1. Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Adaptieren eines Durchmessers eines Photonenstrahls, eine Projektionsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren und Computerprogramm.

2. Stand der Technik

Für verschiedene optische Anwendungen kann es hilfreich sein, einen vorliegenden Photonenstrahl in seinem Durchmesser zu adaptieren. Beispielsweise kann es hilfreich sein, den Photonenstrahl auf einen bestimmen Durchmesser zu skalieren. Die Adaption des Durchmessers eines Photonenstrahls kann z.B. in einem optischen Vergrößerungssystem (z.B. einem Zoom-System, einer Projektionsvorrichtung, einer Replikationsvorrichtung, einer Anzeigevorrichtung, etc.) zum Einsatz kommen. Üblicherweise können optische Vergrößerungssysteme über ein System verschiedener optischer Linsen realisiert werden, wobei der Photonenstrahl die Linsen passiert, um auf einen definierten Durchmesser eingestellt zu werden. Dabei bedarf es zur Adaption des Durchmessers meist einer präzisen Justierung bzw. einer Feinabstimmung eines oder mehrerer optischer Elemente des Linsensystems (z.B. über einen definierten Versatz einer oder mehrerer Linsen). Je nach Komplexität des optischen Linsensystems und den technischen Anforderungen bei der Adaption des Durchmessers kann dies eine nicht unerhebliche technische Herausforderung darstellen. Dies wird zusätzlich erschwert, da sich bei Linsen optische Abbildungsfehler (d.h. Aberrationen) meist nicht vermeiden lassen, sodass diese entweder hingenommen werden oder über ein komplexes optisches Design reduziert werden müssen.

Ferner sind auch optische Vergrößerungssysteme bekannt, welche auf reflektive optische Elemente zurückgreifen. Der Strahlengang des Photonenstrahls kann dabei meist komplexe Auslenkungen gegenüber einer optischen Achse aufweisen, da die Adaption des Durchmessers des Photonenstrahls in derartigen reflektiven Vergrößerungssystemen üblicherweise nicht definiert entlang einer optischen Achse stattfinden kann, wie bei einem Linsensystem. Es ergeben sich somit auch für reflektive Vergrößerungssysteme oft hohe technische optischen Qualität.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, das Adaptieren eines Durchmessers eines Photonenstrahls zu verbessern und/oder zu vereinfachen.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird zumindest teilweise durch die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung gelöst.

Ein erster Aspekt betrifft ein System zum Adaptieren eines Durchmessers eines Photonenstrahls. Das System umfasst ein erstes Element mit einer gekrümmten Oberfläche, welches einen ersten und einen zweiten Fokus aufweist. Das System ist so eingerichtet, dass der Photonenstrahl in den ersten Fokus fokussiert wird, sodass der Photonenstrahl nach Reflektion an der Oberfläche des ersten Elements auf den zweiten Fokus fokussiert wird.

