DE102019002942A1 - Measuring device and method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph - Google Patents

Measuring device and method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph Download PDF

Info

Publication number
DE102019002942A1
DE102019002942A1 DE102019002942.9A DE102019002942A DE102019002942A1 DE 102019002942 A1 DE102019002942 A1 DE 102019002942A1 DE 102019002942 A DE102019002942 A DE 102019002942A DE 102019002942 A1 DE102019002942 A1 DE 102019002942A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring
arm
measuring device
common
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102019002942.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102019002942B4 (en
Inventor
Christian Truckenbrodt
Eckhard Lessmüller
Maximilian Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lessmueller Lasertechnik GmbH
Original Assignee
Lessmueller Lasertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lessmueller Lasertechnik GmbH filed Critical Lessmueller Lasertechnik GmbH
Priority to DE102019002942.9A priority Critical patent/DE102019002942B4/en
Publication of DE102019002942A1 publication Critical patent/DE102019002942A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019002942B4 publication Critical patent/DE102019002942B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/0209Low-coherence interferometers
    • G01B9/02091Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/70Using polarization in the interferometer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, insbesondere für ein Bearbeitungssystem (12, 12') zum Bearbeiten eines Werkstücks (14, 14') mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls (16, 16'), wobei die Messvorrichtung (10, 10') einen optischen Kohärenztomographen (18, 18') aufweist, der umfasst: eine Strahlerzeugungseinheit (20, 20') zur Erzeugung eines Messstrahls (22, 22') und eines Referenzstrahls (24, 24'); einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit (20, 20') erstreckenden Messarm (26, 26'), in dem der Messstrahl (22, 22') optisch führbar ist, sodass dieser auf ein Messobjekt (28, 28') projizierbar ist; und einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit (20, 20') erstreckenden Referenzarm (30, 30'), in dem der Referenzstrahl (24, 24') optisch führbar ist und der den Messarm (26, 26') zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet, sodass der Messstrahl (22, 22') und der Referenzstrahl (24, 24') nach Durchlaufen des Messarms (26, 26') bzw. des Referenzarms (30, 30') zur Erzeugung eines Interferenzsignals überlagert werden können. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Messarm (26, 26') und der Referenzarm (30, 30') zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen optischen Faser (32, 32') verlaufen.The invention relates to a measuring device, in particular for a machining system (12, 12 ') for machining a workpiece (14, 14') by means of a high-energy machining beam (16, 16 '), the measuring device (10, 10') being an optical coherence tomograph ( 18, 18 '), comprising: a beam generating unit (20, 20') for generating a measuring beam (22, 22 ') and a reference beam (24, 24'); a measuring arm (26, 26 ') which extends from the beam generating unit (20, 20') and in which the measuring beam (22, 22 ') can be guided optically so that it can be projected onto a measuring object (28, 28'); and a reference arm (30, 30 ') extending from the beam generating unit (20, 20'), in which the reference beam (24, 24 ') can be guided optically and in which the measuring arm (26, 26') at least in its optical path length simulated so that the measuring beam (22, 22 ') and the reference beam (24, 24') can be superimposed after passing through the measuring arm (26, 26 ') or the reference arm (30, 30') to generate an interference signal. According to the invention, it is provided that the measuring arm (26, 26 ') and the reference arm (30, 30') run at least in sections in a common optical fiber (32, 32 ').

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, insbesondere für ein Bearbeitungssystem zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls, wobei die Messvorrichtung einen optischen Kohärenztomographen aufweist.The invention relates to a measuring device, in particular for a machining system for machining a workpiece by means of a high-energy machining beam, the measuring device having an optical coherence tomograph.

Optische Kohärenztomographen umfassen üblicherweise eine Strahlerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Messstrahls und eines Referenzstrahls. Ferner weisen derartige optische Kohärenztomographen einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit erstreckenden Messarm, in dem der Messstrahl optisch führbar ist, sodass dieser auf ein Messobjekt projizierbar ist, und einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit erstreckenden Referenzarm auf, in dem der Referenzstrahl optisch führbar ist und der den Messarm zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet, sodass der Messstrahl und der Referenzstrahl nach Durchlaufen des Messarms bzw. des Referenzarms zur Erzeugung eines Interferenzsignals überlagert werden können.Optical coherence tomographs usually include a beam generating unit for generating a measuring beam and a reference beam. Furthermore, such optical coherence tomographs have a measuring arm extending from the beam generating unit, in which the measuring beam can be guided optically so that it can be projected onto a measurement object, and a reference arm extending from the beam generating unit, in which the reference beam can be guided optically and the simulates the measuring arm at least in its optical path length, so that the measuring beam and the reference beam can be superimposed after passing through the measuring arm or the reference arm to generate an interference signal.

Zudem sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls bekannt, die beispielsweise bei Lasermaterialbearbeitungsprozessen Anwendung finden. Hierbei wird etwa ein hochenergetischer Laserbearbeitungsstrahls verwendet, um auf ein oder mehrere Werkstücke oder Werkstückteile einzuwirken, beispielsweise um diese miteinander zu verschweißen, Laserbohrungen einzubringen, Oberflächen zu bearbeiten etc. Die Vorrichtung kann dabei einen bewegbaren Bearbeitungskopf umfassen, der zum Beispiel von einem Industrieroboter getragen und relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück bewegbar sein kann. Derartige Vorrichtungen verfügen zudem über eine Bearbeitungsstrahloptik, mittels derer der Bearbeitungsstrahl auf das Werkstück optisch führbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Werkstück relativ zu dem Bearbeitungskopf bewegbar sein.In addition, devices for machining a workpiece by means of a high-energy machining beam are known from the prior art, which devices are used, for example, in laser material machining processes. Here, for example, a high-energy laser processing beam is used to act on one or more workpieces or workpiece parts, for example to weld them together, to make laser holes, to process surfaces, etc. The device can include a movable processing head that is carried by an industrial robot, for example can be movable relative to a workpiece to be machined. Such devices also have processing beam optics, by means of which the processing beam can be guided optically onto the workpiece. Alternatively or additionally, the workpiece can also be movable relative to the machining head.

In entsprechenden Bearbeitungssystemen kann ein optischer Kohärenztomograph zum Einsatz kommen, dessen Messstrahl in die Bearbeitungsstrahloptik einkoppelbar ist. Hierdurch können die Bearbeitungsprozesse dreidimensional überwacht werden, indem zusätzlich zu einer üblichen zweidimensionalen Überwachung mittels Kameras oder dergleichen der Kohärenztomograph eingesetzt wird, um Höheninformationen während des Bearbeitungsprozesses zu erhalten, die beispielsweise eine Oberfläche des Werkstücks oder eine Tiefe eines beim Laserschweißen erzeugten Keyholes betreffen.In corresponding processing systems, an optical coherence tomograph can be used, the measuring beam of which can be coupled into the processing beam optics. This allows the machining processes to be monitored three-dimensionally by using the coherence tomograph in addition to conventional two-dimensional monitoring by means of cameras or the like in order to obtain height information during the machining process, for example relating to a surface of the workpiece or a depth of a keyhole generated during laser welding.

In diesem Fall kann es erforderlich sein, die optische Weglänge des Referenzarms an Änderungen der optischen Weglänge des Messarms anzupassen, beispielsweise wenn sich die optische Weglänge des Messarms aufgrund dessen ändert, dass sich der Abstand zwischen Bearbeitungsstrahloptik und dem bearbeiteten Werkstück ändert. Ebenso kann eine Dispersionsanpassung sinnvoll sein, um Dispersionsunterschieden zwischen Referenzarm und Messarm Rechnung zu tragen. Bezüglich solcher Anpassungen des Referenzarms wird beispielsweise auf die Dokumente DE 10 2013 008 269 A1 und DE 10 2015 015 112 A1 verwiesen.In this case it may be necessary to adapt the optical path length of the reference arm to changes in the optical path length of the measuring arm, for example if the optical path length of the measuring arm changes due to the fact that the distance between the machining beam optics and the machined workpiece changes. A dispersion adjustment can also be useful in order to take into account dispersion differences between the reference arm and the measuring arm. With regard to such adjustments to the reference arm, refer to the documents, for example DE 10 2013 008 269 A1 and DE 10 2015 015 112 A1 referenced.

Um einen hohen Grad an Genauigkeit der mit dem optischen Kohärenztomographen durchgeführten Messungen zu erzielen, ist es grundsätzlich zielführend, die optischen Eigenschaften des Referenzarms und des Messarms einander möglichst genau anzugleichen, da andernfalls unerwünschte Laufzeitunterschiede und/oder Dispersionsunterschiede zwischen Messarm und Referenzarm auftreten können. Ein solches optisches Angleichen stellt jedoch in der Praxis eine große Herausforderung dar, da Referenzarm und Messarm unterschiedlichen Umwelteinflüssen ausgesetzt sein können. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich der Referenzarm in einem ortsfesten Teil des optischen Kohärenztomographen befindet, ein Teil des Messarms jedoch zu einem bewegbaren Bearbeitungskopf oder dergleichen geführt ist und sich ggf. mit einem Roboterarm mitbewegt.In order to achieve a high degree of accuracy of the measurements carried out with the optical coherence tomograph, it is fundamentally expedient to match the optical properties of the reference arm and the measuring arm as precisely as possible, since otherwise undesirable differences in transit time and / or dispersion differences between the measuring arm and reference arm can occur. Such an optical matching, however, poses a great challenge in practice, since the reference arm and measuring arm can be exposed to different environmental influences. This applies in particular when the reference arm is located in a stationary part of the optical coherence tomograph, but part of the measuring arm is guided to a movable processing head or the like and possibly moves with a robot arm.

In DE 10 2017 001 353 A1 wird ein Temperaturmesskabel vorgeschlagen, das parallel zu einer optischen Faser des Messarms geführt ist, um Temperatureinflüsse auf den Messarm möglichst genau abschätzen zu können. Dabei ist ein längenverstellbarer Referenzarm in einem ortsfesten Teil des entsprechenden optischen Kohärenztomographen angeordnet, der Messarm hingegen zu einem bewegbaren Bearbeitungskopf geführt. Die gewonnenen Temperaturmesswerte werden sodann verwendet, um einen Temperaturausgleich durchzuführen. Das entsprechende Ausgleichsverfahren ist jedoch aufwendig. Zudem kann eine Anpassung trotz der zusätzlichen Temperaturmessung lediglich näherungsweise erfolgen.In DE 10 2017 001 353 A1 a temperature measuring cable is proposed which is routed parallel to an optical fiber of the measuring arm in order to be able to estimate temperature influences on the measuring arm as precisely as possible. A reference arm adjustable in length is arranged in a stationary part of the corresponding optical coherence tomograph, while the measuring arm is guided to a movable processing head. The temperature readings obtained are then used to carry out temperature compensation. However, the corresponding compensation procedure is time-consuming. In addition, an adaptation can only take place approximately despite the additional temperature measurement.

Ein anderer Ansatz, wie ihn DE 10 2014 216 829 A1 beschreibt, sieht vor, eine optische Faser des Referenzarms und eine optische Faser des Messarms in engem thermischen Kontakt zu verlegen, sodass sich Umwelteinflüsse auf beide Fasern näherungsweise in derselben Weise ausüben. Werden hierbei die Fasern bewegt, beispielsweise aufgrund der Verlagerung eines Bearbeitungskopfes, zu dem die Fasern hinführen, kann jedoch nicht sichergestellt werden, dass die Fasern tatsächlich identischen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Bereits geringfügige Unterschiede zwischen auf die Fasern wirkenden Kräften, die etwa zu einer Biegung, Stauchung, Dehnung oder Torsion der Fasern führen, können sich allerdings erheblich auf deren optische Eigenschaften auswirken. Dadurch können Abweichungen zwischen Referenzarm und Messarm entstehen, obwohl diese in engem Kontakt geführt werden.Another approach like him DE 10 2014 216 829 A1 describes, provides to lay an optical fiber of the reference arm and an optical fiber of the measuring arm in close thermal contact so that environmental influences exert approximately the same on both fibers. If the fibers are moved here, for example due to the displacement of a processing head to which the fibers lead, it cannot be ensured that the fibers are actually exposed to identical mechanical loads. Even slight differences between the forces acting on the fibers that lead to bending, compression, stretching or torsion of the fibers, but can have a significant effect on their optical properties. This can lead to deviations between the reference arm and the measuring arm, even though they are in close contact.

