TW202225782A - 用於在工作平面上產生定義的雷射照明的裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於在工作平面（14）上產生定義的雷射照明（12）的裝置，具有一雷射光源（20），以產生一雷射原始光束（22）。一光學配置（24）接收該雷射原始光束（22）並沿一光軸（40）而將其轉變成一照明光束（26）。該照明光束（26）界定一光束方向（28），其與該工作平面（14）交叉。在工作平面（14）的區域中，該照明光束（26）具有一光束輪廓（42、42’），該光束輪廓（42、42’）具有一長軸（44）以及一短軸（46），該長軸（44）與該短軸（46）均垂直於該光束方向（28），該長軸（44）具有一長軸光束寬度，該短軸（46）具有一短軸光束寬度。該光學配置（24）具有一光束轉換器（30），其具有一出口孔徑、用於在該長軸上進行光束塑形的一第一組光學元件（56、60、62、64）以及用於在該短軸上進行光束塑形的一第二組光學元件（34、36、38）。為了產生一擴展的雷射原始光束，該光束轉換器（30）擴展在該長軸上的該雷射原始光束（22）。該第一組光學元件（56、60、62、64）具有一均化器（56），其均化在該長軸上之該擴展的雷射原始光束。該第二組光學元件（34、36、38）具有至少一透鏡（38），其將該光束轉換器（30）的該出口孔徑成像到該工作平面上。該第一組光學元件（56、60、62、64）在該均化器（56）的下游處產生一中間影像（66），且還實現多個光學器件，該等光學器件將該中間影像（66）成像到該工作平面（14）上。

Description

用於在工作平面上產生定義的雷射照明的裝置

本發明關於一種用於在一工作平面上產生一定義的雷射照明的裝置，包括一雷射光源，經配置以產生一雷射原始光束；並包括一光學配置，其接收該雷射原始光束並沿一光學軸而轉換成一照明光束，其中在該工作平台的區域中，該照明光束具有一光束輪廓，該光束輪廓包括一長軸以及一短軸，該長軸距有一長軸光束寬度，該短軸具有一段軸光束寬度，而該長軸與該短軸垂直於該光束方向，其中該光學配置包括一光束轉換器，具有一出口孔徑；一第一組光學元件，用於在該長軸進行光束塑形；以及一第二組光學元件，用於在該短軸進行光束塑形；其中為了產生一擴展的雷射原始光束，則該光束轉換器在該長軸擴展該雷射原始光束；其中該第一組光學元件具有一均化器，其將該擴展的雷射原始光束在該長軸進行擴展；且其中該第二組光學元件具有至少一透鏡，該至少一透鏡將該光束轉換器的該出口孔徑成像到該工作平面中。

舉例來說，在WO 2018/019374 A1中描述了這種裝置。

這種裝置的線性雷射照明可特別用於加工一工件。例如，該工件可為當作一基板之一玻璃板上的一塑膠材料。特別是，該塑膠材料可為一薄膜，在該薄膜上製造所謂之OLED的有機發光二極體及/或薄膜電晶體。OLED薄膜越來越多地用於智慧型手機、平板電腦、電視以及其他具有顯示螢幕之裝置中的顯示器。在生產出多個電子結構之後，必須將該薄膜從該玻璃基板上剝離下來。這可以有利地以呈一細雷射光線形式的雷射照射來完成，而該細雷射光線以一所定義的速度而相對於該玻璃板移動，經由該玻璃板釋放該薄膜的黏著劑。此一實施例實際上通常被稱為LLO或雷射剝離。

用於具有一所定義的雷射光線的一工件之照明的另一實施例可在一支撐板上逐漸熔化非晶矽。在此，該雷射光線亦以該所定義的速度相對於該工件表面移動。該熔化製程可將成本相對較低的非晶矽轉化成為更高等級的多晶矽。此一實施例實際上通常被稱為固態雷射退火或SLA。

