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Die Erfindung betrifft eine Optikanordnung zum Ändern des Verhältnisses zweier orthogonaler Strahlquerschnittachsen eines Laserstrahls in der Fokusebene.
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Bei verschiedenen Aufgaben in der Lasermaterialbearbeitung, beispielsweise beim Entschichten oder der Oberflächenbehandlung von Werkstücken (z. B. Polieren, Wärmebehandeln), aber auch bei speziellen Schweiß- oder Schneidanwendungen, ist eine nicht-runde Fokusgeometrie auf der Werkstückoberfläche erwünscht. Beim Entschichten oder bei der Oberflächenbehandlung von Werkstücken wird der Laserstrahl üblicherweise linienförmig auf die Werkstückoberfläche fokussiert. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis zwischen Linienlänge und -breite variabel ist, um eine Bearbeitungsoptik vielseitig einsetzbar zu gestalten oder um bei Änderungen der Werkstückeigenschaften oder der Prozessparameter nicht die gesamte Bearbeitungsoptik tauschen zu müssen.
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Die einfachste Möglichkeit zur Änderung des Durchmessers eines auf ein Werkstück fokussierten Laserstrahls besteht in der axialen Dejustierung der Fokussieroptik. Bei einer axialen Verschiebung der Fokussieroptik wird die Bearbeitungsebene aus der Fokus-Ebene der Optik heraus bewegt. Dabei werden die divergenten Strahleigenschaften nach oder vor dem Fokus genutzt, um einen größeren Laser-Spot auf der Werkstückoberfläche zu erzeugen. Die Leistungsverteilung des Laserstrahls entspricht jedoch nur in der Fokusebene der Leistungsverteilung („Top-Hat”-Profil) am Faserende eines Faserlasers oder einer Lichtleitfaser, wie sie an Maschinen mit Festkörperlaser eingesetzt wird. Bei größerer Defokussierung entspricht die Leistungsverteilung eher der Winkelverteilung (Gaußprofil). Dadurch entsteht eine starke Leistungsdichteschwankung über das Profil. Um stattdessen den Durchmesser des Strahls in der Fokus-Ebene zu verändern, muss der Abbildungsmaßstab des optischen Systems verändert werden. Zu diesem Zweck wird eine Linsengruppe oder eine einzelne Linse des optischen Systems (sog. Variator) axial verschiebbar angeordnet. Da sich durch die Verschiebung des Variators die Fokuslage des Laserstrahls ebenfalls ändert, muss eine zweite axial verschiebbare Linse (Linsengruppe) im optischen System angeordnet sein. Dieser sogenannte Kompensator dient dazu, die Fokuslage wieder in die ursprüngliche Position zu verschieben. Die Stellwege von Variator und Kompensator stehen im Allgemeinen in einem nichtlinearen Zusammenhang.
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Um den Abbildungsmaßstab eines optischen Systems zu variieren, ist es aus
US 4353617 A bekannt, ein einstellbares afokales Teleskops im kollimierten Strahlengang zwischen dem Kollimations- und dem Fokussierobjektiv einer Laseroptik anzuordnen. Das afokale Teleskop dient dazu, den Ausgangsstrahl eines Halbleiterlasers, der einen elliptischen Strahldurchmesser aufweist, in einen Strahl mit rundem Strahldurchmesser umzuformen.
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Weiterhin sind auch aus
US 5490849 A ,
DE 4111864 A1 ,
US 5465178 A und
EP 0723834 A1 Optikanordnungen mit einer Kollimationsoptik zum Kollimieren eines Lichtstrahls, mit einem Teleskop mit drei Linsen oder Linsengruppen mit positiver, negativer und positiver Brennweite zum Ändern des Strahlquerschnitts des kollimierten Lichtstrahls und mit einer nachgeordneten Fokussieroptik zum Fokussieren des Lichtstrahls bekannt, wobei das Teleskop auch Zylinderlinsen enthält.
