DE19528198A1 - Verfahren zur Bestimmung der Intensitätsverteilung eines Laserstrahls - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Intensitätsverteilung eines LaserstrahlsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der
Intensitätsverteilung eines Laserstrahls, bei dem mindestens ein
leistungsreduzierter Diagnosestrahl vom Hauptstrahl abgezweigt werden kann, bei
dem einen Teil der Strahlungsenergie absorbierende Sensoren an vorbestimmten
Positionen angeordnet werden, und bei dem aus Meßwerten der Sensoren auf die
Intensitätsverteilung des Laserstrahls rückgeschlossen wird.
Ein zunehmendes Qualitätsbewußtsein in der produzierenden Industrie erfordert
eine ständige Überwachung der Produktionsmittel. Dies gilt insbesondere auch für
die Lasermaterialbearbeitung, bei der eine fortwährende Kontrolle der
Laserstrahlparameter für eine hohe Qualität des Bearbeitungsergebnisses
notwendig ist. Wichtige Laserstrahlparameter sind die Gesamtstrahlungsleistung,
die Lage des Strahlzentrums sowie der Strahlradius, die alle aus der
Intensitätsverteilung des Laserstrahls errechnet werden können.
Für die Überwachung von Lasern für die Materialbearbeitung bei hohen
Leistungen, etwa von CO₂-Lasern, mit einer Laserwellenlänge von 10,6 µm sind
nur wenige Detektortypen einsetzbar. Am gebräuchlichsten sind thermische
Detektoren, während Quantendetektoren wegen ihrer aufwendigen Kühlung nur
im Labor verwendet werden. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten
Detektoren ist, daß sie zu einem wirtschaftlich zu rechtfertigenden Preis nicht als
Arrays mit genügend vielen Einzelelementen, etwa 100 × 100, zur Verfügung
stehen, was für eine ausreichende Ortsauflösung der Intensitätsverteilung eines
Lasertrahls erforderlich wäre. Dieses Problem wird umgangen, indem der
Strahlquerschnitt abschnittsweise durch aufeinanderfolgende Meßschritte unter
Verwendung von nur wenigen Detektoren erfaßt wird.
So ist aus der DE-PS 38 12 091 C1 ein Verfahren zur Bestimmung der Lage eines
Laserstrahls bekannt, bei dem der Sensor auf einer vorbestimmten Bahn
schriftweise zwischen Strahlrand und Strahlzentrum bewegt wird, bei dem nach
jedem Schritt der Meßwert des Sensors registriert und zur Bestimmung des
Strahlrands und daraus der Lage der Strahlachse weiterverarbeitet wird. Zur
Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung angegeben, bei der die
Sensoren zwei Drahtpaare sind, die auf motorisch verschiebbaren
Gleitvorrichtungen befestigt sind. Dieses Verfahren ist auf die Bestimmung der
Strahllage von Laserstrahlen mit rotationssymmetrischer, elliptischer oder
rechteckförmiger Intensitätsverteilung beschränkt. Außerdem kann damit nicht die
Intensitätsverteilung des Laserstrahls in einer Strahlquerschnittsebene bestimmt
werden.
Eine Einrichtung zum Erfassen der radialen Intensitätsverteilung einer
Laserstrahlung ist aus der DE-PS 35 32 047 C2 bekannt. Ein rotierender
Wellenleiter kreuzt den Laserstrahl und führt einen dabei erfaßten Teilstrahl der
Laserstrahlung einem in der Drehachse fest angeordneten Detektor zu. Durch
einen Schriftmotor ist die Einrichtung verschiebbar, wodurch sukzessive der
gesamte Strahlquerschnitt erfaßt wird. Nachteilig an dieser bekannten Einrichtung
ist, daß zur Erfassung der Intensitätsverteilung über den gesamten
Strahlquerschnitt eine relativ ausgedehnte Meßzeit erforderlich ist.