Ausgehend vom oben beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, Messarm und Referenzarm eines optischen Kohärenztomographen in einfacher und zuverlässiger Weise hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften aufeinander abzustimmen und insbesondere einen Einfluss von äußeren Bedingungen auf Messergebnisse zu reduzieren.Starting from the prior art described above, the present invention is therefore based on the object of coordinating the measuring arm and reference arm of an optical coherence tomograph in a simple and reliable manner with regard to their optical properties and, in particular, of reducing the influence of external conditions on measurement results.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved according to the invention by a measuring device with the features of claim 1 and with a method with the features of claim 14. Further developments of the invention can be found in the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Messvorrichtung der eingangs beschriebenen Art. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Messarm und der Referenzarm zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen optischen Faser verlaufen.The invention is based on a measuring device of the type described at the outset. According to the invention, it is proposed that the measuring arm and the reference arm run at least in sections in a common optical fiber.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Durchführung optischer Kohärenztomographie mit einem Kohärenztomographen, insbesondere zur Überwachung einer Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls. Bei dem optischen Kohärenztomographen kann es sich um den optischen Kohärenztomographen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung handeln. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte:

  • - Erzeugen eines Messstrahls und eines Referenzstrahls mittels einer Lichtquelle des optischen Kohärenztomographen;
  • - optisches Führen des Messstrahls in einem Messarm derart, dass der Messstrahl auf ein Messobjekt projiziert wird; und
  • - optisches Führen des Referenzstrahls in einem Referenzarm, der den Messarm zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet, sodass der Messstrahl und der
The invention also relates to a method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph, in particular for monitoring the machining of a workpiece by means of a high-energy machining beam. The optical coherence tomograph can be the optical coherence tomograph of the measuring device according to the invention. The method according to the invention comprises the steps:
  • - Generating a measuring beam and a reference beam by means of a light source of the optical coherence tomograph;
  • - Optical guidance of the measuring beam in a measuring arm in such a way that the measuring beam is projected onto a measuring object; and
  • - Optical guidance of the reference beam in a reference arm, which simulates the measuring arm at least in its optical path length, so that the measuring beam and the

Referenzstrahl nach Durchlaufen des Messarms bzw. des Referenzarms zur Erzeugung eines Interferenzsignals überlagert werden können.Reference beam can be superimposed after passing through the measuring arm or the reference arm to generate an interference signal.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Messstrahl und der Referenzstrahl zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen optischen Faser optisch geführt werden.According to the invention, it is proposed that the measuring beam and the reference beam are optically guided at least in sections in a common optical fiber.

Die Erfindung ermöglicht es, die Auswirkung äußerer Einflüsse wie beispielsweise einer Umgebungstemperatur oder einer mechanischen Belastung auf Komponenten auf die Messergebnisse eines optischen Kohärenztomographen zu reduzieren. Dies wird erfindungsgemäß insbesondere dadurch erreicht, dass sich äußere Einflüsse gleichermaßen auf den Referenzarms und den Messarm auswirken. Ferner kann ein optischer Kohärenztomograph bereitgestellt werden, der mit einer einzelnen optischen Faser zur Ausbildung des Referenzarms und des Messarms versehen ist, sodass andernfalls auftretende Abweichungen zwischen optischen Fasern vermieden werden können. Darüber hinaus kann auf aufwändige Verfahren zur Kompensation von auftretenden Abweichungen zwischen den optischen Eigenschaften des Messarms und des Referenzarms zumindest weitgehend verzichtet werden, da deren optische Eigenschaften aufgrund der gemeinsamen optischen Faser im Wesentlichen identisch sind.The invention makes it possible to reduce the effect of external influences such as, for example, an ambient temperature or a mechanical load on components on the measurement results of an optical coherence tomograph. According to the invention, this is achieved in particular in that external influences affect the reference arm and the measuring arm equally. Furthermore, an optical coherence tomograph can be provided which is provided with a single optical fiber for forming the reference arm and the measuring arm, so that deviations between optical fibers that would otherwise occur can be avoided. In addition, complex methods for compensating for deviations that occur between the optical properties of the measuring arm and the reference arm can at least largely be dispensed with, since their optical properties are essentially identical due to the common optical fiber.

Der Referenzarm kann den Messarm auch bezüglich seiner Dispersion im Wesentlichen nachbilden.The reference arm can also essentially simulate the measuring arm with regard to its dispersion.

Der Messstrahl kann über eine Ablenkeinrichtung ablenkbar sein. Die Ablenkeinrichtung kann dabei beweglich sein. Hierbei kann es sich um eine Ablenkeinrichtung eines Bearbeitungskopfes des genannten Bearbeitungssystems handeln.The measuring beam can be deflected via a deflection device. The deflection device can be movable. This can be a deflection device of a machining head of the named machining system.

Die Strahlerzeugungseinheit kann einen Strahlteiler umfassen, der einen von der Lichtquelle kommenden Quellstrahl in den Messstrahl und den Referenzstrahl teilt. Der Strahlteiler kann den Quellstrahl in einem geeigneten Verhältnis in den Referenzstrahl bzw. den Messstrahl aufteilen. Aufgrund oftmals unvollständige Reflexion des Messstrahls am Messobjekt ist es hierbei zweckmäßig, dass ein größerer Teil des Quellstrahl auf den Messstrahl entfällt. Der Lichtweg, über den der Quellstrahl zu dem Strahlteiler führbar ist, ist in diesem Fall weder dem Referenzarm noch dem Messarm zuzuschlagen. Vielmehr erstrecken sich sowohl der Referenzarm als auch der Messarm insbesondere ausgehend von dem Strahlteiler. Vorzugsweise ist die Lichtquelle in einem ortsfesten Teil des optischen Kohärenztomographen angeordnet. The beam generating unit can comprise a beam splitter which splits a source beam coming from the light source into the measuring beam and the reference beam. The beam splitter can split the source beam into the reference beam or the measuring beam in a suitable ratio. Due to the often incomplete reflection of the measuring beam on the measuring object, it is useful here that a larger part of the source beam falls on the measuring beam. The light path over which the source beam can be guided to the beam splitter is in this case not to be added to either the reference arm or the measuring arm. Rather, both the reference arm and the measuring arm extend in particular starting from the beam splitter. The light source is preferably arranged in a stationary part of the optical coherence tomograph.

Dieser ortsfeste Teil kann zudem ein Spektrometer und/oder einen Zirkulator umfassen. Somit kann vorgesehen sein, dass der ortsfeste Teil des optischen Kohärenztomographen einen OCT-Sensor bildet.This stationary part can also comprise a spectrometer and / or a circulator. It can thus be provided that the stationary part of the optical coherence tomograph forms an OCT sensor.

Die gemeinsame optische Faser kann eine einzige gemeinsame optische Faser sein. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können jedoch auch mehrere gemeinsame optische Fasern vorgesehen sein, die beispielsweise in Reihe derart angeordnet sind, dass diese gemeinsam den optischen Weg des Referenzarms und des Messarms zumindest abschnittsweise definieren. Die zumindest eine gemeinsame optische Faser kann einen Großteil der Gesamtlänge des optischen Wegs des Referenzarms und/oder des Messarms umfassen. Die gemeinsame optische Faser kann gemäß einer Ausführungsform von einem ortsfesten Teil des optischen Kohärenztomographen zu dem Bearbeitungskopf führen. Ist der Bearbeitungskopf bewegbar ausgebildet, kann dessen Bewegung zu einer mechanischen Beanspruchung der optischen Faser führen, beispielsweise wenn diese aufgrund der Bewegung des Bearbeitungskopfes gekrümmt, gedehnt, gestaucht und/oder tordiert wird, wobei sich diese Bewegung der optischen Faser erfindungsgemäß gleichsam auf den Referenzarms und den Messarm auswirkt. Die optischen Eigenschaften des Referenzarms und des Messarms werden somit in gleicher Weise verändert, wenn die gemeinsame optische Faser einer mechanischen Belastung ausgesetzt ist. Selbiges gilt analog für andere äußere Einflüsse, wie beispielsweise für die Auswirkung einer Umgebungstemperatur auf den Referenzarm und den Messarm bzw. auf die gemeinsame optische Faser.The common optical fiber can be a single common optical fiber. In other embodiments of the invention, however, several common optical fibers can also be provided, for example in series in this way are arranged so that they jointly define the optical path of the reference arm and the measuring arm, at least in sections. The at least one common optical fiber can comprise a large part of the total length of the optical path of the reference arm and / or of the measuring arm. According to one embodiment, the common optical fiber can lead from a stationary part of the optical coherence tomograph to the processing head. If the processing head is designed to be movable, its movement can lead to mechanical stress on the optical fiber, for example if it is curved, stretched, compressed and / or twisted due to the movement of the processing head, this movement of the optical fiber according to the invention being applied to the reference arm and affects the measuring arm. The optical properties of the reference arm and the measuring arm are thus changed in the same way when the common optical fiber is exposed to mechanical stress. The same applies analogously to other external influences, such as for example the effect of an ambient temperature on the reference arm and the measuring arm or on the common optical fiber.

Ein zuverlässiger optischer Aufbau, der ein gemeinsames optisches Führen des Referenzstrahls und des Messstrahls in der gemeinsamen optischen Faser erlaubt, kann insbesondere dann bereitgestellt werden, wenn der optische Kohärenztomographen einen polarisierenden Strahlkombinierer umfasst, der derart angeordnet ist, dass der Messstrahl und der Referenzstrahl mit unterschiedlicher Polarisation in die gemeinsame Faser eingekoppelt werden. Der polarisierende Strahlkombinierer kann von der Strahlerzeugungseinheit aus betrachtet an einem proximalen Ende der gemeinsamen optischen Faser angeordnet sein. Insbesondere verlassen der Referenzstrahl und/oder der Messstrahl den Strahlteiler linear polarisiert. Der polarisierende Strahlkombinierer kann derart ausgebildet sein, dass er die Polarisationsrichtung des Messstrahls und/oder des Referenzstrahls verändert. Ferner kann der polarisierende Strahlkombinierer die Funktionen eines polarisierenden Strahlteilers übernehmen, wenn Referenzstrahl und Messstrahl durch die gemeinsame optische Faser zurücklaufen. Werden der Messstrahl und der Referenzstrahl in der gemeinsamen optischen Faser mit unterschiedlicher Polarisation geführt, kann deren Wechselwirkung innerhalb der gemeinsamen optischen Faser vorteilhaft reduziert werden, sodass das gemeinsame optische Führen in der gemeinsamen optischen Faser nicht zu fehlerhaften Messergebnissen führt.A reliable optical structure that allows common optical guidance of the reference beam and the measuring beam in the common optical fiber can be provided in particular if the optical coherence tomograph comprises a polarizing beam combiner which is arranged such that the measuring beam and the reference beam with different Polarization are coupled into the common fiber. The polarizing beam combiner can be arranged at a proximal end of the common optical fiber as viewed from the beam generating unit. In particular, the reference beam and / or the measuring beam leave the beam splitter in a linearly polarized manner. The polarizing beam combiner can be designed in such a way that it changes the polarization direction of the measuring beam and / or the reference beam. Furthermore, the polarizing beam combiner can take over the functions of a polarizing beam splitter when the reference beam and measuring beam run back through the common optical fiber. If the measuring beam and the reference beam are guided in the common optical fiber with different polarization, their interaction within the common optical fiber can advantageously be reduced so that the common optical guidance in the common optical fiber does not lead to incorrect measurement results.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der polarisierende Strahlteiler derart eingerichtet ist, dass die Polarisation des Messstrahls und die Polarisation des Referenzstrahls in der gemeinsamen optischen Faser um 90° zueinander verdreht sind. Insbesondere können der Messstrahl bzw. der Referenzstrahl bezüglich des Strahlteilers senkrecht bzw. parallel oder parallel bzw. senkrecht polarisiert sein. Hierdurch können der Referenzstrahl und der Messstrahl in zuverlässiger und leicht nachvollziehbarer Weise unabhängig voneinander in der gemeinsamen optischen Faser geführt werden.In a further development of the invention, it can be provided that the polarizing beam splitter is set up in such a way that the polarization of the measuring beam and the polarization of the reference beam in the common optical fiber are rotated by 90 ° to one another. In particular, the measuring beam or the reference beam can be polarized perpendicular or parallel or parallel or perpendicular with respect to the beam splitter. As a result, the reference beam and the measuring beam can be guided independently of one another in the common optical fiber in a reliable and easily traceable manner.

