CN118043161A - 用于加工工件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用激光器(3)的激光射束(30)加工工件(10)的方法和装置(1)，该装置包括：激光器(3)，该激光器设置用于输出激光射束(30)；偏振开关(4)，该偏振开关设置用于在两个偏振态之间切换激光射束(30)的偏振和/或旋转激光射束(30)的偏振；偏振分裂器(5)，该偏振分裂器设置用于将激光射束(30)分裂成两个子激光射束(300)，其中这两个子激光射束(300)具有彼此正交的偏振，并且其中穿过偏振分裂器之后具有第一偏振的第一子激光射束(301)具有第一偏移，并且穿过偏振分裂器之后第二偏振的第二子激光射束(302)具有第二偏移；以及加工光学器件(8)，该加工光学器件设置用于将第一子激光射束(301)引入到工件(10)的第一聚焦区(801)中并且将第二子激光射束(302)引入到工件(10)的第二聚焦区(802)中，以加工工件(10)，其中偏振开关(4)在射束传播方向上布置在偏振分裂器(5)之前，其中通过偏振开关(4)切换和/或旋转偏振交替地使这两个子激光射束(300)的强度最大化。

Description

用于加工工件的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种利用激光器的激光射束加工工件的装置和方法。
背景技术
近些年来，激光器的发展实现了新型的材料加工。尤其在超短脉冲激光器中，短脉冲长度和高脉冲峰值功率或高脉冲能量可以实现脉冲能量在工件材料中的非线性吸收，使得对于使用的激光波长，也可以加工实际上透明或基本上透明的材料。
这样的激光辐射的特殊应用领域是工件的分割和加工。在此，激光射束优选地以垂直入射引入到材料中，由此在材料中产生材料改性，材料改性针对性地对材料进行破坏。由此，在一定程度上产生穿孔，沿该穿孔可以分割材料。
这样的激光辐射的另一应用领域是接合两个接合配对件，其中向相应的接合配对件施加激光射束，以便以这种方式在施加有激光射束的区域中通过吸收能量产生熔体，熔体在其凝固之后在接合配对件之间形成焊缝。在此，借助于超短激光脉冲的接合可以实现接合配对件的稳定连接，而不需要使用附加的材料。
在接合以及分割时，所谓的摆动(Wobbeln)，即激光射束绕接合线或分割线的周期性运动是已知的。由此在分割时产生品质特别高的边缘，或在接合时产生接缝。
迄今为止，对于这样的摆动运动，加工光学器件或加工光学器件的一部分必须周期性地运动，这导致加工光学器件的结构复杂以及加工光学器件的调整成本高。
发明内容
从已知的现有技术出发，本发明的目的是提供一种经改进的用于加工工件的装置以及一种对应的方法。
该目的通过具有权利要求1所述特征的用于加工工件的装置来实现。从属权利要求、说明书和附图得出有利的改进方案。
对应地提出一种利用激光器的激光射束加工工件的装置，该装置包括：激光器，该激光器设置用于输出激光射束；偏振开关，该偏振开关设置用于在两个偏振态之间切换激光射束的偏振和/或旋转激光射束的偏振；偏振分裂器，该偏振分裂器设置用于将激光射束分裂成两个子激光射束，其中这两个子激光射束具有彼此正交的偏振，其中穿过偏振分裂器之后具有第一偏振的第一子激光射束具有第一偏移，穿过偏振分裂器之后第二偏振的第二子激光射束具有第二偏移；以及加工光学器件，该加工光学器件设置用于将第一子激光射束引入到工件的第一聚焦区中并且将第二子激光射束引入到工件的第二聚焦区中，以加工工件。根据本发明，偏振开关在射束传播方向上布置在偏振分裂器之前，其中通过偏振开关切换和/或旋转偏振交替地使这两个子激光射束的强度最大化。
偏振开关可以改变由激光器提供的入射激光射束的偏振。改变可以包括，由初始偏振态的激光射束产生最终偏振态的激光射束。例如可以由s偏振态的激光射束(其偏振垂直于激光射束的入射平面)产生p偏振态的激光射束(其偏振平行于入射平面)。
这可以通过以下方式来实现：激光射束的偏振从初始偏振态连续转变为最终偏振态，使得产生最终偏振态的激光射束。因此，在时间变化过程上，激光射束占据初始偏振态与最终偏振态之间的所有偏振态。
然而，也可以切换激光射束的偏振。于是，激光射束在时间变化过程上仅占据两个偏振态，即初始偏振态和最终偏振态，例如s偏振态和p偏振态。
然而，激光射束的偏振也可以被切换到处于初始偏振态与最终偏振态之间的中间偏振态。在s偏振态与p偏振态之间的激光射束例如还可以被切换到中间偏振态，其中偏振相对于入射平面成不等于0°或90°的角度，例如30°或45°或60°。
偏振开关的上述描述类似地适用于圆偏振或椭圆偏振的激光射束。在此，初始偏振态可以由第一利手(例如左利手)的偏振态构成，并且最终偏振态可以由第二利手(例如右利手)的偏振态构成。在此，中间偏振态例如可以是线性偏振态或椭圆偏振态。
偏振分裂器可以实现将入射激光射束分解成线性基本偏振态，并且在空间上分离成呈子激光射束形式的相应的基本偏振态。在此，按照偏振分裂器的基本偏振态投射入射激光射束的偏振。这样的偏振分裂器典型地基于激光射束在偏振分裂器中的双折射。
双折射被理解为光学材料将入射激光射束分成彼此垂直偏振的两个子激光射束的能力。这是由于光学材料的取决于光的偏振和光相对于光学材料的光轴的入射角而不同的折射率而发生的。因此，根据偏振分裂器的光学材料的光轴的形状和设计，将任意偏振的激光射束分离成偏振分裂器的基本偏振态。
在本申请的意义上，彼此垂直偏振的子激光射束被理解为其偏振方向和角度彼此成90°定向的线性偏振的子激光射束。然而，彼此垂直偏振的子激光射束还被理解为具有相反旋转方向的圆偏振的子激光射束，即左旋或右旋圆偏振的两个子激光射束。例如可以借助于适当定向的延迟板(λ/4板)将具有彼此垂直定向的偏振方向的线性偏振的子激光射束转换成具有相反旋转方向的圆偏振的子激光射束，见下文。
从偏振分裂器根据基本偏振态分解的出射的子激光射束彼此间可以具有角度偏移和/或位置偏移。这也可以用偏振分裂器的光学材料的不同偏振方向的折射率的各向异性来解释。
例如，穿过偏振分裂器之后的子激光射束可以具有角度偏移。这意味着，在偏振分裂器之后，具有第一偏振的第一子激光射束与具有第二偏振的第二子激光射束不平行地延伸。