Die Erfindung ermöglicht somit ein definiertes Leiten des Photonenstrahls durch das System zum Adaptieren dessen Durchmessers, da der auf den ersten Fokus fokussierte Photonenstrahl über dessen Reflektion am ersten Element immer definiert an dem zweiten Fokus des ersten Elements ausgegeben wird. Das erste Element kann somit als reflektive Umlenkeinheit des Photonenstrahls in dem System aufgefasst werden. Das Umlenken des Photonenstrahls kann demnach ohne ein aktives Justieren des ersten Elements funktionieren, da man sich im System zu Nutze machen kann, dass der am ersten Fokus fokussierte Photonenstrahl immer an dem zweiten Fokus fokussiert ausgegeben wird. Ein gezieltes Justieren bzw. Fokussieren auf die Position des zweiten Fokus kann somit entfallen. Die Erfindung kann es demnach ermöglichen, die Komplexität in einem System zum Adaptieren eines Durchmessers eines Photonenstrahls zu verringern. Gleichzeitig kann dabei die optische Qualität des Photonenstrahls bei dem definierten Leiten bzw. Umlenken gewährleistet werden, da das erste Element so konfiguriert sein kann, dass keine (wesentliche) Aberration bei der Reflektion des Photonenstrahls am ersten Element auf den Photonenstrahl eingebracht wird. Z.B. kann die Erfindung in dieser Hinsicht eine Aberration vermeiden, welche typischerweise mit einem Passieren/Transmittieren eines Photonenstrahls durch zwei Medien assoziiert ist (z.B. bei einer Linse). Die optische Qualität des am ersten Fokus fokussierten Photonenstrahls kann somit (im Wesentlichen) der optischen Qualität des reflektierten Photonenstrahls am zweiten Fokus entsprechen. In einem Beispiel Aberration von dem ersten Fokus zu dem zweiten Fokus geleitet wird, ohne eine Notwendigkeit einer (z.B. komplexen) Justage oder Korrektur und gleichzeitig kann die gekrümmte Oberfläche so ausgestaltet sein, dass eine numerische Apertur des Photonenstrahls bei der Reflexion geändert wird, so dass sich nach Kollimation ein geänderter Ausgangsdurchmesser des Photonenstrahls einstellen kann (ohne einen beweglichen Kollimator zu erfordern).

Somit kann ein System zum Adaptieren eines Durchmessers eines Photonenstrahls bereitgestellt werden, das ohne Linsen und somit ohne wesentliche chromatische Aberration auskommt. Es kann somit über einen großen Wellenlängenbereich eingesetzt werden, ohne dass dabei Aberrationen auftreten. Das System kann z.B. ausschließlich mit reflektierenden Elementen arbeiten.

In einem Beispiel kann die gekrümmte Oberfläche des ersten Elements zumindest teilweise konkav sein, wobei das System so eingerichtet sein kann, dass der Photonenstrahl auf einen konkaven Bereich auftrifft. Der Photonenstrahl kann demnach über die Fokussierung auf den ersten Fokus auf einen konkaven Abschnitt der Oberfläche des ersten Elements treffen, welche den Photonenstrahl in den zweiten Fokus des ersten Elements reflektiert bzw. fokussiert. Die Krümmung der Oberfläche kann z.B. lokal unterschiedlich sein bzw. lokal variieren.

Die gekrümmte Oberfläche kann sich z.B. in einer ersten Ebene erstrecken, wobei das erste Element entlang einer dazu orthogonalen zweiten Ebene keine Krümmung aufweist. Der einfallende Photonenstrahl kann z.B. in der ersten Ebene liegen. In anderen Beispielen ist die gekrümmte Oberfläche auch in der zweiten Ebene gekrümmt. Die Krümmung in der zweiten Ebene kann z.B. im Wesentlichen der Krümmung in der ersten Ebene entsprechen.

In einem Beispiel umfasst das erste Element einen elliptischen Spiegel. Der elliptische Spiegel kann dabei zwei Fokuspunkte aufweisen, welche dem ersten Fokus und dem zweiten Fokus des ersten Elements entsprechen. Der elliptische Spiegel kann dabei zumindest entlang einer Ebene einen konkaven Bereich aufweisen. Z.B. kann der elliptische Spiegel ausschließlich entlang einer Ebene über eine elliptische Kurve beschrieben werden. In einem anderen Beispiel kann der elliptische Spiegel entlang zweier orthogonaler Ebenen jeweils einen konkaven Bereich aufweisen. Beispielsweise kann die Geometrie der Oberfläche des Spiegels mathematisch über eine Ellipse beschrieben werden (z.B. über eine elliptische Kurve und/oder eine ellipsoide Oberfläche). In einem Beispiel umfasst das System einen ersten Auskoppler, der den Photonenstrahl nach Reflektion am ersten Auskoppler auf einen ersten Ausgangsdurchmesser kollimiert. Der vom ersten Auskoppler kollimierte Photonenstrahl kann dabei dem zuvor am ersten Element reflektierten Photonenstrahl entsprechen. Der erste Auskoppler kann z.B. eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, welche den Photonenstrahl empfängt, sodass der Photonenstrahl derart an der gekrümmten Oberfläche reflektiert wird, dass der Photonenstrahl nach dieser Reflektion auf einen (definierten) ersten Ausgangsdurchmesser kollimiert ist. In einem Beispiel kann die gekrümmte Oberfläche des ersten Auskoppler einen konkaven Bereich umfassen, auf den der einfallende Photonenstrahl fällt. Die Geometrie der gekrümmten Oberfläche kann z.B. lokal unterschiedlich sein und/oder über eine Parabel mathematisch beschrieben werden (z.B. über eine parabolische Kurve/Oberfläche). In einem Beispiel umfasst der erste Auskoppler einen Parabolspiegel. Der Parabolspiegel kann dabei zumindest entlang einer Achse die entsprechende Krümmung aufweisen. Z.B. kann der Parabolspiegel ausschließlich entlang einer Ebene einen konkaven Bereich aufweisen. In einem anderen Beispiel kann der Parabolspiegel entlang zweier orthogonaler Ebenen jeweils einen konkaven Bereich aufweisen.