對於此等實施例，在該工作平面上的一雷射光線需要在一個方向上盡可能的長，以覆蓋盡可能寬的一工作區域，而為了提供相關過程所需的能量密度，則在另一方向上在相較之下則非常短。因此，希望在平行於該工作平面的100mm長度上具有例如10μm線寬之高深寬比的一細長雷射光線。通常，將該雷射光線延伸的方向稱為長軸，而將線寬稱為該所謂之光束輪廓的短軸。通常，該雷射光線應當在兩個軸上具有一定義的強度分佈。舉例來說，理想的是，在該長軸上的該雷射光線具有盡可能呈矩形或梯形的一強度分佈，藉此若是將多條這樣的雷射光線以端對端置放以形成更長之整體的線的話，則後者可能是有利的。在該短軸上，取決於該實施例，需要一矩形強度分佈（所謂的頂帽形）、一高斯輪廓或其他強度分佈。

開始所提及的WO 2018/019374 A1揭露開始所提及之類型的裝置，其具有關於光學配置之多個元件的許多細節。該光學配置包括一準直器以及一光束轉換器、一均化器與一聚焦台，該準直器使該雷射原始光束準直化。該光束轉換器接收準直的原始光束並將其沿該長軸擴展。實際上，該光束轉換器亦可接收來自多個雷射光源的多個雷射原始光束，並將它們組合成具有更高功率的一擴展雷射光束。該均化器在該長軸上生成所需的光束輪廓。該聚焦台將重新塑形的該雷射光束聚焦到該工作平面之區域中該所定義的位置上。已知的裝置適用於LLO以及SLA的應用。然而，對於一些特殊的LLO應用來說，它並不是最佳選擇，例如提升所謂的µLED。對於這種情況，希望提供複數個單獨的頂帽形強度分佈。舉例來說，其中複數個單獨的頂帽形強度分佈沿一條線而等距地設置的配置可為合乎需要的。這並非由WO 2018/019374 A1的裝置所提供的。

鑑於上述情況，本發明的主要目的係提供開始所述類型的一替代裝置，該裝置允許以成本有效的方式產生具有一高深寬比的一所定義的雷射光線。本發明的第二個目的係提供一種開始所述類型的裝置，該裝置以成本有效且靈活的方式在一工作平面上提供複數個不同的照明圖案。

根據本發明的一目的，並鑑於上述情況，提供了一種上述類型的裝置，其中該第一組光學元件在該均化器的下游處產生一中間影像，並進一步實現多個成像光學器件，其將該中間影像成像到該工作平面。

該第一組光學元件具有主要在該長軸上的一光學折射功率。因此，它們主要影響在該長軸上的該光束輪廓。反之，該第二組光學元件具有主要在該短軸上的一光學折射功率。因此，它們主要影響在該短軸上的該光束輪廓。在例示的實施例中，每一個光學元件可包括多個柱形元件，特別是柱形透鏡及/或柱形反射鏡，它們每一個都配置成在該長軸或該短軸上所提供的一光學折射功率。在較佳之例示的實施例中，因此分開在該長軸上塑形的該光束以及在該短軸上塑形的該光束，以便可以分別查看在該長軸上塑形的該光束以及在該短軸上塑形的該光束。這使得可以在很大程度上獨立地確定和最佳化在該長軸上之該光束輪廓的該強度分佈以及在該短軸上之該光束輪廓的該強度分佈。結果，舉例來說，新的裝置能夠以大於1000的深寬比（在該長軸上之該光束輪廓的範圍以及在該短軸上之該光束輪廓的範圍的比率）實現該所定義的雷射照明。

該光束轉換器的該出口孔徑是該光束轉換器之該出口處的該透光開口，而擴展的該雷射光束可以經由該透光開口離開並饋送到該均化器。在一些例示的實施例中，該出口孔徑可具有沿該短軸大約1mm的開口，更一般地說，相對於該短軸的一有效開口在0.5mm到10mm的範圍內。該第二組光學元件能夠以一縮小的方式將該出口孔徑成像到該工作平面，並且能夠產生具有非常窄的線寬以及在該短軸上的一頂帽形強度分佈的一雷射光線。然而，這種縮小的短軸成像需要沿相對較長之該光軸的一路徑長度。該第一組光學元件在該均化器之後生成一中間影像（如沿光軸所見），並將該中間影像成像到該工作平面中。在較佳之例示的實施例中，該第一組光學元件包括一成像均化器，其在沿該光軸的一定義平面中生成該長軸光束輪廓。該平面則當作一中間成像平面。使用該第一組的其他光學元件將在該中間成像平面中所生成的該長軸光束輪廓成像到該工作平面中。在一些例示的實施例中，該均化器可包括沿該光軸的一個或多個微透鏡陣列，並且該中間影像係由疊加該第一微透鏡陣列的多透鏡孔徑所產生。更一般地說，該第一組光學元件使用該均化器以在該均化器的輸出側上生成該長軸光束輪廓的一中間影像，並使用該第一組的其他光學元件將該中間影像成像到該工作平面中。相較於該短軸成像，這種（另外的）成像可將該長軸成像的相對較小的延伸而延伸到兩個影像在該工作平面中重合的程度。因此，新裝置以有效的方式實現了高深寬比。

