DE102021003427B3 - Device for correcting the position of a laser beam of pulsed beam sources in connection with a scanner device - Google Patents

Device for correcting the position of a laser beam of pulsed beam sources in connection with a scanner device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Lagekorrektur eines Laserstrahls gepulster Strahlquellen in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit wenigstens einem Polygonspiegel zur Beaufschlagung eines Werkstücks mit Laserstrahlen der gepulsten Strahlquelle und Verwendungen wenigstens eines in der Laserstrahlung einer Strahlquelle angeordneten Elements. Die Einrichtungen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass eine Lageverschiebung der Laserstrahlung zur Phasenanpassung der festfrequenten Laserstrahlquelle hinsichtlich des Eintreffens von Laserpulsen auf einer Bearbeitungsebene des Körpers realisierbar ist. Dazu ist im Strahlengang der gepulsten Strahlquelle mit einer Festfrequenz wenigstens ein kippbares und für die Laserstrahlen transparenter Körper angeordnet. Der transparente Körper ist weiterhin zum Kippen mit einem Mechanismus und/oder einem Antrieb verbunden. Der Antrieb ist mit einer Steuereinrichtung so verbunden, dass zur Anpassung der festfrequenten Strahlquelle bezüglich des Auftreffortes der Laserpulse auf der Oberfläche des Werkstücks die Lage der Laserstrahlen in Ablenkrichtung mit dem transparenten Körper zur Korrektur des Auftreffortes der Laserpulse der gepulsten Strahlquelle verschoben wird.The invention relates to devices for correcting the position of a laser beam from pulsed radiation sources in connection with a scanner device with at least one polygon mirror for impinging a workpiece with laser beams from the pulsed radiation source and uses of at least one element arranged in the laser radiation of a radiation source. The devices are characterized in particular by the fact that the position of the laser radiation can be shifted in order to adjust the phase of the fixed-frequency laser beam source with regard to the arrival of laser pulses on a processing plane of the body. For this purpose, at least one tiltable body that is transparent to the laser beams is arranged in the beam path of the pulsed beam source with a fixed frequency. The transparent body is also connected to a mechanism and/or a drive for tilting. The drive is connected to a control device in such a way that, in order to adjust the fixed-frequency beam source with regard to the point of impact of the laser pulses on the surface of the workpiece, the position of the laser beams in the direction of deflection is shifted with the transparent body to correct the point of impact of the laser pulses of the pulsed beam source.

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Lagekorrektur eines Laserstrahls gepulster Strahlquellen in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit wenigstens einem Polygonspiegel zur Beaufschlagung eines Werkstücks mit Laserstrahlen der gepulsten Strahlquelle, wobei der Polygonspiegel einen frequenzgesteuerten elektrischen Motor aufweist, und Verwendungen wenigstens eines in der Laserstrahlung einer Strahlquelle angeordneten Elements.The invention relates to devices for correcting the position of a laser beam from pulsed radiation sources in connection with a scanner device with at least one polygon mirror for impinging a workpiece with laser beams from the pulsed radiation source, the polygon mirror having a frequency-controlled electric motor, and uses of at least one element arranged in the laser radiation of a radiation source.

Zur Lagekorrektur von Laserpulsen werden auf der Reflexion beruhende laserstrahlbeeinflussende Einrichtungen verwendet. Diese weisen aber eine geringe Präzision auf und sind somit in ihrer Lagekorrektur ungenau.Laser beam influencing devices based on reflection are used to correct the position of laser pulses. However, these have a low level of precision and are therefore imprecise in their position correction.

Die Druckschrift DE 34 06 676 A1 offenbart eine Einrichtung zur Lagekorrektur eines über eine Gelenkoptik geführten Laserstrahls. Die Gelenkoptik enthält ausgangsseitig einen positionsempfindlichen Detektor, dessen Signal einen am Eingang der Gelenkoptik angeordneten Stellspiegel zugeführt wird. Mit diesem wird ein Auswandern des Laserstrahls infolge von Fehlern in den Führungen und Lagern des Gelenkarms kompensiert.The pamphlet DE 34 06 676 A1 discloses a device for correcting the position of a laser beam guided via articulated optics. The articulated optics contains a position-sensitive detector on the output side, the signal of which is fed to an adjustable mirror arranged at the entrance of the articulated optics. This compensates for the laser beam migrating as a result of errors in the guides and bearings of the articulated arm.

Die Druckschrift US 2019 0 258 067 A1 betrifft eine Einrichtung zur Laserbearbeitung, wobei eine stabile und ideale Strahlform während einer Mikrobearbeitung von Werkstücken beibehaltet werden kann. Dazu ist im Strahlengang der Laserstrahlung eine Strahlprofilsteuerung angeordnet, welche eine Strahlgrößenänderungsvorrichtung zum Ändern eines Seitenverhältnisses und einen Strahlwellenfrontkonverter zum Konvertieren einer Phase aufweist. Diese sind als zwei kippbare Prismen ausgebildet.The pamphlet U.S. 2019 0 258 067 A1 relates to a device for laser processing, in which a stable and ideal beam shape can be maintained during micro-processing of workpieces. For this purpose, a beam profile control is arranged in the beam path of the laser radiation, which has a beam size changing device for changing an aspect ratio and a beam wavefront converter for converting a phase. These are designed as two tiltable prisms.

Durch die Druckschrift DE 20 2019 004 080 U1 ist eine Einrichtung zur Lasermaterialbearbeitung eines Werkstücks mit Laserstrahlungen mehrerer Laser bekannt. In den Strahlengängen der Laser befinden sich nacheinander ein angetrieben rotierender Polygonspiegel und das Werkstück, so dass das Werkstück mit einer Reihe reflektierter Laserstrahlpulse je Spiegelfläche des Polygonspiegels beaufschlagt wird. Zur Zeilenablenkung wird ist dem Polygonspiegel ein Galvanometerspiegel nachgeordnet. Insbesondere bei festfrequenten Laserstrahlquellen kann es vorkommen, dass die durch die Auftreffpunkte der Laserpulse hervorgerufenen Wirkorte nicht genau zueinander stehen. An den Wirkorten kann so anstelle eines Rechtecks ein schiefwinkliges Parallelogramm entstehen. Eine Anpassung ist nicht vorgesehen.Through the pamphlet DE 20 2019 004 080 U1 a device for laser material processing of a workpiece with laser radiation from multiple lasers is known. A driven, rotating polygon mirror and the workpiece are located one after the other in the beam paths of the laser, so that the workpiece is exposed to a series of reflected laser beam pulses per mirror surface of the polygon mirror. A galvanometer mirror is arranged after the polygon mirror for line deflection. Particularly in the case of fixed-frequency laser beam sources, it can happen that the effective locations caused by the points of impact of the laser pulses are not exactly in relation to one another. Instead of a rectangle, an oblique parallelogram can be created at the effective sites. An adjustment is not planned.