为了产生角度偏移(没有位置偏移)，偏振分裂器可以具有射束出射面，该射束出射面相对于射束入射面成角度倾斜。在这种情况下，双折射晶体的光轴典型地与射束入射面平行地定向。在这种情况下，这两个子激光射束在射束出射面上在同一位置处并且以限定的角度偏移从双折射晶体射出。
例如，穿过偏振分裂器之后的子激光射束可以具有位置偏移。这意味着，在双折射偏振元件之后，具有第一偏振的子激光射束与具有第二偏振的子激光射束平行地延伸。然而，两个子激光射束彼此平行地移动，因此在两个子激光射束之间存在有限的间距。
为了产生位置偏移(没有角度偏移)，偏振分裂器例如可以具有平行定向的、通常为平的射束入射面和射束出射面。在这种情况下，双折射晶体的光轴典型地与射束入射面成角度地定向。当激光射束垂直地照射到射束入射面上时，在射束出射面上产生纯位置偏移。
具有不同偏振的各个子激光射束的间距可以通过偏振分裂器来确定，例如在制造过程中确定或通过晶体的光轴相对于入射激光射束的取向来确定。
偏振分裂器例如不能偏转第一子激光射束但能偏转第二子激光射束。与此相对应地，第一子激光射束将继续在光轴上传播，而第二子激光射束不在光轴上传播。还可以实现的是，将两个子激光射束朝相反方向偏转。还可以实现的是，将两个子激光射束朝相同方向、但以不同程度偏转。
第一偏移(或第二偏移)尤其还可以是零，并且仅第二偏移(或第一偏移)采取有限值，因为这样就可以实现分裂成子激光射束。
加工光学器件可以将由偏振分裂器提供的、偏振不同的子激光射束转移到两个不同的聚焦区中并且引入到工件中。尤其，在第一聚焦区将第一偏振的第一子激光射束引入到工件中，并且在第二聚焦区中将第二偏振的第二子激光射束引入到工件中，以加工工件。
聚焦区尤其可以位于相同或不同的焦平面中。这可能意味着，第一聚焦区例如在射束传播方向上位于第二聚焦区之前或之后。这两个聚焦区还可以位于同一焦平面中，然而其中聚焦区在焦平面中彼此偏移。例如，一个聚焦区在接合时可以位于界面下方，而另一个聚焦区在接合时可以位于界面上方。
加工例如可以包括：分割工件、或边缘倒角、或产生预定断裂点或产生特别定向的材料应力等。然而，还可以是工件包括两个应相互接合的接合配对件的情况。下面讨论加工的不同变体。
偏振开关在射束传播方向上布置在偏振分裂器之前。在此，偏振分裂器将激光射束固定分裂和/或偏转为其正交的基本偏振分量。这意味着，这两个子激光射束的空间分裂的程度与入射激光射束的偏振无关。然而，这还意味着，第一子激光射束处于偏振分裂器的第一基本偏振态并且沿穿过且离开偏振分裂器的第一路径传播，并且第二子激光射束处于第二基本偏振态并且沿穿过且离开偏振分裂器的第二路径传播。
通过将偏振开关布置在偏振分裂器之前，可以操纵入射激光射束的偏振，使得入射激光射束的偏振态与偏振分裂器的基本偏振态相对应。于是，在入射激光射束完全偏振的情况下，激光射束的所有激光能量沿选择的基本偏振态的子激光射束的路径传输。
偏振分裂器例如可以将激光射束偏转成第一基本偏振态的第一子激光射束和第二基本偏振态的第二子激光射束。当激光射束在偏振分裂器之前已经完全处于第一基本偏振态时，则激光射束被偏转到第一子激光射束的路径上。由于入射激光射束完全偏振，因此不进行对激光射束的分裂。
当利用偏振开关在两个基本偏振态之间来回切换激光射束时，激光射束交替地被偏转到第一子激光射束和第二子激光射束的路径上。与此相对应地，激光能量交替地被引入第一聚焦区或第二聚焦区。
当利用偏振开关在两个基本偏振态之间来回旋转激光射束时，激光射束交替地被偏转到第一子激光射束和第二子激光射束的路径上，然而其中在激光射束的每个中间偏振态的情况下，还进行激光射束的分裂。与此相对应地，激光功率首先被引入第一聚焦区，随后一部分引入第一聚焦区且一部分引入第二聚焦区，并且最后引入第二聚焦区。在此，引入第一聚焦区和第二聚焦区中的激光能量(或强度)的比例取决于入射激光射束的偏振按照偏振分裂器的基本偏振态的投射。
尤其，通过偏振开关选择偏振态，交替地使两个子射束的强度最大化或使引入两个不同的聚焦区中的能量最大化。
在此，激光能量到聚焦区的交替引入可以意味着在时间变化过程中至少部分周期性的行为。由此，尤其可以模拟激光射束的摆动运动。在此，摆动幅度由聚焦区的空间间距限定。此外，可以通过偏振开关调节摆动频率，即激光能量交替引入聚焦区中的时间重复率。
在此，最大化子激光射束的强度可以意味着，利用装置还可以在不完全偏振的激光下进行工件的加工。例如，当入射激光射束仅偏振80％时，则通过偏振分裂器也只能针对性地分裂和/或偏转激光射束的80％。
根据本发明的装置具有的优点在于，激光射束的位置不会因加工光学器件的运动而改变，因此装置具有特别高的机械稳定性。位置改变尤其发生在与在加工光学器件中不同的位置处，因此加工光学器件可以特别容易地制造。这可以实现装置的简单结构以及成本有效的实现方式，其中还可以特别容易地安装高性能元件。此外，可以使用具有大孔径和高处理速度的加工光学器件。
优选地，偏振分裂器构造为双折射晶体形式的进行双折射的偏振分裂器。由此，可以简化装置内的激光射束的射束引导，并且减少与偏振分裂器相关的激光射束的调整开销。
激光射束的波长可以介于200nm与2000nm之间，优选地为257nm或343nm或515nm或1030nm。
因此，装置特别好地适用于加工工件，而与波长无关。对于工件和要实现的加工，尤其可以选择合适的激光波长，使得可以实现最佳的加工。然而，根据给定的波长，在此可能需要根据激光射束的波长来适配装置的光学元件。
激光器可以是连续波激光器或脉冲激光器、尤其超短脉冲激光器和/或单模或多模激光器和/或可以是纤维引导的或自由空间引导的。
连续波激光器提供连续的激光射束，使得沿激光射束连续传输激光能量。
相比之下，脉冲激光器仅在特定的时间区间(其长度是所谓的脉冲长度)内提供激光能量。在此，通过激光脉冲传输能量同样沿激光射束进行。脉冲激光器尤其还可以是超短脉冲激光器，其中激光脉冲的脉冲持续时间可以小于10ps，优选地可以小于1ps。