因此，在該短軸上有利的頂帽形強度分佈可用新裝置藉由一孔徑的一縮小成像來實現，而該孔徑相對於該短軸可為≧1mm。這種孔徑可以低成本製造。然而，為了獲得例如10µm的小線寬，此外，為了使該均化器在生產技術方面保持成本效益，經由在該長軸上的多次成像來橋接該路徑長度是有利的。由於該中間影像的成像，新裝置使這成為可能。

此外，若是需要的話，該中間成像平面可以非常有利地用於多個梳狀孔徑開口（光圈）的置放以獲得在該長軸上之該光束輪廓的一分割。這使得可以非常簡單的方式設計新裝置，以便在需要時沿該長軸產生複數個單獨的照明光斑。因此，新裝置的設計提供了在該短軸（使用該光束轉變換器的該出口孔徑之線寬的改變）以及在該長軸（使用適合的多個孔徑開口之雷射光線的分割）中的可變性。上述目的以簡單且成本有效的方式實現。

在本發明的一較佳實施例中，該第一組光學元件還包括一第一遮罩，設置在該中間影像之該區域中。

在一些例示的實施例中，該第一遮罩可為一梳狀孔徑，其具有並排設置的複數個孔徑，例如具有一系列等距設置的孔徑開口。在另外之例示的實施例中，該遮罩可包括一反射鏡，其分段塗有交錯的高反射層及抗反射層。該等孔徑開口或該等交錯層可有利地將在該長軸上的該光束輪廓分割成多個單獨的照明光斑。原則上，該第一遮罩可具有自由選擇的多個半透明或反射及不透明或非反射區域分佈。在這個實施例中，新裝置藉由在該長軸上實現該光束輪廓的低成本分割，充分利用了基本變數概念。因為多個µLED被單片化或雷射誘導前向傳輸（LIFT），此實施例對於一LLO應用特別有利，亦即，將已經單片化的µLED轉變成一未來的顯示器。

在另一實施例中，該第一遮罩被設計成一替換部件。

在該實施例中，新裝置的使用者可選擇性地將該第一遮罩置放在該均化器之該出口處的該中間影像區域中或將其從那裡移除。在一些例示的實施例中，該第一遮罩可保持在一支撐體上，該支撐體可選擇性地移入或移出該光學配置的該光學路徑。在這些例示的實施例中，該第一遮罩可平移及/或旋轉地保持，因此可選擇性地移動及/或樞轉進入及/或離開該光束路徑。該實施例增加了新裝置的應用範圍。

在另一實施例中，該第二組光學元件包括至少一個第二遮罩。

在此實施例中，新裝置具有一個遮罩，可用於以簡單有效的方式在該短軸上實現所需的該光束輪廓強度分佈。在一些例示的實施例中，該第二遮罩用於在該短軸上實現一頂帽形輪廓。較佳地，該第二遮罩的該孔徑開口≧1mm，因為這允許成本有效的實施。

在另一實施例中，該至少一個第二遮罩設置在該光束轉換器的該區域中。

在該光束轉換器的該區域中置放該第二個遮罩允許在該短軸上有效地實現一所需的強度分佈，尤其是具有多個陡峭邊緣的一頂帽形輪廓。

在另一實施例中，該第二組光學元件生成另一中間影像，其中該至少一個第二遮罩設置在該另一中間影像的該區域中。較佳者，該另一中間影像係為該光束轉換器的一中間影像。

此實施例提供一種有利且可變的替代方案，尤其是在該光束轉換器之該區域中之安裝空間有限的情況下。

在另一實施例中，該至少一個第二遮罩設計成一替代部件。

在此實施例中，新裝置的使用者可選擇性地將該第二遮罩置放在該光學路徑中或將其從該光學路徑中移除。在一些例示的實施例中，該第二遮罩可保持在一支撐體上，該支撐體可選擇性地移入或移出該光學配置的該光束路徑。該第二遮罩可平移及/或旋轉地保持，因此可選擇性地移動及/或樞轉到該光束路徑中。藉由實現該短軸之該光束輪廓的快速與單獨調整，該實施例增加新裝置的應用範圍。

