DE102008027229A1

DE102008027229A1 - Vorrichtung zur Strahlformung

Info

Publication number: DE102008027229A1
Application number: DE200810027229
Authority: DE
Inventors: Vitalij Dr. Lissotschenko; Iouri Dr. Mikliaev; Aleksei Mikhailov; Mikhail Dr. Ivanenko
Original assignee: Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG
Current assignee: Focuslight Germany GmbH
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-06-07
Also published as: DE102008027229B4

Abstract

Vorrichtung zur Strahlformung, insbesondere zur Erzeugung einer linienförmigen Intensitätsverteilung (20), die zur thermischen Behandlung von Si-Schichten verwendet werden kann, umfassend Optikmittel, die Laserstrahlung (15) in eine linienförmige Intensitätsverteilung (20) in einer Arbeitsebene (7) überführen können, sowie mindestens zwei Laserlichtquellen, deren Laserstrahlen (8, 9, 10) von den Optikmitteln zumindest teilweise überlagert werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strahlformung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Definitionen: In Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung meint mittlere Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung, insbesondere wenn diese keine ebene Welle ist oder zumindest teilweise divergent ist. Mit Laserstrahl, Lichtstrahl, Teilstrahl oder Strahl ist, wenn nicht ausdrücklich anderes angegeben ist, kein idealisierter Strahl der geometrischen Optik gemeint, sondern ein realer Lichtstrahl, wie beispielsweise ein Laserstrahl mit einem Gauß-Profil oder einem modifizierten Gauß-Profil, der keinen infinitesimal kleinen, sondern einen ausgedehnten Strahlquerschnitt aufweist.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 2007/140969 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung kann beispielsweise ein frequenzverdoppelter Nd:YAG-Laser verwendet werden, wobei insbesondere Linienlängen der linienförmigen Intensitätsverteilung bis zu etwa 160 mm erreicht werden können. Längere Linien wären wünschenswert, um mit der linienförmigen Intensitätsverteilung vorgenommene Umwandlungen an größeren Werkstücken vornehmen zu können. Insbesondere für die Rekristallisation von Si-Schichten, die bei der Fertigung von Flachbildschirmen oder Solarzellen durchgeführt wird, sind Energiedichten von etwa 1000 mJ/cm² unabdingbar. Daher erweist es sich schwierig, mit den zur Zeit vorhandenen Lasersystemen mit Pulsenergien bis zu etwa 14 mJ längere Linien mit ausreichend hoher Energiedichte zu erzeugen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit der sich linienförmige Intensitätsverteilungen mit größeren Linienlängen und/oder mit größerer Energiedichte erzeugen lassen.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens zwei Laserlichtquellen umfasst, deren Laserstrahlen von den Optikmitteln zumindest teilweise überlagert werden können. Dadurch lassen sich linienförmige Intensitätsverteilungen mit größeren Linienlängen und/oder mit größerer Energiedichte erzeugen. Außerdem kann die Benutzung mehrerer miteinander nicht kohärenter Laserlichtquellen die Homogenität der Intensitätsverteilung entlang der Linie verbessern. Bekannten Systeme zur Überlagerung von mehreren Laserstrahlen, die mit Polarisationskopplern oder Wellenlängenkopplern arbeiten, lassen sich bei der vorliegenden Problematik nicht oder nur bei Inkaufnahme großer Nachteile verwenden. Die Überlagerung mit Polarisationskopplern weist den Nachteil auf, dass die Rekristallisation von Si-Schichten stark polarisationsabhängig ist. Weiterhin ist nur die Überlagerung von lediglich zwei Laserstrahlen möglich. Bei der Überlagerung mit Wellenlängenkopplern ist die Laserauswahl und damit die Anzahl der miteinander koppelbaren Strahlen sehr begrenzt, wobei bei dieser Methode weiterhin nachteilig ist, dass die verwendeten unterschiedlichen Laser, wie beispielsweise ein Nd:YAG-Laser einerseits und ein Yb:YAG-Laser andererseits, unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise erzeugen die beiden genannten Laser Licht mit deutlich unterschiedlicher Kohärenzlänge, so dass die Gestaltung des optischen Systems für derartige Laserstrahlung sehr schwierig würde. Bei der erfindungsgemäßen Überlagerung der Laserstrahlen durch die für die Erzeugung der Linie verwendeten Optikmittel ergeben sich derartige Probleme nicht. Es lässt sich das Licht einer vergleichsweise großen Anzahl von Laserlichtquellen, beispielsweise von acht Laserlichtquellen, zusammenfassen beziehungsweise bündeln.
