Einleitung und Stand der Technik:Introduction and prior art:
Da Laserstahle ein extrem schmalbandiges Lichtspektrum bilden und Laserstrahle hoher optischer Leistung nur stufenweise über z. B. Pockelszellen, Kerrzellen, optische Gitter oder mechanische Ablenkvorrichtungen wie mechanisch geschwenkte Spiegel ablenkbar sind, soll hier ein Verfahren geschildert werden, um steuerbare Laserstrahle hoher optischer Leistung zu erzeugen, Welche sich mittels Steuerung elektrisch regelbarer Linsen in Ihrer Ausbreitungsrichtung stufenlos steuern bzw. ablenken lassen. Laserstrahle kleiner optischer Leistung im unteren Milliwatt Bereich, etwa einige 10 Milliwatt, lassen sich durchaus durch elektrisch regelbare Linsen wie Flüssiglinsen oder Flüssigkristalllinsen in Ihrer Bahn bzw. Ausbreitungsrichtung stufenlos ablenken, bzw. durch Brennweitenänderung der Linsen, wobei aber bei höherer optischer Leistung der Laserstrahle im Wattbereich und Höher eine Zerstörung der Linsen durch z. B. Wärmeentwicklung in den Linsen hervorgerufen würde.Since laser steels form an extremely narrow-band light spectrum and laser beams of high optical power only gradually over z. As Pockels cells, Kerr cells, optical grating or mechanical deflection such as mechanically tilted mirrors are deflected, a method is to be described here to produce controllable laser beam high optical power, which steplessly controlled by means of control electrically adjustable lenses in their propagation direction or can be distracted , Laser beams of low optical power in the lower milliwatt range, about a few 10 milliwatts, can be steplessly deflected by electrically adjustable lenses such as liquid or liquid crystal lenses in their trajectory or propagation direction, or by focal length change of the lenses, but at higher optical power of the laser beams in Watt range and higher destruction of the lenses by z. B. heat development in the lenses would be caused.
Dies lässt sich eventuell kompensieren, in dem sehr große elektrisch steuerbare Linsen verwendet würden, Welche aber dann in Ihrer Ansprechzeit sehr langsam währen und auch eine unnötige Aufweitung oder Verfälschung der Laserstrahle bezüglich Ihres Durchmessers oder Ihrer Polarität hervorrufen würden.This can possibly be compensated by using very large electrically controllable lenses, which would then be very slow in their response time and would also cause unnecessary widening or distortion of the laser beams with respect to their diameter or polarity.
Lösung des Problems:The solution of the problem:
Um elektrisch steuerbare Laserstrahle hoher optischer Leistung zu erzeugen, Welche sich stufenlos in Ihrer Ausbreitungsrichtung steuern lassen, wird in einem Laserstrahlgenerator ein Laserstrahl keiner optischer Leistung erzeugt, Welcher dann durch eine oder mehrere elektrisch regelbare kleine Linsen, z. B. Flüssiglinsen oder Flüssigkristalllinsen, geführt wird, wobei z. B. ein transparenter Öltropfen in einer Flüssigkeit in einer der Flüssiglinsen durch Anlegen eines Spannungsfeldes an Diese verbogen oder verändert wird und wobei der Laserstrahl stufenlos in seiner Ausbreitungsrichtung durch Steuerung der Flüssiglinsen mit einer unterschiedlichen oder schwankenden elektrischen Spannung ablenkt bzw. gesteuert wird, was durch die Änderung der Brennweite der Linsen bzw. der Form des Öltropfens in einer der Flüssiglinsen hervorgerufen wird. Der elektrisch stufenlos schwenkbare Laserstrahl, Welcher aus einer der Linsen austritt, wird nun in einem speziellen elektrisch gepumpten Leistungslaserstrahlgenerator an einem Punkt über eine oder mehrere Linsen fixiert bzw. in Diesen eingeleitet oder in Diesem fokussiert. In diesem Leistungslaserstrahlgenerator wird ein Laserstrahl hoher optischer Leistung in Ausbreitungsrichtung der des in den Leistungslaserstrahlgenerator eingeleiteten Laserstahls gebildet, in dem der Leistungslaserstrahlgenerator durch den elektrisch stufenlos ablenkbaren Laserstrahl aus einer der elektrisch regelbaren Linsen zum Lasern angeregt wird und in Diesem eine stufenlos schwenkbare Besetzungsinversionszone gebildet wird, in Welcher sich ein Laserstrahl hoher optischer Leistung bildet, Welcher dann wiederum aus dem Leistungslaserstrahlgenerator in der Ausbreitungsrichtung des anregenden Laserstrahles ausgekoppelt werden kann.In order to produce electrically controllable laser beams of high optical power, which can be steplessly controlled in their propagation direction, a laser beam of any optical power is generated in a laser beam generator, Which then by one or more electrically adjustable small lenses, for. As liquid lenses or liquid crystal lenses is performed, wherein z. B. a transparent oil drop in a liquid in one of the liquid lenses by applying a voltage field to this is bent or changed and wherein the laser beam steplessly deflected in its propagation direction by controlling the liquid lenses with a different or fluctuating voltage and is controlled by the Changing the focal length of the lenses or the shape of the oil droplet is caused in one of the liquid lenses. The electrically infinitely pivotable laser beam, which emerges from one of the lenses, is now fixed in a special electrically pumped power laser beam generator at one point via one or more lenses or introduced into these or focused in this. In this power laser beam generator, a laser beam of high optical power in the direction of propagation of the introduced into the power laser beam generator laser beam is formed, in which the power laser beam generator is excited by the electrically steplessly deflectable laser beam from one of the electrically controllable lenses for lasing and in this a continuously pivotable population inversion zone is formed, In which forms a laser beam of high optical power, which in turn can be coupled out of the power laser beam generator in the propagation direction of the exciting laser beam.
Dafür können z. B. stark verbreiterte Gaslaserröhren, wie Argon Ionen Laser oder Kohlenstoffdioxidlaser, mit speziell gewölbten dichroitischen Hohlspiegelresonatoren eingesetzt werden, Welche das stufenlose Schwenken einer Besetzungsinversionszone in einem Leistungslaserstrahlgenerator bzw. im Gaslasermedium durch Anregung eines Laserstrahls kleiner Leistung zulassen. Eine detaillierte Beschreibung dazu ist in Patentanmeldung zur Erzeugung einer Laserstrahlmatrix hoher optischer Leistung, Aktenzeichen DE 10 2010 026 695.7 , aufgezeigt und Dieses hier geschilderte Verfahren sollte auf Diesem Verfahren aufbauen.For z. For example, highly broadened gas laser tubes, such as argon ion lasers or carbon dioxide lasers, can be used with specially domed concave dichroic resonators which permit stepless tilting of a population inversion zone in a power laser beam generator by excitation of a low power laser beam. A detailed description of this is in patent application for producing a high optical power laser beam filename DE 10 2010 026 695.7 , and this process outlined here should build on this process.
Es ist demzufolge keine mechanische Vorrichtung in Form von mechanisch bewegten Spiegeln bzw. Spiegeltrommeln oder abgestuftes Ablenken bzw. Schalten von Laserstrahlen hoher optischer Leistung mit Hilfe von optischen Elementen oder Schaltern wie Pockelszellen erforderlich.Accordingly, there is no need for a mechanical device in the form of mechanically moved mirrors or gradual deflection of laser beams of high optical power by means of optical elements or switches such as Pockels cells.
Eventuelle Nachteile:Possible disadvantages:
Nachteilig zum Verfahren ist zu nennen, dass sich die Ansprechzeit von elektrisch regelbaren Linsen noch relativ gering ist, maximal um eine Millisekunde bei Flüssiglinsen, bzw. die elektrisch steuerbare Brennweitenänderung von diesen Linsen noch relativ langsam funktioniert. Die maximal ausschöpfbare minimale Strahlablenkungszeit bzw. die Geschwindigkeit, mit der ein Laserstahl kleiner Leistung durch die Linsen steuerbar währe, begrenzt somit die Geschwindigkeit der schwenkbaren Leistungslaserstrahlerzeugung im Leistungslaserstrahlgenerator. Ebenso Nachteilig ist evtl. die aufwendige Konstruktion eines Leistungslaserstrahlgenerators, Welcher eine präzise Fertigung voraussetzt und bei hohen Laserleistungen noch relativ groß in seinen Abmessungen ist, ebenso eine mechanische Empfindlichkeit von Diesem. Außerdem ist man auf die zur Verfügung stehenden auskoppelbaren Wellenlängen von Gaslasern eines Leistungslaserstrahlgenerators angewiesen und kann nicht fortführend die Wellenlängen des anregenden Lasers nutzen.A disadvantage of the method is to mention that the response time of electrically adjustable lenses is still relatively low, a maximum of a millisecond in liquid lenses, or the electrically controllable focal length change from these lenses still works relatively slowly. The maximum exploitable minimum beam deflection time or speed at which a low power laser beam would be controllable by the lenses thus limits the speed of the pivotal power laser beam generation in the power laser beam generator. Another disadvantage is possibly the complex construction of a power laser beam generator, which requires a precise production and at high laser powers is still relatively large in size, as well as a mechanical sensitivity of this. In addition, one relies on the available decoupled wavelengths of gas lasers of a power laser beam generator and can not continue to use the wavelengths of the exciting laser.
Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:
1 bis 4 erläutert das Verfahren an Hand von elektrisch steuerbaren Flüssiglinsen, Welche immer von einer entsprechenden präzise arbeitenden Elektronik gesteuert werden sollten, um Ungenauigkeiten in der Ablenkung eines Laserstrahlen zu vermeiden. Es kommen an Stelle von Flüssiglinsen jegliche elektrisch regelbaren Linsen zur Technik in Frage, Welche eine Ablenkung von Laserstrahlen im unteren Leistungsbereich zulassen, wie z. B. Flüssigkristalllinsen, Hydrogellinsen, Ferromagnetische Linsen oder Nanoröhrenlinsen. An Hand von 1 wird ein detailliertes Beispiel mit einer elektrisch steuerbaren Flüssiglinse [8] aufgezeigt, um einen stufenlos steuerbaren Laserstrahl höherer optischer Leistung zu erzeugen, Welcher sich in einer Ausbreitungsrichtung, hier vertikal, zur optischen Achse [30] im Bezug auf den Leitungslaserstrahlgenerator [27] stufenlos steuern bzw. Ablenken lässt. In einem Laserstrahlgenerator [1] kleiner Leistung, z. B. einer Laserdiode mit 5 Milliwatt optischer Leistung und einer Wellenlänge von 2680 Nanometern, wird der von der Laserdiode abgesonderte Laserstrahl [2] von 1 Millimeter Stahldurchmesser mittels einer Sammellinse [3] und einer Streulinse [4] z. B. aus Glas auf einen Stahldurchmesser von 0,5 Millimeter geradlinig in seiner Ausbereitungsrichtung eingeengt, bzw. die von [1] erzeugten Einzellaserstrahle mit [2] werden auf eine engere Bahn zueinander gebracht. Der Laserstrahl [5] passiert anschließend einen oder mehrere dahinter liegenden lineare Polarisationsfilter oder Polarisatoren [6] mit einem Polarisationsgrad von z. B. 90 Grad zur optischen Achse [11] des Laserstrahls [5], um eine geordnete Polarisationsebene herzustellen und um Aberrationen und Stigmatismen in den nachfolgenden Optiken zu vermeiden. Der den Polarisationsfilter [6] passierte Laserstrahl [7] wird geradlinig und parallel [11] zur optischen Achse [12] einer elektrisch steuerbaren runden Flüssiglinse [8] mit z. B. 10 Millimetern Durchmesser mit einem Abstand d1 [13] in Diese eingeleitet. Durch Anlegen einer elektrischen Gleichspannung an die zwei Elektroden [9] und [10] der Flüssiglinse [8] kann der Laserstrahl [7], der die Flüssiglinse [8] passiert, in seiner Ausbreitungsrichtung abgelenkt oder gesteuert werden. Dies stellt hier die Auslenkung [17] und [18] von [7] dar, wobei mit [30] hier eine neue optische Achse bzw. Mittelachse gebildet wird, Welche sich in der Mitte zwischen beiden Auslenkungen [17] und [18] von [7] befindet. Gewährleistet sein muss, dass die Flüssiglinse [8] eine Sammellinse bzw. bikonvexe oder plankonvexe Linse ausbildet, was durch das Anlegen einer unterschiedlich hohen Gleichspannung an Ihre zwei Elektroden [9] und [10] beeinflusst werden kann. Ebenso darauf zu achten ist, dass der Laserstrahl [7] in den Öltropfen in der Flüssiglinse [8] mit einem Abstand d1 [13] von z. B. 3 Millimetern zur optischen Achse [12] eingeleitet wird. Hat die Flüssiglinse [8] im Leerlauf ohne das Anlegen einer Gleichspannung an Ihre zwei Elektroden [9] und [10] einen Brechwert von +12 Dioptrie und bei Anlegen der vollen Gleichspannung von z. B. 70 Volt einen Brechwert von –3 Dioptrie, so muss die an den Elektroden [9] und [10] der Flüssiglinse [8] anliegende bzw. schwankende Gleichspannung wie nachfolgend erläutert genau angepasst werden, um eine korrekte neue optische Mittelachse [30] zu erhalten. Die hier angegebenen Werte und Größen für die Linsen, Laserstrahle und Abstände dienen nur als Beispiel zur Erläuterung und sind nicht bindend, weil einsetzbare Linsen und Laserstrahle in Ihren Eigenschaften wie Durchmesser oder Stärke je nach Verwendung und Einsatz variieren können. 1 to 4 explains the method using electrically controllable liquid lenses, Which should always be controlled by an appropriate precision electronics to avoid inaccuracies in the deflection of a laser beams. It come in place of liquid lenses any electrically adjustable lenses for the technology in question, which allow a deflection of laser beams in the lower power range, such. As liquid crystal lenses, hydrogel lenses, ferromagnetic lenses or nanotube lenses. Based on 1 is a detailed example with an electrically controllable liquid lens 8th ] to produce a steplessly controllable laser beam of higher optical power, which in a propagation direction, here vertically, to the optical axis [ 30 ] with respect to the line laser beam generator [ 27 ] Steplessly steer or distract. In a laser beam generator [ 1 ] small power, z. B. a laser diode with 5 milliwatt optical power and a wavelength of 2680 nanometers, the laser beam emitted from the laser diode [ 2 ] of 1 millimeter steel diameter by means of a converging lens [ 3 ] and a dispersion lens [ 4 ] z. B. glass narrowed to a steel diameter of 0.5 millimeters straight in its preparation direction, or that of [ 1 ] produced single laser beams with [ 2 ] are brought closer to each other. The laser beam [ 5 ] then passes one or more underlying linear polarizing filters or polarizers [ 6 ] with a degree of polarization of z. B. 90 degrees to the optical axis 11 ] of the laser beam [ 5 ] to produce an ordered plane of polarization and to avoid aberrations and stigmata in subsequent optics. The polarizing filter [ 6 ] passed laser beam [ 7 ] becomes straight and parallel [ 11 ] to the optical axis [ 12 ] an electrically controllable round liquid lens 8th ] with z. B. 10 millimeters in diameter with a distance d1 13 ] initiated in this. By applying a direct electrical voltage to the two electrodes [ 9 ] and [ 10 ] of the liquid lens [ 8th ] the laser beam [ 7 ], the liquid lens [ 8th ] happens to be distracted or controlled in its propagation direction. This represents the deflection here [ 17 ] and [ 18 ] from [ 7 ], where [ 30 ] Here, a new optical axis or central axis is formed, which in the middle between two deflections [ 17 ] and [ 18 ] from [ 7 ] is located. It must be ensured that the liquid lens [ 8th ] forms a convex lens or biconvex or plano-convex lens, which can be achieved by applying a different DC voltage to your two electrodes [ 9 ] and [ 10 ] can be influenced. It should also be noted that the laser beam 7 ] in the oil drops in the liquid lens [ 8th ] with a distance d1 [ 13 ] from Z. B. 3 millimeters to the optical axis 12 ] is initiated. Does the liquid lens [ 8th ] at idle without applying a DC voltage to your two electrodes [ 9 ] and [ 10 ] a refractive power of +12 diopter and when applying the full DC voltage of z. If, for example, 70 volts has a refractive power of -3 diopters, the voltage applied to the electrodes must be 9 ] and [ 10 ] of the liquid lens [ 8th ] applied or fluctuating DC voltage, as explained below, be adapted exactly to a correct new optical central axis [ 30 ] to obtain. The values and sizes given here for the lenses, laser beams and distances are illustrative only and are not binding, as applicable lenses and laser beams may vary in their properties such as diameter or thickness depending on usage and use.
[12] gibt hier wie gesagt die optische Achse der Flüssiglinse [8] an, die Brennweite f1 [14] ist bezogen auf den Brennpunkt p1 [19] zu [12], die Brennweite f2 [15] ist bezogen auf den Brennpunkt p2 [20] zu [12] und [30] gibt hier die neue optische Achse bzw. Mittelachse an.[ 12 ] gives, as said, the optical axis of the liquid lens [ 8th ], the focal length f1 [ 14 ] is related to the focal point p1 [ 19 ] to [ 12 ], the focal length f2 [ 15 ] is related to the focal point p2 [ 20 ] to [ 12 ] and [ 30 ] indicates the new optical axis or central axis.
Wird jetzt der Laserstrahl [7] durch [8] ohne das Anlegen einer Gleichspannung an [9] und [10] von [8] geleitet, wäre der Brechwert von [8] +12 Dioptrie und die Brennweite f1 [14] würde ca. 7,14 Zentimeter zu [12] betragen, wobei der abgelenkte Laserstrahl [17] von [7] hier auf den Punkt p1 [19] zu [12] fokussiert wird. Wird nun an die beiden Elektroden [9] und [10] von [8] eine elektrische Gleichspannung von +10 Volt angelegt beträgt der Brechwert von [8] ca. +10 Dioptrie und die Brennweite f2 [15] würde ca. 10 Zentimeter zu [12] betragen, wobei der abgelenkte Laserstrahl [18] von [7] hier auf den Punkt p2 [20] zu [12] fokussiert wird. Legt man jetzt eine ständig anliegende elektrische Gleichspannung an [9] und [10] von [8] von +5 Volt an, bildet sich ein mittlerer Brechwert von +11 Dioptrie über [8] und eine neue optische Achse [30] bzw. Mittelachse, Welche genau zwischen p1 [19] und p2 [20] zu [12] fokussiert wird. Der mittlere Brechwert über [8] zu [12] zwischen p1 und p2 mit ca. +11 Dioptrie entspricht dann einer mittleren Brennweite f3 auf [30] zu [12] von f3 = ((f2 – f1)/2) + f1 hier ca. 8,57 Zentimeter zu [12]. Es wird also bei einer konstant anliegenden Gleichspannung von ca. +5 Volt an [9] und [10] von [8] ein Brechwert von +11 Dioptrie und eine mittlere Brennweite f3 von 8,57 Zentimetern zu [12] von [8] erzeugt, wobei ein konstant abgelenkter bzw. fokussierter Laserstrahl mit einer neuen optischen Mittelachse [30] gebildet wird. Die mittlere Brennweite f3 wird hier auch als Nullfokussierung bezeichnet und dient zum Verständnis der auch nachfolgenden Erläuterungen des Prinzips mit mehreren Linsen hintereinander, wobei dies nicht zwingend ist und eine Ablenkung mit einer stetig steigenden Spannung von 0 Volt aufwärts empfehlenswert ist, um die Lebensdauer einer elektrisch steuerbaren Linse zu maximieren.Will now the laser beam [ 7 ] by [ 8th ] without applying a DC voltage to [ 9 ] and [ 10 ] from [ 8th ], the refractive power of [ 8th ] +12 diopter and the focal length f1 [ 14 ] would be about 7.14 inches to [ 12 ], the deflected laser beam [ 17 ] from [ 7 ] here to the point p1 [ 19 ] to [ 12 ] is focused. Will now to the two electrodes 9 ] and [ 10 ] from [ 8th ] a DC electric voltage of +10 volts is applied, the refractive power of [ 8th ] approx. +10 diopters and the focal length f2 [ 15 ] would be about 10 centimeters to [ 12 ], the deflected laser beam [ 18 ] from [ 7 ] here to the point p2 [ 20 ] to [ 12 ] is focused. If you now apply a continuous electrical DC voltage [ 9 ] and [ 10 ] from [ 8th ] of +5 volts, an average power of +11 diopters is formed across [ 8th ] and a new optical axis [ 30 ] or central axis, which exactly between p1 [ 19 ] and p2 [ 20 ] to [ 12 ] is focused. The mean refractive index over [ 8th ] to [ 12 ] between p1 and p2 with approx. +11 diopter then corresponds to a mean focal length f3 on [ 30 ] to [ 12 ] from f3 = ((f2 - f1) / 2) + f1 here about 8,57 centimeters to [ 12 ]. Thus, with a constant DC voltage of approx. +5 volts, it will 9 ] and [ 10 ] from [ 8th ] a refractive power of +11 diopters and an average focal length f3 of 8.57 centimeters to [ 12 ] from [ 8th ], wherein a constantly deflected or focused laser beam with a new optical central axis [ 30 ] is formed. The average focal length f3 is also referred to as zero focusing and is used to understand the following explanations of the principle with multiple lenses in a row, but this is not mandatory and a deflection with a steadily rising voltage of 0 volts up is recommended to the life of an electric to maximize controllable lens.
