特表 2024-517186 レーザ輻射整形装置

(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】2024-04-19

(54)【発明の名称】レーザ輻射整形装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/09 20060101AFI20240412BHJP

   G02B 13/00 20060101ALI20240412BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20240412BHJP

   G02B 5/04 20060101ALI20240412BHJP

【ＦＩ】

G02B27/09

G02B13/00

G02B3/00 A

G02B5/04 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023566759

(86)(22)【出願日】2022-06-29

(85)【翻訳文提出日】2023-10-30

(86)【国際出願番号】 EP2022067875

(87)【国際公開番号】W WO2023094037

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】102021130604.3

(32)【優先日】2021-11-23

(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】520335587

【氏名又は名称】リモ ディスプレイ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カリス ヘニング

【テーマコード（参考）】

2H042

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H042CA12

2H042CA17

2H087KA29

2H087LA23

2H087RA26

2H087RA41

2H087RA45

(57)【要約】

本発明に係るレーザ輻射（７）整形装置は、第１アレイ（２）をなすレンズ（３）を有する第１ホモジナイザ（１）と、第２アレイ（５）をなすレンズ（６）を有する第２ホモジナイザ（４）とを備え、レーザ輻射（７）がそれらを相次いで通り抜けるものであり、第２アレイ（５）のレンズ（６）内を通り抜けたレーザ輻射（７）を作業面内で重ね合わすレンズデバイス（８）と、第２ホモジナイザ（４）・レンズデバイス（８）間に配列された第１プリズム（９）及び第２プリズム（１０）とを備え、第２アレイ（５）のレンズ（６）内を通り抜けたレーザ輻射（７）が第１及び第２プリズム（９，１０）内を相次いで通り抜けた後にレンズデバイス（８）上に射突するものである。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を整形する装置、とりわけ線状強度分布（１４）をなすレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を整形する装置であり、第１アレイ（２）をなすレンズ（３）を有する第１ホモジナイザ（１）を備え、整形されるべきレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記第１アレイ（２）のレンズ（３）内を通り抜けるよう設定されている装置であり、第２アレイ（５）をなすレンズ（６）を有する第２ホモジナイザ（４）を備え、前記第１アレイ（２）のレンズ（３）内を通り抜けたレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記第２アレイ（５）のレンズ（６）内を通り抜けるよう設定されている装置であり、レンズデバイス（８）を備え、前記第２アレイ（５）のレンズ（６）内を通り抜けた前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記レンズデバイス（８）内を通り抜けるよう、ひいては少なくとも前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の部分輻射であり前記第２アレイ（５）の前記レンズ（６）のうちあるものを通り抜けた部分輻射が作業面内で重ね合わされるよう設定されている装置であって、前記第２ホモジナイザ（４）・前記レンズデバイス（８）間に配列された第１プリズム（９，９ａ，９ｂ）及び第２プリズム（１０，１０ａ，１０ｂ）を有する装置であり、前記あるレンズ（６）にて前記第２アレイ（５）内を通り抜けたレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記第１及び前記第２プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）内を相次いで通り抜けた後に前記レンズデバイス（８）上に射突されうるように、配列されていることを特徴とする装置。

【請求項2】

請求項１に係る装置であって、前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が、第１方向（ｘ）に沿い前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の断面積（１２ａ）及び／又は発散（１３ａ）が少なくとも部分的に低減されることで増減されるよう設定されており、それにより、とりわけ前記発散（１３ａ）を増大させることで前記線状強度分布（１４）の長さが増大され且つ前記発散（１３ａ）を低減させることで前記線状強度分布（１４）の長さの短縮が達成されることを特徴とする装置。

【請求項3】

請求項２に係る装置であって、前記プリズム（９，１０）が、前記第１方向（ｘ）に沿い少なくとも部分的に、それらを通り抜ける前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の発散（１３ａ）を、０．５～２．０なる因数で以て変化させるものにより適合化されており、とりわけそれにより前記線状強度分布（１４）の長さが０．５～２．０なる因数で以て変更されることを特徴とする装置。

【請求項4】

請求項１～３のうち一項に係る装置であって、前記第１アレイ（２）及び前記第２アレイ（５）の前記レンズ（３，６）各々が横並び配列されており、とりわけ前記第１アレイ（２）及び前記第２アレイ（５）の前記レンズ（３，６）が隣り合わせ配列される方向（ｘ）が前記第１方向（ｘ）に対応していることを、特徴とする装置。