Insbesondere können die Laserstrahlen der mindestens zwei Laserlichtquellen bei dem Eintritt in die Optikmittel sämtlich die gleiche lineare Polarisation oder unabhängige beliebige Polarisationszustände haben und/oder die gleiche Wellenlänge aufweisen. Dadurch werden die im Zusammenhang mit Polarisationskopplern und Wellenlängenkopplern geschilderten Probleme vermieden.
Vorzugsweise umfassen die Optikmittel Homogenisierungsmittel, wobei die Überlagerung der Laserstrahlen im Bereich der Homogenisierungsmittel vorgenommen werden kann. Weiterhin vorzugsweise umfassen die Optikmittel Fokussiermittel, wobei die Überlagerung der Laserstrahlen alternativ oder zusätzlich im Bereich der Fokussiermittel vorgenommen werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
1a eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
1b eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1a;
2a eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2b eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 2a.
In den Abbildungen ist zur besseren Orientierung ein kartesisches Koordinatensystem eingezeichnet. Weiterhin sind gleiche oder funktional gleiche Teile in den Abbildungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Aus 1a und 1b ist schematisch ersichtlich, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung drei nicht abgebildete Laserlichtquellen sowie Optikmittel umfassen. Die abgebildeten Optikmittel umfassen ein anamorphes Teleskop 1, Strahlaufteilmittel 2, Strahltransformationsmittel 3, Strahlvereinigungsmittel 4, Homogenisierungsmittel 5 und eine Linsenanordnung 6, die in der Arbeitsebene 7 eine linienförmige Intensitätsverteilung 20 der Laserstrahlung erzeugen kann.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Laserlichtquellen als Festkörperlaser, wie beispielsweise als Nd-YAG-Laser, oder als Excimer-Laser oder als Halbleiterlaser ausgeführt sind. Dabei kann der Festkörperlaser beispielsweise auf der Grundfrequenz oder frequenzverdoppelt oder verdreifacht und so weiter betrieben werden. Beispielsweise weisen die aus den Laserlichtquellen austretenden Laserstrahlen 8, 9, 10 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt und ein Gauß-Profil auf. Weiterhin können die Laserstrahlen 8, 9, 10 eine Beugungsmaßzahl M² > 5 aufweisen. Die von den drei verschiedenen Laserlichtquellen ausgehenden Laserstrahlen 8, 9, 10 sind eingangsseitig in x-Richtung nebeneinander angeordnet und propagieren parallel zueinander in z-Richtung. In y-Richtung sind sie sämtlich auf der gleichen Höhe angeordnet (siehe 1b).
Es besteht die Möglichkeit, eine zusätzliche Fourierlinse oder andere optische Mittel vor den Optikmitteln vorzusehen, die die Laserstrahlen 8, 9, 10 am Eingang des Teleskops 1 unter verschiedenen Winkeln räumlich überlagert. In diesem Fall ist es sinnvoll, die Laserstrahlen 8, 9, 10 so aufzuweiten, dass Querschnitt und Divergenz der Strahlbündel nach dem Teleskop 1 ähnlich zu denjenigen der in 1a und 1b abgebildeten Ausführungsform sind.
