KR20190010465A

KR20190010465A - 광학 프리폼 표면을 갖는 빔 셰이퍼 및 이러한 종류의 빔 셰이퍼를 갖는 레이저 광학기

Info

Publication number: KR20190010465A
Application number: KR1020180084039A
Authority: KR
Inventors: 울리케 닥터. 훅스; 스벤 비켄하겐; 스벤 키온케
Original assignee: 아스페리콘 게엠베하
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-01-30
Also published as: ES2905677T3; EP3432054B1; DE102017116476B3; EP3432054A1; LT3432054T; JP6757077B2; JP2019023721A; US20190025599A1

Abstract

본 발명은 광학축(z)을 따라 앞뒤로 배열된 두 광학 요소(1, 2)를 포함하는 빔 셰이퍼에 관한 것이다. 각 광학 요소(1, 2)는 적어도 하나의 광학적으로 작용하는 프리폼 표면(1.1, 1.2)을 갖는다. 광학 요소(1, 2)는 광학축(z)에 직각으로 배열된 적어도 하나의 축(x)을 따라 상대 변위(Δx)로 서로 이동 가능하게 배열된다. 광학적으로 작용하는 프리폼 표면(1.1, 1.2)은 높이 프로필(Δz(x, y))을 갖는데, 이는 다수의 유한한 다항식 차수에서 0이 아닌 다항식 계수를 갖는 다항식 전개로 표현될 수 있으며, 다항식 차수가 3보다 크게 배정될 경우 적어도 하나의 다항식 계수는 0이 아니다. 적어도 두 프리폼 표면(1.1, 2.1)의 높이 프로필(Δz(x, y))은 가우시안 빔 밀도 프로필을 가지며 광학축(z)에 회전 대칭적으로 분포된 입력 빔(ES)이 수용 평면(B, B') 내에서 사각형 단면으로 한정되어 광학축(z)에 대해 균일하게 분포된 출력 빔(AS)으로 회절되도록 선택되는데, 수용 평면(B, B')의 거리와 한정 사각형 단면의 면적은 적어도 두 광학 요소(1, 2)의 상대 변위(Δx)에 의해 서로 변할 수 있다.

Description

광학 프리폼 표면을 갖는 빔 셰이퍼 및 이러한 종류의 빔 셰이퍼를 갖는 레이저 광학기 {BEAM SHAPER WITH OPTICAL FREEFORM SURFACE AND LASER OPTIC WITH A BEAM SHAPER OF THIS KIND}

본 발명은 사각형 빔 밀도 프로필을 형성하기 위해, 광학축에 직각으로 이동할 수 있는 광학 프리폼 표면을 갖는 빔 셰이퍼에 관한 것이다. 사각형 빔 밀도 프로필은 광학축을 중심으로 그에 직각인 사각형 단면 내에서 균질한 빔 밀도를 갖는다. 사각형 단면 밖에서, 사각형 빔 밀도 프로필은 빔 밀도를 갖지 않거나 무시할 수 있을 정도로 낮은 빔 밀도를 갖는다.

광학축에 직각인 입구 평면에서 그 분포가 입력 빔 밀도 분포에 의해 결정되는 시준화된 입력 빔 번들이 광학축에 직각인 출구 평면에서 그 분포가 출력 빔 밀도 분포에 의해 결정되는 시준화된 출력 빔 번들로 변형되는 빔 셰이퍼가 종래 기술로 알려져 있다. 예를 들면 입력 빔 밀도 분포가 회전 대칭적인 가우시안 프로필에 의해 결정되고, 출력 빔 밀도 분포가 탑햇 프로필에 의해 결정되는 빔 셰이퍼가 알려져 있다.

나아가 광학축에 직각인 방향(x)으로 부분 표면(partial surface)을 갖는 두 광학 요소를 이동시킴으로써, 그 초점 거리가 광학축이 가리키는 방향(z)을 따라 변할 수 있되, 부분 표면은 프리폼 표면으로 형성되는 다초점 광학 시스템이 종래 기술로 알려져 있다. 광학 z 축에 대해 서로 직각인 방향(x, y)을 따라 연장되어, 광학 z 축의 방향으로 어떠한 거리(ε)로 이격된 아래 두 동일하게 형성된 부분 표면이 초점 거리의 변화를 야기하는 것으로 알려져 있다.

x 축을 따라 Δx에 의한 변위의 경우 초점 거리는 아래와 같은데, n은 두 광학 요소가 동일한 재료로 이루어지고 빔이 공기 중에서 광학 요소 사이를 자유롭게 통과할 때 굴절률이다.