代替单激光脉冲，激光器还可以提供脉冲串，其中每个脉冲串包括多个激光脉冲发射。在此，对于特定的时间区间，可以以几皮秒至几百纳秒的间隔非常密集地相继发射激光脉冲。脉冲串尤其可以是所谓的GHz脉冲串，其中相应的脉冲串的相继激光脉冲的序列发生在GHz范围内。
就此而言，单脉冲序列意味着由激光器相继输出多个单脉冲。因此，单脉冲序列包括至少两个单脉冲。脉冲串序列意味着由激光器相应地相继输出多个脉冲串。因此，脉冲串序列包括至少两个脉冲串。序列的脉冲串或单脉冲尤其可以分别是相同类型的。如果使用的激光脉冲具有基本上相同的特性，即具有大致相同的脉冲能量、相同的脉冲长度并且在脉冲串的情况下还具有脉冲串内的相同脉冲间隔，则脉冲串或单脉冲是相同类型的。
为了加工材料，单脉冲和/或脉冲串可以被引入材料中并且例如被连续地吸收。在一个位置处引入的大量超短单脉冲和/或脉冲串还被称为激光光斑，其中每个激光光斑的单脉冲和/或脉冲串的数量N通过光斑尺寸SG和单位进给速度VG的重复率P的乘积得出：N＝SG*P/VG。光斑尺寸在此描述超短激光脉冲和/或脉冲串输出到材料中的空间区域。
在此，加工区域的尺寸附加地通过射束几何形状、尤其聚焦激光射束的聚焦区的尺寸来确定。在此，射束几何形状描述激光射束的空间设计以及其他射束特性，例如激光射束的特定衍射特性，见下文。
根据结构型式，由于激光器的谐振器长度，在激光射束中可能出现多个纵模。这样的激光器还被称为多模激光器。如果激光器仅提供单模，则称之为单模激光器。在本发明中，可以使用单模和多模激光器。
在纤维引导的激光器中，激光器的激光射束被耦合到纤维中并且被引导至使用位置或装置的光学元件处。这样的纤维例如可以是光纤、玻璃纤维或空心纤维。在自由射束引导中，激光射束藉由光学透镜和/或反射镜系统被引导至装置的光学元件或加工光学器件。在第一种情况下，可以容易地实现灵活的激光引导(例如在曲线上或从一个空间到另一个空间)，在第二种情况下，可以特别简单地操纵激光射束，因为激光射束是可自由接近的。
在偏振开关之前，激光射束的偏振度可以大于50％。
由此可以实现，偏振开关可以特别好地操纵激光射束的偏振。如果激光射束是非偏振的，则偏振开关可以不改变偏振。偏振度越高，这两个聚焦区中的两个子激光射束的对比度就越高。
例如可以在偏振开关之前布置有偏振滤光器，以使激光射束偏振或提高偏振度。
激光器可以包括偏振开关。
由此，如果激光器已经具有带有受控或可切换和/或可旋转的偏振的激光射束，则可以实现装置的特别简单的结构。
偏振开关可以是普克尔斯盒和/或转动的λ/4板和/或转动的λ/2板。
在此，普克尔斯盒是一种光电装置，该光电装置可以通过施加控制电压改变经过普克尔斯盒的激光射束的偏振。尤其可以旋转激光射束的偏振和/或将线性(椭圆或圆)偏振转换成椭圆或圆(线性)偏振。与此相对应地，通过电压控制可以特别容易地对偏振进行切换或旋转或改变。
例如可以将正弦电压施加到普克尔斯盒上，使得沉积在每个聚焦区中的能量、或两个子激光射束的强度被调制为正弦形。然而，电压还可以具有不同的曲线形状，例如矩形或锯齿形。由此，尤其可以切换偏振。
尤其可以通过普克尔斯盒省去装置中的可运动部件，使得可以实现特殊的机械稳定性。
转动的λ/2板使激光射束的偏振与λ/2板围绕安装的光学晶体的光轴的转动角成比例地转动。λ/2板例如还可以分段，其中第一节段具有第一光轴，并且第二节段具有第二光轴。在激光射束由于转动而从一个节段过渡到另一个节段时，可以产生激光射束的偏振旋转的跳变。由此，尤其还可以使用转动的λ/2板实现偏振的切换。
转动的λ/4板以与转动对应的周期性的方式由线性偏振的入射激光射束产生左旋或右旋圆偏振的激光射束。圆偏振的激光射束可以通过随后的λ/4板再次转换成线性偏振的激光射束，其中如转动的λ/2板那样，经过所有的线性偏振态。在圆偏振的入射激光射束中，仅转动的λ/4板就足以产生转动的线性偏振。
λ/4板可以在射束传播方向上布置在偏振分裂器之前并且设置用于将圆偏振的激光射束转换成线性偏振的激光射束。
尤其可以以这种方式将偏振开关的圆偏振的光转换成线性偏振的光，使得按照偏振分裂器的基本偏振态投射偏振态实现对聚焦区中子激光射束的强度的调制。
如上所述，两个子激光射束可以在射束传播方向上在偏振分裂器之后彼此正交地线性偏振，优选地p偏振和s偏振。然而还可以通过在射束传播方向上布置在偏振分裂器之后的λ/4板将彼此正交的线性偏振的子激光射束转换成彼此正交的圆偏振的子激光射束。
还可以实现的是，普克尔斯盒和λ/4板组合称为偏振开关。激光射束的偏振可以使用普克尔斯盒切换例如±λ/4，使得与可以布置在普克尔斯盒之前或之后的λ/4板组合实现偏振的转动。
由此，可以总体上确定偏振方向以及偏振的利手。因此，可以实现偏振与工件加工的理想适配。
加工光学器件可以包括准直透镜和聚焦透镜。
在此，准直透镜设置用于将非平行子射束、尤其发散子射束的射束光束转换成平行子射束。偏振分裂器的子激光射束尤其可以通过准直透镜以角度偏移来平行化。
聚焦透镜可以将射束光束的子射束转移到聚焦区。尤其由此可以将两个不同的射束光束(如由偏振分裂器提供的子激光射束)转移到两个不同的聚焦区中。
只有通过对子激光射束的射束光束进行聚焦以及由此会聚在相应的聚焦区中，才在聚焦区中实现可以加工工件所凭借的强度增加。
加工光学器件可以包括射束成形元件、优选衍射光学元件或微透镜阵列，该射束成形元件设置用于将激光射束的第一强度分布转换成激光射束的第二强度分布。
衍射光学元件设置用于在两个空间维度上影响入射激光射束的一个或多个特性。衍射光学元件是固定构件，该固定构件例如可以用于由入射激光射束生产特定的非衍射激光射束。衍射光学元件还可以适用于将入射激光射束分裂成多个子激光射束。典型地，衍射光学元件是特殊成形的衍射光栅，其中衍射使得入射激光射束形成期望的射束形状。
微透镜阵列是多个透镜的组件，其中每个透镜产生子激光射束的单独成像。利用微透镜阵列，偏振分裂器的这两个子激光射束可以分裂成多个部分子激光射束。
射束成形元件可以设置用于向激光射束施加高斯射束轮廓或非衍射射束轮廓或平顶射束轮廓。
非衍射射束和/或贝塞尔射束尤其被理解为其中横向强度分布无传播差异的射束。在非衍射射束和/或贝塞尔射束的情况下，横向强度分布尤其沿射束传播方向是基本上恒定的。