Ungewollte Interferenz zwischen dem Messstrahl und dem Referenzstrahl in der gemeinsamen optischen Faser kann insbesondere dann in einfacher und zuverlässiger Weise vermieden oder zumindest reduziert werden, wenn sich ein optischer Weg des Referenzarms und ein optischer Weg des Messarms von der Strahlerzeugungseinheit zu der gemeinsamen Faser um einen Betrag unterscheiden, der größer als der Arbeitsbereich des Kohärenztomographen ist. Der Unterschied der optischen Wege kann sich um einen Betrag unterscheiden, der größer ist als die Kohärenzlänge des Referenzstrahls und des Messstrahls. Der Messstrahl und der Referenzstrahl laufen dann mit einem Wegunterschied in der gemeinsamen optischen Faser, der bewerkstelligt, dass die später zur Interferenz gebrachten Strahlkomponenten sich nicht bereits in der gemeinsamen optischen Faser überlagern.Unwanted interference between the measurement beam and the reference beam in the common optical fiber can be avoided or at least reduced in a simple and reliable manner, in particular, if an optical path of the reference arm and an optical path of the measurement arm from the beam generating unit to the common fiber differ by an amount differentiate, which is larger than the working range of the coherence tomograph. The difference in the optical paths can differ by an amount that is greater than the coherence length of the reference beam and the measuring beam. The measuring beam and the reference beam then travel with a path difference in the common optical fiber, which ensures that the beam components that are later brought to interference do not already overlap in the common optical fiber.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Referenzarm ein zumindest teilreflektierendes Element umfasst, das den Referenzstrahl nach Durchlaufen der gemeinsamen optischen Faser wieder durch die gemeinsame optische Faser zurückschickt. Der Referenzstrahl kann somit die gemeinsame optische Faser zweimal durchlaufen. Hierdurch können die optischen Eigenschaften von Referenzarm und Messarm einander weiter angeglichen werden, da der Messstrahl üblicherweise ebenfalls durch die gemeinsame optische Faser zurückläuft.In a further development of the invention it can be provided that the reference arm comprises an at least partially reflective element which sends the reference beam back through the common optical fiber after passing through the common optical fiber. The reference beam can thus pass through the common optical fiber twice. As a result, the optical properties of the reference arm and measuring arm can be further matched to one another, since the measuring beam usually also runs back through the common optical fiber.

Zudem kann erfindungsgemäß zwischen einem Ende der gemeinsamen Faser und dem zumindest teilreflektierenden Element ein polarisierender Strahlteiler angeordnet sein. Bei dem Ende kann es sich um das von der Strahlerzeugungseinheit aus betrachtet distale Ende des gemeinsamen Faser handeln. Ein erster Ausgang des polarisierenden Strahlteilers kann dazu eingerichtet sein, den Messstrahl in Richtung des Messobjekts auszukoppeln, beispielsweise über einen OCT-Scanner. Ein zweiter Ausgang des polarisierenden Strahlteilers kann dazu eingerichtet sein, den Referenzstrahl in Richtung des zumindest teilreflektierenden Elements auszukoppeln. Der polarisierende Strahlteiler kann zudem für den am zumindest teilreflektierenden Element reflektierten Referenzstrahl und den am Messobjekt reflektierten Messstrahl die Funktionen eines polarisierenden Strahlkombinierers übernehmen, sodass Messstrahl und Referenzstrahl mit unterschiedlicher Polarisation durch die gemeinsame Faser zurücklaufen. Im Ergebnis können der Messstrahl und der Referenzstrahl die optische Faser jeweils zweimal durchlaufen, benutzen also die Faser gemeinsam, bleiben aber durch ihre unterschiedliche Polarisationsrichtung physikalisch unterschieden und somit wieder vollständig trennbar.In addition, according to the invention, a polarizing beam splitter can be arranged between one end of the common fiber and the at least partially reflective element. The end can be the distal end of the common fiber as viewed from the beam generating unit. A first output of the polarizing beam splitter can be set up to couple out the measurement beam in the direction of the measurement object, for example via an OCT scanner. A second output of the polarizing beam splitter can be configured to couple out the reference beam in the direction of the at least partially reflective element. The polarizing beam splitter can also assume the functions of a polarizing beam combiner for the reference beam reflected on the at least partially reflective element and the measurement beam reflected on the measurement object, so that Measuring beam and reference beam with different polarization run back through the common fiber. As a result, the measuring beam and the reference beam can each pass through the optical fiber twice, i.e. they use the fiber together, but remain physically different due to their different polarization directions and are thus completely separable again.

In einer alternativen Ausführungsform kann das zumindest teilreflektierende Element unmittelbar an einem Ende der gemeinsamen Faser angeordnet sein, wodurch ein einfacher Aufbau erzielt werden kann. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn sich wie beschrieben die optischen Wege von Referenzarm und Messarm um einen Betrag unterscheiden, der größer als der Arbeitsbereich des Kohärenztomographen ist. Vorzugsweise kommt hierbei ein teilreflektierendes Element zum Einsatz, das für den Referenzstrahl beispielsweise lediglich bis zu 5 %, bis zu 10 %, bis zu 15 % oder bis zu 20 % bezogen auf eine Intensität reflektierend ist.In an alternative embodiment, the at least partially reflective element can be arranged directly at one end of the common fiber, whereby a simple structure can be achieved. This is particularly useful when, as described, the optical paths of the reference arm and measuring arm differ by an amount that is greater than the working range of the coherence tomograph. A partially reflective element is preferably used here, which is reflective for the reference beam for example only up to 5%, up to 10%, up to 15% or up to 20% based on an intensity.

Das zumindest teilreflektierende Element kann in besonders einfach Weise erzeugt werden, indem es durch einen geraden Schliff des Endes der gemeinsamen Faser gebildet ist. Die optischen Eigenschaften des zumindest teilreflektierenden Elements können zudem präzise und anwendungsspezifisch angepasst werden, wenn das zumindest teilreflektierende Element alternativ oder zusätzlich durch eine Beschichtung des Endes der gemeinsamen Faser gebildet ist. Die Beschichtung kann eine Beschichtung mit einer Schichtdicke im Nanometerbereich umfassen, die etwa durch Aufdampfen oder Sputtern erzeugt ist. In Abhängigkeit vom zu reflektierenden Wellenlängenbereich kommen Metalle wie beispielsweise Silber, Aluminium, Gold etc. oder auch Dielektrika infrage, etwa zur Erzeugung von Bragg-Spiegeln.The at least partially reflective element can be produced in a particularly simple manner in that it is formed by a straight cut of the end of the common fiber. The optical properties of the at least partially reflective element can also be adapted precisely and specifically to the application if the at least partially reflective element is alternatively or additionally formed by coating the end of the common fiber. The coating can comprise a coating with a layer thickness in the nanometer range, which is produced for example by vapor deposition or sputtering. Depending on the wavelength range to be reflected, metals such as silver, aluminum, gold etc. or dielectrics can be used, for example to produce Bragg mirrors.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der optische Kohärenztomograph eine Weglängeneinstellvorrichtung mit einem zwischen unterschiedlichen Einstellpositionen verlagerbaren Einstellelement, dessen Verlagerung eine Änderung der optischen Weglänge des Referenzarms und/oder des Messarms bewirkt. Hierdurch können die optischen Weglängen des Referenzarms und des Messarms in einfacher und zuverlässiger Weise aufeinander abgestimmt werden.In a further development of the invention, the optical coherence tomograph comprises a path length adjusting device with an adjusting element which can be displaced between different setting positions and whose displacement causes a change in the optical path length of the reference arm and / or the measuring arm. As a result, the optical path lengths of the reference arm and the measuring arm can be matched to one another in a simple and reliable manner.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Einstellelement einen Spiegel umfasst. Zudem kann das Einstellelement eine Sammellinse umfassen, in deren Brennpunkt der Spiegel angeordnet ist. Spiegel und Sammellinse können dann gemeinsam zwischen Einstellpositionen bewegt werden, sodass es zur Weglängenverstellung nicht erforderlich ist, ein Faserende zu bewegen. Hierdurch wird eine hohe Zuverlässigkeit des zugrundeliegenden optischen Aufbaus erzielt. Zudem können ein großer Verstellbereich und eine große Verstellgeschwindigkeit erzielt werden, da die Verlagerung des Spiegels um eine bestimmte Strecke eine Weglängenänderung von doppeltem Umfang bewirken kann. Zudem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein auf den Spiegel zulaufender Strahl an einer anderen Stelle durch die Sammellinse hindurchtritt als ein von dem Spiegel weglaufender Strahl. Beispielsweise können die Strahlen auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittelachse der Sammellinse geführt werden. Alternativ können die Strahlen koaxial geführt sein.According to the invention it can be provided that the setting element comprises a mirror. In addition, the setting element can comprise a converging lens, in the focal point of which the mirror is arranged. The mirror and the converging lens can then be moved together between setting positions so that it is not necessary to move a fiber end to adjust the path length. This achieves a high level of reliability in the underlying optical structure. In addition, a large adjustment range and a high adjustment speed can be achieved, since the displacement of the mirror by a certain distance can cause a path length change of twice the circumference. In addition, it can be provided according to the invention that a beam approaching the mirror passes through the converging lens at a different point than a beam running away from the mirror. For example, the rays can be guided on opposite sides of a central axis of the converging lens. Alternatively, the beams can be guided coaxially.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Weglängeneinstellvorrichtung eine Verzögerungsplatte umfasst, insbesondere ein λ/4-Plättchen. Insbesondere in Kombination mit einem einen Spiegel umfassenden Einstellelement kann hierdurch ein zuverlässiger optischer Aufbau der Weglängeneinstellvorrichtung erzielt werden, der es erlaubt, die Weglängeneinstellvorrichtung an unterschiedlichen geeigneten Positionen im optischen Aufbau des optischen Kohärenztomographen anzuordnen. Die Weglängeneinstellvorrichtung kann einen polarisierenden Strahlkombinierer umfassen, hinter dessen kombinierendem Ende die Verzögerungsplatte und bevorzugt auch der Spiegel angeordnet sind. Es kann hierdurch auf ein bewegtes Faserende verzichtet werden, wobei zugleich die Polarisation des Strahls, der die Weglängeneinstellvorrichtung durchläuft, in vorteilhafter Weise derart beim Durchlaufen der Weglängeneinstellvorrichtung beeinflusst wird, dass die beim Eintritt in die Weglängeneinstellvorrichtung vorhandene Polarisation der Polarisation beim Austritt entspricht.According to one embodiment of the invention, it is proposed that the path length adjustment device comprises a retardation plate, in particular a λ / 4 plate. In particular in combination with an adjusting element comprising a mirror, a reliable optical structure of the path length adjustment device can be achieved, which allows the path length adjustment device to be arranged at different suitable positions in the optical structure of the optical coherence tomograph. The path length setting device can comprise a polarizing beam combiner, behind the combining end of which the retardation plate and preferably also the mirror are arranged. This makes it possible to dispense with a moving fiber end, whereby at the same time the polarization of the beam which passes through the path length adjustment device is advantageously influenced when passing through the path length adjustment device in such a way that the polarization present when entering the path length adjustment device corresponds to the polarization at the exit.

