DE4008605A1 - Multiplexer fuer einen kontinuierlichen hochleistungslaser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfah­ ren zum Aufteilen eines Hochleistungs-Laserbündels und insbeson­ dere auf eine derartige Einrichtung und ein derartiges Verfahren zur Verwendung bei der Durchführung industrieller Prozesse.

Es ist bekannt, einen Pulslaser unter Verwendung von x-Achsen­ und y-Achsen-Galvanometern zu multiplexen, um die Richtung des Hochleistungs-Laserbündels zu ändern und somit auszuwählen, wel­ che einer zweidimensionalen Anordnung von optischen bzw. licht­ leitenden Fasern das Laserstrahlbündel an seinen Eingangsenden empfängt. Die zweiten Enden der Fasern sind nahe der entsprechen, den Arbeitsplätze angeordnet, um einen industriellen Prozeß durchzuführen, beispielsweise Schneiden, maschinelle Bearbei­ tung etc. Die Galvanometer ändern die Richtung des Laserstrahl­ bündels nur zwischen den Pulsen, d. h. wenn kein Licht vorhan­ den ist. Derartige Multiplexer sind in der US-PS 47 39 162, in der DE-OS 37 42 553.6 beschrieben und derartige Vorrichtungen werden von der Firma Robolase Systems, Inc., Costa Mesa, Cali­ fornien, gefertigt. Jedoch können gewisse Prozesse, beispiels­ weise das Löten, nicht unter Verwendung eines gepulsten Hochlei­ stungslasers durchgeführt werden, da die hohe Spitzenleistung und die kurze Dauer der Pulse bewirken, daß das Lötmittel ver­ dampft und deshalb das zu lötende Material nicht löten. Löt­ arbeiten erfordern deshalb einen kontinuierlichen Hochleistungs­ laser. Wenn die bekannte multiplexierende Einrichtung mit einem kontinuierlichen Hochleistungslaser verwendet werden würde, wür­ de die Beschichtung bzw. der Belag an den Eingangsenden der Fa­ sern beschädigt werden, wenn die Adressierung der Galvanometer verändert wird. Dies liegt daran, daß, da die Galvanometer das Bündel abtasten, das Bündel die Faserbeschichtung aufgrund der Bündelbewegung zu verbrennen beginnt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine multi­ plexierende Einrichtung und ein Multiplexverfahren zu schaffen zur Verwendung mit einem kontinuierlichen Hochleistungslaser, der den Belag von lichtleitenden Fasern nicht beschädigt.

Erfindungsgemäß enthält eine Einrichtung zum Multiplexieren eines kohärenten kontinuierlichen Hochleistungs-Laserbündels mit einem ersten Pfad: Eine Einrichtung zum Unterbrechen der Ausbreitung des Lichtbündels entlang des ersten Pfades; eine Ablenkungsein­ richtung, die in dem ersten Pfad hinter der Unterbrechungsein­ richtung angeordnet ist, zum Verändern der Richtung von wenig­ stens einem Teil des Laserstrahlbündels in einen zweiten Pfad, wobei die Ablenkungseinrichtung die Richtung des anderen Pfades nur dann ändert, wenn die Unterbrechungseinrichtung die Ausbrei­ tung des Laserstrahlbündels unterbricht; eine erste Fokussierungs­ einrichtung, die in dem zweiten Pfad angeordnet ist und eine erste Fokusebene aufweist; und eine Anzahl von Mitteln zum Über­ tragen der Laserstrahlbündel, wobei von jedem Mittel ein Ende in der ersten Fokusebene angeordnet ist.

Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung zum Multiplexen eines kohärenten kontinuierlichen Laserstrahlbündels wird die Ausbrei­ tung des Laserstrahlbündels entlang eines ersten Pfades unter­ brochen; wenigstens ein Teil des Bündels in eine zweite Bahn ab­ gelenkt; die Richtung der zweiten Bahn nur dann verändert, wenn das Bündel unterbrochen ist; der Laserstrahl in die zweite Bahn fokussiert und der fokussierte Laserstrahl wird ausgesendet.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und vorteilen an­ hand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Regeleinrichtung für das Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Fließbild von einem Programm, das in einem Computer gemäß Fig. 2 verwendet ist.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung von einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm von einer Regeleinrichtung für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4.