An beiden bekannten Erfindungen ist von Nachteil, daß sie beim Einsatz eines
Lasers im Tast- oder Pulsbetrieb durch die zeitliche Versetzung der Messungen
bei jedem Schrift den Strahlquerschnitt eines anderen Laserpulses erfassen. Es
ist also nicht möglich, eine Momentaufnahme der Intensitätsverteilung über den
gesamten Strahlquerschnitt zu erfassen. Insbesondere läßt die Eignung für einen
Dauerbetrieb bei kurzer Meßwiederholungsfrequenz, die für eine verläßliche
online-Kontrolle von Laserparametern notwendig ist, zu wünschen übrig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art anzugeben, das die Bestimmung der Intensitätsverteilung eines
Laserstrahls unabhängig von der Betriebsart des Lasers, das heißt auch bei
einem gepulsten oder getasteten Laserstrahl, ermöglicht. Die Intensitätsverteilung
soll über die gesamte Strahlquerschnittsfläche bereits durch einen einzigen
Meßschritt erfaßt werden können.
Die genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Sensoren an bestimmten
Positionen längs einer Geraden in einer Strahlquerschnittsebene angeordnet
werden, wodurch die Sensoren streifenförmige Abschnitte der
Strahlquerschnittsfläche des Laserstrahls erfassen, daß der Meßwert jedes
Sensors registriert und der Position des jeweiligen Sensors auf der Geraden
zugeordnet wird, wobei diese Zuordnung eine Projektion der Intensitätsverteilung
des Laserstrahls auf die Gerade darstellt, daß Projektionen mit voneinander
verschiedenen Richtungen der Geraden in der Strahlquerschnittsebene ermittelt
werden, und daß dann aus diesen Projektionen die Intensitätsverteilung des
Laserstrahls mittels numerischer Inversionsverfahren und unter Ausnutzung von
vorgegebenen Symmetrieeigenschaften der Intensitätsverteilung des Laserstrahls
bestimmt wird. Durch eine gleichzeitige Aufnahme der notwendigen Projektionen
kann die Intensitätsverteilung eines Laserstrahls aus einem Meßschrift
rekonstruiert werden. Dies hat den Vorteil, daß die Information über die
Intensitätsverteilung eines Laserstrahls beispielsweise im Pulsbetrieb bereits aus
einem Einzelimpuls gewonnen werden kann. Die kurze Meßdauer bietet auch die
Möglichkeit die Messungen in kurzen Intervallen durchzuführen.
Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß die
Meßwerte durch eine in einer Strahlquerschnittebene liegende, sich über den
Rand der Strahlquerschnittsfläche hinaus erstreckende Anordnung von dicht
aneinandergereihten, je eine rechteckförmige Meßfläche aufweisenden Sensoren
erfaßt werden. Dabei wird der gesamte Strahlquerschnitt in seiner realen Größe
auf eine Sensoranordnung ohne optische Komponenten abgebildet, die eine hohe
Ortsauflösung der Projektion und damit der daraus gewonnenen
Intensitätsverteilung ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Anordnung von
Sensoren insbesondere durch parallel verlaufende, mit einer Meßspannung
beaufschlagte Drähte gebildet, wobei als Meßwert eine der von einem Draht
absorbierten Laserstrahlenergie entsprechenden Änderung der Meßspannung
erfaßt wird. Das Verfahren läßt sich mit einem Drahtgifter als Sensoranordnung
besonders einfach und kostengünstig durchführen und kann auch im Hauptstrahl
angewandt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Meßwerte durch Abbildung der Strahlquerschnittsfläche mittels einer
Zylinderlinse auf eine zeilenförmige Anordnung von dicht aneinandergereihten, je
eine etwa quadratische Meßfläche aufweisenden Sensoren erfaßt. Durch
Vorschaltung einer Zylinderlinse kann die Strahlquerschnittsfläche auch an eine
weniger ausgedehnte, zeilenförmige Sensoranordnung angepaßt werden. Dies
ermöglicht den Einsatz preiswerter thermischer Detektoren oder schneller
Quantendetektoren, die zwar nicht als Array jedoch als Zeile erhältlich sind.