在另一實施例中，該等成像光學器件包括多個彎曲光學器件，其具有至少一個反射鏡元件，較佳者，其具有至少兩個實現多個彎曲的反射鏡元件。

在此實施例中，該等成像光學器件尤其是可包括一個或多個柱形反射鏡，以實現該長軸光束路徑的多次折疊。該實施例係允許新裝置之緊密的實施，同時保持上述優點。

在另一實施例中，該第二組光學元件包括一投影透鏡，其沿該光軸最靠近該工作平面處設置，該等彎曲光學器件則沿該光軸而設置在該均化器與該投影透鏡之間。

在此實施例中，可以說，該第一組的該等光學元件沿該光軸而位於該第二組的該等光學元件之間。此配置亦有助於一緊密的實現。此外，它還能在該短軸上實現高光束品質。

在其他實施例中，該光束輪廓在跨經該短軸光束寬度上具有一頂帽形強度分佈。

一頂帽形強度分佈對於將µLED與其他分離元件特別有利。

不言而喻，在不脫離本發明之範圍的情況下，上述特徵以及下列將要解釋的特徵不僅可以在每種情況下以組合方式使用，而且還可以其他組合方式使用或單獨使用。

在圖1a及圖1b中，新裝置的例示實施例整體係由元件編號10表示。處理置放在一工作平面14之區域中的一工件16，裝置10在工作平面14的區域中產生一雷射光線12。雷射光線12在此係沿一x軸方向延伸，並且線寬在此係沿一y軸方向所觀看的。因此，在下文中，x軸表示長軸並且y軸表示形成在工作平面14上之光束輪廓的短軸（參見圖2）。

在一些例示的實施例中，工件16可包括一薄膜層，該薄膜層具有多個OLED，該等OLED設置在一玻璃板上並使用雷射光線12從玻璃板上進行分離。為了處理工件16，雷射光線12可沿箭頭18的方向相對於工件16移動。

裝置10具有一雷射光源20，舉例來說，其可為產生在紅外範圍或在紫外範圍內之雷射光的一固態雷射。舉例來說，雷射光源20可包括具有在1030nm範圍內之波長的Nd：YAG雷射。在另一例示的實施例中，雷射光源20可包括二極體雷射、準分子雷射或固態雷射，其每一個均產生波長在150nm到360nm之間、在500nm到530nm之間或在900nm到1070nm之間的雷射光。

舉例來說，雷射光源20產生一雷射原始光束22，其可經由一光纖而耦合到一光學配置24中。雷射原始光束22藉由光學配置24而轉換成一照明光束26，而照明光束26定義一光束方向28。光束方向28與工作平面14相交。

光學配置24包括一光束轉換器30，其在x方向（對應於長軸）上擴展雷射原始光束22。在一些較佳實施例中，光束轉換器30可實現成開始所提到的WO 2018/019374 A1中所詳細描述的光束轉換器。因此，WO 2018/019374 A1藉由參考關於下述之光束轉換器以及均化器而併入本文中。

特別是，光束轉換器30可包括一透明的、單片的、板狀元件，其具有大致上相互平行的一前側以及一後側。如圖1b所示，該板狀元件可與雷射原始光束22呈一銳角設置。該前側以及該後側每一個均可包括一反射塗佈層，以使傾斜耦合到該前側之該板狀元件中的雷射原始光束22在該板狀元件的該後側離去之前在該板狀元件中經歷多次反射而在x軸上加寬。在其他例示的實施例中，光束轉換器可實現成或藉由一孔徑開口來實現。