Es kann jetzt die an [9] und [10] von [8] angelegte Gleichspannung von +5 Volt zwischen 0 Volt und +10 Volt stufenlos variiert werden und der Brechwert von [8] lässt sich stufenlos zwischen +10 und +12 Dioptrie regeln bzw. die Brennweite f3 von [8] lässt sich zwischen f1, f3 und f2 bzw. den Brennpunkten p1 und p2 regeln. Demzufolge wird der in [8] eingeleitete Laserstrahl [7] hier dann mit [17] bis [18] bezeichnet und stufenlos zwischen p1 und p2 zu [12] hin und her bewegt. Der Laserstrahl [17] bis [18] gibt hier jeweils den minimalen und maximalen Auslenkungsfaktor zur neuen optischen Achse [30] an, wobei [17] dem von [8] abgelenkten Laserstrahl von [7] zu f1 entspricht und [18] zu f2. Mann kann Dies auch mit einer positiven und negativen Auslenkung von [17] und [18] zu [12] definieren, also ca. –0,715 Millimeter von [17] und ca. +0,715 Millimeter zu [30].It can now be attached to 9 ] and [ 10 ] from [ 8th ] applied DC voltage of +5 volts between 0 volts and +10 volts can be varied steplessly and the refractive power of [ 8th ] can be adjusted steplessly between +10 and +12 diopters or the focal length f3 of [ 8th ] can be controlled between f1, f3 and f2 or the foci p1 and p2. As a result, in [ 8th ] introduced laser beam 7 ] here with [ 17 ] to [ 18 ] and steplessly between p1 and p2 to [ 12 ] moved back and forth. The laser beam [ 17 ] to [ 18 ] gives here the minimum and maximum deflection factor to the new optical axis [ 30 ], where [ 17 ] that of [ 8th ] deflected laser beam of [ 7 ] corresponds to f1 and [ 18 ] to f2. Man can also do this with a positive and negative displacement of [ 17 ] and [ 18 ] to [ 12 ], ie about -0.715 millimeters from [ 17 ] and about +0.715 millimeters to [ 30 ].
Jetzt wird eine entsprechende runde, bikonvexe oder plankonvexe Linse bzw. Sammellinse [21], z. B. aus Glas, in Ihrer optischen Achse, Welche sich hier zu [30] befindet, mit einem Abstand d2 [16] schräg hinter [8] angeordnet. Die bei der vorher genannten anliegenden Gleichspannung von +5 Volt an [9] und [10] von [8] entstehende neue optische Achse [30] oder Mittelachse, auf der sich der konstant von [8] abgelenkte Laserstrahl befindet, wird nun als 0-Durchgangspunkt durch den Mittelpunkt bzw. auf der optischen Achse [30] von [21] genutzt, was bedeutet, dass der Laserstrahl auf [30] die Sammellinse [21] ohne Ablenkung auf Ihrer optischen Achse zu [30] passieren muss. Der durch [8] minimal und maximal ablenkbare Laserstrahl [17] bis [18] zu [30] wird durch die Sammellinse [21] auf genau einen Punkt [26] mit dem Abstand d3 [23] in einem Leistungslasergenerator [27] fokussiert bzw. muss in Diesem konvergieren, Welcher sich hier genau mittig von [27] befindet. [24] gibt hier den durch [21] fokussierten Laserstrahl zu [17] an und [25] den zu [18], wobei immer eine Fokussierung auf den Mittelpunkt [26] von [27] bei jeglicher Brennweitenänderung zwischen f1 und f2 von [8] gewährleistet sein muss. Der Leistungslasergenerator [27] kann hier einen geschlossener röhrenförmigen Kohlenstoffdioxidlaser mit 100 Watt optischer Leistung, mit einer Laserröhrenlänge von 50 Zentimetern, einem Laserröhrendurchmesser von 10 Zentimetern und zwei dichroitischen Hohlspiegelresonatoren an beiden Enden der Laserröhre definieren. Der Fokuspunkt [26] von [27] muss demzufolge mittig bei der halben Länge mit 25 Zentimetern von [27] und dem halben Durchmesser mit 5 Zentimetern von [27] liegen.Now, a corresponding round, biconvex or plano-convex lens or condenser lens 21 ], z. Glass, in your optical axis, which is here to [ 30 ], with a distance d2 [ 16 ] diagonally behind [ 8th ] arranged. The applied at the aforementioned DC voltage of +5 volts to 9 ] and [ 10 ] from [ 8th ] resulting new optical axis [ 30 ] or central axis, on which the constant of [ 8th ] deflected laser beam is now as 0-pass point through the center or on the optical axis [ 30 ] from [ 21 ], meaning that the laser beam is at [ 30 ] the convergent lens [ 21 ] without distraction on your optical axis 30 ] must happen. The one by [ 8th ] minimal and maximum deflectable laser beam [ 17 ] to [ 18 ] to [ 30 ] is replaced by the convergent lens [ 21 ] to exactly one point [ 26 ] with the distance d3 [ 23 ] in a power laser generator [ 27 ] focuses or must converge in this, which is exactly in the center of [ 27 ] is located. [ 24 ] gives here by [ 21 ] focused laser beam [ 17 ] and [ 25 ] which to [ 18 ], always focusing on the center [ 26 ] from [ 27 ] with any focal length change between f1 and f2 of [ 8th ] must be guaranteed. The power laser generator [ 27 ] can here define a closed tubular carbon dioxide laser with 100 watts of optical power, with a laser tube length of 50 centimeters, a laser tube diameter of 10 centimeters and two dichroic concave mirrors at both ends of the laser tube. The focal point [ 26 ] from [ 27 ] must therefore be centered at half the length of 25 centimeters of [ 27 ] and half the diameter of 5 centimeters of [ 27 ] lie.
Die Sammellinse [21] muss jetzt die Eigenschaft besitzen bzw. muss so angeordnet sein, dass die Brennweiten oder der Abstand d4 [22] und der Abstand d3 [23] so harmonieren, dass der stufenlos abgelenkte Laserstrahl [24] bis [25] immer mittig im Leistungsresonator [27] am Mittelpunkt [26] konvergiert. Dies kann auch mit dem Abstand d2 [16] von [8] zu [21] oder dem Abstand d3 [23] von [21] zu [26] in [27] geregelt werden. Die Linse [21] muss deshalb nicht unbedingt einen geforderten Brechwert besitzen, aber zuvor geschilderte Bedingungen müssen erfüllt sein. Hat die Linse [21] z. B. einen Durchmesser von 90 Millimetern, so kann der Brechwert von [21] so gestaltet sein, dass mit dem Abstand d4 [22] ein gesamter Auslenkungsfaktor mit [17] bis [18] von 80 Millimeter auf bzw. in [21], also +40 Millimeter und –40 Millimeter zur optischen Achse [30] von [21] in bzw. auf [21] gegeben ist. Dies kann gegebenen Falls eine Anordnung von mehreren Sammel- und Streulinsen hintereinander mit [21] erfordern. Der Abstand d3 [23] von [21] zu [26] in [27] sollte so geschaffen sein, dass bei einem Durchmesser von 10 Zentimetern von [27] der abgelenkte Laserstrahl [24] bis [25] mit z. B. –30 Millimetern mit [24] bis +30 Millimetern mit [25] zur optischen Achse [30] in [27] eintritt und an [26] konvergiert, so das der reziprok aus [27] abgesonderte Leistungslaserstrahl von [28] bis [29] ebenfalls mit diesen Werten zu [30] aus [27] austreten kann.The condenser lens [ 21 ] must now have the property or must be arranged so that the focal lengths or the distance d4 [ 22 ] and the distance d3 [ 23 ] harmonize so that the steplessly deflected laser beam [ 24 ] to [ 25 ] always centered in the power resonator [ 27 ] at the center [ 26 ] converges. This can also be done with the distance d2 [ 16 ] from [ 8th ] to [ 21 ] or the distance d3 [ 23 ] from [ 21 ] to [ 26 ] in [ 27 ] be managed. The Lens [ 21 ] therefore does not necessarily have a required refractive power, but previously described conditions must be met. Has the lens [ 21 ] z. B. a diameter of 90 millimeters, the refractive index of [ 21 ] be designed so that with the distance d4 [ 22 ] a total displacement factor with [ 17 ] to [ 18 ] of 80 millimeters on or in [ 21 ], ie +40 millimeters and -40 millimeters to the optical axis [ 30 ] from [ 21 ] in or on [ 21 ] given is. If appropriate, this can be an arrangement of several collecting and scattering lenses one behind the other with [ 21 ] require. The distance d3 [ 23 ] from [ 21 ] to [ 26 ] in [ 27 ] should be designed so that with a diameter of 10 centimeters of [ 27 ] the deflected laser beam [ 24 ] to [ 25 ] with z. B. -30 millimeters with [ 24 ] to +30 millimeters with [ 25 ] to the optical axis [ 30 ] in [ 27 ] and [ 26 ] converges, so that the reciprocal of [ 27 ] isolated power laser beam of [ 28 ] to [ 29 ] also with these values [ 30 ] out [ 27 ] can escape.
