DE1565264A1

DE1565264A1 - Device for the local heating of an animate or inanimate object

Info

Publication number: DE1565264A1
Application number: DE19671565264
Authority: DE
Inventors: Roger Bel; Robert Guenot; Francois Laurent; Jaques Racinet
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1966-11-22
Filing date: 1967-11-17
Publication date: 1970-02-05
Also published as: FR1516012A; GB1163168A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lokalen Erhitzung eines belebten oder unbelebten Objektes beispielsweise für die Schweißung und ähnliche Arbeitsgänge oder für die Mikrochirurgie· Die Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet* dafl sie einen Laser und in dem Weg der von dem Laser ausgesandten Strahlung ein optisches System besitzt, das eine veränderliche. Brennweite besitzt* Die Erfindung umfaßt außerdem ein optiaohes System, dessen Strahlengang auf einer veränderlichen Brennweite konvergiert, die insbesondere im Hinblick auf ihre AnwendungThe invention relates to a device for local heating an animate or inanimate object, for example for welding and similar operations or for microsurgery The device is essentially characterized by * dafl they use a laser and in the path of the one emitted by the laser Radiation has an optical system that is variable. Focal length has * The invention also includes an optiaohes System whose optical path converges on a variable focal length, particularly with regard to its application

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auf die Einrichtung der vorstehend genannten Vorrichtung bestimmt ist. >is intended for the establishment of the aforementioned device. >

Es ist bekannt, daß gewisse Anwendungsfälle von Lasern, wie Schweißen, Schneiden, Bearbeitung von Werkstücken und dergleichen die Konzentrierung der Strahlungsenergie in einer kleinen Oberfläche oder in einem kleinen Volumen mittels einer optischen Vorrichtung erfordern, welche die Gesetze der Brechung oder Reflektion von Lichtwellen allein oder in Kombination ausnutzen. Die so erzielte Konzentration hängt von den Konvergenzeigenschaften des benutzten optischen Systems ab.It is known that certain applications of lasers, such as Welding, cutting, machining of workpieces and the like concentrating the radiant energy in one small surface area or in a small volume by means of an optical device which the laws the refraction or reflection of light waves alone or in combination. The concentration achieved in this way depends on the convergence properties of the optical system used.

Im falle eines zentrierten optischen Systems, das 'unter den Bedingungen einer Annäherung der geometrischen Optik arbeitet, hängt die Verteilung eines Lichtstromes in der Brennebene einzig von der Winkelverteilung am Eintritt des Systems ab_r Der mittlere quadratische Radiua des Brennfleckes (oder wenn es sich um einen nahezu elliptischen Fleck handelt, die Radien i) ist dann proportional dem fokalen Bildabstand des Systemes.In the case of a centered optical system that works under the conditions of an approximation of geometrical optics, the distribution of a luminous flux in the focal plane depends solely on the angular distribution at the entry of the system _r The mean square radiua of the focal spot (or if it is a is an almost elliptical spot, the radii i) is then proportional to the focal image distance of the system.

Von anderer Seite (Konferenz' der Herren Greunot, Racinet Bousquet von der Societe des Ingenieurs Soudeurs im Juni 1965, veröffentlicht in Soudage et Techniques Connexes, März-April 1966) ist gezeigt worden, daß zur Vornahme von Schmelzungen oder Tiefschweißungen ohne Materialverlust oder im Gegenteil von durchFrom another point of view (conference of Messrs. Greunot, Racinet Bousquet of the Societe des Ingenieurs Soudeurs in June 1965, published in Soudage et Techniques Connexes, March-April 1966) it has been shown that to carry out fusion or deep welds without loss of material or on the contrary From through

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vollständige Ausstoßung geschmolzene Flüssigkeit erhaltenen zylindrischen Löchern mittels eines lasers es zweckmäßig ist, gleichzeitig die Leistung, die Dauer und den mittleren Radius des Fleckes, auf den die einfallende Energie konzentriert wird, innerhalb sehr enger Grenzen einzustellen. Um den gewünschten mittleren Had!us zu erzielen, können mehrere Maßnahmen angewandt werden;complete expulsion of molten liquid obtained cylindrical holes by means of a laser it is expedient at the same time the power, the duration and the mean radius of the spot on which the incident energy is concentrated to be adjusted within very narrow limits. To get the desired Several measures can be used to achieve average had! us will;