Fig. 6 ist ein Fließbild von einem Programm, das in einem Com­ puter gemäß Fig. 5 verwendet ist.

In Fig. 1 ist ein kontinuierlicher Hochleistungslaser 10 gezeigt, der typisch ein Nd:YAG-Laser oder irgendein anderer Hochleistungs- Festkörper- oder Gaslaser ist, der von Ultraviolett (193 nm) bis zum nahen Infrarot (2 µm) arbeitet und typisch etwa 0,5 bis 1,5 Kilowatt kohärentes Licht bei 1,06 µm liefert, wie es durch das Strahlenbündel 12 angedeutet ist, das eine nicht abgelenkte erste Bahn aufweist. Neben dem Strahl 12 findet sich eine Unterbrechungs­ einrichtung, wie beispielsweise ein Ausblendungsspiegel 14 und ein Ausblendungsgalvanometer 16. Es könnte zwar ein mechanischer Strahlablenker verwendet werden, wie beispielsweise eine Spule mit einem darauf angebrachten Spiegel, aber der Adressierungsvor­ gang, der nachfolgend beschrieben wird, würde mehrere Größenord­ nungen langsamer sein und es würde eine Spiegelschwingung auftre­ ten. Ein Galvanometer ist viel schneller, typisch weniger als 20 Millisekunden, und da es Teil einer Gegenkopplungsschleife ist, ist ein Schwingen eliminiert und Stellungen sind thermisch stabi­ lisiert. Der Spiegel hat einen voll (100%) reflektierenden Überzug auf seiner Seite 17 und ist auf dem Galvanometer 16, beispiels­ weise ein Modell XY3035, gefertigt von General Scanning, Inc., Watertown, Mass., für eine Drehung zwischen zwei Stellungen ange­ bracht. Die erste Stellung, die in ausgezogenen Linien dargestellt ist, lenkt den Strahl 12 nicht ab, während die zweite Stellung, die in gestrichelten Linien dargestellt ist, die Strahlrichtung in eine abgelenkte zusätzliche Bahn 18 ändert, die in einer Strahl­ senke 20 endet, beispielsweise ein Leistungsmeßgerät Modell 213 der Firma Coherent, Inc., Palo Alto, Californien. Im allgemeinen befindet sich der Spiegel 14 in der zweiten Stellung, wenn die Adressierung der optischen Fasern (nachfolgend beschrieben) ver­ ändert wird, um eine Beschädigung ihrer Beschichtung zu verhin­ dern, wenn die erforderliche Faserbelichtungszeit abgelaufen ist, wenn eine Leistungsmessung erforderlich ist oder wenn ein Notzu­ stand besteht (nachfolgend beschrieben).

Wenn der Laserstrahl 12 nicht reflektiert wird, pflanzt er sich fort, bis er eine Ablenkungseinrichtung erreicht, wie beispiels­ weise einen ersten Adressierungsspiegel 22 und ein erstes Adres­ sierungsgalvanometer 24. Der Spiegel 22 hat einen teilweise re­ flektierenden, beispielsweise 50%, Überzug auf seiner Vorderseite 26 und einen Antireflexionsbelag auf seiner Rückseite 28. Der Spiegel 22 kann typisch ±16 optische Grade (±8 mechanische Grade, da der Einfallswinkel gleich Reflexionswinkel ist) von der 45° Mittelstellung gedreht werden, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Ein erster Teil des Strahls 12 wird durchgelassen, während ein zweiter Teil durch den Spiegel 22 in eine zweite Bahn 30 reflektiert wird. In der Bahn 30 ist eine erste Fokussierungseinrichtung angeordnet, wie beispielsweise eine erste, mit einem Antireflexionsbelag über­ zogene plankonvexe oder andersartige Linse 32, die eine erste Fo­ kussierungsebene 34 aufweist. Eine erste Anzahl von Mitteln zum Übertragen von Laserstrahlen, wie beispielsweise optische bzw. lichtleitende Fasern 36, haben entsprechende Eingangsenden 38, die in der Fokussierungsebene 34 angeordnet sind, vorzugsweise in einem Halter, wie er in der US-PS 47 44 627 beschrieben ist. Die Ausgangs­ enden der Fasern 36 (nicht gezeigt) sind an entsprechenden Arbeits­ plätzen (nicht gezeigt) angeordnet.

