▶ トゥルンプフ レイザー− ウント システムテクニック ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-28
(54)【発明の名称】レーザシステム
(51)【国際特許分類】
G02B 27/10 20060101AFI20220318BHJP
B23K 26/073 20060101ALI20220318BHJP
H01S 3/23 20060101ALI20220318BHJP
G02B 7/00 20210101ALI20220318BHJP
G02B 27/09 20060101ALI20220318BHJP
【ＦＩ】
G02B27/10
B23K26/073
H01S3/23
G02B7/00 A
G02B27/09
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021541537
(86)(22)【出願日】2020-01-16
(85)【翻訳文提出日】2021-07-16
(86)【国際出願番号】 EP2020050985
(87)【国際公開番号】W WO2020156821
(87)【国際公開日】2020-08-06
(31)【優先権主張番号】102019102511.7
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520475388
【氏名又は名称】トゥルンプフ レイザー－ ウント システムテクニック ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ティアフェルダー、ジルケ
(72)【発明者】
【氏名】ティルコルン、クリストフ
(72)【発明者】
【氏名】ベック、トシュテン
(72)【発明者】
【氏名】ヘルシュテルン、ユリアン
(72)【発明者】
【氏名】ハイメス、アンドレアス
(72)【発明者】
【氏名】リンゲル、クリスティアン
(72)【発明者】
【氏名】マルシャル、フェリクス
【テーマコード（参考）】
2H043
4E168
5F172
【Ｆターム（参考）】
2H043AA04
2H043AA09
2H043AA17
4E168DA13
4E168DA43
4E168EA02
4E168EA08
4E168EA11
4E168JB02
4E168JB03
5F172DD06
5F172NN05
5F172NR12
5F172ZZ01
(57)【要約】
本発明は、有用な光分布（Ｌ）を成形するための２つのレーザ光源（１２ａ、１２ｂ）、２つの光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）及び２つの光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）を備えた供給光学系（２０）、及びビーム成形光学系（２８）を備えたレーザシステム（１０）に関する。光入力チャネルは、各々少なくとも２つのレーザビーム（１４）を含む１つの入力ビーム群（１６ａ、１６ｂ）に給電するように設計されており、光出力チャネルは、各々１つの出力ビーム群（２６ａ、２６ｂ）を案内するように設計されている。供給光学系（２０）は、各出力ビーム群（２６ａ、２６ｂ）が、第１光入力チャネル（１８ａ）の入力ビーム群（１６ａ）からの少なくとも１つのレーザビーム（１４）と、第２光入力チャネル（１８ｂ）の入力ビーム群（１６ｂ）からの少なくとも１つのレーザビーム（１４）とを有するように、供給されたレーザビーム（１４）を再配置するように設定される。
【選択図】なし
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のレーザビーム（１４）によって供給される直線ビーム断面を有する有用な光分布（Ｌ）を生成するためのレーザシステム（１０）であって、レーザビーム（１４）を放射するための少なくとも２つのレーザ光源（１２ａ、１２ｂ）と、
少なくとも第１の光入力チャネル（１８ａ）と第２の光入力チャネル（１８ｂ）とを備え、レーザビーム（１４）のための第１の光出力チャネル（２４ａ）と第２の光出力チャネル（２４ｂ）とを有する供給光学系（２０）と、
光出力チャネル（２４ａ，２４ｂ）のレーザビーム（１４）から有用な光分布（Ｌ）を成形するビーム成形光学系（２８）と、