关于非衍射射束的定义和特性，参阅书籍“Struc-tured Light Fields:Applications in Optical Trapping,Manipulation and Organisation”,M.Springer Science&Business Media(2012),ISBN 978-3-642-29322-1[《结构化光场：在光学捕获、操纵和组织中的应用》，作者M./>施普林格科学与商业媒体(2012年)，ISBN 978-3-642-29322-1]。在此明确且充分引用。
相应地，非衍射激光射束具有如下优点，即非衍射激光射束可以具有沿射束传播方向拉长的聚焦区，非衍射激光射束明显大于聚焦区的横向尺寸。例如可以由此产生在射束传播方向上伸长的材料改性。
然而，射束成形装置还可以针对不同的子激光射束引入在射束传播方向上不同深度的聚焦区。
平顶射束轮廓与均匀且清晰界定的射束截面相对应，其中在射束截面的均匀部分中到处存在相同高的强度，然而强度在跨越清晰边界时快速下降到几乎消失的值。
高斯射束轮廓具有高斯钟形曲线作为射束截面。
通过射束成形元件的第二强度分布可以是多点分布，其中多点分布的每个单点具有高斯射束轮廓或非衍射射束轮廓或平顶射束轮廓。
在此，例如可以藉由射束成形元件确定子激光射束的数量。这产生了由不同单点组合成的所谓多点分布。尤其可以通过射束成形元件确定分裂的子激光射束是处于一维线条还是二维网格上。
在此，分裂可以独立于激光射束的偏振而实现。尤其，在通过射束成形元件时激光射束的偏振得到保持。然而，在通过射束成形元件时，考虑与光轴的任何位置偏差或角度偏移，使得除了先前的分裂和偏转之外，还通过射束成形元件实现分裂和偏转。
第一部分子激光射束例如可以是高斯激光射束，第二部分子激光射束可以是平顶射束，并且第三部分子激光射束可以是非衍射射束。然而，例如所有的部分子激光射束还可以都是高斯激光射束。
还可以实现的是，通过射束成形光学器件产生由例如4×4个多点组成的二维多点分布。在此，相邻多点的偏振可以是不同的。然而，偏振还可以在行与行之间或在列与列之间是相等的。然而还可以产生具有例如6×1的线性多点分布，其中点具有交替的偏振。
可以通过沿分割线的加工分割工件。
通过超短激光脉冲引入透明材料中的材料改性分成三个不同的级别，参见K.Itoh等人的“Ultrafast Processes for Bulk Modification of Transparent Materials”MRSBulletin,vol.31p.620(2006)[“透明材料本体改性的超快工艺”MRS Bulletin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，所产生的材料改性取决于激光器参数(如激光器的脉冲持续时间、波长、脉冲能量和重复频率)，材料特性(如尤其电子结构和热膨胀系数)以及成像光学器件的数值孔径(NA)。
I型的各向同性折射率变化归因于通过激光脉冲的局部限制熔化和工件的透明材料的快速再凝固。例如对于石英玻璃而言，当石英玻璃从较高温度快速冷却时，材料的密度和折射率较高。因此，如果聚焦体积中的材料熔化并且随后快速冷却，则石英玻璃在材料改性的区域中所具有的折射率高于没有改性区域中的折射率。
II型的双折射折射率变化例如可以通过超短激光脉冲与由激光脉冲产生的等离子体电场之间的干涉产生。这种干涉引起电子等离子体密度的周期性调制，这在凝固过程中引起透明材料的双折射特性、即与方向相关的折射率。II型改性例如还与所谓的纳米光栅(Nanograting)的形成有关。
III型改性的空洞(空腔)例如可以以高激光脉冲能量产生。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，这些应力可能导致自发的裂缝形成或可能促进裂缝形成。
空洞的形成尤其可以与I型和II型改性相关。例如，I型和II型改性可以在所引入的激光脉冲周围应力较小的区域中产生。因此，如果引入III型改性，则在任何情况下都会出现密度较低或中空的核心或缺陷。例如在蓝宝石中，在III型改性的情况下不会由微爆产生空腔，而是产生密度较低的区域。基于在III型改性时产生的材料应力，这样的改性通常还伴随着裂缝的形成或至少促进了裂缝的形成。在引入III型改性的情况下，无法完全阻止或避免I型和II型改性的形成。因此，不太可能找到“纯”III型改性。
然而还可以利用装置加工、尤其切割不透明材料(例如金属或板材)。在此，通过工件材料的高能激发来蒸发且去除材料。
在利用脉冲激光器进行钣金切割时，典型的光斑尺寸介于50μm与500μm之间，优选地为150μm，并且典型的缝宽度介于50μm与500μm之间，优选地为200μm。所谓的摆动幅度，即由偏振分裂器和加工光学器件产生的聚焦区的空间间距介于100μm与4000μm之间，典型地为600μm。
此外，在钣金切割时，摆动频率典型地小于5kHz、优选地介于200Hz与2000Hz之间。
工件可以包括两个接合配对件，这些接合配对件通过加工相互接合。
在此，接合配对件可以布置在彼此之上，使得接合配对件的界面(接合配对件应越过这些界面相互接合)指向彼此。在此，对接面是接合配对件彼此贴靠的表面。
如果激光射束的能量输入大于由于材料特定的热传输机制、尤其热扩散而引起的热散发速率，则因此通过连续吸收激光射束、优选超短激光脉冲在接合区域中发生热积累。由于至少第一接合配对件的材料中温度升高，因此最后可以实现接合配对件的材料的熔化温度，这引起接合配对件的材料的局部熔化。
因此，接合配对件的材料熔化的区域被理解为接合区域。替代性地，接合区域中局部熔化的材料的整体还可以被称为熔化泡。与名称无关，产生的熔体可以桥接接合配对件的共同界面，并且在冷却时将接合配对件持久地相互连接。在此，尤其还可以改变接合配对件的网络结构。将接合配对件相互连接或形成接合连接的冷却熔体随后被称为接缝。
在利用脉冲激光接合时，典型的缝宽度介于10μm与500μm之间，在射束直径为2μm时优选为50μm。相对于射束直径，单个光斑的作用范围在此明显更大，因为由于热积累和热传输，熔化的区域超过了单个光斑的空间尺寸。摆动幅度介于1μm与1000μm之间、典型地为200μm。