In einem Beispiel ist der Auskoppler nach dem zweiten Fokus des ersten Elements angeordnet, sodass der auf dem Auskoppler einfallende Photonenstrahl zuvor auf den zweiten Fokus des ersten Elements fokussiert wurde. In diesem Fall, kann also der von dem zweiten Fokus divergierende Photonenstrahl auf den Auskoppler einfallen und auf den ersten Ausgangsdurchmesser kollimiert werden.

In einem anderen Beispiel umfasst der erste Auskoppler einen Auskoppler, der den Photonenstrahl ohne Reflektion auf einen ersten Ausgangsdurchmesser kollimiert. In diesem Beispiel kann der erste Auskoppler z.B. eine Kollimier-Linse, ein Kollimierlinsensystem und/oder einen Kollimator umfassen, welcher nicht zwangsweise reflektive Elemente umfassen muss.

In einem Beispiel sind das erste Element und der erste Auskoppler so zueinander angeordnet, dass ein Fokus des ersten Auskopplers und der zweite Fokus des ersten Elements sich im Wesentlichen an einer gleichen Position befinden. Dies kann eine Abstimmung des ersten Elements mit dem ersten Auskoppler ermöglichen, da somit gegeben ist, dass der Photonenstrahl nicht nur in den zweiten Fokus des ersten Elements fokussiert wird, sondern weitere Hilfsmittel stets kollimiert ausgegeben wird.

In einem Beispiel können das erste Element und der erste Auskoppler relativ zueinander positionsfest angeordnet sein. Das erste Element und der erste Auskoppler können also relativ zueinander unbeweglich konfiguriert sein, wodurch es keiner lokalen Abstimmung der beiden Komponenten (z.B. während des Adaptierens der Photonenstrahlung) bedarf, sodass die Systemkomplexität reduziert ist.

