WO2018177587A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer linienförmigen intensitätsverteilung einer laserstrahlung - Google Patents

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WO2018177587A1
WO2018177587A1 PCT/EP2018/000115 EP2018000115W WO2018177587A1 WO 2018177587 A1 WO2018177587 A1 WO 2018177587A1 EP 2018000115 W EP2018000115 W EP 2018000115W WO 2018177587 A1 WO2018177587 A1 WO 2018177587A1
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laser radiation
intensity distribution
linear intensity
laser
partial beams
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PCT/EP2018/000115
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Paul Alexander Harten
Aliaksei KRASNABERSKI
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LIMO GmbH
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    • H01S2301/20—Lasers with a special output beam profile or cross-section, e.g. non-Gaussian
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    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping

Definitions

  • the present invention relates to a device for generating a linear intensity distribution of a laser radiation according to the preamble of claim 1.
  • the propagation direction of the laser radiation means mean propagation direction of the laser radiation, especially if this is not a plane wave or at least partially divergent.
  • laser beam, light beam, sub-beam or beam is meant, unless expressly stated otherwise, an idealized beam of geometric optics, but a real light beam, such as a laser beam with a Gaussian profile or a modified Gaussian profile, which does not have infinitesimal small but has an extended beam cross-section.
  • top-hat distribution or top hat intensity distribution or top hat profile is meant an intensity distribution that can be described, at least in one direction, essentially by a rectangular function (rect (x)). In this case, real intensity distributions, the deviations from a rectangular function in the percentage range
  • top hat distribution or top hat profile or have inclined flanks, also referred to as top hat distribution or top hat profile.
  • a device of the kind is known from US 2012/0081786 A1.
  • the device described therein comprises a
  • Laser light source which is formed for example as a pulsed semiconductor laser or as a fiber laser.
  • the device further comprises a lens array serving as a beam splitter and a lens in
  • Typical optical systems include a multimode laser light source such as an Nd-YAG laser or an excimer laser, lens arrays for the
  • lasers with a diffraction factor M 2 1, such as single-mode high-power fiber lasers, are not considered suitable laser light sources for producing a homogeneous line, because these laser light sources cause interference-induced oscillations in the working plane due to the great coherence of the laser radiation.
  • the problem underlying the present invention is to provide a device of the type mentioned, which can produce a homogeneous linear intensity distribution despite the use of a single-mode laser light source.
  • the means for reducing interference effects comprise polarizer means which change the polarization of the laser radiation such that at least two adjacent sections of the line-shaped intensity distribution comprise a have different polarization. This avoids the interference caused by the interference in the overlay in the working plane. This results in a homogeneous
  • the polarizer means have first and second regions, which in particular are arranged alternately side by side. It can be a through a first area
  • penetrated first partial beam in the working plane have a different polarization than a through a second region
  • the laser light source is designed as a fiber laser, in particular as a singlemode high-power fiber laser.
  • the prior art can thus in a
  • Device also a laser with a
  • the device comprises converter means which, during operation of the device, convert laser radiation having a Gaussian profile or a Gaussian profile into laser radiation having a top hat profile.
  • the converter means may be formed as a Powell lens or comprise a Powell lens.
  • the converter means can be arranged in the propagation direction of the laser radiation in front of the beam splitter means.
  • the beam splitter means effect a splitting of the laser radiation in a first direction perpendicular to the propagation direction of the laser radiation and in a second direction perpendicular to the first direction and the propagation direction of the laser radiation.
  • beam splitting means may be provided which act only in a direction perpendicular to the propagation direction of the laser radiation.
  • the optical means comprise a lens in a Fourier arrangement, which is arranged behind the beam splitter means.
  • the lens in Fourier arrangement superimposes the
  • Beam transforming means comprise, during operation of the device, individual partial beams or groups of partial beams around the
  • the beam transformation means can be used in Propagation direction of the laser radiation behind the lens in a Fourier arrangement and be arranged in front of the polarizer means.
  • groups of sub-beams arranged next to one another can be rotated in such a way that a single uninterrupted linear intensity distribution results in the working plane.
  • Fig. 1 is a schematic side view of an embodiment of a device according to the invention.