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Bei der
US 5490849 A wird über eine Axicon-Linse oder einen speziellen Spiegel die Strahlkaustikoberfläche des fokussierten Lichtstrahls geformt. Bei der
DE 4111864 A1 wird das Ausgangsbündel einer Laserdiode derart auf einen kleinen Punkt fokussiert, dass ein Lichtbündel, das einen kleinen Konvergenzwinkel hat, auf den kleinen Punkt auftrifft. Bei der
US 5465178 A wird ein optisches Fokussierungssystem bezüglich der Vergrößerungsleistung in beiden Strahlachsrichtungen derart geregelt, dass der Rückfokus in diesen beiden Richtungen gleich gemacht werden kann und groß genug ist und bezüglich der Aberrationsgröße so eingestellt wird, dass die Fokussierungswirkung verbessert ist. Bei der
EP 0723834 A1 wird der Durchmesser des fokussierten Laserstrahls variabel eingestellt.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Optikanordnung für eine Laserbearbeitungsmaschine bereitzustellen, mit der das Verhältnis zweier orthogonaler Strahlquerschnittachsen eines Laserstrahls geändert bzw. eingestellt werden kann und insbesondere ein möglichst linienförmiger Strahlfokus mit stufenlos einstellbarem Seitenverhältnis auf einer Werkstückoberfläche erzeugt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Optikanordnung zum Ändern des Verhältnisses zweier orthogonaler Strahlquerschnittachsen eines Laserstrahls, mit einer Kollimationsoptik zum Kollimieren eines divergenten Laserstrahls, mit einem der Kollimationsoptik nachgeordneten Zylinderlinsenteleskop zum Ändern des Strahlquerschnitts des kollimierten Strahls nur in Richtung der einen, zweiten Strahlquerschnittachse, wobei das Zylinderlinsenteleskop drei Linsen oder Linsengruppen mit in Strahlrichtung positiver, negativer und positiver Brennweite aufweist, die am Ausgang des Zylinderlinsenteleskops einen kollimierten Strahl mit in Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse kleinerem Strahldurchmesser und damit größerer Restdivergenz als am Eingang des Zylinderlinsenteleskops erzeugen, und mit einer dem Zylinderlinsenteleskop nachgeordneten Fokussieroptik zum Fokussieren des in den Richtungen der beiden Strahlquerschnittachsen kollimierten Laserstrahls.
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In Richtung der ersten Strahlquerschnittachse hat das Zylinderlinsenteleskop erfindungsgemäß keine Wirkung auf den Laserstrahl, so dass der Fokusdurchmesser des Laserstrahls auf dem Werkstück in dieser Richtung nicht variabel ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Strahlqualität des Laserstrahls in Richtung der ersten Strahlquerschnittachse, in der eine hohe Strahlqualität erwünscht ist, durch das Zylinderlinsenteleskop nicht verändert wird und somit erhalten bleibt. Dem Zylinderlinsenteleskop ist eine Fokussieroptik zur Abbildung des kollimierten Ausgangsstrahls in einen Strahlfokus nachgeordnet. Die Abbildung des Laserstrahls in Richtung der ersten Strahlquerschnittsachse erfolgt über eine telezentrische Abbildung durch die Kollimations- und die Fokussieroptik. Der Abbildungsmaßstab M1 in dieser Richtung wird nur durch das Verhältnis von Kollimations- zu Fokussierbrennweite bestimmt. In Richtung der ersten Strahlquerschnittachse ist der Fokusdurchmesser des Laserstrahls auf dem Werkstück nicht variabel, und die Strahlqualität des Laserstrahls bleibt beim Durchtritt durch das Zylinderlinsenteleskop erhalten, so dass in dieser Richtung ein Strahlfokus mit hoher Tiefenschärfe entsteht.
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In Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse wirkt das Zylinderlinsenteleskop, so, dass der Strahldurchmesser Din und die Restdivergenz des eintretenden kollimierten Laserstrahls verändert werden. Das Zylinderlinsenteleskop ist erfindungsgemäß so ausgelegt, dass der austretende kollimierte Laserstrahl immer einen gegenüber dem eintretenden Strahl verkleinerten Strahldurchmesser Daus aufweist. Diese Verkleinerung des Strahldurchmessers hat zur Folge, dass die Restdivergenz des austretenden kollimierten Laserstrahls etwa um den gleichen Faktor zunimmt. Der (Winkel)Vergrößerungsfaktor des Zylinderlinsenteleskops V = Din/Dout ist also erfindungsgemäß größer als eins (V > 1). Über die Fokussieroptik wird der kollimierte Laserstrahl mit dem Faktor V vergrößert abgebildet, da die höhere Restdivergenz des kollimierten Ausgangsstrahls in ein größeres Bild, d. h. in einen größeren Durchmesser in dieser Richtung, in der Fokusebene übersetzt wird. Insgesamt wird der Laserstrahl in dieser Richtung durch die Optikanordnung also mit einem Abbildungsmaßstab M2 = M1·V abgebildet. In Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse tritt aufgrund von Abbildungsfehlern der Teleskoplinsen eine Verschlechterung der Strahlqualität auf, die in dieser Raumrichtung aber akzeptiert werden kann.