Es sei erwähnt, dass der erste Auskoppler in einem anderen Beispiel auch feinjustiert werden kann, um die Kollimation des ersten Ausgangsdurchmessers geeignet anzupassen bzw. um die Überlappung des zweiten Fokus des ersten Elements mit dem Fokus des ersten Auskopplers zu kalibrieren (z.B. kann dies über eine Verschiebung/Verkippung des ersten Auskopplers z.B. über geeignete Positionierer erfolgen). Wichtig ist jedoch, dass eine Kalibration im Normalbetrieb entfallen kann, da das System so eingerichtet sein kann, dass sich die optimale Position zwischen erstem Element und erstem Auskoppler nicht ändert, auch wenn z.B. die Wellenlänge und/oder Vergrößerung des Systems geändert wird.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass der erste Ausgangsdurchmesser abhängig ist von einer numerischen Apertur des in den ersten Fokus fokussierten Photonenstrahls. Das System kann demnach zielgerichtet so ausgelegt sein, dass für einen gewünschten ersten Ausgangsdurchmesser eine vorbestimmte numerische Apertur des in den ersten Fokus fokussierten Photonenstrahls ermittelt werden kann. Es kann demnach in dem System ein direkter Zusammenhang zwischen der numerischen Apertur des in den ersten Fokus fokussierten Photonenstrahls und dem ersten Ausgangsdurchmesser vorliegen. Beispielsweise kann das System derart entworfen sein, dass ein vorbestimmter erster Ausgangsdurchmesser vorliegt, basierend auf einer vorbestimmten numerischen Apertur des Photonenstrahls in dem ersten Fokus. Das definierte Anlegen der numerischen Apertur kann z.B. über das Design verschiedener optischer Elemente des Systems vorbestimmt hervorgerufen sein, welche den Photonenstrahl vordefiniert mit einer gewünschten numerischen Apertur in den ersten Fokus des ersten Elements leiten. Beispiele hierfür sind im Weiteren noch beschrieben.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass der erste Ausgangsdurchmesser abhängig ist von einem Einfallswinkel, unter dem der fokussierte Photonenstrahl in den ersten Fokus fokussiert wird. Das System kann demnach gezielt so ausgelegt sein, dass für einen Fokus fokussierten Photonenstrahls ermittelt werden kann. Der Einfallswinkel des Photonenstrahls in den ersten Fokus kann dabei bezüglich einer Linie bzw. einer Ebene des ersten Elements definiert sein. Beispielweise kann der Einfallswinkel bezüglich der Linie definiert sein, welche sich über die Verbindung des ersten und des zweiten Fokus des ersten Elements ergibt (bzw. kann der Einfallswinkel sich auch auf eine Ebene beziehen, welche über den ersten und zweiten Fokus aufgespannt wird). Der Einfallswinkel kann z.B. bezüglich einem Richtungsstrahl des Photonenstrahls definiert sein.

Der Erfinder hat dabei eine Systemanordnung erkannt, mit der, auch bei einer (im Wesentlichen) konstanten numerischen Apertur des Photonenstrahls am ersten Fokus, ein direkter Zusammenhang des Einfallswinkels des Photonenstrahls am ersten Fokus zu dem ersten Ausgangsdurchmesser vorliegen kann. Dem liegt zu Grunde, dass über die Systemanordnung die numerische Apertur am ersten Fokus (hierin bezeichnet als erste numerische Apertur) auch eine numerische Apertur des Photonenstrahls am zweiten Fokus verursacht wird (hierin bezeichnet als zweite numerische Apertur). Die Systemanordnung kann dabei derart aufgebaut sein, dass, auch bei einer konstanten ersten numerischen Apertur, der Einfallswinkel am ersten Fokus einen direkten Zusammenhang mit der Größenordnung der zweiten numerischen Apertur hat. Das System kann es demnach ermöglichen, eine numerische Apertur zu modulieren. Z.B. kann bei einer konstanten ersten numerischen Apertur über eine Variation bzw. einen vorbestimmten Einfallswinkel gezielt die zweite numerische Apertur eingestellt werden. Die zweite numerische Apertur kann dabei je nach Einfallswinkel verschieden von der ersten numerischen Apertur eingestellt werden (z.B. größer, kleiner oder auch gleich der ersten numerischen Apertur). Die Systemanordnung kann es dabei ermöglichen, dass wiederum die Dimension der zweiten numerischen Apertur in direktem Zusammenhang zu dem ersten Ausgangsdurchmesser stehen kann. Z.B. kann der erste Auskoppler je nach Dimension der zweiten numerischen Apertur des Photonenstrahls eine entsprechende Dimension des ersten Ausgangsdurchmessers verursachen. Somit liegt ein System vor, bei dem der Einfallswinkel, unter dem der fokussierte Photonenstrahl in den ersten Fokus fokussiert wird, eine Modulation der zweiten numerische Apertur ermöglicht, wobei die Modulation der zweiten numerischen Apertur anschließend den ersten Ausgangsdurchmesser definieren kann. Beispielsweise kann das System so entworfen sein, dass ein vorbestimmter erster Ausgangsdurchmesser vorliegt, basierend auf einem vorbestimmten Einfallswinkel des Photonenstrahls in den ersten Fokus. Das definierte Anlegen des Einfallswinkels kann z.B. über das Design verschiedener optischer Elemente des Systems vorbestimmt hervorgerufen sein, Fokus des ersten Elements leitet. Beispiele hierfür sind im Weiteren noch beschrieben.

