CN117440873A - 用于对工件进行激光加工的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于借助聚焦区(106)对工件(104)进行激光加工的设备，其中工件(104)具有透明的材料(102)，该设备包括：射束成形装置(110；110’)，其用于由输入激光束(112)形成聚焦区(106)，其中聚焦区(106)是关于纵向轴线(108)长形地形成的，并且其中聚焦区(106)垂直于纵向轴线(108)具有带首选方向(146)的非对称截面(140)；调整装置(184)，其用于在对工件(104)进行激光加工期间改变首选方向(146)；以及控制装置(186)，其用于基于预定的配属规则来操控调整装置(184)以便在对工件(104)进行激光加工期间控制和/或调节首选方向(146)。
Description
技术领域
本发明涉及一种借助聚焦区对工件进行激光加工的设备，其中工件具有透明的材料。
本发明还涉及一种借助聚焦区对工件进行激光加工的方法，其中工件具有透明的材料。
背景技术
从EP 3 311 947 B1已知一种用于对诸如玻璃衬底那样的透明工件进行激光加工的方法，其中借助脉冲激光束来加工工件，该脉冲激光束具有带非轴对称射束截面的长形的聚焦区。
从DE 10 2020 103 884 A1已知一种用于调节激光加工机的加工光学器件的设备。
根据DE 10 2019 128 362 B3提出一种用于向激光束的横向射束轮廓施加相位分布的衍射光学射束成形元件。
从WO 2020/212175 A1已知一种用于加工工件的加工光学器件，该加工光学器件包括：用于将至少一个输入激光束分成一对彼此垂直偏振的子射束的双折射偏振器元件，以及在射束路径上布置在偏振器元件之后的、用于将子射束聚焦到聚焦区上的聚焦光学器件。
发明内容
本发明的基本目的在于，提供一种在开头提到的设备和一种在开头提到的方法，借助该设备和该方法可以对工件的材料中的材料改性部的形成进行更好的监控(kontrollieren)，以便尤其实现具有平滑的分离面的材料分离。
根据本发明，该目的在开头提到的设备中通过如下方式来实现，即，该设备包括：射束成形装置，其用于由输入激光束形成聚焦区，其中聚焦区是关于纵向轴线长形地形成，并且其中聚焦区垂直于纵向轴线具有带首选方向(Vorzugsrichtung)的非对称截面；调整装置，其用于在对工件进行激光加工期间改变首选方向；以及控制装置，其用于基于预定的配属规则来操控调整装置以便在对工件进行激光加工期间控制和/或调节首选方向。
为了对工件进行激光加工而设置，向工件的材料中引入聚焦区并且使其相对于材料移动。由此沿着加工面形成材料改性部，在该加工面上，工件的材料尤其是可被分离的。
聚焦区的截面的首选方向与借助聚焦区在工件的材料中形成的材料改性部的截面的首选方向相关。通过对聚焦区的首选方向设置控制和/或调节，可以监控所形成的材料改性部的首选方向。由此材料改性部尤其可以被布置和设计成使得可以实现具有尽可能平滑的分离面的工件分离。
尤其，借助聚焦区的首选方向可以监控能够借助聚焦区在材料中形成的材料改性部的首选方向，其中尤其可以监控裂纹的配属于各个材料改性部的主延伸方向。
尤其，借助控制装置设置对首选方向的自动化的控制和/或调节。
尤其，非对称截面的首选方向能够被控制在0°与360°之间的角度范围上。例如，配属规则包括可以实现在0°与360°之间的角度范围内控制非对称截面的配属关系。
例如，非对称截面的首选方向能够以大约1/10°的角度区间和/或以大约1/10°的步长来控制。
尤其，聚焦区形成在空间上相干的相互作用区域，该相互作用区域与材料产生相互作用，以在工件的材料中形成材料改性部。
尤其，聚焦区应被理解为经聚焦的辐射区域并且尤其具有带确定的空间伸展的激光束的在空间上相干的辐射区域。为了确定聚焦区的空间尺寸，例如直径或总长度，仅考虑辐射区域的高于确定的强度阈值的强度值。在此，强度阈值例如被选择成使得低于该强度阈值的值所具有的强度低到使其不再对与材料相互作用以形成材料改性部有重要相关。例如，强度阈值是聚焦区的全局强度最大值的50％。
例如，聚焦区的总长度在50μm与5000μm之间。
射束成形装置设置为用于由输入激光束形成长形且具有非对称截面的聚焦区，其中非对称截面具有首选方向。
“聚焦区是长形地形成的”尤其应被理解成：聚焦区在其纵向轴线的方向上延伸，和/或聚焦区在纵向轴线的方向上形成为拉长的和/或直线式的。尤其，聚焦区在纵向轴线的方向上具有最大的空间伸展。
聚焦区的纵向轴线尤其平行于由其形成聚焦区的激光束的主传播方向定向。
例如，聚焦区的纵向轴线可以弯曲地形成和/或形成为曲线和/或笔直地形成。
工件例如形成为板状和/或面板状。尤其，在对工件进行激光加工时聚焦区的纵向轴线平行于或横向于工件的厚度方向定向。
聚焦区的非对称截面的截平面垂直于聚焦区的纵向轴线定向。
聚焦区的非对称截面的首选方向尤其应被理解为以下方向：在该方向中截面具有最大空间伸展和/或最大直径。
例如，聚焦区的截面至少近似地形成为椭圆形，其中截面的首选方向相应于椭圆形的长半轴的方向。
在对工件进行激光加工期间借助控制装置操控调整装置所基于的配属规则是或者包括例如配属表和/或数学函数。配属规则例如还可以是或者包括常数(偏移值)。
可以有利的是，控制装置设置为用于在激光加工期间将首选方向定向成至少近似平行于进给方向，在所述进给方向上，使聚焦区相对于工件移动以对工件进行激光加工。由此，例如工件的材料中随着材料改性部的形成而产生的裂纹可以至少近似平行于进给方向定向。由此尤其得到彼此相邻的材料改性部的裂纹的重叠，这尤其可以实现具有平滑的分离面的材料分离。
尤其，控制装置设置为用于在对工件进行激光加工期间执行对首选方向的自动定向。
尤其可以设置，聚焦区具有准非衍射射束轮廓和/或类贝塞尔射束轮廓。由此，使聚焦区尤其长形地形成。
尤其可以设置，为了形成长形的聚焦区并且尤其是为了形成长形的聚焦区的非对称截面，借助射束成形装置向输入激光束的射束截面进行横向相位施加。
尤其可以设置，射束成形装置具有至少一个射束成形元件，该至少一个射束成形元件用于向输入激光束的射束截面进行横向的相位分布的相位施加，其中相位分布被选择成用于使聚焦区长形地形成，并且其中该至少一个射束成形元件尤其形成为衍射光学元件和/或轴锥镜元件。
尤其，相位分布被选择成用于形成具有准非衍射射束轮廓和/或类贝塞尔射束轮廓的聚焦区。
横向方向处于与输入激光束的射束轴线和/或主传播方向垂直地定向的平面上。
可以有利的是，相位分布被选择成使得通过借助该至少一个射束成形元件施加相位分布来形成具有非对称截面的聚焦区。由此，聚焦区可以例如以设备的同一元件形成为长形的且具有非对称截面。于是，该至少一个射束成形元件的转动尤其引起非对称截面的首选方向的变化。