Das Teleskop 1 weist vier Zylinderlinsen 11, 12, 13, 14 auf, von denen zwei Zylinderachsen aufweisen, die sich in x-Richtung erstrecken, wohingegen sich die Zylinderachsen der beiden anderen Zylinderlinsen 11, 14 in y-Richtung erstrecken. Das Teleskop 1 weitet die Laserstrahlen 8, 9, 10 hinsichtlich der y-Richtung leicht auf und verengt die Laserstrahlen 8, 9, 10 hinsichtlich der x-Richtung (siehe dazu 1a und 1b).
Die Strahlaufteilmittel 2 umfassen zwei Zylinderlinsenarrays 16, 17. Das erste Zylinderlinsenarray 16 weist auf seiner Austrittsseite eine Mehrzahl N von in der y-Richtung nebeneinander angeordneten konvexen Zylinderlinsen 18 auf, deren Zylinderachsen sich in x- Richtung erstrecken. Das zweite Zylinderlinsenarray 17 weist auf seiner Eintrittsseite eine Mehrzahl N von in der y-Richtung nebeneinander angeordneten konvexen Zylinderlinsen 19 auf, deren Zylinderachsen sich ebenfalls in x-Richtung erstrecken. Der Abstand zwischen den Zylinderlinsenarrays 16, 17 entspricht der Brennweite der Zylinderlinsen 18 des ersten Zylinderlinsenarrays 16.
Auf diese Weise kann eine Fouriertransformation von Teilabschnitten der Laserstrahlung 15 erreicht werden, wobei insbesondere die Strahltransformationsmittel 3 in der ausgangsseitigen Fourierebene der Strahlaufteilmittel 2 angeordnet sind. Durch diese Fouriertransformation kann in der Arbeitsebene 7 in der x-Richtung beziehungsweise in der Richtung senkrecht zur Längserstreckung der linienförmigen Intensitätsverteilung 20 ein Intensitätsprofil erzielt werden, das eine Top-Hat-Form aufweist.
Die Strahlaufteilmittel 2 können auch als Raster von Galilei- oder Kegler-Teleskopen ausgebildet sein.
Die Strahlaufteilmittel 2 können auch so gestaltet sein, dass aus ihr eine Mehrzahl von in y-Richtung voneinander beabstandeten Teilstrahlen austreten (nicht abgebildet).
Es besteht durchaus die Möglichkeit, auf die Strahlaufteilmittel 2 zu verzichten.
Gegebenenfalls nach dem Hindurchtritt durch die Strahlaufteilmittel 2 tritt die Laserstrahlung 15 in die Strahltransformationsmittel 3 ein. Die Strahltransformationsmittel 3 umfassen ebenfalls ein Zylinderlinsenarray mit einem Array von konvexen Zylinderflächen 21 auf der Eintrittsfläche und einem Array von konvexen Zylinderflächen 22 auf der Austrittsfläche der Strahltransformationsmittel 3. Die Zylinderachsen der Zylinderflächen 21, 22 sind dabei unter einem Winkel α = 45° zur y-Richtung bzw. zur x-Richtung geneigt. Bei dem Hindurchtritt durch die Strahltransformationsmittel 3 wird die Laserstrahlung 15 oder werden die einzelnen Teilstrahlen der Laserstrahlung 15 derart transformiert, dass sie an einer Ebene gespiegelt erscheinen, die parallel zur Ausbreitungsrichtung z ist. Man könnte diese Transformation auch als Drehung um die z-Richtung um 90° mit anschließender Vertauschung zweier gegenüberliegender Seiten des Strahlquerschnitts bezeichnen.