Die Druckschrift DE 10 2005 047 328 B3 beinhaltet eine Vorrichtung zum Bohren und für den Materialabtrag mittels Laserstrahl. Diese besitzt eine Ausgleichseinrichtung, die in ihrer relativen Drehposition zu einem Bildrotator in einer Grundeinstellung einstellbar ist. Diese weist vorzugsweise eine Planversatzeinheit mit einer kippbar gelagerten Planplatte und zwei kippbar gelagerte Keilplatten auf, so dass der aus dem Bildrotator austretende Laserstrahl zurückjustierbar ist. Die Ausgleichsvorrichtung ist dazu drehbar in einer Hohlwelle angeordnet.The pamphlet DE 10 2005 047 328 B3 includes a device for drilling and material removal using a laser beam. This has a compensating device that can be adjusted in its relative rotational position to an image rotator in a basic setting. This preferably has a plane offset unit with a tiltable plane plate and two tiltable wedge plates, so that the laser beam emerging from the image rotator can be readjusted. For this purpose, the compensating device is rotatably arranged in a hollow shaft.

Durch die Druckschrift DE 20 2008 017 745 U1 ist eine Vorrichtung zum Führen eines Lichtstrahls bekannt, welche eine rotierend oder oszillierend angetriebenes Lichtführungselement mit wenigstens einer optischen Gruppe aufweist, die ihrerseits zumindest in einem Betriebszustand zwei planparallel Oberflächen aufweist, die quer zum Lichtstrahl um einen einstellbaren Kippwinkel geneigt ausgerichtet sind. Damit kann der Fokus des Lichtstrahls mit hoher Bahngeschwindigkeit bewegt werden.Through the pamphlet DE 20 2008 017 745 U1 a device for guiding a light beam is known, which has a rotating or oscillatingly driven light guiding element with at least one optical group, which in turn has two plane-parallel surfaces, at least in one operating state, which are aligned inclined transversely to the light beam by an adjustable tilt angle. This means that the focus of the light beam can be moved at high web speeds.

Der in den Patentansprüchen 1 und 10 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageverschiebung von Laserstrahlung zur Phasenanpassung einer festfrequenten Laserstrahlquelle hinsichtlich des Eintreffens von Laserpulsen auf einer Bearbeitungsebene zu realisieren.The invention specified in claims 1 and 10 is based on the object of shifting the position of laser radiation for phase adjustment of a fixed-frequency laser beam source with regard to the arrival of laser pulses on a processing plane.

Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 10 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features listed in claims 1 and 10.

Die Einrichtungen zur Lagekorrektur eines Laserstrahls gepulster Strahlquellen in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit wenigstens einem Polygonspiegel zur Beaufschlagung eines Werkstücks mit Laserstrahlen der gepulsten Strahlquelle, wobei der Polygonspiegel einen frequenzgesteuerten elektrischen Motor aufweist, zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass eine Lageverschiebung der Laserstrahlung zur Phasenanpassung der festfrequenten Laserstrahlquelle hinsichtlich des Eintreffens von Laserpulsen auf einer Bearbeitungsebene des Körpers realisierbar ist.The devices for correcting the position of a laser beam from pulsed beam sources in conjunction with a scanner device with at least one polygon mirror for impinging a workpiece with laser beams from the pulsed beam source, with the polygon mirror having a frequency-controlled electric motor, are characterized in particular by the fact that a position shift of the laser radiation is used to adjust the phase of the fixed-frequency laser beam source can be realized with regard to the arrival of laser pulses on a processing level of the body.

Dazu sind die Periodenlängen der Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle und des frequenzgesteuerten Motors des Polygonspiegels gleich oder ganzzahlige Vielfache voneinander sind. Im Strahlengang der gepulsten Strahlquelle mit einer Festfrequenz ist wenigstens ein kippbarer und für die Laserstrahlen transparenter Körper angeordnet, welcher zum Kippen mit einem Mechanismus und/oder einem Antrieb verbunden. Der Antrieb ist mit einer Steuereinrichtung so verbunden, dass zur Anpassung der festfrequenten Strahlquelle bezüglich des Auftreffortes der Laserpulse auf der Oberfläche des Werkstücks die Lage der Laserstrahlen in Ablenkrichtung mit dem transparenten Körper zur Korrektur des Auftreffortes der Laserpulse der gepulsten Strahlquelle verschoben wird. Dabei wird eine Lagedifferenz zwischen zwei benachbarten Strecken gebildet aus Punkten, welche mittels der Laserpulse entsprechend der Länge einer Spiegelfläche in Drehrichtung des Polygonspiegels ausgebildet sind und welche durch eine Phasenverschiebung zwischen Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle und des frequenzgesteuerten elektrischen Motors des Polygonspiegels durch den betriebenen Polygonspiegel hervorgerufen wird, mit dem transparenten Körper zur Korrektur des Auftreffortes der Laserpulse der gepulsten Strahlquelle korrigiert, so dass die benachbarten Strecken parallel verschoben zueinander angeordnet sind.For this purpose, the period lengths of the oscillations of the pulsed beam source operated with the fixed frequency and of the frequency-controlled motor of the polygon mirror are the same or are integral multiples of one another. In the beam path of the pulsed beam source with a fixed frequency, there is at least one tiltable body that is transparent to the laser beams and is connected to a mechanism and/or a drive for tilting. The drive is connected to a control device in such a way that, in order to adjust the fixed-frequency beam source with respect to the point of impact of the laser pulses on the surface of the workpiece, the position of the laser beams in the deflection direction is adjusted with the transparent body to correct the point of impact the laser pulses of the pulsed beam source is shifted. A position difference between two adjacent sections is formed from points which are formed by means of the laser pulses according to the length of a mirror surface in the direction of rotation of the polygon mirror and which are caused by a phase shift between oscillations of the pulsed beam source operated with the fixed frequency and the frequency-controlled electric motor of the polygon mirror by the operated polygon mirror is caused, corrected with the transparent body to correct the point of incidence of the laser pulses of the pulsed beam source, so that the adjacent routes are arranged parallel to one another.