【請求項5】

請求項１～４のうち一項に係る装置であって、前記第１アレイ（２）及び前記第２アレイ（５）の前記レンズ（３，６）がシリンドリカルレンズであり、それらの円筒軸が互いに平行に整列されており、とりわけ前記第１方向（ｘ）に対し垂直な第２方向（ｙ）に沿いそれら円筒軸が延びていることを、特徴とする装置。

【請求項6】

請求項２～５のうち一項に係る装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の部分輻射であり前記第２アレイ（５）にて隣り合わせ配列されているレンズ（６）内を通り抜けた部分輻射が、少なくとも前記第１方向（ｘ）に沿い重なり合わないうちに前記第１プリズム（９，９ａ，９ｂ）に入射する要領で、前記第１プリズム（９，９ａ，９ｂ）が自装置内に配列されていることを特徴とする装置。

【請求項7】

請求項１～６のうち一項に係る装置であって、前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）のうち少なくとも一方、好ましくは双方のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が可動であること、好ましくはある軸周りで可枢動であることを、特徴とする装置。

【請求項8】

請求項７に係る装置であって、前記少なくとも一方のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）の前記運動、とりわけ前記枢動により、前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）のうち前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が通り抜ける断面積を変化させる因数が、変更されることを特徴とする装置。

【請求項9】

請求項７及び８のうち一項に係る装置であって、その周りで前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）のうち少なくとも一方、好ましくは双方のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が可枢動な前記軸が、前記第２方向（ｙ）に沿い延びていることを特徴とする装置。

【請求項10】

請求項１～９のうち一項に係る装置であって、前記二種類のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が同じデザインであり、とりわけ同じサイズ及び／又は同じ形状であることを、特徴とする装置。

【請求項11】

請求項１～１０のうち一項に係る装置であって、前記第１アレイ（２）の前記レンズ（３）から前記第２アレイ（５）の前記レンズ（６）までの距離が、前記第２アレイ（５）のうち少なくとも幾つかのレンズ（６）、好ましくは全てのレンズ（６）の焦点距離に相当することを、特徴とする装置。

【請求項12】

請求項１～１１のうち一項に係る装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の角度空間内分布が前記レンズデバイス（８）により場所空間内強度分布へと変換されるよう、前記レンズデバイス（８）がフーリエ配列に従い自装置内に配置されていることを特徴とする装置。

【請求項13】

作業面内である強度分布をなすレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を生成するレーザ装置、とりわけ作業面内である線状強度分布（１４）をなすレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を生成するレーザ装置であり、少なくとも１個のレーザ光源と、１個のレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）整形装置と、を備えるレーザ装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）整形装置が請求項１～１２のうち一項に係る装置であることを、特徴とするレーザ装置。

【請求項14】

請求項１３に係るレーザ装置であって、互いに異なる特性、例えば互いに異なる発散又はビームプロファイルで以てレーザ輻射（７ａ，７ｂ）を生成するよう設定された２個のレーザ光源を備えるレーザ装置であり、それらレーザビーム（７ａ，７ｂ）が自装置上に隣り合って射突し前記レンズデバイス（８）により双方のレーザビーム（７ａ，７ｂ）が前記作業面内で重ね合わされるよう、とりわけ前記線状強度分布（１４）の態でそれらが重ね合わされるよう、設定されたレーザ装置であることを特徴とするレーザ装置。

【請求項15】

請求項１３に係るレーザ装置であって、前記レーザビーム（７，７ａ，７ｂ）整形装置が４個のプリズム（９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ）を備え、相異なるレーザビーム（７ａ，７ｂ）のうち１本向けにそれらプリズムのうち２個が用いられることを特徴とするレーザ装置。

【請求項16】

請求項１３に係るレーザ装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）整形装置が、相異なるレーザ輻射（７ａ，７ｂ）の双方向けに設けられた２個のプリズムを備えることを、特徴とするレーザ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部分に係るレーザ輻射整形装置、とりわけある線状強度分布をなすレーザ輻射を整形する装置と、請求項１３の前提部分に係り作業面内である強度分布をなすレーザ輻射を生成するレーザ装置、とりわけ作業面内である線状強度分布をなすレーザ輻射を生成するレーザ装置とに関する。

