EP3491446A1 - Device for deflecting laser radiation or deflecting light - Google Patents

Device for deflecting laser radiation or deflecting light

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Publication number
EP3491446A1
EP3491446A1 EP17740727.7A EP17740727A EP3491446A1 EP 3491446 A1 EP3491446 A1 EP 3491446A1 EP 17740727 A EP17740727 A EP 17740727A EP 3491446 A1 EP3491446 A1 EP 3491446A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lens
lens array
lenses
laser radiation
mirror
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.)
Withdrawn
Application number
EP17740727.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Iouri Mikliaev
Vitalij Lissotschenko
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.)
Lilas GmbH
Original Assignee
Lilas 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 Lilas GmbH filed Critical Lilas GmbH
Publication of EP3491446A1 publication Critical patent/EP3491446A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G02B27/0961—Lens arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/292—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by controlled diffraction or phased-array beam steering
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements

Definitions

  • the present invention relates to a device for deflecting a laser radiation, in particular for a SLS or an SLM method or a laser TV method, a device for
  • Deflecting light in particular for a Lidar or a Ladar method or for a scanning observation method or a tracking method, as well as an apparatus for performing an SLS or an SLM method or another
  • galvanic mirror scanning devices are used in the prior art to allow rapid movement of a focus range of laser radiation across a working plane permit, in which a metal powder or a polymer powder is located.
  • the scan speed achieved is approximately at a few meters per second.
  • the systems employed for the above methods must continue to be capable of allowing rapid jumps of the focus areas in the work plane from a first area to a second area spaced from the first area. This is because, for example, the area heated by the laser radiation requires time for cooling and heat diffusion is to be prevented. For example, if laser exposure were to occur through a focal region moving continuously over the working plane, uneven surface area heats could result because of heat transfer For example, depends on the shape of the cross section of the area to be heated.
  • the mirrors used in the prior art must be able to move very quickly and be accelerated very quickly.
  • the problem underlying the present invention is the provision of a device of the type mentioned above, with the fast movements and / or rapid jumps of focus areas are made possible in a working plane, in particular high laser powers can be used. Furthermore, a should
  • the device for deflecting a laser radiation comprises:
  • a first lens array with a plurality of side by side
  • a second lens array having a plurality of juxtaposed lenses disposed in the device such that, during operation of the device, the laser radiation transmitted through the first lens array at least partially passes through the second lens array
  • Lens arrays is arranged and the laser radiation passed through the first lens array deflects during operation of the device in the direction of the second lens array,
  • Laser power can be enabled.
  • rapid jumps of the focus area may be made possible from a first area to a second area spaced from the first area.
  • ten times higher scanning speeds can be achieved in the working plane without increasing the angular velocity of the mirrors or changing the focal length of the objective.
  • the device has a second movable, in particular rotatable or pivotable,
  • Mirror comprises, which deflects the laser radiation passed through the second lens array during operation of the device, preferably in the direction of the lens.
  • the device comprises first lens means disposed between the first lens array and the first one
  • the first lens means in particular as a converging lens, preferably as a spherical converging lens
  • the device can comprise second lens means which are arranged between the first mirror and the second
  • Lens array are arranged, wherein the second lens means
  • the first lens means and / or the second lens means may in this case be arranged in the apparatus such that they image the output-side focal plane of the first lens array into the input-side focal plane of the second lens array.
  • the speed with which the deflection angle changes or with which the focus area is moved in the working plane is significantly increased.
  • the speed can be increased over existing systems by a factor corresponding to the quotient of the focal length of the lens means and the focal length of the lenses of the lens array. This quotient can well be several dozen, so for example between 10 and 30 are.
  • the intensity of a focus area in the working plane in a region corresponding to a first diffraction order can become weaker, until it's almost zero, and in a second, from the first one
  • first lens means and / or the second lens means are arranged in the device in such a way that during operation of the device they Fourier-transform the laser radiation to be deflected.
  • the first mirror can be arranged in or in the region of the output-side Fourier plane of the first lens means and in or in the region of the input-side Fourier plane of the second lens means. Furthermore, the output-side focal plane of the first lens array of the input-side Fourier plane of the first
  • Lens means correspond or in the range of the input side
  • the Fourier plane of the first lens means may be arranged.
  • the input-side focal plane of the second lens array may correspond to the output-side Fourier plane of the second lens means or be arranged in the region of the output-side Fourier plane of the second lens means.
  • the device is a third
  • Lens disposed in the device such that during operation of the device through the first lens array
  • the third lens array passed laser radiation passes at least partially through the third lens array and the third lens array passed laser radiation passes at least partially through the second lens array.
  • Lens arrays is arranged, it can be ensured that in the region of the third lens array existing partial beams of the
  • Laser radiation in each case only enter into a lens of the second lens array. This minimizes losses.
  • the device comprises control means which move the first mirror at a first speed during operation of the device, in particular with a first one
  • Regions that correspond to different orders of diffraction, are gradually applied to the areas of the working plane lying between the first acted upon with laser radiation areas of the working plane with laser radiation.
  • the device for deflecting light comprises:
  • a first lens array with a plurality of side by side
  • a lens which is arranged on the side facing away from the first mirror side of the second lens array.
  • the device for deflecting light may optionally be in the
  • the device may deflect light instead of laser radiation when used for a scanning observation method or a tracking method.
  • a photodetector can be arranged in front of the first lens array.
  • the device can also deflect light formed as laser radiation when it is used for a lidar or a ladar method.
  • the device for carrying out an SLS or an SLM method or another scanning method comprises a device according to the invention for deflecting a laser radiation or a device according to the invention for deflecting light.
  • Fig. 1 is a schematic view of a first embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically a movement of the focus area with the
  • Device deflected laser radiation in a working plane
  • Fig. 3 is a schematic view of a second embodiment of a device according to the invention.
  • the illustrated in Fig. 1 embodiment of a device for deflecting laser radiation 1 comprises a first lens array 2, which has a plurality of juxtaposed lenses 3.
  • These lenses 3 can be arranged next to each other cylindrical lenses whose cylinder axes perpendicular to the
  • Direction may be aligned in which the lenses 3 are arranged side by side.
  • the cylindrical lenses can as biconvex or
  • Plano-convex lenses are formed. It is also possible to use spherical lenses instead of the cylindrical lenses. ln the propagation direction of the laser radiation behind the first
  • Lens array 2 is a first Fourierransformationselement serving as a lens means 4 is arranged.
  • This first lens means 4 is formed in the illustrated embodiment as a spherical biconvex lens. There are certainly other designs of the first
  • the distance between the focal plane of the lenses 3 of the first lens array 2 and the first Fourier transform element serving as the lens means 4 corresponds to the focal length Fi of
  • Focal length of the lenses 3 of the first lens array 2 is.
  • This laser radiation 1 may be formed, for example, as a plane wave, which is exactly from the left in Fig. 1 and parallel to the optical axis of
  • Lens arrays 2 impinges on the first lens array 2.
  • Laser radiation 1 is after passing through the first
  • Lens array 2 in the focal plane of the lenses 3 are split into a plurality of spaced-apart partial beams, which have in the focal plane of the lenses 3 beam waist.
  • the device further comprises a movable, in particular rotatable or pivotable, first mirror 5.
  • the mirror 5 is movable or pivotable about an axis which in the
  • FIG. 1 Drawing plane of FIG. 1 extends into it. This is indicated by the arrow 6.
  • the first mirror 5 is in the region of the output-side focal plane of the first Fourier transformation element serving as the lens means 4 arranged.
  • the partial beams of the laser radiation generated by the lenses 3 of the first lens array 2 are reflected by the first mirror 5 upwards in FIG.
  • the device further comprises a second one
  • This second lens means 7 is also formed in the illustrated embodiment as a spherical biconvex lens. There are quite other designs of the second lens means 7 conceivable.
  • first lens means 4 and / or the second lens means 7 it is possible to form the first lens means 4 and / or the second lens means 7 not as individual biconvex lenses but as a plurality of lenses.
  • two lenses can be used in each case
  • Propagation direction of the laser radiation are arranged closely behind one another.
  • the device further comprises a second lens array 8 having a plurality of juxtaposed lenses 9.
  • These lenses 9 may be arranged side by side cylindrical lenses whose cylinder axes perpendicular to the
  • Direction may be aligned in which the lenses 9 are arranged side by side.
  • the cylindrical lenses can as biconvex or
  • Plano-convex lenses are formed. It is also possible to use spherical lenses instead of the cylindrical lenses.
  • Fourier transform element serving lens means 7 corresponds to the focal length F2 of the second lens means 7.
  • the distance between the second lens array 8 and the second lens means 7 thus F2 +, wherein the focal length of the lenses 9 of the second lens
  • Lens arrays 8 is.
  • the two-dimensional intensity distribution of the laser radiation 1 to be deflected in the input-side focal plane of the first lens means 4 is determined by the first lens means 4
  • the input-side focal plane of the first lens means 4 can also be used as the object plane and the
  • Focal plane of the first lens means 4 converted into an angular distribution in the Fourier plane. This means that, in the Fourier plane, those partial beams which have the same angle in the input-side focal plane or object plane coincide in the Fourier plane at the same location.
  • the output-side focal plane of the second lens means 7 can also be referred to as the image plane, in which an image of the juxtaposed beam waistings is produced, which are present in the output-side focal plane of the lenses 3 of the first lens array 2.
  • the focal lengths Fi and F2 of the lens means 4, 7 may be the same or different from each other.
  • the lens means 4, 7 form a telescope having a factor of 1 magnification when the focal lengths Fi and F2 are the same. If the focal lengths Fi and F2 of the lens means 4, 7 are different, the result is one
  • beam waistings of sub-beams of the laser radiation 1 arranged next to one another are generated in the input-side focal plane of the second lens array 8. These partial beams pass through the lenses 9 of the lens array 8 and emerge as kol I in the first beam of these, the transverse dimension of the transverse dimension of the lenses 9 corresponds. The emerging from all lenses 9 partial beams form at the output of the second lens array 8.