Der stufenlos steuerbare Laserstrahl [24] bis [25] von [8] über [21] wird durch einen dichroitischen Hohlspiegelresonator an [27] zu [26] in [27] eingeleitet und kann umgekehrt durch einen weiteren dichroitischen oder teildurchlässigen Hohlspiegelresonator an [27] als stufenlos steuerbarer Leistungslaserstrahl mit [28] bis [29] aus [27] mit einer Wellenlänge, Welche vom Leistungslaser [27] und vom Auskoppelspiegel an [27] abhängig ist, in der Ausbreitungsrichtung zu [24] bis [25] ausgekoppelt werden. Bei einer Anregung von [27] wie hier im Beispiel mit einer Wellenlänge von 2680 Nanometern durch einen stufenlos abgelenkten Diodenlaserstrahl [7] über [8] und über [21] mit 5 Milliwatt optischer Leistung kann jetzt ein entsprechend stufenlos steuerbarer Leistungslaserstrahl [28] bis [29] aus [27] mit einer optischen Leistung von ca. 100 Watt mit entsprechender Wellenlänge, hier bei einem Kohlenstoffdioxidlaser mit z. B. 10600 Nanometern, ausgekoppelt werden, wobei wie bekannt die auszukoppelnden Wellenlängen von der Art des Gaslasers, Dessen Auskoppelspiegel und die Leistung auch von der Größe abhängig sind. Voraussetzung für den Leistungslaser [27] ist hier, dass die entsprechende Wellenlänge mit der angeregt wird, hier 2680 Nanometern, in [27] eindringen kann, aber die Leistungslaserstahlen [28] bis [29] an der Eintrittsseite von [27] nicht nach Außen von [27] treten können. Dafür sorgt ein dichroitischer Hohlspiegelresonator am Strahleingang von [27], Welcher die in [27] erzeugten Wellenlängen nach Außen zur Eintrittsseite von [24] bis [25] hin abfiltert. Ebenso sind ein dichroitischer Hohlspiegelresonator bzw. ein Hohlspiegelresonator mit hohem Auskoppelfaktor am Strahlausgang mit [28] bis [29] von [27] sowie der richtige Hohlspiegelwinkel der Resonatoren Vorrausetzung, um das geschilderte Szenario zu gewährleisten. Detailliert ist diese Technik in der Anmeldung Aktenzeichen DE 10 2010 026 695.7 aufgeführt.The steplessly controllable laser beam [ 24 ] to [ 25 ] from [ 8th ] above [ 21 ] is detected by a dichroic concave mirror resonator [ 27 ] to [ 26 ] in [ 27 ] and reversed by another dichroic or semitransparent concave mirror resonator at [ 27 ] as infinitely controllable power laser beam with [ 28 ] to [ 29 ] out [ 27 ] with one wavelength, which is emitted by the power laser [ 27 ] and from the output mirror [ 27 ] in the direction of propagation to [ 24 ] to [ 25 ] are decoupled. In case of a suggestion of [ 27 ] as in the example with a wavelength of 2680 nanometers through a steplessly deflected diode laser beam [ 7 ] above [ 8th ] and over [ 21 ] with 5 milliwatts of optical power, a correspondingly infinitely controllable power laser beam can now [ 28 ] to [ 29 ] out [ 27 ] with an optical power of about 100 watts with appropriate wavelength, here at a carbon dioxide laser with z. B. 10600 nanometers, are coupled, as known, the wavelengths to be coupled from the type of gas laser, its output mirror and the power are also dependent on the size. Prerequisite for the power laser [ 27 ] here is that the corresponding wavelength is excited with, here 2680 nanometers, in [ 27 ], but the power laser beams [ 28 ] to [ 29 ] at the entrance of [ 27 ] not outside of [ 27 ] can occur. This is ensured by a dichroic concave mirror resonator at the beam entrance of [ 27 ], Which in [ 27 ] generated wavelengths to the entrance of [ 24 ] to [ 25 ] filters off. Likewise, a dichroic concave mirror resonator or a concave mirror resonator with a high outcoupling factor at the beam exit are [ 28 ] to [ 29 ] from [ 27 ] as well as the correct cavity mirror angle of the resonators are required to ensure the described scenario. This technique is detailed in the application file number DE 10 2010 026 695.7 listed.
Der nun aus [27] ausgekoppelte Leistungslaserstrahl von [28] bis [29] kann nun durch eine nachfolgende Optik [31] aus mehreren verschiedenen hintereinander liegenden Sammel- und Streulinsen oder einer Kombination Derer beliebig fokussiert bzw. an einen beliebigen Punkt gelenkt werden oder durch sonstige optische Elemente wie z. B. optische Frequenzverdoppler oder Polarisatoren wieder verändert werden. Now from [ 27 ] decoupled power laser beam of [ 28 ] to [ 29 ] can now be replaced by a subsequent optic [ 31 ] of several different consecutive collection and scattering lenses or a combination Derer arbitrarily focused or directed to any point or by other optical elements such. B. optical frequency doubler or polarizers are changed again.
Die vorher genannte Bezeichnung zu 1 mit einer stufenlosen Steuerung eines Leistungslaserstrahls in einer Richtung, hier die vertikale Richtung, wurde gewählt, weil der aus [27] austretende erzeugte Laserstrahl von [28] bis [29] nur in einer vertikalen Richtung zur optische Achse [30] zum Mittelpunkt [26] des Leistungslasergenerators [27] durch [8] steuerbar oder regelbar ist, hier im Beispiel ca. –30 Millimetern mit [28] bis +30 Millimetern mit [29] zur optischen Achse [30] von [21] und [27] am Auskoppelspiegel von [27]. Um einen Laserstrahl mit 2 elektrisch steuerbaren Linsen in 2 Richtungen, vertikal und horizontal, von einer optischen Achse aus stufenlos abzulenken bzw. einen Leistungslasergenerator damit zu steuern ist nachfolgend in 2 genau erläutert.The aforementioned name too 1 with stepless control of a power laser beam in one direction, here the vertical direction, was chosen because of the 27 ] emerging laser beam of [ 28 ] to [ 29 ] only in a vertical direction to the optical axis [ 30 ] to the center [ 26 ] of the power laser generator [ 27 ] by [ 8th ] is controllable or controllable, here in the example about -30 millimeters with [ 28 ] to +30 millimeters with [ 29 ] to the optical axis [ 30 ] from [ 21 ] and [ 27 ] at the output mirror of [ 27 ]. In order to steer a laser beam with 2 electrically controllable lenses in 2 directions, vertically and horizontally, steplessly from an optical axis or to control a power laser generator with it is below in 2 explained exactly.
An Hand von 2 wird ein detailliertes Beispiel mit zwei elektrisch steuerbaren Flüssiglinsen [36] sowie [8] aus 1 aufgezeigt, um einen stufenlos steuerbaren Laserstrahl hoher optischer Leistung zu erzeugen, Welcher sich in seiner Ausbreitungsrichtung in zwei Richtungen, hier vertikal und horizontal, zur optischen Achse [51] im Bezug auf den Leitungslaserstrahlgenerator [59] stufenlos über die beiden Flüssiglinsen [36] und [8] steuern lässt. Es wurde hier in 2 aus Gründen der Verständlichkeit eine bedingt dreidimensionale Ansicht gewählt, wobei eine Draufsicht auf eine der Seitenflächen an den Eintrittsstellen der Strahlwege der Linsen [36] und [45] aufgezeigt ist, um die Strahlwege und optischen Achsen an den Linsen genau zu veranschaulichen. Weiterhin wurde aus Gründen der Veranschaulichung die Linse [45] um +45 Grad im Uhrzeigersinn verdreht dargestellt.Based on 2 is a detailed example with two electrically controllable liquid lenses [ 36 ] such as [ 8th ] out 1 In order to produce a steplessly controllable laser beam of high optical power, which in its propagation direction in two directions, here vertically and horizontally, to the optical axis 51 ] with respect to the line laser beam generator [ 59 ] continuously over the two liquid lenses [ 36 ] and [ 8th ] can be controlled. It was here in 2 For reasons of clarity, a conditionally three-dimensional view is selected, wherein a plan view of one of the side surfaces at the entry points of the beam paths of the lenses [ 36 ] and [ 45 ] is shown to accurately illustrate the beam paths and optical axes on the lenses. Furthermore, for purposes of illustration, the lens [ 45 ] rotated +45 degrees clockwise.
Das Szenario aus 1 liegt hier in 2 zu Grunde, um eine stufenlose Ablenkung des Laserstrahls [7] in einer Richtung, hier vertikal aus 1, vorzulegen und um eine zweite elektrisch steuerbare Flüssiglinse [36] in 2 anzusteuern und eine weitere hier horizontale Ablenkung des Laserstrahls von [28] bis [29] zu ermöglichen. Dies würde einer zweidimensionalen Ablenkung des Laserstrahles [7] entsprechen.The scenario off 1 lies in here 2 based on a stepless deflection of the laser beam [ 7 ] in one direction, here vertically out 1 to submit a second electrically controllable liquid lens [ 36 ] in 2 to drive and another here horizontal deflection of the laser beam of [ 28 ] to [ 29 ] to enable. This would be a two-dimensional deflection of the laser beam [ 7 ] correspond.