を備え、
前記第１の光入力チャネル（１８ａ）と前記第２の光入力チャネル（１８ｂ）とは、各々が少なくとも２つのレーザビーム（１４）を含む１つの入力ビーム群（１６ａ、１６ｂ）を供給するように設計され、前記第１の光出力チャネル（２４ａ）と第２の光出力チャネル（２４ｂ）とは、各々が少なくとも２つのレーザビーム（１４）を含む１つの出力ビーム群（２６ａ、２６ｂ）を案内するように設計され、
且つ供給光学系（２０）は、各出力ビーム群（２６ａ、２６ｂ）が第１の光入力チャネル（１８ａ）の入力ビーム群（１６ａ）からの少なくとも１つのレーザビーム（１４）および第２の光入力チャネル（１８ｂ）の入力ビーム群（１６ｂ）からの少なくとも１つのレーザビーム（１４）を含むように、供給されたレーザビーム（１４）を再配置するように設計されていることを特徴とする
レーザシステム（１０）。
【請求項2】
各光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）のための供給光学系（２０）は、ビーム偏向及び／又はビーム誘導のための少なくとも１つの光学素子（４０）を有し、前記光学素子（４０）は、夫々の光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）の入力ビーム群（１６ａ、１６ｂ）の１つのレーザビーム（１４）のみ、又は夫々の光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）の入力ビーム群（１６ａ、１６ｂ）のレーザビーム（１４）のサブグループのみが検出されるように設計及び配置される、請求項１に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項3】
前記光学素子（４０）は、それぞれの光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）の検出されたレーザビーム（１４）又は検出されたレーザビームのサブグループ（１４）が、前記光学素子（４０）によって検出されない同一の光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）のレーザビーム（１４）とは別の光出力チャネル（２６ａ、２６ｂ）に入るように設計される、請求項２に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項4】
前記供給光学系（２０）は、前記光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）から前記光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）へのビーム経路（３８）を規定するためのビームステアリング要素（３６）及び／又はビーム誘導要素（３６）を有し、前記ビーム経路（３８）は、少なくとも１回の方向の変化、好ましくは複数回の方向の変化を有し、更に好ましくは数回折り畳まれていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項5】
前記供給光学系（２０）は、前記ビーム経路（３８）が、前記ビーム成形光学系（２８）内のビーム経路が走行する平面に垂直な平面内を走行するように設計される、請求項４に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項6】
前記供給光学系（２０）は、第１の光入力チャネル（１８ａ）及び第２の光入力チャネル（１８ｂ）に、異なるビーム方向、特に反対のビーム方向を有するレーザビーム（１４）が供給されるように設計されていることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項7】
少なくとも１つの光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）のための供給光学系（２０）は、経路調整光学系（４２）を備え、前記経路調整光学系（４２）は、光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）の他のレーザビーム（１４）と比較して少なくとも１つのレーザビーム（１４）の光路を提供するように設定される、請求項１～６の何れか１項に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項8】