Bei dem Hindurchtritt durch die Strahltransformationsmittel 3 ändert sich die Beugungsmaßzahl der Laserstrahlung. Wenn beispielsweise jede der eingangsseitigen Laserstrahlen 8, 9, 10 eine Beugungsmaßzahl M₀ ² = M₈ ² = M₉ ² = M₁₀ ² aufweist, weist die gesamte Laserstrahlung 15 am Eingang der Strahlaufteilmittel 2 in x-Richtung eine Beugungsmaßzahl M_x ² = 3·M₀ ² und in y-Richtung eine Beugungsmaßzahl M_y ² = M₀ ² auf. Die einzelnen Teilstrahlen weisen hinter den Strahlaufteilmitteln 2 in x-Richtung eine Beugungsmaßzahl M_x ² = 3·M₀ ² und in y-Richtung eine Beugungsmaßzahl M_y ² = M₀ ²/N auf. In den Strahltransformationsmitteln 3 werden die Beugungsmaßzahlen für die Teilstrahlen hinsichtlich der x-Richtung und der y-Richtung vertauscht, so dass die neu angeordnete gesamte Laserstrahlung 15 nach dem Hindurchtritt durch die Strahltransformationsmittel 3 in x-Richtung eine Beugungsmaßzahl M_x ² = M₀ ²/G und in y-Richtung eine Beugungsmaßzahl M_y ² = 3·M₀ ²·G aufweist, wobei G eine Größe ist, die abhängig von M₀ ² und von der Anzahl N der Zylinderlinsen 18, 19 der Zylinderlinsenarrays 16, 17 der Strahlaufteilmittel 2 ist. Beispielsweise kann G einen Wert von etwa 8 annehmen. Die Beugungsmaßzahl für die y-Richtung M_y ² ist somit in dem Ausführungsbeispiel mit drei Laserlichtquellen dreimal größer als diejenige, die sich bei der Verwendung nur einer Laserlichtquelle ergeben hätte, was vorteilhaft für die Homogenität in Linienrichtung der linienförmigen Intensitätsverteilung 20 ist. Alternativ können Laserlichtquellen mit dreimal kleinerem M² benutzt werden, was zu einer besseren Strahlfokussierung in x-Richtung aufgrund eines kleineren Fokus oder eines längeren Arbeitsabstands und tendenziell zu einer besseren Pulsstabilität aufgrund einer geringeren Anzahl von Lasermoden führt.
Nach dem Hindurchtritt durch die Strahltransformationsmittel 3 treffen die einzelnen Teilstrahlen auf die Strahlvereinigungsmittel 4. Die Strahlvereinigungsmittel 4 umfassen Linsenmittel 23, 24, die als Zylinderlinsen ausgebildet sind, deren Zylinderachsen sich in y-Richtung erstrecken. Die Linsenmittel 23, 24 dienen als Fourierlinsen. Das bedeutet, dass die Ausgangsebene der Strahltransformationsmittel 3 in der eingangsseitigen Fourierebene beziehungsweise System-Brennebene der Linsenmittel 23, 24 angeordnet ist und dass die Eingangsebene der Homogenisierungsmittel 5 in der ausgangsseitigen Fourierebene beziehungsweise System-Brennebene der Linsenmittel 23, 24 angeordnet ist.
Es findet also eine Fouriertransformation der Intensitätsverteilung in der Ausgangsebene der Strahltransformationsmittel 3 in die Eingangsebene der Homogenisierungsmittel 5 statt. Gleichzeitig werden sämtliche Teilstrahlen, insbesondere auch die Teilstrahlen von unterschiedlichen Laserlichtquellen, in der Eingangsebene der Homogenisierungsmittel 5 miteinander überlagert.
Die Linsenmittel 23, 24 sind im abgebildeten Ausführungsbeispiel als Mehrzahl von Linsen ausgebildet, können jedoch auch als einzelne Linse ausgebildet sein.
Weiterhin umfassen die Strahlvereinigungsmittel 4 zwischen den beiden Linsenmitteln 23, 24 angeordnete Linsenmittel 25, die die Laserstrahlung 15 hinsichtlich der Y-Richtung kollimieren können. Diese Linsenmittel 25 sind optional und können zwischen den Strahltransformationsmitteln 3 und den Homogenisierungsmitteln 5 angeordnet sein. Die Linsenmittel 25 können als einzelne Linse oder als Mehrzahl von Linsen ausgebildet sein. Weiterhin kann die Linse oder können die Linsen der Linsenmittel 25 als Zylinderlinse ausgebildet sein, deren Zylinderachse sich in X-Richtung erstreckt.
