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Dokumentenidentifikation DE19840927A1 18.05.2000
Titel Laserstrahlungsquelle hoher Leistungsdichte und hoher Energie zur Materialbearbeitung
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Jürgensen, Heinrich, 24223 Raisdorf, DE
DE-Anmeldedatum 08.09.1998
DE-Aktenzeichen 19840927
Offenlegungstag 18.05.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.05.2000
IPC-Hauptklasse H01S 5/40
Zusammenfassung Laserstrahlungsquelle hoher Leistungsdichte und hoher Energie, die vorzugsweise zur Materialbearbeitung verwendet werden kann. Es ist eine optische Einheit (8) zur Formung des Laserstrahls auf einer Bearbeitungsfläche (81) vorgesehen. Es werden mehrere direkt modulierbare diodengepumpte Fiberlaser (Faserlaser) (2) verwendet, deren Ausgänge (13) in einem Bündel angeordnet sind und daß die aus den Lasern (2) austretenden Strahlen (13) mittels der optischen Einheit (8) so zusammengefaßt und gebündelt werden, daß die Strahlen in einem Punkt auf einer Bearbeitungsfläche (81) auftreffen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Laserstrahlungsquelle hoher Leistungsdichte und hoher Energie, vorzugsweise zur Materialbearbeitung, die mehrere diodengepumpte Fiberlaser aufweist, die über Abschlußstücke mit einer optischen Einheit verbunden sind. Die optische Einheit enthält Mittel zur Formung des Laserstrahls, eine Modulationseinrichtung und eine Übertragungseinheit zur Übertragung der Laserstrahlen auf eine Bearbeitungsfläche. Weiterhin sind Mittel zum Unschädlichmachen der unerwünschten Laserstrahlung, die auf der Bearbeitungsfläche keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, und eine Anordnung zum Entfernen des von der Bearbeitungsfläche abgetragenen Materials vorgesehen.

Bei der Materialbearbeitung mit gebündelten Laserstrahlen gibt es Anwendungsfälle beispielsweise in der Drucktechnik bei der Erstellung von Druckformen für den Tiefdruck, bei denen Strukturen, nämlich sogenannte Näpfchen, in der Oberfläche eines Kupferzylinders erzeugt werden müssen, die hohe Anforderungen an den gebündelten Energiestrahl bezüglich seiner Strahlgeometrie und der Fokussierbarkeit des Strahls stellen. Gleichzeitig wird eine große Stahlleistung benötigt. Es sind aus der Fachliteratur und aus der Patentliteratur Anordnungen bekannt, bei denen versucht wird, einen einzelnen Laserstrahl zu bündeln und damit Material abzutragen. Mit einer solchen Laseranordnung, die aus einem einzigen Festkörperlaser besteht, ist es zwar möglich, Tiefdruckzylinder mit einer Zinkoberfläche zu bearbeiten, will man aber die Vorteile der Kupferoberfläche nutzen und bei Kupferzylindern bleiben und diese mit einem Laser gravieren, ist es unabdingbar, die zum Eindringen in die Oberfläche des Kupfers erforderliche hohe Leistungsdichte und die zum Aufschmelzen des Kupfers erforderliche hohe Energie bei gleichzeitig präzise steuerbarer Strahlgeometrie aufzubringen. Dies ist aber bisher mit Festkörperlasern nicht gelungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Laserstrahlungsquelle extrem hoher Leistungsdichte und sehr hoher Energie zu schaffen. Die Nachteile der bekannten Anordnungen und Verfahren sollen grundsätzlich vermieden werden. Außerdem soll es möglich sein, sowohl die Strahlform, was die Flexibilität, Präzision und die Strahlpositionierung betrifft, als auch die Strahlleistung selbst bei wesentlich höheren Laserleistungen exakt zu steuern.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Laserstrahlungsquelle gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 101 beschrieben. In der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung "Verfahren und Anordnung zur Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen", Zeichen der Anmelderin 98/1035, wird eine solche Laserstrahlungsquelle beschrieben, welche die Nachteile der bekannten Anordnungen und Verfahren grundsätzlich vermeidet. Außerdem ist es möglich, sowohl die Strahlform, was die Flexibilität, Präzision und die Strahlpositionierung betrifft, als auch die Strahlleistung selbst bei wesentlich höheren Laserleistungen exakt zu steuern.

Die Laserstrahlungsquelle besteht aus mehreren diodengepumpten Fiberlasern, auch Faserlaser genannt, deren Ausgangsstrahlenbündel mittels der optischen Einheit am Bearbeitungsort nebeneinander und/oder übereinander oder in einem Punkt oder Bündel auftreffen und somit die Erzeugung eines in Form und Größe gezielt variablen Bearbeitungsflecks auch bei sehr hohen Laserleistungen und extrem hohen Leistungsdichten ermöglichen. Diese Fiberlaser können gemäß der Erfindung als Dauerstrichlaser oder als gütegeschaltete Laser, auch Q-switch- Laser genannt, ausgeführt sein, wobei sie in vorteilhafter Weise intern oder extern moduliert werden und/oder einen zusätzlichen Modulator aufweisen. Q-switch- Laser haben den Vorteil, daß sie kurze Pulse hoher Leistung aussenden, was kurzzeitig zu einer hohen Leistungsdichte führt. Es wird im gepulsten Betrieb durch die kurzzeitigen Unterbrechungen im Bearbeitungsvorgang eine vorteilhafte Abführung des geschmolzenen und verdampften Materials ermöglicht. Man kann statt der Schaltung der Güte auch mittels interner oder externer Modulation einen gepulsten Betrieb erzeugen. Der Bearbeitungsfleck kann gezielt in Form und Größe verändert werden, indem von den vorgesehenen Lasern verschieden viele zur Formgebung des Bearbeitungsflecks eingeschaltet werden können. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß die Tiefe der ausgehobenen Näpfchen unabhängig von ihrer Form und Größe durch die Lasererenergie bestimmt werden kann. Weiterhin kann durch eine Steuerung der Energie der einzelnen Laser jedes beliebige Strahlprofil innerhalb des Bearbeitungsflecks und damit auch innerhalb der Näpfchen erzeugt werden.

Bei der Materialbearbeitung ist es erwünscht, die Laserenergie mittels Lichtleitfasern möglichst nahe an die Bearbeitungsfläche heranzuführen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber den bekannten Laserstrahlungsquellen besteht darin, daß das Einkoppeln der Strahlung von einem Festkörperlaser in eine Lichtleitfaser entfallen kann, aber der Ausgang des Fiberlasers, der bereits die Faser darstellt, beugungsbegrenzte Strahlung liefert, die gemäß der Erfindung auf unter 10 µm Fleckdurchmesser fokussiert werden kann, wodurch eine extrem hohe Leistungsdichte bei größtmöglicher Schärfentiefe erreicht wird.

Bei einer herkömmlichen Anordnung mit Festkörperlasern liegt die Größe des Bearbeitungsflecks im Bereich von etwa 100 µm. Es ergibt sich also bei der vorliegenden Erfindung eine etwa um den Faktor 100 verbesserte Leistungsdichte und eine etwa um den Faktor 100 verbesserte Gestaltungsmöglichkeit des Bearbeitungsflecks.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Wirkungsgrad einer solchen Anordnung mit Fiberlasern wesentlich höher ist, als der Wirkungsgrad von Festkörperlasern, denn für Fiberlaser werden Absorptionswirkungsgrade von über 60% erreicht, die bei herkömmlichen diodengepumpten Festkörperlasern nur bei etwa bei der Hälfte liegen und bei lampengepumpten Festkörperlasern noch geringer sind.

Desweiteren ergibt sich bei einer Mehrfachanordnung von Lasern der Vorteil, daß der Ausfall eines Lasers weniger kritisch ist als bei einer einkanaligen Anordnung. Fällt bei der einkanaligen Anordnung der eine Laser während der Gravur eines Druckzylinders aus, ist der gesamte Druckzylinder unbrauchbar. Fällt aber bei einer Mehrfachanordnung ein Laser aus, dann kann man die Leistung der verbleibenden Laser geringfügig erhöhen, um den Ausfall zu kompensieren. Nach dem Abschluß der Gravur kann dann der ausgefallene Laser ersetzt werden.

Die Laserstrahlungsquelle gemäß der Erfindung kann mit Vorteil auch für alle anderen Arten der Materialbearbeitung oder Materialübertragung eingesetzt werden, bei denen es auf hohe Leistungsdichte, hohe Energie und große Präzision oder auch auf hohe optische Auflösung ankommt. Neben der Gravur von Tiefdruckformen aus Kupfer können andere Materialien wie z. B. alle Metalle, Keramik, Glas, Halbleitermaterialien, Gummi oder Kunststoffe bearbeitet werden und/oder Materialien von speziell präparierten Trägermaterialien abgelöst und auf andere Materialien mit hoher Geschwindigkeit und hoher Präzision übertragen werden. Außerdem können neben unbeschichteten auch mit Masken beschichtete Tiefdruckzylinder, Druckplatten oder Druckzylinder sowie alle Arten von Druckformen mit hoher Geschwindigkeit und mit hoher Auflösung für den Offset-, Hoch-, Sieb-, Flexodruck und alle anderen Druckverfahren hergestellt bzw. bearbeitet werden. Beispielsweise können ebenfalls die für den Druck sehr hoher Auflagen im Offsetdruck verwendeten Offsetdruckplatten mit Metallbeschichtung (Bimetallplatten) und ähnliche Artikel umweltfreundlich bebildert werden, die bisher nur mittels Ätzung hergestellt werden konnten.

Weiterhin können Materialien bearbeitet werden, die eine magnetisierbare Oberfläche enthalten, indem die durch einen Vormagnetisierungsprozeß großflächig magnetisierten Partien des Materials durch kurzzeitiges Erhitzen ausgewählter Bearbeitungspunkte auf Temperaturen, die über dem Curiepunkt liegen, mittels der Laserstrahlungsquelle gemäß der Erfindung entmagnetisiert werden. Für Anwendungen in der Drucktechnik kann das in solcher Weise bebilderte Material in Verbindung mit einem entsprechenden Toner als Druckvorlage dienen.

Die Anwendung der Laserstrahlungsquelle gemäß der Erfindung ist aber nicht auf Anwendungen in der Druckindustrie beschränkt, sondern sie kann überall dort eingesetzt werden, wo es darauf ankommt, mit Lasern bei hoher Auflösung und hoher Geschwindigkeit durch Energieeinstrahlung Material abzutragen oder in seinen Eigenschaften zu verändern.

Ein erheblicher Vorteil der Laserstrahlungsquelle gemäß der Erfindung ist, daß sie ein geringes Volumen hat und über eine flexible Verbindung, nämlich den Laserfibern oder angeschlossener Fasern zwischen der Pumpquelle und dem Austritt der Strahlung am Bearbeitungsort verfügt und dadurch alle denkbaren Betriebslagen zuläßt. Deshalb gibt es auch für die Anordnung der Bearbeitungsfläche keine Grenzen, sie kann beliebig angeordnet werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Strahlenbündel der einzelnen Laser mit definierten Werten in Strahldurchmesser, Strahldivergenz, Zentrierung und Winkelrichtung in den Abschlußstücken genau und dauerhaft gefaßt werden können, um eine fertigungs- und servicegerechte Anordnung zu erhalten und die Laserstrahlung gezielt auf die Bearbeitungsfläche zu führen. In der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung "Abschlußstück für Lichtleitfasern", Zeichen der Anmelderin 98/1037, und in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung "Abschlußstück für Lichtleitfasern", Zeichen der Anmelderin 98/1037 GM, sind verschiedene Ausführungsbeispiele für solche Abschlußstücke beschrieben. Die Strahlenbündel können gemäß der Erfindung dabei je nach Anwendungsfall z. B. als parallele Laserstrahlen ausgekoppelt werden, divergieren oder z. B. in einem gewissen Abstand von der Austrittsstelle fokussiert sein. Durch diese Abschlußstücke wird die Lage der jeweiligen Faser, aus der die Laserenergie austritt, in dem Abschlußstück (Terminator) genau fixiert und die Lage des austretenden Strahlenbündels genau zu justiert. Mit dieser genauen Justierung und einer gemäß der Erfindung entsprechend räumlich kleinen Ausführung der Abschlußstücke, die infolge einer besonderen Formgebung zudem noch besonders einfach aneinander gereiht werden können, wird es möglich, die Strahlenbündel mehrerer Fiberlaser so zusammenzufassen und zu bündeln, daß die jeweils gestellte Aufgabe gelöst wird und gleichzeitig eine wirtschaftliche Fertigung sowie eine kostengünstige Wartung der Laserstrahlungsquelle ermöglicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 14a näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Laserstrahlungsquelle,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Fiberlasers (Stand der Technik),

Fig. 2a eine verkürzte Darstellung der Fiber des Fiberlasers (Stand der Technik),

Fig. 3 eine Darstellung der optischen Einheit in einer mehrteiligen Aufnahme zu einer Laserstrahlungsquelle mit einer Mehrfachanordnung von Fiberlasern,

Fig. 3a eine perspektivische Darstellung zu der Fig. 3,

Fig. 3b eine Erweiterungsmöglichkeit zu Fig. 3,

Fig. 3c eine andere Erweiterungsmöglichkeit zu Fig. 3,

Fig. 3d ein Beispiel für eine Mehrfachfassung für mehrere Abschlußstücke,

Fig. 3e eine Linse, die von einem Kühlmittel umflossen wird,

Fig. 3f einen Schnitt durch eine Fassung für die Objektivlinse,

Fig. 4 eine Variante zur Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Variante zu Fig. 3 und 4,

Fig. 6 ein Beispiel für ein Abschlußstück mit quadratischem Querschnitt,

Fig. 6a ein Querschnitt durch das Abschlußstück gemäß Fig. 6,

Fig. 7 ein Beispiel für ein Abschlußstück mit rechteckförmigem Querschnitt und einer trapezförmigen Draufsicht,

Fig. 7a einen Längsschnitt durch das Abschlußstück gemäß Fig. 7,

Fig. 7b einen Querschnitt durch das Abschlußstück gemäß Fig. 7,

Fig. 8 eine Anordnung mit einem elektrooptischen Modulator,

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen vierkanaligen akustooptischen Modulator,

Fig. 9a einen Schnitt durch den Modulator nach Fig. 9,

Fig. 10 einen prinzipiellen Strahlengang für eine Draufsicht zu Fig. 3,

Fig. 11 einen prinzipiellen Strahlengang für eine Draufsicht zu Fig. 4,

Fig. 12 einen prinzipiellen Strahlengang für eine Draufsicht zu Fig. 5,

Fig. 13 einen Strahlengang für Abschlußstücke, die unter einem Winkel zueinander angeordnet sind,

Fig. 14 eine Variante der Fig. 13, die einen mehrkanaligen akustooptischen Modulator enthält, und

Fig. 14a ein Detail zu Fig. 14.

In Fig. 1 ist eine Laserstrahlungsquelle 1 dargestellt, die aus mehreren, gemäß der Erfindung vorzugsweise als Module ausgeführten, diodengepumpten Fiberlasern bzw. Faserlasern S (2) besteht, die von einer vorzugsweise modularen Versorgung 32 mit elektrischer Energie beaufschlagt werden, die teilweise in Laserstrahlung umgesetzt wird. Weiterhin ist eine Steuerung 33 vorgesehen, über die die Modulation der Strahlung vorgenommen wird und die für das Zusammenwirken der Laserstrahlungsquelle mit ihrer Peripherie sorgt. Die Ausgangsstrahlen der Laser treten am Strahlungseingang 9 in die optische Einheit 8 ein und am Strahlungsausgang 10 aus der optischen Einheit aus. Durch die optischen Einheit 8 wird die Laserstrahlung zu einem Bearbeitungsfleck 24 auf einer Bearbeitungsfläche 81 geformt.