【背景技術】

【0002】

線状強度分布をなすレーザビームを形成させうる既知の装置のうち、２個のホモジナイザと併せレンズアレイ及びフーリエレンズを有するものでは、その線状強度分布の長さＬが（ｐ／ｆ_Ｈ）・ｆ_Ｆなる関係から得られる：但し、ｐはそのアレイにて横並び配列されているレンズのピッチ、ｆ_Ｈは第２アレイのレンズの焦点距離、ｆ_Ｆは第２ホモジナイザ背後のフーリエレンズの実効焦点距離である。これらの寸法は生産中に自由に選択できるが、その後は固定される。従って、生産後には、通常、もはや作業面におけるレーザ輻射の視野サイズやライン長に影響を及ぼせない。

【0003】

言及した種類の装置及びレーザ装置が特許文献１により知られている。これに記載されている装置は、アレイをなすレンズを有する第１ホモジナイザステージと、２枚の基板を有する第２ホモジナイザステージとを備え、各基板上にレンズのアレイが配列されたものである。第２ホモジナイザステージから放射された部分輻射を作業面内で重ね合わすレンズも設けられているので、そのレーザ輻射による線状強度分布をそこに作り出すことができる。その線状強度分布のライン長を可調とするには、第２ホモジナイザステージに備わる２枚の基板を互いに動かせばよく、それにより光伝搬方向に沿い様々な距離を実現することができる。

【0004】

この装置の光学的有効性、並びに作業面における強度分布のホモジニティ（均質性）は、第２ホモジナイザステージに備わる２枚の相互可動な基板により損なわれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２００７０２６７３０号明細書（Ａ１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明はそこから前進するものであり、冒頭で言及した種類の装置を作り出し、それで以てその装置の光学的有効性の増大、及び／又は、作業面における強度分布のホモジニティの良好化を達成可能とする、という問題に根差している。更に、そうした装置を有するレーザ装置の明細を示すものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、これが、冒頭で言及した種類の装置であり請求項１の特徴的構成を有するものにより、また冒頭で言及した種類のレーザ装置であり請求項１３の特徴的構成を有するものにより達成される。従属形式請求項は、本発明の好適な諸実施形態に関するものである。

【0008】

請求項１により提供される装置は、第２ホモジナイザ・レンズデバイス間に配列された第１プリズム及び第２プリズムを備え、第２アレイのレンズ内を通り抜けたレーザ輻射が相次いで第１及び第２プリズム内を通り抜けた後にレンズデバイス上に射突するよう、設定された装置である。第２ホモジナイザ・レンズデバイス間への２個のプリズムの挿入は、本装置の光学的有効性や、作業面内に生じる強度分布のホモジニティに、ほとんど又は全く影響を及ぼさない。

【0009】

とりわけ、それらプリズムが、第１方向に沿い、それらを通り抜けるレーザ輻射の断面積及び／又は発散が少なくとも部分的に増減されるよう設定されたもの、とりわけ発散の増大で以てその線状強度分布の長さが増大され且つ発散を低減させることでその線状強度分布の長さの短縮が達成されるものを、提供することもできる。とりわけ、その線状強度分布が第１方向に沿い延びるものとされる。好ましくも、それらプリズムを、第１方向に沿い少なくとも部分的に、それらを通り抜けるレーザ輻射の発散を０．５～２．０なる因数で以て変化させるよう設定すること、とりわけそれによりその線状強度分布の長さの増大分を０．５～２．０なる因数で以て変化させることができる。従って、それらプリズムにより、比較的大きなエリアに亘り強度分布の形状に影響を及ぼすこと、とりわけ作業面内に生じるレーザラインの長さに影響を及ぼすことができる。

【0010】

第１アレイ及び第２アレイのレンズを隣り合わせ配列すること、とりわけ第１アレイ及び第２アレイのレンズが隣り合わせ配列される方向を第１方向に対応させることもできる。その場合に、第１アレイ及び第２アレイのレンズをシリンドリカルレンズ（円筒面レンズ）とし、それらの円筒軸を互いに平行に整列させること、とりわけ第１方向に対し垂直な第２方向に沿い延びる円筒軸とすることもできる。このやり方であれば、それらのレンズを、そのラインの長手方向に沿った均質化に寄与させることができる。そのラインに対し垂直なライン横断方向向けの更なるシリンドリカルレンズがホモジナイザ内に設けられていて、それらの円筒軸が第１方向に沿い延びているものを、提供することもできる。