Die benachbarten Strecken sind parallel verschoben zueinander angeordnet und befinden sich innerhalb eines Rechtecks.The adjacent routes are arranged parallel to each other and are located within a rectangle.

Vorteilhafterweise wird eine Einrichtung mit einer gepulsten Strahlquelle in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit wenigstens einem Polygonspiegel zur Beaufschlagung eines Werkstücks mit Laserstrahlen der gepulsten Strahlquelle und wenigstens eines in den Laserstrahlen einer gepulsten Strahlquelle angeordneten Körpers verwendet. Der Polygonspiegel weist dabei einen frequenzgesteuerten elektrischen Motor auf. Die gepulste Strahlquelle und der frequenzgesteuerte Motor des Polygonspiegels, wobei die Periodenlängen der Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle und des frequenzgesteuerten Motors des Polygonspiegels gleich oder ganzzahlige Vielfache voneinander sind, und der im Strahlengang der mit einer Festfrequenz gepulsten Strahlquelle kippbare und für die Laserstrahlen transparente Körper, welcher zum Kippen mit einem Mechanismus und/oder einem Antrieb in Verbindung mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, werden zur Korrektur einer Lagedifferenz zwischen zwei benachbarten Strecken gebildet aus Punkten verwendet. Diese sind mittels der Laserpulse entsprechend der Länge einer Spiegelfläche in Drehrichtung des Polygonspiegels ausgebildet und werden durch eine Phasenverschiebung zwischen Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle und des frequenzgesteuerten elektrischen Motors des Polygonspiegels durch den betriebenen Polygonspiegel hervorgerufen, so dass die benachbarten Strecken parallel verschoben zueinander angeordnet sind.A device with a pulsed beam source is advantageously used in conjunction with a scanner device with at least one polygon mirror for impinging a workpiece with laser beams from the pulsed beam source and at least one body arranged in the laser beams of a pulsed beam source. The polygon mirror has a frequency-controlled electric motor. The pulsed beam source and the frequency-controlled motor of the polygon mirror, the period lengths of the oscillations of the pulsed beam source operated at the fixed frequency and the frequency-controlled motor of the polygon mirror being equal or integer multiples of one another, and the tiltable and for the laser beams in the beam path of the pulsed beam source pulsed with a fixed frequency transparent body, which is connected to a mechanism and/or a drive in connection with a control device for tilting, are used to correct a positional difference between two adjacent lines formed from points. These are formed by means of the laser pulses according to the length of a mirror surface in the direction of rotation of the polygon mirror and are caused by a phase shift between oscillations of the pulsed beam source operated with the fixed frequency and the frequency-controlled electric motor of the polygon mirror by the operated polygon mirror, so that the adjacent sections are shifted parallel to one another are arranged.

Bei Linien, welche mit gepulster Laserstrahlung mit einer Ablenkung mittels eines Polygonspiegels als Polygonscanner erzeugt werden, kann es vorkommen, dass die Wirkorte nicht genau zueinander stehen. Die Länge der Linien sind durch die Länge der Spiegelflächen in Drehrichtung des Polygonspiegels bestimmt, so dass die Linien Strecken von Auftreffpunkten der Laserpulse sind. Der Abstand dieser Strecken wird durch eine dem Polygonspiegel nachgeordnete Einrichtung zur Ablenkung der Laserstrahlung erreicht, wozu insbesondere ein Galvoscanner eingesetzt werden kann. Dieser wird im Abstand benachbarter Spiegelflächen geschalten. Ein Sachverhalt, wobei die durch die Auftreffpunkte der Laserpulse hervorgerufenen Wirkorte nicht genau zueinander stehen, kann insbesondere bei festfrequenten Laserstrahlquellen auftreten. An den Wirkorten kann so anstelle eines Rechtecks ein schiefwinkliges Parallelogramm entstehen. Deshalb muss nach jeder Zeile der Wirkort so angepasst werden, dass die Pulse exakt quasi phasenrichtig auftreffen und in beide Richtungen senkrecht zueinander stehen. Eine Anpassung des Polygonspiegels in Form eines Polygonrads kann nicht so schnell in der Drehgeschwindigkeit erfolgen. Zur Anpassung sind minimale Nachstellungen der Auftrefforte zwischen den Umschaltungen der Zeilen notwendig. Dieses Problem wird mit dem transparenten Körper gelöst, welcher den Laserstrahl vor dem Polygonspiegel leicht in Polygonscanrichtung ablenkt, bis die nächste Linie wieder quasi die gleiche Phase wie die vorhergehende Linie in Form der Strecke aufweist. Das bedeutet, dass der erste Puls der zu erzeugenden Linie exakt beabstandet und so parallel verschoben zum ersten Puls der vorherigen Linie auftrifft. Die Ablenkung führt quasi zu einer zusätzlichen Bewegung des Laserstrahlfokus.In the case of lines that are generated with pulsed laser radiation with a deflection using a polygon mirror as a polygon scanner, it can happen that the effective locations are not exactly in relation to one another. The length of the lines is determined by the length of the mirror surfaces in the direction of rotation of the polygon mirror, so that the lines are stretches of points of impact of the laser pulses. The distance between these sections is achieved by a device for deflecting the laser radiation which is arranged downstream of the polygon mirror, for which purpose a galvo scanner can be used in particular. This is switched at a distance from neighboring mirror surfaces. A situation in which the effective locations caused by the points of impact of the laser pulses are not exactly in relation to one another can occur in particular with fixed-frequency laser beam sources. Instead of a rectangle, an oblique parallelogram can be created at the effective sites. Therefore, after each line, the point of action must be adjusted so that the pulses arrive exactly in phase and are perpendicular to each other in both directions. An adjustment of the polygon mirror in the form of a polygon wheel cannot be done so quickly in terms of the rotational speed. Minimal adjustments to the points of impingement between the switching of the lines are necessary for the adaptation. This problem is solved with the transparent body, which slightly deflects the laser beam in front of the polygon mirror in the polygon scan direction until the next line again has more or less the same phase as the previous line in the form of the segment. This means that the first pulse of the line to be generated is exactly spaced and parallel to the first pulse of the previous line. The deflection leads to an additional movement of the laser beam focus.