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Die Linsengruppen des Zylinderlinsenteleskops bestehen jeweils aus zwei oder mehr Zylinderlinsen, um die Abbildungsfehler gering zu halten. Alternativ können zumindest die erste Linsengruppe und, falls erforderlich, auch die zweite Linsengruppe des Zylinderlinsenteleskops ganz oder teilweise durch einen Azylinder ersetzt werden, um die notwendige Anzahl an Linsen zu minimieren.
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Vorzugsweise weist der in die Kollimationsoptik eintretende divergente Laserstrahls in den Richtungen der beiden Strahlquerschnittachsen die gleiche Strahlqualität auf und sind die Kollimationsoptik und die Fokussieroptik sphärisch oder asphärisch ausgeführt.
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Um mit der Optikanordnung das Verhältnis der beiden Strahlquerschnittachsen variabel einstellen zu können, sind eine der beiden Linsen bzw. Linsengruppen mit positiver Brennweite und die Linse bzw. Linsengruppe mit negativer Brennweite jeweils axial verschiebbar, wobei es für jede Verschiebeposition der Linse/Linsengruppe mit positiver Brennweite eine Verschiebeposition der Linse/Linsengruppe mit negativer Brennweite gibt, so dass am Ausgang des Zylinderlinsenteleskops ein kollimierter Strahl mit in Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse kleinerem Strahldurchmesser und größerer Restdivergenz als am Eingang des Zylinderlinsenteleskops vorliegt. Bevorzugt sind die zweite und die dritte Linsengruppe axial verschiebbar ausgeführt, aber alternativ können auch die erste und die zweite Linsengruppe axial verschiebbar sein. Die axiale Verstellung der Linsengruppen kann manuell mithilfe von Stellschrauben erfolgen. Es ist alternativ auch möglich, die Verstellung der Linsengruppen motorisch auszuführen und mit einer Steuerung zu kombinieren. Bei einer motorischen Verstellung können der Vergrößerungsfaktor und daraus folgend die Leistungsdichte auf dem Werkstück während der Bearbeitung geregelt werden.
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Für einen möglichst weit einstellbaren Vergrößerungsbereich liegen vorteilhaft die die Brennweiten f1, f2, f3, die Abstände s12, s23 der drei Linsen/Linsengruppen und die Weglänge e des Verschiebewegs der Linse/Linsengruppe mit negativer Brennweite in den folgenden Grenzen: f1 + f2 ≤ s12 ≤ f1 + f3 0 < s23 < f3 + f2(V + 1) 0 > f2 = [e/2 – f1]·(1/2) f3 > –f2(V + 1).
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Auf diese Weise kann ein weiter Bereich an unterschiedlichen Seitenverhältnissen des endseitig linienförmigen Strahlfokus von beispielsweise 3:1 bis 10:1 realisiert werden, ohne dass Bauteile im System getauscht werden müssen.
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Vorzugsweise ist der Kollimationsoptik eine Faser vorgeordnet, aus deren Faserkern der Laserstrahl divergent austritt. Im Falle einer Faser mit rundem Faserkernquerschnitt wird ein ellipsenförmiger Strahlquerschnitt im Fokus erhalten. Im Falle einer Faser mit quadratischem oder rechteckigem Faserkernquerschnitt wird ein rechteckiger oder näherungsweise linienförmiger Strahlquerschnitt im Fokus erhalten, sofern die Seiten der quadratischen bzw. rechteckigen Faserkernaustrittsfläche parallel zu den Hauptachsen des Zylinderlinsenteleskops ausgerichtet sind. Ein solcher Linienfokus ist beispielsweise für das Entschichten oder die Oberflächenbehandlung von Werkstücken am besten geeignet.