例如，所施加的相位分布包括多个角度分段，其中彼此相邻的角度分段具有不同的方位角度分段宽度和/或分段光栅相位差。
可以有利的是，借助调整装置能够影响该至少一个射束成形元件以改变聚焦区的首选方向，和/或借助调整装置能够转动该至少一个射束成形元件以改变聚焦区的非对称截面的首选方向。由此可以以技术上简单的方式改变和/或调设首选方向。
例如，该至少一个射束成形元件能够绕与入射到射束成形元件上的输入激光束的主传播方向和/或射束轴线平行或相同的轴线转动，以改变非对称截面的首选方向。
可以有利的是，射束成形装置具有偏振分束元件，借助偏振分束元件形成具有至少两个彼此不同的偏振状态的子射束，其中通过聚焦子射束形成具有非对称截面的聚焦区。尤其，由此可以基于偏振分束原理形成聚焦区的非对称截面。
尤其，偏振状态是线性偏振状态。例如，借助偏振分束元件形成具有彼此垂直定向的偏振状态的子射束。
尤其，偏振分束元件形成为用于在具有不同偏振状态的子射束之间产生角度偏移和/或位置偏移。
偏振分束元件尤其布置在射束成形装置的远场区域中和/或焦平面上。尤其，在该远场区域中和/或在该焦平面上形成远场强度分布，该远场强度分布借助射束成形装置的聚焦光学器件被聚焦，以形成聚焦区。
偏振分束元件的转动尤其引起聚焦区的非对称截面的首选方向的变化。
可以有利的是，借助调整装置能够影响偏振分束元件以改变聚焦区的首选方向，和/或借助调整装置能够转动偏振分束元件以改变聚焦区的非对称截面的首选方向。
例如，该至少一个偏振分束元件能绕与入射到偏振分束元件上的激光束的主传播方向和/或射束轴线平行或相同的轴线转动，以改变非对称截面的首选方向。
可以有利的是，为了形成聚焦区的非对称截面，射束成形装置具有射束光阑，借助射束光阑阻挡借助射束成形装置形成的远场强度分布的角度范围，其中使远场强度分布的未被阻挡的份额被聚焦从而形成具有非对称截面的长形的聚焦区。尤其，设有射束成形装置的聚焦光学器件，以聚焦远场强度分布的未被阻挡的份额。
尤其，射束光阑的转动引起远场强度分布的未被阻挡的份额的变化和/或聚焦区的非对称截面的首选方向的变化。
尤其，射束光阑布置在远场区域中和/或射束成形装置的焦平面上。
可以有利的是，借助调整装置能够影响射束光阑以改变聚焦区的非对称截面的首选方向，其中借助调整装置尤其能够改变远场强度分布的借助射束光阑被阻挡和/或未被阻挡的角度范围。通过远场强度分布的被阻挡和/或未被阻挡的角度范围的变化，尤其引起非对称截面的首选方向的变化。
例如，为了改变远场强度分布的被阻挡和/或未被阻挡的角度范围，能够使射束光阑绕与入射到射束光阑上的激光束的主传播方向和/或射束轴线平行或相同的轴线转动。由此，尤其可以使聚焦区的非对称截面的首选方向发生变化。
可以有利的是，借助射束成形装置来形成远场强度分布，其中聚焦区通过聚焦远场强度分布来形成，并且其中借助调整装置能够影响为了形成聚焦区而被聚焦的远场强度分布，以改变聚焦区的非对称截面的首选方向。例如，可以如上所述地借助射束成形装置的射束成形元件和/或射束光阑来影响远场强度分布。
尤其，远场强度分布布置在配属于射束成形装置的远场区域中。
远场强度分布尤其包括环结构和/或环分段结构，环结构和/或环分段结构优选具有一个或多个同中心的环分段。尤其，环分段各自具有相同的半径。例如，环分段是关于被引导通过射束成形装置的激光束的射束轴线同中心地布置和/或形成的。
尤其，借助调整装置能够影响和/或限定环结构的被聚焦以形成聚焦区的那些角度范围。
尤其，射束成形装置包括聚焦光学器件和/或望远镜装置(Teleskopeinrichtung)，以便形成聚焦区和/或向工件的材料中引入聚焦区。例如，借助聚焦光学器件能够聚焦远场强度分布以形成聚焦区。例如，借助望远镜装置，从射束成形装置的射束成形元件耦出的激光束能够被聚焦，以形成聚焦区。
尤其，设备包括用于提供输入激光束的激光源，其中借助激光源提供的输入激光束尤其是脉冲式激光束和/或超短脉冲激光束。
尤其，设备形成为用于由输入激光束和/或由超短脉冲激光束形成聚焦区。
尤其，由超短脉冲激光束形成或者借助超短脉冲激光束提供聚焦区。
例如，借以形成聚焦区的输入激光束和/或激光束的波长为至少300nm和/或至多1500nm。例如，波长为515nm或1030nm。
尤其，借以形成聚焦区的输入激光束和/或激光束具有至少1W至1kW的平均功率。例如，激光束包括具有至少10μJ和/或至多50mJ的脉冲能量的脉冲。可以设置，激光束包括单脉冲或系列脉冲(Burst)，其中系列脉冲具有2个至20个子脉冲并且尤其具有近似20ns的时间间隔。
工件由透明的材料形成尤其应被理解为工件的材料由针对输入激光束和/或由针对由其形成聚焦区的激光束透明的材料制成。
透明的材料尤其应被理解为如下材料，形成聚焦区的激光束的激光能量的至少70％且尤其是至少80％且尤其是至少90％透过该材料。
尤其，聚焦区通过非线性吸收与工件的材料相互作用。尤其，借助聚焦区，由于非线性吸收而在材料中形成材料改性部。
尤其可以设置，聚焦区设置为用于在工件的材料中产生材料改性部，该材料改性部伴随着工件的材料中的裂纹形成和/或材料改性部是III型改性。
通过超短激光脉冲引入透明材料中的材料改性部分成三个不同的级别，参见K.Itoh等人的"Ultrafast Processes for Bulk Modification of TransparentMaterials"MRS Bulletin,vol.31p.620(2006)《“透明材料本体改性的超快工艺”MRSBulletin期刊,第31卷,第620页(2006年)》：I型是各向同性的折射率变化；II型是双折射的折射率变化；而III型是所谓的空洞或空腔。在此，所产生的材料改性部依赖于由其形成聚焦区的激光束的激光参数，例如激光束的脉冲持续时间、波长、脉冲能量和重复频率，并且依赖于材料特性，例如尤其是电子结构和热膨胀系数，并且依赖于聚焦的数值孔径(NA)。
例如可以以高激光脉冲能量产生III型改性的空洞(空腔)。在此，空洞的形成归因于高度激发的蒸发的材料从聚焦体积到周围材料的爆炸性膨胀。这个过程还被称为微爆。由于这种膨胀发生在材料的主体之内，因此微爆会留下密度较低或中空的核心(空洞)，或处于亚微米范围内或在处于原子范围内的微观缺陷部，该核心或缺陷部被致密的材料护套包围。通过在微爆的冲击前缘处的压缩的作用而在透明的材料中产生应力，这些应力可能导致裂缝形成或可能促进裂缝形成。
在一个实施方式中，设备包括用于对所形成的聚焦区的非对称截面的实际首选方向进行光学检测的检测装置，其中检测装置尤其以信号有效的方式与控制装置相连接或可连接。尤其，借助该检测装置可以求取配属规则，控制装置基于该配属规则来操控调整装置以控制和/或调节首选方向。