Im allgemeinen sind die Flexibilität desto größer und der Biege­ radius desto kleiner, je kleiner der Faserdurchmesser ist. So­ mit können die Ausgangsenden der Fasern 36 einfacher in der Nähe von schwierig zu erreichenden Stellen des Arbeitsstückes angeord­ net werden. Auch kleine Faserdurchmesser haben eine gute Strahl­ qualität. Da andererseits die Fleckgröße des injizierten Laser­ strahls kleiner als der Faserdurchmesser sein muß, um eine Faser­ beschädigung zu verhindern, können nicht zu kleine Durchmesser verwendet werden. Typisch können Faserdurchmesser zwischen etwa 100 und 1000µm verwendet werden.

Der erste Teil des Laserstrahls 12 verläuft weiter durch den Spiegel 22 entlang der ersten Bahn 12 und trifft auf eine zweite Fokussierungseinrichtung, wie beispielsweise eine zweite, mit einem Antireflexionsbelag überzogene plankonvexe oder andersar­ tige Linse 40, mit einer zweiten Fokussierungsebene 42. Die Spiegel 14 und 22 und die Linsen 32 und 40 sind von der Firma CVI Laser Corp., Albuquerque, New Mexico, erhältlich. Eine zwei­ te Anzahl von Mitteln zum Übertragen von Laserstrahlen, wie bei­ spielsweise optische bzw. lichtleitende Fasern 44, haben Ein­ gangsenden 46, die in der Ebene 42 angeordnet sind, und nicht gezeigte Ausgangsenden, die an entsprechenden Arbeitsplätzen (nicht gezeigt) angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Eingangs­ enden 38 und 46 und auch die Ausgangsenden der Fasern 36 und 44 so hergestellt, wie es in den US-Patentschriften 46 76 586 und 46 81 396 beschrieben ist, so daß die Beschichtung der Fasern 36 und 44 durch den injizierten oder emittierten Hochleistungs-Laser­ strahl nicht beschädigt wird.

Somit wird deutlich, daß die Drehung des Adressierungsspiegels 22 die Brennpunkte innerhalb der Ebenen 34 und 42 verändert und so­ mit bestimmt, welche der Fasern 36 und welche der Fasern 44 adres­ siert werden, d. h. in welche ein Laserstrahl injiziert wird. Da zu jeder Zeit zwei Fasern adressiert werden, d. h. eine der Fasern 36 und eine der Fasern 44, werden die Faserpaare so gewählt, daß sie die gleiche erforderliche Adressierungszeit haben. Wenn die Fasern 36 eine ausreichende Anzahl für die Anzahl von Ar­ beitsplätzen haben, dann kann der Spiegel 22 total reflektierend sein und die Linse 40 und die Fasern 44 können eliminiert werden.