此外，在钣金切割时，摆动频率典型地小于5kHz、优选地介于200Hz与2000Hz之间。
装置可以具有进给装置，该进给装置设置用于使工件和激光射束相对于彼此以进给沿轨迹移动，其中优选地，所述进给优选垂直或平行于激光射束的分裂进行。
在此，当通过偏振分裂器或射束成形元件不产生分裂时，轨迹描述激光射束的撞击线。例如通过进给，激光射束和工件相对于彼此以进给速度移位，因此随着时间推移而得到未偏转的激光射束在工件表面上的不同入射位置。
摆动运动叠加在该轨迹上，使得围绕该轨迹加工材料。
装置可以具有扫描单元，该扫描单元设置用于使子激光射束在工件上进行扫描，其中扫描单元优选地是电流扫描仪(Galvano-Scanner)。
电流扫描仪尤其允许激光场在工件上精确且快速的定位。
偏振开关可以布置在纤维引导装置或自由空间引导装置之前或之后，和/或布置在准直透镜之前或之后，并且偏振分裂器可以布置在准直光学器件和偏振开关之后且布置在聚焦光学器件之前，或布置在准直光学器件之前且布置在偏振开关之后。
偏振开关例如可以布置在纤维引导装置或自由空间引导装置之后，并且布置在准直透镜之后，并且偏振分裂器可以布置在准直光学器件之后且布置在聚焦光学器件之前。
偏振开关例如可以布置在纤维引导装置或自由空间引导装置之后，并且布置在准直透镜之前，并且偏振分裂器可以布置在准直光学器件之后且布置在聚焦光学器件之前。
偏振开关例如可以布置在纤维引导装置或自由空间引导装置之前，并且因此布置在准直透镜之前，并且偏振分裂器可以布置在准直光学器件之后且布置在聚焦光学器件之前。
在上述示例中，偏振分裂器还可以布置在准直光学器件之后或之前，并且布置在偏振开关之后。
优选地，产生子激光射束的角度偏移的偏振分裂器布置在准直光学器件之前，而仅产生子激光射束的偏移的偏振分裂器可以布置在准直光学器件之后且布置在聚焦光学器件之前。
上文提出的目的还通过具有权利要求19所述特征的用于加工材料的方法来实现。从从属权利要求、以及本说明书和附图中得出方法的有利的改进方案。
对应地提出一种利用激光器的激光射束加工工件的方法，其中由激光器提供激光射束；由偏振开关在两个偏振态之间切换和/或旋转激光射束的偏振；通过偏振分裂器将激光射束分裂成两个子激光射束，其中两个子激光射束具有彼此正交的偏振，并且其中穿过偏振分裂器之后具有第一偏振的第一子激光射束具有第一偏移，并且穿过偏振分裂器之后第二偏振的第二子激光射束具有第二偏移；以及通过加工光学器件将这两个子激光射束在两个聚焦区引入到工件中，由此加工工件。根据本发明，通过偏振开关切换和/或旋转偏振交替地将这两个子激光射束的强度最大化。
附图说明
通过以下对附图的描述来详细阐述本发明的其他优选实施方式。在附图中：
图1示出提出的装置的示意图，
图2A、图2B、图2C、图2D示出偏振分裂器的示意图以及与偏振开关的相互作用；
图3A、图3B示出基于偏振的摆动运动的示意图；
图4A、图4B、图4C、图4D、图4E示出装置的另外的示意图；
图5A、图5B、图5C示出射束成形元件的示意图和多点轮廓的产生；
图6A、图6B示出装置的另一示意图；
图7示出装置和方法的另一示意图；以及
图8示出装置和方法的另一示意图。
具体实施方式
在下文中基于图来描述优选的实施例。在此，不同附图中相同、相似或作用相同的元件设有相同的附图标记，并且部分地省去对这些元件的重复描述，以避免冗余。
在图1中示意性地示出了提出的装置1。
装置1具有激光器3，该激光器提供激光射束30。激光射束30通过纤维引导装置16导向包括准直透镜81和聚焦透镜82的加工光学器件8。加工光学器件8同样包括偏振开关4，该偏振开关适用于切换和/或旋转激光射束30的偏振。偏振由偏振开关4限定的激光射束30随后被导向偏振分裂器5，其中激光射束30被分解和分裂成偏振分裂器5的基本偏振态。在此，偏振分裂器5产生根据第一基本偏振态偏振的第一子激光射束301和根据第二基本偏振态偏振的第二子激光射束302。随后，第一子激光射束301通过聚焦透镜82引入工件10的第一聚焦区801，并且第二子激光射束302通过聚焦透镜引入工件10的第二聚焦区802。通过子激光射束301、302的在那沉积的能量加工工件10。
在图2A、图2B中示意性地示出了偏振分裂器5的两个实施方式，利用这些实施方式可以将激光射束30分解成不同的基本偏振分量。在此，偏振分裂器5是进行双折射的偏振分裂器5，并且例如可以被设置成双折射晶体的形式。可以使用不同的双折射材料作为偏振分裂器5的晶体材料，例如α-BBO(alpha-Bariumborat，α-硼酸钡)、YVO4(Yttrium-Vanadat，钒酸钇)、结晶石英等。
图2A中的偏振分裂器5构造为楔形的，即偏振分裂器5的用于使入射激光射束30进入的平的射束入射面52与平的射束出射面54成(楔形)角度彼此定向。晶体材料的光轴56平行于射束入射面52定向。
垂直于射束入射面52入射到偏振分裂器5中的激光射束30在与射束入射面52成角度倾斜的射束出射面54上分成两个子激光射束301、302，这两个子激光射束的偏振彼此垂直，例如s偏振或p偏振。在图2A中，如一般常见的，s偏振的子激光射束302通过点来标记，而p偏振的第二子激光射束301通过双箭头来标记。p偏振的第一子激光射束301在从偏振分裂器5出射时比s偏振的第二子激光射束302折射更弱，因此在第一子激光射束与第二子激光射束300之间发生角度偏移α。在此，第一子激光射束和第二子激光射束300在射束出射面54上的相同位置从偏振分裂器5出射，即，尽管存在角度偏移α，但这两个子激光射束300之间不产生位置偏移。
在图2B中示出的偏振分裂器5中，射束入射面52和射束出射面54彼此平行地定向，并且晶体材料的光轴56相对于射束入射面52成45°的角度定向。在这种情况下，垂直于射束入射面52照射的激光射束30在射束入射面52上分成常规的第一子激光射束301和非常规的第二子激光射束302。这两个子激光射束301、302在射束出射面54上平行地、即没有角度偏移但有位置偏移Δx地出射。