본 발명은 회전 대칭적인 가우시안 프로필에 상응하는 입력 빔 밀도 분포를 갖는 시준화된 입력 빔이 그 출력 빔 밀도가 수용 평면에서 적어도 일차원을 따라 가변하는 프로필로서 사각형 빔 밀도 프로필을 따르는 출력 빔으로 변형되는 빔 셰이퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 본 발명은 특히 전체적인 길이가 짧은 이러한 종류의 빔 셰이퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다. 나아가 본 발명은 서로 다른 빔 밀도 및/또는 서로 다른 작업 거리에 대해 특히 조절하기 쉬운 것으로, 처리 품질이 개선된 레이저 재료 처리용 레이저 광학기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 빔 셰이퍼와 관련된 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 빔 셰이퍼에 의해 달성된다. 레이저 광학기와 관련된 목적은 청구항 5의 특징을 갖는 레이저 광학기에 의해 달성된다.

본 발명의 유리한 실시예는 종속항의 대상이 된다.

빔 셰이퍼는 적어도 하나의 제1 광학 요소 및 광학축을 따라 제1 광학 요소 뒤에 배열되는 제2 광학 요소를 갖는다. 제1 및 제2 광학 요소는 광학축에 직각으로 배열된 적어도 하나의 변위 축을 따라 서로 이동 가능하다.

제1 및 제2 광학 요소는 적어도 하나의 광학적으로 작용하는 프리폼 표면을 각각 갖는다. 각 프리폼 표면은 높이 프로필로 표현될 수 있는데, 이는 프리폼 표면의 참조 포인트에 대한 광학축의 방향의 거리로서, 프리폼 표면의 각 포인트에 대한 높이차를 말한다. 바람직하게는 참조 포인트가 프리폼 표면에서 중심에 배치되도록 선택된다.

제2 광학 요소에 대한 제1 광학 요소의 각 변위와 관련하여, 빔 셰이퍼의 광학 효과는 빔 경로로 각각 들어오는 입력 빔에 대해 효과를 갖게 되는 전체 변화로부터 야기된다. 주어진 프리폼 표면을 갖는 광학 요소와 관련하여, 빔 셰이퍼의 광학 효과는 기하학적 광학기의 제한 범위 내에서 이론상 임의의 정확도를 갖는 빔 계산에 의해 결정될 수 있다. 프리폼 표면을 갖는 광학 요소의 빔 계산 방법은 종래 기술로 알려져 있다.

프리폼 표면의 높이 프로필은 다수의 유한한 다항식 차수에서, 0이 아닌 다항식 계수를 갖는 다항식 전개로 표현될 수 있는데, 다항식 차수가 3보다 크게 배정될 경우 적어도 하나의 다항식 계수는 0이 아니다.

이러한 다항식 전개의 다항식 계수는 광학 요소의 각 프리폼 표면에 대해, 빔 밀도 분포가 빔 셰이퍼의 출구 측에서 초점 거리에 배열된 수용 평면에서 사각형 빔 밀도 프로필을 따르도록 선택되는데, 초점 거리 및 사각형 빔 셰이퍼 프로필의 면적은 제2 광학 요소에 대한 제1 광학 요소의 변위에 의존하여 가변한다.

본 발명의 다른 실시예에서 각 경우, 제1 및 제2 광학 요소의 프리폼 표면은 광학축을 따라 서로 바라보도록 배열되는데, 이들 프리폼 표면의 높이 프로필은 광학축에 대해 180°로 회전한 반대칭(antisymmetric)으로 형성된다.

이러한 실시예는 제1 및 제2 광학 요소가 비슷하게 이루어져, 광학축에 대해 서로 180°로만 회전한 빔 셰이퍼에 장착되는 이점을 제공한다. 이는 빔 셰이퍼의 제작 비용을 감소시킨다.

본 발명의 다른 실시예에서, 광학 요소는 석영 유리로 이루어진다. 석영 유리는 온도 변화에 특히 강하고, 낮은 열팽창 계수를 갖는다. 따라서 이러한 실시예는 고출력인 레이저 빔의 빔 성형에 특히 적합하다. 추가적으로 이러한 실시예의 바람직한 변형예에서, 광학 요소의 광학적으로 작용하는 표면은 광학 손실과 이들이 열로 전환되는 것을 감소시키기 위해, 무반사 코팅이 제공된다.