  • Laser light source of the device according to Figure 1 emerging laser radiation.
  • FIG. 3 shows schematically the intensity distribution of the laser radiation before passing through the beam transformation means of the device according to FIG. 1.
  • the illustrated in Fig. 1 embodiment of a device according to the invention comprises a schematically indicated laser light source 1, which emits a laser radiation 2 during operation of the device, which is a single-mode laser radiation.
  • the laser light source 1 may be formed, for example, as a fiber laser.
  • Fig.2 shows
  • the intensity distribution of the laser radiation 2 emerging from the laser light source 1 is shown in FIG.
  • Embodiment the laser radiation 2 on a Gaussian profile 3.
  • the illustrated device further comprises converter means 4, which convert laser radiation 2 with a Gaussian profile or a Gaussian profile into laser radiation 2 with a top hat profile during operation of the device.
  • the converter means 4 are called Powell lens educated.
  • the converter means 4 are arranged behind the laser light source 1 in the Z direction, which corresponds to the mean propagation direction of the laser radiation 2.
  • Device according to the invention provide no converter means 4.
  • the illustrated embodiment further comprises first and second beam splitter means 5, 6 which divide the laser radiation 2 into a plurality of partial beams 7.
  • the beam splitter means 5, 6 are arranged in the Z direction or in the propagation direction of the laser radiation 2 behind the converter means 4.
  • Beam splitter means 5, 6 in the operation of the device, a division of the laser radiation in the X direction and in the Y direction.
  • the first beam splitting means 5 are formed as a transparent substrate with a cylindrical lens array 8, which in the Y direction
  • the cylinder axes of the cylindrical lenses 9 extend in the X direction.
  • the second beam splitter means 6 are formed as a transparent substrate with a cylindrical lens array, which in the X direction
  • Both the cylindrical lenses 9 of the first beam splitter means 5 and the cylindrical lenses of the second beam splitter means 6 have a shape such that in the linear to be generated
  • the illustrated embodiment further comprises optical means which arrange the partial beams 7 in a working plane 17 in a linear intensity distribution 10.
  • the optical means comprise a lens 11 in a Fourier arrangement, which is formed for example as a plano-convex lens.
  • the lens 11 is arranged in the Z direction behind the beam splitter means 5, 6.
  • the optical means further comprise in the Z direction behind the lens 11 arranged beam transformation means 12, which in operation of the
  • the beam transformation means 12 can
  • the cylinder axes are aligned at an angle of 45 ° to the X direction and the Y direction.
  • Beam transformation means 12 In this case, several groups of partial beams 7 a i to 7 a s, 7bi to 7b8, 7ci to 7c8, 7di to 7d8 and 7 e i to 7e8 are already in the Y direction to each other in the X-direction extending linear intensity distributions joined, which are spaced apart in the Y direction.
  • Beam transformation means 12 rotate these groups of sub-beams 7 a i to 7ae, 7bi to 7b8, 7ci to 7 c s, 7di to 7d8 and 7 e i to 7 e e by 90 ° about the mean propagation direction of the laser radiation or about the Z-direction, so that the individual line-shaped intensity distributions extend after the rotation in the Y direction and connect to each other so that the
  • FIG. 3 eight partial beams are respectively provided in the X direction and five partial beams are provided in the Y direction. It is quite possible that in the X and / or Y direction more or less than the imaged partial beams are provided.
  • the illustrated in Fig. 1 embodiment of a device according to the invention further comprises polarizer means 14, which as a means of reducing interference effects in the linear
  • the polarizer means 14 comprise schematically illustrated first and second regions 15, 16, which are in particular arranged alternately in the Y direction next to one another. In Fig. 1, only a portion 15, 16 is shown at the upper and at the lower end of the polarizer 14. Between the two illustrated areas 15, 16, however, each adjacent first and second areas 15, 16 are
  • the polarizer means 14 are designed such that a first partial beam which has passed through a first region 15 has a different polarization in the working plane 17 than a partial beam which has passed through a second region 16, the polarization directions of the two partial beams being in particular perpendicular to one another
  • the polarizer means 14 preferably change the polarization of the laser radiation 2 such that at least two, in particular two, adjacent portions of the linear Intensity distribution 10 of the laser radiation 2 have a different polarization.