因此，在图2A、图2B中展示的这两个偏振分裂器5的基本区别在于：在图2A中示出的偏振分裂器5产生角度偏移α(没有位置偏移)，而在图2B中示出的偏振分裂器5产生位置偏移Δx(没有角度偏移)。
在图2C、图2D中示出了与连接在上游的偏振开关4的相互作用方式，其中假定照射到偏振开关上的激光射束30已经发生线性偏振或完成线性偏振。偏振开关4为激光射束30施加限定的偏振。当激光射束30的偏振与偏振分裂器5的基本偏振态之一相对应时，激光射束30的所有能量通过相应的子激光射束301、302的路径向对应的聚焦区801、802偏转。
例如在图2C中示出，偏振开关4将激光射束30转换成s偏振态。s偏振态是偏振分裂器5的基本偏振态之一。与此相对应地，激光射束30被偏转到子激光射束302的路径上。尤其，s偏振的激光射束30不包含p偏振的射束部分，因此不分裂成两个子激光射束301、302，而是仅一个激光射束30(称为子激光射束302)从偏振分裂器5中射出。
在图2D中展示了在通过偏振开关4提供p偏振的激光射束30时的同一偏振分裂器5。p偏振态也是偏振分裂器5的基本偏振态，因此通过子激光射束301的路径实现能量传递。在此，激光射束30相对于装置58的光轴偏转角度α。
因此，总体上从图2C、图2D的比较清楚的是，在具有两个基本偏振态s和p的偏振分裂器5中，使p偏振的激光射束30偏转，而不使s偏振的激光射束30偏转。因此，偏转对于激光射束30的两个偏振态通常是不同的。
此外，尤其从图2A、图2B已知的是，具有偏振态(该偏振态不是基本偏振态)的激光射束分裂成两个基本偏振态，并且激光射束30的能量分到两个子激光射束301、302上。
因此还可以看出，在随时间变化过程交替切换激光射束30的偏振或旋转激光射束30的偏振时，以下路径也交替：优选激光射束30的能量通过所述路径传输。
在图3A中示出了这样的偏振交替的对应的时间变化过程，以及激光射束30或子激光射束301、302在聚焦区801和802中的与此相关的强度。
在时间变化过程开始时，激光射束30可以通过偏振开关具有0°的偏振，因此整个激光射束30沿子激光射束301的路径偏转到聚焦区801中。在随后偏振为22.5°时，激光射束30通过偏振分裂器5分解成对应的基本偏振态和子激光射束301和302。由此，聚焦区801中的强度明显大于聚焦区802中的强度。在激光射束30偏振45°时，两个聚焦区801和802中的强度一样大。在激光射束30偏振67.5°时，聚焦区802中的强度大于聚焦区801中的强度。在激光射束偏振90°时，激光射束30的偏振再次与偏振分裂器5的基本偏振态重合，因此激光射束30的所有能量均传输到第二子激光射束302的聚焦区802中。
由此在时间变化过程中，偏振的变化引起激光射束30在工件10中的入射位置的改变。因此，激光射束30的周期性的偏振改变可以触发激光射束30的摆动运动。
在图3B中示出了摆动运动的另一图示。为此，模拟高斯形的激光射束30，其偏振被调制为正弦形，并且因此沿x轴进行分裂，并且其中同时沿y轴进行进给。展示了取平均的激光强度。低强度在此展示为黑色，高强度展示为白色。明显可以看出，引入到工件10中的激光强度在聚焦区801、802之间来回转换，因此激光射束30在工件10上实现摆动运动，这用白色虚线额外地展示。
偏振开关4在此可以是转动的λ/4板或λ/2板或电压控制的普克尔斯盒。藉由转动的波片，可以特别简单地实现激光射束的偏振的旋转，而藉由普克尔斯盒可以特别简单地实现偏振的切换。然而还可以通过普克尔斯盒施加周期性的电压而使偏振连续地旋转。
此外，还可以藉由分段的波片实现偏振的切换。在此，波片的第一节段可以具有带第一光轴的双折射晶体，并且第二节段可以具有带第二光轴的双折射晶体。在转动的分段波片中，当激光射束穿过第一晶体时，偏振经历第一旋转，而在穿过第二晶体时，激光射束30经历第二偏振旋转。通过波片的转动，还可以实现切换激光射束30的偏振。
在图4A至图4E中示出了装置的其他替代性的实施方式。
在图4A中，激光器3的激光射束30在通过纤维引导装置16和连接在下游的偏振分裂器5、通过加工光学器件81、82引入工件10中之前，被引导通过偏振开关4。
在图4B中，激光器的激光射束30在通过纤维引导装置16、通过加工光学器件8的准直透镜81准直之前，被引导通过偏振开关4。在准直透镜81与聚焦透镜82之间布置有偏振分裂器5，其中聚焦透镜82将偏振分裂器5之后的子激光射束301和302引入到工件10的聚焦区801、802中。
在图4C中，激光器的激光射束30通过纤维引导装置16被引导至偏振开关4。随后，激光射束30藉由加工光学器件8的准直透镜81准直，并且通过偏振分裂器5发射，该偏振分裂器将激光射束30分裂成两个子激光射束301、302。子激光射束301、302最后通过聚焦透镜82引入到工件的聚焦区801、802中。
在所有图4A至图4C中在此假设，激光射束30在照射到偏振分裂器5上时线性偏振。这例如可以如图4D和图4E所示来实现。在图4E中，激光器3的激光射束30是圆偏振的。通过λ/4板40，可以将圆偏振转换成线性偏振。而在图4E中，激光器3的激光射束30已经具有线性偏振。在图4D和图4E中示出，偏振分裂器5的线性基本偏振态可以通过随后的λ/4板50转换成圆偏振。
在图5A中示出了射束成形光学器件6的工作方式。在此，在偏振分裂器5之后布置有射束成形光学器件6。在此，射束成形光学器件6可以将两个子激光射束301、302分解成多个部分子激光射束3000，使得激光能量可以引入工件的多个聚焦区中。可以通过连接在上游的偏振开关4来改变来自特定基本偏振的子激光射束301、032的部分子激光射束3000的强度。在图5B中示出了这一点。
在图5B中，类似于图3A，通过偏振开关4改变各个部分子激光射束3000的强度。在时间变化过程上因此还可以利用大量部分子激光射束3000实现摆动运动。类似于图3B，这在图5C中示出的是多点轮廓。
在图6A中示出了进给装置12，该进给装置设置用于使加工光学器件8和工件10沿三个空间轴XYZ平移地移动。激光器3的激光射束30通过偏转光学器件被偏转至工件10。在此，工件10布置在进给装置12的支撑面上，其中支撑面优选地既不反射没有被工件吸收的激光能量，也不将其强烈地散射回工件10中。