  • Lens arrays 8 a common kol I in (7) laser radiation 10 with a common uninterrupted wavefront.
  • the beam waistings shown in the input-side focal plane of the second lens array 8 are displaced, in particular to the left or to the right in FIG. 1 or in the direction in which the Lenses 9 are arranged side by side.
  • the deflection angle corresponds approximately to the quotient of the displacement in the transverse direction of the focal plane and the focal length of the lenses 9.
  • each of the individual sub-beams has its own phase shift.
  • Corresponding to diffraction maxima corresponds to the phase shift between adjacent partial beams of the wavelength or an integer multiple of the wavelength of the laser radiation.
  • Diffraction order is transferred to the adjacent diffraction order.
  • the intensity of a diffraction order has reached its maximum, the intensity of the preceding or adjacent order is equal to zero.
  • the intensity of the barely reduce intensely intensive order and at the same time increase the intensity of the next diffraction order.
  • the intensity of the laser radiation is thus successively increased and reduced in succession in directions spaced at equal angular intervals or switched on and off.
  • the device further comprises a movable, in particular rotatable or pivotable, second mirror 11.
  • the mirror 11 is movable or pivotable about an axis which in the
  • FIG. 1 Drawing plane of FIG. 1 extends into it. This is indicated by the arrow 12.
  • the second mirror 11 reflects the laser radiation 10 emerging from the second lens array 8 to the right in FIG. 1.
  • the device further comprises an objective 13, in particular a focusing objective or an F-theta objective.
  • an objective 13 in particular a focusing objective or an F-theta objective.
  • the laser radiation 10 emerging from the second lens array 8 and reflected by the mirror 11 passes through.
  • focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g are generated in a working plane (see Figure 2).
  • spaced focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g correspond to the individual diffraction orders, which
  • Continuous pivoting or rotation of the first mirror 5 in turn increase in intensity and decrease again.
  • the laser radiation of different orders emerging in different directions from the lens array 8 are focused into focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, which are equidistant from each other.
  • Focus area 15a decrease and at the same time increase the intensity of the adjacent second focus area 15b until it reaches the maximum intensity. This is illustrated in FIG. 2 by the arrow 16ab.
  • the focus area 15a is thus not scanned over the work plane 14 to transition to the focus area 15b. Rather, the focus area 15a expires slowly while the focus area 15b gains intensity. The space of the working plane 14 lying between these two focus areas 15a, 15b is during the
  • the pivoting or rotating of the first mirror 5 a pivoting or rotating the second mirror 11 superimposed.
  • the first mirror has once applied to all the focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g successively with laser radiation
  • the second mirror is continuously pivoted or rotated so that when
  • Focus area is shifted slightly to the right in Fig.2. This is indicated by the dotted focus area 15a '.
  • the second mirror 11 moves the laser radiation 10 in the
  • the illustrated in Figure 3 second embodiment takes into account this problem. It differs from the first in that the device according to FIG. 3 additionally comprises a third lens array 17 which has a plurality of lenses 18 arranged next to one another.
  • These lenses 18 may be arranged side by side cylindrical lenses whose cylinder axes may be aligned perpendicular to the direction in which the lenses 18
  • the cylindrical lenses can be designed as biconvex or plano-convex lenses. It is also possible to use spherical lenses instead of the cylindrical lenses.
  • the third lens array 17 is arranged in the input-side focal plane of the second lens array 8 and thus exactly where the beam waist of the partial beams are imaged.
  • the lenses 18 of the third lens array 17 act at this position as field lenses, which form the partial beams such that in each case one of the partial beams impinges exactly on one of the lenses 9 of the second lens array 8.
  • Continuous scanning motions are methods of deflecting laser radiation that are different from SLS or SLM methods or light useful, such as for a laser television, a Lidar- or a Ladar system and for
  • FIG. 1 Corresponding movements of focus areas in the working plane 14 are shown in FIG. There are from left to right the scanning angle and from bottom to top the time in arbitrary
  • the second mirror 11 performs relatively fast movements, whereas the first mirror 5 performs relatively slow movements.
  • the second mirror 11 scans in each case in one direction over an angular range which corresponds to the distance between two diffraction orders 19.
  • the angle traveled by the deflected laser radiation due to the pivoting or rotation of the second mirror 11 are indicated in FIG. 4 by solid arrows 20.
  • the second mirror 11 slows down and accelerates in the opposite direction.
  • the laser light source or, in the case of a scanning camera, one instead of the other
  • Laser light source arranged photodetector to be turned off. Continue to take place during the braking and
  • Diffraction order 19 is transferred. This transition from one Diffraction order 19 to the next is indicated in Figure 4 with the dashed arrows 21.

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Abstract

The invention relates to a device for deflecting laser radiation (1), in particular for an SLS method or an SLM method, comprising a first lens array (2) having a plurality of lenses (3) arranged adjacent to each other, a second lens array (8) having a plurality of lenses (9) arranged adjacent to each other, a movable, in particular rotatable or pivotable, first mirror (5), which is arranged between the two lens arrays (2, 8) and deflects the laser radiation (1) that has passed through the first lens array (2) toward the second lens array (8) during operation of the device, and an objective (13), which focuses the laser radiation (10) that has passed through the second lens array (8) into a working plane (14) during operation of the device.

Description

„Vorrichtung zum Ablenken einer Laserstrahlung oder zum  Device for deflecting a laser radiation or for
Ablenken von Licht"  Distracting light "
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablenken einer Laserstrahlung, insbesondere für ein SLS- oder ein SLM- Verfahren oder ein Laser-TV-Verfahren, eine Vorrichtung zum The present invention relates to a device for deflecting a laser radiation, in particular for a SLS or an SLM method or a laser TV method, a device for
Ablenken von Licht, insbesondere für ein Lidar- oder ein Ladar- Verfahren oder für ein scannendes Beobachtungsverfahren oder ein Tracking-Verfahren, sowie eine Vorrichtung für die Durchführung eines SLS- oder eines SLM-Verfahrens oder eines anderen Deflecting light, in particular for a Lidar or a Ladar method or for a scanning observation method or a tracking method, as well as an apparatus for performing an SLS or an SLM method or another
scannenden Verfahrens, umfassend eine derartige Vorrichtung zum Ablenken einer Laserstrahlung oder Licht. scanning method comprising such a device for deflecting a laser radiation or light.
Bei SLS-Verfahren beziehungswese bei Selektivem Lasersintern (Selective Laser Sintering) und bei SLM -Verfahren beziehungsweise bei Selektivem Laserschmelzen (Selective Laser Melting) werden im Stand der Technik Scanvorrichtungen mit galvanischen Spiegel verwendet, um eine schnelle Bewegung eines Fokusbereichs einer Laserstrahlung über eine Arbeitsebene zu ermöglichen, in der sich ein Metallpulver oder ein Polymerpulver befindet. Die dabei erreichte Scangeschwindigkeit liegt ungefähr bei einigen Metern pro Sekunde. In SLS methods or in Selective Laser Sintering and in SLM methods or Selective Laser Melting, galvanic mirror scanning devices are used in the prior art to allow rapid movement of a focus range of laser radiation across a working plane permit, in which a metal powder or a polymer powder is located. The scan speed achieved is approximately at a few meters per second.
Die für die genannten Verfahren eingesetzten Systeme müssen weiterhin in der Lage sein, schnelle Sprünge der Fokusbereiche in der Arbeitsebene von einem ersten Bereich zu einem zweiten, von dem ersten beabstandeten Bereich zu ermöglichen. Dies beispielsweise deshalb, weil die von der Laserstrahlung aufgeheizten Bereich Zeit für die Abkühlung benötigen und Wärmediffusion verhindert werden soll. Wenn die Laserbeaufschlagung beispielsweise durch einen sich kontinuierlich über die Arbeitsebene bewegenden Fokusbereich erfolgen würde, könnten sich ungleichmäßige Aufheizungen des Oberflächenbereichs ergeben, weil die Wärmeübertragung beispielsweise von der Form des Querschnitts des aufzuheizenden Bereichs abhängt. The systems employed for the above methods must continue to be capable of allowing rapid jumps of the focus areas in the work plane from a first area to a second area spaced from the first area. This is because, for example, the area heated by the laser radiation requires time for cooling and heat diffusion is to be prevented. For example, if laser exposure were to occur through a focal region moving continuously over the working plane, uneven surface area heats could result because of heat transfer For example, depends on the shape of the cross section of the area to be heated.
Daher müssen die im Stand der Technik verwendeten Spiegel sehr schnell bewegbar sein und sehr schnell beschleunigt werden können. Dies führt jedoch zu einer Begrenzung der Größe und des Gewichts der Spiegel und begrenzt dadurch die Höhe der Zerstörschwelle der Spiegel beziehungsweise begrenzt die Leistung der verwendeten Laser. Therefore, the mirrors used in the prior art must be able to move very quickly and be accelerated very quickly. However, this leads to a limitation of the size and weight of the mirror and thereby limits the height of the damage threshold of the mirror or limits the power of the laser used.