光學配置24包括多個長軸光學器件32，此處僅示意地表示，其在該長軸上對擴展的雷射光束進行塑形並將其成像到工作平面14中。特別是，該等長軸光學器件32可包括一個或多個微透鏡陣列（未繪示）以及具有主要在該長軸上之光功率的一個或多個透鏡。該等微透鏡陣列以及一個或多個透鏡可為是柱形透鏡，其柱軸在y方向上延伸，形成一成像均化器，其在該長軸上對雷射原始光束24進行均化，以提供在該長軸上之定義的、通常為頂帽形的強度分佈。

光學裝置24還包括複數個光學元件34、36、38，這些光學元件34、36、38對該短軸上之擴展的雷射光束進行塑形並聚焦到工作平面14中。光學元件34、36、38沿一光軸40設置且在此包括一第一透鏡34以及一第二透鏡36，它們一起形成一望遠鏡配置。光學元件38在此是具有一個或多個透鏡元件的一物鏡，該透鏡元件將照明光束26在該短軸上聚焦到工作平面14中。

整個光學裝置24經配置以在工作平面14的區域中產生具有定義的一光束輪廓42的照明光束26。圖2以理想化之表示形式顯示出此一光束輪廓42。光束輪廓42描述當作沿x軸與y軸的相對應位置之一函數的工作平面14上的雷射輻射的強度I。如圖所示，光束輪廓42具有一長軸44以及一短軸46，長軸44在x方向上具有一長軸光束寬度，短軸46在y方向上具有一短軸光束寬度。舉例來說，短軸光束寬度46可以定義為半峰全寬（FWHM）或90％強度值之間的寬度（90％最大全寬，FW@90％）。在此，光束輪廓42在該短軸上具有一頂帽形輪廓，其具有一第一斜面48、一第二斜面50以及在第一斜面48與第二斜面50之間的一大致平坦的平台52。原則上，光束輪廓42可以具有不同的強度分佈，例如高斯強度分佈，特別是在短軸46上。

對於一些應用，例如從一基板上分離一較大的OLED薄膜，需要如圖2中理想化所示的光束輪廓42。然而，對於其他應用，其可能希望將光束輪廓42分割成複數個間隔開的照明光斑54a、54b、54c …。圖3顯示一分段之光束輪廓42’從工作平面14上方所視的頂視示意圖。在一較佳例示的實施例中，光學配置可以產生一光束輪廓42’，其中照明點54a、54b、54c … 沿該長軸而等距分佈。期望地，該長軸藉此延伸超過100mm的數量級。有利地，照明光斑54a、54b、54c…在此的每一個均具有一大致上呈矩形的覆蓋區，其尺寸例如為20μm×20μm，且可相互間隔開例如100μm。較佳者，照明光斑54a、54b、54c…在此的每一個均在該短軸上具有一頂帽形輪廓。如此的分段光束輪廓42’對於LLO或LIFT應用是有利的，其中多個μLED將從一支撐板分離。新裝置10在一些例示的實施例中以簡單及有效的方式實現如此之一期望的光束輪廓42，如下文且另外參考圖4到圖7所解釋的。其中相同的元件編號表示與之前相同的元件。

圖4更詳細地說明了來自圖1a及圖1b的長軸光學器件32。長軸光學器件32包括一均化器56，其在一些例示的實施例中可包括一第一微透鏡陣列58a以及一第二微透鏡陣列58b，其兩者沿該光軸而間隔開一定義距離。進一步沿著該光路，在此設置一第一光學元件60、一第二光學元件62以及一第三光學元件64。在一些例示的實施例中，一個或多個元件60、62、64可以是傅立葉透鏡。在其他例示的實施例中，元件60、62、64可以是反射鏡元件，特別是柱形反射鏡，如下面參照圖6及圖7所進一步解釋的。

在此，均化器56與光學元件60、62、64形成一第一組光學元件並且在該長軸上對擴展的雷射原始光束進行塑形。反之，光學元件34、36、38形成一第二組光學元件，其在該短軸上對擴展的雷射光束進行塑形。如上所述，此處的光學元件60生成該長軸光束輪廓的一中間影像66。中間影像66藉由光學元件62、64而成像到工作平面14上。有利地，一（第一）遮罩68可設置在中間影像66的區域中。遮罩68尤其是可為具有並排設置之多個孔徑開口的一梳狀孔。為了獲得對應於圖3之間隔開的照明光斑54a、54b、54c  …，所以使用如此的遮罩68，光束輪廓42’（圖3）可以簡單且有效的方式在該長軸上進行分割。