본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 활용하여, 이하 더 상세하게 설명될 것이다.

본 발명은 회전 대칭적인 가우시안 프로필에 상응하는 입력 빔 밀도 분포를 갖는 시준화된 입력 빔이 그 출력 빔 밀도가 수용 평면에서 적어도 일차원을 따라 가변하는 프로필로서 사각형 빔 밀도 프로필을 따르는 출력 빔으로 변형되는 빔 셰이퍼를 제공할 수 있다. 특히 본 발명은 특히 전체적인 길이가 짧은 이러한 종류의 빔 셰이퍼를 제공할 수 있다. 나아가 본 발명은 서로 다른 빔 밀도 및/또는 서로 다른 작업 거리에 대해 특히 조절하기 쉬운 것으로, 처리 품질이 개선된 레이저 재료 처리용 레이저 광학기를 제공할 수 있다.

도 1은 영점 위치에서 프리폼 표면을 갖는 두 광학 요소를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 프리폼 표면의 표면 프로필을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 프리폼 표면을 갖는 서로 이동한 두 광학 요소를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4a와 4b는 서로 다른 변위 위치에 대해, 두 프리폼 표면을 갖는 빔 셰이퍼에 대한 빔 경로를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 빔 셰이퍼를 관통하는 빔에 대해, 입구 평면의 입구 포인트 내지 수용 평면의 수용 포인트의 배치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 빔 셰이퍼를 갖는 레이저 광학기를 개략적으로 나타낸 것이다.

서로 상응하는 부분은 모든 도면에서 동일한 참조 기호로 표시되어 있다.

도 1은 굴절률(n)이 1보다 큰 광학적으로 짙은 재료로 이루어진 제1 광학 요소(1) 및 제2 광학 요소(2)를 갖는 빔 셰이퍼(F)를 나타낸다. 광학 요소(1, 2)는 프리폼 표면(freeform surface)(1.1, 2.1)을 갖는데, 이는 광학 z 축을 따라 서로 반대편에 배열된다. 광학 요소(1, 2)는 광학 z 축에 직각인 제1 수평 x 축을 따라 서로 이동 가능하며, 양 광학 z 축과 제1 x 축에 직각인 제2 y 축을 따라 서로 이동 불가능하게 배열된다. 다만 본 발명의 예시적인 실시예는 광학 요소(1, 2)가 제2 y 축을 따라 추가로 이동 가능한 것도 가능하다.

광학 z 축에 직각으로 이동 가능한 광학 요소의 배열을 위한 기계 장치가 종래 기술로 알려져 있다. 예를 들어 광학 요소(1, 2)는 상세하게 나타나 있지 않으나 스핀들 스크루에 의해 x 방향으로 서로 이동 가능한 마운트에 장착될 수 있다. 광학 요소(1, 2)가 광학 z 축에 대해 서로 x 방향으로 이동 가능한 방안이 알려져 있다. 다만 제1 광학 요소(1)는 광학 z 축에 대해 이동 불가능하고, 다른 광학 요소(2)는 광학적 z 축에 대해, 즉 제1 광학 요소(1)에 대해 x 방향으로 이동 가능한 것도 가능하다.

각 광학 요소(1, 2)는 광학 z 축에 직각인 평면 표면(1.2, 2.2)의 반대편에 프리폼 표면(1.1, 2.1)을 갖는다. 다만 본 발명의 실시예는 프리폼 표면(1.1, 1.2)의 반대편의 표면이 평평하게 이루어지지 않은 것도 가능하다. 나아가 실시예는 광학 요소의 평면 표면(1.2, 2.2)이 서로 맞은편에 배열되고, 프리폼 표면(1.1, 2.1)이 서로 멀리 가리키도록 배열되는 것도 가능하다.

프리폼 표면(1.1, 2.1)은 상보적으로 이루어져, 영점 위치에서 광학 z 축을 따라 어떠한 오프셋(ε)으로 이격되어 앞뒤로 배열되는데, 제1 프리폼 표면(1.1)은 아래 함수로 표현될 수 있고,

제2 프리폼 표면(2.1)은 아래 함수로 표현될 수 있다.