In den Fig. 2 und 2a wird der prinzipielle Aufbau einer Fiberlaser-Anordnung 2, auch Faserlaser genannt, gezeigt. In Fig. 2 wird die Energie einer Pumpquelle wie z. B. einer Laserdiode, hier Pumpquelle 2 genannt, über eine Einkoppeloptik 3 zu einem geeigneten Pumpfleck 4 geformt und in die Laserfiber 5 eingekoppelt. Solche Pumpquellen sind z. B. in der parallel laufenden deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 196 03 704 beschrieben. Typische Pumpquerschnitte der Laserfibern liegen etwa zwischen 100 µm und 600 µm bei einer numerischen Apertur von etwa 0,4. Der Laserfiber 5 ist auf der Einkoppelseite 6 mit einem Einkoppelspiegel 7 versehen, der die Pumpstrahlung ungehindert durchläßt, für die Laserstrahlung aber eine 100%ige Reflexion aufweist. Der Einkoppelspiegel 7 kann mit einer geeigneten Halterung oder durch Kleben an dem Faserende befestigt sein, er kann aber auch durch direktes Aufdampfen einer geeigneten Schicht, wie sie bei Einkoppelspiegeln für Laser verwendet wird, auf das Faserende realisiert werden. Auf der Auskoppelseite 11 der Laserfiber 5 ist ein für die Laserstrahlung teildurchlässiger Auskoppelspiegel 12 angebracht, durch den die Laserstrahlung 13 ausgekoppelt wird. In vorteilhafter Weise weist der Auskoppelspiegel für die Pumpstrahlung eine 100%ige Reflexion auf. Hierdurch wird die restliche Pumpstrahlung wieder zurück in die Lichtleitfaser reflektiert, was vorteilhaft ist, da die Pumpenergie besser ausgenutzt wird und außerdem nicht bei der Anwendung der Laserstrahlung stört. Der Auskoppelspiegel kann wie der Einkoppelspiegel, ebenfalls durch Aufdampfen hergestellt werden.

In Fig. 2a ist der Einkoppelvorgang der Pumpstrahlung in den Pumpquerschnitt 14 der Laserfiber 5 näher dargestellt. Die Energie im Pumpfleck 4 regt auf ihrem Weg durch die Faser die Laserstrahlung im Kern 15 der Laserfiber 5 an. Der Pumpkern 16 ist von einem Mantel 17 umgeben. Der etwa 5 µm bis 10 µm starke Kern der Laserfiber ist vorwiegend mit Seltenen Erden dotiert. Infolge des gezielt hergestellten, sehr geringen Faserkerndurchmessers liefert der Fiberlaser am Austritt eine praktisch beugungsbegrenzte Laserstrahlung 13. Man kann man an den aktiven Ausgang von Fiberlasern auch passive Fasern 28 ankoppeln.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein Anwendungsbeispiel für eine mehrteilige Aufnahme zur Adaption der optischen Einheit einer Laserstrahlungsquelle mit sechzehn Fiberlasern, die über Abschlußstücke 26 angekoppelt sind, und mit zwei mehrkanaligen akustooptischen Modulatoren 34 gezeigt. Die Aufnahme enthält Fassungen 29 (Fig. 3a) mit Paßflächen für die Passung oder Passungen der Abschlußstücke 26, Mittel zum Zusammenführen der einzelnen Laserstrahlen, die Modulationseinheit, die Übertragungseinheit zum Übertragen der Laserstrahlung, die einen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, auf die Bearbeitungsfläche 81 sowie eine Anordnung zum Unschädlichmachen der Laserstrahlung, die keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll. An der mehrteiligen Aufnahme kann die Anordnung zum Entfernen des von der Bearbeitungsfläche abgetragenen Materials angeordnet sein, die aber auch auf andere Weise in der Nähe der Bearbeitungsfläche angebracht werden kann.

Fig. 3a ist eine perspektivische Darstellung zu Fig. 3.

In Fig. 4 ist eine Variante zu Fig. 3 gezeigt, bei der die Strahlenbündel der einzelnen Fiberlaser nicht wie in Fig. 3 parallel verlaufen, sondern unter einem Winkel zueinander, was aber aus der Schnittzeichnung in Fig. 3 nicht ersichtlich ist und deshalb in den Fig. 10 bis 14 näher erläutert wird.

In Fig. 5 ist eine Variante zu Fig. 4 gezeigt, die infolge einer anders ausgeführten Übertragungseinheit eine vorteilhafte, wesentlich kompaktere Bauform ermöglicht.

Es wird zunächst die Fig. 3 unter Zuhilfenahme der Fig. 3a ausführlich erläutert. Diese Erläuterungen gelten sinngemäß auch für die Fig. 4 und 5.

In einem Gehäuse 35 sind am Strahlungseintritt 9 (Fig. 1) jeweils 4 Fiberlaser FHD1 bis FHD4, FVD1 bis FVD4, FHR1 bis FHR4, FVR1 bis FVR4 über FHD1 bis FHD4, FVD1 bis FVD4, FHR1 bis FHR4, FVR1 bis FVR4 über die Abschlußstücke 26 mittels der Fassungen 29 in jeweils vier Spuren zu je einem Strahlenpaket nebeneinander in einer Ebene angeordnet. Die Ausführungsform der in Fig. 3 verwendeten Abschlußstücke 26, ist in den Fig. 6, 6a, 7, 7a und 7b näher beschrieben. Die Abschlußstücke sollen vorzugsweise gasdicht in das Gehäuse 35 eingesetzt werden, wozu Dichtungen 36 (Fig. 3a) verwendet werden können. Es können anstelle der dargestellten Abschlußstücke auch anders geformte Abschlußstücke verwendet werden, wenn entsprechende Fassungen 29 im Gehäuse 35 vorgesehen sind. Die Fiberlaser FHD1 bis FHD4 bzw. FVR1 bis FVR4 sollen beispielsweise eine andere Wellenlänge haben, als die Fiberlaser FVD1 bis FVD4 bzw. FHR1 bis FHR4. Zum Beispiel sollen FHD1 bis FHD4 und FVR1 bis FVR4 eine Wellenlänge von 1100 nm haben, während FVD1 bis FVD4 bzw. FHR1 bis FHR4 eine Wellenlänge von 1060 nm haben sollen, was durch eine entsprechende Dotierung des laseraktiven Kernmaterials der Laserfiber 5 erreicht werden kann. Es können aber auch alle Fiberlaser unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, wenn sie entsprechend zusammengestellt werden.

Über wellenlängenabhängige Spiegel 37 als Mittel zum Zusammenführen werden die Strahlenpakete der Fiberlaser FHD1 bis FHD4 mit denen der Fiberlaser FVD1 bis FVD4 sowie die Strahlenpakete der Fiberlaser FVR1 bis FVR4 mit denen der Fiberlaser FHR1 bis FHR4 zu jeweils einem Strahlenpaket FD1 bis FD4 sowie FR1, bis FR4 (Fig. 3a) vereinigt. Es gibt auch andere Möglichkeiten, die Wellenlänge der Fiberlaser zu beeinflussen, zum Beispiel können im Bereich der Laserfiber zwischen Einkoppelspiegel 7 und Auskoppelspiegel 12 wellenlängenselektierende Elemente wie Brewsterplatten, Beugungsgitter oder Schmalbandfilter eingebracht werden. Auch ist es möglich, mindestens einen der beiden Laserspiegel 7 oder 12 mit einer solchen Spiegelschicht zu versehen, die nur für die gewünschte Wellenlänge ausreichend hoch reflektierend ist. Die Ausführung der Strahlzusammenführung ist aber gemäß der Erfindung nicht auf die Verwendung von Fiberlasern unterschiedlicher Wellenlänge beschränkt. Neben Fiberlasern, die keine Vorzugsrichtung in der Polarisation der abgegebenen Laserstrahlung haben, können auch Fiberlaser verwendet werden, die polarisierte Laserstrahlung abgeben. Wenn man den wellenlängenabhängigen Spiegel durch einen solchen ersetzt, der so polarisationsabhängig ist, daß er eine Polarisationsrichtung durchläßt, während er die andere Polarisationsrichtung reflektiert, müssen nur zwei unterschiedlich polarisierte Lasertypen verwendet werden, um beide mittels des polarisationsabhängigen Spiegels zu vereinigen. In diesem Fall ist die Verwendung des Abschlußstückes 26 nach den Fig. 6 und 6a mit quadratischem Querschnitt besonders geeignet, da man durch Wenden des Abschlußstücks um 90° vor der Montage in das Gehäuse 35 jeweils die eine oder die andere Polarisationsrichtung mit dem gleichen Fiberlaser erzeugen kann.

Ein besonderer Vorteil der Zusammenführung mehrerer Laser zu einem einzigen Fleck, nämlich zu jedem der den einzelnen Bearbeitungspunkte B1 bis Bn (zum Beispiel B1 bis B4 in Fig. 10 bis 12) ist die Erzielung einer höheren Leistungsdichte bei vorgegebener Fleckgröße auf der Bearbeitungsfläche 81.

Man kann durch Weglassen von Fiberlasern bzw. Spuren je nach Bedarf die Anschaffungskosten für eine solche Anordnung senken und später je nach Bedarf Fiberlaser nachrüsten. Man kann zum Beispiel mit einem Fiberlaser und einer Spur beginnen. Die fehlenden Abschlußstücke der nicht eingesetzten Fiberlaser werden dazu durch baugleiche Abschlußstücke, die aber keine durchgehende Öffnung und keine Laserfiber enthalten und nur zum Verschluß dienen, ersetzt, um das Gehäuse 35 so zu verschließen, als ob es mit allen Abschlußstücken bestückt wäre.

Die Anzahl der Ebenen, in denen die Abschlußstücke angeordnet sind, ist nicht auf die beschriebene eine Ebene beschränkt und die Anzahl der Spuren nicht auf die beschriebenen 4 Spuren. In Fig. 3b ist z. B. eine Anordnung mit 3 Ebenen und n Spuren angegeben.

Über je einen vierkanaligen akustooptischen Modulator 34, dessen Wirkungsweise und Ausführungsform in den Fig. 9 und 9a näher erläutert wird, werden die jeweiligen Strahlenpakete der Fiberlaser moduliert. Durch den akustooptischen Modulator 34, der vom Prinzip her ein Ablenker ist, wird in dem dargestellten Fall die nicht erwünschte Energie aus der ursprünglichen Strahlrichtung 10 in die Srahlrichtung I1 abgelenkt (Fig. 3a), so daß sie später im Strahlengang einfach abgefangen und unschädlich gemacht werden kann. Die Modulation kann vorzugsweise digital erfolgen, d. h. es wird in den einzelnen Modulatorkanälen nur zwischen zwei Zuständen, nämlich "EIN" und "AUS" unterschieden, was besonders einfach zu steuern ist; sie kann aber auch analog erfolgen, indem die Laserleistung in jedem Modulatorkanal auf beliebige Werte eingestellt werden kann. Die Modulation ist nicht darauf beschränkt, daß die Energie aus der Strahlrichtung 10 für die Bearbeitung verwendet wird und die Energie aus der Richtung I1 unschädlich gemacht wird. In der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung "Verfahren und Anordnung zur Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen", Zeichen der Anmelderin 98/1035, sind Beispiele angegeben, in denen die abgebeugte Strahlrichtung I1 zur Bearbeitung verwendet wird und die Energie aus der Richtung I0 unschädlich gemacht wird.

Der mehrkanalige akustooptische Modulator 34 ist vorzugsweise auf einem zylindrischen Modulatorgehäuse 41 befestigt, das verdrehbar in einer Öffnung 48in dem Gehäuse 35 gelagert ist. Nach dem Einjustieren des Modulatorgehäuses auf den erforderlichen Bragg-Winkel αB wird das Modulatorgehäuse mittels einer Verbindung 42 fixiert. Mittels einer Dichtung 43 ist dafür gesorgt, daß jedes Modulatorgehäuse gasdicht zum Gehäuse 35 abschließt. Aus dem Modulatorgehäuse 41 ragt eine speziell präparierte Leiterplatte 171 in den inneren Raum 44 des Gehäuses 35, über die die elektrischen Verbindungen zu den piezoelektrischen Wandlern 45 hergestellt werden. Die vorzugsweise Ausführung der Modulatoren wird in den Fig. 9 und 9a ausführlicher beschrieben.

Nach dem Durchlaufen der akustooptischen Modulatoren werden die Strahlenpakete FD1 bis FD4 und FR1 bis FR4 zu einem Streifenspiegel 46 geführt, der streifenförmig in Abständen abwechselnd transparent und verspiegelt ist. Das Strahlenpaket FD1 bis FD4 ist bezüglich des Streifenspiegels 46 so angeordnet, daß es den Streifenspiegel unbehindert durchlaufen kann. Die Laserstrahlenbündel des Strahlenpaketes FR1 bis FR4 sind aber gegenüber dem Strahlenpaket FD1 bis FD4 um einen halben Spurabstand versetzt und treffen auf die streifenförmig angeordneten verspiegelten Streifen des Streifenspiegels. Dadurch werden sie in ihrer Richtung umgelenkt und liegen nun in einer Ebene mit den Laserstrahlbündeln FD1 bis FD4. Damit ergibt sich nunmehr eine achtspurige Anordnung, bei der in jeder Spur außerdem noch zwei Laser verschiedener Wellenlänge überlagert sind, so daß insgesamt 16 Laser zusammengeführt worden sind und zur Wirkung kommen. Oberhalb dieser Ebene I0 befinden sich die im akustooptischen Modulator 34 abgebeugten Strahlen I1. Bei einer anderen Justierung des akustooptischen Modulators 34 können die abgebeugten Strahlen auch unterhalb der Ebene von I0 liegen, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt wird.

Ein bedeutender Vorteil der Anordnung nach der Erfindung ist, daß die Symmetrieachse der Strahlenpakete FHD1 bis FHD4 und FD1 bis FD4 auf der Achse des Gehäuses 35 liegen, die durch die Bohrung 47 definiert ist und die Strahlachsen der zugehörigen Strahlenpakete jeweils parallel oder rechtwinklig zu dieser Achse liegen, was eine einfache und präzise Herstellung erlaubt. Es ist aber auch möglich, die Strahlenpakete unsymmetrisch und unter anderen Winkeln anzuordnen.

Weiterhin ist es möglich, kleine Differenzen in der Lage der Strahlenpakete durch Verstellung der wellenlängenabhängigen Spiegel 37 und des Streifenspiegels 46 zu korrigieren. Es ist möglich, die Abschlußstücke nach der Montage in ihrer Lage und ihrer Winkelzuordnung noch nachzujustieren, was aber in den Figuren nicht gezeigt ist.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Anzahl der Spuren reduziert, aber auch weiter erhöht werden kann, z. B. kann durch Aneinanderreihen von jeweils acht statt vier Abschlußstücken, die mit Fiberlasern verbunden sind, zu einem Strahlenpaket eine Verdopplung der Spurenzahl vorgenommen werden. Dazu müßten zwei 8-kanalige akustooptische Modulatoren eingesetzt werden. Es sind akustooptische Modulatoren mit 128 getrennten Kanälen auf einem Kristall erhältlich.