In Fig. 2 ist ein Computer 200 gezeigt, wie beispielsweise ein IBM PC/AT, der durch einen Bus 202 mit einer 24-Bit-E/A-Karte 204 verbunden ist, beispielsweise ein Modell DDA-06 von der Fa. Metrabyte, Inc., Taunton, Massachusetts. Die Karte 204 liefert auf einem Bus 206 ein 16-Bit-Adressierungssignal zum Positionie­ ren der Galvanometer 16 und 24 und empfängt ein 1-Bit-Position- Quittierungssignal (POSQUIT) auf der Leitung 208, das Information dahingehend überträgt, wann sich die Galvanometer 16 und 24 be­ wegen sollen (logischer Pegel wechselt von 0 auf 1) und wann die Bewegung abgeschlossen ist (Rückkehr zu logisch 0). Die Karte 204 liefert auch ein Strobe A-(Adreß-)Signal auf einer 1-Bit-Leitung 210, um die Bewegung des Galvanometers 24 einzuleiten, ein Strobe D- (Ausblende-) Signal auf einer 1-Bit-Leitung 212, das die Be­ wegung des Galvanometers 16 einleitet, und ein N-Stop (Notstop-) Signal auf der 1-Bit-Leitung 214, das den Laser 10 abschaltet. Diese Signale werden geliefert an oder empfangen von einer Sig­ nalaufbereitungsschaltung 216, wie beispielsweise nicht-inver­ tierende Puffer des Typs LS244 von der Fa. Texas Instruments, Dallas, Texas. Ein Ausgangssignal aus der Signalaufbereitungs­ schaltung 216 wird an eine Leitung 218 angelegt und dann an eine Laserabschaltschaltung (nicht gezeigt), wie beispielsweise eine Blende, einen Q-Schalter, eine Speisespannungs-Abschaltung, eine Lasersteuerschaltung etc. Die Adreßsignale werden auf einen 16-Bit-Bus 220 abgegeben, das POSQUIT-Signal wird auf einer 1-Bit- Leitung 222 empfangen, das Strobe A-Signal wird auf einen 1-Bit- Bus 224 abgegeben, das Strobe D-Signal wird an einen 1-Bit-Bus 226 abgegeben, wobei alle an oder für das POSQUIT-Signal von der Galvanometer-Treiberschaltung 228 geliefert werden, die von der General Scanning Co. hergestellt wird. Die Treiberschaltung 228 liefert auf entsprechende Weise auf Kabeln 230 und 232 an die Galvanometer 16 und 24 analoge Ablenkungssignale und Leistung für einen Stellungssensor (nicht gezeigt) und eine Heizdecke (nicht gezeigt). Die Galvanometer 16 und 24 liefern auf entsprechende Weise auf Kabeln 234 und 236 an die Schaltung 228 ein Stellungs­ signal, ein selbsttätiges Verstärkungsregelsignal und ein Tempe­ ratursignal von Thermistoren (nicht gezeigt), die in den Galvano­ metern 16 bzw. 24 angebracht sind.

Fig. 3 zeigt ein Fließbild eines Programms, das in dem Computer 200 verwendet wird. Das Kästchen 300 gibt den Start des Programms an, wodurch eine Ausblendungsadresse generiert wird, wie es durch das Kästchen 302 angegeben ist. Vor der Generierung des Strobe D- Signals ist das POSQUIT-Signal eine logische 0. Als nächstes wird das Strobe D-Signal generiert, wie es durch das Kästchen 304 an­ gegeben ist, wodurch das POSQUIT-Signal 1 werden sollte, um anzu­ zeigen, daß sich das Galvanometer 16 bewegt. Dies wird durch das Entscheidungskästchen 306 überprüft. Wenn das POSQUIT-Signal nicht 1 ist, beispielsweise weil das Galvanometer 16 oder seine Treiber­ schaltung 228 defekt sind, oder irgend etwas das Galvanometer an einer Rotation hindert, dann wird, wie es durch das Kästchen 308 angegeben ist, das Not-Stop-Signal generiert, um den Laser abzu­ schalten. Wenn das POSQUIT-Signal 1 ist, d. h. wenn sich das Gal­ vanometer 16 richtig bewegt, dann wird, wie es durch das Entschei­ dungskästchen 310 angedeutet ist, eine Überprüfung durchgeführt, um zu sehen, ob das POSQUIT-Signal nach 0 zurückgekehrt ist, d. h. ob das Galvanometer 16 auf seiner Ausblendungsadresse ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird die Prüfung wiederholt.