도 2는 프리폼 표면(1.1, 2.1)에서 광학 z 축의 피어싱 포인트(piercing point)(x=0, y=0)로 정의되는 각 참조 포인트(1.1.1, 2.1.1)에서, 중심 높이에 대해 프리폼 표면(1.1, 2.1)에 대한 아래 높이 프로필을 개략적으로 나타낸 것이다.

즉 높이 프로필(Δz(x, y))은 광학 z 축에 직각인 직각 좌표(x, y)의 함수로서, 광학 z 축을 따라 프리폼 표면(1.1, 2.1)의 높이 변화를 나타내는데, 높이 변화는 참조 포인트(x=0, y=0)에 대해 주어진다.

광학 요소(1, 2)는 x, y 평면에서 원형 단면을 갖는다. 다만 다른 단면 형상을 갖는 예시적인 실시예도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 프리폼 표면(1.1, 2.1)은 반대칭으로 형성된다.

즉 광학 요소(1, 2)는 동일한 설계를 갖되, 프리폼 표면이 서로 바라보며 광학 z 축에 대해 180°로 회전하도록 배열되어, 프리폼 표면(1.1, 2.1)의 상보적인 쌍을 형성한다.

프리폼 표면(1.1, 2.1)의 높이 프로필은 직교 좌표에 대해 광학 z 축에 대한 측 방향 거리(x, y)에 의존하는 다항식 전개로서, 아래 형태로 표현될 수 있다.

더욱이 다른 좌표계, 예컨대 극좌표에 대한 다항식 전개도 가능하다. 직교 좌표에 대한 다항식 전개를 다른 좌표계에 대한 다항식 전개로 변환하는 것은 종래 기술로 알려져 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 다항식 차수(M, N)는 3보다 크게 선택된다.

도 1에 나타난 배열에서 영점 위치, 즉 수평 오프셋(Δx)이 0일 때, 참조 포인트(1.1.1, 2.1.1)는 x 축과 y 축을 따라 일치하게 배열되며, 광학 z 축을 따라 어떠한 오프셋(ε)으로 서로 이격된다. 이러한 영점 위치에서, 광학 z 축에 시준화되어 가우시안 프로필에 따라 분포된 입력 빔(ES)은 빔 셰이퍼(F)를 관통하여 지나갈 때, 빔 셰이퍼(F)의 출구 측에서 수용 평면(B)에 수용되는 출력 빔(AS)이 도 4a에 개략적으로 나타난 바와 같이 사각형 빔 밀도 프로필에 따라 분포되도록, 빔 방향으로 변형된다. 본 경우 사각형 빔 밀도 프로필은 대체적으로 정사각형이다.

도 3에 개략적으로 나타난 바와 같이, 본 발명의 빔 셰이퍼(F)에서 광학 요소(1, 2)는 광학 z 축에 직각인 x 축을 따라 서로 이동하여, 영점 위치로부터 이동할 수 있다. 제1 광학 요소(1)가 제1 오프셋(Δx₁)으로 이동하면 아래 함수에 따른 제1 프리폼 표면(1.1)을 형성한다.

제2 광학 요소(2)가 제2 오프셋(Δx₂)으로 이동하면 아래 함수에 따른 제2 프리폼 표면(2.1)을 형성한다.

이 경우 두 광학 요소(1, 2)의 비슷한 변위는 광학 z 축의 오프셋만 야기하기 때문에, 광학 효과를 위해 프리폼 표면(1.1, 2.1) 사이의 상대 변위(Δx=Δx₁-Δx₂)만 중요하다.

변하지 않는 가우시안 입력 빔 밀도 분포에 대해, 상대 변위(Δx)는 잠재적으로 각 출력 분포의 위치와 방향의 변화를 야기한다. 특히 상대 변위(Δx)는 영점 위치(Δx=0)에 대해 광학 z 축을 따라 수용 평면(B)의 반대편으로 이동한 수용 평면(B')에서 사각형 빔 밀도 분포가 발생하는 효과를 갖는다. 나아가 상대 변위(Δx)는 이동한 수용 평면(B')에서 사각형 빔 밀도 분포가 영점 위치에 대해 크기가 변하여, 밀도도 변하도록 형성하는 효과를 가질 수 있다.