可以有利的是，检测装置设置为用于对所形成的聚焦区的截面进行光学检测，和/或检测装置设置为用于对通过以聚焦区加载工件的材料在材料中产生的材料改性部的相应的截面进行光学检测。由此，尤其可以依赖于不同的控制信号求取所形成的聚焦区的截面的实际首选方向，控制装置利用这些控制信号来操控调整装置。
尤其可以设置，控制装置包括数据库，和/或给控制装置配属有数据库，在该数据库中存储有配属规则。例如，控制装置包括存储装置和/或给控制设备配属有存储装置，在存储装置中存储具有配属规则的数据库。
根据本发明，在开头提到的方法中设置，借助射束成形装置由输入激光束形成聚焦区，其中使聚焦区关于纵向轴线长形地形成，并且其中聚焦区垂直于纵向轴线具有带首选方向的非对称截面；在对工件进行激光加工期间借助调整装置改变或可改变首选方向，以及在对工件进行激光加工期间借助控制装置控制和/或调节首选方向，其中控制装置基于预定的配属规则来操控调整装置。
根据本发明的方法尤其具有根据本发明的设备的一个或多个特征和/或优点。已经结合根据本发明的设备阐述了根据本发明的方法的有利的实施方式。
尤其，借助根据本发明的设备能够执行根据本发明的方法，或者借助根据本发明的设备来执行根据本发明的方法。
尤其可以设置，以聚焦区加载工件的材料，并且使聚焦区相对于材料在进给方向上移动。由此，尤其形成沿着加工面布置在材料中的材料改性部。
尤其，聚焦区和/或加工面在材料的整个厚度上延伸。
例如，使聚焦区穿过工件的外侧耦入材料中，其中尤其聚焦区横向于且尤其是垂直于该外侧定向。
尤其可以设置，在完成激光加工之后工件的材料可被分离或者被分离，尤其通过施加热加载和/或机械应力和/或通过借助至少一种湿化学溶液进行蚀刻。例如，在超声波辅助的蚀刻浴中进行蚀刻。尤其在所形成的材料改性部处和/或在加工面处进行工件分离。
可以有利的是，在对工件进行激光加工期间借助控制装置将首选方向定向成至少近似平行于进给方向，在进给方向上，使聚焦区相对于工件移动以对工件进行激光加工。
可以有利的是，为了限定配属规则，依赖于控制信号来检测所形成的聚焦区的非对称截面的实际首选方向，控制装置利用控制信号操控调整装置以控制首选方向。
实际首选方向尤其应被理解为所形成的聚焦区的非对称截面的所产生的首选方向和/或实质首选方向，该首选方向尤其借助检测装置可被光学检测或者被光学检测。
可以有利的是，为了限定配属规则，通过借助控制装置在取向值的确定的范围上和/或以取向值的区间操控调整装置改变所形成的聚焦区的非对称截面的实际首选方向。尤其是为此，借助控制装置以不同的控制信号和尤其是控制信号的控制信号值来操控调整装置。
可以有利的是，为了求取实际首选方向，对所形成的聚焦区的截面进行光学检测并求取经光学检测的截面的首选方向。尤其，然后基于可被引入或被引入材料中的所形成的聚焦区来求取实际首选方向。例如，通过对所检测的截面进行光学的和/或自动化的评估(尤其是借助图像识别和/或图像数据分析)来求取实际首选方向。
可以有利的是，为了求取实际首选方向，求取一个或多个材料改性部的相应的截面的首选方向，材料改性部已通过以聚焦区加载工件的材料而在材料中产生。尤其，然后基于所形成的聚焦区与工件的材料所产生的相互作用来求取实际首选方向。例如，通过对材料改性部的所检测的截面进行光学的和/或自动化的评估(尤其是借助图像识别和/或图像数据分析)来求取实际首选方向。
可以有利的是，对相应的材料改性部进行光学检测，以求取确定的材料改性部的截面的首选方向。
尤其可以设置，通过对配属于该材料改性部的裂纹进行光学检测来求取确定的材料改性部的截面的实际首选方向。例如，求取裂纹的主延伸方向，从而求取首选方向。
已经表明的是，实际形成的材料改性部的截面的首选方向可以偏离所形成的聚焦区的经光学检测的截面的实际首选方向。原因可能在于位于非对称聚焦区周围的次最大值或光学像差。此外，可能由于要加工的工件的材料的首选方向而出现偏差，例如在晶体材料的情况下。通过基于通过以聚焦区加载工件的材料而在材料中产生的材料改性部的截面的首选方向求取实际首选方向，可以得到对所形成的材料改性部的且尤其是所形成的材料改性部的裂纹的首选方向的特别好的可监控性和可再现性。
尤其可以设置，在对工件进行激光加工之前或期间或之后求取和/或匹配和/或优化配属规则。
尤其，设备的在本申请中被称为元件的部分，例如射束成形元件或偏振分束元件，可以分别包括多个子部件和/或子元件。
尤其，表述“至少近似”或“近似”通常意味着至多10％的偏差。除非另有说明，否则表述“至少近似”或“近似”尤其应被理解为实际的值和/或间距和/或角度与理想的值和/或间距和/或角度偏差至多10％，和/或实际的几何形状与理想的几何形状偏差至多10％。
结合附图，对优选实施方式的以下描述用于更详细地阐述本发明。
附图说明
图1示出了用于对工件进行激光加工的设备的实施例的示意图；
图2示出了用于对工件进行激光加工的设备的另一实施例的示意图；
图3a示出了用于对工件进行激光加工的聚焦区的非对称截面的经模拟的强度分布；
图3b示出了聚焦区的非对称截面的强度分布的示意图；
图4示出了工件的材料中的材料改性部的示意性截面图，其中材料改性部是通过以聚焦区加载材料而产生的；
图5a示出了在设备的射束成形元件的射束输出侧配属于根据图3a的强度分布的横向相位分布；
图5b示出了配属于根据图3a的强度分布的横向远场强度分布，其中聚焦区是通过聚焦该横向远场强度分布而形成的；
图6示出了用于形成具有彼此不同的偏振状态的子射束的偏振分束元件的实施例的示意性截面图；
图7示出了用于对所形成的聚焦区的非对称截面的实际首选方向进行光学检测的检测装置的示意性截面图；
图8示出了用于对工件的材料中的材料改性部的截面进行光学检测的检测装置的示意图，这些材料改性部是通过以聚焦区加载材料而形成的；
图9a示出了布置在工件的材料中的材料改性部的显微镜拍摄图像，这些材料改性部是通过以聚焦区加载材料而产生的；以及
图9b示出了根据图9a的子区域A的细节视图。
在所有附图中，相同或功能等同的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
用于对工件进行激光加工的设备的实施例在图1中示出并且在那里以100来标识。借助设备100，可以在工件104的材料102中产生局部化的材料改性部，例如亚微米范围或原子范围内的缺陷部，其导致材料弱化。在这些材料改性部处可以分离工件104。例如，借助所形成的材料改性部可以将工件分段与工件104分开。
借助设备100形成聚焦区106，以该聚焦区加载工件104的材料102以形成材料改性部。聚焦区106沿着纵向轴线108延伸。聚焦区106是平行于纵向轴线108拉长和/或长形地形成的。
尤其，聚焦区106包括多个彼此相邻的焦点或者由多个彼此相邻的焦点形成。