Es besteht die Möglichkeit, keine Strahlvereinigungsmittel an dieser Stelle vorzusehen und die Strahlvereinigung erst an dem im Nachfolgenden noch näher beschriebenen, als Fokussiermittel dienenden Linsenmittel 30 vorzunehmen. Um allerdings denselben Homogenisierungsgrad zu erreichen, sollte in diesem Fall die Linsenanzahl in den Homogenisierungsmitteln 5 proportional zur Anzahl der Teilstrahlen vervielfacht werden.
Die Laserstrahlung 15 tritt weiterhin durch die Homogenisierungsmittel 5 hindurch, die als zwei hintereinander angeordnete Arrays von Zylinderlinsen 26, 27 ausgebildet sind. Dabei sind die Arrays von Zylinderlinsen 26, 27 etwa im Abstand der Brennweite der Zylinderlinsen in z-Richtung zueinander angeordnet. Aufgrund der Strahltransformation und der damit verbundenen Vergrößerung der Beugungsmaßzahl M_y ² können in y-Richtung mehr Zylinderlinsen 26, 27 nebeneinander angeordnet werden, ohne dass unerwünschte Interferenzeffekte in der Arbeitsebene 7 auftreten.
Nach Hindurchtritt durch die Homogenisierungsmittel 5 tritt die Laserstrahlung durch die Linsenanordnung 6 mit drei Linsenmitteln 28, 29, 30 hindurch, die als drei voneinander beabstandete Zylinderlinsen ausgebildet sind, wobei sich die Zylinderachse der ersten beiden als Zylinderlinse ausgebildeten Linsenmittel 28, 29 in x-Richtung erstreckt und die Zylinderachse der dritten als Zylinderlinse ausgebildeten Linsenmittel 30 in y-Richtung erstreckt. Durch die Linsenanordnung 6 wird nicht nur die Laserstrahlung 15 so fokussiert, dass in der Arbeitsebene 7 eine linienförmige Intensitätsverteilung 20 entsteht, sondern es werden auch einzelne Teile der Laserstrahlung, die aufgrund der Zylinderlinsen 26, 27 in unterschiedliche und/oder gleiche Richtungen propagieren, in der Arbeitsebene 7 überlagert. Dies ist das an sich bekannte Prinzip zur Homogenisierung mit Zylinderlinsenarrays und anschließenden Linsen, die als Feldlinsen dienen und die Laserstrahlung in einer Arbeitsebene überlagern. Die Linsenanordnung 6 dient somit als Fokussiermittel und trägt zur Homogenisierung bei.
Anstelle des einzelnen fokussierenden Linsenmittels 30 kann ein Objektiv aus beispielsweise drei oder mehr Linsen verwendet werden.
In x-Richtung, das heißt in der Richtung senkrecht zur Längserstreckung der linienförmigen Intensitätserteilung 20 kann die Laserstrahlung eine Gauß-Verteilung oder eine Top-Hat-Verteilung oder eine beliebige andere Verteilung aufweisen.
Es besteht die Möglichkeit, die doppelte Anzahl von Laserlichtquellen zu verwenden, wobei dann jeweils zwei der beispielsweise sechs Laserstrahlen über aus dem Stand der Technik an sich bekannte Polarisationskoppler miteinander überlagert werden, bevor sie auf die Optikmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung auftreffen.
Bei der Ausführungsform gemäß 2a und 2b sind acht nicht abgebildete Laserlichtquellen vorgesehen, die acht Laserstrahlen 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 aussenden, die sich sämtlich parallel zueinander in z-Richtung ausbreiten. Von diesen acht Laserstrahlen 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 sind zwei Gruppen von jeweils vier in x-Richtung nebeneinander und vier Gruppen von jeweils zwei in y- Richtung übereinander angeordnet. Die Laserstrahlen 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 können eine Beugungsmaßzahl 5 < M² < 25 aufweisen.