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Besonders bevorzugt sind die Faser und das Zylinderlinsenteleskop relativ zueinander um die optische Achse der Kollimationsoptik drehbar angeordnet, um die Form des Strahlfokus durch Änderung der relativen Drehlage einstellen zu können. Sind die Seiten der Faserkernaustrittsfläche parallel zu den Hauptachsen des Zylinderlinsenteleskops ausgerichtet, so wird ein rechteckförmiger Strahlfokus erhalten, während bei einer Dejustage der Faser relativ zum Zylinderlinsenteleskop ein rautenförmiger Fokusquerschnitt erzielt wird, der für spezielle Oberflächenbehandlungen von Werkstücken vorteilhaft sein kann.
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Die Optikanordnung ist vorteilhaft modular mit austauschbaren Kollimations- und Fokussieroptiken aufgebaut, um den erreichbaren Bereich an unterschiedlichen Verhältnissen der beiden Strahlquerschnittachsen und damit an unterschiedlich Linienlängen und -breiten des Strahlfokus zu erweitern.
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Die Erfindung betrifft auch eine Laserbearbeitungsmaschine mit einem Strahlerzeuger zum Erzeugen eines Laserstrahls und mit einer wie oben beschriebenen Optikanordnung zum Abbilden des Laserstrahls auf ein Werkstück.
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Bevorzugt weist die Laserbearbeitungsmaschine eine der Optikanordnung vorgeordnete Faser auf, in die der Laserstrahl des Strahlerzeugers eingekoppelt wird. Der Laserstrahl tritt dann divergent aus der Faser aus. Die Leistungsverteilung des Strahls an der Faserendfläche wird durch die Optikanordnung auf die Werkstückoberfläche abgebildet.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsmaschine sind die Faser und die Optikanordnung gemeinsam, also als Einheit, um die optische Achse der Kollimationsoptik drehbar gelagert. So kann z. B. im Fall einer Quadrat- oder Rechteckfaser die Vorzugsrichtung der Fokuslinie auf dem Werkstück verändert werden. Dies ist beispielsweise beim Laserpolieren oder beim Schneiden mit hoch brillanten Faserlasern von Vorteil, da die Leistungseinbringung in das Werkstück nur dann gleichmäßig erfolgt, wenn die Ausrichtung der Fokuslinie immer rechtwinklig zur Bewegungsbahn bleibt.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Die Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen.
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Es zeigen:
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1a, 1b den Strahlengang der erfindungsgemäßen Optikanordnung in der Ebene einer ersten Strahlquerschnittachse eines Laserstrahls (1a) und in der Ebene einer orthogonalen zweiten Strahlquerschnittachse des Laserstrahls (1b);
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2 den Strahlengang der erfindungsgemäßen Optikanordnung in der Ebene der zweiten Strahlquerschnittachse mit eingezeichneten Brennweiten und Linsenabständen;
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3a, 3b den Strahlengang der in 1 gezeigten Optikanordnung in der Ebene der zweiten Strahlquerschnittachse bei einer Winkelvergrößerung von V = 3 (2a) und von V = 9 (2b);
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4a–4c die Änderung eines eingangsseitig runden in einen ausgangsseitig elliptischen Strahlquerschnitt (4a), die Änderung eines eingangsseitig quadratischen in einen ausgangsseitig rechteckigen Strahlquerschnitt (4b) und die Änderung eines eingangsseitig quadratischen in einen ausgangsseitig rautenförmigen Strahlquerschnitt (4c); und
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5 schematisch eine erfindungsgemäße Laserbearbeitungsmaschine mit der in 1 gezeigten Optikanordnung.
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In der folgenden Beschreibung der Zeichnung werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
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In 1a, 1b ist der Strahlengang durch eine Optikanordnung 1 zur Strahlformung eines runden Laserstrahls 2 für eine Laserbearbeitungsmaschine gezeigt, und zwar in 1a in der Ebene einer ersten Strahlquerschnittachse a und in 1b in der Ebene einer orthogonalen zweiten Strahlquerschnittachse b des Laserstrahls 2. Die beiden Strahlquerschnittachsen a, b verlaufen jeweils rechtwinklig zur Strahlrichtung 3.