２つ以上の光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）が設けられ、且つ／又は２つ以上の入力ビーム群（１６ａ、１６ｂ）が設けられ、且つ前記供給光学系（２０）は、出力ビーム群（２６ａ、２６ｂ）の夫々が、夫々の入力ビーム群（１６ａ、１６ｂ）からの少なくとも１つのレーザビーム（１４）の夫々を含むように設計されている、請求項１～７の何れか１項に記載のレーザシステム。
【請求項9】
前記ビーム成形光学系（２８）は、前記光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）の前記レーザビーム（１４）を受光し、それらを線形の拡張ビーム断面を有するビームパッケージに変換する再成形光学系（３２）を含む、請求項１～８の何れか１項に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項10】
前記ビーム成形光学系（２８）は、光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）からの出力ビーム群（２６ａ、２６ｂ）のレーザビーム（１４）又は複数の光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）からの出力ビーム群（２６ａ、２６ｂ）のレーザビーム（１４）を前記再成形光学系（３２）の前において結合して結合ビームとするように構成された結合光学系（３５）をさらに含み、前記再成形光学系（３２）は、前記結合ビームを受光するように設計及び配置される、請求項９に記載のレーザシステム。
【請求項11】
ビーム成形光学系（２８）が、光出力チャネル（２４ａ、２４ｂ）の１つ又は複数のレーザビーム（１４）に作用する少なくとも１つのアナモルフィック望遠鏡（３０）を備える、請求項１～１０の何れか１項に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項12】
異なるレーザ光源（１２ａ、１２ｂ）は、異なる光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）に供給されることを特徴とする請求項１～１１の何れか１項に記載のレーザシステム（１０）。
【請求項13】
夫々のレーザ光源（１２ａ、１２ｂ）は、少なくとも２つの別々のレーザビーム（１４）を提供し、異なる光入力チャネル（１８ａ、１８ｂ）に出射するように設計されている請求項１～１２の何れか１項に記載のレーザシステム（１０）。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数のレーザビームによって提供される有用な光分布（Ｌ）を生成するためのレーザシステム又はレーザ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
有利であるが排他的ではない適用分野は、線形ビームプロファイルを有する有用な光分布、特に伝搬方向に沿って広がる出力ビームであって、作用面内で消失しない強度を有する線方向に沿って延びる線形ビーム断面を有する出力ビームの生成である。
【0003】
このような線状ビームプロファイルは、例えば、半導体又はガラスの表面の加工、例えば、ＴＦＴディスプレイの製造、半導体のドーピング、太陽電池の製造、又は建築目的のために美的に設計されたガラス表面の製造に使用される。ここで、線状ビームプロファイルは、加工される表面にわたって線の延長方向に垂直に走査される。例えば、放射線は、表面改質プロセス（再結晶、融解、拡散プロセス）をトリガすることができ、所望の加工結果を達成することができる。
【0004】