【0011】

レーザ輻射の部分輻射であり第２アレイにて隣り合わせ配列されているレンズ内を通り抜けた部分輻射が、少なくとも第１方向に沿い重なり合わないうちに第１プリズムに入射する要領で、第１プリズムを本装置内に配列することもできる。このやり方であれば、個々のレンズ内を通り抜けた部分ビームを、それらプリズムにより１本ずつ別々に形成させることができる。

【0012】

それらプリズムのうち少なくとも一方、好ましくは双方のプリズムが可動であり、好ましくはある軸周りで可枢動なものを、提供することもできる。その少なくとも一方のプリズムの運動、とりわけ枢動により、そのプリズムを通り抜けるレーザ輻射の断面積を変化させる因数を、変化させることもできる。とりわけ、その周りでプリズムのうち少なくとも一方、好ましくは双方のプリズムが可枢動な軸を、第２方向に沿い延ばすこともできる。こうしたデザインとすることで、作業面内におけるレーザ輻射のライン長又は視野サイズに影響を及ぼすことが、非常に容易になる。

【0013】

それら二種類のプリズムを同じデザイン、とりわけ同じサイズ及び／又は同じ形状を有するものとすることもできる。こうしたデザインとすることで、本装置の製造コストを低減することが可能となる。第１アレイのレンズと第２アレイのレンズとの間の距離が、第２アレイのうち少なくとも幾つかのレンズ、好ましくは全てのレンズの焦点距離に相当するものを、提供することもできる。更に、第２アレイ・レンズデバイス間におけるレーザ輻射の角度空間内分布がレンズデバイスにより場所空間内強度分布へと変換されるよう、そのレンズデバイスをフーリエ配列に従い本装置内に配置することもできる。

【0014】

請求項１３によれば、そのレーザ輻射整形装置が本発明に係る装置であるものが提供される。

【0015】

互いに異なる特性、例えば互いに異なる発散又はビームプロファイルで以てレーザ輻射を生成するよう設定された２個のレーザ光源を備えるレーザ装置とし、そのレーザ装置を、そのレーザ輻射がレーザビームを打ち出して装置に隣り合わせに射突させレンズデバイスにより双方のレーザビームが作業面内で重ね合わされるよう、とりわけ線状強度分布の態で重ね合わされるよう、設定することもできる。明白な通り、フーリエ配列に従う単一のレンズデバイスにより、２本の恐らくは非常に異なるレーザビームが作業面内で、とりわけ線状強度分布の態で作業面内で重ね合わされるのと同時に、そのラインの長さがそれらプリズムの対応するポジションにより特定されうることは、非常に有利である。

【0016】

この目的を踏まえ、そのレーザビーム整形装置が４個のプリズムを備え、それらのうち２個が相異なるレーザビームのうち一方向けに設けられているものを、提供することもできる。これに代え、そのレーザ輻射整形装置が、相異なるレーザ輻射の双方向けに設けられた２個のプリズムを備えるものを、提供することもできる。

【0017】

本発明の更なる特徴及び利点は、好適な例示的諸実施形態についての後掲の記述と併せ添付図面を参照することで明らかになる。以下を参照されたい。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る装置の第１実施形態の模式的側面外観を、整形されるべきレーザ輻射の引込ビームと共に示す図である。

【図2a】第２ホモジナイザ背後での場所空間内及び角度空間内レーザ輻射分布が模式的に描かれている２個の図を示す図である。

【図2b】２個のプリズムが第１ポジションにあるときの、第２プリズム背後での場所空間内及び角度空間内レーザ輻射分布が、模式的に描かれている２個の図を示す図である。

【図2c】２個のプリズムが第２ポジションにあるときの、第２プリズム背後での場所空間内及び角度空間内レーザ輻射分布が、模式的に描かれている２個の図を示す図である。

【図3a】図１に係り２個のプリズムが第１ポジションにある実施形態の模式的側面外観を示す図である。

【図3b】図３ａに示されている第１ポジションに２個のプリズムがある場合の、線状強度分布のラインの長手方向に沿ったｍｍ単位の空間座標に対する作業面内レーザ輻射強度が、任意単位でプロットされている図である。

【図4a】図１に係り２個のプリズムが第２ポジションにある実施形態の模式的側面外観を示す図である。

【図4b】図４ａに示されている第２ポジションに２個のプリズムがある場合の、線状強度分布のラインの長手方向に沿ったｍｍ単位の空間座標に対する作業面内レーザ輻射強度が任意単位でプロットされている図である。