Die Optikmittel weisen gegenüber denjenigen der ersten Ausführungsform gemäß 1a und 1b den Unterschied auf, dass das anamorphes Teleskop 1a, 1b, die Strahlaufteilmittel 2a, 2b, die Strahltransformationsmittel 3a, 3b, die Strahlvereinigungsmittel 4a, 4b und die Homogenisierungsmittel 5a, 5b als zwei optische Kanäle 39a, 39b doppelt ausgeführt sind und jeweils in y-Richtung nebeneinander angeordnet sind.
Es besteht die Möglichkeit, eine zusätzliche Fourierlinse oder andere optische Mittel jeweils vor den optischen Kanälen 39a und 39b vorzusehen, die die Laserstrahlen 31, 35, 32, 36 und 33, 37, 34, 38 am Eingang der Teleskope 1a und 1b unter verschiedenen Winkeln räumlich überlagert.
Die vier Paare von in x-Richtung nebeneinander angeordneten Laserstrahlen 31, 35; 32, 36; 33, 37; 34, 38 werden ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1a und 1b jeweils im Bereich der Homogenisierungsmittel 5a und 5b überlagert, das heißt es wird der Laserstrahl 31 mit dem Laserstrahl 35, der Laserstrahl 32 mit dem Laserstrahl 36, der Laserstrahl 33 mit dem Laserstrahl 37 und der Laserstrahl 34 mit dem Laserstrahl 38 überlagert.
Im Bereich der Homogenisierungsmittel 5a und 5b kann auch die Überlagerung mit dem anderen Paar von Laserstrahlen in derselben Gruppe erfolgen, nämlich die Überlagerung der Laserstrahlen 31, 35 mit den Laserstrahlen 32, 36 und die Überlagerung der Laserstrahlen 33, 37 mit den Laserstrahlen 34, 38. Erst im Bereich der Linsenanordnung 6 werden die Laserstrahlen in den beiden optischen Kanälen 39a, 39b zu einer Laserstrahlung 40 überlagert.
Die linienförmige Intensitätsverteilung 20 kann bei der Ausführungsform gemäß 2a und 2b beispielsweise 460 mm lang und 13 μm breit sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/140969 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Strahlformung, insbesondere zur Erzeugung einer linienförmigen Intensitätsverteilung (20), die zur thermischen Behandlung von Si-Schichten verwendet werden kann, umfassend – mindestens eine Laserlichtquelle, die Laserstrahlung emittieren kann, – Optikmittel, die die Laserstrahlung (15, 39a, 39b, 40) in eine linienförmige Intensitätsverteilung (20) in einer Arbeitsebene (7) überführen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens zwei Laserlichtquellen umfasst, deren Laserstrahlen (8, 9, 10; 31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) von den Optikmitteln zumindest teilweise überlagert werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (8, 9, 10; 31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) im eingangsseitigen Bereich der Optikmittel ein- oder zweidimensional nebeneinander angeordnet sind und/oder unter verschiedenen Winkeln auf den eingangsseitigen Bereich der Optikmittel auftreffen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) im eingangsseitigen Bereich der Optikmittel in zwei oder mehr Gruppen angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Gruppen von Laserstrahlen (31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) zumindest auf einem Teil ihres Weges durch die Optikmittel in getrennten optischen Kanälen (39a, 39b) verlaufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikmittel Homogenisierungsmittel (5, 5a, 5b) umfassen, wobei die Überlagerung der Laserstrahlen (8, 9, 10; 31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) im Bereich der Homogenisierungsmittel (5, 5a, 5b) vorgenommen werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikmittel Fokussiermittel umfassen, wobei die Überlagerung der Laserstrahlen (8, 9, 10; 31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) im Bereich der Fokussiermittel vorgenommen werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerung der Laserstrahlen (31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) innerhalb einzelner