Eine erste Maßnahme besteht in der Benutzung einer einzigen Optik von unveränderlichen optischen Charakteristiken, die man sämtlich zur Oberfläche des Stückes derart verschiebt, daß man die Abmessungen des Fleckes sich verändern läßt. Diese Methode mittels "Defokalisation" hat den Vorteil der Einfachheit, aber in der Praxis erweist sie sich als wenig sicher. Es ist nämlich zu beobachten, daß die Verteilung des auf den Fleck einfallenden Flusses ihre Form vollständig verändert, sobald man sich von der Brennpunktebene entfernt; in gewissen Fallen kann die Konzentration sogar örtlich ansteigen, wenn man defokalisiert. In der Praxis ist die räumliche Verteilung der Strahlen am Ausgang des Laser ziemlich komplex, so daß es unmöglich ist, mit Sicherheit die Entwicklung der Verteilung des einfallenden Stromes als Funktion der Defokalisierung' vorauszusehen. " . -A first measure is to use a single one Optics of invariable optical characteristics that one shifts all to the surface of the piece in such a way that that you can change the dimensions of the spot. This method by means of "defocalization" has the advantage of simplicity, but in practice it turns out to be less certain. It is namely to observe that the distribution of the on the stain incoming river changed its shape completely once one moves away from the focal plane; in certain cases the concentration can even increase locally if one defocalizes. In practice, the spatial distribution is the Rays at the exit of the laser are quite complex, so it is impossible to trace the distribution with certainty of the incident current as a function of the defocalization ' to foresee. ". -

Sine ändere Maßnahme kann darin bestehen, daß man eine Reihe austauschbarerOptiken benutzt. Diese lösung ist zwar sicherer aber teurer und ciit dem Mangel .beliafte", da.? sie keine lconti-Another measure may be to get a number interchangeable optics are used. This solution is more secure but more expensive and ciit the lack.

nuierliche Veränderung der Abmessung''des 2rermfleckes gestattet.Natural change in the dimension of the 2rerm stain is permitted.

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Infolgedessen wird es sehr schwierig und gegebenenfalls unmöglich, für jedes Material genaue, geschweige denn günstigste Arbeitsbedingungen zu erhalten. Andererseits führenwiederholte Änderungen der Optiken zu Schwierigkeiten der Zentrierung und Einstellung, welche die EinetaELttgei embark verzögern. Die letztgenannte Methode läßt sich mit derjenigen der Defokalisierung kombinieren, um die Erzielung einer Feinregelung komiementär zur Brennfleckdimension zu versuchen, aber die Mangel der Befokalisierung bleiben, wenn auch in vermindertem Maße bestehen» As a result, it becomes very difficult and possibly impossible to obtain precise, let alone most favorable, working conditions for every material. On the other hand, repeats lead Changes to the optics lead to difficulties in centering and adjustment, which delay the EinetaELttgei embark. The last-mentioned method can be combined with that of defocalization in order to achieve fine control to try to complement the focal point dimension, but the defocalization remains, even if to a lesser extent »

Die Einsetzung einer einzigen Optik von veränderlicher Brennweite gemäß der Erfindung bietet keine Schwierigkeiten, wie sie vorstehend genannt wurden. Um den Gebrauch einer solchen Optik zu vereinfachen, kann man sie derart ausführen, daß ihr Stirnseitenabstand festgelegt ist, aber dies ist nicht notwendig. Grundsätzlich bietet ihre Verwendung die folgenden Annehmlichkeiten und Vorteile:The implementation of a single optic of variable focal length according to the invention presents no difficulties, such as they have been mentioned above. In order to simplify the use of such optics, they can be designed in such a way that their end face spacing is fixed, but this is not necessary. Basically, their uses provide the following Conveniences and benefits:

Die Möglichkeit auf der Oberfläche des zu behandelnden Objektes einen Heizfleck zu erzeugen, dessen mittlerer Radiue zwischen gewissen Grenzen kontinuierlich einstellbar ist und der unabhängig von se±En Abmessungen dasselbe Verteilungsgesetz des Wärmestromes bietet;The possibility on the surface of the object to be treated to generate a heating spot, the middle radius of which is between is continuously adjustable to certain limits and the same distribution law of the heat flow regardless of se ± En dimensions offers;

die Möglichkeit, die Abmessung des mittleren Strahles des Brennfleckes als Funktion der auf dem Einstellring des Objektives aufgezeichneten Brennweite zu berechnen oder zu interpolieren?the possibility of the dimension of the central beam of the focal spot as a function of the adjustment ring of the lens to calculate or interpolate the recorded focal length?