그 위치가 상대 변위(Δx)에 의존하는 수용 평면(B')의 위치 및 사각형 빔 밀도 분포의 크기가 도 4b에서, 서로 다른 변위(Δx≠0)에 대해 개략적으로 나타나 있다.

상대 변위(Δx)의 함수로서, 원하는 광학 효과를 얻도록 프리폼 표면(1.1, 2.1)에 대한 높이 프로필(Δz(x, y))을 결정하는 문제는 입구 평면에서 입구 포인트(x_S, y_S)에 대해, 원하는 광학 효과나 빔 성형에 대응되는 가상의 수용 평면(B, B')에 대해 해당 수용 포인트(x'_S, y'_S)가 확립될 수 있도록 만들어질 수 있다. 빔(S)의 원하는 경로를 얻는 높이 프로필(Δz(x, y))에 대한 보간 포인트는 입구 포인트(x_S, y_S) 및 다양한 상대 변위(Δx)에 대한 빔 계산에 의해 배정된 수용 포인트(x'_S, y'_S)로부터 결정될 수 있다.

높이 프로필(Δz(x, y))에 대한 보간 포인트의 수치적 결정 및 이로부터 도출된 높이 프로필(Δz(x, y) 그 자체의 수치적 결정 방법이 본 기술분야에서 알려져 있다. 특히 주어진 다항식 차수(M, N)에 대한 다항식 전개의 계수(c_{m, n})가 결정될 수 있는 방법이 알려져 있는데, 이는 높이 프로필(Δz(x, y))의 근사를 나타낸다.

예를 들어 상대 변위(Δx)가 0이고 입구 포인트(x_S, y_S)가 입구 평면에서 회전 대칭적인 가우시안 빔 밀도에 따라 분포될 경우, 수용 포인트(x'_S, y'_S)는 수용 평면(B)에 배정되어, 도 5에 개략적으로 나타난 바와 같이 광학축(z)에 대해 사각형 단면 내에 실질적으로 균일하게 분포된다.

유사하게, 상대 변위(Δx)가 0보다 크고 입구 포인트(x_S, y_S)가 입구 평면에서 가우시안 방식으로 분포될 경우, 수용 포인트(x'_S, y'_S) 또한 균일하게 분포되되, 크기가 감소하여 수용 평면(B')에 배정되는데, 이처럼 수용 포인트(x'_S, y'_S)의 밀도가 증가한 수용 평면(B')은 빔 셰이퍼(F)에 더 가까이 이동한다. 영점 위치로부터 취한 상대 변위(Δx)의 광학 효과가 도 4b에 개략적으로 나타나 있다. 이러한 광학 효과는 상대 변위(Δx)가 0보다 크게 증가함에 따라 빔 밀도도 증가하는 것과 상대 변위(Δx)로부터 결정된 각 수용 평면(B')의 사각형 단면 내에서 균질성을 갖는 것에 해당한다.

이러한 광학 효과를 갖는 빔 셰이퍼(F)에 의해, 예를 들어 가우시안 방식으로 분포되어 전반적으로 대략 회전 대칭적인 빔 밀도를 갖는 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 광학축(z)에 대해 직사각형 또는 정사각형 단면을 가지며 균일하게 분포된 빔 밀도로 변형시키는 것도 가능하다. 이처럼 균일한 빔 밀도 분포는 가우시안 빔 밀도 분포에 대해, 특히 레이저에 의한 재료 처리, 예컨대 범위가 예리하게 정해진 균일한 재료 제거에 대해 많은 이점을 갖는다.

도 6은 레이저 광원(11)과 빔 셰피어(F)를 갖는 레이저 광학기(10)를 개략적으로 나타낸다. 레이저 광원(11)은 광학 z 축에 시준화되어 광학 z 축에 회전 대칭적인 가우시안 빔 밀도 프로필을 갖는 레이저 빔을 방출하도록 설치된다.

제1 및 제2 광학 요소(1, 2)를 갖는 본 발명의 빔 셰이퍼(F)는 광학 z 축을 따라 하류에 배치된다. 작업물(12)의 처리 표면(12.1, 12.2, 12.3)은 광학 요소(1, 2)의 상대 변위(Δx)에 서로 의존적인 수용 평면(B, B')에 배열된다. 이 경우 제1 처리 표면(12.1)은 광학 요소(1, 2)가 이동하지 않을 때 영점 위치의 수용 평면(B)에 배치된다(Δx=0). 제2 처리 표면(12.2)은 상대 변위가 양일 때 수용 평면(B')에 배치된다(Δx>0). 제3 처리 표면(12.3)은 상대 변위가 음일 때 수용 평면(B')에 배치된다(Δx<0).