替代地或附加地，在此，另外的一個遮罩70可設置在光束轉換器30的區域中及/或在光束轉換器30的一中間影像71的區域中。另外的遮罩70可具有一孔徑開口，其相對於光學元件34、36、38的短軸光束路徑而為≧1mm。使用遮罩70，可以簡單且有效的方式實現在該短軸上具有陡坡及大致平坦之平台的一頂帽形強度分佈。如圖3所示，為了在該短軸上獲得20μm之照明光斑54a、54b、54c...的尺寸，因此在該短軸光束路徑中的一大路徑長度在此允許有利地縮減孔徑開口到工作平面14上的成像。

舉例來說，圖5a顯示光束輪廓42、42’相對於該短軸的強度分佈，其可藉由上述遮罩70的幫助而獲得。圖5b顯示光束輪廓42相對於沒有遮罩68之該長軸的強度分佈。圖5c顯示用上述遮罩68在該長軸上所分割的強度分佈，其中兩條線段72a、72b相互間隔開。為了獲得依據圖5c的強度曲線，其中線段72a、72b彼此相對，所以遮罩68可兩個孔徑，其兩者在中間影像66的區域中相互間隔開。另一個遮罩68可用於以不同的方式分割光束輪廓42，例如以圖3中所示的方式。

在圖6中，光學配置24在例示的實施例中顯示更多細節。除了上述短軸光學器件的光學元件 34、36、38 之外，它們在此均形成為柱形透鏡，此處的光學配置24還具有在一望遠鏡配置中的另外兩個透鏡74、76。透鏡74、76將該雷射原始光束聚焦到光束轉換器30的入口孔徑上。在光束轉換器30的出口處，設置透鏡34、36，且其一起形成了（另外的）望遠鏡。在一些例示的實施例中，一選擇的空間濾光片78可以設置在透鏡34、36之間，以例如減少任何繞射現象。此處的元件編號80表示一選擇的偏轉反射鏡，其將擴展的原始光束偏轉至均化器56。偏轉反射鏡80有利地有助於實現光學裝置24的一緊密設計。在均化器56（在這種情況下亦可包括兩個微透鏡陣列58a、58b）之後，均化的雷射光束藉由另一個偏轉反射鏡（在這種情況下隱藏）被引導到反射鏡60、62。反射鏡60、62在此多次反射雷射光束，如圖7中簡化形式所示，藉此在遮罩68的區域中生成一中間影像。遮蔽的中間影像藉由反射鏡60、62、64而引導到投影透鏡38。投影透鏡38將擴展的雷射光束作為一照明光束26而聚焦到工作平面上，在工作平面上其產生雷射光線12或－－取決於遮罩68－－可沿該長軸分佈的多個照明光斑。在元件編號82處，此處表示一載體，取決於所期望的應用，遮罩66可藉由該載體82而移入或移出該光束路徑。

10:裝置 12:雷射光線 14:工作平面 16:工件 18:箭頭 20:雷射光源 22:雷射原始光束 24:光學配置 26:照明光束 28:光束方向 30:光束轉換器 32:長軸光學器件 34:光學元件 36:光學元件 38:光學元件 40:光軸 42:光束輪廓 42’:光束輪廓 44:長軸 46:短軸 48:第一斜面 50:第二斜面 52:平台 54a~54c:照明光斑 56:均化器 58a:第一微透鏡陣列 58b:第二微透鏡陣列 60:第一光學元件 62:第二光學元件 64:第三光學元件 66:中間影像 68:遮罩 70:遮罩 71:中間影像 72a:線段 72b:線段 74:透鏡 76:透鏡 78:空間濾光片 80:偏轉反射鏡 82:載體 I:強度