Bei anderen scannenden Verfahren, bei denen Laserstrahlungen oder Licht im allgemeinen abgelenkt werden, wie beispielsweise bei einem Laser-TV, einem Lidar- oder einem Ladar-System, bei scannender Beobachtung und Tracking-Kameras, ist es ebenfalls wünschenswert, schnelle Bewegungen von Fokusbereichen in einer Arbeitsebene durchzuführen. In other scanning methods in which laser radiation or light is generally deflected, such as in a laser TV, a lidar or a ladar system, in scanning observation and tracking cameras, it is also desirable to have fast movements of focus areas in to perform a work plane.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit der schnelle Bewegungen und/oder schnelle Sprünge von Fokusbereichen in einer Arbeitsebene ermöglicht werden, wobei insbesondere hohe Laserleistungen verwendet werden können. Weiterhin soll eine The problem underlying the present invention is the provision of a device of the type mentioned above, with the fast movements and / or rapid jumps of focus areas are made possible in a working plane, in particular high laser powers can be used. Furthermore, a should
Vorrichtung für die Durchführung eines SLS- oder eines SLM- Verfahrens oder eines anderen scannenden Verfahrens der eingangs genannten Art angegeben werden. Device for performing an SLS or a SLM method or other scanning method of the type mentioned are given.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 erreicht. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte This is inventively achieved by a device having the features of claim 1, by a device having the features of claim 13 and an apparatus having the features of claim 15. The subclaims relate to advantageous
Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß Anspruch 1 umfasst die Vorrichtung zum Ablenken einer Laserstrahlung: Embodiments of the invention. According to claim 1, the device for deflecting a laser radiation comprises:
- ein erstes Linsenarray mit einer Mehrzahl von nebeneinander - A first lens array with a plurality of side by side
angeordneten Linsen, durch das die Laserstrahlung im Betrieb der Vorrichtung zumindest teilweise hindurchtritt,  arranged lenses through which the laser radiation at least partially passes during operation of the device,
- ein zweites Linsenarray mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Linsen, das derart in der Vorrichtung angeordnet ist, dass im Betrieb der Vorrichtung die durch das erste Linsenarray hindurchgetretene Laserstrahlung zumindest teilweise durch das zweite Linsenarray hindurchtritt, a second lens array having a plurality of juxtaposed lenses disposed in the device such that, during operation of the device, the laser radiation transmitted through the first lens array at least partially passes through the second lens array,
- einen bewegbaren, insbesondere rotierbaren oder - A movable, in particular rotatable or
verschwenkbaren, ersten Spiegel, der zwischen den beiden  pivotable, first mirror, between the two
Linsenarrays angeordnet ist und die durch das erste Linsenarray hindurchgetretene Laserstrahlung im Betrieb der Vorrichtung in Richtung auf das zweite Linsenarray ablenkt,  Lens arrays is arranged and the laser radiation passed through the first lens array deflects during operation of the device in the direction of the second lens array,
- ein Objektiv, das die durch das zweite Linsenarray - A lens that through the second lens array
hindurchgetretene Laserstrahlung im Betrieb der Vorrichtung in eine Arbeitsebene fokussiert.  passed laser radiation during operation of the device focused in a working plane.
Durch eine derartige Gestaltung kann eine hohe Geschwindigkeit eines Fokusbereichs in der Arbeitsebene bei gleichzeitig hoher By such a design, a high speed of a focus area in the working plane at the same time high
Laserleistung ermöglicht werden. Außerdem können schnelle Sprünge des Fokusbereichs von einem ersten Bereich zu einem zweiten, von dem ersten beabstandeten Bereich ermöglicht werden. Beispielsweise lassen sich mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zehnmal höhere Scangeschwindigkeiten in der Arbeitsebene erreichen, ohne dabei die Winkelgeschwindigkeit der Spiegel zu erhöhen oder die Brennweite des Objektivs zu verändern. Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen zweiten bewegbaren, insbesondere rotierbaren oder verschwenkbaren, Laser power can be enabled. In addition, rapid jumps of the focus area may be made possible from a first area to a second area spaced from the first area. For example, with a device according to the invention, ten times higher scanning speeds can be achieved in the working plane without increasing the angular velocity of the mirrors or changing the focal length of the objective. It can be provided that the device has a second movable, in particular rotatable or pivotable,
Spiegel umfasst, der im Betrieb der Vorrichtung die durch das zweite Linsenarray hindurchgetretene Laserstrahlung ablenkt, vorzugsweise in Richtung auf das Objektiv. Mirror comprises, which deflects the laser radiation passed through the second lens array during operation of the device, preferably in the direction of the lens.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Vorrichtung erste Linsennnittel umfasst, die zwischen dem ersten Linsenarray und dem ersten It is possible that the device comprises first lens means disposed between the first lens array and the first one
Spiegel angeordnet sind, wobei die ersten Linsenmittel insbesondere als Sammellinse, vorzugsweise als sphärische Sammellinse Mirror are arranged, wherein the first lens means in particular as a converging lens, preferably as a spherical converging lens
ausgebildet sind. Weiterhin kann die Vorrichtung zweite Linsenmittel umfassen, die zwischen dem ersten Spiegel und dem zweiten are formed. Furthermore, the device can comprise second lens means which are arranged between the first mirror and the second
Linsenarray angeordnet sind, wobei die zweiten Linsenmittel Lens array are arranged, wherein the second lens means
insbesondere als Sammellinse, vorzugsweise als sphärische in particular as a converging lens, preferably as a spherical lens
Sammellinse ausgebildet sind. Insbesondere können dabei die ersten Linsenmittel und/oder die zweiten Linsenmittel derart in der Vorrichtung angeordnet sind, dass sie die ausgangsseitige Brennebene des ersten Linsenarrays in die eingangsseitige Brennebene des zweiten Linsenarrays abbilden. Auf diese Weise wird gegenüber den Systemen gemäß dem Stand der Technik die Geschwindigkeit, mit der sich der Ablenkwinkel ändert beziehungsweise mit der der Fokusbereich in der Arbeitsebene bewegt wird, deutlich erhöht. Insbesondere kann die Geschwindigkeit gegenüber bestehenden Systemen um einem Faktor erhöht werden, der dem Quotienten aus der Brennweite der Linsenmittel und der Brennweite der Linsen des Linsenarrays entspricht. Dieser Quotient kann durchaus mehrere Dutzend groß sein, also beispielsweise zwischen 10 und 30 liegen. Weiterhin kann durch Beugungseffekte beziehungsweise diffraktive Effekte an dem zweiten Linsenarray die Intensität eines Fokusbereichs in der Arbeitsebene in einem einer ersten Beugungsordnung entsprechenden Bereich schwächer werden, bis sie gleich null ist, und in einem zweiten, von dem ersten Conveying lens are formed. In particular, the first lens means and / or the second lens means may in this case be arranged in the apparatus such that they image the output-side focal plane of the first lens array into the input-side focal plane of the second lens array. In this way, compared with the systems according to the prior art, the speed with which the deflection angle changes or with which the focus area is moved in the working plane is significantly increased. In particular, the speed can be increased over existing systems by a factor corresponding to the quotient of the focal length of the lens means and the focal length of the lenses of the lens array. This quotient can well be several dozen, so for example between 10 and 30 are. Furthermore, by diffraction effects or diffractive effects on the second lens array, the intensity of a focus area in the working plane in a region corresponding to a first diffraction order can become weaker, until it's almost zero, and in a second, from the first one
beabstandeten und einer zweiten Beugungsordnung entsprechenden Bereich stärker werden, bis sie ein Maximum erreicht. Während dieses Übergangs wird insbesondere der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich liegende Zwischenraum nicht mit Laserstrahlung beaufschlagt. Es ergibt sich also ein Vorgang, der mit den schnellen Sprüngen aus dem Stand der Technik vergleichbar ist oder diesen entspricht. spaced apart and corresponding to a second order of diffraction stronger until it reaches a maximum. During this transition, in particular, the intermediate space lying between the first and the second region is not exposed to laser radiation. This results in a process that is comparable to or corresponds to the fast jumps from the prior art.
Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Linsenmittel und/oder die zweiten Linsenmittel derart in der Vorrichtung angeordnet sind, dass sie im Betrieb der Vorrichtung die abzulenkende Laserstrahlung fouriertransformieren. It can be provided that the first lens means and / or the second lens means are arranged in the device in such a way that during operation of the device they Fourier-transform the laser radiation to be deflected.
Dabei kann der erste Spiegel in oder im Bereich der ausgangsseitigen Fourierebene der ersten Linsenmittel und in oder im Bereich der eingangsseitigen Fourierebene der zweiten Linsenmittel angeordnet sein. Weiterhin kann die ausgangsseitige Brennebene des ersten Linsenarrays der eingangsseitigen Fourierebene der ersten In this case, the first mirror can be arranged in or in the region of the output-side Fourier plane of the first lens means and in or in the region of the input-side Fourier plane of the second lens means. Furthermore, the output-side focal plane of the first lens array of the input-side Fourier plane of the first
Linsenmittel entsprechen oder im Bereich der eingangsseitigen Lens means correspond or in the range of the input side
Fourierebene der ersten Linsenmittel angeordnet sein. Zusätzlich kann die eingangsseitige Brennebene des zweiten Linsenarrays der ausgangsseitigen Fourierebene der zweiten Linsenmittel entsprechen oder im Bereich der ausgangsseitigen Fourierebene der zweiten Linsenmittel angeordnet sein. Fourier plane of the first lens means may be arranged. In addition, the input-side focal plane of the second lens array may correspond to the output-side Fourier plane of the second lens means or be arranged in the region of the output-side Fourier plane of the second lens means.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Vorrichtung ein drittes There is a possibility that the device is a third
Linsenarray mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordnetenLens array with a plurality of juxtaposed
Linsen umfasst, das derart in der Vorrichtung angeordnet ist, dass im Betrieb der Vorrichtung die durch das erste Linsenarray Lens disposed in the device such that during operation of the device through the first lens array
hindurchgetretene Laserstrahlung zumindest teilweise durch das dritte Linsenarray hindurchtritt und die durch das dritte Linsenarray hindurchgetretene Laserstrahlung zumindest teilweise durch das zweite Linsenarray hindurchtritt. Durch das dritte Linsenarray, das insbesondere in der eingangsseitigen Brennebene des zweiten passed through laser radiation at least partially passes through the third lens array and the third lens array passed laser radiation passes at least partially through the second lens array. By the third lens array, in particular in the input-side focal plane of the second
Linsenarrays angeordnet ist, kann gewährleistet werden, dass in dem Bereich des dritten Linsenarrays vorhandene Teilstrahlen der Lens arrays is arranged, it can be ensured that in the region of the third lens array existing partial beams of the
Laserstrahlung jeweils nur in eine Linse des zweiten Linsenarrays eintreten. Dadurch werden Verluste minimiert.  Laser radiation in each case only enter into a lens of the second lens array. This minimizes losses.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung Steuermittel umfasst, die im Betrieb der Vorrichtung den ersten Spiegel mit einer ersten Geschwindigkeit bewegen, insbesondere mit einer ersten It can be provided that the device comprises control means which move the first mirror at a first speed during operation of the device, in particular with a first one
Winkelgeschwindigkeit rotieren oder verschwenken, und den zweiten Spiegel mit einer zweiten Geschwindigkeit bewegen, insbesondere mit einer zweiten Winkelgeschwindigkeit rotieren oder verschwenken, wobei vorzugsweise die erste und die zweite Geschwindigkeit, insbesondere die erste und die zweite Winkelgeschwindigkeit, unterschiedlich sind. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass trotz der geschilderten Übergänge der Fokusbereiche zwischen  Rotate or pivot angular velocity, and move the second mirror at a second speed, in particular rotate at a second angular velocity or pivot, preferably the first and the second speed, in particular the first and the second angular velocity, are different. In this way it can be achieved that despite the described transitions of the focus areas between
Bereichen, die unterschiedlichen Beugungsordnungen entsprechen, nach und nach auch die zwischen den zuerst mit Laserstrahlung beaufschlagten Bereichen liegenden Bereiche der Arbeitsebene mit Laserstrahlung beaufschlagt werden. Regions that correspond to different orders of diffraction, are gradually applied to the areas of the working plane lying between the first acted upon with laser radiation areas of the working plane with laser radiation.