Der in 1 von [21] abgelenkte Laserstrahl [24] bis [25] konjungiert jetzt am Punkt [33] zur Mittelachse [30] und läuft reziprok mit einem Winkel von 180 Grad mit [28] bis [29] über [33] wieder auseinander, wobei die Auslenkungen des Laserstrahls [24] bis [25] dann [28] bis [29] entsprechen. Der Leistungslaserstrahlgenerator [27] und die Optik [31] aus 1 werden weggelassen, und statt Diesen wird eine zweite elektrisch steuerbare Flüssiglinse [36] mit gleichen Eigenschaften zu [8] mit einem Abstand d5 [34] hinter dem Konjunktionspunkt [33] mit einem Abstand d6 [35] zum Mittelpunkt der Flüssiglinse [36] und zur Mittelachse [30] hinter [21] positioniert. [37] gibt hier die optische Achse der Linse [36] an und der Konjunktionspunkt [33] entspricht dem Mittelpunkt [26] des Leistungslaserstrahlgenerators [27]. Es sollten die gleichen Bedingungen an Linse [36] gelten, Welche an Linse [8] zutreffen, was bedeutet, dass der Abstand d1 [13] zu optischen Achse [12] des Laserstrahles [7] von Linse [8] gleich dem Abstand d6 [35] des Laserstrahls [28] bis [29] zur optischen Achse [37] der Linse [36] beträgt. Ebenso der Abstand d4 [22] von [8] zu [21] ist dann gleich dem Abstand d3 [23] und dem Abstand d5 [34] bzw. die Abstände von [21] zu [26] und von [33] zu [36]. [38] gibt hier den Brennpunkt p3 und [39] den Brennpunkt p4 in bzw. an [36] von [28] bis [29] an, wobei dann bei der richtigen Wahl der Größe und der Brennweite der Sammellinse [21] die Abstände [22], [23] und [34] zu [30] gleich groß sind, wenn der Fokus f3 sich im Mittelpunkt der Sammellinse [21] zur Achse [30] befindet, wobei dann die Abstände d1 [13] in [8] und d6 [35] in [36] gleich sind.The in 1 from [ 21 ] deflected laser beam [ 24 ] to [ 25 ] now conjugates at the point [ 33 ] to the central axis [ 30 ] and reciprocates at an angle of 180 degrees [ 28 ] to [ 29 ] above [ 33 ] apart, the deflections of the laser beam [ 24 ] to [ 25 ] then [ 28 ] to [ 29 ] correspond. The power laser beam generator [ 27 ] and the optics [ 31 ] out 1 are omitted, and instead of this is a second electrically controllable liquid lens 36 ] with the same properties 8th ] with a distance d5 [ 34 ] behind the conjunction point [ 33 ] with a distance d6 [ 35 ] to the center of the liquid lens [ 36 ] and to the central axis [ 30 ] Behind [ 21 ] positioned. [ 37 ] gives here the optical axis of the lens [ 36 ] and the conjunction point [ 33 ] corresponds to the center [ 26 ] of the power laser generator [ 27 ]. The same conditions should be applied to lens [ 36 ], which ones on lens [ 8th ], which means that the distance d1 [ 13 ] to optical axis [ 12 ] of the laser beam [ 7 ] by Linse [ 8th ] equal to the distance d6 [ 35 ] of the laser beam [ 28 ] to [ 29 ] to the optical axis [ 37 ] of the lens [ 36 ] is. Similarly, the distance d4 [ 22 ] from [ 8th ] to [ 21 ] is then equal to the distance d3 [ 23 ] and the distance d5 [ 34 ] or the distances of [ 21 ] to [ 26 ] and from [ 33 ] to [ 36 ]. [ 38 ] gives the focus here p3 and [ 39 ] the focal point p4 in or on [ 36 ] from [ 28 ] to [ 29 ], and then with the right choice of the size and the focal length of the convergent lens 21 ] the distances [ 22 ], [ 23 ] and [ 34 ] to [ 30 ] are the same size when the focus f3 is at the center of the convergent lens [ 21 ] to the axis [ 30 ], and then the distances d1 [ 13 ] in [ 8th ] and d6 [ 35 ] in [ 36 ] are the same.
Gewährleistet sein muss auch, dass der Abstand d7 [40] der beiden Brennpunkte p3 und p4 voneinander an bzw. in [36] dem der beiden Brennpunkte p1 und p2 entspricht.It must also be ensured that the distance d7 [ 40 ] of the two focal points p3 and p4 on or in [ 36 ] corresponds to the two foci p1 and p2.
Es wird demzufolge mit der elektrischen oder elektronischen Regelung oder Steuerung der Flüssiglinse [8] eine stufenlose minimale und maximale vertikale Auslenkung des Laserstrahls [7] über [21] auf bzw. in [36] mit einer Gesamtauslenkung [40] mit den zwei äußeren Brennpunkten p3 bis p4 projektiert, wobei sich der Laserstrahl [28] bis [29] zwischen p3 und p4 durch [8] hin und her schwenken lässt. Der Mittelpunkt [41] bzw. die mittlere Brennweite f3 oder der Nullfokus von [8] auf [30], Welche hier über [21] und [33] auf [36] projektiert wird, wird jetzt bei Ansteuerung der Linse [36] mit den gleichen wie oben beschriebenen Spannungsverhältnissen an [9] und [10] von [8] wieder eine zweite neue optische Mittelachse [51], hier beschrieben mit optischer Hauptmittelachse, erzeugen, Welche wiederum eine minimale und maximale Auslenkung in Horizontaler Richtung des Laserstrahls [28] bis [29] wie oben bei [8] durch Ansteuerung von [36] mit unterschiedlichen Spannungen an [36] erzeugt. Der wiederum in horizontale Richtung abgelenkte Laserstrahl wird hier mit [42] bis [43] bezeichnet und wird wiederum auf eine Sammellinse [45] geführt, Welche dann wiederum den Laserstrahl, hier mit [57] bezeichnet, wie vorher erläutert auf den Mittelpunkt [59] eines Leistungslaserstrahlgenerators [60] fokussiert, Welcher dann wiederum die erzeugten Leistungslaserstrahle in Ausbreitungsrichtung von [57] absondern kann. Es kann jetzt praktisch ein in zwei Richtungen stufenlos steuerbarer, vertikal über [8] und horizontal über [36], Leistungslaserstrahl [57] aus [60] abgesondert werden. Ein mittlerer Fokus f3 bei der Ansteuerung der Linse [8] wurde hier wie nachfolgend erläutert gewählt, um eine Erzeugung von optischen rechteckigen oder quadratischen Punkt- oder Strichmatrizen zu beschreiben bzw. Diese zu erzeugen. Es muss praktisch zur Erzeugung der neuen Hauptmittelachse [51] separat zu [8] eine Spannung von +5 Volt an [36] anliegen um eine mittlere Nullfokussierung auf [51] über [36] zu erzielen. Bei der Ansteuerung der Linsen [8] und [36] mit den gleichen schon oben erläuterten Spannungsverhältnissen zur Linse [8] ist der mittlere Fokus (f3) des Laserstrahls [17] bis [18], [24] bis [25], [28] bis [29], [42] bis [43] und [57] der Linsen immer auf einer separaten erzeugten optischen Mittelachse zu finden, Welcher sich über [30] zur Hauptmittelachse [51] formiert und Welcher innerhalb eines hier geschilderten Quadrates [55] auf bzw. in die Sammellinse [45] über den Hauptmittelpunkt [50] und auf dann auf [59] in [60] gerichtet wird und Welcher dann sozusagen ohne Ablenkung auf [59] in [60] gerichtet einen Leistungslaserstrahl aus [60] ohne Ablenkung in Richtung von [57] auf der Hauptmittelachse [51] aus [60] abgesondert. Näher an 2 erläutert, wird der Laserstrahl [28] bis [29] erneut über die Flüssiglinse [36] abgelenkt, wobei mit oben erläuterter gleicher Ansteuerung von [36] zu [8] der Laserstrahl [28] dann [42] und [29] dann [43] bei minimaler oder maximaler Auslenkung von [8] und [36] entspricht. Eine zweite Sammellinse [45] befindet sich in einem Abstand d8 [44] hinter der Linse [36], wobei eine neue optische Hauptmittelachse [51] vom Mittelpunkt [41] auf bzw. in [36] bei einer Nullfokussierung von [8] und [36] auf den Mittelpunkt der Sammellinse [45] bei entsprechender Ansteuerung von +5 Volt an [8] und [36] gebildet wird. Die optische Achse von [45] befindet sich auf [51]. Der wiederum von [36] abgelenkte Laserstrahl [42] bis [43] wird auf die Brennpunkte p5 [46] und p6 [47] auf bzw. in die Sammellinse [45] mit dem Abstand d8 [44] zu [51] gerichtet und muss danach mit [57] mit einem Abstand d9 [58] von [45] zu [51] zum Mittelpunkt [59] eines Leistungslaserstrahlgenerators [60] fokussiert werden, aus Welchem dann in Ausbreitungsrichtung zu [57] ein Leitungslaserstrahl abgesondert werden kann. Das besondere an der Anordnung der Linsen [36] und [45] hintereinander besteht darin, dass der Abstand d8 [44] zur Sammellinse [45] so gewählt sein muss, dass sich der ablenkbare Laserstrahl [42] bis [43] bei Nullfokussierung der Linse [36] auf [51] durch maximale Fokusänderung [40] der Linse [8] zwischen f1 und f2 zu [30] und zu [51] dann zwischen den Brennpunkten p3 [38] und p4 [39] und zwischen p5 [46] und p6 [47] auf bzw. in [36] und [45] auf der Linie [54] bewegen lässt. Umgekehrt trifft auch zu, dass bei Nullfokussierung der Linse [8] zu f3 oder auf [30] und bei maximaler Fokusänderung der Linse [36] der Laserstrahl zwischen den Brennpunkten p7 [48] und p8 [49] auf bzw. in [45] bewegbar ist.It is therefore with the electrical or electronic control or control of the liquid lens 8th ] a stepless minimum and maximum vertical deflection of the laser beam [ 7 ] above [ 21 ] on or in [ 36 ] with a total deflection [ 40 ] with the two outer focal points p3 to p4, whereby the laser beam [ 28 ] to [ 29 ] between p3 and p4 by [ 8th ] can swing back and forth. The middle-point [ 41 ] or the mean focal length f3 or the zero focus of [ 8th ] on [ 30 ], Which here about [ 21 ] and [ 33 ] on [ 36 ] is now configured when the lens is actuated [ 36 ] with the same stress ratios of [ 9 ] and [ 10 ] from [ 8th ] again a second new optical central axis [ 51 ], described here with the main optical central axis, which in turn produce a minimum and maximum deflection in the horizontal direction of the laser beam [ 28 ] to [ 29 ] as above in [ 8th ] by controlling [ 36 ] with different voltages on [ 36 ] generated. The laser beam, which in turn is deflected in the horizontal direction, is 42 ] to [ 43 ] and in turn is based on a convergent lens [ 45 ], which then turn the laser beam, here with [ 57 ], as previously explained, to the center [ 59 ] one Power laser beam generator [ 60 which then in turn generates the generated power laser beams in the propagation direction of [ 57 ] can secrete. It can now be practically steplessly steplessly steered in two directions over [ 8th ] and horizontally above [ 36 ], Power laser beam [ 57 ] out [ 60 ] are separated. A middle focus f3 when driving the lens [ 8th ] was chosen here as described below to describe or create a generation of optical rectangular or square dot or bar matrices. It must be practical to create the new main central axis [ 51 ] separately to [ 8th ] a voltage of +5 volts [ 36 ] are concerned with a mean zero focus on [ 51 ] above [ 36 ] to achieve. When controlling the lenses [ 8th ] and [ 36 ] with the same stress ratios to the lens explained above [ 8th ] is the mean focus (f3) of the laser beam [ 17 ] to [ 18 ], [ 24 ] to [ 25 ], [ 28 ] to [ 29 ], [ 42 ] to [ 43 ] and [ 57 ] of the lenses can always be found on a separate generated central optical axis, which 30 ] to the main middle axis [ 51 ] and which within a square described here [ 55 ] on or into the collecting lens [ 45 ] about the main center [ 50 ] and then on [ 59 ] in [ 60 ] and which then, so to speak, without distraction on [ 59 ] in [ 60 ] directed a power laser beam [ 60 ] without distraction in the direction of [ 57 ] on the main axis [ 51 ] out [ 60 ] isolated. Closer to 2 explains, the laser beam [ 28 ] to [ 29 ] again via the liquid lens [ 36 ], with the above described equal control of [ 36 ] to [ 8th ] the laser beam [ 28 ] then [ 42 ] and [ 29 ] then [ 43 ] at minimum or maximum displacement of [ 8th ] and [ 36 ] corresponds. A second convergent lens [ 45 ] is at a distance d8 [ 44 ] behind the lens [ 36 ], with a new main optical central axis [ 51 ] from the center [ 41 ] on or in [ 36 ] with a zero focus of [ 8th ] and [ 36 ] to the center of the condenser lens [ 45 ] with appropriate control of +5 volts at [ 8th ] and [ 36 ] is formed. The optical axis of [ 45 ] is located on [ 51 ]. The turn of [ 36 ] deflected laser beam [ 42 ] to [ 43 ] is focused on the foci p5 [ 46 ] and p6 [ 47 ] on or into the collecting lens [ 45 ] with the distance d8 [ 44 ] to [ 51 ] and must be followed by [ 57 ] with a distance d9 [ 58 ] from [ 45 ] to [ 51 ] to the center [ 59 ] of a power laser beam generator [ 60 ] from which then in the direction of propagation to [ 57 ] a line laser beam can be secreted. The special thing about the arrangement of the lenses [ 36 ] and [ 45 ] in succession is that the distance d8 [ 44 ] to the convergent lens [ 45 ] must be chosen so that the deflectable laser beam [ 42 ] to [ 43 ] with zero focus of the lens [ 36 ] on [ 51 ] by maximum focus change [ 40 ] of the lens [ 8th ] between f1 and f2 to [ 30 ] and to [ 51 ] then between the foci p3 [ 38 ] and p4 [ 39 ] and between p5 [ 46 ] and p6 [ 47 ] on or in [ 36 ] and [ 45 ] on the line [ 54 ] lets move. Conversely, it is also true that when zero-focusing the lens [ 8th ] to f3 or to [ 30 ] and with maximum focus change of the lens [ 36 ] the laser beam between the foci p7 [ 48 ] and p8 [ 49 ] on or in [ 45 ] is movable.