工件104例如形成为板状和/或面板状。例如，工件104具有厚度D，该厚度尤其是至少近似恒定的。
工件104由透明的材料102制成，即，材料102对于借以形成聚焦区106的波长的激光束而言是透明的。
尤其，聚焦区106的纵向轴线108是平行于或横向于工件104的厚度D的厚度方向定向的。例如，聚焦区106至少在工件104和/或要被分开的工件分段的整个厚度D上延伸。聚焦区106的平行于纵向轴线108定向的总长度例如大于或等于工件104和/或要被分开的工件分段的总厚度D。
为了形成聚焦区106，设备100包括射束成形装置110。向射束成形装置110中耦入例如借助激光源114提供的输入激光束112。该输入激光束112具有如下波长，工件104的材料102针对该波长是透明的。
该输入激光束112尤其是脉冲式激光束并且尤其是超短脉冲激光束。例如，输入激光束112是高斯射束和/或具有高斯形的射束轮廓。
在耦入射束成形装置110中之后，输入激光束112传播通过射束成形装置110并且作为被聚焦的输出激光束113从射束成形装置110耦出。输出激光束113形成聚焦区106，以该聚焦区加载工件104的材料102。
输入激光束112的传播通过射束成形装置110的部分在下文中被称为激光束116。
激光束116具有主传播方向118，激光束以该主传播方向传播通过射束成形装置110。主传播方向118尤其是平行于激光束116的射束轴线120定向的。该射束轴线120尤其应被理解为激光束116的纵向中心轴线。
为了对激光束116进行射束成形，射束成形装置110包括射束成形元件121，该射束成形元件例如形成为衍射光学元件和/或轴棱镜元件。原则上还可以实现的是，射束成形元件121还可以形成为折射元件或反射元件。
射束成形元件121不一定限于单个元件和/或单个部件。原则上，射束成形元件121可以包括多个子元件和/或子部件。
借助于射束成形元件121来向输入激光束112和/或激光束116的横向射束截面122上进行相位施加，其中进行相位施加的方式为使得从射束成形元件121耦出的激光束116具有准非衍射射束轮廓和/或类贝塞尔射束轮廓。
关于准非衍射射束的定义和特性请参考书籍"Structured Light Fields:Applicationsin Optical Trapping,Manipulation and Organisation",M.SpringerScience&Business Media(2012),ISBN 978-3-642-29322-1，《结构光场：在光学捕获、操纵和组织中的应用》，作者M./>施普林格科学&商业媒体，2012年，ISBN 978-3-642-29322-1以及I.Chremmos等人的科学出版物"Bessel-like optical beams witharbitrary trajectories",Optics Letters,Vol.37,No.23,1.Dezember 2012，《具有任意轨迹的类贝塞尔光束》，光学快报，第37卷，第23号，2012年12月1日。
关于具有非对称截面的准非衍射射束和/或类贝塞尔射束的形成和特性请参考K.Chen等人的科学出版物"Generalized axicon-based generation of nondiffractingbeams",arXiv:1911.03103v1[physical.optics],8.November2019，《基于广义轴锥镜的非衍射射束的生成》，物理光学，arXiv:1911.03103v1，2019年11月8日。
横向方向应被理解为处于垂直于主传播方向118和/或垂直于射束轴线120定向的平面上的方向。
可以设置，射束成形装置110具有用于匹配射束截面122的直径d0的匹配光学器件124。通过匹配入射到射束成形元件121上的激光束116的直径d0，尤其可以匹配聚焦区106的总长度。例如，匹配光学器件124形成为望远镜或包括望远镜。
匹配光学器件124针对主传播方向118而言布置在射束成形元件121之前。
射束成形装置110包括聚焦光学器件126，以便聚焦从射束成形元件121耦出的激光束116，从而形成聚焦区106。
聚焦光学器件126例如包括一个或多个透镜元件127。例如，聚焦光学器件形成为镜头。
尤其，聚焦光学器件126是射束成形装置110的望远镜装置128的一部分，其中借助该望远镜装置128，从射束成形元件121耦出的激光束116被聚焦到聚焦区106中。
在根据图1的实施例中，望远镜装置128包括与聚焦光学器件126间隔开地布置的透镜光学器件129。该透镜光学器件129例如是或包括例如形成为会聚透镜的至少一个透镜元件130。
针对主传播方向118而言，透镜光学器件129布置在聚焦光学器件126之前和/或布置在射束成形元件121与聚焦光学器件126之间。
透镜光学器件129具有第一焦距f1并且聚焦光学器件126具有第二焦距f2，其中第一焦距f1大于第二焦距f2。
聚焦光学器件126和/或望远镜装置128被配属有焦平面132。该焦平面被定位在配属于聚焦光学器件126和/或望远镜装置128的远场区域134中。
尤其，焦平面132和/或远场区域134针对主传播方向118而言被定位在透镜光学器件129与聚焦光学器件126之间。
焦平面132尤其是透镜光学器件129和聚焦光学器件126的共同的焦平面。例如，焦平面132与透镜光学器件129间隔开第一焦距f1，并且与聚焦光学器件126间隔开第二焦距f2。
在图1所示的射束成形装置110的实施方式中，例如形成有配属于聚焦区106的中间图像136，该中间图像尤其针对主传播方向118而言布置在射束成形元件121之后和/或布置在射束成形元件121与聚焦光学器件126之间。
图2中所示的射束成形装置110'的另一实施方式与上述的射束成形装置110的实施方式的区别主要在于，透镜光学器件129被集成到射束成形元件121中和/或与射束成形元件121形成一个单元。
例如，透镜光学器件129的功能被集成到射束成形元件121中。例如，为了将透镜光学器件129集成到射束成形元件121中，对借助射束成形元件121向射束截面122上施加的相位分布进行匹配。
可以设置，透镜光学器件129和/或透镜光学器件129的透镜元件130布置在射束成形元件121的射束输出侧138。
在其他方面，射束成形装置110'基本上具有与射束成形装置110相同的结构和相同的功能，因此在此方面参见其描述。
尤其，射束成形装置110'具有射束成形装置110的一个或多个另外的特征和/或优点。
借助射束成形装置110形成的聚焦区106具有关于其纵向轴线108拉长和/或长形的形状。这通过借助于射束成形元件121进行的相位施加来实现，其中通过借助于射束成形元件121进行的相位施加尤其产生准非衍射射束轮廓和/或类贝塞尔射束轮廓。