レーザシステムは、高エネルギー密度及び／又は空間的に強く拡張された直線強度分布を生成するために、所望の有用な光分布を供給するための複数のレーザ光源を含む。例えば、ＤＥ １０ ２００８ ０２７ ２２９ Ｂ４は、複数のレーザ光源によって放射され、それらの光学チャネルの一部の途中についてグループで実行される幾つかのレーザビームをビーム成形し、組み合わせるための装置を示し、この装置においては、レーザビームは最終的に一緒にされ、所望の線状ビームプロファイルに変換され得る。これを有用な光分布に変換するために、レーザ放射は、種々のレーザ光源からのレーザビームによって照射されるように設計された複数の光学素子を通過する。従って、光学素子の均一な照射を達成するために、全てのレーザ光源が常に作動しているべきである。レーザ光源が故障した場合、又はレーザ光源を弱め又は非活性化することによって有用な光分布の強度を減少させようとする場合、光学素子はもはや均等に照射されない。これは、有用な光分布の品質及び均質性を損なう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】ＤＥ １０ ２００８ ０２７ ２２９ Ｂ４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、パワー変動が発生した場合、又は個々のレーザ光源が不活性化された場合に、レーザシステムの機能性及び有用な光分布の質を改善するという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的は、請求項１に記載のレーザシステムによって達成される。レーザシステムは、全体として、複数の装置及び／又は構成部分を備える装置である。特に、レーザシステムは、レーザビームを指定するための少なくとも２つのレーザ光源と、レーザビームのための供給光学系とを備える。供給光学系は、レーザビームのための少なくとも第１の光入力チャネル及び第２の光入力チャネルを有する。さらに、供給光学系は、少なくとも１つの第１の光出力チャネルと、レーザビームが供給光学系から出る第２の光出力チャネルとを備える。次いで、供給光学系のレーザビームは、光出力チャネルのレーザビームから直線的な断面を有する所望の有用な光分布を形成するように設計されたビーム成形光学系を通ってビーム経路内を続いて走行する。
【0008】
第１及び第２の光入力チャネルは、それぞれ、入力ビーム群が供給され得るように設計され、入力ビーム群は、各々、少なくとも２つのレーザビームを含み得る。第１及び第２の光出力チャネルは、それぞれ、１つの出力ビーム群を案内するように設計されており、各出力ビーム群は、今度は、少なくとも２つのレーザビームを含み得る。
【0009】
供給光学系は、供給されたレーザビームが入力チャネルから出力チャネルへの遷移で再ソートされるように設定される。特に、供給光学系は、各出力ビーム群が、第１光入力チャネルの入力ビーム群からの少なくとも１つのレーザビームと、第２光入力チャネルの入力ビーム群からの１つのレーザビームとを含むように作用する。
【0010】
その結果、各出力ビーム群は、両方の光入力チャネルからの寄与を含む。特に、入力チャネルのうちの１つからのレーザビームは、出力ビーム群のそれぞれに存在する。その結果、例えば、光入力チャネルを通る照射が減少する場合（例えば、レーザ光源の１つが非活性化される場合）、各光出力チャネルも照射される。その結果、特に、種々のレーザ光源の放射パワーが互いに対して変化する場合、又は個々のレーザ光源が全く放射しない場合に、有用な光分布の質及び均質性を改善することができる。
【0011】
本文脈では、光学チャネル（入力チャネル、出力チャネル）は、特に、レーザビームの群が、チャネル内の他のチャネルから空間的に分離されかつ／又は光学的に分離されて案内されるという事実によって特徴付けられる。光学チャネルは、複数の光学的に有効な要素（レンズ、ミラー、開口など）を備えることができる。この点において、入力チャネルは、特に、レーザビーム又はレーザビーム群を照射することができ、次いで、他のビーム又はビーム群とは別個に走行することができる光学素子を備えた供給光学系のセクションである。入力ビーム群の異なるレーザビームは、各出力ビーム群が、第１の光入力チャネルの少なくとも入力ビーム群及び第２の光入力チャネルの入力ビーム群からのレーザビームを含むように、供給光学系において出力ビーム群に再分配される。
【0012】