Wenn das POSQUIT-Signal nach 0 zurückgekehrt ist, wodurch ange­ geben ist, daß das Galvanometer 16 und der Spiegel 14 in der Aus­ blendungsstellung sind, dann wird die Faseradresse generiert, wie es durch das Kästchen 312 angegeben ist. Dann wird ein Strobe A- Signal generiert, wie es durch das Kästchen 314 angegeben ist. Wenn, wie es durch den Entscheidungsblock 316 angegeben ist, das POSQUIT-Signal nicht 0 ist, dann wird das Not-Stop-Signal gene­ riert (Block 308). Wenn das POSQUIT-Signal 1 ist, dann wird, wie es durch den Entscheidungsblock 318 angedeutet ist, eine Prüfung durchgeführt, um zu sehen, ob das POSQUIT-Signal nach 0 zurückgekehrt ist. Wenn nicht, dann wird die Prüfung wiederholt, während die Bejahung bedeutet, daß das Galvanometer 24 und der Spiegel 22 an der gewählten Adresse sind, wie es durch den Entscheidungsblock 320 angegeben ist. Dann wird, wie es durch den Prozeßblock 322 angegeben ist, das adressierte Faserpaar für eine vom Benutzer spezifizierte Zeitdauer oder ein entsprechendes Intervall ange­ steuert. Anschließend wird eine Ausblendungsadresse generiert, wie es durch den Prozeßblock 302 angegeben ist, und das gesamte Verfahren wird wiederholt unter Verwendung der nächsten Faser­ paaradresse.

Das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel hat Ein­ schränkungen hinsichtlich der Anzahl von Faserpaaren, die adres­ siert werden können, aufgrund von Einschränkungen der Winkelver­ stellung der Galvanometer 16 und 24 und des Durchmessers der Lin­ se 32 und 40. Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4, 5 und 6 kann verwendet werden, um mehr Fasern zu adressieren. Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 dahingehend, daß in der ersten Bahn 12 eine Auslenkungseinrichtung, beispielsweise ein feststehender Spiegel 50, angeordnet ist, der einen teilweise reflektierenden Überzug, beispielsweise 50%, auf seiner Vorderseite 52 und einen anti-reflektierenden Überzug auf seiner Rückseite 54 aufweist. Ein dritter Teil des Strahlenbündels 12 wird in eine dritte Bahn 56 reflektiert, um auf eine Auslenkungseinrichtung zu treffen, wie beispielsweise einen zweiten adressierenden Spiegel 58, der eine teilweise reflektierende (beispielsweise 50%) Vorderseite 60 und eine Rückseite 62 mit einem Antireflexionsbelag aufweist. Der Spiegel 58 ist auf einem zweiten adressierenden Galvanometer 63 angebracht. Ein Teil des Strahlenbündels in der Bahn 56 wird in eine vierte Bahn reflektiert und dann auf eine dritte Fokussie­ rungseinrichtung, wie beispielsweise eine plankonvexe Linse 66 mit einer dritten Brennebene 68, um an den Enden 69 einer dritten Einrichtung fokussiert zu werden zur Übertragung von Laserstrah­ len, beispielsweise einer dritten Anzahl von lichtleitenden Fa­ sern 70. Die Eingangsenden 69 sind in einer Ebene 68 angeordnet. In ähnlicher Weise gelangt derjenige Teil des Strahls 56, der Laserstrahlen überträgt, die durch den Spiegel nicht ausgelenkt sind, zu einer vierten Fokussierungseinrichtung, beispielsweise eine plankonvexe Linse 72, mit einer vierten Brennebene 73, um auf die Eingangsenden 74 einer vierten Einrichtung zur Übertra­ gung von Laserstrahlen fokussiert zu werden, wie beispielsweise einer vierten Anzahl von lichtleitenden Fasern 76. Die Eingangs­ enden 74 sind in einer Ebene 73 angeordnet. Die Linsen 66 und 72 haben einen Antireflexionsbelag. Die übrigen Enden der lichtlei­ tenden Fasern 70 und 76 führen zu zusätzlichen Lötstationen.