Ebenfalls ist es gemäß der Erfindung möglich, zur Erhöhung der Leistung je Spur, die Fiberlaser in verschiedenen Ebenen anzuordnen und ihre Leistung auf der Bearbeitungsfläche zu überlagern, was in der Fig. 3b dargestellt wird.

Es können auch direkt modulierbare Fiberlaser eingesetzt werden. In diesem Fall entfallen die akustooptischen Modulatoren und es ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau.

Der Betrieb mit mehreren Spuren von Lasern und mehreren Lasern in einer Spur ermöglicht hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten bei geringer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Laserstrahl und dem des Werkstück. Auch kann hiermit die Bearbeitungsgeschwindigkeit optimal an die Zeitkonstante der Wärmeableitung des Materials angepaßt werden. Bei längerer Bearbeitungszeit fließt nämlich zuviel Energie nutzlos in die Umgebung ab.

Das Gehäuse 35 ist mit einem Deckel und einer Dichtung, die beide nicht in den Figuren gezeigt sind, gasdicht verschlossen. An das Gehäuse 35 ist im Bereich der Bohrung 47 ein zylindrisches Rohr 51 angeflanscht und über eine Dichtung 52abgedichtet. Das zylindrische Rohr enthält als Übertragungseinheit eine Optik, nämlich zwei Tuben 53 und 54 mit je einem optischen Abbildungssystem, die die acht Laserstrahlenbündel FD1 bis FD4 und FR1 bis FR4 am Strahlungsaustritt 10 (Fig. 1) auf die Bearbeitungsfläche im richtigen Maßstab abbilden. Es sind vorzugsweise zwei optische Abbildungssysteme hintereinander angeordnet, da sich sonst insgesamt eine sehr große Baulänge oder ein sehr geringer Abstand zwischen der Objektivlinse und der Bearbeitungsfläche ergeben würden, was beides nachteilig ist, da ein langer Strahlengang mittels Spiegel gefaltet werden müßte und ein zu geringer Abstand zwischen Objektivlinse und Bearbeitungsfläche zu einer zu großen Gefahr für die Verunreinigung der Objektivlinse führen könnte.

Der Strahlengang ist in Fig. 3 als Seitenansicht dargestellt. In Fig. 10 ist der prinzipielle Strahlengang als Draufsicht für das Strahlenpaket FHD1 bis FHD4 gezeigt. Die wellenlängenabhängigen Spiegel, die Modulatoren und der Streifenspiegel sind dort nicht gezeigt. In den Figuren sind vorwiegend Plankonvexlinsen dargestellt, es ist jedoch auch möglich, in allen Figuren andere Linsenformen wie z. B. bikonvexe oder konkav-konvexe Linsen oder solche mit asphärischer Form einzusetzen. Es können auch Linsensysteme, die jeweils aus mehreren Linsenkombinationen bestehen, zur Verwendung kommen.

Um die Laserenergie so effizient wie möglich zu übertragen und die Erwärmung der optischen Bauelemente in Grenzen zu halten, sind alle in den verschiedenen Ausführungen der Laserstrahlungsquelle vorkommenden optischen Flächen für den in Frage kommenden Wellenlängenbereich mit höchster Qualität entspiegelt.

Es gibt noch weitere vorteilhafte Lösungen für die Übertragungseinheit, um die Baulänge der Übertragungseinheit zu verkürzen und dabei trotzdem einen ausreichend großen Abstand zwischen der Objektivlinse und der Bearbeitungsfläche zu erzielen, wie unter anderem in den Fig. 4 und 5 noch näher dargestellt wird.

Die Linsen 55 und 56 können durch Verschraubungen oder durch Verklebungen mit dem Tubus 53 verbunden sein, sie können aber vorzugsweise an ihren Rändern metallisiert und an den Tubus 53 gelötet sein. Das gleiche gilt für die Linsen 57 und 61 in dem Tubus 54. Damit ergibt sich eine gasdichte Abdichtung der Linsen und eine gute Wärmeübertragung von den Linsen zu den Tuben. Der Tubus 54 ist vorzugsweise mit einer Dichtung 62 gegenüber dem zylindrischen Rohr 51 gasdicht abgeschlossen. Für den Raum 63 gelten bezüglich der Dichtheit und Sauberkeit die gleichen Bedingungen, wie für den Raum 44 und ebenso für die Räume 64 und 65 innerhalb der Tuben 53 und 54. Die Kammern 66 und 67 sind vorzugsweise über Bohrungen 71 mit den Räumen 44 und 63 verbunden. Die Tuben 53 und 54 können vorzugsweise Öffnungen 72 aufweisen.

Eine Abfanganordnung 73 zum Unschädlichmachen der Laserstrahlung, die auf der Bearbeitungsfläche keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll und die einen hoch reflektierenden Spiegel 74 und eine Zerstreuungslinse (Konkavlinse) 75 aufweist, ragt in den Raum 63 hinein. Die Abfanganordnung 73 ist mit einer Dichtung 76 eingesetzt, und die Konkavlinse 75, die auch durch ein anderes optisches Element, beispielsweise eine Glasplatte ersetzt werden kann, in die Abfanganordnung eingeklebt oder vorzugsweise in ihrer Randzone metallisiert und zur besseren Wärmeableitung an die Abfanganordnung angelötet. Damit ist der Raum 63 gasdicht von der Umgebung abgeschlossen. Durch die beschriebenen Maßnahmen ergibt sich, daß der gesamte Innenraum der mehrteiligen Aufnahme gasdicht von der Umgebung abgeschlossen ist. Die Räume 44, 63, 64 und 65 und die Kammern 66 und 67, also der gesamte Innenraum der mehrteiligen Aufnahme, können vorzugsweise evakuiert oder mit einem Schutzgas gefüllt werden. Die Räume und Kammern sollen möglichst frei von solchen Komponenten sein, die Gase oder Partikel absondern, weil sich damit Schmutz auf den hochbelasteten optischen Flächen absetzen könnte, was zum frühzeitigen Ausfall der Anordnung führen würde. Deshalb wird auch an die zu verwendenden Dichtungen die Forderung gestellt, daß sie keine Partikel oder Gase absondern. Bei der Montage wird auf größte Reinheit der zu montierenden Teile und der Umgebung Wert gelegt, bis die optische Einheit verschlossen ist. Nach dem Verschließen der optischen Einheit kann über das Ventil 77 eine Evakuierung des gesamten Innenraumes der mehrteiligen Aufnahme vorgenommen werden, oder ein Schutzgas eingefüllt werden. Der Vorteil einer Füllung des Innenraumes mit einem Schutzgas ist, daß sie einfacher erneuert werden kann, indem man im Betrieb an das Ventil 77 eine nicht gezeigte Gasflasche über ein Druckminderventil anschließt, aus der bei Bedarf Gas in das Gehäuse nachgefüllt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, daß, wenn zum Tausch eines Fiberlasers ein Abschlußstück aus dem Gehäuse entfernt und durch ein anderes ersetzt werden soll oder wenn das Gehäuse bzw. das zylindrische Rohr aus irgend einem Grund beim Anwender geöffnet werden muß, man während des Vorgangs ständig eine geringe Menge des Schutzgases durch das Gehäuse strömen lassen kann, um so das Eindringen von Schmutzpartikeln in den geschützten Raum zu verhindern. Man kann auch ständig eine geringe Menge des Gases durch das Gehäuse strömen lassen und durch Öffnungen 120 (Fig. 3f), vorzugsweise in der Nähe der Objektivlinse, so entweichen lassen, so daß diese Strömung auch eine Verunreinigung der Objektivlinse durch solche Schmutzpartikel verhindert, die bei dem Bearbeitungsvorgang freigesetzt werden. Man kann auch auf die Evakuierung oder die Schutzgasfüllung verzichten, wenn man eine kürzere Lebensdauer der Laserstrahlungsquelle in Kauf nimmt.

Vorteilhaft in der Anordnung nach Fig. 3 ist, daß der Winkel zwischen den Strahlenpaketen der ursprünglichen Strahlrichtung I0 des akustooptischen Modulators und der abgebeugten Strahlrichtung I1 durch das Abbildungssystem aus den Linsen 55 und 56 deutlich vergrößert wird, so daß es einfach ist, mittels des hochreflektierenden Spiegels 74 an der Abfanganordnung 73 das unerwünschte Strahlenpaket der abgelenkten Strahlrichtung abzufangen. Der Spiegel 74 ist vorzugsweise aus Metall gefertigt und mit einer hoch reflektierenden Schicht versehen, um die Erwärmung infolge absorbierter Laserenergie gering zu halten. Er ist zur besseren Wärmeableitung über einen kräftigen Flansch der Abfanganordnung 73 mit dem Rohr 51 verbunden. Der Vorteil der Anordnung nach Fig. 3 besteht darin, daß an die optischen Bauelemente in den beiden Tuben geringe Anforderungen gestellt werden. Man könnte sogar beide Tuben völlig gleich ausführen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Achsen der Abschlußstücke 26 parallel zueinander liegen. Der Abstand zwischen der Objektivlinse 61 und der Bearbeitungsfläche 81 darf nicht zu klein sein, damit wegfliegende Partikel aus der Materialoberfläche nicht auf die Objektivlinse gelangen. Verschmutzt sie nämlich, dann absorbiert die hindurchtretende Laserenergie und wird zerstört und damit unbrauchbar. Um die Verschmutzung zu verhindern, ist zwischen der Objektivlinse 61 und der Bearbeitungsfläche 81 ein besonderes Mundstück 82 angeordnet, das in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung "Anordnung zum Entfernen von Material, das durch eine Laserstrahlungsquelle bei der Materialbearbeitung von einer Bearbeitungsfläche abgetragen wird", Zeichen der Anmelderin 98/1039 GM, beschrieben ist.

Die mehrteilige Aufnahme der optischen Einheit ist innerhalb der Anordnung zur Materialbearbeitung beispielsweise auf einem Prisma 83 um die durch die Objektivlinse 61 bestimmte optische Achse, die der Achse des Rohres entspricht, drehbar und in Richtung der optischen Achse verschiebbar gelagert und beispielsweise mit einem Spannband 85 oder mit mehreren Spannbändern in ihrer Lage fixiert. Dadurch ist eine genaue Zustellung der optischen Einheit zu der Bearbeitungsfläche 81 möglich. Durch die Verdrehung kann der Spurabstand der einzelnen Bearbeitungsspuren der Laser auf der Bearbeitungsfläche 81 verändert werden. Außerhalb des Prismas 83 befindet sich eine Platte 86, die Öffnungen 87 aufweist, durch die ein Kühlmittel gepumpt werden kann. Die Aufgabe dieser Platte 86 ist es, die aus dem Strahlengang abgefangene Laserenergie, die keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, aufzufangen und abzuleiten. Zwischen der Platte 86 und dem Rohr 51, 95, 113 befindet sich eine Wärmedämmung, die aber nicht in den Figuren dargestellt ist. Die Platte ist über isolierende Flansche 91 mit dem Rohr 51, 95, 113 verbunden. Die Flansche 91 verhindern auch das Austreten von Laserstrahlung.

Infolge der hohen Laserleistung werden sich die optischen Elemente im Strahlengang erwärmen, da sie einen, wenn auch sehr geringen, Teil der Laserenergie absorbieren. Vorzugsweise werden daher die kritischen optischen Bauelemente statt aus Glas aus einem Material mit besserer Wärmeleitfähigkeit, zum Beispiel aus Saphir hergestellt. Die Verlustwärme wird bei Metallisierung der Verbindungsflächen der optischen Bauelemente durch die Lötverbindungen zu den Fassungen und an das Gehäuse abgeleitet. Das Gehäuse wird zur besseren Wärmeabgabe mit Kühlrippen 92 ausgeführt, die durch einen nicht dargestellten Lüfter gekühlt werden können. Ebenfalls ist eine Durchsetzung des Gehäuses 35 sowie der übrigen Bauteile der Laserstrahlungsquelle mit Bohrungen, insbesondere in den kritischen Bereichen an den Linsenfassungen und Fassungen für die Abschlußstücke 26, möglich, durch die ein Kühlmittel gepumpt werden kann, was in den Fig. 3d und 3e dargestellt ist.

Da bei der Materialbearbeitung, wie im Vorangehenden dargelegt, sehr hohe Laserleistungen erforderlich sind, ist es gemäß der Erfindung wesentlich, die Anzahl der optischen Elemente, insbesondere der Linsen, im Strahlengang so gering wie möglich zu halten, um die optischen Verluste und die Gefahr der Verschmutzung der Optik, die immer zu einem frühzeitigen Ausfall führen würde, so gering wie möglich zu halten. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, daß die Objektivlinse (61, 103 und 112) mit einer Wechselfassung (Fig. 3f) ausgestattet ist, damit sie vom Benutzer der Laserstrahlungsquelle bei Bedarf rasch getauscht werden kann, sei es, daß sie im Betrieb verschmutzt worden ist oder, daß ein anderer Abbildungsmaßstab gewünscht wird. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, daß im optischen Strahlengang Maßnahmen getroffen werden, daß keine Laserenergie zurück in die Laser gelangen kann. Es ist angebracht, daß die Laserstrahlung nicht senkrecht, sondern unter einem Winkel auf das zu bearbeitende Material auftrifft, so daß die an der Materialoberfläche reflektierte Strahlung nicht in die Laserstrahlungsquelle zurück gelangen kann. Weiterhin ist in den Fig. 3, 4, 5 und 8 gezeigt, daß die zu vernichtende Laserstrahlung durch eine schräg gestellte Konkavlinse 75 in einen Sumpf, bestehend aus einer schräg gestellte Platte 86, die gekühlt werden kann, geleitet wird. Gemäß der Erfindung kann statt der Konkavlinse 75 auch ein anderes optisches Bauelement, beispielsweise eine Platte oder eine Blende verwendet werden. Dabei ist dieses optische Bauelement in seinem wirksamen Durchmesser so bemessen, daß die in den Sumpf geleitete Laserstrahlung gerade passieren kann, während solche Strahlung, die vom dem Sumpf zurück reflektiert oder zurück gestreut wird, weitgehend zurückgehalten wird, so daß keine Energie zurück in die Laser gelangen kann.

Gemäß der Erfindung kann die Oberfläche der Platte 86, die in den Figuren als ebene Oberfläche dargestellt ist, auch ballig oder hohl ausgeführt werden und vorzugsweise aufgerauht werden, um ein Höchstmaß an Strahlung zu absorbieren und ein Minimum an Strahlung zu reflektieren bzw. zu streuen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, von der beschriebenen Ausführung abweichende Ausführungen der optischen, mechanischen und elektrischen Anordnung zur Fig. 3 zu wählen. Beispielsweise könnte man alle parallel angeordneten Strahlenpakete FD1 bis FD4 und FR1 bis FR4 mit einer Linse so auf die Bearbeitungsfläche fokussieren, daß alle Bearbeitungspunkte auf den gleichen Fleck treffen, was zwar eine sehr hohe Leistungsdichte ergibt, aber nicht so gut die Form des Bearbeitungsflecks darstellen kann, da alle Bearbeitungspunkte aufeinander liegen und zu einem gemeinsamen Fleck vereinigt sind.