供給光学系は、基本的に、入力ビーム群の各レーザビームが、この入力ビーム群の他のレーザビームと混合されることなく、供給光学系を通過し、出力チャネルのうちの１つに導かれるように設計することができる。この点において、レーザビームは、次いで、他のレーザビームと組み合わされることなく、それぞれの入力ビームチャネルから出力ビームチャネルへと導かれる。異なるレーザビームの混合（例えば、均質化光学系、円筒レンズアレイ等による）は、そのような構成において、例えば、ビーム成形光学系においてのみ行われる。原理的には、それぞれの光入力チャネルを介して放射される種々のレーザビームが、互いに分離された光サブチャネル内の供給光学系内を走行することが考えられる。光学的意味での混合は、例えば、供給光学系内で互いに空間的に離間されたレーザビームを導くことによって回避することができる。ただし、上記の構成は必須ではない。
【0013】
供給光学系は、好ましくは、各光入力チャネルに対して少なくとも１つの光学素子を有し、その光学素子は、ビーム偏向及び／又はビーム誘導のために設計される。また、光学素子は、それぞれの光入力チャネルの入力ビーム群のうちの１つのレーザビームのみ、又はそれぞれの光入力チャネルの入力ビーム群のうちのレーザビームのサブグループのみを検出するように、供給光学系内にセットアップ及び配置される。入力ビーム群のレーザビーム上又はそれぞれのサブグループ上にのみ選択的に作用するこのような光学要素によって、レーザビームは、入力ビーム群と出力ビーム群との間に言及される方法で再配置することができる。
【0014】
特に、光学素子は、光学素子によって選択的に検出されるレーザビーム、又は光学素子によって選択的に検出されるレーザビームのサブグループが、同一の光入力チャネルにおいて光学素子によって検出されないそれぞれのレーザビームとは異なる光出力チャネルに導かれるように設計され、配置されている場合には有利である。例えば、光学素子が、入力ビーム群のレーザビームのうちの１つを、検出されない他のレーザビームとは異なる光出力チャネルに選択的に向けることが考えられる。
【0015】
供給光学系は、好ましくは、１つ又は複数のビームステアリング要素及び／又は１つ又は複数のビーム誘導要素を備え、その手段によって、光入力チャネルから光出力チャネルへのビーム経路が画定される。ビーム経路は、好ましくは、方向の変化を有し、特に、複数回の方向の変化を有する。ビーム経路が、例えばＺ折りのように（文字Ｚの形状に類似して）数回折り畳まれる場合、特に有利である。その結果、長い光路をコンパクトな設置スペースに収めることができる。これにより、例えば、屈折強度が比較的低く且つ／又は比較的大きな焦点距離を有する望遠鏡又は他のビーム成形光学系をビーム経路内で使用することが可能となる。屈折強度が低く且つ／又は焦点距離が大きい光学系では通常収差が小さくなる傾向があるので、ビーム経路を折り畳むことによって光学精度を高くすることができる。
【0016】
他の実施態様においては、特に折り畳まれたビーム経路は、後続のビーム成形光学系においてビーム経路の平面に垂直な平面内を走る。この点において、ビーム成形光学系はまた、複数の光学素子を含み、その光学素子の手段によって、ビーム経路が指定され、それによって、特に、方向の１つ又は複数の変化も有し、好ましくは、１回又は複数回折り畳まれる。この点において、折り畳まれたビーム経路は、今度は、ビーム経路が走る平面を割り当てることができる。
【0017】
供給光学系は、好ましくは、第１の光入力チャネル及び第２の光入力チャネルが、例えば反対のビーム方向を有し、特に反対側からの異なるビーム方向を有するレーザビームがチャネルに放射され得るように配置されるように設計される。特に、供給光学系は、それ自体の筐体を有し、第１の光入力チャネルへのビーム入口と、第２の光入力チャネルへのさらなるビーム入口とが、筐体の反対側に配置される。これらの手段により、レーザシステム内の供給光学系に対して互いに反対のレーザ光源を配置することが可能になる。更なるレーザ光源のための更なるビーム入口も設けることができ、これは特に筐体の更なる自由側に配置される。その結果、レーザ光源は互いに空間的に分離される。これは、例えば、冷却及び給電が可能になるので、動作信頼性を増大させる。保守作業も簡単になる。
【0018】