  • the polarizer means 14 may be formed, for example, in sections, in particular periodically as a ⁇ / 2 plate.
  • each of the first regions 15, the polarization of the passing through it can also be provided that each of the first regions 15, the polarization of the passing through it

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Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung einer linienförmigen Intensitätsverteilung (10) einer Laserstrahlung (2), umfassend eine Laserlichtquelle (1), die im Betrieb der Vorrichtung eine Laserstrahlung (2) aussendet, die eine Single-Mode-Laserstrahlung ist, Strahlteilermittel (5, 6), die die Laserstrahlung (2) in eine Mehrzahl von Teilstrahlen (7) aufteilen, Optikmittel, die die Teilstrahlen (7) in einer Arbeitsebene (17) in einer linienförmigen Intensitätsverteilung (10) anordnen, sowie als Mittel zur Reduzierung von Interferenzeffekten in der linienförmigen Intensitätsverteilung (10) dienende Polarisatormittel (14), die derart die Polarisation der Laserstrahlung (2) verändern, dass mindestens zwei benachbarte Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung (10) eine unterschiedliche Polarisation aufweisen.

Description

„Vorrichtung zur Erzeugung einer linienförmigen
Intensitätsverteilung einer Laserstrahlung"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer linienförmigen Intensitätsverteilung einer Laserstrahlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Definitionen: In Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung meint mittlere Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung, insbesondere wenn diese keine ebene Welle ist oder zumindest teilweise divergent ist. Mit Laserstrahl, Lichtstrahl, Teilstrahl oder Strahl ist, wenn nicht ausdrücklich anderes angegeben ist, kein idealisierter Strahl der geometrischen Optik gemeint, sondern ein realer Lichtstrahl, wie beispielsweise ein Laserstrahl mit einem Gauß-Profil oder einem modifizierten Gauß-Profil, der keinen infinitesimal kleinen, sondern einen ausgedehnten Strahlquerschnitt aufweist. Mit Top-Hat- Verteilung oder Top-Hat-Intensitätsverteilung oder Top-Hat-Profil ist eine Intensitätsverteilung gemeint, die sich zumindest hinsichtlich einer Richtung im Wesentlichen durch eine Rechteckfunktion (rect (x)) beschreiben lässt. Dabei sollen reale Intensitätsverteilungen, die Abweichungen von einer Rechteckfunktion im Prozentbereich
beziehungsweise geneigte Flanken aufweisen, ebenfalls als Top-Hat- Verteilung oder Top-Hat-Profil bezeichnet werden.
Eine Vorrichtung der eingangs Art ist aus der US 2012/0081786 A1 bekannt. Die darin beschriebene Vorrichtung umfasst eine
Laserlichtquelle, die beispielsweise als gepulster Halbleiterlaser oder als Faserlaser ausgebildet ist. Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein als Strahlteiler dienendes Linsenarray und eine Linse in
Fourieranordnung, die die von dem Linsenarray erzeugten einzelnen Teilstrahlen in einer Arbeitsebene in einer linienförmigen
Intensitätsverteilung überlagern. Um Interferenzeffekte in der linienförmigen Intensitätsverteilung zu reduzieren, sind die einzelnen Linsen des Linsenarrays in Ausbreitungsrichtung unterschiedlich dick, so dass die einzelnen Teilstrahlen unterschiedlich lange optische Wege durchlaufen. Dies führt zusammen mit einer entsprechenden Pulsdauer der Laserstrahlung zu einer Reduzierung der
Interferenzeffekte in der linienförmigen Intensitätsverteilung.