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die Möglichkeit mit Genauigkeit und Einfachheit eine optische " Einregelung ohne die mit der Anwendung der Defokalisierung zwangläufig verbundenen Unsicherheiten vorzunehmen und ohne Rücksicht auf die angenommene Brennweite die Einstellung der Ebene des zu behandelnden 0bjektea gegenüber dem Objektiv vorzunehmen. Diese Einstellung, die vorzugsweise bei monochromatischem Idcht derselben Iiängenwelle wie diejenige des von dem Laser auagesandten Strahlenbündtla erfolgt, besteht darin, daß man mittels eines auf TJnendlioh eingestellten Suchers die Brennebene in Übereinstimmung mit der Ebene des Stückes bringt} in dem fall, wo der Stimseitenabstand unabhängig von der Brennweite ist,- braucht die Einstellung nicht modifiziert zu werden, wenn man die Brennweite sich ändern läßtjthe possibility of an optical one with accuracy and simplicity "Adjustment without the need to apply defocalization inevitably connected uncertainties and without taking into account the assumed focal length the setting of the Level of the object to be treated opposite the objective. This setting, which is preferred for monochromatic Same length wave as that of that Laser emitted Strahlbündtla takes place is that the focal plane by means of a viewfinder set to TJnendlioh in accordance with the level of the piece brings} in the case where the front side distance is independent of the focal length - the setting does not need to be modified if the focal length can be changed j

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die Möglichkeit, dank der sehr scharfen und systematischen optischen Einstellung ohne jede Defokalisierung visüel die Beaufschlagungsflache zwischen jeder Arbeitsperiode zu prüfen, ohne daß man die Einstellung abändern.müßte jthe possibility, thanks to the very sharp and systematic optical Adjustment without any defocalization visualizes the exposure area to be checked between each working period without changing the setting. j

die Möglichkeit, mi_#t Genauigkeit den Auftreffpunkt zu eieren, indem man als Optik die Konzentrierungsoptik selbst verwendet und so die Ungenauigkeitpn und Zentrlerabweiehung·» ausschaltet, die sich aus der Verwendung mehr oder weniger austauschbarer Optiken ergeben· Bekanntlich erfordert die Bildung des Brennpunktbildes eines Strahlenbündels im Unendlichen durch ein optisches System eine gewisse Komplizierungdie*·* · Systems, insbesondere eine erhöhte Oberfläohenssphl und V*r« ·the possibility mi _# t precision the point of impact to eieren by using concentrating optics even as optics and so the Ungenauigkeitpn and Zentrlerabweiehung · "switches off, from the use of more or less interchangeable lenses yield · known, requires the formation of focus image of a beam at infinity by an optical system a certain complication of the * · * · system, in particular an increased surface area and V * r «·

wendung verschiedener Gläser, wenn man dieses Bild gut korrigiertuse of different glasses if one corrects this picture well

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erhalten will. Sofern man außerdem von diesem System verlangt, daß es mittels geeigneter Verlagerungen seiner Bestandteile einen Aufbau von veränderlicher Brennweite darstellt, liegt es auf der Hand, daß man zur Erzielung eines passenden Bildes trotz dieser Veränderlichkeit ein komplexes System entwerfen muß.wants to receive. If one also demands of this system, that it represents a structure of variable focal length by means of suitable displacements of its components It is obvious that a complex system should be designed in order to achieve a suitable image despite this variability got to.