此外，聚焦区106的截面140形成为非对称的，其中配属于截面140的截平面是垂直于纵向轴线108定向的。
例如在图3a中以灰度图的形式示出了聚焦区106的非对称截面140的经模拟的强度分布。在此灰度图中，较亮的区域表示强度较高的区域。
为了确定聚焦区106的空间尺寸，例如其在纵向轴线108的方向上的总长度和/或在与纵向轴线108垂直地定向的x方向或y方向上的截面140的直径dx、dy，考虑经修改的强度分布，经修改的强度分布仅具有高于确定的强度阈值的强度值。尤其，该强度阈值是实际强度分布的全局强度最大值的50％。这在图3b中针对聚焦区106的截面140的直径dx、dy示意性地示出。
聚焦区的总长度例如应被理解为基于所提到的经修改的强度分布、聚焦区106沿着纵向轴线108的最大延伸长度和/或最大伸展长度。相应地，直径dx或dy应被理解为聚焦区106的截面140在x方向或y方向上的最大延伸长度和/或最大伸展长度。
聚焦区106尤其应被理解为全局最大强度分布142，该全局最大强度分布尤其形成为空间相干的。尤其，仅该全局最大强度分布142对与工件104的材料102相互作用以形成材料改性部有重大意义。
最大强度分布142尤其被次级强度分布144包围。这些次级强度分布144尤其布置在最大强度分布142周围和/或与最大强度分布142间隔开地布置。尤其，次级强度分布142是或包括次最大值。
尤其，次级强度分布144对于对工件104进行激光加工来说是不重要的，因为不会因其强度较低而在材料102中产生材料性部和/或形成的材料改性部是可忽略的。
聚焦区106的非对称截面140具有首选方向146，该首选方向处于与聚焦区106的纵向轴线108垂直地定向的平面上。尤其，首选方向146应被理解为非对称截面140具有最大空间伸展尺寸和/或最大直径的方向。
在图3a和图3b所示的示例中，截面140的最大空间伸展尺寸和/或最大直径是平行于x方向定向的。因此，首选方向146是平行于x方向和/或平行于直径dx的方向定向的。
尤其，截面140是椭圆形的和/或至少近似地形成为椭圆形。于是，首选方向146对应于例如椭圆的长半轴的方向。例如，于是直径dx平行于长半轴定向并且直径dy平行于短半轴定向。
为了对工件104进行激光加工，以聚焦区106加载其材料102，并且使聚焦区106在进给方向148上相对于材料102移动(图4)。
通过以聚焦区106加载材料102，在材料102中形成材料改性部150，材料改性部沿着聚焦区106的纵向轴线108布置和/或排列。
通过聚焦区106相对于材料102的相对移动，形成在进给方向上间隔开的材料改性部150。平行于进给方向148的相邻的材料改性部150之间的间距尤其依赖于聚焦区106相对于材料102在进给方向148上移动的进给速度。
由于以长形的聚焦区106加载材料102以及其相对于材料102的相对移动，因此沿着尤其材料102能够沿其被分离的加工面形成材料改性部150。可以例如通过施加机械力来实现沿着加工面的材料分离。
材料改性部150具有截面152，该截面具有与聚焦区106的截面140相对应的形状。配属于截面152的截平面垂直于纵向轴线108和/或平行于借以形成相应的材料改性部150的聚焦区106的进给方向148定向。
此外，确定的材料改性部150的截面152具有首选方向154，该首选方向与借以形成材料改性部150的那个聚焦区106的截面140的首选方向146相对应。
尤其，材料改性部150在首选方向154的方向上具有最大空间伸展和/或最大直径。在图4所示的示例中，截面152形成为椭圆形，并且首选方向154相应于椭圆形的长半轴的方向。
尤其，配属于聚焦区106的激光参数被选择成使得借助聚焦区106在材料102中形成的材料改性部150伴随有在材料102中形成裂纹156。例如，材料改性部为150是III型改性。
裂纹156尤其在彼此相邻的材料改性部150之间延伸，这些材料改性部在进给方向148上彼此间隔开。尤其，裂纹156沿着主延伸方向158延伸，主延伸方向至少近似平行于配属于这些裂纹156的材料改性部150的首选方向154定向和/或至少近似平行于借以形成配属于这些裂纹156的材料改性部150的聚焦区106的首选方向146定向。
主延伸方向158尤其应被理解为配属于确定的材料改性部150的裂纹156的平均的和/或取平均的延伸方向。
射束成形装置110包括至少一个首选方向射束成形元件160，首选方向射束成形元件用于形成聚焦区106的具有首选方向146的非对称截面140。尤其，借助首选方向射束成形元件160，优选在垂直于聚焦区106的纵向轴线108定向的平面上，能够改变和/或能够调设首选方向146。
可以设置，首选方向射束成形元件160和/或首选方向射束成形元件160的功能被集成到射束成形元件121中。例如，聚焦区106的非对称截面140是通过借助射束成形元件121进行的相位施加来实现的。
例如从DE 10 2019 128 362 B3已知通过相位施加形成具有非对称截面的聚焦区。
图5a中示出了横向相位分布的示例，横向相位分布借助射束成形元件121被施加到射束截面122上，以形成具有非对称截面140的聚焦区106。例如，激光束116以该相位分布在射束成形元件121的射束输出侧138耦出。
例如，相位分布具有多个角度分段162a、162b，其中彼此相邻的角度分段具有不同的方位角分段宽度Δβ1、Δβ2和/或具有分段光栅相位差。
图5b中示出了在射束成形装置110的焦平面132和/或远场区域134中形成的横向远场强度分布164的示例。该远场强度分布164由借助射束成形元件121执行的相位施加产生。
远场强度分布164包括环结构。在该实施方式中，环结构尤其形成为环分段结构和/或包括多个环分段166，这些环分段尤其是关于射束轴线120同中心地布置的。尤其，环结构的所有环分段166具有相同的半径。
远场强度分布164的环结构具有一个或多个中断部168，这些中断部布置在彼此相邻的环分段166之间。这些中断部168尤其在环结构的一个或多个方位角角度范围内延伸。尤其，在这些中断部168处，强度为零或者强度比相邻的环分段166的强度低了至少90％。
通过借助聚焦光学器件126和/或借助望远镜装置128聚焦远场强度分布164形成聚焦区106。由于具有中断部168的环结构，形成具有非对称截面140的聚焦区106。
在这种情况下，非对称截面140的首选方向146能够例如通过转动射束成形元件121而被改变和/或调设，其中转动轴线尤其平行于射束轴线120定向或者相应于射束轴线120。
在另一实施方式中设置，首选方向射束成形元件160是或包括射束光阑170，以形成具有非对称截面140的聚焦区106。射束光阑170设置为用于阻挡远场强度分布164的环结构的一个或多个角度范围，其中环结构的被阻挡的角度范围尤其没有借助聚焦光学器件126聚焦。