他の実施態様においては、少なくとも１つの光出力チャネルに対する供給光学系は、このそれぞれの光出力チャネルの他のレーザビームと比較して少なくとも１つのレーザビームの光路を変更するように設定される光路調整光学系を含む。このような経路調整光学系は、好ましくは、各光出力チャネルに対して提供される。光路調整光学系は、特に、光出力チャネルからの１つのレーザビームのみ、又は光出力チャネルからのレーザビームのサブグループのみを受光するように設計される。光路調整光学系は、例えば、偏向ミラーの組み合わせを有することができ、それによって、付加的な可変長光路を規定することができる。次いで、それぞれ検出されたレーザビーム又はそれぞれ検出されたレーザビームのサブグループは、この付加的な可変長光路を横断する。
【0019】
このシステムは、モジュール式で、スケーラブルであることが有利である。特に、２つ以上の光入力チャネルを設けることができる。代替的又は付加的に、供給光学系は、２つよりも多い入力ビーム群を照射できるように設計することができる。供給光学系は、入力ビーム群のビームが幾つかの異なる出力ビーム群に分割されるように設計されるのが有利である。供給光学系は、さらに、出力ビーム群の各々が、複数の入力ビーム群の各々からの少なくとも１つのレーザビームを含むように設計されることが好ましい。このようなシステムは、１つ又は複数のレーザ光源が非活性化された場合でも、ほぼ均一に照射される。
【0020】
他の実施態様においては、ビーム成形光学系は、光出力チャネルから出現するレーザビームを受光する再成形光学系を有する。再成形光学系は、検出されたレーザビームから直線的に延びるビーム断面を有するビームパッケージを形成するように設計される。この目的のために、再成形光学系がいくつかの別個の変換素子を有し、各々がそれぞれの出力ビーム群に割り当てられている１つの変換素子が考えられる。各出力ビーム群は、説明したように、いくつかの入力チャネルからの寄与を含むので、レーザ光源がレーザビームを照射していないときでも形成光学系は均一に照射される。
【0021】
ただし、別個の変換エレメントを持つデザインは必須ではない。また、出力ビーム群が結合されて、再成形光学系の前方に結合ビームを形成することも考えられる。この点において、ビーム成形光学系は、それぞれの光出力チャネルの出力ビーム群のレーザビームを組み合わせるように設定される組み合わせ光学系、又は再成形光学系の前の幾つかの光出力チャネルの出力ビーム群からのレーザビームを組み合わせて組み合わせビームを形成するように設定される組み合わせ光学系を更に含み得る。再成形光学系は、好ましくは、次いで、それらが組み合わせビームを受光し、それらを直線的に延在するビーム断面を有するビームパッケージに再成形するように配置される。
【0022】
更なる精密化のために、ビーム経路の下流、すなわち再成形光学系に続いて均質化光学系を設けることができ、これは、有用な光分布に所望の特性を与えるために、再成形光学系のビームパケットを検出し、更に再成形する。
【0023】
出力ビーム群のレーザビームは、任意に、ビーム成形光学系において互いに独立して光学的に成形することができる。この目的のために、ビーム成形光学系は、少なくとも１つの望遠鏡、特にアナモルフィック望遠鏡を有し、これは、光出力チャネルの１つ又は複数のレーザビームに作用することが考えられる。望遠鏡は、特に、ビーム経路内で互いに続く２つの収束レンズを備えることができ、これらのレンズは、例えば、それらの付加焦点距離から、それらの対向焦点面が一致するように（例えば、ケプラー望遠鏡の方法で）距離を置いて配置される。望遠鏡は、好ましくは、アナモルフィック望遠鏡として設計され、その結果、レーザビームは、それぞれのチャネル内でアナモルフィックに変形される。特に、望遠鏡は、レーザビームの伝搬方向に垂直な軸に沿って、画像スケールの円筒状の歪みを生じさせるように設計される。例えば、ビーム成形光学系が、２つの異なる歪方向（特に、２つの垂直方向に関して）に関して作用する、各出力ビーム群に対して又はある出力ビーム群に対して、ビーム経路内に直列に配置された２つのアナモルフィック望遠鏡を有することが考えられる。このようにして、ビームのプロパティを２つの垂直軸に対して調整できる。ここで述べた望遠鏡は特に再成形光学系の前のビーム経路に配置される。
【0024】
本発明の有利な態様は、異なるレーザ光源が異なる光入力チャネルに供給されることである。それぞれの光出力チャネルは、幾つか又は全ての入力チャネルからレーザビームを導くので、レーザ光源が故障しても、光出力チャネルは依然として均一に照射される。したがって、レーザ光源は、互いに独立して動作させることができる。