Das Prinzip der beschriebenen Anordnung von Laserausgängen in mehreren Ebenen oder in mehreren Spuren oder in mehreren Spuren und in mehreren Ebenen oder überlappend in einem Punkt gilt gemäß der Erfindung auch für die auf der Bearbeitungsfläche 81 auftreffenden Laserstrahlen. Nach diesem Ordnungsprinzip können auf der Bearbeitungsfläche ebenfalls mehrere Spuren oder mehrere Ebenen oder mehrere Spuren und mehrere Ebenen von Laserstrahlen angeordnet werden, oder es können die Laserstrahlen überlappend in einem Punkt angeordnet werden.

In Fig. 3b ist gezeigt, wie die Abstände der Strahlen aus den Abschlußstücken in einer Richtung verändert werden können, beispielsweise, um die Strahlen aus mehreren Ebenen durch den gleichen Modulator zu leiten. Bei der parallelen Anordnung der Spuren kann das dargestellte Abbildungssystem mit den zylindrischen Linsen 202 und 203, auch Zylinderoptik genannt, beispielsweise sinngemäß zu einer Anordnung wie die der Fig. 3 hinzugefügt werden. Wenn die einzelnen Spuren aber unter einem Winkel gemäß den Fig. 13 oder 14 verlaufen sollen, werden vorzugsweise Abschlußstücke 94 nach den Fig. 7, 7a und 7b verwendet. Auch in dieser Anordnung bleiben die Strahlenbündel der einzelnen Ebenen parallel, die Passungen der Abschlußstücke 94 sollen hierfür in der Seitenansicht Fig. 7a parallel verlaufen. Wenn die Achsen der Strahlenbündel für die Spuren unter einem Winkel zueinander verlaufen, kann die Zylinderoptik mit den Linsen 203 und 203 beispielsweise sinngemäß zu Anordnungen gemäß den Fig. 5 oder 6 hinzugefügt werden. Die aus den Abschlußstücken austretenden Strahlenbündel 144 sind auf die konvexe Zylinderlinse 202 gerichtet, die die Strahlen aus den einzelnen Ebenen in ihrem Fokus zu einem Strich mit der Länge des Strahldurchmessers vereinigen würde. Im Bereich des Fokus ist eine konkave Zylinderlinse 203 mit geringerer Brennweite als sie die Zylinderlinse 202 hat, so angebracht, daß ihr Fokus mit dem Fokus der Zylinderlinse 202 übereinstimmt. Dadurch werden die Strahlen, die die Linse 203 verlassen, wieder parallel. Die Abstände zwischen den einzelnen Ebenen haben sich aber gegenüber den Abständen, den die Strahlenbündel beim Verlassen der Abschlußstücke 26, 94 hatten, um das Verhältnis der Brennweiten der beiden Zylinderlinsen reduziert. In Richtung der Spuren sind die Abstände der Strahlenbündel unverändert geblieben, da in die Zylinderlinsen in dieser Richtung keine Wirkung zeigen. Dadurch ergeben sich in dem Modulator elliptische Strahlquerschnitte. Der Zweck dieser Anordnung ist beispielsweise, die gesamte Höhe der 3 übereinander liegenden Ellipsen so klein zu machen, daß sie in etwa der langen Achse der Ellipsen entspricht, um in den Kanälen des akustooptischen Modulators ähnliche Verhältnisse zu schaffen, wie bei einem runden Strahlquerschnitt, damit beispielsweise ähnlich kurze Schaltzeiten erzielt werden.

Die Zylinderoptik (202, 203) wird in Fig. 3b zwischen den Abschlußstücken (26, 94) und dem Modulator (34) gezeigt. Es kann aber in Strahlrichtung vor oder nach der Zylinderoptik ein wellenlängen- oder polarisationsabhängiger Spiegel 37 angeordnet sein. Es kann auch eine Zylinderoptik (202, 203) im Strahlengang nach dem Modulator, vor oder nach dem Streifenspiegel 46 angeordnet sein. Vorzugsweise wird die Zwischenabbildung im Strahlengang an den in Fig. 4a mit "E" bezeichneten Orten eingesetzt.

In Fig. 3c ist gezeigt, wie die Abstände der Strahlen aus den Abschlußstücken in beiden Richtungen verändert werden können. Es wird eine verkleinernde Zwischenabbildung mittels der Linsen 191 und 192 angegeben, so daß der Abstand zwischen den einzelnen Abschlußstücken 26, 94 größer sein darf, als der Abstand zwischen den einzelnen Modulatorkanälen T1 bis T4 auf dem mehrkanaligen akustooptischen Modulator 34. Das Abbildungsverhältnis entspricht dem Verhältnis der Brennweiten der beiden Linsen 191 und 192. Die Zwischenabbildung wird vorzugsweise telezentrisch ausgebildet, indem der Abstand der Linse 191 zu den Linsen 133 der Abschlußstücke 26 bzw. 94 und zu dem Überkreuzungspunkt 193 gleich ihrer Brennweite ist und indem der Abstand vom Überkreuzungspunkt 193 zu der Linse 192 sowie der Abstand der Linse 192 zum Modulatorkristall 34 gleich ihrer Brennweite ist. Es kann durch Verstellen des Abstands zwischen den beiden Linsen aber auch erreicht werden, daß die aus der Linse 192 austretenden Strahlen nicht mehr parallel verlaufen, sondern in einem Winkel zueinander, um daran einen Strahlengang gemäß den Fig. 11 oder Fig. 12 anzuschließen. Die Zwischenabbildung (191, 192) wird in Fig. 3c zwischen den Abschlußstücken (26, 94) und dem Modulator (34) gezeigt. Es kann aber in Strahlrichtung vor oder nach der Zwischenabbildung ein wellenlängen- oder polarisationsabhängiger Spiegel 37 angeordnet sein. Es kann auch eine Zwischenabbildung (191, 192) im Strahlengang nach dem Modulator, vor oder nach dem Streifenspiegel 46 angeordnet sein. Vorzugsweise wird die Zwischenabbildung im Strahlengang an den in Fig. 3a mit "E" bezeichneten Orten eingesetzt.

In Fig. 3d sind Fassungen 29 in einem Gehäuse 145 für mehrere konisch ausgeführte Abschlußstücke 26 gezeigt, wie sie in Fig. 13 dargestellt sind und die eine zylindrische Form und zwei zylindrische Passungen aufweisen, von denen die der Linse 133 zugewendete Passung eine konische Form hat. Es ist eine Anordnung in 2 parallelen Ebenen ausschnittsweise vorgesehen. Die Achsen der Abschlußstücke können in Richtung der Spuren parallel oder in einem Winkel zu einander verlaufen. Das Gehäuse 145 mit den Fassungen 27 für die Abschlußstücke ist Bestandteil des Gehäuses 35, 93, es kann mit ihm aus einem Stück gefertigt oder als getrenntes Stück hergestellt und gasdicht mit ihm verbunden sein. Um die Verlustwärme abzuführen, kann das Gehäuse 145 gemäß der Erfindung mit Bohrungen 87 versehen sein, durch die ein Kühlmittel geleitet wird.

Fig. 3e zeigt eine Linse 101, deren Fassung Bohrungen 87 enthält, die die Linse vorzugsweise in mehreren Windungen umschließen sollen und von einem Kühlmittel durchflossen sind. Bei Anordnungen mit hoher Leistung kann man die Absorption des optischen Mediums der Linsen nicht außer acht lassen. Außerdem wird von jeder optischen Fläche auch bei bester Vergütung eine geringer Anteil der Strahlung gestreut und von den Fassungsteilen absorbiert. Deshalb ist eine Kühlung der Linsenfassungen sinnvoll. Es wurde bereits erwähnt, daß für die am höchsten beanspruchten Linsen Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit und geringer Absorption wie z. B. Saphir vorteilhaft sind. Saphir hat außerdem den Vorteil, daß die Linsenoberfläche infolge der großen Härte des Materials beim Reinigen nicht verkratzt. Auch ist für eine gute Kontaktierung des optischen Mediums zu der Fassung zu sorgen, was vorteilhaft durch eine Metallisierung der Randzone des optischen Elementes und eine Verlötung 223 mit der Fassung vorgenommen wird, da metallische Lote eine bessere Wärmeleitung haben als Glaslote, zumal diese auch nur bei bestimmten Glassorten verwendet werden können.

Fig. 3f zeigt einen Schnitt durch eine Fassung 118 gemäß der Erfindung für die Objektivlinse 61, 103, 112, die beispielsweise mit einem Gewinde an dem Tubus 65, 96, oder der Fassung 116 befestigt und mit einer Dichtung 125 gedichtet wird. Die Objektivlinse kann in die Fassung geklebt oder vorzugsweise an ihrem Rand metallisiert und in die Fassung gelötet werden (223). Die Fassung kann mit einer oder mehreren Bohrungen 120 versehen sein, durch die ein Schutzgas, das aus dem Innenraum der optischen Einheit 8 kommt, ausströmt und beispielsweise mittels einer Nut 119 über die zu der Bearbeitungsfläche weisende Seite der Objektivlinse 61, 103, 112 geleitet wird, um eine Verunreinigung der Objektivlinse durch Materialpartikel oder Gase, die bei der Bearbeitung freigesetzt werden zu vermeiden.

In Fig. 4 wird eine weitere mehrteilige Aufnahme für die optische Einheit einer Laserstrahlungsquelle gezeigt, die sich in folgenden Punkten von der inFig. 3 dargestellten unterscheidet:

  • - Gehäuse 93,
  • - Abschlußstücke 94,
  • - zylindrisches Rohr 95,
  • - Tubus 96 und
  • - hoch reflektierender Spiegel 97

Das Gehäuse 93 hat zu den Abschlußstücken 94 passende Fassungen 29. Die Abschlußstücke 94 entsprechen vorzugsweise denen der Fig. 7, 7a und 7b, die Achsen Strahlenbündel laufen bei Aneinanderreihung der Abschlußstücke in den betreffenden Strahlenpaketen nicht parallel, sondern etwa auf das Zentrum der Konkavlinse 101 zu, was in der Draufsicht Fig. 11 gezeigt ist. Es können aber auch andere Formen der Abschlußstücke verwendet werden, wenn dafür gesorgt ist, daß die Fassungen 29 dafür unter einem entsprechenden Winkel angeordnet sind, wie beispielsweise in Fig. 13 gezeigt. In dem Tubus 96 befindet sich als Übertragungseinheit eine Abbildungsoptik, die aus 3 Linsen besteht, nämlich eine Zerstreuungslinse, also eine Konkavlinse 101 und zwei Sammellinsen, also Konvexlinsen 102 und 103, wobei die Linse 103 vorzugsweise als auswechselbare Objektivlinse ausgeführt ist. Für die Montage der Linsen bezüglich Dichtheit und Wärmeableitung gilt das unter Fig. 3 Gesagte, ebenso für die Materialwahl bezüglich der Wärmeleitung. Der Tubus 96 kann in dem Raum zwischen den Linsen 101 und 102 evakuiert sein oder mit einem Schutzgas gefüllt sein oder vorzugsweise über eine Bohrung 104 mit dem Raum 105 verbunden sein, der seinerseits über eine Bohrung 106 mit dem Raum 107 verbunden ist. Der Raum 107 ist mit dem Raum 111 über die Bohrung 47 verbunden, der seinerseits gasdicht abgeschlossen ist, wie unter Fig. 3 beschrieben. Der Raum zwischen den Linsen 102 und 103 kann über eine Bohrung 72, 104 (Fig. 3f) mit dem Raum 105 verbunden sein, insbesondere wenn die Fassung des Objektives gasdicht abgeschlossen ist oder wie unter Fig. 3 beschrieben ständig eine geringe Menge des Schutzgases durch die optische Einheit fließt und in der Nähe der Objektivlinse austritt, was in Fig. 3f gezeigt ist. Der gesamte Innenraum der Aufnahme für die optische Einheit, bestehend aus den Räumen 111, 105, 107, ist vorzugsweise evakuiert oder mit einem Schutzgas gefüllt bzw. von einem Schutzgas durchströmt, wie unter Fig. 3 detailliert beschrieben wurde. Die nicht gewünschten Strahlenbündel werden mit einem hoch reflektierenden Spiegel 97 abgefangen. Der Abstand zwischen dem hochreflektierenden Spiegel und den Modulatoren ist entsprechend groß gehalten, um eine ausreichende räumliche Trennung der Strahlenpakete I0 und I1 zu erzielen. Der optische Strahlengang der Übertragungseinheit in Fig. 4 stellt eine Seitenansicht dar, in Fig. 11 ist ein prinzipieller Strahlengang für eine Draufsicht zu Fig. 4 angegeben. Der Strahlengang der Linsen 101 und 102 entspricht dem eines umgekehrten Galilei- Teleskops; er läßt sich aber auch als ein umgekehrtes Kepler-Teleskop ausführen, wenn man die kurzbrennweitige Konkavlinse 101 gegen eine Konvexlinse austauscht. Solche Teleskope sind beschrieben in dem Lehrbuch "Optik" von Klein und Furtak, Springer 1988, S. 140 bis 141. Der Vorteil der Anordnung nach Fig. 4 ist, daß für die Übertragungseinheit nur 3 Linsen erforderlich sind. Der Nachteil, daß die Strahlenbündel der einzelnen Abschlußstücke nicht parallel verlaufen, wird durch Abschlußstücke gemäß den Fig. 7, 7a und 7b behoben.

Man könnte auch eine Linse 55 verwenden, um die Strahlenbündel in die gewünschte Richtung umzulenken, wie in Fig. 10 dargestellt wurde. Dann würden die einzelnen Laserstrahlenbündel zwischen den Abschlußstücken 26 und der Linse 55, die wie in Fig. 3 angeordnet wird, parallel zueinander verlaufen und es ergibt sich bezüglich des Gehäuses und der Abschlußstücke bzw. ihrer Anordnung kein Unterschied zu Fig. 3. Da aber die Linse 55 neben der ablenkenden Wirkung auch eine sammelnde Wirkung auf die einzelnen Strahlenbündel ausübt, würden am Ort der Konkavlinse 101 nicht die gleichen Verhältnisse entstehen wie in Fig. 11. Dies kann aber durch eine andere Justierung des Abstands der Faser 28 bzw. der Laserfiber 5 zu der Linse 133 oder eine Modifikation der Linse 133 in den Abschlußstücken 26 ausgeglichen werden, d. h. der Strahlenkegel der Laserstrahlenbündel aus den einzelnen Abschlußstücken würde jeweils so eingestellt, daß sich auf der Bearbeitungsfläche am Ort der Punkte B1 bis Bn jeweils ein scharfes Bild ergibt. Es ist gemäß der Erfindung auch möglich, die Linsen 102 und 103 zu einer einzigen, gemeinsamen Linse zusammenzufassen. Dann ergibt sich eine Übertragungseinheit mit nur 2 Linsen.

An der mehrteiligen Aufnahme ist ein besonderes Mundstück 82 vorgesehen, das eine Verschmutzung der Objektivlinse 112 verhindern soll und das in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung "Anordnung zum Entfernen von Material, das durch eine Laserstrahlungsquelle bei der Materialbearbeitung von einer Bearbeitungsfläche abgetragen wird", Zeichen der Anmelderin 98/1039 GM, beschrieben ist.