Dazu kann die Lage der Phasen der Laserstrahlen mit einer Festfrequenz und der Umdrehungsfrequenz des Antriebs des Polygonspiegels so gepasst werden, dass die Pulsmuster innerhalb der Linien quasi parallel zueinander verlaufen. Das erfolgt quasi statisch. Zusätzlich können auch die Abstände der Wirkorte in der Linie korrigiert werden, zumindest dann, wenn die Abweichungen mathematischen Funktionen entsprechen. Wenn beispielsweise die Linsenfunktion einer Fokussieroptik nicht exakt ist, und die Wirkorte in einer Linie in der Mitte einen kleineren Abstand haben als außen, könnte das in den mechanischen Grenzen ausgeglichen werden. Dabei muss nur begrenzte Beschleunigung des transparenten Körpers beachtet werden. Damit wäre ein dynamischer Ausgleich gegeben.For this purpose, the position of the phases of the laser beams can be adjusted with a fixed frequency and the rotational frequency of the drive of the polygon mirror in such a way that the pulse patterns within the lines run more or less parallel to one another. This is almost static. In addition, the distances between the effective locations in the line can also be corrected, at least when the deviations correspond to mathematical functions. If, for example, the lens function of a focusing optic is not exact and the effective locations in a line have a smaller distance in the middle than on the outside, this could be compensated for within the mechanical limits. Only limited acceleration of the transparent body has to be taken into account. This would provide a dynamic balance.

Vorteilhafterweise erfolgt mittels der Einrichtung zur Lagekorrektur eines Laserstrahls gepulster Strahlquellen eine präzise steuerbare Lageverschiebung der Laserstrahlung innerhalb eines Scannersystems mit einem Polygonspiegel als Polygonscanners zur Phasenanpassung festfrequenter Laserstrahlquellen in Bezug des Eintreffens von Laserpulsen auf der Bearbeitungsebene des Werkstücks.Advantageously, the device for correcting the position of a laser beam from pulsed beam sources is used to precisely control the position of the laser radiation within a scanner system with a polygon mirror as a polygon scanner for phase adjustment of fixed-frequency laser beam sources in relation to the arrival of laser pulses on the processing plane of the workpiece.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den folgenden Ausführungsformen angegeben.Advantageous refinements of the invention are specified in the following embodiments.

Der kippbare und für die Laserstrahlen transparente Körper kann in einer Ausführungsform eine planparallele Platte sein.In one embodiment, the body that can be tilted and is transparent to the laser beams can be a plane-parallel plate.

Im Strahlengang der Laserstrahlen sind in einer Ausführungsform zwei transparente Körper nacheinander und beabstandet zueinander angeordnet, wobei sich zwei ebene Seitenflächen der Körper gegenüberstehen. Wenigstens einer dieser transparenten Körper ist so kippbar angeordnet, dass der Winkel zwischen den ebenen Seitenflächen der Körper veränderbar ist. Die zwei sich zunächst kompensierenden transparenten Körper führen vorteilhafterweise nur zum Strahlversatz, der Laserstrahl wird parallel weitergeführt. Bei einer Verdrehung eines Körpers wird der Laserstrahl abgelenkt.In one embodiment, two transparent bodies are arranged one after the other and at a distance from one another in the beam path of the laser beams, with two flat side surfaces of the bodies facing one another. At least one of these transparent bodies is arranged such that it can be tilted in such a way that the angle between the flat side surfaces of the bodies can be changed. Advantageously, the two initially compensating transparent bodies only lead to a beam shift, the laser beam is guided further in parallel. When a body twists, the laser beam is deflected.

Im Strahlengang der Laserstrahlen sind in einer Ausführungsform zwei transparente und keilförmig ausgebildete Körper nacheinander und beabstandet zueinander angeordnet, wobei sich zwei ebene Seitenflächen der Körper gegenüberstehen. Wenigstens einer dieser transparenten Körper ist so kippbar angeordnet ist, dass der Winkel zwischen den sich gegenüberliegenden ebenen Seitenflächen der Körper veränderbar ist.In one embodiment, two transparent and wedge-shaped bodies are arranged one after the other and at a distance from one another in the beam path of the laser beams, with two flat side faces of the bodies facing one another. At least one of these transparent bodies is arranged such that it can be tilted in such a way that the angle between the flat side faces of the bodies lying opposite one another can be changed.

Im Strahlengang der Laserstrahlen sind in einer Ausführungsform zwei gleich große transparente und keilförmig ausgebildete Körper nacheinander und beabstandet zueinander angeordnet. Das führt dazu, dass der Laserstrahl ohne Kippung des Körpers seine Richtung beibehält.In one embodiment, two transparent, wedge-shaped bodies of the same size are arranged one after the other and at a distance from one another in the beam path of the laser beams. As a result, the laser beam maintains its direction without tilting the body.

Die Scannereinrichtung kann wenigstens einen Polygonspiegel und einen im Strahlengang der Laserstrahlen vorgeordneten oder nachgeordneten Galvoscanner aufweisen.The scanner device can have at least one polygon mirror and a galvo scanner arranged upstream or downstream in the beam path of the laser beams.

Der transparente Körper kann im Strahlengang vor oder nach dem Polygonspiegel angeordnet sein.The transparent body can be arranged in the beam path before or after the polygon mirror.

Die mit dem Antrieb des transparenten Körpers verbundene Steuereinrichtung ist in einer Ausführungsform ein Datenverarbeitungssystem. Weiterhin sind eine Sensoreinrichtung zur Winkelmessung des Polygonspiegels, die gepulste Strahlquelle und der Motor des Polygonspiegels mit dem Datenverarbeitungssystem verbunden, wobei das Datenverarbeitungssystem ein die Phasenverschiebung ermittelndes und ein den Antrieb des transparenten Körpers in Echtzeit entsprechend der Phasenverschiebung steuerndes Datenverarbeitungssystem ist.In one embodiment, the control device connected to the drive of the transparent body is a data processing system. Furthermore, a sensor device for measuring the angle of the polygon mirror, the pulsed beam source and the motor of the polygon mirror are connected to the data processing system, the data processing system being a data processing system that determines the phase shift and controls the drive of the transparent body in real time according to the phase shift.