Es lässt sich somit bei separater Ansteuerung der Flüssiglinsen [8] und [36] mit unterschiedlichen Spannungen an Deren Elektroden jedes beliebige Feld auf bzw. im Quadrat oder der Matrix [55] auf bzw. in [45] erzeugen, Welches dann über [57] zu [59] in [60] gelenkt wird. Damit lässt sich dann eine Laserstrahlmatrix beliebiger Auflösung bilden, in dem die Linsen [8] und [36] fokussiert werden und dann der Laserstrahlgenerator [1] zugeschalten wird, dann wieder ab geschalten wird und danach eine Neufokussierung von [8] und [36] erfolgt, nach Welcher wieder [1] zugeschalten wird. Somit lässt sich eine Laserstahlmatrix erzeugen, Welche mit hoher optischer Leistung über [60] generiert werden kann. Hier im Beispiel wurde eine Matrix von 5 mal 5 Punkten aufgezeigt, Welche mit den äußeren Punkten auf dem Quadrat [55], mit den Eckpunkten [46], [47], [48] und [49] und den 12 gestrichelt eigezeichneten Punkten [56], dargestellt ist.It can thus be used with separate control of the liquid lenses [ 8th ] and [ 36 ] with different voltages at their electrodes any square or square field or matrix [ 55 ] on or in [ 45 ], which then becomes [ 57 ] to [ 59 ] in [ 60 ] is directed. This can then be used to form a laser beam matrix of any desired resolution, in which the lenses [ 8th ] and [ 36 ] and then the laser beam generator [ 1 ] is switched on, then switched off again and then a new focus of [ 8th ] and [ 36 ], after which 1 ] is switched on. Thus, a laser steel matrix can be produced, which with high optical power over [ 60 ] can be generated. Here in the example a matrix of 5 by 5 points was shown, which with the outer points on the square [ 55 ], with the vertices [ 46 ], [ 47 ], [ 48 ] and [ 49 ] and the 12 dashed dots [ 56 ] is shown.
Es kann somit eine Laserstrahlmatrix beliebiger Auflösung, z. B. auch binär wie 4096 mal 5120 Laserpunkten, auf bzw. in [45], hinter [45] oder hinter [60] gebildet werden. Es können auch Strichraster oder Rechteckraster oder sonstige Formen wie Dreiecke in Raster bzw. Matrixform generiert werden. Entscheidend für die Qualität der Laserstrahlmatrix ist der Durchmesser der Laserstrahle [42] bis [43] und [57] sowie die Schaltgeschwindigkeit oder die Ansprechzeit der Linsen [8] und [36]. Es lässt sich beispielsweise auch ein Güteschalter oder Quality Switch z. B. in Form einer Pockels Zelle zwischen [6] und [8] positionieren, in dem der Laserstrahl [7] schnell zu und ab geschalten werden kann, um eine Matrizenstrahlerzeugung zu ermöglichen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Technik liegt auch darin, dass sich durch das stufenlose Ablenken eines Laserstrahls [7] mit den Linsen [8] und [36] ein Leistungslaserstrahl in [60] generieren lässt, Welcher sich im Dauerstrichbetrieb stufenlos in seiner Ausbreitungsrichtung steuern lässt. Voraussetzung ist wieder, dass sich die Sammellinse [45] und der Leistungslaserstrahlgenerator [60] mit Ihrer optischen Achse zur Achse [51] befinden und dass die Abstände d8 [44] und d9 [58] von [45] zu [60] genau angepasst werden, ebenso der Brennwert der Linse [45]. Auf die Bezeichnung einzelner Laserstrahle zu den Brennpunkten p5 bis p8 hinter der Linse [45] wurde verzichtet und ein einzelner ablenkbarer Laserstrahl [57] wurde bezeichnet, Welcher mit p5 bis p8 die äußeren Brennpunkte bei minimaler und maximaler Ablenkung zu [51] der Linsen [8] und [36] wiedergibt. Es lässt sich somit bei unterschiedlicher separater Ansteuerung der Linsen [8] und [36] mit unterschiedlichen Spannungen zwischen 0 Volt und +10 Volt der Laserstrahl [42] bis [43] auf jeden beliebigen Punkt auf bzw. innerhalb des Quadrates [55] auf bzw. in [45] fokussieren und über [57] und [60] lässt sich ein Leistungslaserstrahl in Ausbreitungsrichtung von [57] generieren bzw. auskoppeln, wobei dann bei einer Ansteuerung der Linsen [8] und [36] mit einer Spannung von +5 Volt über [21], [45] und [60] keine Ablenkung bzw. Fokussierung stattfinden würde, weil sich Ihre optischen Achsen zu [30] und [51] befinden.It can thus be a laser beam matrix of any resolution, z. B. also binary like 4096 times 5120 laser points, on or in [ 45 ], Behind [ 45 ] or behind [ 60 ] are formed. It is also possible to generate line grids or rectangular grids or other shapes such as triangles in raster or matrix form. Decisive for the quality of the laser beam matrix is the diameter of the laser beam [ 42 ] to [ 43 ] and [ 57 ] as well as the switching speed or the response time of the lenses [ 8th ] and [ 36 ]. It can be, for example, a Q-switch or quality switch z. In the form of a Pockels cell between [ 6 ] and [ 8th ] in which the laser beam [ 7 ] can be switched on and off quickly to allow stencil beam generation. Another significant advantage of this technique lies in the fact that the stepless deflection of a laser beam 7 ] with the lenses [ 8th ] and [ 36 ] a power laser beam in [ 60 ], which can be continuously steered in continuous wave operation in its propagation direction. The prerequisite is again that the convergent lens [ 45 ] and the power laser beam generator [ 60 ] with its optical axis to the axis [ 51 ] and that the distances d8 [ 44 ] and d9 [ 58 ] from [ 45 ] to [ 60 ], as well as the calorific value of the lens [ 45 ]. On the designation of individual laser beams to the focal points p5 to p8 behind the lens [ 45 ] was omitted and a single deflectable laser beam [ 57 It has been called, Which with p5 to p8 the outer foci at minimum and maximum deflection to [ 51 ] of the lenses [ 8th ] and [ 36 ]. It is thus possible with different separate control of the lenses [ 8th ] and [ 36 ] with different voltages between 0 volts and +10 Volt the laser beam [ 42 ] to [ 43 ] to any point on or within the square [ 55 ] on or in [ 45 ] and talk about [ 57 ] and [ 60 ] can be a power laser beam in the propagation direction of [ 57 ] generate or decouple, in which case when the lenses are actuated [ 8th ] and [ 36 ] with a voltage of +5 volts over [ 21 ], [ 45 ] and [ 60 ] no distraction or focusing would take place, because your optical axes to [ 30 ] and [ 51 ] are located.