Fig. 5 zeigt eine mehrteilige Aufnahme, die noch wesentlich kompakter ausgeführt ist, als die der Fig. 3 und 4. Als Übertragungseinheit wird in Verbindung mit einer Spiegelanordnung eine Objektivlinse 112 verwendet, die zum Erzielen verschiedener Abbildungsmaßstäbe ausgetauscht werden kann. Fig. 5 unterscheidet sich von Fig. 4 in folgenden Punkten. Das zylindrische Rohr 95 wird ersetzt durch ein exzentrisches Rohr 113. Der Tubus 96 wird vorzugsweise ersetzt durch eine Platte 114 mit einem Hohlspiegel 115 und eine Fassung 116 mit einer Objektivlinse 112 und einer hoch vergüteten Platte 117. Die Abfangeinheit 73 erhält oberhalb des hochreflektierenden Spiegels 97 einen gewölbten (konvexen) Spiegel 121. Das exzentrische Rohr ist auf einer Seite mit dem Gehäuse 93 verbunden. Eine Dichtung 52 sorgt für die erforderliche Dichtheit. In das exzentrische Rohr 113 ist eine Platte 114 eingesetzt, die einen Durchlaß für die Strahlenpakete I0 und I1, enthält und den Hohlspiegel 115 trägt, dessen Verlustwärme damit gut an das exzentrische Rohr abgeleitet wird. Das exzentrische Rohr hat zwei zueinander vorzugsweise parallele Achsen, nämlich erstens die Symmetrieachse der eintretenden Strahlenpakete mit der Richtung 10, die auf den gewölbte Spiegel gerichtet sind und zweitens die Achse zwischen Hohlspiegel und Objektivlinse 112, die als optische Symmetrieachse für die austretende Laserstrahlung betrachtet werden kann. Gemäß der Erfindung ist der Strahlengang mittels der beiden Spiegel 121 und 115 gefaltet. Der gewölbte Spiegel 121 ist vorzugsweise aus Metall gefertigt. Er ist eng mit dem hoch reflektierenden Spiegel 97 verbunden und vorzugsweise mit ihm zusammen aus einem Stück gefertigt. Die konvexe Fläche des gewölbten Spiegels kann sphärisch oder asphärisch geformt sein. Der Spiegel 115 ist konkav geformt, also ein Hohlspiegel. Seine Fläche kann sphärisch geformt sein, ist aber vorzugsweise asphärisch geformt. Er besteht vorzugsweise aus Metall. Metall hat den Vorteil der guten Abführung der Verlustwärme. Weiterhin ergibt sich bei der Herstellung aus Metall ein erheblicher Vorteil bei der Erzeugung asphärischer Flächen, die in diesem Fall nämlich, wie auch sphärische und plane Flächen, durch bekannte Diamant-Polierdrehverfahren erzeugt werden können. Dadurch können der hoch reflektierende Spiegel 97 und der gewölbte Spiegel 121 aus einem Stück und vorzugsweise in einem Arbeitsgang mit der gleichen Form der Oberfläche hergestellt und gemeinsam verspiegelt werden, was besonders einfach in der Herstellung und sehr vorteilhaft für die Positionsstabilität des gewölbten Spiegels ist, denn bei der Modulation der Laserenergie mittels des akustooptischen Modulators trifft sie entweder auf den gewölbten Spiegel 121 oder auf den hochreflektierenden Spiegel 97. Die erzeugte Verlustwärme bleibt in jedem Fall gleich und der gewölbte Spiegel behält seine Temperatur und damit seine Position bei, was sehr wichtig ist, da er vorzugsweise mit einer kurzen Brennweite ausgeführt ist und deshalb die Abbildungsgüte der Anordnung sehr von seiner exakten Position abhängig ist. In diesem Fall hat der gewölbte Spiegel 121 die Funktion des hochreflektierenden Spiegels 97 in vorteilhafter Weise mit übernommen. Der hochreflektierende Spiegel 97 kann aber auch eine andere Form der Oberfläche haben als der gewölbte Spiegel 121 und beispielsweise ein Planspiegel sein. Der Strahlengang ähnelt dem eines umgekehrten Spiegelteleskops nach Herschel, das statt des gewölbten Spiegels aber eine Konvexlinse enthält, und ist in Fig. 12 näher beschrieben. Spiegelteleskope sind in dem "Lehrbuch der Experimentalphysik Band III, Optik" von Bergmann-Schäfer, 7. Auflage, De Gruyter 1978, auf der Seite 152 beschrieben. Man kann auch den gewölbten Spiegel durch einen kurzbrennweitigen Hohlspiegel ersetzen. Dadurch würde die Baulänge geringfügig vergrößert und es wären andere Strahlenkegel der aus dem Abschlußstück austretenden Strahlenbündel einzustellen, um in der Bildebene ein scharfes Bild zu erhalten. An dem exzentrischen Rohr ist die Abfanganordnung 73 über eine Dichtung 76 gasdicht angebracht, über die die nicht erwünschte Laserenergie, wie unter den Fig. 3 und 4 beschrieben, zu einer Kühlplatte 86 mit Bohrungen 87 abgeleitet und unschädlich gemacht wird. Es ist auch möglich, bereits am Ort der Platte 114 die nicht erwünschte Laserstrahlung aus dem Strahlenpaket I, abzufangen und unschädlich zu machen.

Der Raum 111 in dem Gehäuse 93 ist über die Bohrung 122 mit dem Holhlraum 123 verbunden. Beide Räume können evakuiert oder vorzugsweise mit einem Schutzgas gefüllt bzw. von einem Schutzgas durchströmt werden wie bereits beschrieben. An dem Ende des exzentrischen Rohres 113, das dem Gehäuse 93 gegenüberliegt, ist die Fassung 116 angebracht, die die auswechselbare Objektivlinse 112 aufnimmt. Eine Dichtung 124 schließt den Hohlraum 123 gasdicht ab. Weiterhin kann die Fassung eine vergütete Platte 117 aufnehmen, deren Rand vorzugsweise metallisiert ist, und die mit der Fassung vorzugsweise gasdicht verlötet ist. Ihre Aufgabe es ist, den Hohlraum 123 gasdicht zu halten, wenn die Objektivlinse zum Reinigen entfernt wurde oder wenn eine Objektivlinse mit anderer Brennweite eingesetzt werden soll, um einen anderen Abbildungsmaßstab zu erzeugen. Der Raum zwischen der Objektivlinse 112 und der hoch vergüteten Platte 117 kann auch über eine Bohrung 104 mit dem Raum 123 verbunden sein, insbesondere dann, wenn die gesamte optische Einheit wie unter Fig. 4 beschrieben, ständig von einem Schutzgas durchströmt wird, das in der Nähe der Objektivlinse 112 austritt, was in der Fig. 3f gezeigt ist. Die hoch vergütete Platte 117 kann aber auch optische Korrekturfunktionen enthalten, wie sie von der aus der Literatur bekannten Schmidt-Optik bekannt sind, um damit die optische Abbildungsqualität der Anordnung zu verbessern. Es ist aber auch möglich, die hoch vergütete Platte wegzulassen, insbesondere, wenn sie keine optische Korrekturfunktion enthält und die Objektivlinse gasdicht eingesetzt wurde oder durch ein hindurch strömendes Schutzgas dafür gesorgt ist, daß beim Wechseln der Objektivlinse kein Schmutz in den Raum 123 eintreten kann.

An der mehrteiligen Aufnahme ist ein besonderes Mundstück 82 vorgesehen, das eine Verschmutzung der Objektivlinse 112 verhindern soll, wie es in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung "Anordnung zum Entfernen von Material, das durch eine Laserstrahlungsquelle bei der Materialbearbeitung von einer Bearbeitungsfläche abgetragen wird", Zeichen der Anmelderin 98/1039 GM, beschrieben ist.

Das exzentrische Rohr kann mit Kühlrippen 92 versehen sein, die von einem nicht dargestellten Lüfter angeblasen werden können, um die Verlustwärme besser an die Umgebung abzugeben. Die mehrteilige Aufnahme ist in einem Prisma um eine durch die Objektivlinse definierte Achse zwischen Hohlspiegel und Objektivlinse drehbar gelagert, um den Spurabstand wie unter Fig. 3 beschrieben einstellbar zu machen und den richtigen Abstand zu der Bearbeitungsfläche 81 einzustellen. Die mehrteilige Aufnahme kann mit einem Spannband 85 fixiert werden.

Weiterhin gelten alle Beschreibungen, die zu den Fig. 3, 3a und 4 gegeben wurden, sinngemäß.

Es ist aber auch möglich, anstelle des akustooptischen Modulators 34 andere Modulatoren, z. B. sogenannte elektrooptische Modulatoren einzusetzen. Elektrooptische Modulatoren sind unter den Begriffen "Lasermodulatoren", "Phasen-Modulatoren" und "Pockels-Zellen" auf den Seiten F16 bis F33 des Gesamtkatalogs G3, Bestell Nr. 650020 der Firma Laser Spindler & Hoyer, Göttingen beschrieben. Es sind auch mehrkanalige elektrooptische Modulatoren verwendet worden, was in der Druckschrift "Der Laser in der Druckindustrie" von Werner Hülsbuch, Verlag W. Hülsbusch, Konstanz, auf Seite 523 in Abbildung 8- 90a gezeigt ist. Verwendet man ein- oder mehrkanalige elektrooptische Modulatoren in Zusammenhang mit einem doppelbrechenden Material, dann kann man jeden Laserstrahl in zwei Strahlen aufspalten, die über weitere Modulatoren getrennt moduliert werden können. Eine solche Anordnung wird in der Literatur auch als elektrooptischer Ablenker bezeichnet.

Man kann aber auch die Fiberlaser direkt modulieren. Solche direkt modulierbaren Fiberlaser, die über einen separaten Modulationseingang verfügen, werden beispielsweise von der Firma IPG Laser GmbH D-57299 Burbach, unter der Bezeichnung "Modell YPLM Series", angeboten. Der Vorteil ist, daß die Modulatoren und die zugehörige Elektronik entfallen können, wie in Fig. 13 gezeigt ist.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform eines Abschlußstücks 26 (Terminator) für eine Faser gezeigt. Solche Abschlußstücke können mit Vorteil für die Auskopplung der Laserstrahlung aus einer Faser verwendet werden, wie sie in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung "Abschlußstück für Lichtleitfasern", Zeichen der Anmelderin 98/1037, und in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung "Abschlußstück für Lichtleitfasern", Zeichen der Anmelderin 9811037 GM, beschrieben sind. Dieses Abschlußstück 26 kann grundsätzlich für alle Anwendungsfälle benutzt werden, bei denen es darauf ankommt, das aus einer Faser 28 oder einer zu einem Fiberlaser gehörenden Laserfiber 5 austretende Strahlenbündel mit einer lösbaren Verbindung präzise anzukoppeln. Ebenso ist es mit Hilfe dieses Abschlußstücks möglich, eine präzise lösbare Verbindung der Faser 5, 28 mit der übrigen Optik zu erzeugen. Das Gehäuse weist eine oder mehrere äußere Passungen 134 auf, mit denen das Gehäuse in einer Fassung 29 genau eingesetzt werden kann. An einem Ende des Gehäuses wird das Ende der Faser 28 bzw. der Laserfiber 5 aufgenommen und innerhalb des Gehäuses in der Öffnung 130 geführt. Am anderen Ende des Gehäuses ist eine kurzbrennweitige Linse 133 befestigt. Es können Mittel zum Justieren der Lage der Faser 28 bzw. Laserfiber 5 innerhalb des Abschlußstückes vorgesehen werden, um die Lage der Faser 28 bzw. Laserfiber 5 zu der Linse 133 innerhalb des Abschlußstückes und in Bezug auf die Passungen 134 zu justieren. Es kann auch die Lage der Linse zu der Faser justiert werden. Durch die Justierung soll erreicht werden, daß das aus der Linse 133 austretende Strahlenbündel 144 in eine vorgegebene Achs- und Fokuslage mit einem definierten Kegel gebracht wird.

In Fig. 6a ist ein Querschnitt durch das Abschlußstück 26 im Bereich der Justierschrauben gezeigt.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform des Abschlußstücks 26 hat einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, bei dem alle gegenüberliegenden Aussenflächen parallel verlaufen und Passungen 134 sein können. Um zu verhindern, daß die optischen Flächen auf der Lichtleitfaser und der Seite der Linse 133, die der Lichtleitfaser zugewendet ist, durch Partikel in der umgebenden Luft verschmutzen, können die Verbindungen in den Fig. 6, 6a, 7, 7a und 7b zwischen der Linse 133 und dem Gehäuse sowie zwischen den Justierschrauben und dem Gehäuse hermetisch verschlossen werden. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des Abschlußstücks 94 mit rechteckigem Querschnitt, wobei zwei gegenüberliegende Außenflächen trapezförmig und zwei gegenüberliegende Außenflächen parallel zueinander verlaufen. Es können auch alle gegenüberliegenden Außenflächen trapezförmig zueinander verlaufen. Die Außenflächen können Passungen 134 sein.

In Fig. 7a ist ein Längsschnitt und in Fig. 7b ist ein Querschnitt durch das Abschlußstück gemäß Fig. 7 gezeigt.

Es ist grundsätzlich möglich, mehrere der im vorangehenden beschriebenen Abschlußstücke in mehreren Spuren nebeneinander und in mehreren Ebenen übereinander zu einem Paket zusammenzufassen. Es ist weiterhin möglich, die Form der Abschlußstücke und der zugehörigen Fassungen anders als in den Figuren dargestellt auszuführen, beispielsweise kann eine zylindrische Form mit einer zylindrischen und einer konischen Passung gemäß den Fassungen in Fig. 3d verwendet werden oder eine ausschließlich zylindrische Passung eingesetzt werden, oder es kann eine beispielsweise zylindrische Form des Abschlußstücks rechteckförmige oder trapezförmige Passungen nach Fig. 6 oder 7 erhalten.

In Fig. 8 ist eine Anordnung mit einem elektrooptischen Modulator 168 dargestellt. In einem elektrooptischen Modulator wird beispielsweise die Polarisationsrichtung der nicht zur Bearbeitung erwünschten Laserstrahlung aus dem auftreffenden Strahlenbündel 163 gedreht (Pb) und anschließend in einem polarisationsabhängigen Strahlteiler, der auch als polararisationsabhängiger Spiegel 169 bezeichnet wird, die nicht zur Bearbeitung erwünschte Laserstrahlung Pb abgetrennt und in einen Sumpf, beispielsweise in einen Wärmetauscher, der aus einer gekühlten Platte 86 bestehen kann, geleitet. Die zur Bearbeitung erwünschte Strahlung Pa wird nicht in der Polarisationsrichtung gedreht und über die Linse 165 der Bearbeitungsfläche zugeführt. In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3, 4, und 5 können die ein- oder mehrkanaligen akustooptischen Modulatoren 34 durch entsprechende ein- oder mehrkanalige elektrooptische Modulatoren ersetzt werden. Ebenso kann in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3, 4, und 5 der hochreflektierende Spiegel 74, 97 durch den polarisationsabhängigen Spiegel 169 ersetzt werden (Fig. 18a), woraus sich eine Abfanganordnung 78 ergibt und wobei der polarisationsabhängige Spiegel in den zur Bearbeitung erwünschten Strahlengang hinein reicht.