Weitere Vorrichtungen zur Erzeugung einer homogenen linienförmigen Intensitätsverteilung sind bekannt. Typische optische Systeme umfassen eine Multimode-Laserlichtquelle wie beispielsweise einen Nd-YAG-Laser oder einen Excimer-Laser, Linsenarrays für die
Homogenisierung des Lichtes und ein Strahltransformationsmittel, um eine große Tiefenschärfe zu erreichen. Allerdings werden Laser mit einer Beugungsmaßzahl M2 = 1 wie beispielsweise Single-Mode-High- Power-Faserlaser nicht als geeignete Laserlichtquellen zur Erzeugung einer homogenen Linie angesehen, weil diese Laserlichtquellen aufgrund der großen Kohärenz der Laserstrahlung interferenzbedingte Oszillationen in der Arbeitsebene hervorrufen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die trotz Verwendung einer Single-Mode-Laserlichtquelle eine homogene linienförmige Intensitätsverteilung erzeugen kann.
Dies wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die
Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Mittel zur Reduzierung von Interferenzeffekten Polarisatormittel umfassen, die derart die Polarisation der Laserstrahlung verändern, dass mindestens zwei benachbarte Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung eine unterschiedliche Polarisation aufweisen. Damit werden die durch Interferenz hervorgerufenen Oszillationen bei der Überlagerung in der Arbeitsebene vermieden. Es ergibt sich also eine homogene
linienförmige Intensitätsverteilung, die weitgehend frei von störenden Oszillationen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Polarisationsrichtungen
benachbarter Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung senkrecht aufeinander stehen. Dadurch werden die störenden
Oszillationen sehr effektiv vermieden. Es besteht die Möglichkeit, dass die Polarisatormittel erste und zweite Bereiche aufweisen, die insbesondere abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Dabei kann ein durch einen ersten Bereich
hindurchgetretener erster Teilstrahl in der Arbeitsebene eine andere Polarisation aufweisen als ein durch einen zweiten Bereich
hindurchgetretener Teilstrahl, wobei die Polarisationsrichtungen der beiden Teilstrahlen insbesondere senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Durch eine derartige Gestaltung lässt sich mit einfachen Mitteln erreichen, dass in der Arbeitsebene benachbarte Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung unterschiedliche Polarisation aufweisen, wobei die Polarisationsrichtungen benachbarter Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung insbesondere senkrecht aufeinander stehen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Laserlichtquelle als Faserlaser, insbesondere als Singlemode-High-Power-Faserlaser, ausgebildet ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann somit in einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung auch ein Laser mit einer
Beugungsmaßzahl verwendet werden, die ungefähr gleich 1 ist. Es besteht die Möglichkeit, dass die Vorrichtung Konvertermittel umfasst, die im Betrieb der Vorrichtung Laserstrahlung mit einem Gauß-Profil oder einem gaußähnlichen Profil in Laserstrahlung mit einem Top-Hat-Profil umwandeln. Dabei können die Konvertermittel als Powelllinse ausgebildet sein oder eine Powelllinse umfassen. Weiterhin können die Konvertermittel in Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung vor den Strahlteilermitteln angeordnet sein. Durch die Verwendung derartiger Konvertermittel lässt sich die Homogenität der linienförmigen Intensitätsverteilung verbessern. Es besteht jedoch durchaus auch die Möglichkeit, bei einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung keine Konvertermittel vorzusehen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Strahlteilermittel im Betrieb der Vorrichtung eine Aufteilung der Laserstrahlung in einer ersten, zu der Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung senkrechten Richtung und in einer zweiten, zu der ersten Richtung und der Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung senkrechten Richtung bewirken. Alternativ können Strahlteilermittel vorgesehen werden, die lediglich auf eine zu der Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung senkrechte Richtung wirken.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Optikmittel eine Linse in einer Fourieranordnung umfassen, die hinter den Strahlteilermitteln angeordnet ist. Die Linse in Fourieranordnung überlagert die
einzelnen Teilstrahlen abschnittsweise beziehungsweise in den Randbereichen der Teilstrahlen in der Arbeitsebene in der
linienförmigen Intensitätsverteilung. Es kann vorgesehen sein, dass die Optikmittel
Strahltransformationsmittel umfassen, die in Betrieb der Vorrichtung einzelne Teilstrahlen oder Gruppen von Teilstrahlen um die
Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung drehen, insbesondere um 90° drehen. Die Strahltransformationsmittel können in Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung hinter der Linse in einer Fourieranordnung und vor den Polarisatormitteln angeordnet sein. Durch die Strahltransformationsmittel können Gruppen von nebeneinander angeordneten Teilstrahlen so gedreht werden, dass sich in der Arbeitsebene eine einzelne ununterbrochene linienförmig Intensitätsverteilung ergibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Abbildungen. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.2 schematisch die Intensitätsverteilung der aus der
Laserlichtquelle der Vorrichtung gemäß Fig. 1 austretenden Laserstrahlung;
Fig.3 schematisch die Intensitätsverteilung der Laserstrahlung vor dem Hindurchtritt durch die Strahltransformationsmittel der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Weiterhin sind in den Figuren zur besseren Orientierung jeweils kartesische Koordinatensysteme eingezeichnet.