Es lässt sich ebenso das Szenario separat nur mit den Linsen [8] und [45] anwenden, um kleinere optische Leistungen von Lasern im unteren Milliwattbereich stufenlos zu steuern bzw. der Einsatzfall, die Sammellinse [21] wegfallen zu lassen, und den Laserstrahl [17] bis [18] direkt von Linse [8] mit einem Abstand d10 [32] (Verbindung von 1 zu 2) auf Linse [36] zu den Brennpunkten p3 und p4 zu führen. Realisierbar ist auch eine Ablenkung eines Laserstrahls kleiner Leistung in zwei Richtungen, wie hier vertikal und horizontal, mit nur einer Flüssiglinse oder Flüssigkristalllinse mit speziellen Eigenschaften wie mehreren Elektroden um einen Laserstrahl kleiner Leistung abzulenken oder einen Leistungslaserstrahlgenerator zu steuern. In 3 und 4 ist eine solche Flüssiglinse mit neun Elektroden dargestellt, wobei der Anzahl der Elektroden nach oben hin keine Grenzen gesetzt sind und dadurch eine bessere Feinsteuerung der Fokussierung Dieser erzielt werden kann. 3 beschreibt den Querschnitt und 4 die Draufsicht solch einer Flüssiglinse. Ziel solch einer Flüssiglinse mit mehreren Elektroden ist es, eine bestimmte ungleichförmige asphärische Verzerrung eines Öltropfens oder Flüssigkeitstropfens in einer Flüssigkeit in der Linse hervorzurufen, um damit über die Verzerrung und Verschiebung des Tropfens verschiedene Linsenformen abweichend von Ihrer optischen Achse zu generieren und einen Laserstrahl in vertikaler und horizontaler Richtung zu seiner Ausbreitungsrichtung stufenlos abzulenken. [61] bezeichnet solch eine runde Flüssiglinse, wobei [62] eine auf einer Außenfläche anliegende transparente Elektrode, [63] einen an einer Innenseite anliegenden transparenten Öltropfen oder Flüssigkeitstropfen in einer Flüssigkeit in der Linse mit transparentem Gehäuse bezeichnet und [64] bzw. [64.1] bis [64.8] die Acht auf der Innenseite der Linse aufgebrachten Elektroden bezeichnen. Wird jetzt ein Laserstrahl kleiner Leistung [7] in den Mittelpunkt [66] dieser Linse auf ihrer optischen Achse [65] eingeleitet, kann jetzt der Laserstrahl [7] durch das Anlegen unterschiedlich hoher Gleichspannungen zwischen den Elektroden [62] und [64] bzw. [64.1] bis [64.8] in seiner Ausbreitungsrichtung verändert werden. Der Unterschied zu einer Flüssiglinse mit nur einer Ringelektrode zu [64] im Inneren von [61] besteht jetzt darin, dass bei Anlegen einer Gleichspannung z. B. zwischen der Elektrode [62] und einer Elektrode [64.1] von [64] sich der Öltropfen [63] nicht gleichmäßig verformen würde um eine gleichförmige Linsenform auszubilden bzw. Diese zu verändern, sondern in eine Richtung gezogen wird oder sich ungleichförmig verändert. Dies kann dem Zufolge mit unterschiedlich hohen Spannungen zwischen den Elektroden [62] und [64.1] bis [64.8] stufenlos analog zu eher Flüssiglinse mit einer Ringelektrode erfolgen. Beispielsweise kann an [62] eine Spannung von 0 Volt angelegt werden, an [64.1] eine Spannung von +10 Volt und an [64.5] eine Spannung von +25 Volt. Die würde eine ungleichmäßige Verzerrung des in [61] anliegenden Öltropfens [63] hervorrufen, ohne Diesen gefahrweise in eine Richtung einer der Elektroden [64] richtungsmäßig auslaufen zu lassen, wobei Dieser eine ungleichförmige asphärische Verzerrung einnimmt, aber trotzdem stabil in seiner Lage in der Linse bleibt.The scenario can also be separated only with the lenses [ 8th ] and [ 45 ] to steer steplessly smaller optical powers of lasers in the lower milliwatt range or the application case, the convergent lens [ 21 ] and the laser beam [ 17 ] to [ 18 ] directly from Linse [ 8th ] with a distance d10 [ 32 ] (Connection of 1 to 2 ) on lens [ 36 ] to the foci p3 and p4. It is also possible to deflect a laser beam of low power in two directions, such as vertically and horizontally, with only one liquid lens or liquid crystal lens with special properties such as multiple electrodes to deflect a small power laser beam or to control a power laser beam generator. In 3 and 4 is such a liquid lens shown with nine electrodes, wherein the number of electrodes upwards are no limits and thereby a better fine control of the focusing This can be achieved. 3 describes the cross section and 4 the plan view of such a liquid lens. The object of such a multi-electrode liquid lens is to cause a certain nonuniform aspherical distortion of an oil drop or liquid drop in a liquid in the lens to thereby generate different lens shapes other than its optical axis through the distortion and displacement of the drop and a vertical laser beam and horizontal direction to steer its propagation direction steplessly. [ 61 ] denotes such a round liquid lens, wherein 62 ] a transparent electrode applied to an outer surface [ 63 ] denotes a transparent oil droplet or liquid droplets in a liquid in the lens with a transparent housing resting on an inner side, and 64 ] respectively. [ 64.1 ] to [ 64.8 ] denote the eight electrodes applied on the inside of the lens. Will now a laser beam of low power [ 7 ] in the center [ 66 ] of this lens on its optical axis [ 65 ], now the laser beam [ 7 ] by applying different high DC voltages between the electrodes [ 62 ] and [ 64 ] respectively. [ 64.1 ] to [ 64.8 ] in its direction of propagation. The difference to a liquid lens with only one ring electrode 64 ] inside of [ 61 ] is now that when applying a DC voltage z. Between the electrode 62 ] and an electrode [ 64.1 ] from [ 64 ] the oil drop [ 63 ] would not deform uniformly to form a uniform lens shape or to change it, but is pulled in one direction or changed nonuniformly. This may result in different high voltages between the electrodes [ 62 ] and [ 64.1 ] to [ 64.8 ] infinitely analogous to more liquid lens with a ring electrode done. For example, [ 62 ] a voltage of 0 volts are applied to [ 64.1 ] a voltage of +10 volts and on [ 64.5 ] a voltage of +25 volts. This would create an uneven distortion of the in [ 61 ] adjacent oil drop [ 63 cause this danger in one direction of one of the electrodes [ 64 ], which assumes a non-uniform aspherical distortion, but still remains stable in its position in the lens.
Somit kann eine Verzerrung des Öltropfens vom Mittelpunkt [66], in der Dieser ohne spannungsmäßige Beeinflussung verharren sollte, erfolgen, und es können unterschiedliche Richtungen und in unterschiedlichen Formen des Tropfpens bzw. Eigenschaften der Linse erzielt werden, in dem eine Steuerung der einzelnen Elektroden der Linse mit unterschiedlich hohen Spannungen erfolgt. Um eine andere Tropfenform oder Öltropfenform von [63] in [61] zu erzielen, kann z. B. an [62] eine Spannung von 0 Volt angelegt werden, an [64.1] eine Spannung von +25 Volt, an [64.2] eine Spannung von +15 Volt und an [64.5] eine Spannung von –10 Volt. Damit sind je nach angelegten Spannungen zwischen den Elektroden von [61] und der Anzahl der Elektroden keine Grenzen gesetzt, um den Tropfen [63] in [61] zu verzerren, den Brennwert der Linse zu ändern und den Laserstrahl [7] damit abzulenken. Denkbar wäre auch eine zweite transparente Elektrode zu [62] auf der anderen Seitenfläche der Linse [61] oder eine Kombination mit vertikal verlaufenden Elektroden zu [64] in [61]. Somit lässt sich der abgelenkte Laserstahl [67] in Abhängigkeit der Spannungshöhen an den Elektroden der Linse in fast jeder Ausbreitungsrichtung [68] steuern. Durch die Verformung des Tropfens [63] in [61] können somit unterschiedliche Linsenformen, wie asphärische konvexe oder asphärische konkave Linsen erzeugt werden oder der Tropfen [63] in der Flüssigkeit der Linse wird so verzogen, das sich auf Grund seiner veränderten Form eine neue optische Achse [65] in der Linse bzw. des Tropfens bildet. Somit kann der aus der Linse [61] austretende Laserstrahl [67] durch das Anlegen unterschiedlich hoher Spannungen bzw. das Verändern der unterschiedlichen Spannungshöhen zwischen den einzelnen Elektroden in seiner Ausbreitungsrichtung [68] verändert werden, wobei bei nachfolgender Anordnung einer Sammellinse ehe Fokussierung auf den Mittelpunkt eines Leistungslaserstrahlgenerators und somit eine Erzeugung von Leistungslaserstrahlen mit nur einer elektrisch steuerbaren Linse möglich ist. Der Einsatz von mehreren Elektroden lässt sich z. B. auch auf Flüssigkristalllinsen anwenden, in dem die Ausrichtung der einzelnen Flüssigkristallmoleküle im Flüssigkristall durch unterschiedlich angeordnete Elektroden um oder im Flüssigkristall und Deren Ansteuerung mit verschieden hohen Spannungen vergleichbar zu 3 und 4. erfolgt.Thus, distortion of the oil drop from the center [ 66 ], in which this should remain without tension, take place, and it can be achieved in different directions and in different forms of the droplet or properties of the lens, in which a control of the individual electrodes of the lens with different high voltages. To obtain another drop shape or oil drop shape of [ 63 ] in [ 61 ], z. To [ 62 ] a voltage of 0 volts are applied to [ 64.1 ] a voltage of +25 volts, to [ 64.2 ] a voltage of +15 volts and on [ 64.5 ] a voltage of -10 volts. Depending on the applied voltages between the electrodes of [ 61 ] and the number of electrodes has no limits in order to 63 ] in [ 61 ] to change the calorific value of the lens and the laser beam [ 7 ] to divert it. It would also be conceivable to use a second transparent electrode [ 62 ] on the other side surface of the lens [ 61 ] or a combination with vertical electrodes [ 64 ] in [ 61 ]. Thus, the deflected laser steel [ 67 ] depending on the voltage levels at the electrodes of the lens in almost every direction of propagation [ 68 ] Taxes. By the deformation of the drop [ 63 ] in [ 61 ] different lens shapes, such as aspherical convex or aspheric concave lenses can be generated or the drop [ 63 ] in the liquid of the lens is warped so that due to its changed shape a new optical axis [ 65 ] forms in the lens or the drop. Thus, from the lens [ 61 ] exiting laser beam [ 67 ] by applying different high voltages or changing the different voltage levels between the individual electrodes in its propagation direction [ 68 ] are changed, with subsequent arrangement of a converging lens before focusing on the center of a power laser beam generator and thus a generation of power laser beams with only one electrically controllable lens is possible. The use of several electrodes can be z. B. also apply to liquid crystal lenses, in which the alignment of the individual liquid crystal molecules in the liquid crystal by differently arranged electrodes around or in the liquid crystal and their control with different high voltages comparable to 3 and 4 , he follows.