In dem besonderen Pail deinen Gegenstand der Erfindung darstellenden Vorrichtung, die eine Fokalisierung von veränderlicher Breite, vorzugsweise mit dem vorgeschriebenen Frontabstand des von einem Laser ausgesandten Strahlenbündel, d.h. enes parallelen monochromatischen Bündels von konstanter oder veränderlicher Öffnung vorsieht, kann man ein Lösung der Aufgabe mittels einer Optik versuchen, die von einer klassischen Optik mit veränderlicher Brennweite ausgeht. Die von der Erfindung vorgesehene besondere Optik bietet jedoch eine so befriedigende Lösung, daß es möglich erscheint, sie für diese Aufgabe aufgrund der Tatsache vorzusehen, daß seine Charakteristiken festgelegt sind, um einen vernünftigen Kompromiß zwischen den verschiedenen folgenden Gesichtspunkten |BU verwirklichen:In the special pail representing your subject matter of the invention Device that allows focussing of variable width, preferably with the prescribed front distance of one Beam emitted by a laser, i.e. a parallel monochromatic one Providing a bundle of constant or variable opening, the problem can be solved by means of optics try, which is based on a classic optics with variable focal length. The particular one contemplated by the invention However, optics offer such a satisfactory solution that it seems possible to use them for this task due to the fact that its characteristics are fixed in order to find a reasonable compromise between the various following points of view | Realize BU:

a) Man bedient sich am besten der Tatsache, daß das System ina) It is best to make use of the fact that the system is in

monochromatischem Licht arbeitet, um es so weit wie möglich; zumonochromatic light works to get it as far as possible; to

da
vereinfachen} insbesondere 4e* lediglioh die sphärische Aberatipnthere
simplify} in particular 4e * single the spherical Aberatipn

dee Systems in Betracht zu ziehen ist}dee systems is to be considered}

b) für die Herstellung der das optleohe System bildenden Linsenb) for the production of the lenses forming the optleohe system

verwendet man nur Glasaarten, die den Lasereffekten widerstehenonly use types of glass that can withstand laser effects

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, und vermeidet alle Verleimungsflächen mindestens in den Elementen, für welche die Energiedichte des Bündels am stärksten iat; , and avoids all gluing surfaces at least in the elements for which the energy density of the bundle is strongest;

c) man berechnet das optische System für die Grebrauchswellenlänge, z.B. jedoch ohne Beschränkung von 632,8 - 692,3 - 1060 oder 1150 mn und behandelt alle Luft-Glasgrenzflachen gegen Reflexionen beispielsweise mittels antireflektierender Doppelschicht vom Reflexionsminimum 0 zentriert über die Gebrauchswellenlänge j dies gestattet selbst bei Systemen von veränderlicher Wellenlänge mit einer erheblichen Anzahl von Luft-Glasgrenzflächen die Erzielung sehr hoher Leistungen; diese BeschicMtuigen sollen außerdem sehr erhebliche mechanische ■ und chemische Widerstandsfähigkeiten und hohe optische Eigenschaften, d,lu Fehlen einer Restabsorption und Diffusion gewährleisten, um den Lasereffekten zu widerstehen;c) one calculates the optical system for the abuse wavelength, e.g. but without limitation of 632.8 - 692.3 - 1060 or 1150 mn and treats all air-glass interfaces against Reflections, for example, by means of an anti-reflective double layer centered on the reflection minimum 0 over the usage wavelength j this allows even with systems of variable Wavelength with a significant number of air-glass interfaces allow very high performance to be achieved; these Load should also be very significant mechanical ■ and chemical resistance and high optical properties, d, lu ensure the absence of residual absorption and diffusion, to withstand the laser effects;

d) hat man einen großen Objektabstand, d.h. Abstand zwischend) one has a large object distance, i.e. distance between

dem Brennfleck und der dem Brennfleck am nächsten liegendenthe focal point and the one closest to the focal point

selbst Linsenoberfläche von mehreren Zentimetern so ergibt sich/bei kurzen Brennweiten während der verschiedenen Anwendungen der Lasej; für welche diese Systeme bestimmt sind eine vereinfachte Handhabung; even a lens surface of several centimeters results in / at short focal lengths during the various uses of the Lasej; for which these systems are intended a simplified handling;

e) man halt diesen Objektabstand bei den verschiedenen Brennweiten konstant»e) you keep this object distance at the different focal lengths constant"

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Außer den vorstehend angegebenen Besonderheiten ist die gemäß der Erfindung vorgesehene auf veränderliche Brennweite · konvergierende Optik in ihrem Aufbau dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens drei unterschiedliche auf gleicher Achse » angeordnete Elemente besitzt, nämlich ein erstes festliegendes konvergentes Element, ein zweites axial verschiebliches divergentes Element und ein drittes gleichfalls axial verschiebbares konvergentes Element; vorzugsweise kann man ein viertes festliegendes konvergentes Element vorsehen, das eine Peineinstellung des Brennfleckes auf dem zu behandelnden Objekt gestattet. Andere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In addition to the special features specified above, the variable focal length provided according to the invention is converging optics in their structure characterized in that they have at least three different on the same axis »Has arranged elements, namely a first fixed convergent element, a second axially displaceable divergent element Element and a third also axially displaceable convergent element; preferably one can do a fourth provide a fixed convergent element that has a pin adjustment of the focal point on the object to be treated. Other features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing.