激光射束30尤其可以通过自由射束引导装置18被耦入到加工光学器件8中。在此，自由射束引导装置18可以是具有透镜和反射镜系统的自由空间路段，如图6A所示。然而，射束引导还可以藉由纤维引导装置16、尤其具有耦入和耦出光学器件的空心纤维来实现，如图6B所示。
在图6A的当前示例中，激光射束30通过反射镜结构朝向工件10的方向偏转并且从加工光学器件8被引入到工件10中，由此加工工件10。加工光学器件8可以通过进给装置12相对于工件10运动和调节。
进给装置12可以使工件10在激光射束30下以进给V移动，使得激光射束30沿期望的轨迹加工工件10。在示出的图6A中，进给装置6尤其包括第一轴系统120，使用该第一轴系统可以沿XYZ轴移动工件10并且在必要时旋转该工件。进给装置12尤其还可以具有设置用于固持工件10的工件支架122。
在图7中示意性地示出根据本发明的另一装置，该装置适用于接合工件10的两个接合配对件。在此，接合配对件101、102在共同的界面103上彼此叠置地布置。
在此，激光器3例如提供超短激光脉冲。超短激光脉冲可以呈单脉冲序列的形式或呈脉冲串序列的形式被引入到接合配对件101、102中。
在此，激光光斑的平均功率可以介于0.1W与50W之间。脉冲串的激光脉冲彼此间可以分别具有最大1μs、优选介于0.05ns与1000ns之间、特别优选介于20ns与80ns之间的时间间隔，其中脉冲串(Burst)包括介于2个与64个之间的短脉冲(Burstpulse)、优选介于2个与16个之间的短脉冲。单激光脉冲和/或脉冲串的重复频率可以介于0.5kHz与10MHz之间，优选地介于1kHz与4MHz之间。激光波长可以介于200nm与5000nm之间，优选地为1000nm，和/或激光脉冲的脉冲持续时间可以介于10fs与50ps之间。
在当前情况下，激光器3包含偏振开关，并且加工光学器件8包括偏振分裂器5。加工光学器件8将产生的子激光射束301、302聚焦，使得聚焦区801、802大致与这两个接合配对件101、101的共同的界面103重合。
为了将子激光射束301、302聚焦到接合配对件101、102的共同的界面103中，在射束传播方向上的第一接合配对件101对于激光器3的波长必须是透明的。第一接合配对件101例如可以是玻璃或晶体或陶瓷或塑料。第二接合配对件102例如可以是不透明或透明的。第二接合配对件102例如可以是金属或半导体或塑料或陶瓷。
在界面103上，彼此相继的激光脉冲在聚焦区801、802中被吸收，使得接合配对件101、102的材料熔化，并且越过界面103与相应另一个接合配对件102、101相连接。一旦熔体冷却，就产生这两个接合配对件101、102的持久连接。换言之，这两个接合配对件101、102在该区域中通过焊接相互接合。在其中进行熔化和材料连接以及熔体的随后冷却并且对应地在其中进行实际接合的该区域还被称为接合位置。冷却的熔体和接合配对件101、102的材料连接形成焊缝。
激光射束和接合配对件可以相对于彼此以介于0.01mm/s与1000mm/s之间、优选地介于0.1mm/s与300mm/s之间的进给V运动和/或定位。为此，接合配对件例如可以定位在进给装置12上，如在上文中已示出的。由此可以实现，子激光射束301、302沿接缝在接合配对件101、102上行进，因此接合配对件101、102可以沿接缝接合。
在通过偏振开关4以叠加的摆动运动将接合配对件101、102接合时，一定程度上在接合轨迹14的左侧和右侧周期性地产生熔化区。然而还可以实现，在轨迹14的上方和下方产生熔化区，即在第一接合配对件中产生第一熔化区，并且在第二接合配对件中产生第二熔化区。通过在空间上改变能量引入的位置，可以在激光器的平均功率相同的情况下产生更大的熔体体积。因此，总体上实现呈更稳定焊缝形式的接缝的品质更高、由材料应力引起的裂缝形成更少、接缝可见性更低以及密封性增加。
在图8中示意性地示出了根据本发明的另一装置，该装置适用于分割工件10、尤其钣金切割。在此，类似于图7，沿应分割材料的轨迹14引入子激光射束301、302。
在此，聚焦区801、802可以位于轨迹上，使得可以实现更高的切割速度或更高的加工速度，同时提高切割品质。然而，类似于图7，还可以将聚焦区801、802引入到实际轨迹的旁边。
如果适用，在不脱离本发明的范围的情况下，在实施例中示出的所有单独特征可以相互组合和/或交换。
附图标记列表
1装置
10 工件
101 第一接合配对件
102 第二接合配对件
103 界面
12 进给装置
120 轴系统
122 工件支架
14 轨迹
16 纤维引导装置
18 自由射束引导装置
3激光器
30 激光射束
301 第一子激光射束
302 第二子激光射束
3000 部分子激光射束
4偏振开关
40λ/4板
5偏振分裂器
50λ/4板
52 射束入射面
54 射束出射面
56 双折射晶体的光轴
58 装置的光轴
6射束成形光学器件
8加工光学器件
81 准直透镜
82 聚焦透镜
801 第一聚焦区
802第二聚焦区
α子激光射束之间的角度偏移
Δx子激光射束之间的位置偏移
V进给

Claims (20)

1.一种利用激光器(3)的激光射束(30)加工工件(10)的装置(1)，所述装置包括：
激光器(3)，所述激光器设置用于输出激光射束(30)；
偏振开关(4)，所述偏振开关设置用于在两个偏振态之间切换所述激光射束(30)的偏振和/或旋转所述激光射束(30)的偏振；
偏振分裂器(5)，所述偏振分裂器设置用于将所述激光射束(30)分裂成两个子激光射束(300)，其中所述两个子激光射束(300)具有彼此正交的偏振，其中，穿过所述偏振分裂器之后具有第一偏振的第一子激光射束(301)具有第一偏移，穿过所述偏振分裂器之后第二偏振的第二子激光射束(302)具有第二偏移；以及
加工光学器件(8)，所述加工光学器件设置用于将所述第一子激光射束(301)引入到所述工件(10)中的第一聚焦区(801)中并且将所述第二子激光射束(302)引入到所述工件(10)中的第二聚焦区(802)中，以加工所述工件(10)，
