JP2018517147A - レーザビームの特性を決定するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 装置は、最高出力および出力密度のレーザビームを測定するのに適している。これは、放射に晒される部材が放射を吸収せず、これらの部材が、走査運動によって非常に短い時間間隔でレーザ放射に晒されるだけであるからである。
− 1回の走査運動により、3つの関連パラメータ、すなわち:ビーム直径、ビーム位置、および経路速度を決定することができる。
− 2つの空間方向のビーム寸法の決定が、1回の走査運動で可能である。
− 広範な2次元または空間領域、特にレーザビームの有効領域でビーム特性を決定することができる。
− ビームの動きが予め具体的に定められていなくても、動いているレーザビームの特性を決定することができる。
11 集束レーザビーム
12 レーザビーム焦点
14 レーザビームの横断面
17 有効領域
18 散乱放射
20 検出器機構
30 光拡散構造
31 第1の光拡散構造
32 第2の光拡散構造
33 光導波路
36 導光領域
38 端面
39 発光面
40 感光センサ
42 カバー
50 信号記録用デバイス
70 レーザビームを射出するデバイス
72 光学システム
73 保護ガラス
74 光学システムの光軸
80 相対運動をもたらすデバイス
83 レーザビームを動かすデバイス
84 スキャナミラー
85 レーザビームの動きの方向
87 検出器機構を動かすデバイス
89 検出器機構の動きの方向
Claims (19)
- レーザビームの特性を決定するための装置であって、
レーザビーム(10、11)を有効領域(17)に射出するデバイス(70)と、
有効領域(17)に配置可能な検出器機構(20)と、
レーザビーム(10、11)と検出器機構(20)との相対運動をもたらすデバイス(80)と、
検出器機構(20)の時間変動信号を記録し評価するデバイス(50)とを含み、
検出器機構(20)は、
発光面(39)と導光領域(36)とを有し、該導光領域(36)は細長い形状を持つ、少なくとも1つの光導波路(33)と、
少なくとも2つの光拡散構造(30)であって、該少なくとも2つの光拡散構造(30)のうちの第1の光拡散構造(31)は基本的に第1の方向に沿って延び、少なくとも2つの光拡散構造(30)のうちの第2の光拡散構造(32)は基本的に第2の方向に沿って延び、第1の方向と第2の方向とはゼロではない角度を有する光拡散構造と、
光導波路(33)の発光面(39)から射出された放射を受けるように構成された少なくとも1つの感光センサ(40)とを含み、
少なくとも2つの光拡散構造(30)は、該光拡散構造(30)に当たるレーザビーム(10、11)の一部を、散乱レーザ放射(18)を光導波路(33)の導光領域(36)で発光面(39)に輸送するように適用された角度範囲で散乱させるように構成される前記装置。 - 相対運動をもたらすデバイス(80)は、検出器機構(20)を用いてレーザビーム(10、11)の横断面(14)を走査するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 相対運動をもたらすデバイス(80)は、検出器機構(20)を用いてレーザビーム(10、11)の横断面(14)を2つの異なる方向に走査するように構成される、請求項1または2に記載の装置。
- 相対運動は基本的に円形運動または楕円形運動である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 相対運動は基本的に回転運動である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 相対運動は第1および第2の成分を含み、第1の成分は少なくとも部分的に周期性の高速運動であり、第2の成分は第1の成分の動きの方向から線形独立した方向への低速運動である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 第1の方向へ延びる第1の導光構造(31)と第2の方向へ延びる第2の導光構造(32)との両方は、少なくとも1つの光導波路(33)の一部である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 検出器機構は少なくとも2つの光導波路(33)を含み、第1の方向へ延びる第1の導光構造(31)は、少なくとも2つの光導波路(33)のうちの第1の光導波路の一部であり、第2の方向へ延びる第2の導光構造(32)は、少なくとも2つの光導波路(33)のうちの第2の光導波路の一部である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの光導波路(33)は、吸収の非常に低い透明光学材料から作られる、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- 光導波路(33)の透明光学材料は、300ppm/cm未満のレーザ放射(10、11)の波長に特有の吸収を有する、請求項9に記載の装置。
- 相対運動をもたらすデバイス(80)は、検出器機構(20)を動かすデバイス(87)を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置。
- 相対運動をもたらすデバイス(80)は、レーザビーム(10、11)を動かすデバイス(83)を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置。
- レーザビームを動かすデバイス(83)はスキャナ光学素子を含む、請求項12に記載の装置。
- レーザビームの特性を決定するための方法であって、
レーザビーム(10、11)を有効領域(17)に射出する工程と、
検出器機構(20)を有効領域(17)に位置させる工程であって、検出器機構(20)は、少なくとも1つの光導波路(33)と、少なくとも1つの感光センサ(40)と、少なくとも2つの光拡散構造(30)とを含み、該少なくとも2つの光拡散構造(30)のうちの第1の光拡散構造(31)は基本的に第1の方向に沿って延び、少なくとも2つの光拡散構造(30)のうちの第2の光拡散構造(32)は基本的に第2の方向に沿って延び、第1の方向と第2の方向とはゼロではない角度を有する工程と、
レーザビーム(10、11)と検出器機構(20)との相対運動をもたらす工程と、
光拡散構造を用いてレーザビーム(10、11)の一部から散乱放射を発生させる工程と、
散乱放射の一部を、少なくとも1つの光導波路(33)の導光領域(36)で少なくとも1つの光導波路(33)の発光面(39)に輸送する工程と、
発光面(39)から射出された放射を、感光センサ(40)を用いて受け、受けた放射から時間変動信号を発生させる工程と、
時間変動信号を記録し評価する工程とを含む前記方法。 - 検出器機構(20)を用いてレーザビーム(10、11)の横断面(14)を走査する工程をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 検出器機構(20)を用いてレーザビーム(10、11)の横断面(14)を2つの異なる方向に走査する工程をさらに含む、請求項14または15に記載の方法。
- レーザビーム(10、11)は検出器機構(20)に対して円形または楕円形経路で動かされる、請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 検出器機構(20)はレーザビーム(10、11)に対して回転して動かされる、請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
- レーザビーム(10、11)は、第1の成分および第2の成分を含む動きで検出器機構(20)に対して動かされ、第1の成分は少なくとも部分的に周期性の高速運動であり、第2の成分は第1の成分の動きの方向から線形独立した方向への低速運動である、請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
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