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf einen vierkanaligen akustooptischen Ablenker bzw. Modulator, bei dem der Abstand von Kanal zu Kanal beispielsweise 2,5 mm beträgt. In der Beschreibung zu den Fig. 3, 3a, 4 und 5 wird erwähnt, daß der Raum 44 bzw. 111, in dem die Modulatoren angeordnet sind, möglichst frei von solchen Komponenten sein soll, die Partikel oder Gase absondern, weil sich damit Partikel auf den hochbelasteten optischen Flächen absetzen könnten, was zum frühzeitigen Ausfall der Anordnung führen würde. Aus diesem Grunde sind die elektrischen Komponenten der Anordnung in Fig. 9 und 9a auf einer separaten Leiterplatte 171 angeordnet, die nur mit zwei Armen in den gedichteten Raum hineinragt und die elektrischen Anschlüsse zu den piezoelektrischen Gebern 45 herstellt. Die Leiterplatte 171 ist zum Modulatorgehäuse 172 vorzugsweise mittels einer Lötstelle 173 abgedichtet. Anstelle einer Leiterplatte kann auch eine andere Leitungsanordnung eingesetzt werden. Beispielsweise kann jeder Hochfrequenzkanal durch eine eigene abgeschirmte Leitung angeschlossen werden. Das Modulatorgehäuse 172 enthält eine Zugangsöffnung 174 zu den elektrischen Bauelementen. Der Modulatorkristall 34 kann an seiner Grundfläche metallisiert sein und ist vorzugsweise mittels einer Lötstelle oder einer Klebung 175 auf dem Modulatorgehäuse befestigt. Direkt unterhalb der Befestigungsstelle kann sich ein Anschluß 176 an ein Kühlsystem befinden, um die Verlustwärme über die Öffnungen 87 durch ein Kühlmittel abzutransportieren. Das Modulatorgehäuse 172 ist vorzugsweise durch einen Deckel 177 verschlossen, der die elektrischen Anschlüsse 181 trägt und auch die Anschlüsse für das Kühlsystem enthält, was aber nicht dargestellt ist. Mittels einer Dichtung 43 ist dafür gesorgt, daß das Modulatorgehäuse 172 gasdicht in das Gehäuse 35 bzw. 93 der Fig. 3, 3a, 4, und 5 eingesetzt und mittels der Verbindung 42 befestigt wird.

Es ist möglich, den elektrooptischen Modulator 168 in ähnlicher Weise an dem Modulatorgehäuse (172) zu befestigen und über die Leiterplatte 171 zu kontaktieren.

In Fig. 10 ist der prinzipielle Strahlengang zu dem Ausführungsbeispiel Fig. 3 für die Strahlenbündel 144 der zugehörigen Fiberlaser FHD1 bis FHD4 angegeben. Die Strahlenbündel der Fiberlaser FVD1 bis FVD4 verlaufen teilweise deckungsgleich mit den gezeichneten Strahlen, haben aber gemäß der Erfindung eine andere Wellenlänge und werden, wie aus Fig. 4a zu ersehen, über einen in Fig. 10 nicht dargestellten wellenlängenabhängigen Spiegel 37 mit dem Strahlenpaket FHD1 bis FHD4 zu dem Strahlenpaket FD1 bis FD4 vereinigt. Weiterhin sind in Fig. 10 nicht die Strahlenpakete der Fiberlaser FVR1 bis FVR4 und FHR1 bis FHR4 dargestellt, die, wie aus Fig. 3a zu ersehen, ebenfalls über einen wellenlängenabhängigen Spiegel zu dem Strahlenpaket FR1 bis FR4 vereinigt werden. Wie aus der Anordnung des Streifenspiegels 46 in Fig. 4a zu erkennen ist, würden die Strahlenbündel des Strahlenpaketes FR1 bis FR4 in Fig. 10 um einen halben Spurabstand versetzt zu den gezeichneten Strahlen verlaufen. Damit enthält der vollständige Strahlengang statt der gezeichneten 4 Strahlenbündel insgesamt 8 Strahlenbündel, die auf der Bearbeitungsfläche insgesamt 8 getrennte Spuren ergeben. Es sind in Fig. 10 nur die beiden Strahlenbündel 144 der Fiberlaser FHD1 und FHD4 dargestellt. Wie bereits erwähnt, können aber auch mehr Spuren angeordnet werden, zum Beispiel kann die Anzahl der Spuren auf der Bearbeitungsfläche auch auf 16 getrennt modulierbare Spuren erhöht werden. Diese Anordnung ermöglicht durch eine digitale Modulation des jeweiligen Lasers, d. h. der Laser wird durch Ein- und Ausschalten in nur zwei Zuständen betrieben, eine besonders einfache Steuerung und eine gute Formgebung des Bearbeitungsflecks auf der Bearbeitungsfläche.

Diese digitale Modulationsart erfordert nur ein besonders einfaches Modulationssystem. In Fig. 10 sind die Modulatoren 34 sowie der Streifenspiegel 46 nicht dargestellt. Zur besseren Veranschaulichung ist der Querschnitt des Strahlenbündels 144 aus dem Abschlußstück des Fiberlasers FHD1, das nach Passieren des wellenlängenabhängigen Spiegels deckungsgleich mit dem Strahlenbündel FD1 ist, mit einer Schraffur ausgelegt. Die Darstellung ist, wie alle anderen auch, nicht maßstäblich. Die beiden gezeichneten Strahlenbündel 144 ergeben auf der Bearbeitungsfläche 81 die Bearbeitungspunkte B1 und B4, die zum Aufbau des Bearbeitungsflecks 24 beitragen und auf der Bearbeitungsfläche 81 entsprechende Bearbeitungsspuren erzeugen. Die Achsen der Abschlußstücke 26 und der Strahlenbündel 144 der einzelnen Fiberlaser verlaufen in Fig. 10 parallel zueinander. Die Strahlenkegel der Abschlußstücke, d. h. die Form der Strahlenbündel 144, sind schwach divergierend dargestellt. In der Figur wird eine Strahltaille innerhalb der Linse 133 angenommen. Der Divergenzwinkel ist zum Durchmesser des Strahlenbündels in der zugehörigen Strahltaille umgekehrt proportional. Die Lage der Strahltaille und ihr Durchmesser kann aber durch Verändern der Linse 133 im Abschlußstück 26, und/oder ihrem Abstand zu der Faser 28 oder der Laserfiber 5 beeinflußt werden.

Die Berechnung des Strahlengangs erfolgt in der bekannten Weise, siehe technische Erläuterungen auf den Seiten K16 und K17 des Gesamtkatalogs G3, Bestell Nr. 650020 der Firma Laser Spindler & Hoyer, Göttingen. Ziel ist, daß jeweils die Bearbeitungspunkte B1 bis Bn auf der Bearbeitungsfläche 81 zu Strahltaillen werden, um die höchste Leistungsdichte in den Bearbeitungspunkten zu erhalten. Mit Hilfe der beiden Linsen 55 und 56 werden Strahltaillen und Spurabstände aus der Objektebene 182, in der die Linsen 133 der Abschlußstücke 26 liegen, entsprechend dem Verhältnis der Brennweiten der Linsen 55 und 56 in eine Zwischenbildebene 183 verkleinert abgebildet. Wenn in diesem Fall der Abstand der Linse 55 von dem Abschlußstück 26 und von dem Überkreuzungspunkt 184 gleich ihrer Brennweite ist und wenn der Abstand der Linse 56 von der Zwischenbildebene 183 gleich ihrer Brennweite und gleich ihrem Abstand von dem Überkreuzungspunkt 184 ist, erhält man eine sogenannte telezentrische Abbildung, d. h. in der Zwischenbildebene verlaufen die Achsen der zu den einzelnen Spuren gehörenden Strahlenbündel wieder parallel. Die Divergenz ist aber deutlich vergrößert. Die vorzugsweise telezentrische Abbildung hat den Vorteil, daß die Durchmesser der nachfolgenden Linsen 57 und 131 nur unwesentlich größer sein müssen, als der Durchmesser eines Strahlenbündels. Die Linsen 57 und 61 verkleinern in einer zweiten Stufe das Bild aus der Zwischenbildebene 183 auf die Bearbeitungsfläche 81 in der beschriebenen Weise. Eine vorzugsweise telezentrische Abbildung, nämlich daß die Achsen der einzelnen Strahlenbündel zwischen der Objektivlinse 61 und der Bearbeitungsfläche 81 parallel verlaufen, hat hier den Vorteil, daß Abstandsveränderungen zwischen der Bearbeitungsfläche und der Objektivlinse keine Veränderung im Spurabstand bringen, was sehr wichtig für eine präzise Bearbeitung ist. Die Abbildung muß nicht unbedingt wie beschrieben in 2 Stufen mit je 2 Linsen erfolgen, es gibt andere Anordnungen, die auch parallele Strahlachsen zwischen Objektivlinse und Bearbeitungsfläche erzeugen können, wie in Fig. 11 und 12 gezeigt wird. Auch sind Abweichungen in der Parallelität der Strahlachsen zwischen der Objektivlinse 61 und der Bearbeitungsfläche 81 tolerierbar, solange das Ergebnis der Materialbearbeitung zufriedenstellend ist.

In Fig. 11 ist ein prinzipieller Strahlengang zu dem Ausführungsbeispiel Fig. 4 angegeben. Die Darstellung ist nicht maßstäblich. Wie bereits in Fig. 10 handelt es sich bei den beiden Strahlenbündeln 144 der Laser FHD1 und FHD4 nur um eine Teilmenge der Strahlenbündel aller vorhandenen Laser, um das Prinzip zu erläutern. Im Gegensatz zu Fig. 10 sind aber in Fig. 11 die Achsen der einzelnen Strahlenbündel der Abschlußstücke nicht parallel, sondern unter einem Winkel zueinander angeordnet, was in den Fig. 13 und 14 näher dargestellt wird und vorteilhaft durch Abschlußstücke 94 gemäß den Fig. 7, 7a und 7b erreicht wird. Durch diese Anordnung würden sich die einzelnen Strahlenbündel 144 ähnlich wie in Fig. 10 überkreuzen, ohne daß eine Linse 55 erforderlich ist. Im Bereich des gedachten Überkreuzungspunktes ist die kurzbrennweitige Zerstreuungslinse, also eine Konkavlinse 101 eingefügt, die die ankommenden Strahlen wie dargestellt abknickt und die Strahlenbündel divergent macht, d. h. aufweitet. Die Konvexlinse 102 ist vorzugsweise im Schnittpunkt der Achsenstrahlen angeordnet und bildet zusammen mit der Linse 101 ein umgekehrtes Galileisches Teleskop. Dadurch werden beispielsweise parallele Eingangsstrahlenbündel in parallele Ausgangsstrahlenbündel mit vergrößertem Durchmesser zwischen den Linsen 102 und 103 umgewandelt. Die gewünschte Parallelität jedes Eingangsstrahlenbündels kann wie bereits beschrieben durch geeignete Wahl von Brennweite und Abstand der Linse 133 zur Faser 28 bzw. Laserfiber 5 in den Abschlußstücken 26, 94 vorgenommen werden. Die Objektivlinse 103 fokussiert die vergrößerten Strahlenbündel auf die Bearbeitungsfläche 81 zu den Bearbeitungspunkten B1 bis B4, die zum Aufbau des Bearbeitungsflecks 24 beitragen und auf der Bearbeitungsfläche 81 entsprechende Bearbeitungsspuren erzeugen. Durch Veränderung der Brennweite der Linse 103 kann der Abbildungsmaßstab auf einfache Art verändert werden. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die Linse 103 als austauschbare Objektivlinse ausgeführt wird. Wenn die Position der Linse 103 so gewählt wird, daß der Abstand zwischen den Linsen 102 und 103 der Brennweite der Linse 103 entspricht, sind die Achsen der Strahlenbündel zwischen der Linse 103 und der Bearbeitungsfläche parallel und ergeben konstante Abstände der Spuren auf der Bearbeitungsfläche, auch bei verändertem Abstand zwischen der Objektivlinse und der Bearbeitungsfläche.

In Fig. 12 ist der prinzipielle Strahlengang zu dem Ausführungsbeispiel Fig. 5 angegeben. Die Darstellung ist, wie in allen anderen Figuren, nicht maßstäblich. Der Strahlengang ist dem der Fig. 11 sehr ähnlich, mit dem Unterschied, daß statt der Linse 101 ein gewölbter Spiegel 121 und statt der Linse 102 ein Hohlspiegel 115 verwendet werden. Durch die sich ergebende Faltung ist der Strahlengang erheblich kürzer. Der Strahlengang entspricht etwa dem eines umgekehrten Spiegelteleskops. Spiegelteleskope sind unabhängig von der Wellenlänge, was bei der Verwendung von Lasern mit unterschiedlicher Wellenlänge vorteilhaft ist. Die Abbildungsfehler können durch die Verwendung von asphärischen Flächen reduziert werden oder mit einer optischen Korrekturplatte 117, die aber nicht in Fig. 12 gezeigt ist, korrigiert werden. Es ist vorteilhaft, wenn die Brennweite der Objektivlinse 112 gleich ihrem Abstand zu dem Hohlspiegel ist. Dann werden die Achsen der Strahlenbündel zwischen der Objektivlinse 112 und der Bearbeitungsfläche 81 parallel und ergeben konstante Abstände der Spuren auf der Bearbeitungsfläche, auch bei verändertem Abstand zwischen der Objektivlinse und der Bearbeitungsfläche. Außerdem ergibt sich ein vorteilhaft großer Abstand von der Objektivlinse zu der Bearbeitungsfläche.

In Fig. 13 ist eine Anordnung mit mehreren Lasern gezeigt, bei der die einzelnen Laserausgänge in Form der Abschlußstücke 26 auf einem Kreissegment angeordnet sind und auf einen gemeinsamen Überkreuzungspunkt 185 zielen. Diese Anordnung ist besonders für direkt modulierbare Laser geeignet, da sich dann ein sehr geringer Aufwand ergibt. In einer solchen Anordnung kann die Abbildung auf die Bearbeitungsfläche 81 mit nur einer einzigen Linse 186 erfolgen. Es kann aber auch eine Anordnung nach den Fig. 4 oder 5 zur Abbildung verwendet werden. Die Strahlenkegel der Strahlenbündel aus den Abschlußstücken sind so eingestellt, daß sich für alle Laser auf der Bearbeitungsfläche 81 eine Strahltaille und somit ein scharfes Bild ergibt.