Das Blockdiagramm in der Regeleinrichtung gemäß Fig. 5 für das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber Fig. 2 dadurch, daß eine 1-Bit-Leitung 500 zur Karte 204 ein Positions- Quittierungssignal (POSQUIT 1) vom Galvanometer 16 überträgt, eine 1-Bit-Leitung 502 zur Schaltkarte 204 ein Positions-Quittierungs­ signal (POSQUIT 2) von den Galvanometern 24 und 63 überträgt, eine 1-Bit-Leitung 504 an die Signalaufbereitungsschaltung 216 ein Strobe A-Signal bezüglich des Galvanometers 63 liefert und eine 1-Bit-Leitung 506 an die Signalaufbereitungsschaltung 216 ein Strobe B-Signal bezüglich des Galvanometers 24 liefert.

Weiterhin wird das Galvanometer 16 nicht beim Multiplexen benutzt, sondern stattdessen liefert die Karte 204 ein bipolares analoges Treibersignal auf der Leitung 508 an die Galvanometertreiber­ schaltung 510, die beispielsweise ein Modell CX660 von der General Scanning, Inc., sein kann. Das Galvanometer 16 kann ein Modell G 350DT der Fa. General Scanning, Inc., sein. Das Galvano­ meter 16 empfängt ein Steuersignal auf der Leitung 512 und lie­ fert ein Rückführungssignal auf der Leitung 514 an die Treiber­ schaltung 510. Die Steuer- und Spannungssignale auf der Leitung 512 sind ähnlich denjenigen, die vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 für die Signale auf den Leitungen 230 und 232 beschrieben wurden, während die Rückführungssignale auf der Leitung 514 ähn­ lich den Signalen auf den Leitungen 234 und 236 in Fig. 2 sind.

Die Signalaufbereitungsschaltung 216 empfängt ein POSQUIT 2-Sig­ nal auf einer 1-Bit-Leitung 516 von der Signalaufbereitungsschal­ tung 228 und liefert an diese das Strobe A-Signal auf der 1-Bit- Leitung 518 und das Strobe B-Signal auf der 1-Bit-Leitung 520. Fer­ ner empfängt die Signalaufbereitungsschaltung 216 ein POSQUIT 1- Signal 522 von der Treiberschaltung 510. Die übrigen Leitungen führen die gleichen Signale wie die entsprechend bezeichneten Leitungen in Fig. 2.

Fig. 6 zeigt ein Fließbild für den Computer 200 in Fig. 4. Der Anschlußblock 300 zeigt den Start des Programms, wodurch eine analoge Ausblendeadresse auf der Leitung 508 (s. Fig. 5) ge­ neriert wird, wie es durch den Verarbeitungsblock 302 dargestellt ist. Als nächstes wird durch den Entscheidungsblock 600 eine Prü­ fung durchgeführt, um zu sehen, ob das POSQUIT 1-Signal generiert ist, d. h. ob es auf logisch 1 ist. Wenn dies nicht der Fall ist, dann wird das Not-Stop-Signal generiert, wie es durch den Verar­ beitungsblock 308 angedeutet ist. Wenn das POSQUIT 1-Signal ge­ niert ist, dann wird, wie es durch den Entscheidungsblock 602 angegeben ist, eine Prüfung durchgeführt, um zu sehen, ob eine Änderung in der Faseradresse für das Galvanometer 63 erforderlich ist. Wenn dies nicht der Fall ist, dann verzweigt das Programm zum Entscheidungsblock 604.

Wenn die Antwort ja ist, dann wird die Adresse für das Galvanome­ ter 63 generiert, wie es durch den Verarbeitungsblock 606 angege­ ben ist. Als nächstes wird das Strobe A-Signal generiert (s. Ver­ arbeitungsblock 608). Dann wird, wie es durch den Entscheidungs­ block 610 angegeben ist, eine Prüfung durchgeführt, ob das POSQUIT 2-Signal auf logisch 1 ist. Wenn nicht, dann wird das Not-Stop- Signal generiert (Verarbeitungsblock 108). Wenn ja, dann wird, wie es durch den Entscheidungsblock 612 angegeben ist, geprüft, ob es auf logisch 0 zurückgekehrt ist. Wenn nein, wird die Prü­ fung wiederholt. Wenn ja, bedeutet dies, daß die Orientierung des Galvanometers 63 und des Spiegels 58 richtig ist, wie es durch den Block 614 angegeben ist. Anschließend wird, wie es durch den Entscheidungsblock 604 angegeben ist, eine Prüfung durchge­ führt, ob eine Adressenänderung für das Galvanometer 24 erforder­ lich ist, wobei diese Prüfung auch durchgeführt wird, wenn keine Adressenänderung für das Galvanometer 63 erforderlich ist (Block 602). Wenn dies nicht der Fall ist, dann werden alle op­ tischen bzw. lichtleitenden Fasern 36, 40, 70 und 76 (s. Fig. 4) für das vom Benutzer spezifizierte Zeitintervall angesteuert (Block 322), und das Programm kehrt zum Anfang zurück (Block 302), um mit der nächsten Adresse wiederholt zu werden.