Bei einer rotationssymmetrischen Intensitätsverteilung des Laserstrahls muß
vorteilhafterweise nur eine Projektion bestimmt werden, wobei die Lage der
Geraden in der Strahlquerschnittsebene beliebig gewählt werden kann. Für den in
der Praxis am häufigsten auftretenden Fall einer Rotationssymmetrie wird damit
die Durchführung des Verfahrens besonders einfach und schnell.
Auch bei einer achsensymmetrischen Intensitätsverteilung des Laserstrahls mit
zwei aufeinander senkrecht stehenden Symmetrieachsen müssen bei einem
erfindungsgemäßen Verfahren nur zwei Projektionen bestimmt werden, wobei die
Geraden parallel zu den Symmetrieachsen gewählt werden müssen. Dadurch
bleibt das Verfahren auch für elliptische und rechteckförmige
Intensitätsverteilungen, die neben rotationssymmetrischen Verteilungen in
kommerziellen Lasersystemen am häufigsten vorkommen, einfach durchzuführen.
Vorteilhafterweise wird zur Bestimmung mehrerer Projektionen einer
Intensitätsverteilung eines Laserstrahls die Gerade einer Anordnung von
Sensoren, gegebenenfalls zusammen mit der Zylinderlinse, nach jeder Messung
um einen vorgebbaren Winkel in einer Strahlquerschnittsebene gedreht. In dieser
Ausgestaltung wird nur eine Anordnung von Sensoren benötigt, die zur Aufnahme
jeweils einer weiteren Projektion in eine andere Richtung geschwenkt wird. Diese
Variante des Verfahrens läßt sich beispielsweise mittels eines Schriftmotors
durchführen.
Sollen mehrere Projektionen einer Intensitätsverteilung eines Laserstrahls
gleichzeitig bestimmt werden, so wird vorzugsweise für jede Projektion je ein
gesonderter abgezweigter Teilstrahl, gegebenenfalls nach Abbildung durch je eine
Zylinderlinse, durch eine Anordnung von Sensoren mit voneinander
verschiedenen Richtungen der Geraden erfaßt. Somit kann das
erfindungsgemäße Verfahren auch bei der Bestimmung mehrerer Projektionen,
etwa für eine unsymmetrische Intensitätsverteilung, in sehr kurzer Zeit
durchgeführt werden.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden aus einer ermittelten
Intensitätsverteilung eines Laserstrahls durch mathematische Verfahren die
Gesamtleistung des Laserstrahls als Integral der Intensitätsverteilung über die
Strahlquerschnittsebene, der Ort des Strahlzentrums als Schwerpunkt der
Intensitätsverteilung sowie der Strahlradius als Radius desjenigen Kreises um den
Schwerpunkt, über dessen Fläche die Intensitätsverteilung aufintegriert 86% der
Gesamtleistung ergibt, errechnet. Mit der Intensitätsverteilung liefert das
erfindungsgemäße Verfahren also auch die von ihr abhängigen Strahlparameter,
die beispielweise zur Überwachung eines Materialbearbeitungsvorgangs von
unmittelbarer Bedeutung sind.
Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren während eines mit dem
Laserstrahl erfolgenden Bearbeitungsvorgangs eines Werkstückes durchgeführt
und der dabei bestimmten Ort des Strahlzentrums und der bestimmte Strahlradius
als Vergleichswerte für die Regelung dieser Strahlparameter herangezogen.
Dadurch können die Strahlparameter beim Bearbeitungsprozeß konstant gehalten
werden, um eine hohe Qualität im Bearbeitungsergebnis zu ermöglichen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf Ausführungsbeispiele in der
Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen
Sensoranordnung,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Intensitätsverteilung mit
zugehöriger Projektion,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen
Sensoranordnung mit Zylinderlinse,
Fig. 4 eine Folge von Sensoranordnungen zur Aufnahme mehrerer
Projektionen einer Intensitätsverteilung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer
gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Projektionen.