【0025】
また、本発明の有利な態様は、各レーザ光源が少なくとも２つの別個の（すなわち、互いに空間的に分離された）レーザビームを放射するように設計されているという事実から成る。特に、次いで、２つのレーザ光源が異なる光入力チャネルに放射され、１つのレーザ光源によって放射された少なくとも２つのレーザ光が入力ビーム群を形成することが提供される。このようなレーザ光源は、例えば、周波数倍増レーザ又は周波逓倍増レーザとして実装することができ、そこでは、残りの変換ビームもまた、再変換され、したがって、２つ以上の出力ビームを提供することができる。
【0026】
本発明を以下に、図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下の説明及び図において、同一の参照記号は、同一の又は相互に対応する特徴のために使用される。
【0029】
図１及び図２では、レーザシステム又はレーザ装置が示されており、これは全体として符号１０で示されている。図示の例では、レーザシステム１０は、レーザビームを放射するための２つのレーザ光源１２ａ、１２ｂを含む。図示の例では、レーザ光源１２ａ、１２ｂの各々は、２つの別個のレーザビーム１４が平行に放射されるように設計されている。
【0030】
各レーザ光源１２ａ，１２ｂからのレーザ光は、それぞれ入力ビーム群１６ａ，１６ｂを形成する。入力ビーム群は、例えば、各々が１つのレーザビーム１４のみを放射する複数のレーザ光源によって供給することもできることは言うまでもない。入力ビーム群１６ａ、１６ｂはそれぞれ、光入力チャネル１８ａ及び１８ｂを通って供給光学系２０に放射される。この点に関し、供給光学系２０は、各光入力チャネル１８ａ又は１８ｂに対して、関連するビーム入口２２ａ又は２２ｂを有する（図２参照）。光入力チャネル１８ａ又は１８ｂは、例えば、レーザビームを供給光学系２０に結合するための適切な光学素子又は光学装置を有することができる。
【0031】
また、供給光学系２０は、第１及び第２の光出力チャネル２４ａ及び２４ｂをそれぞれ有する。供給光学系２０では、第１及び第２の光入力チャネル１８ａ、１８ｂを通して照射されたレーザビーム１４は、以下により詳細に説明する方法で、光出力チャネル２４ａ及び２４ｂに導かれる。この点において、レーザビーム１４の出力ビーム群２６ａ及び２６ｂは、それぞれ第１及び第２の光出力チャネル２４ａ、２４ｂにおいて提供される。
【0032】
次いで、光出力チャネル２４ａ、２４ｂから送出された出力ビーム群２６ａ、２６ｂは、ビーム成形光学系２８によって受光され、所望の有用な光分布Ｌに変換される。図示の例では、線形ビーム断面を有する。
【0033】
出力ビーム群２６ａ，２６ｂのレーザビーム１４からの線状の有用な光分布Ｌを成形するために、ビーム成形光学系２８は、通常、様々な光学的に機能する装置を備える。例えば、出力ビーム群２６ａ又は２６ｂのレーザビーム又はそのサブグループが最初に１つ以上の望遠鏡３０を通過することが考えられる。このような望遠鏡３０は、特にアナモルフィックに設計することができ、その結果、ビーム断面が適切な方法で予備成形される。
【0034】
次いで、ビーム経路に続いて、レーザビーム１４は、例えば、出力ビーム群２６ａ、２６ｂのレーザビーム１４から細長いビーム断面を有する１つ以上のビームパケットを形成する再成形光学系３２を通って案内される。このようにして予め形成されたビームパケットは、例えば均質化光学系３４と混合され、強度プロファイルにおいて平滑化されるので、所望の有用な光分布Ｌを提供することができる。
【0035】
再成形光学系３２は、原理的に、いくつかの別個の変換素子３３を有し得る（図１参照）。例えば、１つの変換素子３３がそれぞれ、出力ビーム群２６ａ、２６ｂのうちの１つのみからのレーザビーム１４に作用することが考えられる。ただし、この構成は必須ではない。また、再成形光学系３２は、出力ビーム群２６ａ、２６ｂの全てのレーザビームに対する共通変換素子を備えることができる。この場合、ビーム成形光学系２８は、様々な出力ビーム群２６ａ、２６ｂのレーザビームを結合ビームに結合する、再成形光学系の上流に接続された組み合わせ光学系を有することができる。一実施形態（図１参照）によれば、ビーム成形光学系２８は、それぞれの光出力チャネル２４ａ、２４ｂの出力ビーム群２６ａ、２６ｂのレーザビームを組み合わせる組み合わせ光学系３５を有することもできる。