Wenn die Antwort am Entscheidungsblock 604 ja ist, dann wird die Adresse für das Galvanometer 24 generiert (Verarbeitungsblock 616). Anschließend wird das Strobe B-Signal generiert (verarbeitungs­ block 618). Als nächstes wird, wie es durch den Entscheidungs­ block 620 angegeben ist, geprüft, ob das POSQUIT 2-Signal eine logische 1 ist. Wenn nein, dann wird das Not-Stop-Signal gene­ riert (Verarbeitungsblock 308). Wenn ja, wird geprüft, ob das POSQUIT 2-Signal auf eine logische 0 zurückgekehrt ist, wie es in dem Entscheidungsblock 622 angegeben ist. Wenn nein, wird die Prüfung wiederholt. Wenn ja, dann sind das Galvanometer 24 und der Spiegel richtig orientiert. Dann werden die Fasern ange­ steuert (Verarbeitungsblock 322) und das Programm kehrt zum Block 302 zurück).

Es sind jedoch noch weitere Ausführungsbeispiele möglich. Bei­ spielsweise kann die Unterbrechungseinrichtung anstelle des Aus­ blendungsgalvanometers 16 und des Ausblendungsspiegels 14 einen Q-Schalter aufweisen, der innerhalb der Kammer des Lasers 10 an­ geordnet ist, um den Laserbetrieb zu starten und zu stoppen. Ein derartiger Laser wird immer noch als ein kontinuierlicher und nicht als ein gepulster Laser betrachtet, so lange die Erregungs­ energie, die beispielsweise von Blitzlampen kommt, kontinuierlich vorhanden ist, außer für irgendeine erforderliche Notabschaltung. Weiterhin können auch Strahlteiler, Spiegel und Galvanometer ver­ wendet werden, um eine noch größere Anzahl von lichtleitenden Fa­ sern zu adressieren.

Claims (16)