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Die Optikanordnung 1 umfasst eine sphärische oder asphärische Kollimationsoptik 4 zum Kollimieren des divergent einfallenden Laserstrahls 2a und ein der Kollimationsoptik 4 nachgeordnetes Zylinderlinsenteleskop 5 zum Ändern des Strahlquerschnitts des kollimierten Strahls 2b nur in der zweiten Strahlquerschnittachse b. Das Zylinderlinsenteleskop 5 weist drei Linsen oder Linsengruppen 5 1, 5 2, 5 3 mit in Strahlrichtung 3 positiver, negativer und positiver Brennweite auf, die am Ausgang des Zylinderlinsenteleskops 5 einen kollimierten Strahl 2c mit in der zweiten Strahlquerschnittachse b kleinerem Strahldurchmesser Dout und größerer Restdivergenz als am Eingang des Zylinderlinsenteleskops 5 erzeugen.
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Die Optikanordnung 1 umfasst ferner eine dem Zylinderlinsenteleskop 5 nachgeordnete, sphärische oder asphärische Fokussieroptik 6 zum Fokussieren des in den beiden Strahlquerschnittachsen a, b kollimierten Laserstrahls 2b, 2c.
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Wie in 1b gezeigt, sind die dritte Linse/Linsengruppe 5 3 mit positiver Brennweite innerhalb eines Bereichs g und die zweite Linse/Linsengruppe 5 2 mit negativer Brennweite innerhalb eines Bereichs e axial verschiebbar. Dabei gibt es für jede Verschiebeposition der dritten Linse/Linsengruppe 5 3 eine Verschiebeposition der Linse/Linsengruppe 5 2, so dass am Ausgang des Zylinderlinsenteleskops 5 ein kollimierter Strahl 2c mit in der zweiten Strahlquerschnittachse b kleinerem Strahldurchmesser und größerer Restdivergenz als am Eingang des Zylinderlinsenteleskops 5 vorliegt.
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In Richtung der ersten Strahlquerschnittachse a hat das Zylinderlinsenteleskop 5 keine Wirkung auf den Laserstrahl 2b, so dass der Strahldurchmesser in der Fokusebene F nicht variabel ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Strahlqualität des Laserstrahls in Richtung der ersten Strahlquerschnittachse a, in der eine hohe Strahlqualität und damit gute Fokussierbarkeit erwünscht ist, durch das Zylinderlinsenteleskop 5 nicht verändert werden und somit erhalten bleiben. Die Abbildung des Laserstrahls in die Fokusebene F erfolgt über eine telezentrische Abbildung durch die Kollimations- und die Fokussieroptik 4, 6, und der Abbildungsmaßstab M1 der Optikanordnung 1 in dieser Richtung wird nur durch das Verhältnis von Kollimations- zu Fokussierbrennweite bestimmt.
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In Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse b wirkt das Zylinderlinsenteleskop 5, so dass der Strahldurchmesser Din und die Restdivergenz des eintretenden kollimierten Laserstrahls 2b verändert werden. Das Zylinderlinsenteleskop 5 ist so ausgelegt, dass der austretende kollimierte Laserstrahl 2c immer einen gegenüber dem eintretenden Strahl 2b verkleinerten Strahldurchmesser Dout aufweist. Diese Verkleinerung des Strahldurchmessers hat zur Folge, dass die Restdivergenz des austretenden kollimierten Laserstrahls 2c etwa um den gleichen Faktor zunimmt. Der Winkelvergrößerungsfaktor V = Din/Dout des Zylinderlinsenteleskops 5 ist also größer als eins (V > 1). Über die Fokussieroptik 6 wird der Laserstrahl durch die Optikanordnung 1 mit dem Faktor V vergrößert abgebildet, da die höhere Restdivergenz des kollimierten Ausgangsstrahls 2c in ein größeres Bild, d. h. in einen größeren Durchmesser in dieser Richtung, in der Fokusebene F übersetzt wird. Der Abbildungsmaßstab M2 der Optikanordnung 1 in dieser Richtung ist also M2 = V·M1.In Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse b tritt aufgrund der nicht strahlqualitätserhaltenden Abbildung eine Verschlechterung der Strahlqualität auf, die in dieser Raumrichtung aber akzeptiert werden kann.