Pig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung zum Zusammenschweißen von zwei Stücken}Pig. 1 shows schematically an embodiment of the invention for welding two pieces together}

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform des optischen systems mit dünnen Linsen und veränderlicher Brennweite für diese Vorrichtung.Fig. 2 shows schematically an embodiment of the optical systems with thin lenses and variable focal length for this device.

Das in. ?ig 1 dargestellte Gerät ist zum Verschweißen von zv/ei lie tails tücken 12 und 14 miteinander an der Stelle 16 bestirnt. Gemäß· der Erfindung wird die Schweißenergie durch einen Laser geliefert, der schematisch bei 18 dargestellt is-; und dessen Strahlung durch eine schematisch dargestellte konvergente Optik 20 nit kontinuierlich regelbarer BrennweiteThe device shown in FIG. 1 is designed for welding zv / egg lie tails 12 and 14 to one another at point 16. According to the invention, the welding energy is supplied by a laser, shown schematically at 18; and its radiation through a schematically illustrated convergent optics 20 with continuously adjustable focal length

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gebündelt wird. Zwischen dem Laser 18 und der Optik 20 ist ein Sucher 22 eingeschaltet, der zur Einstellung und Regelung des Laseratrahlenbündels dient. Dieser Sucher besitzt im Strahlengang einen Spiegel 24 und einen halb durchsichtigen Spiegel 26, "die gleichzeitig unter der Wirkung eine sohematisch durch gestrichelte Linien dargestellte Steuerung 28 entfern- bar sind. Gegenüber dem Spiegel 26 befinden aich eine Beleuchtungslampe 30 und ein Lichtkondensator 32, die ein paralleles Strahlenbündel auf den Spiegel schicken. Bin Filter 34 fängt zum großen !eil die Strahlen ab, deren Wellenlänge sich beträchtlich von derjenigen der Laserstrahlung unterscheidet. Gegenüber dem Spiegel 24 befindet sich ein Visiereinrichtung mit einem Okular 36, einem Fadenkreuz 38, einem Objektiv 40 und einem filter 42 ähnlich dem Filter 34. Diese Visiereinrichtung ist auf Unendlich eingestellt, und das Fadenkreuz 38 ist in der Brennebene des Objektivs angeordnet. is bundled. A viewfinder 22 is connected between the laser 18 and the optics 20 and is used for setting and regulating the laser beam. This viewfinder has in the beam path a mirror 24 and a semi-transparent mirror 26 'which entfern- the same time under the action of a controller shown sohematisch by dashed lines 28 are bar. Opposite the mirror 26 are Aich an illumination lamp 30 and a light-condenser 32, a A filter 34 intercepts for the most part the rays, the wavelength of which differs considerably from that of the laser radiation a filter 42 similar to filter 34. This sighting device is set to infinity and the crosshair 38 is located in the focal plane of the lens.

TJm das Gerät einzustellen, bringt man die Spiegel 24 und 26 in die dargestellte Lage, in der sie gegen die Achse des späteren Strahlenbündels der Lasers 18 unter einem Winkel von 45° geneigt sind, schaltet die Lampe 30 an und beobachtet durch die Visiereinrichtung. Die Stücke 12 und 14 werden von der Lampe beleuchtet, und wenn der Brennpunkt der Optik 20 mit der Stelle 16 zusammenfällt, sieht der Beobachter den Brennfleck auf dieser Stelle* Wenn die Einstellung diese Beobachtung To adjust the device, bring mirrors 24 and 26 in the position shown in which it is against the axis of the later beam of the laser 18 are inclined at an angle of 45 °, the lamp 30 switches on and observes through the sighting device. The pieces 12 and 14 are illuminated by the lamp, and if the focal point of the optics 20 with coincides with point 16, the observer sees the focal point at this point * If the setting makes this observation

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nicht liefert, verstellt man die Optik 20 entsprechend. Der Brennpunkt der Optik 20'wird so mit der Stelle 16 zur Deckung gebracht. Nach Ausschaltung der Spiegel 24 und 26 setzt man den laser in Betrieb. Das praktisch parallele und durch die Optik 20 konzentrierte Strahlenbündel des Lasers konvergiert auf der Stelle 16.does not deliver, the optics 20 are adjusted accordingly. The focal point of the optics 20 'becomes with the point 16 to Covered. After switching off the mirrors 24 and 26, the laser is put into operation. The practically parallel and through the optics 20 concentrated beam of the laser converges on the point 16.