1. Einrichtung zum Multiplexen eines kohärenten, kontinuier­ lichen Hochleistungs-Laserstrahls mit einer ersten Bahn, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung (14, 16) zum Unterbrechen der Ausbreitung des Lichtstrahls entlang der ersten Bahn (12)
eine Auslenkungseinrichtung (22), die in der ersten Bahn (12) hinter der Unterbrechungseinrichtung (14, 16) ange­ ordnet ist, zum Verändern der Richtung von wenigstens einem Teil des Laserstrahls in eine zweite Bahn (30), wobei die Auslenkungseinrichtung (22) die Richtung der anderen Bahn nur dann ändert, wenn die Unterbrechungsein­ richtung (14, 16) die Ausbreitung des Laserstrahls unter­ bricht,
eine erste Fokussierungseinrichtung (32), die in der zweiten Bahn (30) angeordnet ist und eine erste Brennebene (34) aufweist, und
eine erste Anzahl von Mitteln (36) zum Übertragen von Laserstrahlen, wobei jedes Mittel ein Eingangsende (38) aufweist, das in der ersten Brennebene (34) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laser (10) das kohärente Lichtbündel liefert.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (10) ein Nd:YAG-Laser ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungseinrichtung (14, 16) ein Galvanometer und einen auf dem Galvanometer angebrachten Spiegel aufweist zum Auslenken des Laserstrahls in eine zusätzliche Bahn (18).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zusätzlichen Bahn (18) eine Strahlsenke (20) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlsenke (20) ein Leistungsmeßgerät aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungseinrichtung (22, 24) ein erstes adressierendes Galvanometer und einen ersten adressierenden Spiegel aufweist, der auf dem Galvano­ meter angebracht ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (22) teilweise reflektierend ist, um einen Teil des Laserstrahls durchzu­ lassen, und ferner aufweist:
eine zweite Fokussierungseinrichtung (40), die in der Bahn des durchgelassenen Teils des Laserstrahls angeordnet ist und eine zweite Brennebene (42) aufweist, und
eine zweite Anzahl von Mitteln (44) zum Übertragen von Laserstrahlen, wobei jedes Mittel der zweiten Anzahl ein Eingangsende (46) aufweist, das in der zweiten Brennebene (42) angeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungseinrichtung (40) eine Linse aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse plankonvex ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzahl von Mitteln (36) zum Übertragen von Laserstrahlen optische bzw. licht­ leitende Fasern aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:
einen feststehenden, teilweise reflektierenden Spiegel (50), der in der ersten Bahn (12) zwischen der Unterbre­ chungseinrichtung (14, 16) und der Auslenkungseinrichtung (22) angeordnet ist, um einen Teil des Laserstrahls entlang einer dritten Bahn (56) zu liefern,
ein zweites adressierendes Galvanometer (63),
einen zweiten adressierenden, teilweise reflektierenden Spiegel (58), der in der dritten Bahn (56) angeordnet und auf dem zweiten Galvanometer (63) angebracht ist, um die Richtung von einem Teil des auftreffenden Laser­ strahls in eine vierte Bahn (64) zu ändern, wobei der zweite adressierende Spiegel (58) und das zweite adressie­ rende Galvanometer (64) die Richtung der vierten Bahn (64) nur ändern, wenn die Unterbrechungseinrichtung (14, 16) den Laserstrahl unterbricht, wobei der zweite adressie­ rende Spiegel (58) einen weiteren Teil des auftreffenden Laserstrahls in der dritten Bahn (56) überträgt,
dritte und vierte Fokussierungseinrichtungen (72, 36), die auf entsprechende Weise in den dritten und vierten Bahnen (56, 64) angeordnet sind und auf entsprechende Weise dritte und vierte Brennebenen (73, 68) aufweisen, und
dritte und vierte Anzahlen von Mitteln (76, 70) zum Über­ tragen von Laserstrahlen mit Enden, die auf entsprechende Weise in den dritten und vierten Brennebenen angeordnet sind.

13. Verfahren zum Multiplexen eines kohärenten kontinuier­ lichen Laserstrahls, gekennzeichnet durch:
Unterbrechen der Ausbreitung des Laserstrahls entlang einer ersten Bahn, Auslenken von wenigstens einem Teil des Strahls in eine zweite Bahn,
Verändern der Richtung der zweiten Bahn nur dann, wenn der Laserstrahl unterbrochen ist,
Fokussieren des Laserstrahls in der zweiten Bahn und Übertragen des fokussierten Lichtes.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des unterbrochenen Laserstrahls gemessen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Laserstrahls in der ersten Bahn nach dem Auslenkungsschritt übertragen wird, der übertragene Teil fokussiert wird und der fokus­ sierte Laserstrahl in der ersten Bahn übertragen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch:
teilweises Reflektieren des unterbrochenen Laserstrahls in eine dritte Bahn,
Auslenken eines Teils des teilweise reflektierten Laser­ strahls in eine vierte Bahn,
Ändern der Richtung der vierten Bahn nur dann, wenn der Laserstrahl unterbrochen ist,
Fokussieren des Laserstrahls in der vierten Bahn Übertragen des fokussierten Laserstrahls in der vierten Bahn,
Übertragen des Teils des Laserstrahls in der dritten Bahn nach dem Auslenkungsschritt,
Fokussieren des übertragenen Teils und
Übertragen des fokussierten Laserstrahls in der dritten Bahn.