其特征在于，
所述偏振开关(4)在射束传播方向上布置在所述偏振分裂器(5)之前，其中通过所述偏振开关(4)切换和/或旋转所述偏振交替地使所述两个子激光射束(300)的强度最大化。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述偏振分裂器(5)构造为双折射晶体形式的进行双折射的偏振分裂器。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述激光射束(30)的波长介于200nm与2000nm之间，优选地为257nm或343nm或515nm或1030nm。
4.根据前一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述激光器(3)是连续波激光器或脉冲激光器、尤其超短脉冲激光器，和/或是单模或多模激光器，和/或是纤维引导的或自由空间引导的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，在所述偏振开关(4)之前，所述激光射束(30)的偏振度大于50％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述激光器(3)包括所述偏振开关(4)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述偏振开关(4)是普克尔斯盒和/或转动的λ/4板和/或转动的λ/2板。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述偏振分裂器(5)设置用于将所述激光射束(3)在空间上分裂成两个彼此正交的线性偏振的子激光射束(300)，其中，穿过所述偏振分裂器(5)之后的所述子激光射束(300)彼此间具有角度偏移和/或位置偏移。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于λ/4板，所述λ/4板在射束传播方向上布置在所述偏振分裂器(5)之前，并且设置用于将圆偏振的激光射束(30)转换成线性偏振的激光射束(30)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述两个子激光射束(300)在射束传播方向上在所述偏振分裂器(5)之后彼此正交地线性偏振，优选地p偏振和s偏振。
11.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征在于λ/4板，所述λ/4板在射束传播方向上布置在所述偏振分裂器(5)之后，并且所述λ/4板设置用于将彼此正交地线性偏振的所述子激光射束(300)转换成彼此正交地圆偏振的子激光射束(300)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述加工光学器件(8)包括准直透镜(81)和聚焦透镜(82)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述加工光学器件(8)包括射束成形元件(6)、优选衍射光学元件，所述射束成形元件设置用于将所述激光射束(30)的第一强度分布转换成所述激光射束(30)的第二强度分布。
14.根据权利要求13所述的装置(1)，其特征在于，所述射束成形元件(6)设置用于向所述激光射束(30)施加高斯射束轮廓或非衍射射束轮廓或平顶射束轮廓。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述第二强度分布是多点分布，其中所述多点分布的每个单点具有高斯射束轮廓或非衍射射束轮廓或平顶射束轮廓。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，通过沿分割线的加工分割所述工件(10)，或所述工件(10)包括两个接合配对件，所述接合配对件通过加工相互接合。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于进给装置(12)，所述进给装置设置用于使所述工件(10)和所述激光射束(30)相对于彼此以进给(V)沿轨迹(14)移动，其中优选地，所述进给(V)优选垂直或平行于所述激光射束(30)的分裂进行。
18.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于扫描单元(120)，所述扫描单元设置用于，激光场(34)在所述工件(10)上扫描，其中，所述扫描单元(120)优选地是电流扫描仪。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，
-所述偏振开关(4)布置在所述纤维引导装置或自由空间引导装置之前或之后，和/或布置在所述准直透镜之前或之后，并且
-所述偏振分裂器(5)布置在所述准直光学器件和所述偏振开关之后且布置在所述聚焦光学器件之前，或布置在所述准直光学器件之前且布置在所述偏振开关之后。
20.一种利用激光器(3)的激光射束(30)加工工件(10)的方法，其中
由激光器(3)提供激光射束(30)；
由偏振开关(4)在两个偏振态之间切换和/或旋转所述激光射束(30)的偏振；
通过偏振分裂器(5)将所述激光射束(30)分裂成两个子激光射束(300)，其中，所述两个子激光射束(300)具有彼此正交的偏振，其中，穿过所述偏振分裂器之后具有第一偏振的第一子激光射束(301)具有第一偏移，穿过所述偏振分裂器之后第二偏振的第二子激光射束(302)具有第二偏移；以及
通过加工光学器件将所述两个子激光射束(300)引入到所述工件(10)中的两个聚焦区中，由此加工所述工件(10)，
其特征在于，
通过所述偏振开关切换和/或旋转所述偏振交替地将所述两个子激光射束(300)的强度最大化。
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