Die in Fig. 1 abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst eine schematisch angedeutete Laserlichtquelle 1, die im Betrieb der Vorrichtung eine Laserstrahlung 2 aussendet, die eine Single-Mode-Laserstrahlung ist. Die Laserlichtquelle 1 kann beispielsweise als Faserlaser ausgebildet sein. Fig.2 zeigt
beispielhaft die Intensitätsverteilung der aus der Laserlichtquelle 1 austretenden Laserstrahlung 2. In dem abgebildeten
Ausführungsbeispiel weist die Laserstrahlung 2 ein Gauß-Profil 3 auf.
Die abgebildete Vorrichtung umfasst weiterhin Konvertermittel 4, die im Betrieb der Vorrichtung Laserstrahlung 2 mit einem Gauß-Profil oder einem gaußähnlichen Profil in Laserstrahlung 2 mit einem Top- Hat-Profil umwandeln. Die Konvertermittel 4 sind als Powelllinse ausgebildet. Die Konvertermittel 4 sind in Z-Richtung, die der mittleren Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung 2 entspricht, hinter der Laserlichtquelle 1 angeordnet.
Es besteht durchaus auch die Möglichkeit, bei einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Konvertermittel 4 vorzusehen.
Die abgebildete Ausführungsform umfasst weiterhin erste und zweite Strahlteilermittel 5, 6, die die Laserstrahlung 2 in eine Mehrzahl von Teilstrahlen 7 aufteilen. Die Strahlteilermittel 5, 6 sind in Z-Richtung beziehungsweise in Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung 2 hinter den Konvertermitteln 4 angeordnet. Insbesondere bewirken die
Strahlteilermittel 5, 6 im Betrieb der Vorrichtung eine Aufteilung der Laserstrahlung in X-Richtung und in Y-Richtung.
Die ersten Strahlteilermittel 5 sind als transparentes Substrat mit einem Zylinderlinsenarray 8 ausgebildet, das in Y-Richtung
nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen 9 aufweist. Dabei
erstrecken sich die Zylinderachsen der Zylinderlinsen 9 in X-Richtung.
Die zweiten Strahlteilermittel 6 sind als transparentes Substrat mit einem Zylinderlinsenarray ausgebildet, das in X-Richtung
nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen aufweist. Dabei erstrecken sich die Zylinderachsen der Zylinderlinsen der zweiten
Strahlteilermittel 6 in Y-Richtung.
Sowohl die Zylinderlinsen 9 der ersten Strahlteilermittel 5 als auch die Zylinderlinsen der zweiten Strahlteilermittel 6 weisen eine derartige Form auf, dass in der zu erzeugenden linienförmigen
Intensitätsverteilung aneinandergefügte Teilstrahlen 7 seitlich so aneinander anschließen, dass sich eine homogene Linie ergibt. Es besteht durchaus auch die Möglichkeit, bei einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung Strahlteilermittel vorzusehen, die lediglich auf eine Richtung X, Y wirken, also beispielsweise lediglich die ersten Strahlteilermittel 5 vorzusehen. Die abgebildete Ausführungsform umfasst weiterhin Optikmittel, die die Teilstrahlen 7 in einer Arbeitsebene 17 in einer linienförmigen Intensitätsverteilung 10 anordnen. Die Optikmittel umfassen dabei eine Linse 11 in einer Fourieranordnung, die beispielsweise als plankonvexe Linse ausgebildet ist. Die Linse 11 ist in Z-Richtung hinter den Strahlteilermitteln 5, 6 angeordnet.