Gemäß Anspruch 13 umfasst die Vorrichtung zum Ablenken von Licht: According to claim 13, the device for deflecting light comprises:
- ein erstes Linsenarray mit einer Mehrzahl von nebeneinander - A first lens array with a plurality of side by side
angeordneten Linsen, - ein zweites Linsenarray mit einer Mehrzahl von nebeneinander  arranged lenses, - a second lens array with a plurality of side by side
angeordneten Linsen, - einen bewegbaren, insbesondere rotierbaren oder arranged lenses, - A movable, in particular rotatable or
verschwenkbaren, ersten Spiegel, der im Strahlengang des Lichts zwischen den beiden Linsenarrays angeordnet ist,  pivotable, first mirror, which is arranged in the beam path of the light between the two lens arrays,
- ein Objektiv, das auf der von dem ersten Spiegel abgewandten Seite des zweiten Linsenarrays angeordnet ist. - A lens which is arranged on the side facing away from the first mirror side of the second lens array.
Die Vorrichtung zur Ablenkung von Licht kann optional in den The device for deflecting light may optionally be in the
Unteransprüchen 2 bis 12 aufgeführte Merkmale aufweisen. Die Vorrichtung kann anstelle von Laserstrahlung Licht ablenken, wenn sie für ein scannendes Beobachtungsverfahren oder ein Tracking- Verfahren eingesetzt wird. Dabei kann beispielsweise vor dem ersten Linsenarray ein Photodetektor angeordnet sein. Die Vorrichtung kann aber auch als Laserstrahlung ausgebildetes Licht ablenken, wenn sie für ein Lidar- oder ein Ladar-Verfahren verwendet wird. Subclaims 2 to 12 have listed features. The device may deflect light instead of laser radiation when used for a scanning observation method or a tracking method. In this case, for example, a photodetector can be arranged in front of the first lens array. However, the device can also deflect light formed as laser radiation when it is used for a lidar or a ladar method.
Gemäß Anspruch 15 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung für die Durchführung eines SLS- oder eines SLM-Verfahrens oder eines anderen scannenden Verfahrens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ablenken einer Laserstrahlung oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ablenken von Licht umfasst. According to claim 15, it is provided that the device for carrying out an SLS or an SLM method or another scanning method comprises a device according to the invention for deflecting a laser radiation or a device according to the invention for deflecting light.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Embodiments with reference to the accompanying
Abbildungen. Darin zeigen: Illustrations. Show:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 1 is a schematic view of a first embodiment of a device according to the invention;
Fig. 2 schematisch eine Bewegung des Fokusbereichs der mit der Fig. 2 shows schematically a movement of the focus area with the
Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder Fig.3 abgelenkten Laserstrahlung in einer Arbeitsebene;  Device according to FIG. 1 or FIG. 3 deflected laser radiation in a working plane;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 3 is a schematic view of a second embodiment of a device according to the invention
Fig.4 schematisch eine von Fig. 2 verschiedene Bewegung des 4 schematically shows a different from Fig. 2 movement of
Fokusbereichs der mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder Fig. 3 abgelenkten Laserstrahlung in einer Arbeitsebene.  Focusing range of the deflected with the apparatus of FIG. 1 or FIG. 3 laser radiation in a working plane.
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Die in Fig. 1 abgebildete Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ablenken von Laserstrahlung 1 umfasst ein erstes Linsenarray 2, das eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Linsen 3 aufweist. The illustrated in Fig. 1 embodiment of a device for deflecting laser radiation 1 comprises a first lens array 2, which has a plurality of juxtaposed lenses 3.
Bei diesen Linsen 3 kann es sich um nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen handeln, deren Zylinderachsen senkrecht zu der These lenses 3 can be arranged next to each other cylindrical lenses whose cylinder axes perpendicular to the
Richtung ausgerichtet sein können, in der die Linsen 3 nebeneinander angeordnet sind. Die Zylinderlinsen können als Bikonvex- oder Direction may be aligned in which the lenses 3 are arranged side by side. The cylindrical lenses can as biconvex or
Plankonvex-Linsen ausgebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle der Zylinderlinsen sphärische Linsen zu verwenden. ln Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung hinter dem ersten Plano-convex lenses are formed. It is also possible to use spherical lenses instead of the cylindrical lenses. ln the propagation direction of the laser radiation behind the first
Linsenarray 2 ist ein erstes als Fouriertransformationselement dienendes Linsenmittel 4 angeordnet. Dieses erste Linsenmittel 4 ist im abgebildeten Ausführungsbeispiel als sphärische Bikonvexlinse ausgebildet. Es sind durchaus andere Gestaltungen des ersten Lens array 2 is a first Fourierransformationselement serving as a lens means 4 is arranged. This first lens means 4 is formed in the illustrated embodiment as a spherical biconvex lens. There are certainly other designs of the first
Linsenmittels 4 denkbar. Linsenmittels 4 conceivable.
Die Entfernung zwischen der Brennebene der Linsen 3 des ersten Linsenarrays 2 und dem ersten als Fouriertransformationselement dienenden Linsenmittel 4 entspricht der Brennweite Fi des The distance between the focal plane of the lenses 3 of the first lens array 2 and the first Fourier transform element serving as the lens means 4 corresponds to the focal length Fi of
Linsenmittels 4. Der Abstand zwischen dem ersten Linsenarray 2 und dem ersten Linsenmittel 4 beträgt also Fi + fi, wobei fi die Lens means 4. The distance between the first lens array 2 and the first lens means 4 is thus Fi + fi, where fi
Brennweite der Linsen 3 des ersten Linsenarrays 2 ist. Focal length of the lenses 3 of the first lens array 2 is.
Die auf die Vorrichtung von links in Fig. 1 auftreffende Laserstrahlung ist mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Diese Laserstrahlung 1 kann beispielsweise als ebene Welle ausgebildet sein, die exakt von links in Fig. 1 beziehungsweise parallel zur optischen Achse des The incident on the device from the left in Fig. 1 laser radiation is provided with the reference numeral 1. This laser radiation 1 may be formed, for example, as a plane wave, which is exactly from the left in Fig. 1 and parallel to the optical axis of
Linsenarrays 2 auf das erste Linsenarray 2 auftrifft. Die Lens arrays 2 impinges on the first lens array 2. The
Laserstrahlung 1 wird nach dem Hindurchtritt durch das erste Laser radiation 1 is after passing through the first
Linsenarray 2 in der Brennebene der Linsen 3 in eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Teilstrahlen aufgespalten, die in der Brennebene der Linsen 3 Strahltaillen aufweisen. Lens array 2 in the focal plane of the lenses 3 are split into a plurality of spaced-apart partial beams, which have in the focal plane of the lenses 3 beam waist.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen bewegbaren, insbesondere rotierbaren oder verschwenkbaren, ersten Spiegel 5. Der Spiegel 5 ist um eine Achse bewegbar oder verschwenkbar, die in die The device further comprises a movable, in particular rotatable or pivotable, first mirror 5. The mirror 5 is movable or pivotable about an axis which in the
Zeichenebene der Fig. 1 hinein verläuft. Dies wird durch den Pfeil 6 angedeutet. Drawing plane of FIG. 1 extends into it. This is indicated by the arrow 6.
Der erste Spiegel 5 ist im Bereich der ausgangsseitigen Brennebene des ersten als Fouriertransformationselement dienenden Linsenmittels 4 angeordnet. Die von den Linsen 3 des ersten Linsenarrays 2 erzeugten Teilstrahlen der Laserstrahlung werden von dem ersten Spiegel 5 nach oben in Fig. 1 reflektiert. The first mirror 5 is in the region of the output-side focal plane of the first Fourier transformation element serving as the lens means 4 arranged. The partial beams of the laser radiation generated by the lenses 3 of the first lens array 2 are reflected by the first mirror 5 upwards in FIG.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein zweites als The device further comprises a second one
Fouriertransformationselement dienendes Linsennnittel 7, wobei der erste Spiegel 5 im Bereich der eingangsseitigen Fourierebene des zweiten Linsenmittels 7 angeordnet ist. Dieses zweite Linsenmittel 7 ist im abgebildeten Ausführungsbeispiel ebenfalls als sphärische Bikonvexlinse ausgebildet. Es sind durchaus andere Gestaltungen des zweiten Linsenmittels 7 denkbar. Fourier transform element serving Linsennnittel 7, wherein the first mirror 5 is arranged in the region of the input-side Fourier plane of the second lens means 7. This second lens means 7 is also formed in the illustrated embodiment as a spherical biconvex lens. There are quite other designs of the second lens means 7 conceivable.
Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, die ersten Linsenmittel 4 und/oder die zweiten Linsenmittel 7 nicht als einzelne bikonvexe Linsen, sondern als Mehrzahl von Linsen auszubilden. Beispielsweise können jeweils zwei Linsen verwendet werden, die in For example, it is possible to form the first lens means 4 and / or the second lens means 7 not as individual biconvex lenses but as a plurality of lenses. For example, two lenses can be used in each case
Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung dicht hintereinander angeordnet sind. Propagation direction of the laser radiation are arranged closely behind one another.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein zweites Linsenarray 8, das eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Linsen 9 aufweist. The device further comprises a second lens array 8 having a plurality of juxtaposed lenses 9.
Bei diesen Linsen 9 kann es sich um nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen handeln, deren Zylinderachsen senkrecht zu der These lenses 9 may be arranged side by side cylindrical lenses whose cylinder axes perpendicular to the
Richtung ausgerichtet sein können, in der die Linsen 9 nebeneinander angeordnet sind. Die Zylinderlinsen können als Bikonvex- oder  Direction may be aligned in which the lenses 9 are arranged side by side. The cylindrical lenses can as biconvex or
Plankonvex-Linsen ausgebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle der Zylinderlinsen sphärische Linsen zu verwenden. Die Entfernung zwischen der eingangsseitigen Brennebene der Linsen 9 des zweiten Linsenarrays 8 und dem zweiten als Plano-convex lenses are formed. It is also possible to use spherical lenses instead of the cylindrical lenses. The distance between the input-side focal plane of the lenses 9 of the second lens array 8 and the second as
Fouriertransformationselement dienenden Linsenmittel 7 entspricht der Brennweite F2 des zweiten Linsenmittels 7. Der Abstand zwischen dem zweiten Linsenarray 8 und dem zweiten Linsenmittel 7 beträgt also F2 + , wobei die Brennweite der Linsen 9 des zweiten Fourier transform element serving lens means 7 corresponds to the focal length F2 of the second lens means 7. The distance between the second lens array 8 and the second lens means 7 thus F2 +, wherein the focal length of the lenses 9 of the second
Linsenarrays 8 ist. Lens arrays 8 is.
Die zweidimensionale, in der eingangsseitigen Brennebene des ersten Linsenmittels 4 vorliegende Intensitätsverteilung der abzulenkenden Laserstrahlung 1 wird durch das erste Linsenmittel 4 The two-dimensional intensity distribution of the laser radiation 1 to be deflected in the input-side focal plane of the first lens means 4 is determined by the first lens means 4
fouriertransformiert. Die eingangsseitige Brennebene des ersten Linsenmittels 4 kann auch als Objektebene und die Fourier transformed. The input-side focal plane of the first lens means 4 can also be used as the object plane and the
Intensitätsverteilung in dieser Objektebene als Objekt angesehen werden. Die Fouriertransformation der eingangsseitigen Intensity distribution in this object plane can be regarded as an object. The Fourier transformation of the input side
Intensitätsverteilung entsteht in der ausgangsseitigen Brennebene des ersten Linsenmittels 4. Diese ausgangsseitige Brennebene entspricht der Fourierebene des als Fouriertransformationselement wirkenden ersten Linsenmittels 4. Durch die ersten Linsenmittel 4 wird die räumliche Intensitätsverteilung in der eingangsseitigen  Intensity distribution arises in the output-side focal plane of the first lens means 4. This output-side focal plane corresponds to the Fourier plane of the Fourier transformation element acting as the first lens means 4. By the first lens means 4, the spatial intensity distribution in the input side
Brennebene des ersten Linsenmittels 4 in eine Winkelverteilung in der Fourierebene überführt. Das bedeutet, dass in der Fourierebene diejenigen Teilstrahlen, die in der eingangsseitigen Brennebene oder Objektebene den gleichen Winkel aufweisen, in der Fourierebene am gleichen Ort zusammentreffen.  Focal plane of the first lens means 4 converted into an angular distribution in the Fourier plane. This means that, in the Fourier plane, those partial beams which have the same angle in the input-side focal plane or object plane coincide in the Fourier plane at the same location.
Die in der Fourierebene vorliegende Fouriertransformation des The Fourier transform of the Fourier plane present in the Fourier plane
Objekts wird durch das zweite Linsenmittel 7 nochmals Object is again by the second lens means 7
fouriertransformiert, so dass in der ausgangsseitigen Brennebene des zweiten Linsenmittels 7 die zweimalige Fouriertransformierte des Objekts und damit eine zweidimensionale Intensitätsverteilung vorliegt, die ein Abbild des Objekts darstellen kann. Damit kann die ausgangsseitige Brennebene des zweiten Linsenmittels 7 auch als Bildebene bezeichnet werden, in der ein Abbild der nebeneinander angeordneten Strahltaillen erzeugt wird, die in der ausgangsseitigen Brennebene der Linsen 3 des ersten Linsenarrays 2 vorliegen. Die Brennweiten Fi und F2 der Linsennnittel 4, 7 können dabei gleich oder verschieden voneinander sein. Die Linsennnittel 4, 7 formen ein Teleskop, das eine Vergrößerung mit einem Faktor 1 aufweist, wenn die Brennweiten Fi und F2 gleich sind. Wenn die Brennweiten Fi und F2 der Linsenmittel 4, 7 verschieden sind, ergibt sich eine Fourier transform, so that in the output side focal plane of the second lens means 7, the twice Fourier transform of the object and thus a two-dimensional intensity distribution is present, which can represent an image of the object. Thus, the output-side focal plane of the second lens means 7 can also be referred to as the image plane, in which an image of the juxtaposed beam waistings is produced, which are present in the output-side focal plane of the lenses 3 of the first lens array 2. The focal lengths Fi and F2 of the lens means 4, 7 may be the same or different from each other. The lens means 4, 7 form a telescope having a factor of 1 magnification when the focal lengths Fi and F2 are the same. If the focal lengths Fi and F2 of the lens means 4, 7 are different, the result is one
entsprechend vergrößerte oder verkleinerte Abbildung in der corresponding enlarged or reduced illustration in the
ausgangsseitigen Brennebene des zweiten Linsenmittels 7. output side focal plane of the second lens means. 7
Durch die Abbildung werden in der eingangsseitigen Brennebene des zweiten Linsenarrays 8 nebeneinander angeordneten Strahltaillen von Teilstrahlen der Laserstrahlung 1 erzeugt. Diese Teilstrahlen treten durch die Linsen 9 des Linsenarrays 8 hindurch und treten als kol I im ierte Strahlen aus diesen aus, deren Querabmessung der Querabmessung der Linsen 9 entspricht. Die aus sämtlichen Linsen 9 austretenden Teilstrahlen formen am Ausgang des zweiten By means of the illustration, beam waistings of sub-beams of the laser radiation 1 arranged next to one another are generated in the input-side focal plane of the second lens array 8. These partial beams pass through the lenses 9 of the lens array 8 and emerge as kol I in the first beam of these, the transverse dimension of the transverse dimension of the lenses 9 corresponds. The emerging from all lenses 9 partial beams form at the output of the second
Linsenarrays 8 eine gemeinsame kol I im ierte Laserstrahlung 10 mit einer gemeinsamen ununterbrochenen Wellenfront. Lens arrays 8 a common kol I in ierte laser radiation 10 with a common uninterrupted wavefront.
Wenn das von den Linsenmitteln 4, 7 gebildete Teleskop die When the telescope formed by the lens means 4, 7 the
Vergrößerung 1 aufweist, ist der Durchmesser der aus dem zweiten Linsenarray 8 austretenden Laserstrahlung 10 gleich dem Magnification 1, the diameter of the emerging from the second lens array 8 laser radiation 10 is equal to the
Durchmesser der in das erste Linsenarray 2 eintretenden Diameter of entering the first lens array 2
Laserstrahlung 1. Dies insbesondere dann, wenn die Brennweiten fi der Linsen 3 des ersten Linsenarrays 2 gleich der Brennweite der Linsen 9 des zweiten Linsenarrays 8 sind und die Querausdehnungen der Linsen 3 des ersten Linsenarrays 2 gleich den Querausdehnungen der Linsen 9 des zweiten Linsenarrays 8 sind.  Laser radiation 1. This is especially true if the focal lengths fi of the lenses 3 of the first lens array 2 are equal to the focal length of the lenses 9 of the second lens array 8 and the transverse dimensions of the lenses 3 of the first lens array 2 are equal to the transverse dimensions of the lenses 9 of the second lens array 8 ,
Durch ein Verschwenken oder Rotieren des ersten Spiegels 5 werden die in die eingangsseitige Brennebene des zweiten Linsenarrays 8 abgebildeten Strahltaillen verschoben, insbesondere nach links oder nach rechts in Fig. 1 beziehungsweise in der Richtung, in der die Linsen 9 nebeneinander angeordnet sind. Durch dieses Verschieben in der eingangsseitigen Brennebene ergibt sich nach Hindurchtritt der Teilstrahlen durch die Linsen 9 des Linsenarrays 8 eine Ablenkung der einzelnen Teilstrahlen. Dabei entspricht der Ablenkwinkel in etwa dem Quotient aus der Verschiebung in Querrichtung der Brennebene und der Brennweite der Linsen 9. By pivoting or rotating the first mirror 5, the beam waistings shown in the input-side focal plane of the second lens array 8 are displaced, in particular to the left or to the right in FIG. 1 or in the direction in which the Lenses 9 are arranged side by side. As a result of this displacement in the input-side focal plane, after passing through the partial beams through the lenses 9 of the lens array 8, a deflection of the individual partial beams results. In this case, the deflection angle corresponds approximately to the quotient of the displacement in the transverse direction of the focal plane and the focal length of the lenses 9.
Bei abgelenkten beziehungsweise zu der optischen Achse des zweiten Linsenarrays 8 verkippten Teilstrahlen am Ausgang des zweiten Linsenarrays 8 formen diese Teilstrahlen nicht in jedem Fall When deflected or tilted to the optical axis of the second lens array 8 partial beams at the output of the second lens array 8, these partial beams do not form in each case
beziehungsweise nicht bei jedem Ablenkwinkel eine gemeinsame kontinuierliche Laserstrahlung 10. Dies hat seinen Grund darin, dass jeder der einzelnen Teilstrahlen eine eigene Phasenverschiebung aufweist. or not at each deflection angle a common continuous laser radiation 10. This is because each of the individual sub-beams has its own phase shift.