Gruppen im Bereich der Homogenisierungsmittel (5, 5a, 5b) und die Überlagerung der Gruppen von Laserstrahlen (31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) im Bereich der Fokussiermittel vorgenommen werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder vier bis sieben oder acht oder mehr als acht Laserlichtquellen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikmittel Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die im eingangsseitigen Bereich der Optikmittel ein- oder zweidimensional nebeneinander angeordneten Laserstrahlen (8, 9, 10; 31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) durch die Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) zumindest teilweise ein- oder zweidimensional nebeneinander hindurch treten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die unter verschiedenen Winkeln auf den eingangsseitigen Bereich der Optikmittel auftreffenden Laserstrahlen durch die Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) zumindest teilweise unter verschiedenen Winkeln hindurch treten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) mindestens ein Zylinderlinsenarray (21, 22) umfassen, dessen Zylinderachsen mit einer ersten Richtung (x) und einer zweiten Richtung (y) senkrecht zur Ausbreitungsrichtung (z) einen Winkel (α) von 45° einschließen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) die Laserstrahlung (15, 39a, 39b) oder Teilstrahlen der Laserstrahlung (15, 39a, 39b) derart transformieren können, dass die Beugungsmaßzahl (M_x ²) und/oder die räumlichen Kohärenzeigenschaften hinsichtlich einer ersten Richtung (x) der Laserstrahlung (15, 39a, 39b) oder eines jeden der Teilstrahlen mit der Beugungsmaßzahl (M_y ²) und/oder den räumlichen Kohärenzeigenschaften hinsichtlich einer zweiten Richtung (y) vertauscht wird oder werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) derart in der Vorrichtung angeordnet sind, dass sie die Laserstrahlung (15, 39a, 39b) oder Teilstrahlen der Laserstrahlung (15, 39a, 39b) derart transformieren können, dass die Beugungsmaßzahl (M_x ²) hinsichtlich einer ersten Richtung (x) hinter der Vorrichtung verkleinert und dass die Beugungsmaßzahl (M_y ²) hinsichtlich einer zweiten Richtung (y) hinter der Vorrichtung vergrößert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) die Laserstrahlung (15, 39a, 39b) beziehungsweise die einzelnen Teilstrahlen um die Ausbreitungsrichtung (z) der Laserstrahlung (15, 39a, 39b) um einen Winkel ungleich 0°, insbesondere 90°, drehen können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahltransformationsmittel (3, 3a, 3b) die Laserstrahlung (15, 39a, 39b) beziehungsweise die einzelnen Teilstrahlen derart transformieren können, dass der Querschnitt eines zu transformierenden Teilstrahls in einen Querschnitt überführt wird, der gegenüber dem Querschnitt des zu transformierenden Teilstrahls an einer zu der Ausbreitungsrichtung (z) der Laserstrahlung (15, 39a, 39b) parallelen Ebene gespiegelt erscheint.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtquellen eine Multi-Mode-Laserstrahlung emittieren können, bei der sowohl die Beugungsmaßzahl (M_x ²) hinsichtlich einer ersten Richtung (x) senkrecht zur Ausbreitungsrichtung (z) der Laserstrahlung größer als 1 ist, als auch die Beugungsmaßzahl (M_y ²) hinsichtlich einer zweiten Richtung (y) senkrecht zur Ausbreitungsrichtung (z) größer als 1 ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungsmaßzahl (M²) der Laserstrahlung der Laserlichtquellen zwischen 4 und 50, insbesondere zwischen 10 und 25 beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (8, 9, 10; 31, 32, 33, 34; 35, 36, 37, 38) der mindestens zwei Laserlichtquellen bei dem Eintritt in die Optikmittel sämtlich die gleiche Polarisation und/oder die gleiche Wellenlänge aufweisen.