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In 2 ist der in 1b gezeigte Strahlengang um die Brennweiten f1, f2, f3 der drei Linsen 5 1, 5 2, 5 3 und ihre Linsenabständen s12, s23 sowie um die Weglänge e des Verschiebewegs der zweiten Linse/Linsengruppe 5 2 ergänzt, die vorzugsweise in den folgenden Grenzen liegen: f1 + f2 ≤ s12 ≤ f1 + f3 0 < s23 < f3 + f2·(V + 1) 0 > f2 = [e/2 – f1]·(1/2) f3 > –f2·(V + 1), wobei der (Winkel)Vergrößerungsfaktor V des Zylinderlinsenteleskops 5 durch V = Din/Dout definiert ist (Din = Strahldurchmesser in Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse b am Eingang des Zylinderlinsenteleskops 5 und Dout = Strahldurchmesser in Richtung der zweiten Strahlquerschnittachse b am Ausgang des Zylinderlinsenteleskops 5).
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Wie in 1 weiter gezeigt, ist der Kollimationsoptik 4 eine Faser 10 vorgeordnet, aus deren Faserkern 11 (vgl. 4a–4c) der Laserstrahl 2a divergent austritt, und zwar bevorzugt mit einer in den beiden Strahlquerschnittachsen a, b gleichen Strahlqualität.
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3a, 3b zeigen den Strahlengang der Optikanordnung 1 in der Ebene der zweiten Strahlquerschnittachse b bei einer Vergrößerung von V = 3 (3a) und von V = 9 (3b). Um in 3b die höhere Vergrößerung zu erreichen, sind die zweite und die dritte Linsengruppe 5 2, 5 3 jeweils axial so verschoben, dass am Ausgang des Zylinderlinsenteleskops 5 ein kollimierter Laserstrahl 2c mit einem gegenüber 3a kleineren Strahldurchmesser Dout und einer gegenüber 3a entsprechend höherer Restdivergenz vorliegt.
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Wie in 4a gezeigt, wird im Fall eines runden Faserkerns 11 der eingangsseitig runde Strahlquerschnitt nach Durchlaufen der Optikanordnung 1 ausgangsseitig in einen elliptischen Strahlquerschnitt geändert, dessen lange Achse V·a beträgt Wie in 4b gezeigt, wird im Fall eines quadratischen Faserkerns 11 der eingangsseitig quadratische Strahlquerschnitt nach Durchlaufen der Optikanordnung 1 ausgangsseitig in einen rechteckigen Strahlquerschnitt geändert, sofern die Seiten der quadratischen Faserkernaustrittsfläche 10a parallel zu den Hauptachsen des Zylinderlinsenteleskops 5 ausgerichtet sind. Die lange Seite des rechteckigen Strahlquerschnitts beträgt V·a.
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Wie in 4c gezeigt, wird im Fall eines quadratischen Faserkerns 11 der eingangsseitig quadratische Strahlquerschnitt nach Durchlaufen der Optikanordnung 1 ausgangsseitig in einen rautenförmigen Strahlquerschnitt geändert, sofern die gestrichelt dargestellten Diagonalen der quadratischen Faserkernaustrittsfläche parallel zu den Hauptachsen des Zylinderlinsenteleskops 5 ausgerichtet sind. Die lange Symmetrieachse des rautenförmigen Strahlquerschnitts beträgt V·a. Im Fall eines unrunden Faserkerns 11 können die Faser 10 und das Zylinderlinsenteleskop 5 relativ zueinander um die optische Achse der Kollimationsoptik 4 drehbar angeordnet sein, um die Form des Strahlfokus durch Änderung der relativen Drehlage einstellen zu können.
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5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Laserbearbeitungsmaschine 20 mit einem Strahlerzeuger 21 zum Erzeugen des Laserstrahls 2 und mit der Optikanordnung 1 zum Abbilden des Laserstrahls 2 auf ein Werkstück 22. Der Laserstrahl 2 des Strahlerzeugers 21 wird in die Faser 10 eingekoppelt und tritt als divergenter Laserstrahl aus der Faser 10 aus, deren Faserkernaustrittfläche durch die Optikanordnung 1 auf die Werkstückoberfläche abgebildet wird.
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Für spezielle Anwendungen können die Faser 10 und die Optikanordnung 1 gemeinsam, also als Einheit, um die optische Achse der Kollimationsoptik 4 drehbar gelagert sein. So kann z. B. im Fall einer Quadrat- oder Rechteckfaser die Vorzugsrichtung der Fokuslinie auf dem Werkstück verändert werden.