Die Erfindung betrifft ferner ein Bearbeitungssystem zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls, das eine Bearbeitungsstrahlquelle, eine Bearbeitungsstrahloptik und eine erfindungsgemäße Messvorrichtung umfasst, wobei der Messstrahl derart in dem Messarm optisch führbar ist, dass der Messstrahl in den Bearbeitungsstrahl einkoppelbar und über die Bearbeitungsstrahloptik auf das Werkstück projizierbar ist.The invention also relates to a processing system for processing a workpiece by means of a high-energy processing beam, which comprises a processing beam source, processing beam optics and a measuring device according to the invention, wherein the measuring beam can be guided optically in the measuring arm in such a way that the measuring beam can be coupled into the processing beam and via the processing beam optics the workpiece is projectable.

Das Bearbeitungssystem kann einen Bearbeitungskopf umfassen, wobei die gemeinsame optische Faser von dem ortsfesten Teil der Messvorrichtung zu dem Bearbeitungskopf führt. Der Bearbeitungskopf kann relativ zu dem Werkstück verlagerbar sein. Beispielsweise kann der Bearbeitungskopf hierfür auf einem Roboterarm angeordnet oder anderweitig verlagerbar sein. Aufgrund einer entsprechenden Bewegung erzeugte auf die gemeinsame optische Faser wirkende Kräfte wirken sich daher ebenso wie sämtliche andere Umwelteinflüsse in gleicher Weise auf den Referenzarm und den Messarm aus, da diese beide durch die gemeinsame Faser verlaufen.The processing system can comprise a processing head, the common optical fiber leading from the stationary part of the measuring device to the processing head. The machining head can be displaceable relative to the workpiece. For example, the processing head can be arranged on a robot arm for this purpose or can be displaced in some other way. Forces acting on the common optical fiber due to a corresponding movement therefore act in the same way as all other environmental influences Point out the reference arm and the measuring arm, as they both run through the same fiber.

Es versteht sich, dass der Gegenstand der Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die im Zusammenhang mit Weiterbildungen der Erfindung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale können vom Fachmann beliebig kombiniert werden, ohne dabei vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen, wie ihn die unabhängigen Ansprüche festlegen.It goes without saying that the subject matter of the invention is not limited to the embodiments described above. The embodiments and features described in connection with developments of the invention can be combined as desired by the person skilled in the art without deviating from the subject matter of the invention as defined by the independent claims.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:

  • 1 ein erfindungsgemäßes Bearbeitungssystem mit einer Messvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
  • 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bearbeitungssystem mit einer Messvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer ersten Weglängeneinstellvorrichtung, die erfindungsgemäß verwendet werden kann; und
  • 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Weglängeneinstellvorrichtung, die erfindungsgemäß verwendet werden kann.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings. They represent:
  • 1 a processing system according to the invention with a measuring device in a schematic representation;
  • 2 a further embodiment of a processing system according to the invention with a measuring device in a schematic representation;
  • 3 a schematic representation of a first path length adjustment device that can be used according to the invention; and
  • 4th a schematic representation of a second path length adjustment device that can be used according to the invention.

Im Folgenden werden mehrere Aspekte der Erfindung dargestellt. Hierbei werden unterschiedliche Ansätze zum gemeinsamen optischen Führen von Referenzstrahl und Messstrahl in einer gemeinsamen optischen Faser dargestellt. Zudem werden unterschiedliche Weglängeneinstellvorrichtungen beschrieben. Der Fachmann wird die beschriebenen Ausführungsformen auch anders als dargestellt kombinieren, sofern dies zweckmäßig erscheint. In den Ausführungsbeispielen werden Messvorrichtung gezeigt, die in Laserbearbeitungssystemen eingesetzt werden. Die gezeigten Messvorrichtungen eignen sich jedoch auch zum Einsatz in anderen Bereichen, sodass die Ausgestaltung als Teil eines Laserbearbeitungssystems als beispielhaft zu verstehen ist.Several aspects of the invention are presented below. Different approaches for the common optical guidance of the reference beam and the measuring beam in a common optical fiber are presented. Different path length adjustment devices are also described. The person skilled in the art will also combine the described embodiments differently than shown, provided this appears expedient. In the exemplary embodiments, measuring devices are shown that are used in laser processing systems. The measuring devices shown are, however, also suitable for use in other areas, so that the configuration as part of a laser processing system is to be understood as an example.

1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bearbeitungssystems 12. Das Bearbeitungssystem 12 ist zum Bearbeiten eines Werkstücks 14 mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls 16 eingerichtet. Das Bearbeitungssystem 12 umfasst hierfür eine Bearbeitungsstrahlquelle 48. Im dargestellten Fall umfasst die Bearbeitungsstrahlquelle 48 einen Laser zur Erzeugung eines Laserstrahls als Bearbeitungsstrahl 16, der beispielsweise zum Laserschweißen eingesetzt werden kann. Ferner umfasst das Bearbeitungssystem 12 eine Bearbeitungsstrahloptik 50, mittels derer der Bearbeitungsstrahl 16 auf das Werkstück 14 gerichtet werden kann. Die Bearbeitungsstrahloptik 50 ist in einem Bearbeitungskopf 54 des Bearbeitungssystems 12 angeordnet, der lediglich schematisch angedeutet ist. Der Bearbeitungskopf 54 ist im dargestellten Fall auf einem Industrieroboter angeordnet, mittels dessen der Bearbeitungskopf 54 relativ zu dem Werkstück 14 bewegbar ist. Durch Bewegung des Bearbeitungskopfes 54 und geeignetes Einstellen der Bearbeitungsstrahloptik 50 kann somit ein Zielbereich des Werkstücks 14 bearbeitet werden. 1 Figure 3 is a schematic representation of a processing system according to the invention 12 . The editing system 12 is for machining a workpiece 14th by means of a high-energy machining beam 16 furnished. The editing system 12 includes a processing beam source for this purpose 48 . In the illustrated case, the machining beam source comprises 48 a laser for generating a laser beam as a machining beam 16 which can be used for laser welding, for example. The processing system also includes 12 a processing beam optics 50 , by means of which the machining beam 16 on the workpiece 14th can be directed. The processing beam optics 50 is in a machining head 54 of the processing system 12 arranged, which is only indicated schematically. The processing head 54 is arranged in the illustrated case on an industrial robot, by means of which the processing head 54 relative to the workpiece 14th is movable. By moving the processing head 54 and suitable setting of the processing beam optics 50 can thus be a target area of the workpiece 14th to be edited.

Das Bearbeitungssystem 12 umfasst eine Messvorrichtung 10, die einen optischen Kohärenztomographen 18 aufweist. Der optische Kohärenztomograph 18 umfasst eine Strahlerzeugungseinheit 20 mit einer Lichtquelle 56 zur Erzeugung eines Messstrahls 22 und eines Referenzstrahls 24. Die Lichtquelle 56 ist in einem ortsfesten Teil 52 des optischen Kohärenztomographen 18 angeordnet, der auch als OCT-Sensor bezeichnet werden kann. Der ortsfeste Teil 52 des optischen Kohärenztomographen 18 umfasst ferner ein Spektrometer 58 zur Auswertung von erhaltenen Messsignalen in bekannter Weise, die durch Überlagerung von Messstrahl 22 und Referenzstrahl 24 erzeugt werden. Ferner umfasst der ortsfeste Teil 52 einen Zirkulator 60, an den die Lichtquelle 56 und das Spektrometer 58 angeschlossen sind.The editing system 12 comprises a measuring device 10 who have favourited an optical coherence tomograph 18th having. The optical coherence tomograph 18th comprises a beam generating unit 20th with a light source 56 for generating a measuring beam 22nd and a reference beam 24 . The light source 56 is in a fixed part 52 of the optical coherence tomograph 18th arranged, which can also be referred to as an OCT sensor. The fixed part 52 of the optical coherence tomograph 18th further comprises a spectrometer 58 for evaluating received measurement signals in a known manner, which is achieved by superimposing the measurement beam 22nd and reference beam 24 be generated. The stationary part also includes 52 a circulator 60 to which the light source 56 and the spectrometer 58 are connected.

Die Strahlerzeugungseinheit 20 umfasst des Weiteren einen Strahlteiler 62, der über eine optische Quellstrahlfaser 64 an den Zirkulator 60 angeschlossen und somit mit der Lichtquelle 56 verbunden ist. Die Lichtquelle 56 erzeugt einen Quellstrahl, aus dem der Strahlteiler 62 den Messstrahl 22 und den Referenzstrahl 24 erzeugt. Ferner führt die Quellstrahlfaser 64 den Messstrahl 22 und den Referenzstrahl 24 vom Strahlteiler 62 zum Zirkulator 60 und somit zum Spektrometer 58 zurück.The beam generation unit 20th further comprises a beam splitter 62 passing through a source optical fiber 64 to the circulator 60 connected and thus with the light source 56 connected is. The light source 56 creates a source beam from which the beam splitter 62 the measuring beam 22nd and the reference beam 24 generated. The source beam fiber also leads 64 the measuring beam 22nd and the reference beam 24 from the beam splitter 62 to the circulator 60 and thus to the spectrometer 58 back.

Ferner umfasst der optische Kohärenztomograph 18 einen Messarm 26, in dem der Messstrahl 22 derart optisch führbar ist, dass dieser in den Bearbeitungsstrahl 16 einkoppelbar ist, sodass der Messstrahl 22 über die Bearbeitungsstrahloptik 50 auf das Werkstück 14 projizierbar ist. Im Messarm 26 ist eine bewegbare Ablenkeinrichtung 66 angeordnet, mittels derer der Messstrahl 22 derart ablenkbar ist, dass dieser innerhalb eines Nahbereichs eines Auftreffpunkts des Bearbeitungsstrahls 16 auf dem Werkstück 14 führbar ist, wodurch der Messstrahl 22 beispielsweise in ein bei der Bearbeitung entstehendes Keyhole und/oder unmittelbar auf den Auftreffpunkt des Bearbeitungsstrahls 16 auf dem Werkstück 14 gerichtet werden kann. Auch Messungen vor, neben oder hinter dem jeweiligen Bearbeitungsbereich sind durch Verlagerung des Auftreffpunkts des Messstrahls 22 möglich. Der Messstrahl 22 wird im Betrieb an dem Werkstück 14 reflektiert und gelangt somit über den Messarm 26 zurück zu dem ortsfesten Teil 52 des optischen Kohärenztomographen 18. Das Werkstück 14 bildet im gezeigten Fall ein Messobjekt 28.The optical coherence tomograph also includes 18th a measuring arm 26th in which the measuring beam 22nd can be optically guided in such a way that it enters the machining beam 16 can be coupled in, so that the measuring beam 22nd via the processing beam optics 50 on the workpiece 14th is projectable. In the measuring arm 26th is a movable deflector 66 arranged, by means of which the measuring beam 22nd can be deflected in such a way that it is within a close range of an impact point of the machining beam 16 on the workpiece 14th can be guided, whereby the measuring beam 22nd for example in a keyhole that occurs during processing and / or directly on the point of impact of the processing beam 16 on the workpiece 14th can be directed. Measurements in front of, next to or behind the respective processing area are also possible by shifting the point of impact of the Measuring beam 22nd possible. The measuring beam 22nd is on the workpiece during operation 14th reflects and thus reaches the measuring arm 26th back to the stationary part 52 of the optical coherence tomograph 18th . The workpiece 14th forms a measurement object in the case shown 28 .

Der optische Kohärenztomograph 18 umfasst zudem einen Referenzarm 30, in dem der Referenzstrahl 24 optisch führbar ist und der zur Überwachung des Bearbeitungssystems 12 mittels des Messstrahls 22 den Messarm 26 zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet.The optical coherence tomograph 18th also includes a reference arm 30th in which the reference beam 24 is optically feasible and for monitoring the processing system 12 by means of the measuring beam 22nd the measuring arm 26th at least simulates its optical path length.

