【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于光学材料加工系统的空间光调制设备以及光学材料加工系统。此外，本专利技术涉及一种用于运行空间光调制器的方法。
技术介绍
1、图1示出传统空间光调制系统的示意图，所述空间光调制系统对于申请人而言作为内部现有技术是已知的。
2、图1中示意性示出的传统空间光调制系统具有空间光调制器10，所述空间光调制器10具有光调制像素的一维或多维场12，所述光调制像素可以借助于控制装置14被操控。由激光器16发射的光束18射到像素的一维或多维场12上，并且在光束18借助于透镜20被聚焦到工作平面22上之前借助于像素被调制。在光束18射到像素的一维或多维场12之前，光束18此外可以借助于两个透镜24在其射束直径方面被改变和/或借助于偏振装置26被偏振。
技术实现思路
1、本专利技术创造具有权利要求1的特征的用于光学材料加工系统的空间光调制设备、具有权利要求10的特征的光学材料加工系统以及具有权利要求11的特征的用于运行空间光调制器的方法。
2、专利技术优点
3、本专利技术创造不仅用于校准而且用于灵活地校正空间光调制器的有利可能性，使得借助于相应的空间光调制器的像素的一维或多维场调制的光束在其振幅分布方面、在其相位分布方面和/或在其偏振方面对应于期望的射束轮廓。以这种方式，可以确保经调制的光束具有“所定义的射束形状”，所述射束形状有利地适用于随后或同时借助于光束执行的光学材料加工过程。尤其是，本专利技术创造用于甚至在以此执行的光学材料加工过程期间也灵
4、在空间光调制设备的一种有利的实施方式的情况下，传感器装置被构造和/或编程用于借助于对振幅分布、相位分布、偏振和/或干涉图像的评估和/或借助于机械扫描来测定相应像素或相应像素组的局部实际相移。这允许准确且可靠地测定相应像素或像素组的局部实际相移。
5、在空间光调制设备的另一有利的实施方式的情况下，控制装置附加地被构造和/或编程用于通过内插和/或外推从为至少两个选定像素规定的特定相移关系中为所述一维或多维场的像素中的至少一个其他像素确定其特定相移关系，所述特定相移关系根据接通时间、控制参量和/或至少一个物理参量反映其可能的局部相移。因此，即使一维或多维场的像素的比较大的总数，也可以根据接通时间、控制参量和/或至少一个物理参量为所有其像素相对快速地确定特定相移关系。
6、尤其是，控制装置可以被构造和/或编程用于根据为一维或多维场的至少一个像素测定的或者通过内插和/或外推确定的特定相移关系来执行空间光调制器的校准和/或重新校正。这改善空间光调制设备的随后运行。
7、例如，对于所述控制装置可以为接通时间和/或至少一个物理参量预先给定至少一个极限值，根据所述接通时间和/或所述至少一个物理参量借助于所述控制装置为一维或多维场的至少一个像素测定或确定特定相移关系。在这种情况下，优选地控制装置在为所述至少一个像素测定或确定特定相移关系之后附加地被构造和/或编程用于识别空间光调制设备的接通时间和/或至少一个物理参量的在空间光调制设备处当前存在的值何时超过唯一预先给定的极限值或预先给定的极限值之一。必要时控制装置于是被构造和/或编程用于为一维或多维场的至少一个像素利用所测定的或确定的特定相移关系在考虑至少其特定相移关系的情况下重新规定其特定额定相移。
8、优选地，可以借助于控制装置规定至少一个特定相移关系所根据的至少一个物理参量是存在于相应像素处的局部光强度、射到空间光调制器上的光束的总光强度、射到空间光调制器上的光束的光强度分布、发射射到空间光调制器上的光束的光源的发射功率、光源的光频率、脉动光源的脉冲频率、脉动光源的脉冲持续时间和/或空间光调制设备的至少一部分处的至少一个所测定的和/或估计的温度。然而，在这里列出的针对至少一个物理参量的示例不能被解释为最终的。
9、优选地，一旦至少空间光调制器、发射射到空间光调制器上的光束的光源和/或空间光调制设备的至少一个其他光源切换到其运行状态，空间光调制设备的接通时间就开始。
10、在空间光调制设备的一种有利的实施方式的情况下，可以调制射到像素的一维或多维场上的材料加工光束的振幅分布、相位分布和/或偏振，其方式是分别用相应像素的特定额定相移调制材料加工光束的射到一维或多维场的相应像素上的部分。因此，即使由于其相对高的光强度而适用于执行至少一个光学材料加工过程的材料加工光束也可以在使用本专利技术的情况下在其振幅分布、其相位分布和/或其偏振方面被调制，使得其当前射束轮廓对应于期望的射束轮廓。