Wenn die Schweißung an dieser Stelle beendet ist, kann die Arbeit überprüft werden, ohne daß man die Einstellung zu ändern braucht, indem man einfach die Lampe einschaltet und die Spiegel wieder in ihre dargestellte Lage bringt.If the weld is finished at this point, the work can be checked without having to change the setting by simply turning on the lamp and bringing the mirrors back to their position as shown.

Im Vorstehenden wurde dieses Gerät in Anwendung auf die Verschweiöung von zwei Stücken beschrieben. Es kann jedoch auch zum Lochen zum Schneiden, Einkerben zu Bearbeitungen unter Materialentfernung usw. sowie zu Mikrochirurgieoperationen verwendet werden.In the foregoing, this device has been described as being applied to the welding of two pieces. However, it can also be used for punching for cutting, notching for machining with removal of material, etc., as well as for microsurgery operations.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Optik 20 der Pig. 1 nach der Erfindung mit dünnen Linsen. In diesem Beispiel enthält die Optik vier Linsen 50, 52, 53, 54» die, wie schon erwähnt, aus einem gegen Lasereinflüsse widerstandsfähigen Glas, beispielsweise aus Glas der im Handel als"SOVIREL A 8866" bezeichnetenFig. 2 shows an embodiment of the optics 20 of the Pig. 1 according to the invention with thin lenses. In this example contains the optics have four lenses 50, 52, 53, 54, which, as already mentioned, are made of glass that is resistant to laser influences, for example made of glass known in the trade as "SOVIREL A 8866"

Type bestehen. Sie können durch nicht verleimte Einzelteile ersetzt werden, die aus einfachen durch einen Luftzwischenraum getrennten Linsen bestehen.Type exist. They can be replaced by non-glued individual parts consisting of simple lenses separated by an air gap.

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Die erste festliegende und konvergente Linse 50 gibt im Unendlichen ein reel^Bild, daa von der" zweiten Linse 52 aufgenommen wird. Diese ist divergent und axial aus der voll gezeichneten Stellung 52 bis in die unterbrochen gezeichnete Stellung 52' verschiebbar. In Anbetracht der relativ großen Leistung der ersten Linse 50 arbeitet diese divergierende Linse zwischen ihren Endstellungen mit sehr verschiedenen Vergrößerungen, so daß vorzugsweise deren Verhältnis größer als 2 ist. Man kann diese Anordnung verwenden, denn das System ist nicht dazu bestimmt, ein klassisches Einstellsystem aufzunehmen, daß vor die gesamte Optik gesetzt wird. "The first fixed and convergent lens 50 gives a real image at infinity, daa of the "second lens 52 is recorded. This is divergent and axially from the fully drawn position 52 to the broken line Position 52 'can be moved. In view of the relatively large power of the first lens 50, it works diverging lens between their end positions with very different magnifications, so that preferably their Ratio is greater than 2. One can use this arrangement because the system is not intended to be a classic one Adjustment system to include that set in front of the entire optics will. "

Das durch die Gruppe 50-52 gebildete virtuelle Bild wird seinerseits von der dritten Linse 53 aufgenommen, die konvergent und axial zwischen der voll dargestellten Stellung 53 und der unterbrochen dargestellten Stellung 53 axial verschieblich ist. Diese Linse liefert ein reelles Bild. Sie dient zur Stabilisierung des Bildes, indem sie ihm ein Vergrößerungskomplement gibt. Diese zusätzliche Vergrößerung ist von derselben Größenordnung, wie die Vergrößerungsvariierung der divergenten Linse 52. Das Produkt dieser beiden Vergrößerungen gestattet die Erzielung einer Gesamtvergrößerung, deren Amplitv^e- beispielsweise größer als sechsfach sein wird. LIit zwei beweglichen Vergrößerungselementen,, deren Vergrößerung zwischen 2 und 3 liegt, gestattet also die Gesamtoptik einer Vergrößerung höher als sechsfacheThe virtual image formed by the group 50-52 is in turn recorded by the third lens 53, which is convergent and is axially displaceable axially between the position 53 shown in full and the position 53 shown interrupted. This lens provides a real picture. It serves to stabilize the image by giving it a magnification complement gives. This additional magnification is of the same order of magnitude like the magnification variation of the divergent lens 52. The product of these two magnifications permits the Achieving a total enlargement, the amplitude of which, for example will be greater than six times. LIit two moveable Enlargement elements, the magnification of which is between 2 and 3, So the overall optics allows a magnification higher than sixfold