Außerdem umfasst der optische Kohärenztomographen 18 eine gemeinsame optische Faser 32, in der sowohl der Messarm 26 als auch der Referenzarm 30 abschnittsweise verlaufen. Beim Betrieb des optischen Kohärenztomographen 18 werden sowohl der Messstrahl 22 als auch der Referenzstrahl 24 in der gemeinsamen optischen Faser 32 optisch geführt. Die gemeinsame optische Faser 32 führt von dem ortsfesten Teil 52 zu dem Bearbeitungskopf 54. Somit werden sowohl der Messarm 26 als auch der Referenzarm 30 über eine einzelne Faser zu dem Bearbeitungskopf 54 geführt, sodass Messarm 26 und Referenzarm 30 zumindest im Bereich der gemeinsamen optischen Faser 32, die einen Großteil des Messarms 26 und des Referenzarms 30 ausbildet, identischen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind.It also includes the optical coherence tomograph 18th a common optical fiber 32 , in which both the measuring arm 26th as well as the reference arm 30th run in sections. When operating the optical coherence tomograph 18th become both the measuring beam 22nd as well as the reference beam 24 in the common optical fiber 32 optically guided. The common optical fiber 32 leads from the stationary part 52 to the machining head 54 . Thus, both the measuring arm 26th as well as the reference arm 30th via a single fiber to the processing head 54 guided so that measuring arm 26th and reference arm 30th at least in the area of the common optical fiber 32 covering most of the measuring arm 26th and the reference arm 30th trains, are exposed to identical environmental influences.

Im Folgenden wird des Öfteren auf polarisierende Strahlkombinierer (PBC) und polarisierende Strahlteiler (PBS) Bezug genommen. Entsprechenden Begriffe beziehen sich dabei üblicherweise auf einen optischen Weg, der von der Strahlerzeugungseinheit 20 ausgeht. Der Fachmann wird verstehen, dass ein für eine bestimmte optische Richtung als Strahlkombinierer bzw. Strahlteiler bezeichnetes Bauteil in umgekehrter optischer Richtung die Funktion eines Strahlteilers bzw. Strahlkombinierers übernehmen kann. Polarisationsrichtungen sind zudem in 1 durch kleine Pfeile veranschaulicht.In the following, polarizing beam combiners (PBC) and polarizing beam splitters (PBS) are referred to frequently. Corresponding terms usually relate to an optical path from the beam generation unit 20th goes out. The person skilled in the art will understand that a component designated as a beam combiner or beam splitter for a specific optical direction can assume the function of a beam splitter or beam combiner in the reverse optical direction. Polarization directions are also in 1 illustrated by small arrows.

Der optische Kohärenztomographen 18 umfasst einen polarisierenden Strahlkombinierer 34, der über optische Fasern mit dem Strahlteiler 62 verbunden ist und somit den Messstrahl 22 und den Referenzstrahl 24 kombiniert. Ein kombinierender Ausgang des polarisierenden Strahlkombinierers 34 ist mit einem ersten Ende der gemeinsamen optischen Faser 32 verbunden. Im dargestellten Fall ist ein von der Lichtquelle 56 erzeugter Quellstrahl linear polarisiert. Daher sind der Messstrahl 22 und der Referenzstrahl 24 nach Durchlaufen des Strahlteilers 62 parallel zueinander polarisiert. Da der polarisierende Strahlkombinierer 34 die Polarisationsrichtung an einem Eingang dreht, werden der Messstrahl 22 und der Referenzstrahl 24 mit unterschiedlicher Polarisation in die gemeinsame optische Faser eingekoppelt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Polarisationsrichtungen um 90° zueinander verdreht. Der Messstrahl 22 und der Referenzstrahl 24 interferieren daher in der gemeinsamen optischen Faser innerhalb des optischen Pfads von dem ortsfesten Teil 52 zu dem Bearbeitungskopf 54 nicht in unerwünschter Weises.The optical coherence tomograph 18th includes a polarizing beam combiner 34 connected via optical fibers to the beam splitter 62 is connected and thus the measuring beam 22nd and the reference beam 24 combined. A combining output of the polarizing beam combiner 34 is with a first end of the common optical fiber 32 connected. In the case shown, one is from the light source 56 generated source beam linearly polarized. Hence the measuring beam 22nd and the reference beam 24 after passing through the beam splitter 62 polarized parallel to each other. Because the polarizing beam combiner 34 the direction of polarization rotates at an input, the measuring beam 22nd and the reference beam 24 coupled with different polarization in the common optical fiber. In the exemplary embodiment shown, the directions of polarization are rotated by 90 ° to one another. The measuring beam 22nd and the reference beam 24 therefore interfere in the common optical fiber within the optical path from the stationary part 52 to the machining head 54 not in an undesirable way.

Des Weiteren umfasst der optische Kohärenztomograph 18 einen polarisierenden Strahlteiler 38, der mit einem zweiten Ende der gemeinsamen optischen Faser 32 verbunden. Das zweite Ende der gemeinsamen optischen Faser 32 ist von der Strahlerzeugungseinheit 20 aus betrachtet ein distales Ende, wohingegen das erste Ende ein proximales Ende ist. Der polarisierende Strahlteiler 38 dreht wiederum die Polarisation eines der Strahlen 22, 24, im dargestellten Fall des Referenzstrahls 24, sodass der Messstrahl 22 und der Referenzstrahl 24 den polarisierenden Strahlteiler 38 jetzt parallel zueinander polarisiert aber auf gentrennten Pfaden verlassen.The optical coherence tomograph also includes 18th a polarizing beam splitter 38 connected to a second end of the common optical fiber 32 connected. The second end of the common optical fiber 32 is from the beam generating unit 20th viewed from a distal end, whereas the first end is a proximal end. The polarizing beam splitter 38 in turn rotates the polarization of one of the rays 22nd , 24 , in the illustrated case of the reference beam 24 so that the measuring beam 22nd and the reference beam 24 the polarizing beam splitter 38 now polarized parallel to each other but left on separate paths.

Ausgehend von einem ersten Ausgang des polarisierenden Strahlteilers 38 führt ein Abschnitt des Referenzarms 30 zu einem reflektierenden Element 36. Dieses schickt den Referenzstrahl 24 nach Durchlaufen der gemeinsamen optischen Faser 32 wieder durch die gemeinsame optische Faser 32 zurück. Der polarisierende Strahlteiler 38 dreht hierbei wiederum die Polarisation des zurücklaufenden Referenzstrahls, sodass dessen Polarisation in der gemeinsamen optischen Faser für beide Durchgangsrichtungen identisch ist.Starting from a first output of the polarizing beam splitter 38 guides a section of the reference arm 30th to a reflective element 36 . This sends the reference beam 24 after passing through the common optical fiber 32 again through the common optical fiber 32 back. The polarizing beam splitter 38 in turn rotates the polarization of the returning reference beam so that its polarization in the common optical fiber is identical for both directions.

Ausgehend von einem zweiten Ausgang des polarisierenden Strahlteilers 38 führt ein Abschnitt des Messarms 26 in bekannter Weise zu der Ablenkeinrichtung 66 und über die Bearbeitungsstrahloptik 50 zu dem Messobjekt 28. Von dort wird der Messstrahl 22 reflektiert und durch den polarisierenden Strahlteiler 38, der in umgekehrter Richtung als polarisierender Strahlkombinierer arbeitet, wieder mit dem Referenzstrahl 24 gemeinsam in die gemeinsame optische Faser 32 eingekoppelt, wobei wie erwähnt die Polarisation des Messstrahls 22 und des Referenzstrahls 24 auch beim Durchlaufen der gemeinsamen optischen Faser 32 in umgekehrter Richtung um 90° zueinander verdreht sind.Starting from a second output of the polarizing beam splitter 38 guides a section of the measuring arm 26th in a known manner to the deflector 66 and about the processing beam optics 50 to the measurement object 28 . From there the measuring beam 22nd reflected and through the polarizing beam splitter 38 , which works in the opposite direction as a polarizing beam combiner, again with the reference beam 24 together in the common optical fiber 32 coupled, with the polarization of the measuring beam as mentioned 22nd and the reference beam 24 also when passing through the common optical fiber 32 are rotated in the opposite direction by 90 ° to each other.

Der polarisierende Strahlkombinierer 34 übernimmt für die zurücklaufenden Strahlen 22, 24 sodann die Funktion eines polarisierenden Strahlteilers, sodass der Messstrahl 22 und der Referenzstrahl 24 den polarisierenden Strahlkombinierer 34 auf dem Rückweg zum Strahlteiler 62 und zum Zirkulator 60 wieder parallel polarisiert, aber auf getrennten Wegen verlassen, wodurch die relevanten Strahlkomponenten erst im Spektrometer 38 zur Interferenz gebracht werden können, wohingegen diese nicht bereits in der gemeinsamen optischen Faser 32 in unerwünschter Weise interferieren.The polarizing beam combiner 34 takes over for the returning rays 22nd , 24 then the function of a polarizing beam splitter so that the measuring beam 22nd and the reference beam 24 the polarizing beam combiner 34 on the way back to the beam splitter 62 and to the circulator 60 polarized again in parallel, but left on separate paths, whereby the relevant beam components only enter the spectrometer 38 can be brought to interference, whereas this cannot already in the common optical fiber 32 interfere in an undesirable manner.

Wie in 1 ferner zu erkennen ist, umfasst der optische Kohärenztomograph 18 eine Weglängeneinstellvorrichtung 40 mit einem zwischen unterschiedlichen Einstellpositionen verlagerbaren Einstellelement, dessen Verlagerung eine Änderung der optischen Weglänge des Referenzarms 30 bewirkt. Wird eine optische Weglänge des Messarms 26 durch eine Bewegung des Bearbeitungskopfes 54 und/oder durch eine Verlagerung des Auftreffpunkts des Messstrahls 24 auf dem Messobjekt 28 verändert, kann mittels der Weglängeneinstellvorrichtung 40 die optische Weglänge des Referenzarms 30 entsprechend angepasst werden. Im dargestellten Fall umfasst die Weglängeneinstellvorrichtung 40 wenigstens zwei relativ zueinander bewegbare gegenüberliegende Linsen, mittels derer der Referenzstrahl 24 aus optischen Fasern aus- bzw. in diese einkoppelbar ist, die von dem Strahlteiler 62 zu der Weglängeneinstellvorrichtung 40 bzw. von der Weglängeneinstellvorrichtung 40 zu dem polarisierende Strahlkombinierer 34 führen. Das Einstellelement 42 umfasst dabei eine der gegenüberliegenden Linsen sowie ein im Brennpunkt der Linse angeordnetes Faserende. Die Weglängenverstellung kann durch Verlagerung des Einstellelements erfolgen, da der Messstrahl 24 zwischen den Linsen kollimiert geführt ist. Die Verlagerbarkeit des Einstellelements 42 ist in 1 durch einen großen Doppelpfeil angedeutet.As in 1 can also be seen, comprises the optical coherence tomograph 18th a path length adjuster 40 with an adjusting element that can be displaced between different setting positions, the displacement of which changes the optical path length of the reference arm 30th causes. Becomes an optical path length of the measuring arm 26th by moving the machining head 54 and / or by shifting the point of impact of the measuring beam 24 on the measurement object 28 changed, can by means of the path length adjustment device 40 the optical path length of the reference arm 30th adjusted accordingly. In the case shown, the path length adjustment device comprises 40 at least two opposing lenses, movable relative to one another, by means of which the reference beam 24 from optical fibers or into these can be coupled out from the beam splitter 62 to the path length adjuster 40 or from the path length adjustment device 40 to the polarizing beam combiner 34 to lead. The adjustment element 42 comprises one of the opposing lenses and a fiber end arranged at the focal point of the lens. The path length can be adjusted by moving the setting element, as the measuring beam 24 is guided collimated between the lenses. The movability of the adjustment element 42 is in 1 indicated by a large double arrow.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Bearbeitungssystems 12' mit einer Messvorrichtung 10' gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bezugszeichen dieser weiteren Ausführungsform sind mit Hochkommata versehen. Bezugszeichen, die ohne Hochkomma bereits im vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorkommen und mit Hochkomma in 2 ebenfalls vorhanden sind, bezeichnen die bereits im Zusammenhang mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten des Bearbeitungssystems 12'. Bezüglich deren Beschreibung wird daher auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel verwiesen. Im Folgenden werden hingegen überwiegend die abweichend ausgestalteten Komponenten beschrieben. 2 shows a schematic representation of a further embodiment of a processing system 12 ' with a measuring device 10 ' according to the present invention. The reference symbols of this further embodiment are provided with inverted commas. Reference symbols that already appear in the previous embodiment without apostrophes and with apostrophes in 2 are also present denote the components of the processing system already described in connection with the previous exemplary embodiment 12 ' . With regard to their description, reference is therefore made to the previous exemplary embodiment. In the following, however, it is predominantly the components configured differently that are described.