【0036】
供給光学系２０は、複数のビームステアリング要素及び／又はビームガイド要素３６を有し、その手段により、ビーム経路３８が供給光学系２０内に予め定められている。図示の例では、ビーム経路３８が数回折り畳まれるので、比較的長い光路をコンパクトな設置スペースで覆うことができ、従って、ビーム特性を成形するための光学素子（詳細には示されていない）のために十分なスペースが提供される。
【0037】
供給光学系２０は、入力ビーム群１６ａ、１６ｂのレーザビーム１４が、最初に互いに分離して走行し、また、それぞれの他の入力ビーム群のレーザビームとは別個に走行するように設計される。図示の例では、供給光学系２０はまた、ビーム偏向及び／又はビーム誘導のための光学素子４０（ここでは、偏向ミラー）を含み、これは、それぞれの入力ビーム群１６ａ又は１６ｂの１つのレーザビームにのみ作用する。
【0038】
光学素子４０は、光学素子４０によって検出されないそれぞれの入力ビーム群１６ａ又は１６ｂのレーザビーム１４よりも、寧ろ検出されたレーザビームをそれぞれの他の光出力チャネル２４ａ又は２４ｂに向けるように設計される。これは、各出力ビーム群２６ａ、２６ｂが、各々、第１の光入力チャネル１８ａの入力ビーム群１６ａからの少なくとも１つのレーザビーム１４と、第２の光入力チャネル１８ｂの入力ビーム群１６ｂからの少なくとも１つのレーザビーム１４とを含むことを確実にする。この点に関し、供給光学系２０は、光出力チャネル２４ａ、２４ｂのそれぞれの出力ビーム群２６ａ、２６ｂにおいて異なる対で走行するように、２つの入力ビーム群１６ａ及び１６ｂにグループ分けされたレーザビーム１４を再配置するように設計される。
【0039】
また、供給光学系２０は、他のレーザビーム１４に対して少なくとも１つのレーザビームの光路を変更することができる経路調整光学系４２を含むことができる。これにより、例えば、パルスレーザ光源１２ａ、１２ｂによる動作中に、レーザシステム１０に所望の動作を経時的に与えることが可能になる。
【0040】
図２に見られるように、レーザシステム１０は、特にモジュール構造を有する。特に、供給光学系２０及び／又はビーム成形光学系２８は、それぞれ、それ自体のモジュール筐体４４を有してよい。モジュール構造のため、設置スペースが比較的小さくコンパクトなシステムが構築できる。この目的のために、供給光学系２０内及びビーム成形光学系２８内のビーム経路が、互いに直線的に隣接せず、代わりに、角度を付けられ又は折り畳まれた構成である場合に、特に有利である。図示の例では、供給光学系２０内のビーム経路３８は、数回折り畳まれ、１つの平面内に延びている（図１参照）。従って、供給光学系２０のモジュール筐体４４は、（すなわち、平面に対して平行な延長部よりも小さい、前記平面に対して垂直な延長部を有する）平坦な立方形又は箱状の筐体として成形することができる。次いで、光出力チャネル２４ａ、２４ｂ（出力ビーム群２６ａ、２６ｂ）に設けられたレーザビームを別の方向に通過させることができる。例えば、ビーム成形光学系２８は、供給光学系２０のビーム経路３８に対して本質的に垂直な平面内に延在するビーム経路を有することができる（図１参照）。
【0041】
図示の例では、第１の光入力チャネル１８ａ及び第２の光入力チャネル１８ｂに対するビーム入口２２ａ、２２ｂは、供給光学系２０のモジュール筐体４４の異なる側に配置されている。例えば、レーザ光源１２ａ、１２ｂは、供給光学系２０に対して互いに対向して配置され、反対のビーム方向に放射することができる。種々のレーザ光源は、もちろん、それらのそれぞれのビーム方向が互いに鋭角又は鈍角を包むように配置することもできる。また、レーザ光源は、平行なビーム方向を有し、例えば、互いに垂直方向にオフセットして配置することができる。一般的な態様によれば、種々のレーザ光源１２ａ、１２ｂは、それらの筐体が互いに離間するように配置される。このように、２つのレーザ光源のうちの１つに対する作業は、他のレーザ光源に影響を与えることなく行うことができる。また、コンパクトな構造を可能にした。
【図1】
【図2】
【国際調査報告】