11、有利地，借助于传感器装置为了测定相应的局部实际相移检查的光束可以是借助于像素的一维或多维场调制的材料加工光束的至少一个部分光束或借助于像素的一维或多维场调制的另一样本光束。使用样本光束用于借助于传感器装置和控制装置执行的校准或校正还允许使用仅针对其探测面上的相对低的光强度而设计的传感器装置，因为样本光束与材料加工光束相比可以具有比较低的光强度。
12、同样地，借助于像素的一维或多维场调制的材料加工光束可以借助于分束器被划分为使得材料加工光束的第一部分光束可对准或对准传感器装置，而材料加工光束的第二部分光束可对准或对准设备自身的或设备外部的材料加工单元。从而即使在借助于材料加工光束执行的光学材料加工过程期间，也可以同时借助于传感器装置和控制装置执行空间光调制器的校准或校正。
13、上述优点也在具有这种空间光调制设备的光学材料加工系统的情况下被保证。
14、此外，执行用于运行空间光调制器的相对应的方法也提供上述优点。明确指出的是，可以根据光学光调制设备的上面阐述的实施方式来改进该方法。
15、例如，可以针对至少一组作为至少一个选定像素的相邻像素测定特定相移关系。
16、有利地，可以通过内插和/或外推从为至少两个选定像素规定的特定相移关系中为一维或多维场的至少一个其他像素和/或至少一个其他组的相邻像素确定其特定相移关系，所述特定相移关系根据接通时间、控制参量和/或至少一个物理参量反映其可能局部相移。尤其是可以在使用至少一个数学拟合模型和/或至少一个机器学习方法的情况下执行内插和/或外推。
17、可选地，可以在激活发射射到所述空间光调制器上的光束的光源之后，等候预先给定的等待时间，并且仅在等候等待时间之后才可以测定实际相移。以这种方式可以等候光源的“启动时间”。
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1.一种用于光学材料加工系统的空间光调制设备，具有：
2.根据权利要求1所述的空间光调制设备，其中所述传感器装置(38)被构造和/或编程用于借助于对振幅分布、相位分布、偏振和/或干涉图像的评估和/或借助于机械扫描来测定相应像素或相应像素组的局部实际相移。
3.根据权利要求1或2所述的空间光调制设备，其中所述控制装置(34)附加地被构造和/或编程用于通过内插和/或外推从为至少两个选定像素规定的特定相移关系中为所述一维或多维场(32)的像素中的至少一个其他像素确定其特定相移关系，所述特定相移关系根据接通时间、控制参量(36)和/或至少一个物理参量确反映其可能的局部相移(Φ)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备，其中所述控制装置(34)附加地被构造和/或编程用于根据为所述一维或多维场(32)的至少一个像素测定的或者通过内插和/或外推确定的特定相移关系来执行所述空间光调制器(30)的校准和/或重新校正。
5.根据权利要求4所述的空间光调制设备，其中对于所述控制装置(34)为所述接通时间和/或所述至少一个物理参量预先给定至少一
6.根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备，其中借助于所述控制装置(34)能够规定所述至少一个特定相移关系所根据的至少一个物理参量是存在于相应像素处的局部光强度、射到空间光调制器(30)上的光束(42、42a、76)的总光强度、射到空间光调制器(30)上的光束(42、42a、76)的光强度分布、发射射到空间光调制器(30)上的光束(42、42a、76)的光源(46)的发射功率、光源(46)的光频率、脉动光源(46)的脉冲频率、脉动光源(46)的脉冲持续时间和/或所述空间光调制设备的至少一部分处的至少一个所测定的和/或估计的温度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备，其中，一旦至少所述空间光调制器(30)、发射射到空间光调制器(30)上的光束(42、42a、76)的光源(46)和/或所述空间光调制设备的至少一个其他光源切换到其运行状态，所述空间光调制设备的接通时间就开始。
8.根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备，其中能够调制射到像素的一维或多维场(32)上的材料加工光束(42)的振幅分布、相位分布和/或偏振，其方式是分别用相应像素的特定额定相移(Φ0)调制所述材料加工光束(42)的射到一维或多维场(32)的相应像素上的部分，并且其中借助于所述传感器装置(38)为了测定相应的局部实际相移检查的光束(42、42a、76)是借助于像素的一维或多维场(32)调制的材料加工光束(42)的至少一个部分光束(42、42a)或借助于像素的一维或多维场(32)调制的另一样本光束(76)。