Nur bei bestimmten Ablenkwinkeln, die den Beugungsmaxima des von den Linsen 9 gebildeten Rasters oder Gitters entsprechen, wird von den abgelenkten Teilstrahlen eine gemeinsame kontinuierliche Only at certain deflection angles, which correspond to the diffraction maxima of the grid or grid formed by the lenses 9, of the deflected partial beams is a common continuous
Laserstrahlung 10 erzeugt. Bei diesen Ablenkwinkeln, die den Laser radiation 10 generated. At these deflection angles, the
Beugungsmaxima entsprechen, entspricht die Phasenverschiebung zwischen benachbarten Teilstrahlen der Wellenlänge oder einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge der Laserstrahlung. Corresponding to diffraction maxima corresponds to the phase shift between adjacent partial beams of the wavelength or an integer multiple of the wavelength of the laser radiation.
Durch sukzessives Verschwenken oder Rotieren des ersten Spiegels 5 wird eine der Beugungsordnungen schwächer, während gleichzeitig die benachbarte Beugungsordnung stärker wird. Das bedeutet, dass durch die Bewegung des ersten Spiegels 5 Energie von einer By successively pivoting or rotating the first mirror 5, one of the diffraction orders becomes weaker, while at the same time the adjacent diffraction order becomes stronger. This means that by the movement of the first mirror 5 energy from one
Beugungsordnung in die benachbarte Beugungsordnung übertragen wird. Wenn die Intensität einer Beugungsordnung ihr Maximum erreicht hat, ist die Intensität der vorhergehenden beziehungsweise benachbarten Ordnung gleich null. Bei weiterer Verschwenkung oder Rotation des Spiegels 5 wird dann die Intensität der gerade noch maxinnal intensiven Ordnung abnehmen und gleichzeitig die Intensität der nächsten Beugungsordnung zunehmen. Diffraction order is transferred to the adjacent diffraction order. When the intensity of a diffraction order has reached its maximum, the intensity of the preceding or adjacent order is equal to zero. Upon further pivoting or rotation of the mirror 5 then the intensity of the barely reduce intensely intensive order and at the same time increase the intensity of the next diffraction order.
Durch eine kontinuierliche Verschwenkung oder Rotation des ersten Spiegels 5 wird also nacheinander die Intensität der Laserstrahlung in um gleiche Winkelabstände beabstandete Richtungen kontinuierlich vergrößert und verkleinert beziehungsweise an- und abgeschaltet. As a result of a continuous pivoting or rotation of the first mirror 5, the intensity of the laser radiation is thus successively increased and reduced in succession in directions spaced at equal angular intervals or switched on and off.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen bewegbaren, insbesondere rotierbaren oder verschwenkbaren, zweiten Spiegel 11. Der Spiegel 11 ist um eine Achse bewegbar oder verschwenkbar, die in die The device further comprises a movable, in particular rotatable or pivotable, second mirror 11. The mirror 11 is movable or pivotable about an axis which in the
Zeichenebene der Fig. 1 hinein verläuft. Dies wird durch den Pfeil 12 angedeutet. Der zweite Spiegel 11 reflektiert die aus dem zweiten Linsenarray 8 austretende Laserstrahlung 10 nach rechts in Fig. 1. Drawing plane of FIG. 1 extends into it. This is indicated by the arrow 12. The second mirror 11 reflects the laser radiation 10 emerging from the second lens array 8 to the right in FIG. 1.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein Objektiv 13, insbesondere ein fokussierendes Objektiv oder ein F-Theta-Objektiv. Durch dieses Objektiv 13 tritt die aus dem zweiten Linsenarray 8 austretende und von dem Spiegel 11 reflektierte Laserstrahlung 10 hindurch. Von dem Objektiv 13 werden in einer Arbeitsebene 14 Fokusbereiche 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f , 15g erzeugt (siehe Fig.2). The device further comprises an objective 13, in particular a focusing objective or an F-theta objective. Through this lens 13, the laser radiation 10 emerging from the second lens array 8 and reflected by the mirror 11 passes through. Of the lens 13 14 focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g are generated in a working plane (see Figure 2).
Die einzelnen in Fig.2 abgebildeten, äquidistant zueinander The individual shown in Figure 2, equidistant from each other
beabstandeten Fokusbereiche 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g entsprechen den einzelnen Beugungsordnungen, die durch spaced focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g correspond to the individual diffraction orders, which
kontinuierliche Verschwenkung oder Rotation des ersten Spiegels 5 nacheinander an Intensität zunehmen und wieder abnehmen. Durch das Objektiv 13 werden die in unterschiedlichen Richtungen aus dem Linsenarray 8 austretenden Laserstrahlungen unterschiedlicher Ordnungen in Fokusbereiche 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g fokussiert, die äquidistant zueinander beabstandet sind. Es können mehr oder weniger Ordnungen beziehungsweise mehr oder weniger Fokusbereiche 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g vorgesehen sein als die in Fig.2 abgebildeten. Continuous pivoting or rotation of the first mirror 5 in turn increase in intensity and decrease again. Through the lens 13, the laser radiation of different orders emerging in different directions from the lens array 8 are focused into focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, which are equidistant from each other. There may be more or less orders or more or fewer focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g than those shown in FIG.
Wenn eine erste der Ordnungen in einen ersten Fokusbereich 15a fokussiert wird, wird durch kontinuierliche Verschwenkung oder When a first of the orders is focussed into a first focus area 15a, continuous sweep or
Rotation des ersten Spiegels 5 die Intensität dieses ersten Rotation of the first mirror 5 the intensity of this first
Fokusbereichs 15a abnehmen und gleichzeitig die Intensität des benachbarten zweiten Fokusbereichs 15b zunehmen, bis dieser die maximale Intensität erreicht. Dies wird in Fig.2 durch den Pfeil 16ab verdeutlicht. Focus area 15a decrease and at the same time increase the intensity of the adjacent second focus area 15b until it reaches the maximum intensity. This is illustrated in FIG. 2 by the arrow 16ab.
Der Fokusbereich 15a wird somit nicht über die Arbeitsebene 14 gescannt, um in den Fokusbereich 15b überzugehen. Vielmehr erlischt der Fokusbereich 15a langsam während der Fokusbereich 15b an Intensität gewinnt. Der zwischen diesen beiden Fokusbereichen 15a, 15b liegende Raum der Arbeitsebene 14 wird während des The focus area 15a is thus not scanned over the work plane 14 to transition to the focus area 15b. Rather, the focus area 15a expires slowly while the focus area 15b gains intensity. The space of the working plane 14 lying between these two focus areas 15a, 15b is during the
Übergangs von dem Fokusbereich 15a zu dem Fokusbereich 15b nicht mit Laserstrahlung beauftragt.  Transition from the focus area 15a to the focus area 15b not charged with laser radiation.
Auf diese Weise steigen sukzessive die Intensitäten der einzelnen Fokusbereiche 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g und nehmen In this way, successively increase the intensities of the individual focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g and take
anschließend wieder ab zu Gunsten des benachbarten Fokusbereichs. Nachdem der letzte Fokusbereich 15g sein Intensitätsmaximum überschritten hat, nimmt durch geeignete Gestaltung der then again in favor of the adjacent focus area. After the last focus area 15g has exceeded its maximum intensity, takes appropriate design of the
vorzugsweise kontinuierlichen Bewegung, insbesondere der Rotation oder Verschwenkung, des ersten Spiegels 5 die Intensität des letzten Fokusbereichs zugunsten des ersten Fokusbereichs 15a ab. Dies wird durch den Pfeil 16ga in Fig.2 verdeutlicht. preferably continuous movement, in particular the rotation or pivoting, of the first mirror 5, the intensity of the last focus area in favor of the first focus area 15 a from. This is illustrated by the arrow 16ga in Fig.2.
Allerdings wird dem Verschwenken beziehungsweise Rotieren des ersten Spiegels 5 ein Verschwenken beziehungsweise Rotieren des zweiten Spiegels 11 überlagert. In der Zeit τ, in der der erste Spiegel einmal sämtliche der Fokusbereiche 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g sukzessive mit Laserstrahlung beaufschlagt hat, ist der zweite Spiegel kontinuierlich so verschwenkt oder rotiert, dass bei wieder However, the pivoting or rotating of the first mirror 5, a pivoting or rotating the second mirror 11 superimposed. In the time τ, in which the first mirror has once applied to all the focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g successively with laser radiation, the second mirror is continuously pivoted or rotated so that when
zunehmender Intensität des ersten Fokusbereichs 15a dieser increasing intensity of the first focus area 15a of this
Fokusbereich etwas nach rechts in Fig.2 verschoben ist. Dies wird durch den gepunkteten Fokusbereich 15a' angedeutet. In der Zeit τ bewegt der zweite Spiegel 11 die Laserstrahlung 10 in der  Focus area is shifted slightly to the right in Fig.2. This is indicated by the dotted focus area 15a '. In the time τ, the second mirror 11 moves the laser radiation 10 in the
Arbeitsebene 14 um eine Strecke nach rechts, die in etwa der Working level 14 a distance to the right, which is roughly the
Ausdehnung eines der Fokusbereiche 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g entspricht. Extension of one of the focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g corresponds.
Wenn die Intensität des ersten Fokusbereichs 15a' des zweiten When the intensity of the first focus area 15a 'of the second
Durchlaufs der Laserstrahlung schwächer wird, wird gleichzeitig die Intensität des zweiten Fokusbereichs 15b' des zweiten Durchlaufs größer (siehe dazu den Pfeil 16ab'), so dass der oben beschriebene Vorgang wiederholt wird. Nach und nach werden somit auch die At the same time, as the laser radiation becomes weaker, the intensity of the second focus area 15b 'of the second pass becomes larger (see the arrow 16ab'), so that the above-described process is repeated. Gradually, so are the
Zwischenräume zwischen den im ersten Durchlauf beaufschlagten Fokusbereichen 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g mit Laserstrahlung beaufschlagt. In Fig.2 sind zur Erhaltung der Übersichtlichkeit nur zwei Durchläufe abgebildet. Spaces between the acted upon in the first pass focus areas 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g exposed to laser radiation. In Figure 2, only two passes are shown to maintain clarity.