Gemäß Fig. 1 sind zur Bestimmung der Intensitätsverteilung eines Laserstrahls 1
acht Sensoren 2 dicht aneinandergereiht an bestimmten Positionen x₁, i=1, . . . ,8,
längs einer Geraden g in einer Strahlquerschnittsebene E angeordnet. Jeder
Sensor 2 weist eine in der Strahlquerschnittsebene E liegende rechteckförmige
Meßfläche auf, wobei die gesamte Anordnung von Sensoren 2 sich über den
Rand ∂A der Strahlquerschnittsfläche A hinaus erstreckt. Dadurch erfassen die
Sensoren 2 streifenförmige Abschnitte ΔAi, i=1, . . . 8, der Strahlquerschnittsfläche
A. Als Sensoren 2 sind Thermoelemente eingesetzt, es können aber ebenso
Bolometer oder ternäre Halbleiterdetektoren verwendet werden.
In Fig. 2 ist die Strahlquerschnittsebene E samt Anordnung rechteckförmiger
Sensorenmeßflächen gegenüber Fig. 1 um 90° gedreht dargestellt und mit einem
zweidimensionalen x-y-Koordinatensystem versehen, wobei die x-Achse parallel
zur Geraden g gewählt wurde. In die dritte Dimension ist eine Gaußsche
Intensitätsverteilung l = l(x, y) eines Laserstrahls 1 aufgetragen, die sich über der
Strahlquerschnittsfläche A erhebt. Über der Geraden g ist eine Projektion p = p(xi),
i=1, . . . ,8, aufgetragen. Der Sensor 2 an der Position x₅ erfaßt beispielweise als
Meßwert 3 denjenigen Anteil an Strahlungsintensität, der auf den Abschnitt ΔA₅
der Strahlquerschnittsfläche A entfällt. Die Projektion p(x, y) ist also als
Flächenintegral der Intensitätsverteilung I(x, y) über die Abschnitte ΔA₅ der
Strahlquerschnittsfläche A zu verstehen. Die Ortsauflösung dieser diskreten
Verteilung p kann also über die Streifenbreite der rechteckförmigen Meßflächen
der Sensoren 2 vorgegeben werden.
Gemäß Fig. 3 wird ein Laserstrahl 1 auf eine Anordnung von längs einer Geraden
g in einer Strahlquerschnittsebene E dicht aneinandergereihter Sensoren 2 durch
eine Zylinderlinse 4 abgebildet. Dadurch wird die etwa kreisförmige
Strahlquerschnittsfläche A von zeilenförmig angeordneten, jeweils eine etwa
quadratische Meßfläche aufweisenden Sensoren 2 aufgenommen. Entsprechend
der Abbildungseigenschaften der Zylinderlinse 4 wird der Abschnitt ΔA und damit
der auf ihn abfallende Teil der Strahlungsintensität gebündelt und von einem
Sensor 2 aufgenommen. Die Projektion p entsteht analog zu Fig. 2. Durch den
gezielten Einsatz optischer Komponenten läßt sich also die Strahlgeometrie an die
Dimensionierung der Sensoren 2 anpassen.
Zur Bestimmung der Intensitätsverteilung eines Laserstrahls 1 mit elliptischer
Strahlquerschnittsfläche A ist die Aufnahme mehrere Projektionen pi erforderlich.
In den Fig. 4A bis Fig. 4F ist sind Anordnungen von Sensoren 2 längs Geraden gi,
i=1, . . . ,6, sowie die jeweils zugehörigen, in die Zeichenebene geklappten
Projektionen pi, i=1, . . . , 6, dargestellt. Die Lage der Anordnung einer Figur
unterscheidet sich von der jeweils vorangehenden durch Drehung der Geraden gi
um jeweils α = 30°. Bei weiterer Drehung um 30° für eine siebente Ausrichtung
würde sich die gleiche Projektion wie bei Fig. 4A ergeben. Man erkennt, daß
aufgrund der Symmetrie der Ellipse die Projektionen p₂ und p₄ beziehungsweise
p₃ und p₅ einander entsprechen. Aus dem formalen Zusammenhang der Radon-
Inversion, der allgemeinen Inversionsbeziehung für die Rekonstruktion einer
Verteilung aus Projektionen der Verteilung, läßt sich sogar ableiten, daß im Falle
einer elliptischen Intensitätsverteilung I bereits die Projektionen p₁ und p₄ längs
der Symmetrieachsen zur Berechnung genügen.