Die Messvorrichtung 10' umfasst einen optischen Kohärenztomographen 18', der ebenfalls über eine gemeinsame optische Faser 32' verfügt, die von einem ortsfesten Teil 52' des optischen Kohärenztomographen 18' zu einem Bearbeitungskopf 54' führt. Ein von einer Strahlerzeugungseinheit 20' erzeugter Messstrahl 22' und Referenzstrahl 24' werden gemeinsam optisch in der gemeinsamen optischen Faser 32' geführt, sodass ein Messarm 26' und ein Referenzarm 30' des optischen Kohärenztomographen 18' im Bereich der gemeinsamen optischen Faser 32' denselben Umwelteinflüssen ausgesetzt sind.The measuring device 10 ' includes an optical coherence tomograph 18 ' , which also has a common optical fiber 32 ' disposes of a fixed part 52 ' of the optical coherence tomograph 18 ' to a machining head 54 ' leads. One from a beam generating unit 20 ' generated measuring beam 22 ' and reference beam 24 ' are common optical in the common optical fiber 32 ' guided so that a measuring arm 26 ' and a reference arm 30 ' of the optical coherence tomograph 18 ' in the area of the common optical fiber 32 ' are exposed to the same environmental influences.

Um eine unerwünschte Wechselwirkung zwischen Strahlkomponenten des Messstrahls 22' und des Referenzstrahls 24' zu vermeiden, die erst im Spektrometer 58' zur Interferenz gebracht werden sollen, sieht die weitere Ausführungsform vor, dass sich ein optischer Weg des Referenzarms 30' und ein optischer Weg des Messarms 26' von der Strahlerzeugungseinheit 20' zu der gemeinsamen optischen Faser 32' um einen Betrag unterscheiden, der größer als der Arbeitsbereich des Kohärenztomographen 18' ist. Zudem kann gemäß der weiteren Ausführungsform auf polarisierende Strahlteiler bzw. polarisierende Strahlkombinierer verzichtet werden.About an undesired interaction between beam components of the measuring beam 22 ' and the reference beam 24 ' to avoid going into the spectrometer 58 ' are to be brought to interference, the further embodiment provides that an optical path of the reference arm 30 ' and an optical path of the measuring arm 26 ' from the beam generating unit 20 ' to the common optical fiber 32 ' differ by an amount that is greater than the working range of the coherence tomograph 18 ' is. In addition, according to the further embodiment, polarizing beam splitters or polarizing beam combiners can be dispensed with.

Gemäß der weiteren Ausführungsform ist ein proximales Ende der gemeinsamen optischen Faser 32' unmittelbar mit einem ersten Ausgang eines Strahlteiler 62' des optischen Kohärenztomographen 18' verbunden. Im dargestellten Fall handelt es sich um einen Ausgang des Strahlteilers 62', der einen größeren Intensitätsanteil eines entsprechenden Quellstrahls ausgibt. An einem distalen Ende der gemeinsamen optischen Faser 32' ist ein teilreflektierendes Element 36' angeordnet. Im dargestellten Fall handelt es sich dabei um ein gerade geschliffenes Faserende, das mit einem geeigneten Material wie beispielsweise Silber dampft ist, um die Reflexionseigenschaften in gewünschter Weise anzupassen. Am teilreflektierenden Element 36' wird ein Teil des durch die gemeinsame optische Faser 32' geführten Strahls reflektiert und als Referenzstrahl 24' zu dem Strahlteiler 62' zurückgeschickt. Ein durch das teilreflektierende Element 36' transmittierter Anteil des Strahls wird als Messstrahl 22' über eine Ablenkeinrichtung 66' zu einer Bearbeitungsstrahloptik 50' und auf das Messobjekt 28' geführt.According to the further embodiment, a proximal end is the common optical fiber 32 ' directly to a first output of a beam splitter 62 ' of the optical coherence tomograph 18 ' connected. In the case shown, it is an output of the beam splitter 62 ' , which emits a larger intensity component of a corresponding source beam. At a distal end of the common optical fiber 32 ' is a partially reflective element 36 ' arranged. In the case shown, this is a straight-cut fiber end that is vaporized with a suitable material such as silver in order to adapt the reflection properties in the desired manner. On the partially reflective element 36 ' becomes part of the common optical fiber 32 ' guided beam is reflected and used as a reference beam 24 ' to the beam splitter 62 ' sent back. One through the partially reflective element 36 ' The transmitted portion of the beam is called the measuring beam 22 ' via a deflector 66 ' to a processing beam optics 50 ' and on the target 28 ' guided.

Der von dem teilreflektierenden Element 36' zurücklaufende Referenzstrahl 24' wird über das proximale Ende der gemeinsamen optischen Faser 32' in den Strahlteiler 62' zurückgeführt und läuft von einem gegenüberliegenden Ausgang des Strahlteiler 62' zu einer Weglängeneinstellvorrichtung 40'. Diese umfasst ein zwischen unterschiedlichen Einstellpositionen verlagerbares Einstellelement 42', das neben einer Linse einen Spiegel 46' umfasst, der sich im Brennpunkt der Linse befindet. Durch verlagern dieses Einstellelements 42' kann die optische Weglänge des somit gebildeten Referenzarms 30' an eine veränderliche optische Weglänge des Messarms 26' angepasst werden. Die Verlagerbarkeit des Einstellelements 42' ist in 2 durch einen großen Doppelpfeil angedeutet. Dadurch, dass das Einstellelement 42' über einen Spiegel 46' verfügt, ist es gemäß der weiteren Ausführungsform nicht erforderlich, ein Faserende zu bewegen, wenn eine Weglänge mittels der Weglängeneinstellvorrichtung 40' eingestellt werden soll. Hingegen kann ein Faserende, aus dem zur Weglängeneinstellvorrichtung 40' ausgekoppelt werden soll, ortsfest und somit mechanisch zuverlässig verbaut werden.The one from the partially reflective element 36 ' returning reference beam 24 ' is over the proximal end of the common optical fiber 32 ' into the beam splitter 62 ' returned and runs from an opposite exit of the beam splitter 62 ' to a path length adjustment device 40 ' . This includes an adjustment element that can be displaced between different adjustment positions 42 ' that has a mirror next to a lens 46 ' which is at the focal point of the lens. By moving this adjustment element 42 ' can be the optical path length of the reference arm thus formed 30 ' to a variable optical path length of the measuring arm 26 ' be adjusted. The movability of the adjustment element 42 ' is in 2 indicated by a large double arrow. By having the adjustment element 42 ' over a mirror 46 ' has, according to the further embodiment, it is not necessary to move a fiber end when a path length by means of the path length setting device 40 ' set shall be. On the other hand, a fiber end from which the path length adjustment device 40 ' is to be decoupled, installed in a stationary and thus mechanically reliable manner.

Vom Spiegel 46' der Weglängeneinstellvorrichtung 40' wird der Referenzstrahl 24' zum Strahlteiler 62' zurückgeführt und tritt aus einem der gemeinsamen optischen Faser 32' benachbarten Anschluss des Strahlteilers 62' aus, der zu einem weiteren Spiegel 68' führt. Von dort wird der Referenzstrahl 24' wiederum über den Strahlteiler 62' zu einem Zirkulator 60' der Strahlerzeugungseinheit 20' zurückgeführt.From the mirror 46 ' the path length adjustment device 40 ' becomes the reference beam 24 ' to the beam splitter 62 ' returned and emerges from one of the common optical fibers 32 ' adjacent connection of the beam splitter 62 ' from that to another mirror 68 ' leads. From there the reference beam 24 ' again via the beam splitter 62 ' to a circulator 60 ' the beam generation unit 20 ' returned.

Somit wird ein Versatz zwischen korrespondierenden Strahlkomponenten dadurch erzeugt, dass der Referenzstrahl 24' lediglich bis zum distalen Ende der gemeinsamen optischen Faser 32' läuft, wohingegen der Messstrahl 22' vom teilreflektierenden Element 36' weiter bis zum Messobjekt 28' und von dort wieder zurück geführt ist. Das entsprechende dem Referenzarm 30' an dieser Stelle fehlende optische Wegstück wird von der Weglängeneinstellvorrichtung 40' und einem Abschnitt des Strahlteiler 62' zu dem weiteren Spiegel 68' führt.Thus, an offset between corresponding beam components is generated by the fact that the reference beam 24 ' only up to the distal end of the common optical fiber 32 ' runs, whereas the measuring beam 22 ' from the partially reflective element 36 ' further to the measurement object 28 ' and is led back from there. The corresponding to the reference arm 30 ' The optical path section missing at this point is determined by the path length adjustment device 40 ' and a portion of the beam splitter 62 ' to the further mirror 68 ' leads.

In einer Abwandlung dieser Ausführungsform kann anstelle des teilreflektierenden Elements 36' am Ende der gemeinsamen optischen Faser 32' ein teildurchlässiger Spiegel in der Ablenkeinrichtung 66' vorgesehen sein, hinter dem ein zusätzlicher Spiegel angeordnet ist, sodass der Referenzstrahl 64' an diesem zusätzlichen Spiegel reflektiert und von dort in die gemeinsame optische Faser 32' zurückgeschickt wird.In a modification of this embodiment, instead of the partially reflective element 36 ' at the end of the common optical fiber 32 ' a partially transparent mirror in the deflector 66 ' be provided, behind which an additional mirror is arranged so that the reference beam 64 ' reflected at this additional mirror and from there into the common optical fiber 32 ' is returned.

Die 3 und 4 zeigen alternative Weglängeneinstellvorrichtungen 140, 240. Diese können sowohl in der Messvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als auch in der Messvorrichtung 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel alternativ zu den dort beschriebenen Weglängeneinstellvorrichtungen 40, 40' verwendet werden. Zudem können sämtliche hierin beschriebene Weglängeneinstellvorrichtungen 40, 40', 140, 240 entweder in einem Referenzarm oder in einem Messarm verbaut werden. Im letzteren Fall kann im Referenzarm ein zusätzlicher Faserabschnitt vorgesehen sein, der die Längen beispielsweise derart angleicht, dass Messarm und Referenzarm für eine mittlere Einstellposition der entsprechenden Einstellelemente 42, 42', 142, 242 aufeinander abgestimmt sind. Des Weiteren können sowohl der Referenzarm als auch der Messarm jeweils mit einer Weglängeneinstellvorrichtung versehen sein.The 3 and 4th show alternative path length adjusting devices 140 , 240 . These can be in the measuring device 10 according to the first embodiment as well as in the measuring device 10 ' according to the second embodiment as an alternative to the path length adjustment devices described there 40 , 40 ' be used. In addition, all of the path length adjustment devices described herein 40 , 40 ' , 140 , 240 be installed either in a reference arm or in a measuring arm. In the latter case, an additional fiber section can be provided in the reference arm which adjusts the lengths, for example, in such a way that the measuring arm and reference arm for a mean setting position of the corresponding setting elements 42 , 42 ' , 142 , 242 are coordinated. Furthermore, both the reference arm and the measuring arm can each be provided with a path length adjustment device.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten alternativen Weglängeneinstellvorrichtung 140. Diese umfasst einen polarisierenden Strahlkombinierer 170, dessen Eingänge mit einer zuführenden Faser 172 und einer abführenden Faser 174 verbunden sind. Diese können beispielsweise Teil eines Referenzarms sein und die erste alternative Weglängeneinstellvorrichtung 140 in diesen einbinden. 3 shows a schematic representation of a first alternative path length setting device 140 . This includes a polarizing beam combiner 170 , its inputs with a feeding fiber 172 and a laxative fiber 174 are connected. These can for example be part of a reference arm and the first alternative path length adjustment device 140 include in this.