Auf diese Weise kann durch zwei sich vergleichsweise langsam bewegende Spiegel 5, 11 der Fokusbereich der Laserstrahlung 10 relativ schnell unterschiedliche Bereiche der Arbeitsebene In this way, by two relatively slowly moving mirrors 5, 11, the focus area of the laser radiation 10 relatively quickly different areas of the working plane
beaufschlagen. Als problematisch bei der in Fig. 1 abgebildeten Ausführungsform kann die Bewegung der Strahltaillen der Teilstrahlen in der apply. As problematic in the embodiment shown in Fig. 1, the movement of the beam waist of the partial beams in the
eingangsseitigen Brennebene des zweiten Linsenarrays 8 sein. Dies insbesondere dann, wenn dabei die Strahltaillen stark aus der Mitte verschoben werden. Dies kann dazu führen, dass die Teilstrahlen jeweils nicht nur auf eine Linse 9, sondern auf mehrere Linsen 9 auftreffen. Dies führt zu unerwünschten Leistungsverlusten. Be input side focal plane of the second lens array 8. This is especially true when the beam waists are shifted strongly out of the middle. This can cause the partial beams each incident not only on a lens 9, but on several lenses 9. This leads to undesirable power losses.
Die in Fig.3 abgebildete zweite Ausführungsform berücksichtigt dieses Problem. Sie unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass die Vorrichtung gemäß Fig.3 zusätzlich ein drittes Linsenarray 17 umfasst, das eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Linsen 18 aufweist. The illustrated in Figure 3 second embodiment takes into account this problem. It differs from the first in that the device according to FIG. 3 additionally comprises a third lens array 17 which has a plurality of lenses 18 arranged next to one another.
Bei diesen Linsen 18 kann es sich um nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen handeln, deren Zylinderachsen senkrecht zu der Richtung ausgerichtet sein können, in der die Linsen 18 These lenses 18 may be arranged side by side cylindrical lenses whose cylinder axes may be aligned perpendicular to the direction in which the lenses 18
nebeneinander angeordnet sind. Die Zylinderlinsen können als Bikonvex- oder Plankonvex-Linsen ausgebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle der Zylinderlinsen sphärische Linsen zu verwenden. Das dritte Linsenarray 17 ist in der eingangsseitigen Brennebene des zweiten Linsenarrays 8 angeordnet und damit genau dort, wohin die Strahltaillen der Teilstrahlen abgebildet werden. Die Linsen 18 des dritten Linsenarrays 17 wirken an dieser Position wie Feldlinsen, die die Teilstrahlen derart formen, dass jeweils einer der Teilstrahlen genau auf eine der Linsen 9 des zweiten Linsenarrays 8 auftrifft. are arranged side by side. The cylindrical lenses can be designed as biconvex or plano-convex lenses. It is also possible to use spherical lenses instead of the cylindrical lenses. The third lens array 17 is arranged in the input-side focal plane of the second lens array 8 and thus exactly where the beam waist of the partial beams are imaged. The lenses 18 of the third lens array 17 act at this position as field lenses, which form the partial beams such that in each case one of the partial beams impinges exactly on one of the lenses 9 of the second lens array 8.
Damit wird die Wahrscheinlichkeit für die oben erwähnten This will set the probability for the above
Leistungsverluste deutlich reduziert. Power losses significantly reduced.
Mit den in Fig. 1 und Fig.3 abgebildeten Vorrichtungen lassen sich bei entsprechender Ansteuerung der Spiegel 5, 11 auch schnelle und kontinuierlichere Scannbewegungen von Fokusbereichen in einer Arbeitsebene 14 durchführen. Derartige zumindest teilweise With the devices depicted in FIG. 1 and FIG. 3, with appropriate control of the mirrors 5, 11, it is also possible to carry out rapid and more continuous scanning movements of focal areas in a working plane 14. Such at least partially
kontinuierliche Scannbewegungen sind für von SLS- oder ein SLM- Verfahren verschiedene Verfahren zum Ablenken von Laserstrahlung beziehungsweise Licht sinnvoll, wie beispielsweise für ein Laserfernsehen, ein Lidar- oder ein Ladar-System sowie für Continuous scanning motions are methods of deflecting laser radiation that are different from SLS or SLM methods or light useful, such as for a laser television, a Lidar- or a Ladar system and for
scannende Beobachtung und Tracking-Kameras. scanning observation and tracking cameras.
Entsprechende Bewegungen von Fokusbereichen in der Arbeitsebene 14 sind in Fig.4 dargestellt. Dort sind von links nach rechts der Scannwinkel und von unten nach oben die Zeit in willkürlichen Corresponding movements of focus areas in the working plane 14 are shown in FIG. There are from left to right the scanning angle and from bottom to top the time in arbitrary
Einheiten aufgetragen. Die mit dem Bezugszeichen 19 versehenen strichpunktierten Linien verdeutlichen die unterschiedlichen Units applied. The dot-dash lines provided with the reference numeral 19 illustrate the different
Beugungsordnungen, die durch Verschwenken oder Rotieren des ersten Spiegels 5 durchlaufen werden. Diffraction orders that are traversed by pivoting or rotating the first mirror 5.
Bei der in Fig.4 dargestellten Bewegung führt der zweite Spiegel 11 vergleichsweise schnelle Bewegungen aus, wohingegen der erste Spiegel 5 vergleichsweise langsame Bewegungen durchführt. Der zweite Spiegel 11 scannt dabei jeweils in eine Richtung über einen Winkelbereich, der dem Abstand zwischen zwei Beugungsordnungen 19 entspricht. Die von der abgelenkten Laserstrahlung aufgrund des Verschwenkens oder Rotierens des zweiten Spiegel 11 durchlaufenen Winkel sind in Fig.4 mit durchgezogenen Pfeilen 20 angedeutet. In the movement shown in Figure 4, the second mirror 11 performs relatively fast movements, whereas the first mirror 5 performs relatively slow movements. The second mirror 11 scans in each case in one direction over an angular range which corresponds to the distance between two diffraction orders 19. The angle traveled by the deflected laser radiation due to the pivoting or rotation of the second mirror 11 are indicated in FIG. 4 by solid arrows 20.
Nach Durchlaufen des Winkelbereichs zwischen zwei After passing through the angle range between two
Beugungsordnungen 19 bremst der zweite Spiegel 11 ab und beschleunigt in die entgegengesetzte Richtung. Während dieses Abbrems- und Beschleunigungsvorgangs kann die Laserlichtquelle, oder im Falle einer scannenden Kamera ein anstelle der Diffraction orders 19, the second mirror 11 slows down and accelerates in the opposite direction. During this deceleration and acceleration process, the laser light source or, in the case of a scanning camera, one instead of the other
Laserlichtquelle angeordneter Photodetektor, abgeschaltet werden. Weiterhin erfolgt während des Abbrems- und Laser light source arranged photodetector to be turned off. Continue to take place during the braking and
Beschleunigungsvorgangs eine Bewegung des ersten Spiegels 5 derart, dass von einer Beugungsordnung 19 zur nächsten  Acceleration process, a movement of the first mirror 5 such that from one diffraction order 19 to the next
Beugungsordnung 19 übergegangen wird. Dieser Übergang von einer Beugungsordnung 19 zur nächsten ist in Fig.4 mit den gestrichelten Pfeilen 21 angedeutet. Diffraction order 19 is transferred. This transition from one Diffraction order 19 to the next is indicated in Figure 4 with the dashed arrows 21.
Nach diesem Übergang in die nächste Beugungsordnung erfolgt die Bewegung des zweiten Spiegels 11 in die entgegengesetzte Richtung wiederum über einen Winkelbereich, der dem Abstand zweier benachbarter Beugungsordnungen entspricht. Durch die auf diese Weise kombinierten Bewegungen der beiden Spiegel, kann in einer Arbeitsebene ein großer Scannbereich weitgehend kontinuierlich abgedeckt werden. After this transition to the next diffraction order, the movement of the second mirror 11 in the opposite direction again takes place over an angular range which corresponds to the distance between two adjacent diffraction orders. By combined in this way movements of the two mirrors, a large scan area can be largely covered continuously in a working plane.
Es soll angemerkt werden, dass bei dem in Fig.4 oben abgebildeten zweiten Durchlauf des Scannbereichs mit den gebogenen It should be noted that in the second pass of the scan area shown in FIG
gestrichelten Pfeilen 22 die Abbrems- und Beschleunigungsvorgänge des zweiten Spiegels 11 angedeutet sind. dashed arrows 22, the braking and acceleration operations of the second mirror 11 are indicated.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Vorrichtung zum Ablenken einer Laserstrahlung (1), 1. Device for deflecting a laser radiation (1),
insbesondere für ein SLS- oder ein SLM -Verfahren oder ein Laser-TV-Verfahren, umfassend ein erstes Linsenarray (2) mit einer Mehrzahl von  in particular for an SLS or an SLM method or a laser TV method, comprising a first lens array (2) having a plurality of
nebeneinander angeordneten Linsen (3), durch das die Laserstrahlung (1) im Betrieb der Vorrichtung zumindest teilweise hindurchtritt, ein zweites Linsenarray (8) mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Linsen (9), das derart in der Vorrichtung angeordnet ist, dass im Betrieb der Vorrichtung die durch das erste Linsenarray (2) hindurchgetretene Laserstrahlung (1) zumindest teilweise durch das zweite Linsenarray (8) hindurchtritt, einen bewegbaren, insbesondere rotierbaren oder verschwenkbaren, ersten Spiegel (5), der zwischen den beiden Linsenarrays (2, 8) angeordnet ist und die durch das erste Linsenarray (2) hindurchgetretene Laserstrahlung (1) im Betrieb der Vorrichtung in Richtung auf das zweite  arranged side by side lenses (3) through which the laser radiation (1) during operation of the device at least partially passes, a second lens array (8) with a plurality of juxtaposed lenses (9), which is arranged in the device such that in operation the device passes through the first lens array (2) laser radiation (1) at least partially through the second lens array (8), a movable, in particular rotatable or pivotable, first mirror (5) between the two lens arrays (2, 8) is arranged and passed through the first lens array (2) laser radiation (1) in the operation of the device in the direction of the second
Linsenarray (8) ablenkt, ein Objektiv (13), das die durch das zweite Linsenarray (8) hindurchgetretene Laserstrahlung (10) im Betrieb der  Lens array (8) deflects, a lens (13), which has passed through the second lens array (8) laser radiation (10) in the operation of the
Vorrichtung in eine Arbeitsebene (14) fokussiert.  Device focused in a working plane (14).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen zweiten bewegbaren, insbesondere 2. Device according to claim 1, characterized in that the device has a second movable, in particular
rotierbaren oder verschwenkbaren, Spiegel (11) umfasst, der im Betrieb der Vorrichtung die durch das zweite Linsenarray (8) hindurchgetretene Laserstrahlung (10) ablenkt, vorzugsweise in Richtung auf das Objektiv (13). rotatable or pivotable, mirror (11), which in the operation of the device by the second lens array (8) deflected laser radiation (10) deflects, preferably in the direction of the lens (13).