Sollen die zur Rekonstruktion einer Intensitätsverteilung I eines Laserstrahls 1
notwendigen Projektionen p gleichzeitig aufgenommen werden, so werden gemäß
Fig. 5 durch Strahlteiler 5 entsprechend viele Teilstrahlen 1 vom Hauptstrahl 1
abgezweigt. Jeder Teilstrahl 1 wird von einer Anordnung von Sensoren 2 erfaßt,
die sich jeweils durch die Richtungen ihrer Geraden g voneinander unterscheiden.
In Fig. 5 sind die Sensoranordnungen jeweils in die Ebene der Laserstrahlen 1
geklappt. Die Punkte sollen andeuten, daß je nach gewünschter Ortsauflösung
und vorgegebener Symmetrie der zu bestimmenden Intensitätsverteilung I eine
zur Rekonstruktion hinreichende Anzahl von Projektionen aufzunehmen ist.
Bezugszeichenliste
1 Laserstrahl
2 Sensor
3 Meßwert
4 Zylinderlinse
5 Strahlteiler
E Strahlquerschnittsebene
A Strahlquerschnittsfläche
ΔAi Abschnitte von A
δA Rand von A
g, gi Geraden
xi Positionen
α Winkel
x, y Koordinaten in E
I = I(x,y) Intensitätsverteilung
p, pi Projektionen
P Gesamtleistung
Z Strahlzentrum
r Strahlradius
2 Sensor
3 Meßwert
4 Zylinderlinse
5 Strahlteiler
E Strahlquerschnittsebene
A Strahlquerschnittsfläche
ΔAi Abschnitte von A
δA Rand von A
g, gi Geraden
xi Positionen
α Winkel
x, y Koordinaten in E
I = I(x,y) Intensitätsverteilung
p, pi Projektionen
P Gesamtleistung
Z Strahlzentrum
r Strahlradius
Claims (10)
1. Verfahren zur Bestimmung der Intensitätsverteilung eines Laserstrahls, bei dem
mindestens ein leistungsreduzierter Diagnosestrahl von einem Hauptstrahl
abgezweigt werden kann, bei dem einen Teil der Strahlungsenergie
absorbierende Sensoren an vorbestimmten Positionen angeordnet werden, und
bei dem aus Meßwerten der Sensoren auf die Intensitätsverteilung des
Laserstrahls rückgeschlossen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (2) an bestimmten Positionen (xi)
längs einer Geraden (g) in einer Strahlquerschnittsebene (E) angeordnet werden,
wodurch die Sensoren (2) streifenförmige Abschnitte (ΔAi) der
Strahlquerschnittsfläche (A) des Laserstrahls (1) erfassen, daß der Meßwert (3)
jedes Sensors (2) registriert und der Position (xi) des jeweiligen Sensors (2) auf
der Geraden (g) zugeordnet wird, wobei diese Zuordnung eine Projektion (p) der
Intensitätsverteilung (I) des Laserstrahls (1) auf die Gerade (g) darstellt, daß
Projektionen (p₁) mit voneinander verschiedenen Richtungen der Geraden (gi) in
der Strahlquerschnittsebene (E) ermittelt werden, und daß dann aus diesen
Projektionen (pi) die Intensitätsverteilung (I) des Laserstrahls (1) mittels
numerischer Inversionsverfahren und unter Ausnutzung von vorgegebenen
Symmetrieeigenschaften der Intensitätsverteilung (I) des Laserstrahls (1)
bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte (3) durch eine in einer
Strahlquerschnittsebene (E) liegende, sich über den Rand (δA) der
Strahlquerschnittsfläche (A) hinaus erstreckende Anordnung von dicht
aneinandergereihten, je eine rechteckförmige Meßfläche aufweisenden Sensoren
(2) erfaßt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Sensoren (2) insbesondere
durch parallel verlaufende, mit einer Meßspannung beaufschlagte Drähte gebildet
wird, wobei als Meßwert (3) eine der von einem Draht absorbierten
Laserstrahlungsenergie entsprechende Änderung der Meßspannung erfaßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte (3) durch Abbildung der
Strahlquerschnittsfläche (A) mittels einer Zylinderlinse (4) auf eine zeilenförmige
Anordnung von dicht aneinandergereihten, je eine etwa quadratische Meßfläche
aufweisenden Sensoren (2) erfaßt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer rotationssymmetrischen