따라서 상대 변위(Δx)를 조절함으로써, 레이저 광학기(10)와 작업물(11) 사이의 서로 다른 작업 거리에 대해, 언제나 균일하거나 균질한 빔 밀도 분포를 얻을 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 광학 요소 사이의 상대 변위(Δx)를 조절함으로써 균일한 빔 밀도 분포의 사각형 단면의 면적을 변화시킴과 동시에, 광학 z 축을 따라 횡단함으로써 해당 수용 평면(B, B')에 대해 작업물(12)의 처리 표면(12.1, 12.2, 12.3)을 정렬하는 것도 가능하다. 이는 사각형 단면을 가지며 균질한 빔 밀도 분포의 빔 밀도를 변화시키는 것을 가능하게 만든다. 따라서 예를 들어 흡열 레이저 처리의 경우 제거율이나 제거 깊이를 특히 단순하게 변화시키는 것이 가능하다.

1, 2: 제1, 제2 광학 요소
1.1, 2.1: 프리폼 표면
1.2, 2.2: 평면 표면
1.1.1, 2.1.1: 참조 포인트
10: 레이저 광학기
11: 레이저 광원
12: 작업물
12.1, 12.2, 12.3: 제1, 제2, 제3 작업 표면
AS: 출력 빔
B: 수용 평면
ES: 입력 빔
F: 빔 셰이퍼
S: 빔
x: 제1 축
Δx: 상대 변위
y: 제2 축
z: 광학축
Δz(x, y): 높이 프로필
x_S, y_S: 입구 포인트
x'_S, y'_S: 출구 포인트

Claims

광학축(z)을 따라 앞뒤로 배열된 적어도 하나의 제1 광학 요소(1) 및 제2 광학 요소(2)를 가지며,
각 광학 요소(1, 2)은 적어도 하나의 광학적으로 작용하는 프리폼 표면(1.1, 2.1)을 갖고,
상기 광학 요소(1, 2)는 상기 광학축(z)에 직각으로 배열된 적어도 하나의 축(x)을 따라 상대 변위(Δx)로 서로 이동 가능하게 배열되며,
상기 광학적으로 작용하는 프리폼 표면(1.1, 2.1)은 복수의 유한한 다항식 차수에서 0이 아닌 다항식 계수를 갖는 다항식 전개로 표현되는 높이 프로필(Δz(x, y))을 갖고,
다항식 차수가 3보다 크게 배절될 경우 적어도 하나의 다항식 계수는 0이 아니며,
상기 적어도 두 프리폼 표면(1.1, 2.1)의 높이 프로필(Δz(x, y))은 가우시안 빔 밀도 프로필을 가지며 상기 광학축(z)에 회전 대칭적으로 분포된 입력 빔(ES)이 수용 평면(B, B') 내에서 사각형 단면으로 한정되어 상기 광학축(z)에 대해 균일하게 분포된 출력 빔(AS)으로 회절되도록 선택되고,
상기 수용 평면(B, B')의 거리와 상기 한정 사각형 단면의 면적은 상기 적어도 두 광학 요소(1, 2)의 상대 변위(Δx)에 의해 서로 변할 수 있는 빔 셰이퍼(F).
제1항에 있어서,
상기 한정 사각형 단면은 정사각형인 것을 특징으로 하는 빔 셰이퍼(F).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 프리폼 표면(1.1, 2.1)의 높이 프로필(Δz(x, y))은 상기 광학축(z)에 대해 180°로 회전한 반대칭으로 형성되어, 서로 바라보며 배열되는 것을 특징으로 하는 빔 셰이퍼(F).
제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
상기 광학 요소(1, 2)는 석영 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 빔 셰이퍼(F).
레이저 광원(11) 및 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 따른 광학축(z)을 따라 하류에 배치된 빔 셰이퍼(F)를 포함하며,
상기 레이저 광원(11)은 상기 광학축(z)에 대해 회전 대칭적인 가우시안 빔 밀도 프로필을 갖는 시준화된 레이저 빛을 방출하도록 설치되는 레이저 광학기(10).