【図5】本発明に係る装置の第２実施形態の模式的側面外観を、整形されるべきレーザ輻射の引込ビームと共に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図では同一及び機能同一な諸部分が同じ参照符号で以て提示されている。向きを良好に示すため幾つかの図中にデカルト座標系が描かれている。

【0020】

図１に示されているレーザ輻射整形装置の実施形態は、第１アレイ２をなすレンズ３を有する第１ホモジナイザ１と、第２アレイ５をなすレンズ６を有する第２ホモジナイザ４とを、それ自体既知な要領で備えている。本装置は、整形されるべきレーザ輻射７が第１アレイ２のレンズ３内と第２アレイ５のレンズ６内とを相次いで通り抜けるよう、設定されている。

【0021】

レンズ３，６は第１方向ｘに沿い横並び配列されている。レンズ３，６はシリンドリカルレンズであり、それらの円筒軸が第１方向ｘに対し垂直な方向ｙに沿い延びており、その第２方向ｙが図の平面外に延びている。レンズ３，６は従って第１方向ｘに沿い作用する。レーザ輻射７は、基本的には、第１及び第２方向ｘ，ｙに対し垂直な第３方向ｚに沿い動いていく。

【0022】

シリンドリカルレンズに代え、第１方向ｘ沿い及び第２方向ｙに沿い作用する球面レンズ又は別様デザインのレンズを設けることも、全く可能である。

【0023】

図では、第１アレイ２が第１ホモジナイザ１の出射面上に配列され、第２アレイ５が第２ホモジナイザ４の入射面上に配列されている。アレイ２，５双方を入射面上又は出射面上に配列することや、第１アレイ２を第１ホモジナイザ１の入射面上、第２アレイ５を第２ホモジナイザ４の出射面上に配列することも、確かに可能である。更に、１枚の透明基板しか設けられておらず、その入射面上に第１アレイ２が配列され出射面上に第２アレイ５が配列されているものを、提供することもできる。

【0024】

例えば第２方向ｙに沿い作用するレンズのアレイを第１ホモジナイザ１の入射面上、及び／又は、第２ホモジナイザ４の出射面上に配列することもできる。例えば、それらを、円筒軸が第１方向ｘに沿い延びるシリンドリカルレンズとすることもできる。

【0025】

第２アレイ５のレンズ６は皆、同じ焦点距離を有している。２個のアレイ２，５の相互間距離は、第２アレイ５のレンズ６の焦点距離に等しい。

【0026】

図１に示されている装置は、それ自体は既知の要領でレンズデバイス８をも備えており、図示実施形態ではそれが、フーリエ配列に従う平凸レンズ８の形態とされている。レンズデバイス８は、それ自体は既知の要領で、第２アレイ５のレンズ６から出てくるレーザ輻射７の部分輻射を第１方向ｘに沿い作業面（図示せず）内で重ね合わせる。この場合、そのレーザ輻射の角度空間内分布がその作業面内の局所空間内分布へと変換される。

【0027】

他形態のレンズ、例えば両凸レンズを設けることも、全く可能である。更に、１枚のレンズに代えレンズシステムを設けることもできる。

【0028】

図１に示されている装置は、第２ホモジナイザ４・レンズ配列８間にありレーザ輻射７が相次いで通り抜ける２個のプリズム９，１０をも備えている。図示実施形態ではプリズム９，１０が同じサイズ及び同じ形状を有しており、図１に見られる断面が図中の描図平面内へと続いている。

【0029】

図１中で左側にある第１プリズム９は、レーザ輻射７が第１プリズム９の入射面１１上に射突したときに、そのレーザ輻射７の部分輻射のうち第２アレイ５にて第１方向ｘに沿い隣り合わせ配列されているレンズ６内を通り抜けたものが、まだ重なり合っていない要領にて、配列されている。

【0030】

プリズム９，１０を適切に整列させることで、各レンズ６から出てくる部分輻射の断面積及び／又は発散を変化させること、とりわけ各部分輻射で同様に変化させることもできる。それらの変化にはこの式
Ｄ_ｉｎ・Φ_ｉｎ＝Ｄ_ｏｕｔ・Φ_ｏｕｔ
が当てはまる；但し、Ｄ_ｉｎはプリズム９，１０に入る部分輻射の場所空間内第１方向ｘ沿い拡がりであり、Φ_ｉｎはプリズム９，１０に入る部分輻射の角度空間内第１方向ｘ沿い拡がりであり、Ｄ_ｏｕｔはプリズム９，１０から出る部分輻射の場所空間内第１方向ｘ沿い拡がりであり、Φ_ｏｕｔはプリズム９，１０から出る部分輻射の角度空間内第１方向ｘ沿い拡がりである。