Die Optikmittel umfassen weiterhin in Z-Richtung hinter der Linse 11 angeordnete Strahltransformationsmittel 12, die im Betrieb der
Vorrichtung einzelne Teilstrahlen 7 oder Gruppen von Teilstrahlen um die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung 2 drehen, insbesondere um 90° drehen. Die Strahltransformationsmittel 12 können
beispielsweise als Array von Zylinderlinsen 13 ausgebildet sein, deren Zylinderachsen unter einem Winkel von 45° zur X-Richtung und zur Y- Richtung ausgerichtet sind.
Fig.3 zeigt die Intensitätsverteilung der Teilstrahlen 7 der
Laserstrahlung 2 vor dem Hindurchtritt durch die
Strahltransformationsmittel 12. Dabei sind in Y-Richtung bereits jeweils mehrere Gruppen von Teilstrahlen 7ai bis 7as, 7bi bis 7b8, 7ci bis 7c8, 7di bis 7d8 und 7ei bis 7e8 zu sich in X-Richtung erstreckenden linienförmigen Intensitätsverteilungen aneinander gefügt, die in Y- Richtung beabstandet nebeneinander angeordnet sind.
Strahltransformationsmittel 12 drehen diese Gruppen von Teilstrahlen 7ai bis 7ae, 7bi bis 7b8, 7ci bis 7cs, 7di bis 7d8 und 7ei bis 7ee um 90° um die mittlere Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung beziehungsweise um die Z-Richtung, so dass sich die einzelnen linienförmigen Intensitätsverteilungen nach der Drehung in Y-Richtung erstrecken und so aneinander anschließen, dass sich die zu
erzeugende linienförmige Intensitätsverteilung 10 ergibt (siehe Fig. 1).
In Fig.3 sind jeweils in X-Richtung acht Teilstrahlen und in Y- Richtung fünf Teilstrahlen vorgesehen. Es besteht durchaus die Möglichkeit, dass in X- und/oder in Y-Richtung mehr oder weniger als die abgebildeten Teilstrahlen vorgesehen werden.
Die in Fig. 1 abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst weiterhin Polarisatormittel 14, die als Mittel zur Reduzierung von Interferenzeffekten in der linienförmigen
Intensitätsverteilung 10 dienen. Die Polarisatormittel 14 umfassen schematisch dargestellte erste und zweite Bereiche 15, 16, die insbesondere abwechselnd in Y-Richtung nebeneinander angeordnet sind. In Fig. 1 ist lediglich am oberen und am unteren Ende der Polarisatormittel 14 jeweils ein Bereich 15, 16 dargestellt. Zwischen den beiden dargestellten Bereichen 15, 16 sollen jedoch jeweils aneinander angrenzende erste und zweite Bereiche 15, 16
miteinander abwechseln.
Die Polarisatormittel 14 sind so gestaltet, dass ein durch einen ersten Bereich 15 hindurchgetretener erster Teilstrahl in der Arbeitsebene 17 eine andere Polarisation aufweist als ein durch einen zweiten Bereich 16 hindurchgetretener Teilstrahl, wobei die Polarisationsrichtungen der beiden Teilstrahlen insbesondere senkrecht zueinander
ausgerichtet sind. Die Polarisatormittel 14 verändern vorzugsweise die Polarisation der Laserstrahlung 2 derart, dass mindestens zwei, insbesondere jeweils zwei, benachbarte Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung 10 der Laserstrahlung 2 eine unterschiedliche Polarisation aufweisen.
Dazu kann beispielweise ein jeder der ersten Bereiche 15 die
Polarisation der durch ihn hindurchtretenden Laserstrahlung im
Uhrzeigersinn um 45° drehen, wohingegen ein jeder der zweiten Bereiche 16 die Polarisation der durch ihn hindurchtretenden
Laserstrahlung im Gegenuhrzeigersinn um 45° drehen kann. Dazu können die Polarisatormittel 14 beispielsweise abschnittsweise, insbesondere periodisch als λ/2-Platte ausgebildet sein.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein jeder der ersten Bereiche 15 die Polarisation der durch ihn hindurchtretenden
Laserstrahlung im Uhrzeigersinn um 90° dreht, wohingegen ein jeder der zweiten Bereiche 16 die Polarisation der durch ihn
hindurchtretenden Laserstrahlung unverändert lässt. Auch dadurch wird erreicht, dass mindestens zwei, insbesondere jeweils zwei, benachbarte Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung 10 der Laserstrahlung 2 eine sich um 90° unterscheidende
Polarisationsrichtung aufweisen.