Die Sensoreinrichtung zur Winkelmessung des Polygonspiegels kann insbesondere ein optischer Encoder sein. Bekannterweise ist das ein Messwertgeber, der als Drehgeber die aktuelle Position des Polygonspiegels erkennt und als elektrisches Signal ausgibt.The sensor device for measuring the angle of the polygon mirror can in particular be an optical encoder. As is well known, this is a sensor that, as a rotary encoder, detects the current position of the polygon mirror and outputs it as an electrical signal.

Die Ausführungsformen können auch in wenigstens einer Kombination davon vorhanden und so verwendet werden.The embodiments can also exist and be used in at least one combination thereof.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in principle in the drawings and is described in more detail below.

Es zeigen:

  • 1 eine Einrichtung zur Lagekorrektur eines Laserstrahls gepulster Strahlquellen in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit einem Polygonspiegel,
  • 2 ein Raster mit Auftrefforten von Laserpulsen,
  • 3 eine planparallele Platte als transparenter Körper im Strahlengang des Laserstrahls und
  • 4 zwei transparente Körper im Strahlengang des Laserstrahls.
Show it:
  • 1 a device for correcting the position of a laser beam of pulsed beam sources in connection with a scanner device with a polygon mirror,
  • 2 a grid with impact points of laser pulses,
  • 3 a plane-parallel plate as a transparent body in the beam path of the laser beam and
  • 4 two transparent bodies in the beam path of the laser beam.

Eine Einrichtung zur Lagekorrektur eines Laserstrahls 1 gepulster Strahlquellen 2 in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit einem Polygonspiegel 3 besteht im Wesentlichen aus einem mittels eines Antriebs 5 kippbaren transparenten Körper 4, einer Sensoreinrichtung 7 zur Winkelmessung des Polygonspiegels 3 und einem Datenverarbeitungssystem 8 als Steuereinrichtung.A device for correcting the position of a laser beam 1 of pulsed beam sources 2 in connection with a scanner device with a polygon mirror 3 consists essentially of a transparent body 4 that can be tilted by means of a drive 5, a sensor device 7 for measuring the angle of the polygon mirror 3 and a data processing system 8 as a control device.

Die 1 zeigt eine Einrichtung zur Lagekorrektur eines Laserstrahls 1 gepulster Strahlquellen 2 in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit einem Polygonspiegel 3 in einer prinzipiellen Darstellung.the 1 shows a device for correcting the position of a laser beam 1 of pulsed beam sources 2 in connection with a scanner device with a polygon mirror 3 in a basic representation.

Im Strahlengang des Laserstrahls 1 der gepulsten Strahlquelle 2 mit einer Festfrequenz sind die Scannereinrichtung und das Werkstück 11 angeordnet. Die Scannereinrichtung besitzt den kippbaren transparenten Körper 4, den Polygonspiegel 3 und einen Galvoscanner 9. Der kippbare transparente Körper 4 kann sich vor dem Poygonspiegel 3 befinden. In Ausführungsformen kann der transparente Körper 4 auch nach dem Polygonspiegel 3 oder nach dem Galvoscanner 9 angeordnet sein. Der Polygonspiegel 3 kann insbesondere ein Doppelpolygonspiegel 3 sein, wobei schräg angeordnete Spiegelflächen der Polygonspiegel 3 zueinander weisen. Der Doppelpolygonspiegel 3 ist mit einem frequenzgesteuerten Motor 6 verbunden. Dieser Motor 6 des Polygonspiegels 3, ein Antrieb 5 des kippbaren transparenten Körpers 4 und ein Antrieb 10 des Galvoscanners 9 sind zu deren Steuerung mit dem Datenverarbeitungssystem 8 verbunden. Dabei werden die gepulsten Laserstrahlen 1 mittels einem Spiegel des Polygonspiegels 3 linienförmig über das Werkstück 11 geführt, so dass eine Strecke mit den Punkten realisiert wird. Der Anfangspunkt und der Endpunkt der Strecke wird durch die Länge einer Spiegelfläche des Polygonspiegels 3 in dessen Drehrichtung bestimmt. Mittels des angetriebenen Galvoscanners 9 wird der Laserstrahl 1 auf die nächste Zeile bewegt. Damit wird das Werkstück 11 mittels der Scannereinrichtung in mehreren Zeilen linienförmig angeordneter Laserpulse beaufschlagt.The scanner device and the workpiece 11 are arranged in the beam path of the laser beam 1 of the pulsed beam source 2 with a fixed frequency. The scanner device has the tiltable transparent body 4, the polygon mirror 3 and a galvo scanner 9. The tiltable transparent body 4 can be located in front of the polygon mirror 3. In embodiments, the transparent body 4 can also be arranged after the polygon mirror 3 or after the galvo scanner 9 . The polygon mirror 3 can in particular be a double polygon mirror 3, with obliquely arranged mirror surfaces of the polygon mirrors 3 pointing towards one another. The double polygon mirror 3 is connected to a frequency-controlled motor 6 . This motor 6 of the polygon mirror 3, a drive 5 of the tiltable transparent body 4 and a drive 10 of the galvo scanner 9 are connected to the data processing system 8 to control them. The pulsed laser beams 1 are guided linearly over the workpiece 11 by means of a mirror of the polygon mirror 3, so that a path with the points is realized. The starting point and the end point of the route are determined by the length of a mirror surface of the polygon mirror 3 in its direction of rotation. The laser beam 1 is moved to the next line by means of the driven galvo scanner 9 . The workpiece 11 is thus acted upon by the scanner device in a plurality of lines of laser pulses arranged in a line.

Zur Anpassung der festfrequenten gepulsten Strahlquelle 2 bezüglich des Auftreffortes der Laserpulse auf der Oberfläche des Werkstücks 11 wird die Lage der Laserstrahlen 1 in Ablenkrichtung mit dem transparenten Körper 4 zur Korrektur des Auftreffortes der Laserpulse der gepulsten Strahlquelle 2 verschoben. Dazu ist das Datenverarbeitungssystem 8 mit dem Antrieb 5 des transparenten Körpers 4 so verbunden, dass eine Lagedifferenz zwischen zwei benachbarten Strecken aus Laserpulsen entsprechend der Länge einer Spiegelfläche in Drehrichtung des Polygonspiegels 3, welche durch eine Phasenverschiebung zwischen Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle 2 und des frequenzgesteuerten Motors 6 des Polygonspiegels 3 durch den betriebenen Polygonspiegel 3 hervorgerufen wird, mit dem transparenten Körper 4 zur Korrektur des Auftreffortes der Laserpulse der gepulsten Strahlquelle 2 korrigiert wird.To adjust the fixed-frequency pulsed beam source 2 with respect to the point of impact of the laser pulses on the surface of the workpiece 11, the position of the laser beams 1 is shifted in the deflection direction with the transparent body 4 to correct the point of impact of the laser pulses of the pulsed beam source 2. For this purpose, the data processing system 8 is connected to the drive 5 of the transparent body 4 in such a way that a position difference between two adjacent paths of laser pulses corresponding to the length of a mirror surface in the direction of rotation of the polygon mirror 3, which is caused by a phase shift between oscillations of the pulsed beam source 2 operated at the fixed frequency and the frequency-controlled motor 6 of the polygon mirror 3 caused by the operated polygon mirror 3, is corrected with the transparent body 4 for correcting the point of incidence of the laser pulses of the pulsed beam source 2.