Ein aus dem kombinierenden Ausgang des polarisierenden Strahlkombinierers 170 austretender Strahl wird aufgeweitet und mittels einer ersten Linse 176 kollimiert. Der kollimierte Strahl tritt sodann durch eine Verzögerungsplatte 144 der Weglängeneinstellvorrichtung 140 hindurch. Hierbei handelt es sich im gezeigten Fall um ein λ/4-Plättchen.One from the combining output of the polarizing beam combiner 170 exiting beam is widened and by means of a first lens 176 collimated. The collimated beam then passes through a retardation plate 144 the path length adjustment device 140 through. In the case shown, this is a λ / 4 plate.

Anschließend wird der kollimierte Strahl zu einer zweiten Linse 178 geführt, die ihn auf einen Spiegel 146 fokussiert. Ein Abstand zwischen der zweiten Linse 178 und dem Spiegel 146 ist konstant. Die beiden optischen Elemente bilden gemeinsam ein Einstellelement 142 aus, das zwischen unterschiedlichen Einstellpositionen verlagerbar ist, wodurch eine Weglängeneinstellung ermöglicht wird. Die Verlagerbarkeit des Einstellelements 142 ist in 3 durch einen großen Doppelpfeil angedeutet.Then the collimated beam becomes a second lens 178 that led him to a mirror 146 focused. A distance between the second lens 178 and the mirror 146 is constant. The two optical elements together form an adjustment element 142 from, which is displaceable between different setting positions, whereby a path length setting is made possible. The movability of the adjustment element 142 is in 3 indicated by a large double arrow.

Vom Einstellelement aus läuft der Strahl zurück zum polarisierenden Strahlkombinierer 170 und verlässt diesen zu der abführenden Faser 174 hin.From the setting element, the beam travels back to the polarizing beam combiner 170 and leaves this to the laxative fiber 174 down.

Ist der zur Weglängeneinstellvorrichtung 140 geführte Strahl, beispielsweise ein Referenzstrahl, linear polarisiert, trifft dieser linear polarisiert auf die Verzögerungsplatte 144, sodass er zirkular polarisiert aus dieser austritt. Am Spiegel 146 wird die Polarisation dann in bekannter Weise umgekehrt, sodass das reflektierte Licht in umgekehrter Richtung zirkular polarisiert ist. Tritt dieses Licht beim Zurücklaufen erneut durch die Verzögerungsplatte 144 hindurch, wird wiederum linear polarisiertes Licht erzeugt, dessen Polarisationsrichtung senkrecht zu der Polarisationsrichtung des einlaufenden Strahls steht. Da der polarisierende Strahlkombinierer bei den beschriebenen Durchgängen die Polarisationsrichtung des Strahls insgesamt einmal um 90° dreht und somit die durch Verzögerungsplatte 144 und Spiegel 146 verursachte Polarisationsänderung kompensiert, entspricht die Polarisation des durch die zuführende Faser 172 zugeführten Lichts der Polarisation des durch die abführenden Faser 174 abgeführten Lichts, sodass die Polarisation des Lichts durch die Weglängeneinstellvorrichtung 140 als Ganzes nicht verändert wird. Polarisationsrichtungen sind in 3 durch kleine Pfeile veranschaulicht.Is the one for the path length adjuster 140 guided beam, for example a reference beam, linearly polarized, this strikes linearly polarized on the retardation plate 144 so that it emerges from it circularly polarized. At the mirror 146 the polarization is then reversed in a known manner so that the reflected light is circularly polarized in the opposite direction. If this light re-emerges through the retardation plate when going back 144 through, linearly polarized light is again generated, the polarization direction of which is perpendicular to the polarization direction of the incoming beam. Since the polarizing beam combiner rotates the polarization direction of the beam once by 90 ° in the described passages and thus rotates through the retardation plate 144 and mirror 146 If the change in polarization caused is compensated, the polarization corresponds to that of the feeding fiber 172 supplied light corresponds to the polarization of the outgoing fiber 174 discharged light, so that the polarization of the light by the path length adjustment device 140 as a whole is not changed. Directions of polarization are in 3 illustrated by small arrows.

Die erste alternative Weglängeneinstellvorrichtung 140 erlaubt es somit ebenfalls, ein Einstellelement 142 mit einem Spiegel 146 zu verwenden, sodass es nicht erforderlich ist, ein bewegtes Faserende vorzusehen. Zudem kann trotz kompakter Bauform ein großer Verstellweg erzielt werden.The first alternative path length adjuster 140 thus also allows an adjustment element 142 with a mirror 146 to use so that it is not necessary to provide a moving fiber end. In addition, a large adjustment path can be achieved despite the compact design.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten alternativen Weglängeneinstellvorrichtung 240. Diese ist ebenfalls an eine zuführende Faser 272 und eine abführenden Faser 274 angebunden. Ein zugeführter Strahl wird aus der zuführenden Faser 272 ausgekoppelt und mittels einer ersten Koppellinse 280 kollimiert. Der hierdurch erzeugte kollimierte Strahl wird durch eine Hauptlinse 282 auf einen Spiegel 246 der zweiten alternativen Weglängeneinstellvorrichtung 240 fokussiert. Von dort wird der Strahl durch die Hauptlinse 280 geführt und trifft kollimiert auf eine zweite Koppellinse 284, mittels derer der in die abführenden Faser 274 eingekoppelt wird. 4th shows a schematic representation of a second alternative path length adjustment device 240 . This is also on a feeding fiber 272 and a laxative fiber 274 tied up. An incoming beam is made from the incoming fiber 272 coupled out and by means of a first coupling lens 280 collimated. The collimated beam thus generated is passed through a main lens 282 on a mirror 246 the second alternative path length adjustment device 240 focused. From there the beam goes through the main lens 280 guided and collimated hits a second coupling lens 284 , by means of which the in the laxative fiber 274 is coupled.

Der Strahl tritt dabei jeweils zu einer Mittelachse der Hauptlinse 282 versetzt durch diese hindurch. Die Hauptlinse 282 kann daher als einzelne Linse sowohl zum Fokussieren des einlaufenden Strahls auf den Spiegel 246 als auch zum Kollimieren des reflektierten Strahls verwendet werden. Ähnlich wie im Fall der ersten alternativen Weglängeneinstellvorrichtung 140 ist ein Abstand zwischen der Hauptlinse 282 und dem Spiegel 246 fest und die beiden werden gemeinsam als Einstellelement 242 wie mittels des Doppelpfeils in 4 angedeutet zwischen unterschiedlichen Einstellpositionen verlagert, um eine Weglängeneinstellung zu erreichen.The beam occurs in each case to a central axis of the main lens 282 offset through this. The main lens 282 can therefore be used as a single lens both to focus the incoming beam onto the mirror 246 as well as to collimate the reflected beam. Similar to the case of the first alternative path length adjuster 140 is a distance between the main lens 282 and the mirror 246 fixed and the two are used together as an adjustment element 242 as with the double arrow in 4th indicated shifted between different adjustment positions in order to achieve a path length adjustment.

Zusätzlich zu den beschriebenen Weglängeneinstellvorrichtungen 40, 40', 140, 240 können auch Weglängeneinstellvorrichtungen eingesetzt werden, die über wenigstens eine in ihrer Länge verstellbare Faser verfügen, die beispielsweise gezielt gedehnt wird, um eine optische Weglänge zu vergrößern.In addition to the path length adjustment devices described 40 , 40 ' , 140 , 240 Path length adjustment devices can also be used which have at least one length-adjustable fiber that is, for example, specifically stretched in order to increase an optical path length.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102013008269 A1 [0005]DE 102013008269 A1 [0005]
  • DE 102015015112 A1 [0005]DE 102015015112 A1 [0005]
  • DE 102017001353 A1 [0007]DE 102017001353 A1 [0007]
  • DE 102014216829 A1 [0008]DE 102014216829 A1 [0008]

Claims (14)