In Fig. 14 ist eine Variante zur Fig. 13 angegeben. Es sind 4 Fiberlaser FHD1, FHD2, FHD3, FHD4 mit ihren Abschlußstücken 94, die in den Fig. 10, 10a, und 10b näher beschrieben werden, auf einem Kreissegment aneinander gereiht. Die Abschlußstücke 94 sind infolge ihrer Form besonders zum Aneinanderreihen geeignet. Da hier keine direkt modulierbaren Fiberlaser verwendet werden, ist ein vierkanaliger akustooptischer Modulator 34 eingefügt. Die piezoelektrischen Geber 45 können, wie in Fig. 14 gezeigt, ebenfalls auf einem Kreissegment angeordnet sein, sie können aber auch, wie in Fig. 14a dargestellt, parallel angeordnet sein, solange die Strahlenbündel noch ausreichend von dem akustischen Feld der piezoelektrischen Geber 45 erfaßt werden. Anstelle der Linse 186 wird vorteilhaft eine Übertragungseinheit verwendet, wie sie in den Fig. 4 und 5 beschrieben ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Laserstrahlungsquelle hoher Leistungsdichte und hoher Energie, vorzugsweise zur Materialbearbeitung, mit einer optischen Einheit zur Formung des Laserstrahls auf einer Bearbeitungsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß

    mehrere diodengepumpte Fiberlaser (Faserlaser) (2) vorgesehen sind, deren Ausgänge mittels Abschlußstücken (26, 94) mit einer optischen Einheit (8) zur Formung des Laserstrahls verbunden sind, wobei die Ausgänge der Abschlußstücke in einem ersten Teil und die optische Einheit im ersten Teil und in einem zweiten Teil einer mehrteiligen Aufnahme angeordnet sind,

    die optische Einheit (8) eine Modulationseinheit (Fig. 3a, Fig. 9, Fig. 9a) aufweist, auf deren Eingang die Ausgangsstrahlen der einzelnen Fiberlaser (2) gerichtet sind und durch die die einzelnen Laserstrahlen jeweils moduliert werden,

    die aus der Modulationseinheit (Fig. 3a, Fig. 9, Fig. 9a) austretenden Laserstrahlen mittels der optischen Einheit (8) so zusammengefaßt und gebündelt werden, daß die Strahlen auf der Bearbeitungsfläche (81) auftreffen,

    die optische Einheit (8) zur Formung des Laserstrahls eine Übertragungseinheit zur Übertragung der aus den Abschlußstücken austretenden Laserstrahlen auf die Bearbeitungsfläche (81) aufweist und daß

    zum Unschädlichmachen der unerwünschten Laserstrahlung, die auf der Bearbeitungsfläche (81) keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, eine Abfanganordnung (73, 78) vorgesehen ist, durch die die unerwünschte Strahlung von der Bearbeitungsfläche (81) ferngehalten wird.
  2. 2. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinheit zweistufig ausgebildet ist und in dem zweiten Teil der mehrstufigen Aufnahme, das als Rohr (51) ausgebildet ist, angeordnet ist, wobei die erste Stufe die in der Sammellinse (133) der Abschlußstücke (26, 94) gebildeten Strahlenbündel (144) verkleinert in eine Zwischenbildebene (183) überträgt und die zweite Stufe die Strahlenbündel der Zwischenbildebene (183) verkleinert auf die Bearbeitungsfläche (81) überträgt.
  3. 3. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

    daß an dem Ende des Rohrs (51), das an dem als Gehäuse (35) ausgebildeten ersten Teil der mehrstufigen Aufnahme angeflanscht ist, ein erster Tubus (53) mit zwei Sammellinsen (55, 56) vorgesehen ist (Fig. 3), der zentrisch zur Strahlachse an dem, dem Gehäuse zugewandten Ende des Rohrs (51), und innerhalb des Rohrs an seinen Enden befestigt ist, durch den innerhalb des Rohrs (51) ein Zwischenbild (183) erzeugt wird,

    daß an dem anderen Ende des Rohrs (51), das der Bearbeitungsfläche zugewandt ist, ein zweiter Tubus (54) mit zwei Sammellinsen (57, 61) vorgesehen ist, der zentrisch zur Strahlachse an dem, der Bearbeitungsfläche (81) zugewandten Ende des Rohrs (51) und innerhalb des Rohrs an seinen Enden befestigt ist, durch den auf der Bearbeitungsfläche (81) ein Bearbeitungsfleck (24) erzeugt wird und daß

    die Laserstrahlung, die keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, mittels eines Spiegels (74, 169), der zwischen dem ersten Tubus (53) und dem zweiten Tubus (54) angeordnet ist, in die Anordnung (73, 86) zum Abfangen und Unschädlichmachen der unerwünschten Laserstrahlung, die auf der Bearbeitungsfläche (81) keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, umgelenkt wird.
  4. 4. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

    im Strahlengang (Fig. 10) nach den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94), die in einer oder mehreren Ebenen und in einer oder mehreren Spuren 1 bis n (Fig. 3b) angeordnet sind, eine erste Übertragungseinheit mit einer Sammellinse (55) und einer Sammellinse (56) mit kleinerer Brennweite als die Sammellinse (55) angeordnet ist, durch das die aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Strahlenbündel (144), deren Symmetrieachsen in den einzelnen Spuren zu einander etwa parallel verlaufen, so abgelenkt werden, daß die Strahlen sich an einem Ort (184) überkreuzen und daß durch die Sammellinse (56) die Ablenkung der Sammellinse (55) rückgängig gemacht wird, wobei in einer im Strahlengang folgenden Zwischenbildebene (183) ein im Verhältnis der Brennweiten der Linsen (55 und 56) verkleinertes Abbild der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26) austretenden Strahlenbündel (144) entsteht und die Strahlenbündel einen im Verhältnis der Brennweiten vergrößerten Divergenzwinkel aufweisen und daß

    im Strahlengang nach der Zwischenbildebene (183) eine zweite Übertragungseinheit mit einer Sammellinse (57) und einer Sammellinse (61) mit kleiner Brennweite als die Sammellinse (57) angeordnet ist, durch das das verkleinerte Abbild der Strahlenbündel aus der Zwischenbildebene (183) auf die Bearbeitungsfläche (81) übertragen wird, wobei jedes aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26) austretende Strahlenbündel einen Bearbeitungspunkt (B1 bis Bn) erzeugt.
  5. 5. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

    der Abstand zwischen der Linse (55) und dem Überkreuzungspunkt (184) etwa gleich der Brennweite der Linse (55) ist,

    der Abstand zwischen dem Überkreuzungspunkt (184) und der Linse (56) sowie zwischen der Linse (56) und der Zwischenbildebene (183) etwa gleich der Brennweite der Linse (56) ist,

    der Abstand zwischen der Zwischenbildebene (183) und der Linse (57) sowie der Abstand zwischen dem Überkreuzungspunkt (187) und der Linse (57) etwa gleich der Brennweite der Linse (57) ist und daß

    der Abstand zwischen dem Überkreuzungspunkt (187) und der Linse (61) sowie zwischen der Bearbeitungsfläche (81) und der Linse (61) etwa gleich der Brennweite der Linse (61) ist und daß die Abstände der Linsen so gewählt werden, daß die Symmetrieachsen der Strahlenbündel, die auf die Bearbeitungsfläche (81) auftreten, etwa parallel zu einander sind.
  6. 6. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinheit aus einer Zerstreuungslinse (101) und mindestens einer Sammellinse (102, 103) besteht, wobei die Zerstreuungslinse (101) die in der Sammellinse (133) der Abschlußstücke (26, 94) gebildeten Strahlenbündel (144) aufweitet und die Sammellinse oder Sammellinsen (102, 103) die aufgeweiteten Strahlenbündel fokussiert und auf die Bearbeitungsfläche (81) überträgt.
  7. 7. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

    in dem als Rohr (95) ausgebildeten zweiten Teil der mehrstufigen Aufnahme, zwischen der Anordnung (73, 86) zum Abfangen und Unschädlichmachen der Laserstrahlung und dem Ende des Rohrs, das der Bearbeitungsfläche (81) zugewandt ist, innerhalb des Rohrs im Strahlengang ein sich in Längsrichtung des Rohrs erstreckender Tubus (96), der die Übertragungseinheit enthält, vorgesehen ist, der innerhalb des Rohrs zentrisch gehaltert ist,

    wobei die Übertragungseinheit eine Zerstreuungslinse (101) aufweist, die an dem Ende des Tubus angeordnet ist, das zu dem Gehäuse (93) weist und die Laserstrahlung, die einen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll aufnimmt und aufweitet,

    wobei die Übertragungseinheit eine Sammellinse (102) aufweist, die die aufgeweitete Laserstrahlung zu etwa parallelen Strahlenbündeln formt und wobei an dem der Bearbeitungsfläche (81) zugewandten Ende des Tubus (96) ein Objektiv (103) vorgesehen ist, auf das die Laserstrahlung, die einen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, gerichtet ist, wobei das Objektiv auf der Bearbeitungsfläche (81) einen Bearbeitungsfleck (24) erzeugt und

    wobei die unerwünschte Laserstrahlung, die keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, mittels eines Spiegels (97, 169) in die Anordnung (73, 86) zum Abfangen und Unschädlichmachen der Laserstrahlung umgelenkt wird.
  8. 8. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß

    im Strahlengang (Fig. 11) nach den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (94), die in einer oder mehreren Ebenen und in einer oder mehreren Spuren 1 bis n (Fig. 3b) angeordnet sind, eine Übertragungseinheit mit einer Zerstreuungslinse (101) und zwei Sammellinsen (102 und 103) angeordnet ist, durch das die aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (94) austretenden Strahlenbündll (144), deren Symmetrieachsen in den einzelnen Spuren zu einander unter einem Winkel verlaufen, so abgelenkt und aufgeweitet werden, daß die Strahlen sich in der Linse (102) überkreuzen, wobei die divergierenden Strahlenbündel (144) durch die Linse (102) etwa parallel gerichtet werden und die Linse (102) jeweils unter einem Winkel verlassen, und daß

    im Strahlengang nach der Linse (102) eine Linse (103) angeordnet ist, durch die die etwa parallelen Strahlenbündel auf die Bearbeitungsfläche (81) fokussiert werden, wobei jedes aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretende Strahlenbündel einen Bearbeitungspunkt (B1 bis Bn) erzeugt.
  9. 9. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

    die Brennweite der Zerstreuungslinse (101) wesentlich kleiner als die der Sammellinse (102) ist,

    der Abstand der Linsen (103) und (102) etwa gleich der Brennweite der Linse (103) ist, und daß

    der Abstand zwischen der Bearbeitungsfläche (81) und der Linse (103) etwa gleich der Brennweite der Linse (103) ist, wobei die Abstände der Linsen so gewählt werden, daß die Symmetrieachsen der Strahlenbündel, die auf die Bearbeitungsfläche (81) auftreffen, etwa parallel zu einander sind.
  10. 10. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinheit aus einem aus einem gewölbten Spiegel (121) und einem Hohlspiegel (115) besteht, wobei der gewölbte Spiegel die in der Sammellinse (133) der Abschlußstücke (26, 94) gebildeten Strahlenbündel (144) aufweitet und umlenkt und der Hohlspiegel die aufgeweiteten Strahlenbündel umlenkt, fokussiert und auf die Bearbeitungsfläche (81) überträgt.
  11. 11. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

    an dem Ende des als Rohr (113) ausgebildeten zweiten Teils der mehrteiligen Aufnahme, das an dem als Gehäuse (93) ausgebildeten ersten Teil der Aufnahme angeflanscht ist, eine Platte (114) vorgesehen ist, die einen Hohlspiegel (115) aufnimmt und eine Bohrung (122) enthält, durch die die Laserstrahlung von dem Gehäuse in das Rohr (113) eintritt,

    daß an dem anderen Ende des Rohrs (113), an dem die Anordnung (73, 86) zum Abfangen und Unschädlichmachen der Laserstrahlung, angebracht ist, ein gewölbter Spiegel (121) angeordnet ist, auf den die durch die Öffnung (122) in das Rohr eintretende Laserstrahlung auftrifft, wobei die Laserstrahlung, die einen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, auf den Hohlspiegel (115) reflektiert wird und die unerwünschte Laserstrahlung, die keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, in die Anordnung (73, 86) zum Abfangen und Unschädlichmachen der Laserstrahlung mittels des gewölbten Spiegels (121) oder eines Planspiegels (97) oder eines polarisationsabhängigen Spiegels (169) (Fig. 18a) umgelenkt wird, und daß

    an dem der Bearbeitungsfläche (81) zugewandten Ende des Rohrs ein Objektiv (112) vorgesehen ist, auf das die Laserstrahlung, die einen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, mittels des Hohlspiegels (115) gerichtet wird, wobei das Objektiv auf der Bearbeitungsfläche (81) einen Bearbeitungsfleck (24) erzeugt.
  12. 12. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,

    daß im Strahlengang (Fig. 12) nach den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (94), die in einer oder mehreren Ebenen und in einer oder mehreren Spuren 1 bis n (Fig. 3a) angeordnet sind, eine Übertragungseinheit mit einem gewölbten Spiegel (121), einem Hohlspiegel (115) und einer Sammellinse (112) angeordnet ist, durch das die aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (94) austretenden Strahlenbündel (144), deren Symmetrieachsen in den einzelnen Spuren zu einander unter einem Winkel verlaufen, so abgelenkt und aufgeweitet werden, daß die Strahlenbündel sich auf dem Hohlspiegel (115) überkreuzen, wobei die divergierenden Strahlenbündel (144) durch den Hohlspiegel (115) etwa parallel ausgerichtet werden und den Hohlspiegel jeweils unter einem Winkel verlassen, und daß

    im Strahlengang nach dem Hohlspiegel (115) eine Linse (112) angeordnet ist, durch die die etwa parallelen Strahlenbündel auf die Bearbeitungsfläche (81) fokussiert werden, wobei jedes aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretende Strahlenbündel einen Bearbeitungspunkt (B1 bis Bn) erzeugt.
  13. 13. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

    die Brennweite des gewölbten Spiegels (121) wesentlich kleiner als die des Hohlspiegels (115) ist,

    der Abstand zwischen dem Hohlspiegel (115) und dem gewölbten Spiegel (121) etwa gleich der Summe der Brennweiten von Hohlspiegel und gewölbtem Spiegel ist, und daß