射束光阑170尤其布置在远场区域134中和/或焦平面132上。
例如，在本实施方式中，射束成形元件121形成为用于形成具备带有连续的和/或无中断的环的环结构的远场强度分布164。于是，通过借助射束光阑170阻挡环结构的角度范围在该环结构上得到所产生的中断部168。结果是，借助聚焦光学器件126聚焦的环结构于是例如具有图5b中所示的结构。
在该实施方式中，可以例如通过远场强度分布的环结构的借助射束光阑170被阻挡的角度范围的变化改变和/或调设非对称截面140的首选方向146。例如，通过调设和/或转动射束光阑170可以使被阻挡的角度范围发生变化，其中转动轴线优选地平行于射束轴线120定向或与之重合。
在另一实施方式中设置，首选方向射束成形元件160是或包括至少一个偏振分束元件172，其中偏振分束元件172的实施例在图6中示出。偏振分束元件172尤其布置在远场区域132中和/或焦平面132上。
入射到偏振分束元件172上的激光束116借助偏振分束元件172被分成彼此不同的、具有不同偏振状态的子射束174a、174b。
尤其，所提及的偏振状态应被理解为线性偏振状态，其中例如设有两个不同的偏振状态和/或设有彼此垂直定向的偏振状态。
尤其，从偏振分束元件172耦出的射束如此偏振，使得电场定向在垂直于主传播方向118的平面中(横向电)。
子射束174a、174b具有位置偏移Δx和角度偏移Δα，其中尤其子射束174a、174b之一平行于入射激光束的射束轴线120定向或与之重合。
例如，偏振分束元件172包括双折射的偏振器元件176和各向同性元件178，各向同性元件针对主传播方向118而言尤其布置在偏振器元件176之后。偏振元件176和/或各向同性元件178例如形成为楔状。
关于偏振分束元件128的工作方式和实施方案，参考同一申请人的申请号为102020 207 715.0的德国专利申请(申请日：2020年6月22日)以及参考DE 10 2019 217 577A1。
偏振器元件176的光轴180例如以与偏振器元件176的射束输入侧182和/或与射束轴线120成至少近似45°的角度定向。
在借助聚焦光学器件126聚焦之后，经偏振的子射束174a、174b具有位置偏移。尤其，子射束174a、174b被聚焦到聚焦区106的至少区段式重叠的不同子区域中。由此可以形成具有非对称截面140的聚焦区106。
在该实施方式中，非对称截面140的首选方向146可以例如通过转动、优选绕射束轴线120或绕平行于射束轴线120的轴线转动偏振分束元件172来改变和/或调设。
设备100包括调整装置184，借助该调整装置能够在对工件104进行激光加工期间改变聚焦区106的非对称截面140的首选方向146。首选方向146的改变和/或调设尤其应被理解为在垂直于聚焦区106的纵向轴线108定向的平面上改变或调设首选方向146的取向。
为了改变首选方向146，调整装置184影响首选方向射束成形元件160，例如射束成形元件121和/或射束光阑170和/或偏振分束元件172。尤其能够借助调整装置184移动和/或转动首选方向射束成形元件160以改变首选方向146。
设备100还包括以信号有效的方式与调整装置184相连接的控制装置186。借助该控制装置186，能够操控调整装置184以改变首选方向146。
可以设置，借助控制装置186、基于配属规则来对控制装置184进行操控。该配属规则尤其被存储在数据库188中，该数据库包括在控制装置186中或者控制装置186以信号有效的方式与该数据库相连接。
在设备100的运行中，首选方向146借助控制装置186来控制，尤其其方式为使得首选方向146平行于或近似平行于进给方向148定向。为此，控制装置186基于配属规则以控制信号操控调整装置184，以便实现对首选方向146的对应定向。
配属规则是或者包括例如配属表，该配属表包括控制信号的控制信号值与首选方向146的取向值的配属关系。
首选方向146的取向值例如可以被指定为相对于参考方向190的角度θ的角度信息，其中参考方向190处于与纵向中心轴线108垂直地定向的平面上。
设备100包括检测装置192，借助该检测装置能够对所形成的聚焦区106的截面140的实际首选方向194(图7中指示)进行光学检测。
实际首选方向194尤其应被理解为截面140的实质首选方向(Ist-Vorzugsrichtung)，例如实质首选方向存在于材料102中和/或借助检测装置192来求取。
在图7中所示的示例中，聚焦区106借助射束成形装置110来形成，并且以聚焦区106加载工件104。借助检测装置192对所形成的聚焦区106进行光学检测。
为了对所形成的聚焦区106进行光学检测，检测装置192尤其包括图像拍摄装置196，该图像拍摄装置具有例如图像传感器和/或相机。尤其，检测装置192还包括成像光学器件198，以使借助射束成形装置110形成的聚焦区106成像到图像拍摄装置196上。
检测装置192针对从射束成形装置110耦出的输出激光束113的主传播方向118而言尤其布置在工件104和/或所形成的聚焦区106之后。
通过评估借助图像拍摄装置196检测的图像数据，可以求取实际首选方向194，其中可以例如借助控制装置186来进行评估。尤其，检测装置192于是以信号有效的方式与控制装置186相连接。
光学检测装置192'的另外的实施方式在图8中示出并且与上述的检测装置192的不同之处主要在于：在检测装置192'的情况下对借助聚焦区106在工件104的材料102中形成的材料改性部150进行光学检测，以求取其首选方向154(参见图4)。
在其他方面，检测装置192'尤其具有检测装置192的一个或多个特征和/或优点，因此在其他方面参考上文的描述。
在该实施方式中，通过检测借助于聚焦区106形成的材料改性部150的截面152的首选方向154，推断出借以形成该材料改性部150的聚焦区106的实际首选方向194。在该实施方式的范围内，配属的材料改性部150的首选方向154相应于借以形成该材料改性部150的聚焦区106的实际首选方向194和/或实质首选方向。
检测装置192'包括例如图像拍摄装置196和成像光学器件198'，以使材料改性部150成像到图像拍摄装置196上。借助图像拍摄装置196，尤其对材料改性部150的截面152和/或配属于材料改性部150的裂纹156进行光学检测。
通过评估借助图像拍摄装置196检测到的图像数据，可以求取首选方向154和/或实际首选方向194。可以设置，为了求取确定的材料改性部150的实际首选方向194，考虑配属于该材料改性部150的裂纹156的主延伸方向158。
在根据图8的实施例中，以反射光显微镜来检测在材料102中形成的材料改性部150。