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch 3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung erste Linsennnittel (4) umfasst, die zwischen dem ersten Linsenarray (2) und dem ersten Spiegel (5) angeordnet sind, wobei die ersten  characterized in that the device comprises first lens means (4) interposed between the first lens array (2) and the first mirror (5), the first ones
Linsenmittel (4) insbesondere als Sammellinse, vorzugsweise als sphärische Sammellinse ausgebildet sind, und/oder dass die Vorrichtung zweite Linsenmittel (7) umfasst, die zwischen dem ersten Spiegel (5) und dem zweiten Linsenarray (8) angeordnet sind, wobei die zweiten Linsenmittel (7) insbesondere als  Lens means (4) are designed in particular as a converging lens, preferably as a spherical converging lens, and / or that the device comprises second lens means (7) which are arranged between the first mirror (5) and the second lens array (8), wherein the second lens means (7) in particular as
Sammellinse, vorzugsweise als sphärische Sammellinse ausgebildet sind.  Conveying lens, preferably formed as a spherical converging lens.
4. Vorrichtung nach Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Linsenmittel (4) und/oder die zweiten Linsenmittel (7) derart in der Vorrichtung angeordnet sind, dass sie die 4. Device according to claim 3, characterized in that the first lens means (4) and / or the second lens means (7) are arranged in the device such that they
ausgangsseitige Brennebene des ersten Linsenarrays (2) in die eingangsseitige Brennebene des zweiten Linsenarrays (8) abbilden.  Emit the output side focal plane of the first lens array (2) in the input side focal plane of the second lens array (8).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch 5. Device according to one of claims 3 or 4, characterized
gekennzeichnet, dass die ersten Linsenmittel (4) und/oder die zweiten Linsenmittel (7) derart in der Vorrichtung angeordnet sind, dass sie im Betrieb der Vorrichtung die abzulenkende Laserstrahlung (1) fouriertransformieren.  in that the first lens means (4) and / or the second lens means (7) are arranged in the device such that during operation of the device they Fourier-transform the laser radiation (1) to be deflected.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spiegel (5) in oder im Bereich der ausgangsseitigen Fourierebene der ersten Linsenmittel (4) und in oder im Bereich der eingangsseitigen Fourierebene der zweiten Linsennnittel (7) angeordnet ist. 6. The device according to claim 5, characterized in that the first mirror (5) in or in the region of the output side Fourier plane of the first lens means (4) and in or in the region the input side Fourierbene of the second Linsennnittel (7) is arranged.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch 7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized
gekennzeichnet, dass die ausgangsseitige Brennebene des ersten Linsenarrays (2) der eingangsseitigen Fourierebene der ersten Linsenmittel (4) entspricht oder im Bereich der  in that the output-side focal plane of the first lens array (2) corresponds to the input-side Fourier plane of the first lens means (4) or in the region of
eingangsseitigen Fourierebene der ersten Linsenmittel (4) angeordnet ist und/oder dass eingangsseitige Brennebene des zweiten Linsenarrays (8) der ausgangsseitigen Fourierebene der zweiten Linsenmittel (7) entspricht oder im Bereich der ausgangsseitigen Fourierebene der zweiten Linsenmittel (7) angeordnet ist.  is arranged on the input side Fourierbene of the first lens means (4) and / or that the input side focal plane of the second lens array (8) the output side Fourier plane of the second lens means (7) or in the region of the output side Fourierbene the second lens means (7).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein drittes Linsenarray (17) mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten  in that the device has a third lens array (17) with a plurality of juxtaposed ones
Linsen (18) umfasst, das derart in der Vorrichtung angeordnet ist, dass im Betrieb der Vorrichtung die durch das erste  Lenses (18), which is arranged in the device such that in the operation of the device by the first
Linsenarray (2) hindurchgetretene Laserstrahlung (1) zumindest teilweise durch das dritte Linsenarray (17) hindurchtritt und die durch das dritte Linsenarray (17) hindurchgetretene  Lens array (2) has passed through laser radiation (1) at least partially through the third lens array (17) passes through and the through the third lens array (17) passed through
Laserstrahlung (1) zumindest teilweise durch das zweite  Laser radiation (1) at least partially through the second
Linsenarray (8) hindurchtritt.  Lens array (8) passes.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Linsenarray (17) in der eingangsseitigen Brennebene des zweiten Linsenarrays (8) angeordnet ist. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the third lens array (17) in the input-side focal plane of the second lens array (8) is arranged.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized
gekennzeichnet, dass die Anzahl und/oder die Abmessungen der Linsen (9) des zweiten Linsenarrays (8) der Anzahl und/oder den Abmessungen der Linsen (3, 18) des ersten und/oder des dritten Linsenarrays (2, 17) entsprechen. in that the number and / or the dimensions of the lenses (9) of the second lens array (8) of the number and / or the dimensions of the lenses (3, 18) of the first and / or the third lens array (2, 17) correspond.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch 11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized
gekennzeichnet, dass die Linsen (3) des ersten Linsenarrays (2) und/oder die Linsen (9) des zweiten Linsenarrays (8) und/oder die Linsen (18) des dritten Linsenarrays (17) als Zylinderlinsen ausgebildet sind, wobei die Zylinderachsen der Zylinderlinsen insbesondere senkrecht zu der Richtung ausgerichtet sind, in der die Zylinderlinsen des jeweiligen Linsenarrays (3, 8, 17) nebeneinander angeordnet sind.  characterized in that the lenses (3) of the first lens array (2) and / or the lenses (9) of the second lens array (8) and / or the lenses (18) of the third lens array (17) are formed as cylindrical lenses, wherein the cylinder axes the cylindrical lenses are aligned in particular perpendicular to the direction in which the cylindrical lenses of the respective lens array (3, 8, 17) are arranged side by side.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch 12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Steuermittel umfasst, die im Betrieb der Vorrichtung den ersten Spiegel (5) mit einer ersten Geschwindigkeit bewegen, insbesondere mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit rotieren oder verschwenken, und den zweiten Spiegel (11) mit einer zweiten Geschwindigkeit  in that the device comprises control means which, during operation of the device, move the first mirror (5) at a first speed, in particular rotate or pivot at a first angular speed, and the second mirror (11) at a second speed
bewegen, insbesondere mit einer zweiten  move, especially with a second
Winkelgeschwindigkeit rotieren oder verschwenken, wobei vorzugsweise die erste und die zweite Geschwindigkeit, insbesondere die erste und die zweite Winkelgeschwindigkeit, unterschiedlich sind.  Rotate or pivot angular velocity, preferably the first and the second speed, in particular the first and the second angular velocity, are different.
13. Vorrichtung zum Ablenken von Licht, insbesondere für ein Lidar- oder ein Ladar-Verfahren oder für ein scannendes 13. Device for deflecting light, in particular for a Lidar- or a Ladar method or for a scanning
Beobachtungsverfahren oder ein Tracking-Verfahren,  Observation procedure or a tracking procedure,
umfassend ein erstes Linsenarray (2) mit einer Mehrzahl von  comprising a first lens array (2) having a plurality of
nebeneinander angeordneten Linsen (3), ein zweites Linsenarray (8) mit einer Mehrzahl von juxtaposed lenses (3), a second lens array (8) having a plurality of
nebeneinander angeordneten Linsen (9), einen bewegbaren, insbesondere rotierbaren oder verschwenkbaren, ersten Spiegel (5), der im Strahlengang des Lichts zwischen den beiden Linsenarrays (2, 8) angeordnet ist, ein Objektiv (13), das auf der von dem ersten Spiegel (5) abgewandten Seite des zweiten Linsenarrays (8) angeordnet ist.  arranged side by side lenses (9), a movable, in particular rotatable or pivotable, first mirror (5), which is arranged in the beam path of the light between the two lens arrays (2, 8), a lens (13) on that of the first Mirror (5) facing away from the second lens array (8) is arranged.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eines oder mehrere Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist. 14. The device according to claim 13, characterized in that the device has one or more features according to one of claims 1 to 12.
15. Vorrichtung für die Durchführung eines SLS- oder eines SLM- Verfahrens oder eines anderen scannenden Verfahrens, wie beispielsweise eines Laser-TV-Verfahrens, eines Lidar- oder eines Ladar-Verfahrens, eines scannenden 15. An apparatus for performing an SLS or an SLM method or another scanning method, such as a laser TV method, a Lidar or a Ladar method, a scanning
Beobachtungsverfahrens oder eines Tracking-Verfahrens, umfassend eine Vorrichtung zum Ablenken einer Laserstrahlung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder eine  Observation method or a tracking method, comprising a device for deflecting a laser radiation (1) according to one of claims 1 to 12 and / or a
Vorrichtung zum Ablenken von Licht nach einem der Ansprüche 13 oder 14.  Device for deflecting light according to one of claims 13 or 14.
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