9.根据权利要求8所述的空间光调制设备，其中借助于像素的一维或多维场(32)调制的材料加工光束(42)借助于分束器(74)被划分为使得所述材料加工光束(42)的第一部分光束(42a)能够对准或对准所述传感器装置(38)，而所述材料加工光束(42)的第二部分光束(42b)能够对准或对准设备自身的或设备外部的材料加工单元(22)。
10.一种光学材料加工系统，具有根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备。
11.一种用于运行空间光调制器(30)的方法，具有以下步骤：
12.根据权利要求11所述的方法，其中为至少一组作为至少一个选定像素的相邻像素测定所述特定相移关系。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中通过内插和/或外推从为至少两个选定像素规定的特定相移关系中为一维或多维场(32)的至少一个其他像素和/或为至少一个其他组的相邻像素确定其特定相移关系，所述特定相移关系根据接通时间、控制参量(36)和/或至少一个物理参量反映其可能局部相移(Φ)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在使用至少一个数学拟合模型和/或至少一个机器学习方法的情况下执行所述内插和/或外推。
15.根据权利要求11至14中任一项...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于光学材料加工系统的空间光调制设备，具有：
2.根据权利要求1所述的空间光调制设备，其中所述传感器装置(38)被构造和/或编程用于借助于对振幅分布、相位分布、偏振和/或干涉图像的评估和/或借助于机械扫描来测定相应像素或相应像素组的局部实际相移。
3.根据权利要求1或2所述的空间光调制设备，其中所述控制装置(34)附加地被构造和/或编程用于通过内插和/或外推从为至少两个选定像素规定的特定相移关系中为所述一维或多维场(32)的像素中的至少一个其他像素确定其特定相移关系，所述特定相移关系根据接通时间、控制参量(36)和/或至少一个物理参量确反映其可能的局部相移(φ)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备，其中所述控制装置(34)附加地被构造和/或编程用于根据为所述一维或多维场(32)的至少一个像素测定的或者通过内插和/或外推确定的特定相移关系来执行所述空间光调制器(30)的校准和/或重新校正。
5.根据权利要求4所述的空间光调制设备，其中对于所述控制装置(34)为所述接通时间和/或所述至少一个物理参量预先给定至少一个极限值，根据所述接通时间和/或所述至少一个物理参量借助于所述控制装置(34)为所述一维或多维场(32)的至少一个像素测定或确定所述特定相移关系，并且其中所述控制装置(34)在为所述至少一个像素测定或确定所述特定相移关系之后附加地被构造和/或编程用于识别所述空间光调制设备的接通时间和/或所述至少一个物理参量的在空间光调制设备处当前存在的值何时超过唯一预先给定的极限值或预先给定的极限值之一，以及必要时为所述一维或多维场(32)的至少一个像素利用所测定的或确定的特定相移关系在考虑至少其特定相移关系的情况下重新规定其特定额定相移φ0。
6.根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备，其中借助于所述控制装置(34)能够规定所述至少一个特定相移关系所根据的至少一个物理参量是存在于相应像素处的局部光强度、射到空间光调制器(30)上的光束(42、42a、76)的总光强度、射到空间光调制器(30)上的光束(42、42a、76)的光强度分布、发射射到空间光调制器(30)上的光束(42、42a、76)的光源(46)的发射功率、光源(46)的光频率、脉动光源(46)的脉冲频率、脉动光源(46)的脉冲持续时间和/或所述空间光调制设备的至少一部分处的至少一个所测定的和/或估计的温度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的空间光调制设备，其中，一旦至少所述空间光调制器(30)...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·基德罗斯基，M·斯洛兹克，D·米哈伊洛夫，T·格拉夫，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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