【0031】

図２ａには、プリズム９，１０に入る部分輻射の空間ドメイン内第１方向ｘ沿い拡がりＤ_ｉｎ、即ち断面１２ａが示されている。図２ａには、プリズム９，１０に入射する部分輻射の角度空間内第１方向ｘ沿い拡がりΦ_ｉｎ、即ち発散１３ａが示されている。

【0032】

図２ｂ及び図２ｂには、プリズム９，１０の二通りの別々なポジションがそれらプリズムから出てくる部分輻射に及ぼす効果が、描かれている。

【0033】

図２ｂには、プリズム９，１０から出る部分輻射の空間ドメイン内第１方向ｘ沿い拡がりＤ_ｏｕｔ、即ち断面１２ｂが示されている。図２ｂには、プリズム９，１０から出る部分輻射の角度空間内第１方向ｘ沿い拡がりΦ_ｏｕｔ、即ち発散１３ｂが示されている。発散１３ｂが発散１３ａよりも小さいことがわかる。その小さめな発散１３ｂ、即ち小さめな角度空間内拡がりがレンズデバイス８により作業面における場所空間内分布へと変換されるので、第１方向ｘに沿い作業面内に小さめな拡がりの視野、とりわけ小さめな長さの線状強度分布がもたらされることとなる。

【0034】

図２ｃには、プリズム９，１０から出る部分輻射の空間ドメイン内第１方向ｘ沿い拡がりＤ_ｏｕｔ、即ち断面１２ｃが示されている。図２ｃには、プリズム９，１０から出る部分輻射の角度空間内第１方向ｘ沿い拡がりΦ_ｏｕｔ、即ち発散１３ｃが示されている。発散１３ｃが発散１３ａよりも大きいことがわかる。その大きめな発散１３ｃ、即ち大きめな角度空間内拡がりがレンズデバイス８により作業面における場所空間内分布へと変換されるので、第１方向ｘに沿い作業面内に大きめな拡がりの視野、とりわけ大きめな長さの線状強度分布がもたらされることとなる。

【0035】

このことが、作業面内にレーザ輻射の線状強度分布１４を形成させる装置の具体的例示的実施形態を用い、図３ａ～図４ｂに描かれている。

【0036】

図３ａには、プリズム９，１０が第１ポジションにある装置が示されている。この第１ポジションでは、線状強度分布１４の長さが、図３ｂから看取できる通り７００ｍｍよりも幾らか大きい。

【0037】

図４ａには図３ａと同じ装置が示されている。但し、図４ａでのプリズム９，１０は、第１ポジションとは異なる第２ポジションにある。この第２ポジションでは、線状強度分布１４の長さが、図４ｂから看取できる通り約５００ｍｍとなる。

【0038】

プリズム９，１０を様々なポジションにすることは、第２方向ｙに沿い延びる軸の周りで個々のプリズム９，１０を枢動させることで、達成することができる。図３ａ及び図４に示されているポジション間では、例えば、図４ａ中の第１プリズム９が、図３ａ中のプリズム９に対し、第２方向ｙに沿い延びる対応軸周りで時計回り方向に枢動されている。更に、図３ａ及び図４に示されているポジション間では、図４ａ中の第２プリズム１０が、図３ａ中のプリズム９に対し、第２方向ｙに沿い延びる対応軸周りで反時計回り方向に枢動されている。

【0039】

図５には本発明に係る装置の実施形態が示されており、これは、２個のプリズム９，１０に代え４個のプリズム９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂが設けられている点で、図１中のそれと異なっている。この場合、２個の第１プリズム９ａ，９ｂが第１方向ｘに沿い隣り合わせ配列されている。更に、２個の第２プリズム１０ａ，１０ｂが第１方向ｘに沿い横並び配列されている。

【0040】

この装置上には、例えばそれらの発散又はそれらのビームプロファイルの点で互いに異なる２本のレーザビーム７ａ，７ｂを射突させる。第１レーザ輻射７ａは図５中の第１ホモジナイザ１の上側領域に当たり、第２レーザ輻射７ｂは図中の第１ホモジナイザ１の下側領域に当たる。