Intensitätsverteilung (I) des Laserstrahls (1) nur eine Projektion (p) bestimmt
werden muß, wobei die Lage der Geraden (g) in der Strahlquerschnittsebene (E)
beliebig gewählt werden kann.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer achsensymmetrischen
Intensitätsverteilung (I) des Laserstrahls (1) mit zwei aufeinander senkrecht
stehenden Symmetrieachsen zwei Projektionen (pi) bestimmt werden müssen
wobei die Geraden (gi) parallel zu den Symmetrieachsen gewählt werden müssen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung mehrerer Projektionen (p₁) einer
Intensitätsverteilung (I) eines Laserstrahls (1) die Gerade (g) einer Anordnung von
Sensoren (2), gegebenenfalls zusammen mit der Zylinderlinse (4), nach jeder
Messung um einen vorgebbaren Winkel (α) in einer Strahlquerschnittsebene (E)
gedreht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Bestimmung mehrerer
Projektionen (pi) einer Intensitätsverteilung (I) eines Laserstrahls (1) für jede
Projektion (pi) je ein gesonderter abgezweigter Teilstrahl (1), gegebenenfalls nach
Abbildung durch je eine Zylinderlinse (4), durch eine Anordnung von Sensoren (2)
mit voneinander verschiedenen Richtungen der Geraden (g₁) erfaßt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß aus einer ermittelten Intensitätsverteilung (I) eines
Laserstrahls (1) durch mathematische Verfahren die Gesamtleistung (P) des
Laserstrahls (1) als Integral der Intensitätsverteilung (I) über die
Strahlquerschnittsebene (E), der Ort des Strahlzentrums (Z) als Schwerpunkt der
Intensitätsverteilung (1) sowie der Strahlradius (r) als Radius desjenigen Kreises
um das Strahlzentrum (Z), über dessen Fläche die Intensitätsverteilung (I)
aufintegriert 86% der Gesamtleistung (P) ergibt, errechnet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß es während eines mit dem Laserstrahl (1)
erfolgenden Bearbeitungsvorgangs eines Werkstückes durchgeführt wird und der
dabei bestimmte Ort des Strahlzentrums (Z) sowie der bestimmte Strahlradius (r)
als Vergleichswerte für die Regelung dieser Strahlparameter herangezogen
werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995128198 DE19528198A1 (de) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Verfahren zur Bestimmung der Intensitätsverteilung eines Laserstrahls |
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Publications (1)
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---|---|
DE (1) | DE19528198A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19841083A1 (de) * | 1998-09-09 | 2000-04-06 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Charakterisierung eines Strahlenbündels |
WO2000029807A2 (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-25 | Kla-Tencor Corporation | Detection system for nanometer scale topographic measurements of reflective surfaces |
DE10129274A1 (de) * | 2001-06-18 | 2003-01-02 | Prometec Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnostik und überwachung eines unfokussierten Laserstrahles von Hochleistungs-Laseranlagen |
DE202007015265U1 (de) * | 2007-11-01 | 2009-03-12 | STABILA Messgeräte Gustav Ullrich GmbH | Anordnung zum Abbilden einer linienförmigen Markierung |
DE102009039716B3 (de) * | 2009-08-28 | 2011-01-20 | Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg | Messverfahren zur zerstörungsfreien Analyse einer Schneebeschichtung und Messvorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens |
DE102012202874A1 (de) | 2012-02-24 | 2013-08-29 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Intensitätsverteilung einer längserstreckten Lichtquelle und Verwendung der Vorrichtung an einer Substratbeleuchtungseinrichtung |