本發明例示的該等實施例係顯示在附圖中，並在以下描述中更詳細地解釋。如圖所示：

圖1a是新裝置例示實施例之長軸光束路徑的簡化結構示意圖。

圖1b是圖1a的例示實施例之短軸光束路徑的簡化結構示意圖。

圖2a是依據新裝置的例示實施例之光束輪廓的簡化示意圖。

圖3是根據新裝置的一些例示實施例的有利光束輪廓的頂視示意圖。

圖4是來自圖1a與圖1b之例示實施例的長軸光束路徑以及短軸光束路徑得更詳細的示意圖。

圖5a-c是根據新裝置之例示實施例的之例示強度分佈示意圖。

圖6是在長軸光束路徑中具有反射鏡折疊之新裝置的較佳例示實施例的詳細示意圖。

圖7是圖6之反射鏡的折疊示意圖。

12:雷射光線

16:工件

18:箭頭

20:雷射光源

22:雷射原始光束

24:光學配置

26:照明光束

28:光束方向

30:光束轉換器

32:長軸光學器件

34:光學元件

36:光學元件

38:光學元件

40:光軸

42:光束輪廓

Claims (11)

1. 一種用於在工作平面（14）上產生定義的雷射照明（12）的裝置，包括一雷射光源（20），經配置以產生一雷射原始光束（22）；並包括一光學配置（24），其接收該雷射原始光束（22）並沿一光軸（40）而將其轉變成一照明光束（26）；其中該照明光束（26）界定一光束方向（28），其與該工作平面（14）交叉；且其中在工作平面（14）的區域中，該照明光束（26）具有一光束輪廓（42、42’），該光束輪廓（42、42’）包括一長軸（44）以及一短軸（46），該長軸（44）與該短軸（46）均垂直於該光束方向（28），該長軸（44）具有一長軸光束寬度，該短軸（46）具有一短軸光束寬度；其中該光學配置（24）包括一光束轉換器（30），其具有一出口孔徑、用於在該長軸上進行光束塑形的一第一組光學元件（56、60、62、64）以及用於在該短軸上進行光束塑形的一第二組光學元件（34、36、38）；其中為了產生一擴展的雷射原始光束，該光束轉換器（30）擴展在該長軸上的該雷射原始光束（22）；其中該第一組光學元件（56、60、62、64）具有一均化器（56），其均化在該長軸上之該擴展的雷射原始光束；且其中該第二組光學元件（34、36、38）具有至少一透鏡（38），其將該光束轉換器（30）的該出口孔徑成像到該工作平面上，其特徵在於：該第一組光學元件（56、60、62、64）在該均化器（56）之後產生一中間影像（66），且還實現多個光學器件，該等光學器件將該中間影像（66）成像到該工作平面（14）上。
2. 如請求項1所述之裝置，其特徵在於該第一組光學元件（56、60、62、64）還具有一第一遮罩（68），設置在該中間影像（66）的區域中。
3. 如請求項3所述之裝置，其特徵在於該第一遮罩（68）設計成一取代部件。
4. 如請求項2或3所述之裝置，其特徵在於該第一遮罩（68）為一梳狀孔徑，其具有並排設置的複數個孔徑開口，而該等孔徑開口在該工作平面（14）的區域中產生多個單獨的照明光斑（54a、54b、54c）。
5. 如請求項1到4中任一項所述之裝置，其特徵在於該第二組光學元件（34、36、38）具有至少一個第二遮罩（70）。
6. 如請求項5所述之裝置，其特徵在於該至少一個第二遮罩（70）設置在該光束轉換器（30）的區域中。
7. 如請求項5或6所述之裝置，其特徵在於該第二組光學元件（34、36、38）產生另一個中間影像（71），其中該至少一個第二遮罩設置在該另一個中間影像（71）的區域中。
8. 如請求項5到7中任一項所述之裝置，其特徵在於該至少一個第二遮罩（70）配置成一取代部件。
9. 如請求項1到8中任一項所述之裝置，其特徵在於該等成像光學器件具有多個彎曲光學器件，其具有至少一個反射鏡元件，較佳者係具有至少兩個反射鏡元件以實現多個彎曲。
10. 如請求項9所述之裝置，其特徵在於該第二組光學元件（34、36、38）具有一投影鏡片（38），其沿著最靠近該工作平面（14）的該光軸（40）而設置，該等彎曲光學器件沿著在該均化器（56）與該投影透鏡（38）之間的該光軸（40）而設置。
11. 如請求項1到10中任一項所述之裝置，其特徵在於該光束輪廓（42、42’）具有跨越該短軸光束寬度的一頂帽形強度分佈（48、50、52）。

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