    der Abstand zwischen der Bearbeitungsfläche (81) und der Linse (112) etwa gleich der Brennweite der Linse (112) ist, wobei die Abstände der Linsen und Spiegel so gewählt werden, daß die Symmetrieachsen der Strahlenbündel, die auf die Bearbeitungsfläche (81) auftreten, etwa parallel zu einander sind.
  14. 14. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einheit (8) Fassungen (29) aufweist, die die Abschlußstücke (26, 94) der Laser so aufnehmen, daß die Ausgangsstrahlen der Laser am Strahlungsaustritt (10) der optischen Einheit (8) zur Formung des Strahls auf der Bearbeitungsfläche (81) auftreffen.
  15. 15. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassungen (29) Paßflächen für die Passung oder Passungen (134) der Abschlußstücke (26, 94) aufweisen, die so angeordnet sind, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Laserstrahlen in mindestens einer Spur und/oder einer Ebene (Fig. 3b) angeordnet sind.
  16. 16. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26) austretenden Strahlenbündel (144) in den einzelnen Ebenen zu einander etwa parallel verlaufen.
  17. 17. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26) austretenden Strahlenbündel (144) in den einzelnen Ebenen zu einander unter einem Winkel verlaufen.
  18. 18. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßflächen der Fassungen (29) für die Passung oder Passungen (134) der Abschlußstücke (26, 94) für die einzelnen Spuren und Ebenen so angeordnet sind, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Laserstrahlen (144) für die einzelnen Spuren sowie für die einzelnen Ebenen unter einem Winkel zueinander verlaufen.
  19. 19. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßflächen der Fassungen (29) für die Passung oder Passungen (134) der Abschlußstücke (26, 94) für die einzelnen Spuren so angeordnet sind, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Laserstrahlen unter einem Winkel zueinander verlaufen, und daß die Paßflächen der Fassungen (29) für die Passung oder Passungen (134) der Abschlußstücke (26, 94) für die einzelnen Ebenen so angeordnet sind, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Laserstrahlen zu einander parallel sind.
  20. 20. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßflächen der Fassungen (29) für die Passung oder Passungen (134) der Abschlußstücke (26, 94) für die einzelnen Ebenen so angeordnet sind, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Laserstrahlen (144) unter einem Winkel zueinander verlaufen, und daß die Paßflächen der Fassungen (29) für die Passung oder Passungen (134) der Abschlußstücke (26, 94) für die einzelnen Spuren so angeordnet sind, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Laserstrahlen (144) zu einander parallel sind.
  21. 21. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassungen (29) Paßflächen für die Passung oder Passungen (134) der Abschlußstücke (26, 94) aufweisen, die so angeordnet sind, daß die Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Laserstrahlen zu einander parallel sind.
  22. 22. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinheit (Fig. 3a, Fig. 9, Fig. 9a) einen oder mehrere getrennte Modulatoren aufweist.
  23. 23. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinheit (Fig. 4a, Fig. 19, Fig. 19a) aus einem oder mehreren mehrkanaligen Modulatoren (34) besteht.
  24. 24. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß elektrooptische Modulatoren und /oder elektrooptische Ablenker (168) eingesetzt sind.
  25. 25. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß akustooptische Modulatoren und oder akustooptische Ablenker (34) eingesetzt sind.
  26. 26. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einheit (8) zur Formung des Laserstrahls im Bereich zwischen dem Strahlungseintritt (9) und dem Strahlungsaustritt (10) Mittel zum Zusammenführen der einzelnen Laserstrahlen (13) enthält.
  27. 27. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenführen der einzelnen Laserstrahlen Mittel zur Verringerung des Abstands der Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Strahlenbündel (Strahlen der Laserausgänge) (144) in Richtung der Spuren und/oder in Richtung der Ebenen vorgesehen sind.
  28. 28. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Verringerung des Abstands der Symmetrieachsen der Strahlen der Laserausgänge (144) mindestens eine Linse vorgesehen ist.
  29. 29. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Verringerung des Abstands der Symmetrieachsen der Strahlen der Laserausgänge (144) zwei Sammellinsen (191, 192) vorgesehen sind.
  30. 30. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Verringerung des Abstands der Symmetrieachsen der Strahlen der Laserausgänge (144) eine Sammellinse (202) und eine Zerstreuungslinse (203) vorgesehen sind.
  31. 31. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sphärische Linsen (191, 192) oder zylindrische Linsen (202, 203) vorgesehen sind.
  32. 32. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 29 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Linsen etwa gleich der Summe aus ihren beiden Brennweiten beträgt.
  33. 33. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 29 bis 32 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Linsen so eingestellt ist, daß die Strahlenbündel sich im Modulator (34) überschneiden.
  34. 34. Laserstrahlungsquelle nach den Ansprüchen 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Zusammenführen der Strahlen der Strahlen der Laserausgänge (133) Spiegel und/oder Linsen und/oder wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Elemente verwendet werden.
  35. 35. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenführen der Strahlen von mindesten zwei Laserausgängen ein wellenlängenabhängiges Element verwendet wird.
  36. 36. Laserstrahlungsquelle nach den Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß als wellenlängenabhängiges Element ein Filter (37) verwendet wird, das die Strahlung eines der Laserausgänge durchläßt und die Strahlung des anderen Laserausgangs reflektiert.
  37. 37. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenführen der Strahlen von mindesten zwei Laserausgängen mit polarisierter Strahlung ein polarisationsabhängiges Element verwendet wird.
  38. 38. Laserstrahlungsquelle Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß als polarisationsabhängiges Element ein polarisationsabhängiger Spiegel verwendet wird, der die polarisationsgerichtete Strahlung eines der Laserausgänge durchläßt und die polarisationsgerichtete Strahlung des anderen Laserausgangs reflektiert.
  39. 39. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenführen der Strahlen mindestens zweier Laserausgänge ein Streifenspiegel (46) verwendet wird, der die Strahlen der Laserausgänge aus einer ersten Richtung durchläßt und die Strahlen der Laserausgänge aus einer zweiten Richtung reflektiert.
  40. 40. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 26 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zusammenführen der Strahlen in Strahlrichtung vor und oder nach der Modulationseinheit (Fig. 3a) angeordnet sind.
  41. 41. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Zusammenführen der Strahlen innerhalb der Modulationseinheit ein oder mehrere ein- oder mehrkanalige akustooptische Ablenker (34) vorgesehen sind (Fig. 3a, Fig. 9, Fig. 9a).
  42. 42. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinheit zur Übertragung der aus den Abschlußstücken austretenden Laserstrahlen auf die Bearbeitungsfläche (81) mindestens eine Linse (165, 186, 197) aufweist.
  43. 43. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 10 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hohlspiegel (115) und der Bearbeitungsfläche (81) eine transparente Platte (117) vorgesehen ist.
  44. 44. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Platte (117) eine optische Korrekturplatte ist.
  45. 45. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 44 dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen als Linsensysteme ausgebildet sind.
  46. 46. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 10 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel (115, 121) sphärische und/oder asphärische Oberflächen aufweisen.
  47. 47. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 10 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Spiegel aus Metall ist.
  48. 48. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinheit ein auswechselbares Objektiv (61, 103, 112) aufweist.
  49. 49. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Strahlenbündel (144) einen Austrittskegel aufweisen, der durch den Abstand der Sammellinse (133) zum Faserende innerhalb der Abschlußstücke (26, 94) so einstellbar ist, daß sich für die Bearbeitungspunkte B1 bis Bn auf der Bearbeitungsfläche (81) eine optimale Schärfe ergibt.
  50. 50. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfanganordnung (78) einen im Strahlengang angeordneten polarisationsabhängigen Spiegel (169) aufweist, durch den die unerwünschte Laserstrahlung, die auf der Bearbeitungsfläche keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, von der Bearbeitungsfläche (81) ferngehalten wird.
  51. 51. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfanganordnung (73) einen im Strahlengang angeordneten Umlenkspiegel (74, 97, 121) aufweist, durch den die unerwünschte Laserstrahlung, die auf der Bearbeitungsfläche keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, von der Bearbeitungsfläche (81) ferngehalten wird.
  52. 52. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (74, 97, 121) aus Metall gefertigt ist.
  53. 53. (113). Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Spiegel (121) und der Umlenkspiegel (97) aus einem Teil gefertigt sind.
  54. 54. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Spiegel (121) auch als Umlenkspiegel für die unerwünschte Strahlung ausgebildet ist.
  55. 55. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Flächen entspiegelt sind.
  56. 56. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Bauelemente in ihre Fassungen eingeklebt sind.
  57. 57. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Bauelemente in ihre Fassungen gelötet sind.
  58. 58. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß von den optischen Bauelementen mindestens eines aus einem Material, insbesondere aus Saphir gefertigt ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Glas besitzt.
  59. 59. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 26 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zusammenführen der einzelnen Laserstrahlen (37) innerhalb des Gehäuses (35, 93) angeordnet sind.
  60. 60. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 14 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassungen (29) für die Abschlußstücke (26, 94) so in dem Gehäuse (35, 93) angeordnet und ausgerichtet sind, daß die einzelnen Laserstrahlen auf der Bearbeitungsfläche (81) zusammengeführt werden.
  61. 61. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verringerung des Abstandes der Symmetrieachsen der aus den Sammellinsen (133) der Abschlußstücke (26, 94) austretenden Strahlenbündel (46, 191, 192, 202, 203) im Gehäuse (35, 93) angeordnet sind.
  62. 62. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 3 bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß

    im Gehäuse (36, 93) eine zylindrische Öffnung (48) für ein auswechselbares Modulatorgehäuse (172) vorgesehen ist, das innerhalb der zylindrischen Öffnung durch Verdrehen justier- und fixierbar ist (48) und das an seiner nach außen weisenden Seite elektrische Anschlüsse (181) aufweist, die mit einer Steuerelektronik und mit einer Leitungsanordnung (171) für die elektrische Ansteuerung des Modulators und/oder Ablenkers (34, 168) verbunden sind, und

    daß das Modulatorgehäuse an seiner in den Innenraum (44, 111) des Gehäuses (35, 93) weisenden Stirnseite eine Halterung für den Modulator und/oder Ablenker (34, 168) aufweist und in seinem Inneren die Leitungsanordnung (171) enthält, wobei die Leitungsanordnung aus dem Inneren des Modulatorgehäuses (172) durch die zum Innenraum des Gehäuses (35, 93) weisende Stirnseite in den Innenraum (44, 111) ragt und elektrisch mit dem Modulator verbunden ist.
  63. 63. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (35, 93) mehrere zylindrische Öffnungen (48) für mehrere Modulatorgehäuse (172) aufweist.
  64. 64. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (51, 95, 113) durch eine an der Strahlaustrittsseite des Gehäuses (35, 93) angeordnete Bohrung (47) zentriert wird und an dem Gehäuse (35, 93) angeflanscht ist.
  65. 65. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (73, 86) zum Abfangen und Unschädlichmachen der Laserstrahlung, die auf der Bearbeitungsfläche (81) keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, seitlich an dem Rohr (51, 95, 113) angeflanscht ist.
  66. 66. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (82) zum Entfernen des von der Bearbeitungsfläche (81) abgetragenen Materials zwischen dem Strahlungsaustritt aus der Übertragungseinheit am Ende des Rohrs (51, 95, 113) und der Bearbeitungsfläche (81) vorgesehen ist.
  67. 67. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (51, 95, 113) um seine durch die Objektivlinse (61, 103, 112) bestimmte Achse drehbar und/oder in seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.
  68. 68. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auffangen der unerwünschten Strahlung ein Sumpf vorgesehen ist, in den die unerwünschte Strahlung geleitet wird.
  69. 69. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf aus einem Medium besteht, das die unerwünschte Strahlung absorbiert, indem die Energie der Strahlung in Wärme umgesetzt wird.
  70. 70. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 68 oder 69, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf als Wärmetauscher ausgebildet ist.
  71. 71. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 68 bis 70, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Abfangen und Unschädlichmachen der unerwünschten Laserstrahlung zwischen dem Umlenkspiegel (74, 97, 121) oder dem polarisationsabhängigen Spiegel (169) und dem Sumpf zum Auffangen der unerwünschten Laserstrahlung ein optisches Bauelement (75) enthält, das den Innenraum des Rohrs (51, 95, 113) von dem Sumpf abtrennt und in seinem Durchmesser so bemessen ist, daß die in den Sumpf geleitete Laserstrahlung gerade passieren kann, während solche Strahlung, die vom dem Sumpf zurück reflektiert oder zurück gestreut wird, weitgehend im Sumpf zurückgehalten wird.
  72. 72. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauelement (75) eine Glasplatte oder eine Linse ist.
  73. 73. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauelement (75) entspiegelt ist.
  74. 74. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 71 bis 73, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauelement (75) in seine Fassung geklebt oder gelötet ist.
  75. 75. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 50 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (73, 86) zum Abfangen der unerwünschten Laserstrahlung aus einer zylindrisch ausgebildeten Abfanganordnung (73) mit dem Umlenkspiegel (74, 97, 121) - oder aus einer zylindrisch ausgebildeten Abfanganordnung (86) oder mit dem polarisationsabhängigen Spiegel (169) - mit dem optischen Element (75), und einem Flansch zur Befestigung an dem Rohr (51, 95, 113) besteht.
  76. 76. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 68 bis 70, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf zum Auffangen der unerwünschten Strahlung aus einer Platte 86 besteht, die Öffnungen 87 enthält, durch die ein Kühlmittel geleitet werden kann.
  77. 77. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (86) auf der Seite, die der Laserstrahlung zugewendet ist, eine ebene Oberfläche hat, die zu der auftreffenden Laserstrahlung geneigt ist.
  78. 78. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Platte ballig oder hohl ausgeformt ist.
  79. 79. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 76 bis 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aufgerauht ist.
  80. 80. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 79, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einheit (8) zur Formung des Laserstrahls so ausgeführt ist, daß sich auf der Bearbeitungsfläche (81) Strahltaillen ergeben.
  81. 81. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 80, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch wirksamen Flächen der Bauelemente mit reflexmindernden Schichten versehen sind.
  82. 82. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 81, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch wirksamen Flächen gegenüber der Laserstrahlung zur Vermeidung von Rückreflexionen und Rückstreuungen in die Laser geneigt angeordnet sind.
  83. 83. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 25 bis 82, dadurch gekennzeichnet, daß die akustooptischen Modulatoren in Bezug auf die einfallende Laserstrahlung so angeordnet sind, daß die gerade hindurchgehende, nicht abgelenkte Strahlung (I0) einen Bearbeitungseffekt hervorruft und daß die abgelenkte Strahlung (I1) keinen Bearbeitungseffekt hervorruft.
  84. 84. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 25 bis 82, dadurch gekennzeichnet, daß die akustooptischen Modulatoren (34) in bezug auf die einfallende Laserstrahlung so angeordnet sind, daß die abgelenkte Strahlung (I1) einen Bearbeitungseffekt hervorruft und daß die gerade hindurchgehende, nicht abgelenkte Strahlung (l0) keinen Bearbeitungseffekt hervorruft.
  85. 85. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 84, dadurch gekennzeichnet, daß an der optischen Einheit (8) zur Formung des Laserstrahls Mittel vorgesehen sind, die eine Verunreinigung der optischen Flächen verhindern.
  86. 86. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung der Verunreinigung der optischen Flächen darin bestehen, daß die Aufnahme und/oder die optische Einheit (8) frei von ausgasenden Materialien sind, gasdicht verschließbar sind, und daß optische Fenster zum Austritt der Laserstrahlung vorgesehen sind.
  87. 87. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 86 dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fenster, durch die die Laserstrahlung austritt, Glasplatten sind.
  88. 88. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fenster, durch die die Laserstrahlung austritt, Glasplatten oder Linsen sind.
  89. 89. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (61, 103, 112) als optisches Fenster zum Durchtreten der Laserstrahlung, die einen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, vorgesehen ist.
  90. 90. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (117) als optisches Fenster zum Durchtreten der Laserstrahlung, die einen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, vorgesehen ist.
  91. 91. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 88 dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (75) als optisches Fenster zum Durchtreten der Laserstrahlung, die keinen Bearbeitungseffekt hervorrufen soll, vorgesehen ist.
  92. 92. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Aufnahme zur Adaption der optischen Einheit (8) (35, 93, 51, 95, 113) gasdicht miteinander verbunden sind und daß die mit ihr verbundenen Baugruppen (26, 94, 37, 41, 46, 73, 54, 96, 116, 118) gasdicht angebracht sind.
  93. 93. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Dichten Dichtungen (36, 43, 52, 76, 62, 124, 125) vorgesehen sind.
  94. 94. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Dichten Verklebungen (223) vorgesehen sind.
  95. 95. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Dichten Verlötungen (223) vorgesehen sind.
  96. 96. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 95, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (35, 93) ein Ventil (77) vorgesehen ist, über das der Innenraum der mehrteiligen Aufnahme und der optischen Einheit (8) evakuierbar oder mit einem Schutzgas beaufschlagbar ist.
  97. 97. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung der Objektivlinse (61, 103, 112) auf ihrem Umfang verteilt eine oder mehrere Öffnungen (120) aufweist, durch die ein Schutzgas ausströmen kann (Fig. 3f).
  98. 98. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 97, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme zur Adaption der optischen Einheit (8) an dem Gehäuse (35, 93) im Bereich der Abschlußstücke (26, 94) mit Kühlrippen versehen ist.
  99. 99. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 98, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme zur Adaption der optischen Einheit (8) an dem Rohr (118) im Bereich der Abfangeinheit (73) und der Objektivlinse 112 mit Kühlrippen versehen ist.
  100. 100. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 99, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einheit (8) im Bereich der Abschlußstücke und/oder der Linsen mit Bohrungen (87) zur Zufuhr eines Kühlmittels versehen ist (Fig. 3d, Fig. 3e).
  101. 101. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 100, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulatorgehäuse (172) im Bereich des Modulators (34) mit Bohrungen (87) zur Zufuhr eines Kühlmittels versehen ist.






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