CN103528676A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-22 | 西安炬光科技有限公司 | 一种半导体激光器光强分布测试方法及其装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4693599A (en) * | 1982-11-26 | 1987-09-15 | National Research Development Corporation | Apparatus for measuring light beam characteristics |
US4871250A (en) * | 1985-12-19 | 1989-10-03 | Amada Engineering Service Co., Inc. | Beam monitor for a high-output laser |
EP0350595A2 (de) * | 1988-07-14 | 1990-01-17 | Oerlikon-Contraves AG | Verfahren zum Messen schneller optischer Vorgänge und Vorrichtung dazu |
-
1995
- 1995-08-01 DE DE1995128198 patent/DE19528198A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4693599A (en) * | 1982-11-26 | 1987-09-15 | National Research Development Corporation | Apparatus for measuring light beam characteristics |
US4871250A (en) * | 1985-12-19 | 1989-10-03 | Amada Engineering Service Co., Inc. | Beam monitor for a high-output laser |
EP0350595A2 (de) * | 1988-07-14 | 1990-01-17 | Oerlikon-Contraves AG | Verfahren zum Messen schneller optischer Vorgänge und Vorrichtung dazu |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19841083C2 (de) * | 1998-09-09 | 2000-08-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Charakterisierung eines Strahlenbündels |
DE19841083A1 (de) * | 1998-09-09 | 2000-04-06 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Charakterisierung eines Strahlenbündels |
US8384903B2 (en) | 1998-11-18 | 2013-02-26 | Kla-Tencor Corporation | Detection system for nanometer scale topographic measurements of reflective surfaces |
WO2000029807A2 (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-25 | Kla-Tencor Corporation | Detection system for nanometer scale topographic measurements of reflective surfaces |
WO2000029807A3 (en) * | 1998-11-18 | 2000-11-23 | Kla Tencor Corp | Detection system for nanometer scale topographic measurements of reflective surfaces |
US7342672B2 (en) | 1998-11-18 | 2008-03-11 | Kla-Tencor Corporation | Detection system for nanometer scale topographic measurements of reflective surfaces |
DE10129274A1 (de) * | 2001-06-18 | 2003-01-02 | Prometec Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnostik und überwachung eines unfokussierten Laserstrahles von Hochleistungs-Laseranlagen |
DE202007015265U1 (de) * | 2007-11-01 | 2009-03-12 | STABILA Messgeräte Gustav Ullrich GmbH | Anordnung zum Abbilden einer linienförmigen Markierung |
EP2056067A2 (de) | 2007-11-01 | 2009-05-06 | Stabila Messgeräte Gustav Ullrich GmbH | Anordnung zum Abbilden einer linienförmigen Markierung |
DE102009039716B3 (de) * | 2009-08-28 | 2011-01-20 | Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg | Messverfahren zur zerstörungsfreien Analyse einer Schneebeschichtung und Messvorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens |
EP2290397A1 (de) | 2009-08-28 | 2011-03-02 | Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung | Messverfahren zur zerstörungsfreien Analyse einer Schneeschichtung und Messvorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens |
DE102012202874A1 (de) | 2012-02-24 | 2013-08-29 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Intensitätsverteilung einer längserstreckten Lichtquelle und Verwendung der Vorrichtung an einer Substratbeleuchtungseinrichtung |
DE102012202874B4 (de) * | 2012-02-24 | 2013-11-14 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Intensitätsverteilung einer längserstreckten Lichtquelle und Verwendung der Vorrichtung an einer Substratbeleuchtungseinrichtung |
CN103528676A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-22 | 西安炬光科技有限公司 | 一种半导体激光器光强分布测试方法及其装置 |
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