【0041】

本装置は、図５中の上側第１プリズム９ａ内を通り抜けたレーザ輻射７ａがその後に図５中の上側第２プリズム１０ａ内を通り抜けるよう、且つ、図中の下側第１プリズム９ｂ内を通り抜けたレーザ輻射７ｂが図中の下側第２プリズム１０ｂ内を通り抜けるよう、設定されている。更に、本装置は、第２プリズム１０ａ，１０ｂ内を通り抜けた２本のレーザビーム７ａ，７ｂが一緒にレンズデバイス８内を通り抜けそのレーザデバイスにより作業面内で重ね合わされるよう、とりわけ線状強度分布の態で重ね合わされるよう設定されている。

【0042】

明白な通り、フーリエ配列に従う１個のレンズデバイス８により、２本の恐らくは非常に異なるレーザビーム７ａ，７ｂを作業面内で、とりわけ線状強度分布の態にて作業面内で重ね合わせるのと同時に、プリズム９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂの対応する諸ポジションによりそのラインの長さを特定できることは、非常に有利である。

【0043】

ホモジナイザ１，４が別々なレーザビーム７ａ，７ｂ向けに別様設計されたエリアを有し、それらが第１方向ｘに沿い隣り合わせとなっているものや互いにある距離のところにあるものを、提供することもできる。

【0044】

２本の別々なレーザビーム７ａ，７ｂを形成させる装置が４個のプリズムを備えるのではなく、図示しないがプリズムを２個しか備えておらず、それらがこの場合互いに別々なレーザビーム７ａ，７ｂ向けに設けられているものを、提供することもできる。

【0045】

図１、図３ａ、図４ａ及び図５に示されている諸実施形態に更なるレンズを設け、それにより、作業面内で１本又は複数本のレーザ輻射を合焦させること、及び／又は、第２方向ｙに関し１本又は複数本のレーザ輻射を整形することもできる。これらを示さないのは明瞭性に鑑みてのことである。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2023-10-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を整形する装置、とりわけ線状強度分布（１４）をなすレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を整形する装置であり、第１アレイ（２）をなすレンズ（３）を有する第１ホモジナイザ（１）を備え、整形されるべきレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記第１アレイ（２）のレンズ（３）内を通り抜けるよう設定されている装置であり、第２アレイ（５）をなすレンズ（６）を有する第２ホモジナイザ（４）を備え、前記第１アレイ（２）のレンズ（３）内を通り抜けたレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記第２アレイ（５）のレンズ（６）内を通り抜けるよう設定されている装置であり、レンズデバイス（８）を備え、前記第２アレイ（５）のレンズ（６）内を通り抜けた前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記レンズデバイス（８）内を通り抜けるよう、ひいては少なくとも前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の部分輻射であり前記第２アレイ（５）の前記レンズ（６）のうちあるものを通り抜けた部分輻射が作業面内で重ね合わされるよう設定されている装置であって、前記第２ホモジナイザ（４）・前記レンズデバイス（８）間に配列された第１プリズム（９，９ａ，９ｂ）及び第２プリズム（１０，１０ａ，１０ｂ）を有する装置であり、前記あるレンズ（６）にて前記第２アレイ（５）内を通り抜けたレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が前記第１及び前記第２プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）内を相次いで通り抜けた後に前記レンズデバイス（８）上に射突されうるように、配列されていることを特徴とする装置。

【請求項2】

請求項１に係る装置であって、前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が、第１方向（ｘ）に沿い前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の断面積（１２ａ）及び／又は発散（１３ａ）が少なくとも部分的に低減されることで増減されるよう設定されており、それにより、とりわけ前記発散（１３ａ）を増大させることで前記線状強度分布（１４）の長さが増大され且つ前記発散（１３ａ）を低減させることで前記線状強度分布（１４）の長さの短縮が達成されることを特徴とする装置。

【請求項3】

請求項２に係る装置であって、前記プリズム（９，１０）が、前記第１方向（ｘ）に沿い少なくとも部分的に、それらを通り抜ける前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の発散（１３ａ）を、０．５～２．０なる因数で以て変化させるものにより適合化されており、とりわけそれにより前記線状強度分布（１４）の長さが０．５～２．０なる因数で以て変更されることを特徴とする装置。