Auschlaggebend zur akkuraten Funktionalität des ganzen Szenarios bzw. des Verfahrens ist eine genaue Abstimmung der Abstände zwischen den einzelnen Linsen und zum Leistungslaserstrahlgenerator sowie eine evtl. Neigungsabstimmung der Linsen im Bezug auf ihre optischen Achsen zueinander. Deswegen wurde eine genaue Angabe der Abstände d1 bis d10 weggelassen, weil Diese auch je nach eingesetzten Linsengrößen und deren Werten variieren können. Ebenso wurde nur ein Beispiel auf die genauen Fokusse f1 bis f3 und Brennpunkte p1 und p2 zu Linse [8] gegeben, und weiterführende Angaben weggelassen.Decisive for the accurate functionality of the entire scenario or the method is a precise coordination of the distances between the individual lenses and the power laser beam generator and a possible tilt adjustment of the lenses with respect to their optical axes to each other. Therefore, an exact indication of the distances d1 to d10 has been omitted, because these can also vary depending on the lens sizes used and their values. Likewise, only an example has been given of the exact foci f1 to f3 and foci p1 and p2 to lens [ 8th ], and further details are omitted.
Des Weiteren kann es erforderlich sein, zwischen den einzelnen geschilderten Komponenten, [8], [36], [45], [27] und [60] Korrekturoptiken in Form von Linsen einzusetzen um eine Strahlaufweitung zu kompensieren und eine Korrektur der Abstände zwischen den Linsen und ihren Brennwerten vornehmen zu können, wobei auch hier die Linsen [21] und [45] als Korrekturlinsen dienen können. Dies kann durch eine justierbare Präzisionsmechanik erfolgen, in Welcher die Linsen eingespannt werden. Ebenso kann eine eventuelle Doppelbrechung des fortführenden Laserstrahles [7] in den nachfolgenden Linsen [8], [21], [36] und [45] einen Einsatz von Polarisationsfiltern, Polarisatoren oder dichroitischen Filtern zwischen den einzelnen verwendeten Linsen erfordern, um die von [7] gegebene Wellenlänge und Polarisation beizubehalten bzw. entstehende Nebenwellen, Welche in Polarisation oder Wellenlänge der von [7] erzeugten Laserstrahle durch Veränderung in den Linsen abweichen, abzufiltern.Furthermore, it may be necessary to distinguish between the individual components described, [ 8th ], [ 36 ], [ 45 ], [ 27 ] and [ 60 ] To use lens correction optics to compensate for beam widening and to correct the distances between the lenses and their calorific values. 21 ] and [ 45 ] can serve as corrective lenses. This can be done by an adjustable precision mechanism, in which the lenses are clamped. Likewise, a possible birefringence of the continuing laser beam [ 7 ] in the following lenses [ 8th ], [ 21 ], [ 36 ] and [ 45 ] require the use of polarizing filters, polarizers or dichroic filters between each lens used in order to 7 ] given wave length and polarization or resulting spurious waves, which in polarization or wavelength of [ 7 ] deviated laser beam by changing the lens to filter out.
Des Weiteren dienen die Angaben vertikale und horizontale Ablenkung nur zum Verständnis, und sollen abhängig zur Betrachtung der 1 und 2 herangezogen werden, um Diese zu verdeutlichen, wobei jeweils eine Ablenkung des Laserstrahls [7] in einer Richtung mit [8] und [36], vertikal und horizontal, verdeutlicht wird, und Dies auch abhängig vom Betrachter ist, wobei die Ansichten in 1 und 2 beliebig räumlich gedreht werden könnten. Es soll eine zweidimensionale Ablenkung verdeutlicht werden, wie hier geschildert mit einer Richtung vertikal und der zweiten Richtung horizontal.Furthermore, the information provided is for vertical and horizontal distraction only for the sake of understanding, and should be interpreted to reflect the 1 and 2 be used to illustrate this, each with a deflection of the laser beam [ 7 ] in one direction with [ 8th ] and [ 36 ], vertical and horizontal, and this is also dependent on the viewer, with the views in 1 and 2 could be rotated spatially. It should be clarified a two-dimensional deflection, as described here with a vertical direction and the second direction horizontally.
Es wurde zu Dem wie vorher erwähnt zum besseren Verständnis die Sammellinse [45] um +45 Grad im Uhrzeigersinn zum Mittelpunkt [50] gedreht dargestellt und die bedingt dreidimensionale Ansicht der Linsen [36] und [45] in 2 stellen sich in der Schnittansicht separat zu den Linsen [8] und [21] dar. Auch der Typ des verwendeten Kleinleistungsanregungslasers [1] für [27] oder [60] kann variieren und kann je nach Wellenlänge jeden Lasertyp, wie Gaslaser, Festkörperlaser oder Halbleiterlaser, beinhalten.It was added to the as previously mentioned for a better understanding of the condenser lens 45 ] +45 degrees clockwise to the center [ 50 ] and the conditionally three-dimensional view of the lenses [ 36 ] and [ 45 ] in 2 are in the sectional view separately from the lenses [ 8th ] and [ 21 Also the type of small power excitation laser used [ 1 ] For [ 27 ] or [ 60 ] may vary and may include any type of laser, such as gas lasers, solid state lasers, or semiconductor lasers, depending on the wavelength.
Ebenso die Art des verwendeten Gaslasers [27] und [60], wie Kohlenstoffdioxidlaser, kann je nach gewünschter Wellenlänge und Leistung in Größe und Typ gewählt werden. Auch der Abhängigkeit des Lasertyps von [1] und Dessen Wellenlänge, mit Welcher sich [27] und [60] anregen lassen, sollte bei der Auswahl berücksichtigt werden, ebenso die Funktionalität des Lasertypes von [27] und [60], um ein Schwenken einer Besetzungsinversionszone in Diesen zu gewährleisten. Die Größengestaltung der Linsen [8] und [36], wie Durchmesser und Dicke, hängt auch von der Leistung des Diese durchquerenden Lasers ab, wobei wie hier am Beispiel mit Flüssiglinsen die Größe der Linsen einen Nachteil in der Ansprechzeit darstellt und große Linsen sehr langsam währen und Diese bei zu hoher Beanspruchung bzw. zu hoher optischer Leistungsdurchquerung zerstört würden.Likewise the type of gas laser used [ 27 ] and [ 60 ], such as carbon dioxide laser, can be selected depending on the desired wavelength and power in size and type. Also the dependence of the laser type of [ 1 ] and whose wavelength, with which [ 27 ] and [ 60 ] should be considered in the selection, as well as the functionality of the laser type of [ 27 ] and [ 60 ] to ensure that a population inversion zone is panned in these. The size of the lenses [ 8th ] and [ 36 ], such as diameter and thickness, also depends on the performance of this passing laser, as here with the example of liquid lenses, the size of the lenses is a disadvantage in the response time and large lenses very slow and This too high stress high optical power crossing would be destroyed.
Eine Ablenkung von Laserstrahlen durch Linsen sollte laut Technikstand nichts Neues sein, aber die in diesem Verfahren geschilderte Technik soll die Möglichkeiten darstellen, um einen Laserstrahl kleiner Leistung mittels sensiblen elektrisch steuerbaren Linsen stufenlos in seiner Ausbreitungsrichtung abzulenken und danach einen Leistungslaserstrahl zu steuern und erzeugen, Welcher sich in seiner Ausbreitungsrichtung dem des anregenden Laserstrahls angleicht und Dies baut im Zusammenhang mit der Anmeldung DE 10 2010 026 695.7 auf.A deflection of laser beams through lenses should not be new according to the state of the art, but the technique described in this method should provide the means to steer a laser beam of low power by means of sensitive electrically controllable lenses steplessly in its propagation direction and then to control and generate a power laser beam in its propagation direction equalizes that of the exciting laser beam and This builds in connection with the application DE 10 2010 026 695.7 on.
Der Anwendung des Verfahrens sind somit keine Grenzen gesetzt. Es kann der Leistungslaserstrahldurchmesser [28] bis [29] und hinter [60] durch die Wahl des Hohlspiegelresonatorwinkels von [27] und [60] und hinter [60] oder durch nachfolgende Optiken in Form von konkav – konvexen bzw. konvex – konkaven Linsen [31] beeinflusst werden bzw. Dessen Stahlwege können mit Optiken in Form von Linsen beeinflusst werden.The application of the method are thus no limits. It may be the power laser beam diameter [ 28 ] to [ 29 ] and behind [ 60 ] by choosing the concave mirror resonator angle of [ 27 ] and [ 60 ] and behind [ 60 ] or by subsequent optics in the form of concave - convex or convex - concave lenses [ 31 ] or whose steel paths can be influenced by lenses in the form of lenses.
Einer Anwendungsvielfalt des Verfahrens sind deshalb keine Grenzen gesetzt überall wo Laserstrahle höherer Leistung gebraucht werden bzw. eine Ablenkung von Laserstrahlen durch Mechaniken zu aufwendig und zu ungenau ist, bietet dieses Verfahren Einsatzmöglichkeiten, z. B. Materialbearbeitung wie Schneiden von Metall oder Bilddarstellungsysteme wie Lasershows oder Projektoren, auch medizinische Systeme wie Tomographen. Weiterführende Anwendungsmöglichkeiten sollten dem Fachmann bekannt sein.There are therefore no limits to a variety of applications of the method wherever laser beams of higher power are needed or a deflection of laser beams by mechanisms is too complex and too inaccurate, this method offers applications such. As material processing such as cutting metal or imaging systems such as laser shows or projectors, and medical systems such as tomographs. Further applications should be known to the person skilled in the art.
Einige Referenzen zu Linsen und Laserstahlen seien nachfolgend genannt.Some references to lenses and laser beams are mentioned below.
Referenzen oder weiterführende Nichtpatentliteratur: References or further non-patent literature:
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1:) wikipedia.en, Thema Linse: http://en.wikipedia.org/wiki/Lens %28optics%29 1:) wikipedia.en, topic lens: http://en.wikipedia.org/wiki/Lens% 28optics% 29
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2:) wikipedia.en, Thema Laser: http://en.wikipedia.org/wiki/Laser 2 :) wikipedia.en, topic laser: http://en.wikipedia.org/wiki/Laser
Es soll in der Schrift der Möglichkeit ins Auge gefasst werden, auch eine Erzeugung von stufenlos schwenkbaren Laserstrahlen hoher Leistung mittels elektronischer Steuerung zu gewährleisten, und auf Mechaniken wie bewegbare Spiegel verzichten zu können, wobei auch eine präzisere Steuerung der erzeugten Laserstrahle möglich wird als mit Mechaniken.It should be envisaged in the writing of the possibility to also ensure a generation of continuously pivotable laser beams of high power by electronic control, and to dispense with mechanisms such as movable mirrors, with a more precise control of the laser beam is possible than with tuners ,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102010026695 [0004, 0013, 0030] DE 102010026695 [0004, 0013, 0030]