Messvorrichtung, insbesondere für ein Bearbeitungssystem (12, 12') zum Bearbeiten eines Werkstücks (14, 14') mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls (16, 16'), wobei die Messvorrichtung (10, 10') einen optischen Kohärenztomographen (18, 18') aufweist, der umfasst: - eine Strahlerzeugungseinheit (20, 20') zur Erzeugung eines Messstrahls (22, 22') und eines Referenzstrahls (24, 24'); - einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit (20, 20') erstreckenden Messarm (26, 26'), in dem der Messstrahl (22, 22') optisch führbar ist, sodass dieser auf ein Messobjekt (28, 28') projizierbar ist; und - einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit (20, 20') erstreckenden Referenzarm (30, 30'), in dem der Referenzstrahl (24, 24') optisch führbar ist und der den Messarm (26, 26') zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet, sodass der Messstrahl (22, 22') und der Referenzstrahl (24, 24') nach Durchlaufen des Messarms (26, 26') bzw. des Referenzarms (30, 30') zur Erzeugung eines Interferenzsignals überlagert werden können; wobei der Messarm (26, 26') und der Referenzarm (30, 30') zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen optischen Faser (32, 32') verlaufen.Measuring device, in particular for a machining system (12, 12 ') for machining a workpiece (14, 14') by means of a high-energy machining beam (16, 16 '), the measuring device (10, 10') being an optical coherence tomograph (18, 18 ') ), which includes: - A beam generating unit (20, 20 ') for generating a measuring beam (22, 22') and a reference beam (24, 24 '); - A measuring arm (26, 26 ') extending from the beam generating unit (20, 20') and in which the measuring beam (22, 22 ') can be guided optically so that it can be projected onto a measuring object (28, 28'); and - A reference arm (30, 30 ') extending from the beam generating unit (20, 20'), in which the reference beam (24, 24 ') can be guided optically and in which the measuring arm (26, 26') at least in its optical path length simulates so that the measuring beam (22, 22 ') and the reference beam (24, 24') can be superimposed after passing through the measuring arm (26, 26 ') or the reference arm (30, 30') to generate an interference signal; wherein the measuring arm (26, 26 ') and the reference arm (30, 30') run at least in sections in a common optical fiber (32, 32 '). Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der optische Kohärenztomograph (18) einen polarisierenden Strahlkombinierer (34) umfasst, der derart angeordnet ist, dass der Messstrahl (22) und der Referenzstrahl (24) mit unterschiedlicher Polarisation in die gemeinsame Faser (32) eingekoppelt werden.Measuring device according to Claim 1 , wherein the optical coherence tomograph (18) comprises a polarizing beam combiner (34) which is arranged such that the measuring beam (22) and the reference beam (24) are coupled into the common fiber (32) with different polarization. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der polarisierende Strahlkombinierer (24) derart eingerichtet ist, dass die Polarisation des Messstrahls (22) und die Polarisation des Referenzstrahls (24) in der gemeinsamen optischen Faser (32) um 90° zueinander verdreht sind.Measuring device according to Claim 2 , wherein the polarizing beam combiner (24) is set up such that the polarization of the measuring beam (22) and the polarization of the reference beam (24) in the common optical fiber (32) are rotated by 90 ° to one another. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich ein optischer Weg des Referenzarms (30') und ein optischer Weg des Messarms (26') von der Strahlerzeugungseinheit (20') zu der gemeinsamen optischen Faser (32') um einen Betrag unterscheiden, der größer als der Arbeitsbereich des Kohärenztomographen (18') ist.Measuring device according to one of the preceding claims, wherein an optical path of the reference arm (30 ') and an optical path of the measuring arm (26') from the beam generating unit (20 ') to the common optical fiber (32') differ by an amount that is larger than the working range of the coherence tomograph (18 '). Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Referenzarm (30, 30') ein zumindest teilreflektierendes Element (36, 36') umfasst, das den Referenzstrahl (24, 24') nach Durchlaufen der gemeinsamen optischen Faser (32, 32') wieder durch die gemeinsame optische Faser (32, 32') zurückschickt.Measuring device according to one of the preceding claims, wherein the reference arm (30, 30 ') comprises an at least partially reflective element (36, 36') which the reference beam (24, 24 ') after passing through the common optical fiber (32, 32') again back through the common optical fiber (32,32 '). Messvorrichtung nach Anspruch 5, wobei zwischen einem Ende (36) der gemeinsamen Faser (32) und dem zumindest teilreflektierenden Element (36) ein polarisierender Strahlteiler (38) angeordnet ist.Measuring device according to Claim 5 wherein a polarizing beam splitter (38) is arranged between one end (36) of the common fiber (32) and the at least partially reflective element (36). Messvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das zumindest teilreflektierende Element (36') unmittelbar an einem Ende (36') der gemeinsamen Faser (32') angeordnet ist.Measuring device according to Claim 5 wherein the at least partially reflective element (36 ') is arranged directly at one end (36') of the common fiber (32 '). Messvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das zumindest teilreflektierende Element (36') durch einen geraden Schliff des Endes (36') der gemeinsamen Faser (32') und/oder durch eine Beschichtung des Endes (36') der gemeinsamen Faser (32') gebildet ist.Measuring device according to Claim 7 wherein the at least partially reflective element (36 ') is formed by a straight cut of the end (36') of the common fiber (32 ') and / or by a coating of the end (36') of the common fiber (32 '). Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optische Kohärenztomograph (18, 18') eine Weglängeneinstellvorrichtung (40, 40', 140, 240) mit einem zwischen unterschiedlichen Einstellpositionen verlagerbaren Einstellelement (42, 42', 142, 242) umfasst, dessen Verlagerung eine Änderung der optischen Weglänge des Referenzarms (30, 30') und/oder des Messarms (26, 26') bewirkt.Measuring device according to one of the preceding claims, wherein the optical coherence tomograph (18, 18 ') comprises a path length adjustment device (40, 40', 140, 240) with an adjustment element (42, 42 ', 142, 242) that can be displaced between different setting positions, the displacement of which causes a change in the optical path length of the reference arm (30, 30 ') and / or of the measuring arm (26, 26'). Messvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Weglängeneinstellvorrichtung (140) eine Verzögerungsplatte (144), insbesondere ein λ/4-Plättchen, umfasst.Measuring device according to Claim 9 , wherein the path length setting device (140) comprises a retardation plate (144), in particular a λ / 4 plate. Messvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Einstellelement (40', 140, 240) einen Spiegel (46', 146, 246) umfasst.Measuring device according to Claim 9 or 10 wherein the adjustment element (40 ', 140, 240) comprises a mirror (46', 146, 246). Bearbeitungssystem zum Bearbeiten eines Werkstücks (14, 14') mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls (16, 16'), umfassend eine Bearbeitungsstrahlquelle (48, 48'), eine Bearbeitungsstrahloptik (50, 50') und eine Messvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messstrahl (22, 22') derart in dem Messarm (26, 26') optisch führbar ist, dass der Messstrahl (22, 22') in den Bearbeitungsstrahl (16, 16') einkoppelbar und über die Bearbeitungsstrahloptik (50, 50') auf das Werkstück (14, 14') projizierbar ist.Processing system for processing a workpiece (14, 14 ') by means of a high-energy processing beam (16, 16'), comprising a processing beam source (48, 48 '), processing beam optics (50, 50') and a measuring device (10, 10 ') One of the preceding claims, wherein the measuring beam (22, 22 ') can be optically guided in the measuring arm (26, 26') in such a way that the measuring beam (22, 22 ') can be coupled into the processing beam (16, 16') and via the Processing beam optics (50, 50 ') can be projected onto the workpiece (14, 14'). Bearbeitungssystem nach Anspruch 12, umfassend einen Bearbeitungskopf (52, 52'), wobei die gemeinsame optische Faser (32, 32') von einem ortsfesten Teil (54, 54') der Messvorrichtung (10, 10') zu dem Bearbeitungskopf (50, 50') führt.Processing system according to Claim 12 comprising a processing head (52, 52 '), wherein the common optical fiber (32, 32') leads from a stationary part (54, 54 ') of the measuring device (10, 10') to the processing head (50, 50 ') . Verfahren zur Durchführung optischer Kohärenztomographie mit einem Kohärenztomographen (18, 18'), insbesondere zur Überwachung einer Bearbeitung eines Werkstücks (14, 14') mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls (16, 16'), umfassend die Schritte: - Erzeugen eines Messstrahls (22, 22') und eines Referenzstrahls (24, 24') mittels einer Strahlerzeugungseinheit (20, 20') des optischen Kohärenztomographen (18, 18'); - optisches Führen des Messstrahls (22, 22') in einem Messarm (26, 26') derart, dass der Messstrahl (22, 22') auf ein Messobjekt (28, 28') projiziert wird; und - optisches Führen des Referenzstrahls (24, 24') in einem Referenzarm (30, 30'), der den Messarm (26, 26') zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet, sodass der Messstrahl (22, 22') und der Referenzstrahl (24, 24') nach Durchlaufen des Messarms (26, 26') bzw. des Referenzarms (24, 24') zur Erzeugung eines Interferenzsignals überlagert werden können; wobei der Messstrahl (22, 22') und der Referenzstrahl (24, 24') zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen optischen Faser (32, 32') optisch geführt werden.Method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph (18, 18 '), in particular for monitoring the processing of a workpiece (14, 14') by means of a high-energy processing beam (16, 16 '), comprising the steps: Generating a measuring beam (22, 22 ') and a reference beam (24, 24') by means of a beam generating unit (20, 20 ') of the optical coherence tomograph (18, 18'); - Optical guidance of the measuring beam (22, 22 ') in a measuring arm (26, 26') such that the measuring beam (22, 22 ') is projected onto a measuring object (28, 28'); and - optically guiding the reference beam (24, 24 ') in a reference arm (30, 30') which simulates the measuring arm (26, 26 ') at least in its optical path length, so that the measuring beam (22, 22') and the reference beam (24, 24 ') can be superimposed after passing through the measuring arm (26, 26') or the reference arm (24, 24 ') to generate an interference signal; wherein the measuring beam (22, 22 ') and the reference beam (24, 24') are optically guided at least in sections in a common optical fiber (32, 32 ').
DE102019002942.9A 2019-04-24 2019-04-24 Measuring device and method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph Active DE102019002942B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019002942.9A DE102019002942B4 (en) 2019-04-24 2019-04-24 Measuring device and method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019002942.9A DE102019002942B4 (en) 2019-04-24 2019-04-24 Measuring device and method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019002942A1 true DE102019002942A1 (en) 2020-10-29
DE102019002942B4 DE102019002942B4 (en) 2023-08-03

Family

ID=72839524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019002942.9A Active DE102019002942B4 (en) 2019-04-24 2019-04-24 Measuring device and method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019002942B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022117207A1 (en) 2020-12-04 2022-06-09 Lessmueller Lasertechnik Gmbh Method, device and machining system for monitoring a process for machining a workpiece by means of a high-energy machining beam
DE102021122438B3 (en) 2021-08-31 2022-12-29 Lessmüller Lasertechnik GmbH Measuring device, processing system and method for adjusting a measuring device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002084263A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-24 Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH Interferometric arrangement for determining the transit time of light in a sample
DE10351319A1 (en) * 2003-10-31 2005-06-16 Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH Interferometer for optical coherence tomography, e.g. for use with a medical scanning OCT-enabled endoscope, has a deflection mirror for beam deflection in the sample arm of the interferometer
US20080123092A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-29 Fujifilm Corporation Optical tomograph
DE102013008269A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Precitec Optronik Gmbh Processing head for a laser processing device
DE102014216829A1 (en) * 2014-08-25 2016-02-25 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Apparatus and method for temperature-compensated interferometric distance measurement in the laser machining of workpieces
DE102015015112A1 (en) * 2015-11-23 2017-05-24 Lessmüller Lasertechnik GmbH Apparatus and method for monitoring a machining process for material processing by means of an optical reference beam to compensate for dispersion effects
DE102017001353A1 (en) * 2017-02-13 2018-08-16 Lessmüller Lasertechnik GmbH Apparatus and method for monitoring a machining process for material processing by means of an optical measuring beam using temperature compensation
DE102018002420A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 A.L.L. Lasersysteme GmbH Method for determining the machining quality of a laser-assisted material processing

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002084263A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-24 Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH Interferometric arrangement for determining the transit time of light in a sample
DE10351319A1 (en) * 2003-10-31 2005-06-16 Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH Interferometer for optical coherence tomography, e.g. for use with a medical scanning OCT-enabled endoscope, has a deflection mirror for beam deflection in the sample arm of the interferometer
US20080123092A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-29 Fujifilm Corporation Optical tomograph
DE102013008269A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Precitec Optronik Gmbh Processing head for a laser processing device
DE102014216829A1 (en) * 2014-08-25 2016-02-25 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Apparatus and method for temperature-compensated interferometric distance measurement in the laser machining of workpieces
DE102015015112A1 (en) * 2015-11-23 2017-05-24 Lessmüller Lasertechnik GmbH Apparatus and method for monitoring a machining process for material processing by means of an optical reference beam to compensate for dispersion effects
DE102017001353A1 (en) * 2017-02-13 2018-08-16 Lessmüller Lasertechnik GmbH Apparatus and method for monitoring a machining process for material processing by means of an optical measuring beam using temperature compensation
DE102018002420A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 A.L.L. Lasersysteme GmbH Method for determining the machining quality of a laser-assisted material processing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022117207A1 (en) 2020-12-04 2022-06-09 Lessmueller Lasertechnik Gmbh Method, device and machining system for monitoring a process for machining a workpiece by means of a high-energy machining beam
DE102021122438B3 (en) 2021-08-31 2022-12-29 Lessmüller Lasertechnik GmbH Measuring device, processing system and method for adjusting a measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019002942B4 (en) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2113332B1 (en) Method of and laser device for working and/or joining of workpieces with poweracting and pilot lasers and at least one diffractive optical element
DE2802417C2 (en)
DE102015015112B4 (en) Device and method for monitoring a machining process for material machining using an optical measuring beam
EP1476716A1 (en) Low-coherence inferometric device for light-optical scanning of an object
DE102009007769A1 (en) Laser processing head with integrated sensor device for focus position monitoring
WO2020025200A1 (en) Measuring device for determining a distance between a laser machining head and a workpiece, laser machining system comprising same, and method for determining a distance between a laser machining head and a workpiece
DE102017114033B4 (en) Device and method for distance measurement for a laser processing system, and laser processing system
WO2002004884A1 (en) Low-coherence interferometric device for depth scanning an object
EP2895908A1 (en) Optical arrangement and light microscope
DE4136002A1 (en) MOIRE CONTOUR IMAGING DEVICE
EP1728045A1 (en) Low-coherence interferometric method and appliance for scanning surfaces in a light-optical manner
WO2018184934A1 (en) Optical arrangement for laser-interference structuring of a specimen
DE102019002942B4 (en) Measuring device and method for performing optical coherence tomography with a coherence tomograph
DE102017218494B4 (en) Processing device and method for processing a workpiece, in particular by welding
DE102019120398B3 (en) Laser processing system and method for a central alignment of a laser beam in a processing head of a laser processing system
EP1931939B1 (en) Interferometric measuring device
DE2505774C3 (en) Alignment device for a laser arrangement consisting of a power laser and an alignment laser
DE102007056254B4 (en) Device for processing a workpiece by means of parallel laser beams
DE102006001732A1 (en) Interferometric measuring device for measuring e.g. surface roughness, of object, has reference interferometer coupled with modulation interferometer, where mechanical coupling is provided between interferometers with backlash on reversal
EP1440334B1 (en) Method and a device for the combination of a first and second beam of rays
AT522419B1 (en) Measuring device for determining the bending angle
DE19600491C1 (en) Interferometric measuring device for surface characteristics
DE10324111B3 (en) Method and device for distributing the current density of a luminous flux
DE102006014766A1 (en) Interferometric measuring device for e.g. optical distance measurement in quality control, has reference and modulation interferometers, and dispersive optical component that is arranged in one of optical paths of reference interferometer
DE102019133009B4 (en) Device for illuminating a workpiece, method for its modification and method for measuring its surface

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: THUM, MOETSCH, WEICKERT PATENTANWAELTE PARTG M, DE

Representative=s name: THUM & PARTNER THUM MOETSCH WEICKERT PATENTANW, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final