【請求項4】

請求項１に係る装置であって、前記第１アレイ（２）及び前記第２アレイ（５）の前記レンズ（３，６）各々が横並び配列されており、とりわけ前記第１アレイ（２）及び前記第２アレイ（５）の前記レンズ（３，６）が隣り合わせ配列される方向（ｘ）が前記第１方向（ｘ）に対応していることを、特徴とする装置。

【請求項5】

請求項１に係る装置であって、前記第１アレイ（２）及び前記第２アレイ（５）の前記レンズ（３，６）がシリンドリカルレンズであり、それらの円筒軸が互いに平行に整列されており、とりわけ前記第１方向（ｘ）に対し垂直な第２方向（ｙ）に沿いそれら円筒軸が延びていることを、特徴とする装置。

【請求項6】

請求項２～５のうちいずれか一項に係る装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の部分輻射であり前記第２アレイ（５）にて隣り合わせ配列されているレンズ（６）内を通り抜けた部分輻射が、少なくとも前記第１方向（ｘ）に沿い重なり合わないうちに前記第１プリズム（９，９ａ，９ｂ）に入射する要領で、前記第１プリズム（９，９ａ，９ｂ）が自装置内に配列されていることを特徴とする装置。

【請求項7】

請求項１～５のうちいずれか一項に係る装置であって、前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）のうち少なくとも一方、好ましくは双方のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が可動であること、好ましくはある軸周りで可枢動であることを、特徴とする装置。

【請求項8】

請求項７に係る装置であって、前記少なくとも一方のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）の前記運動、とりわけ前記枢動により、前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）のうち前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）が通り抜ける断面積を変化させる因数が、変更されることを特徴とする装置。

【請求項9】

請求項７に係る装置であって、その周りで前記プリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）のうち少なくとも一方、好ましくは双方のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が可枢動な前記軸が、前記第２方向（ｙ）に沿い延びていることを特徴とする装置。

【請求項10】

請求項１～５のうちいずれか一項に係る装置であって、前記二種類のプリズム（９，９ａ，９ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ）が同じデザインであり、とりわけ同じサイズ及び／又は同じ形状であることを、特徴とする装置。

【請求項11】

請求項１～５のうちいずれか一項に係る装置であって、前記第１アレイ（２）の前記レンズ（３）から前記第２アレイ（５）の前記レンズ（６）までの距離が、前記第２アレイ（５）のうち少なくとも幾つかのレンズ（６）、好ましくは全てのレンズ（６）の焦点距離に相当することを、特徴とする装置。

【請求項12】

請求項１～５のうちいずれか一項に係る装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）の角度空間内分布が前記レンズデバイス（８）により場所空間内強度分布へと変換されるよう、前記レンズデバイス（８）がフーリエ配列に従い自装置内に配置されていることを特徴とする装置。

【請求項13】

作業面内である強度分布をなすレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を生成するレーザ装置、とりわけ作業面内である線状強度分布（１４）をなすレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）を生成するレーザ装置であり、少なくとも１個のレーザ光源と、１個のレーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）整形装置と、を備えるレーザ装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）整形装置が請求項１～５のうちいずれか一項に係る装置であることを、特徴とするレーザ装置。

【請求項14】

請求項１３に係るレーザ装置であって、互いに異なる特性、例えば互いに異なる発散又はビームプロファイルで以てレーザ輻射（７ａ，７ｂ）を生成するよう設定された２個のレーザ光源を備えるレーザ装置であり、それらレーザビーム（７ａ，７ｂ）が自装置上に隣り合って射突し前記レンズデバイス（８）により双方のレーザビーム（７ａ，７ｂ）が前記作業面内で重ね合わされるよう、とりわけ前記線状強度分布（１４）の態でそれらが重ね合わされるよう、設定されたレーザ装置であることを特徴とするレーザ装置。

【請求項15】

請求項１３に係るレーザ装置であって、前記レーザビーム（７，７ａ，７ｂ）整形装置が４個のプリズム（９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ）を備え、相異なるレーザビーム（７ａ，７ｂ）のうち１本向けにそれらプリズムのうち２個が用いられることを特徴とするレーザ装置。

【請求項16】

請求項１３に係るレーザ装置であって、前記レーザ輻射（７，７ａ，７ｂ）整形装置が、相異なるレーザ輻射（７ａ，７ｂ）の双方向けに設けられた２個のプリズムを備えることを、特徴とするレーザ装置。

【国際調査報告】