例如，射束成形装置110的聚焦光学器件126用作成像光学器件198'的镜头。从工件104入射到聚焦光学器件126上的射束例如借助成像光学器件198'的部分反射元件200在朝向图像拍摄装置196的方向上被偏转。
在图9a和图9b中示出了其中形成材料改性部150的材料102的示例性的显微镜拍摄图像，其中材料改性部150在所示的示例中布置成圆形。
尤其，配属的材料改性部的裂纹156的主延伸方向158至少近似地相应于该材料改性部的截面152的首选方向154。
设备100的工作原理如下：
为了求取配属规则(基于该配属规则借助控制装置186对首选方向146进行控制和/或调节)，通过控制装置186例如以不同的控制信号值来操控调整装置184并且分别针对不同的控制信号值来求取实际首选方向194。在此借助检测装置192、192'来求取实际首选方向194。
由此以在不同的控制信号值与实际首选方向194的取向值之间的关系的形式求取配属规则。配属规则尤其包含须利用哪个控制信号值来控制调整装置184以实现确定的实际首选方向194的信息。
在检测装置192的情况下，例如通过对借助射束成形装置110形成的聚焦区106的截面140进行光学检测和评估来求取实际首选方向194。对聚焦区106的截面140的光学检测例如可以在工件104的材料102之内或之外进行。例如，对截面140的检测是在空气中进行。
在检测装置192'的情况下，例如通过对材料改性部150(借助聚焦区106在不同的控制信号值下形成或已形成该材料改性部)的截面152进行光学检测和评估来求取实际首选方向194。
例如，在图9b中示出了多个材料改性部150，这些材料改性部在工件104的材料102中布置在不同位置处并且已在不同的控制信号值或首选方向146下形成。例如通过对材料102中形成的材料改性部150进行光学检测和评估来求取实际首选方向194，其中为了求取确定的材料改性部的实际首选方向194，尤其对其截面152和/或配属于该材料改性部150的裂纹156的主延伸方向158进行光学检测和/或评估。
原则上可以在对工件104进行激光加工之前或期间求取配属规则。
为了执行激光加工，以聚焦区106加载工件104的材料102，并且使聚焦区106在进给方向148上相对于工件104移动经过其材料102。
材料102是对于输入激光束112的波长和/或借助射束成形装置110形成聚焦区106的激光束116的波长而言是透明的材料。例如，材料102是玻璃材料，例如石英玻璃。
通过聚焦区106相对于材料102的相对移动，形成材料改性部150，该材料改性部如上所述沿着加工面布置。
在进给方向148上相邻的材料改性部150之间的间距可以例如通过调设输入激光束112的脉冲持续时间和/或通过调设进给速度来限定。
沿着加工面形成的材料改性部150尤其导致材料102的坚固度(Festigkeit)降低。由此，例如能够在通过施加机械力在加工面处形成材料改性部150之后将材料102分成两个彼此不同的工件分段。
有利的是，聚焦区106的非对称截面140的首选方向146在对工件104进行激光加工期间平行于或近似平行于进给方向148定向。由此，在沿着加工面分离工件104时得到较平滑的分离面。
在图9b中所示的材料改性部150a的情况下，在形成该材料改性部150a的情况下进给方向148例如并非近似平行于进给方向148定向。尤其，于是，配属于材料改性部150a的裂纹156的主延伸方向158也并非近似平行于进给方向148定向。由此，在分离工件时可能发生不均匀。
尤其是因此设置，借助控制装置186来控制和/或调节首选方向146，其方式为使得在对工件104进行激光加工期间首选方向146平行于或近似平行于进给方向148定向。然后，彼此相邻的材料改性部150的裂纹156尤其至少近似连续地和/或无中断地过渡至彼此之中，使得尤其能够实现具有平滑的分离面的工件分离(参见例如图9a中标记的子区域202)。
附图标记清单
Δα 角度偏移
Δβ1 方位角分段宽度
Δβ2 方位角分段宽度
D厚度
dx在x方向上的直径
dy在y方向上的直径
f1第一焦距
f2第二焦距
θ角度
Δx 位置偏移
100 设备
102 材料
104 工件
106 聚焦区
108 纵向轴线
110 射束成形装置
110'射束成形装置
112 输入激光束
113 输出激光束
114 激光源
116 激光束
118 主传播方向
120 射束轴线
121 射束成形元件
122 射束截面
124 匹配光学器件
126 聚焦光学器件
127 透镜元件
128 望远镜装置
129 透镜光学器件
130 透镜元件
132 焦平面
134 远场区域
136 中间图像
138 射束输出侧
140 截面
142 最大强度分布
144 次级强度分布
146 首选方向
148 进给方向
150 材料改性部
150a 材料改性部
152 截面
154 首选方向
156 裂纹
158 主延伸方向
160 首选方向射束成形元件
162a 角度分段
162b 角度分段
164 远场强度分布
166 环形分段
168 中断部
170 射束光阑
172 偏振分束元件
174a 子射束
174b 子射束
176 偏振器元件
178 各向同性元件
180 光轴
182 射束输入侧
184 调整装置
186 控制装置
188 数据库
190 参考方向
192 检测装置
192'检测装置
194 实际首选方向
196 图像拍摄装置
198'成像光学器件
200 部分反射的元件
202 子区域
Claims (17)
1.一种用于借助聚焦区(106)对工件(104)进行激光加工的设备，其中所述工件(104)具有透明的材料(102)，所述设备包括：
-射束成形装置(110；110’)，所述射束成形装置用于由输入激光束(112)形成所述聚焦区(106)，其中，所述聚焦区(106)关于纵向轴线(108)
长形地形成，其中，所述聚焦区(106)垂直于所述纵向轴线(108)具有带有首选方向(146)的非对称截面(140)；
-调整装置(184)，所述调整装置用于在对所述工件(104)进行激光加工期间改变所述首选方向(146)；以及
-控制装置(186)，所述控制装置用于基于预定的配属规则来操控所述调整装置(184)，以便在对所述工件(104)进行激光加工期间控制和/或调节所述首选方向(146)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置(186)设置为用于在激光加工期间使所述首选方向(146)定向成至少近似平行于进给方向(148)，在所述进给方向上，使所述聚焦区(106)相对于所述工件(104)移动以对所述工件(104)进行激光加工。