Die 2 zeigt ein Raster mit Auftrefforten von Laserpulsen in einer prinzipiellen Darstellung.the 2 shows a grid with points of impact of laser pulses in a basic representation.

Die benachbarten Anfangspunkte der Strecken sind parallel verschoben, so dass die Strecken parallel zueinander angeordnet sind und sich innerhalb eines Rechtecks befinden.The adjacent starting points of the lines are shifted in parallel, so that the lines are arranged parallel to each other and are inside a rectangle.

Die Sensoreinrichtung 7 zur Winkelmessung des Polygonspiegels 3, die gepulste Strahlquelle 2 und der frequenzgesteuerte Motor 6 des Polygonspiegels 3 sind dazu mit dem Datenverarbeitungssystem 8 verbunden, welches ein die Phasenverschiebung ermittelndes und ein den Antrieb 5 des transparenten Körpers 4 in Echtzeit entsprechend der Phasenverschiebung steuerndes Datenverarbeitungssystem 8 ist. Die Sensoreinrichtung 7 zur Winkelmessung des Polygonspiegels 3 kann ein optischer Encoder sein.For this purpose, the sensor device 7 for measuring the angle of the polygon mirror 3, the pulsed beam source 2 and the frequency-controlled motor 6 of the polygon mirror 3 are connected to the data processing system 8, which has a data processing system that determines the phase shift and a data processing system that controls the drive 5 of the transparent body 4 in real time according to the phase shift 8 is. The sensor device 7 for measuring the angle of the polygon mirror 3 can be an optical encoder.

Die Periodenlängen der Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle 2 und des frequenzgesteuerten Motors 6 des Polygonspiegels 3 können insbesondere gleich oder ganzzahlige Vielfache voneinander sein.The period lengths of the oscillations of the pulsed beam source 2 operated at the fixed frequency and of the frequency-controlled motor 6 of the polygon mirror 3 can in particular be the same or integer multiples of one another.

Die 3 zeigt eine planparallele Platte 12 als transparenter Körper 4 im Strahlengang des Laserstrahls 1 in einer prinzipiellen Darstellung.the 3 shows a plane-parallel plate 12 as a transparent body 4 in the beam path of the laser beam 1 in a basic representation.

In einer Ausführungsform kann der kippbare und für die Laserstrahlen 1 transparente Körper 4 eine planparallele Platte 12 sein. In dieser Ausführungsform mit der planparalleln Platte 12 ist im Strahlengang der Laserstrahlen 1 eine die Laserstrahlen 1 fokussierende Einrichtung vorgeordnet.In one embodiment, the body 4 that can be tilted and is transparent to the laser beams 1 can be a plane-parallel plate 12 . In this embodiment with the plane-parallel plate 12 , a device that focuses the laser beams 1 is arranged upstream in the beam path of the laser beams 1 .

Die 4 zeigt zwei transparente Körper 4 im Strahlengang des Laserstrahls 1 in einer prinzipiellen Darstellung.the 4 shows two transparent bodies 4 in the beam path of the laser beam 1 in a basic representation.

Im Strahlengang der Laserstrahlen 1 können sich in einer Ausführungsform zwei keilförmig ausgebildete und transparente Körper 4a, 4b nacheinander und beabstandet zueinander befinden, wobei sich zwei ebene Seitenflächen 13a, 13b der Körper 4a, 4b gegenüberstehen. Ein Keil ist bekannterweise ein Körper 4a, 4b, bei dem zwei Seitenflächen 13, 14 unter einem spitzen Winkel zusammenaufen. Eine Seitenfläche 13a, 13b ist so schräg gegenüber der gegenüberliegenden Seitenfläche 14a, 14b angeordnet. Ist keine Korrektur des Auftreffortes des Laserstrahls 1 notwendig, sind die der schräg angeordneten Seitenflächen 13a, 13b gegenüberliegenden Seitenflächen 14a, 14b der Körper 4a, 4b rechtwinklig zum Laserstrahl 1 angeordnet. Wenigstens einer dieser transparenten Körper 4a, 4b ist so kippbar angeordnet, dass der Winkel zwischen den ebenen Seitenflächen 13a, 13b der Körper 4a, 4b veränderbar ist. Sind beide Körper 4a, 4b gleich groß, behält der Laserstrahl 1 in Nulllage seine Richtung bei. Der Laserstrahl 1 ist lediglich parallel verschoben, das sich leicht ausgleichen lässt.In one embodiment, two wedge-shaped and transparent bodies 4a, 4b can be located one after the other and at a distance from one another in the beam path of the laser beams 1, with two flat side faces 13a, 13b of the bodies 4a, 4b facing one another. As is known, a wedge is a body 4a, 4b in which two side faces 13, 14 meet at an acute angle. One side surface 13a, 13b is thus arranged obliquely in relation to the opposite side surface 14a, 14b. If no correction of the impact point of the laser beam 1 is necessary, the side surfaces 14a, 14b of the bodies 4a, 4b opposite the obliquely arranged side surfaces 13a, 13b are arranged at right angles to the laser beam 1. At least one of these transparent bodies 4a, 4b is arranged such that it can be tilted in such a way that the angle between the flat side surfaces 13a, 13b of the bodies 4a, 4b can be changed. If both bodies 4a, 4b are the same size, the laser beam 1 keeps its direction in the zero position. The laser beam 1 is only shifted in parallel, which can be easily compensated.