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Diese Ausführungsform gestattet auch noch die Erzielung \ * This embodiment also allows the achievement of \ *

eines anderen Vorteiles, nämlich, daß der optische Abstand beträchtlich größer ist als die kürzeste Brennweite· Durch das Spiel der aufeinanderfolgenden Vergrößerungen wird nämlichanother advantage, namely that the optical distance is considerably greater than the shortest focal length · through namely, the game of successive enlargements becomes

das endgültige Bild stark hinter die letzte Linse 54 ausgeworfen, die infolge-dessen unter konstanter Vergrößerung arbeitet. Diese Linse, die nur wahlweise anzuwenden ist, gestattet eine Feineinstellung der gesamten Optik.the final image is strongly ejected behind the last lens 54, which consequently under constant magnification is working. This lens, which can only be used optionally, allows fine adjustment of the entire optics.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung erlauben die nachstehend angegebenen Brennweiten P und Vergrößerungen G eine Variierung der resultierenden Brennweite von 14 bis 100 mm unter Bewahrung eines konstanten optischen Abstandes zwischen der vordersten Linsenfläche und dem Brennfleck von etwa⁴40 mm:In the practical implementation of the invention, the following focal lengths P and magnifications G allow the resulting focal length to be varied from 14 to 100 mm while maintaining a constant optical distance between the foremost lens surface and the focal spot of about ⁴ 40 mm:

Linse 50:1? = + 149,4 mm ·Lens 50: 1? = + 149.4 mm

Linse 5-2:P = - 31,5 mm, G veränderlich von 0,285 bis 0,61Lens 5-2: P = - 31.5 mm, G variable from 0.285 to 0.61

Linse 53:F = + 34,9 mm, F veränderlich von 0,313 bis 0,90Lens 53: F = + 34.9 mm, F variable from 0.313 to 0.90

Linse 54:F = + 1160 mm.Lens 54: F = + 1160 mm.

Grundsätzlich braucht die Brennweite der ersten Linse 50 nicht größer zu sein, als das 1,6-fache der längsten Brennweite des Gesamtsystems. Andererseits ist es zweckmäßig, daß der resultierende Erennfleck des Systems sich auf einem Abstand von der letzten Linse 5^- in der Größenordnung des 2,5-fachen der kürzesten Brenn_r weite des resultierenden Systems befindet»In principle, the focal length of the first lens 50 does not need to be greater than 1.6 times the longest focal length of the overall system. On the other hand, it is expedient that the resulting Erennfleck of the system to a distance from the last lens 5 ^ - 2.5 times in the order of the shortest focal length _r of the resulting system is "

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Claims

1. Device for the local heating of an animate or inanimate Object, for example for welding and similar operations or for microsurgery, thereby characterized in that the device has a laser and a convergent optical on the radiation path emitted by the laser Having a variable focal length system.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the The lenses forming the optical system are made of glass that is resistant to the effects of laser radiation.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the lenses forming the optical system do not bond with one another exhibit.

4. The device according to claim 1, characterized »that the optical system has at least 3 coaxially arranged elements, namely a first fixed and convergent element, a second axially displaceable divergent element and a third likewise displaceable, but convergent element and expediently a fourth stationary and having convergent element having a fine adjustment on the dee to Brennfleokes treated Objeifc permitted. . ·

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5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the focal length of the first element is at most equal to that 1.6 times the longest focal length of the entire optical system.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the ranges of variation of the two movable elements in each case are of the same order of magnitude such that the magnification of each of these elements is between 2 and 3 and their product is at least = 6.

7. Apparatus according to claim 4, characterized in that the resulting focal point of the system is at a distance from the fourth element is on the order of 2.5 times the shortest focal length.

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