Durch beide Gestaltungen kann erreicht werden, dass durch
benachbarte Bereiche 15, 16 der Polarisatormittel 14
hindurchgetretene Anteile der Laserstrahlung 2
Polarisationsrichtungen aufweisen, die zueinander senkrecht sind. Damit werden die durch Interferenz hervorgerufenen Oszillationen bei der Überlagerung in der Arbeitsebene 17 vermieden. Es ergibt sich also eine homogene linienförmige Intensitätsverteilung, die
weitgehend frei von störenden Oszillationen ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer linienförmigen
Intensitätsverteilung (10) einer Laserstrahlung (2), umfassend eine Laserlichtquelle (1), die im Betrieb der Vorrichtung eine Laserstrahlung (2) aussendet, die eine Single-Mode- Laserstrahlung ist,
Strahlteilermittel (5, 6), die die Laserstrahlung (2) in eine Mehrzahl von Teilstrahlen (7) aufteilen,
Optikmittel, die die Teilstrahlen (7) in einer Arbeitsebene (17) in einer linienförmigen Intensitätsverteilung (10) anordnen,
Mittel zur Reduzierung von Interferenzeffekten in der linienförmigen Intensitätsverteilung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Reduzierung von Interferenzeffekten Polarisatormittel (14) umfassen, die derart die Polarisation der Laserstrahlung (2) verändern, dass mindestens zwei benachbarte Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung (10) eine unterschiedliche Polarisation aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationsrichtungen benachbarter Abschnitte der linienförmigen Intensitätsverteilung (10) senkrecht aufeinander stehen.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Polarisatormittel (14) erste und zweite Bereiche (15, 16) aufweisen, die insbesondere abwechselnd nebeneinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch einen ersten Bereich (15) hindurchgetretener erster Teilstrahl (7) in der Arbeitsebene (17) eine andere Polarisation aufweist als ein durch einen zweiten Bereich (16)
hindurchgetretener Teilstrahl (7), wobei die
Polarisationsrichtungen der beiden Teilstrahlen (7)
insbesondere senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Laserlichtquelle (1) als Faserlaser ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Konvertermittel (4) umfasst, die im Betrieb der Vorrichtung Laserstrahlung (2) mit einem Gauß-Profil (3) oder einem gaußähnlichen Profil in Laserstrahlung (2) mit einem Top-Hat-Profil umwandeln.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konvertermittel (4) als Powelllinse ausgebildet sind oder eine Powelllinse umfassen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Konvertermittel (4) in
Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung (2) vor den
Strahlteilermitteln (5, 6) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Strahlteilermittel (5, 6) im Betrieb der Vorrichtung eine Aufteilung der Laserstrahlung (2) in einer ersten, zu der Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung
senkrechten Richtung (X) und in einer zweiten, zu der ersten Richtung (X) und der Ausbreitungsrichtung (Z) der
Laserstrahlung (2) senkrechten Richtung (Y) bewirken.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Optikmittel eine Linse (11) in einer Fourieranordnung umfassen, die hinter den Strahlteilermitteln (5, 6) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Optikmittel
Strahltransformationsmittel (12) umfassen, die in Betrieb der Vorrichtung einzelne Teilstrahlen (7) oder Gruppen von
Teilstrahlen (7ai bis 7a8, 7t>i bis 7b8, 7d bis 7C8, 7di bis 7d8, 7ei bis 7ee) um die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung drehen, insbesondere um 90° drehen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahltransformationsmittel (12) in Ausbreitungsrichtung (Z) der Laserstrahlung (2) hinter der Linse (11) in einer
Fourieranordnung und vor den Polarisatormitteln (14)
angeordnet sind.
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