Mit solchen Einrichtungen können so unter anderem gleichmäßig beabstandete und regelmäßige Bohrungsraster mit senkrecht aufeinander stehenden Rasterlinien erzeugt werden.With such devices, inter alia, evenly spaced and regular grids of holes with grid lines perpendicular to one another can be generated.

Claims (10)

Einrichtung zur Lagekorrektur eines Laserstrahls (1) gepulster Strahlquellen (2) in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit wenigstens einem Polygonspiegel (3) zur Beaufschlagung eines Werkstücks (11) mit Laserstrahlen (1) der gepulsten Strahlquelle (2), wobei der Polygonspiegel (3) einen frequenzgesteuerten elektrischen Motor (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodenlängen der Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle (2) und des frequenzgesteuerten Motors (6) des Polygonspiegels (3) gleich oder ganzzahlige Vielfache voneinander sind, dass im Strahlengang der gepulsten Strahlquelle (2) mit einer Festfrequenz wenigstens ein kippbarer und für die Laserstrahlen (1) transparenter Körper (4) angeordnet ist, dass der transparente Körper (4) zum Kippen mit einem Mechanismus und/oder einem Antrieb (5) verbunden ist, dass der Antrieb (5) mit einer Steuereinrichtung so verbunden ist, dass zur Anpassung der festfrequenten Strahlquelle (2) bezüglich des Auftreffortes der Laserpulse auf der Oberfläche des Werkstücks (11) die Lage der Laserstrahlen (1) in Ablenkrichtung mit dem transparenten Körper (4) zur Korrektur des Auftreffortes der Laserpulse der gepulsten Strahlquelle (2) verschoben wird, wobei eine Lagedifferenz zwischen zwei benachbarten Strecken gebildet aus Punkten, welche mittels der Laserpulse entsprechend der Länge einer Spiegelfläche in Drehrichtung des Polygonspiegels (3) ausgebildet sind und welche durch eine Phasenverschiebung zwischen Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle (2) und des frequenzgesteuerten elektrischen Motors (6) des Polygonspiegels (3) durch den betriebenen Polygonspiegel (3) hervorgerufen wird, mit dem transparenten Körper (4) zur Korrektur des Auftreffortes der Laserpulse der gepulsten Strahlquelle (2) korrigiert wird, so dass die benachbarten Strecken parallel verschoben zueinander angeordnet sind.Device for correcting the position of a laser beam (1) of pulsed beam sources (2) in connection with a scanner device with at least one polygon mirror (3) for impinging a workpiece (11) with laser beams (1) of the pulsed beam source (2), the polygon mirror (3) has a frequency-controlled electric motor (6), characterized in that the period lengths of the oscillations of the pulsed beam source (2) operated with the fixed frequency and of the frequency-controlled motor (6) of the polygon mirror (3) are equal or integer multiples of one another, that in the beam path of the pulsed beam source (2) with a fixed frequency at least one tiltable and for the laser beams (1) transparent renter body (4), that the transparent body (4) is connected to a mechanism and/or a drive (5) for tilting, that the drive (5) is connected to a control device in such a way that the fixed-frequency beam source can be adjusted (2) with respect to the point of impact of the laser pulses on the surface of the workpiece (11), the position of the laser beams (1) is shifted in the direction of deflection with the transparent body (4) to correct the point of impact of the laser pulses of the pulsed beam source (2), with a position difference formed between two adjacent sections from points which are formed by means of the laser pulses according to the length of a mirror surface in the direction of rotation of the polygon mirror (3) and which are formed by a phase shift between oscillations of the pulsed beam source (2) operated with the fixed frequency and the frequency-controlled electric motor (6 ) of the polygon mirror (3) is caused by the operated polygon mirror (3), is corrected with the transparent body (4) to correct the point of impact of the laser pulses of the pulsed beam source (2), so that the adjacent sections are arranged parallel to one another. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kippbare und für die Laserstrahlen (1) transparente Körper (4) eine planparallele Platte (12) ist.setup after Claim 1 , characterized in that the tiltable and for the laser beams (1) transparent body (4) is a plane-parallel plate (12). Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Strahlengang der Laserstrahlen (1) zwei transparente Körper (4a, 4b) nacheinander und beabstandet zueinander befinden, wobei sich zwei ebene Seitenflächen der Körper (4a, 4b) gegenüberstehen, dass wenigstens einer dieser transparenten Körper (4a, 4b) so kippbar angeordnet ist, dass der Winkel zwischen den ebenen Seitenflächen der Körper (4a, 4b) veränderbar ist.setup after Claim 1 , characterized in that in the beam path of the laser beams (1) there are two transparent bodies (4a, 4b) one after the other and at a distance from one another, two flat side surfaces of the bodies (4a, 4b) facing one another, that at least one of these transparent bodies (4a, 4b) is arranged such that it can be tilted in such a way that the angle between the flat side surfaces of the bodies (4a, 4b) can be changed. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Strahlengang der Laserstrahlen (1) zwei transparente und keilförmig ausgebildete Körper (4a, 4b) nacheinander und beabstandet zueinander befinden, wobei sich zwei ebene Seitenflächen (13a, 13b) der Körper (4a, 4b) gegenüberstehen, dass wenigstens einer dieser transparenten Körper (4a, 4b) so kippbar angeordnet ist, dass der Winkel zwischen den sich gegenüberliegenden ebenen Seitenflächen (13a, 13b) der Körper (4a, 4b) veränderbar ist.setup after Claim 1 , characterized in that in the beam path of the laser beams (1) there are two transparent and wedge-shaped bodies (4a, 4b) one after the other and at a distance from one another, with two flat side faces (13a, 13b) of the bodies (4a, 4b) facing each other, that at least one of these transparent bodies (4a, 4b) is arranged such that it can be tilted in such a way that the angle between the opposite flat side surfaces (13a, 13b) of the bodies (4a, 4b) can be changed. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Strahlengang der Laserstrahlen (1) befindenden transparenten und keilförmig ausgebildeten Körper (4a, 4b) gleich groß sind.setup after Claim 1 , characterized in that the transparent and wedge-shaped bodies (4a, 4b) located in the beam path of the laser beams (1) are of the same size. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scannereinrichtung wenigstens einen Polygonspiegel (3) und einen im Strahlengang der Laserstrahlen (1) vorgeordneten oder nachgeordneten Galvoscanner (9) aufweist.setup after Claim 1 , characterized in that the scanner device has at least one polygon mirror (3) and a galvo scanner (9) arranged upstream or downstream in the beam path of the laser beams (1). Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Körper (4) im Strahlengang vor oder nach dem Polygonspiegel (3) angeordnet ist.facility after the patent claims 1 until 6 , characterized in that the transparent body (4) is arranged in the beam path before or after the polygon mirror (3). Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Antrieb (5) des transparenten Körpers (4) verbundene Steuereinrichtung ein Datenverarbeitungssystem (8) ist, dass eine Sensoreinrichtung (7) zur Winkelmessung des Polygonspiegels (3), die gepulste Strahlquelle (2) und der Motor (6) des Polygonspiegels (3) mit dem Datenverarbeitungssystem (8) verbunden sind und dass das Datenverarbeitungssystem (8) ein die Phasenverschiebung ermittelndes und ein den Antrieb (5) des transparenten Körpers (4) in Echtzeit entsprechend der Phasenverschiebung steuerndes Datenverarbeitungssystem (8) ist.facility after the patent claims 1 until 7 , characterized in that the control device connected to the drive (5) of the transparent body (4) is a data processing system (8), that a sensor device (7) for measuring the angle of the polygon mirror (3), the pulsed beam source (2) and the motor (6) of the polygon mirror (3) are connected to the data processing system (8) and that the data processing system (8) has a data processing system (8) that determines the phase shift and controls the drive (5) of the transparent body (4) in real time according to the phase shift. is. Einrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (7) zur Winkelmessung des Polygonspiegels (3) ein optischer Encoder ist.setup after patent claim 8 , characterized in that the sensor device (7) for measuring the angle of the polygon mirror (3) is an optical encoder. Verwendung einer Einrichtung mit einer gepulsten Strahlquelle (2) in Verbindung mit einer Scannereinrichtung mit wenigstens einem Polygonspiegel (3) zur Beaufschlagung eines Werkstücks (11) mit Laserstrahlen (1) der gepulsten Strahlquelle (2), wobei der Polygonspiegel (3) einen frequenzgesteuerten elektrischen Motor (6) aufweist, und wenigstens eines in den Laserstrahlen (1) einer gepulsten Strahlquelle (2) angeordneten Körpers (4), dadurch gekennzeichnet, dass die gepulste Strahlquelle (2) und der frequenzgesteuerte Motor (6) des Polygonspiegels (3), wobei die Periodenlängen der Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle (2) und des frequenzgesteuerten Motors (6) des Polygonspiegels (3) gleich oder ganzzahlige Vielfache voneinander sind, und der im Strahlengang der mit einer Festfrequenz gepulsten Strahlquelle (2) kippbare und für die Laserstrahlen (1) transparente Körper (4), welcher zum Kippen mit einem Mechanismus und/oder einem Antrieb (5) in Verbindung mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, zur Korrektur einer Lagedifferenz zwischen zwei benachbarten Strecken gebildet aus Punkten, welche mittels der Laserpulse entsprechend der Länge einer Spiegelfläche in Drehrichtung des Polygonspiegels (3) ausgebildet sind und welche durch eine Phasenverschiebung zwischen Schwingungen der mit der Festfrequenz betriebenen gepulsten Strahlquelle (2) und des frequenzgesteuerten elektrischen Motors (6) des Polygonspiegels (3) durch den betriebenen Polygonspiegel (3) hervorgerufen wird, verwendet werden, so dass die benachbarten Strecken parallel verschoben zueinander angeordnet sind.Use of a device with a pulsed beam source (2) in connection with a scanner device with at least one polygon mirror (3) for impinging a workpiece (11) with laser beams (1) from the pulsed beam source (2), the polygon mirror (3) having a frequency-controlled electric motor (6), and at least one body (4) arranged in the laser beams (1) of a pulsed beam source (2), characterized in that the pulsed beam source (2) and the frequency-controlled motor (6) of the polygon mirror (3), wherein the period lengths of the oscillations of the pulsed beam source (2) operated with the fixed frequency and the frequency-controlled motor (6) of the polygon mirror (3) are equal or integer multiples of one another, and the in the beam path of the pulsed beam source (2) with a fixed frequency can be tilted and for the laser beams (1) transparent body (4), which for tilting with a mechanism and / or a drive (5) in connection ung is connected to a control device, for correcting a position difference between two adjacent sections formed from points which are formed by means of the laser pulses according to the length of a mirror surface in the direction of rotation of the polygon mirror (3) and which are formed by a phase shift between oscillations of the pulsed pulses operated at the fixed frequency Beam source (2) and the frequency-controlled electric motor (6) of the poly gonspiegels (3) caused by the operated polygon mirror (3), are used, so that the adjacent routes are arranged parallel to each other.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3406676A1 (en) 1984-02-24 1985-09-05 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim DEVICE FOR CORRECTING THE POSITION OF A LASER BEAM GUIDED BY A JOINT OPTICS
DE102005047328B3 (en) 2005-06-28 2006-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for boring and material removal by laser beam has equalizing unit between image rotation and focusing device with parallel and angular adjustment
DE202008017745U1 (en) 2007-03-13 2010-07-15 Laser- Und Medizin-Technologie Gmbh, Berlin Device for guiding a light beam
US20190258067A1 (en) 2018-02-21 2019-08-22 Ricoh Company, Ltd. Light illumination device, light processing apparatus using light illumination device, light illumination method, and light processing method
DE202019004080U1 (en) 2019-10-01 2019-10-21 MOEWE Optical Solutions GmbH Device for laser material processing of a workpiece with laser radiation of several lasers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3406676A1 (en) 1984-02-24 1985-09-05 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim DEVICE FOR CORRECTING THE POSITION OF A LASER BEAM GUIDED BY A JOINT OPTICS
DE102005047328B3 (en) 2005-06-28 2006-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for boring and material removal by laser beam has equalizing unit between image rotation and focusing device with parallel and angular adjustment
DE202008017745U1 (en) 2007-03-13 2010-07-15 Laser- Und Medizin-Technologie Gmbh, Berlin Device for guiding a light beam
US20190258067A1 (en) 2018-02-21 2019-08-22 Ricoh Company, Ltd. Light illumination device, light processing apparatus using light illumination device, light illumination method, and light processing method
DE202019004080U1 (en) 2019-10-01 2019-10-21 MOEWE Optical Solutions GmbH Device for laser material processing of a workpiece with laser radiation of several lasers

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