3.根据权利要求1或2之一所述的设备，其特征在于，所述射束成形装置(110；110’)具有至少一个射束成形元件(121)，所述至少一个射束成形元件用于向所述输入激光束(121)的射束截面(122)进行横向的相位分布的相位施加，其中，所述相位分布被选择成用于使所述聚焦区(104)长形地形成，其中，所述至少一个射束成形元件(121)尤其形成为衍射光学元件和/或轴锥镜元件。
4.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述相位分布被选择成，使得通过借助所述至少一个射束成形元件(121)施加所述相位分布来形成具有非对称截面(140)的所述聚焦区(104)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，借助所述调整装置(184)能够影响所述至少一个射束成形元件(121)以改变所述聚焦区(106)的所述首选方向(146)，和/或，借助所述调整装置(184)能够转动所述至少一个射束成形元件(121)以改变所述聚焦区(106)的非对称截面(140)的首选方向(146)。
6.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述射束成形装置(110；110’)具有偏振分束元件(172)，借助所述偏振分束元件形成具有至少两个彼此不同的偏振状态的子射束(174a，174b)，其中，通过聚焦所述子射束(174a，174b)形成具有非对称截面的所述聚焦区(106)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，借助所述调整装置(184)能够影响所述偏振分束元件(172)以改变所述聚焦区(106)的所述首选方向(146)，和/或，借助所述调整装置(184)能够使所述偏振分束元件(172)转动以改变所述聚焦区(106)的非对称截面的(140)的首选方向(146)。
8.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，为了形成所述聚焦区(106)的非对称截面(140)，所述射束成形装置(110，110’)具有射束光阑(170)，借助所述射束光阑阻挡借助所述射束成形装置(110，110’)形成的远场强度分布(164)的角度范围，其中，使所述远场强度分布(164)的未被阻挡的份额被聚焦从而形成具有非对称截面(140)的长形的聚焦区(106)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，借助所述调整装置(184)能够影响所述射束光阑(170)以改变所述聚焦区(106)的非对称截面(140)的首选方向(146)，其中，借助所述调整装置(184)尤其能够改变所述远场强度分布(164)的借助所述射束光阑(170)被阻挡和/或未被阻挡的角度范围。
10.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，借助所述射束成形装置(110；110’)形成远场强度分布(164)，其中，所述聚焦区(106)通过聚焦所述远场强度分布(164)形成，其中，借助所述调整装置(184)能够影响为了形成所述聚焦区(106)而被聚焦的所述远场强度分布(164)，以改变所述聚焦区(106)的非对称截面(140)的首选方向(146)。
11.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于检测装置(192；192’)，所述检测装置用于对所形成的聚焦区(106)的非对称截面(140)的实际首选方向(194)进行光学检测，其中，所述检测装置(192；192’)尤其以信号有效的方式与所述控制装置(186)相连接或可连接。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述检测装置(192；192’)设置为用于对所形成的聚焦区(106)的截面(140)进行光学检测，和/或，所述检测装置(192；192’)设置为用于对通过以所述聚焦区(106)加载所述工件(104)的材料(102)而在所述材料(102)中产生的材料改性部(150)的相应的截面(152)进行光学检测。
13.一种用于借助聚焦区(106)对工件(104)进行激光加工的方法，其中，所述工件(104)具有透明的材料，在所述方法中
-借助射束成形装置(110；110’)由输入激光束(112)形成所述聚焦区(106)，其中，使所述聚焦区(106)关于纵向轴线(108)长形地形成，其中，所述聚焦区(106)垂直于纵向轴线(108)具有带首选方向(146)的非对称截面(140)，
-在对所述工件(104)进行激光加工期间借助所述调整装置(184)改变或可改变所述首选方向(146)，以及
-在对所述工件(104)进行激光加工期间借助控制装置(186)控制和/或调节所述首选方向(146)，其中，所述控制装置(186)基于预定的配属规则来操控所述调整装置(184)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在对所述工件(104)进行激光加工期间借助所述控制装置(186)将所述首选方向(146)定向成至少近似平行于进给方向(148)，在所述进给方向上，使所述聚焦区(106)相对于所述工件(104)移动以对所述工件(104)进行激光加工。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，为了限定所述配属规则，依赖于控制信号来检测所形成的聚焦区(106)的非对称截面(140)的实际首选方向(194)，所述控制装置(186)利用所述控制信号操控所述调整装置(184)以控制所述首选方向(146)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，为了求取所述实际首选方向(194)，对所形成的聚焦区(106)的截面(140)进行光学检测并且求取经光学检测的截面(140)的所述首选方向(146)，和/或，为了求取所述实际首选方向(194)，求取一个或多个材料改性部(150)的相应的截面(152)的首选方向(154)，所述材料改性部已通过以所述聚焦区(140)加载所述工件(104)的材料(102)而在所述材料(102)中产生。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，通过对配属于确定的材料改性部(150)的裂纹(156)进行光学检测来求取所述材料改性部(150)的截面(152)的实际首选方向(154)。
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