In einem Beispiel weist das System ferner ein Mittel auf zum Variieren der numerischen Apertur des in den ersten Fokus fokussierten Photonenstrahls und/oder des Einfallswinkels, unter dem der fokussierte Photonenstrahl in den ersten Fokus fokussiert wird. Wie hierin beschrieben kann also die Abhängigkeit des Ausgangsdurchmesser des Photonenstrahls von der ersten numerischen Apertur und dem Einfallswinkel nicht nur statisch vorliegen, sondern bei dem Betrieb des Systems variabel genutzt werden. Das Variieren kann dabei umfassen, dass zumindest zwei numerische Aperturen des in den ersten Fokus fokussierten Photonenstrahls für den Betrieb des Systems eingestellt werden können. Ferner kann das Variieren umfassen, dass zumindest zwei Einfallswinkel, unter denen der fokussierte Photonenstrahl in den ersten Fokus fokussiert wird, für den Betrieb des Systems eingestellt werden können. Das Variieren kann z.B. umfassen, dass in dem System gezielt ein Modus eingestellt werden kann, der einen gewünschten Ausgangsdurchmesser verursacht. So kann das Variieren umfassen, dass zumindest zwei Ausgangsdurchmesser des Photonenstrahls eingestellt werden. Z.B. kann dabei der Einfallswinkel (und/oder die erste numerische Apertur) auf einen von zumindest zwei vorbestimmten Werten eingestellt werden. Der Betrieb des Systems in einem Modus kann anschließend z.B. statisch erfolgen, sodass der Photonenstrahl mit dem eingestellten (konstanten) Ausgangsdurchmesser ausgekoppelt wird (z.B. erfolgt während des Auskoppelns keine weitere Variation der ersten numerischen Apertur und/oder des Einfallswinkels). In einem weiteren Beispiel ist es jedoch auch denkbar, dass das Variieren dynamisch während des Auskoppelns des Photonenstrahls erfolgt. Dabei kann der Ausgangsdurchmesser (bzw. die erste numerische Apertur und/oder der Einfallswinkel) z.B. mit einer Frequenz variiert werden.

Das System kann z.B. eine Benutzerschnittstelle aufweisen, die es erlaubt, einen Ausgangsdurchmesser vorzugeben. Das System kann dann automatisch die numerische Apertur und/oder den Einfallswinkel einstellen, um den vorgegebenen Ausgangsdurchmesser bereitzustellen.

In einem Beispiel weist das System weiterhin einen ersten Einkoppler auf. Das System kann so eingerichtet sein, dass der Photonenstrahl kollimiert am ersten Einkoppler mit einem Eingangsdurchmesser empfangen wird. Der erste Einkoppler kann so eingerichtet sein, dass er den Photonenstrahl bei kollimiertem Empfang durch Reflektion am ersten Einkoppler auf den ersten Fokus (des ersten Elements) fokussiert. Beispielsweise können der erste Einkoppler, das aufgefasst werden. Der kollimierte Photonenstrahl mit dem Eingangsdurchmesser kann dabei als Eingang (bzw. Eingangssignal) des ersten Subsystems aufgefasst werden. Der kollimierte Photonenstrahl mit dem ersten Ausgangsdurchmesser kann dabei als Ausgang (bzw. Ausgangssignal) des ersten Subsystems aufgefasst werden.

Der erste Einkoppler kann z.B. eine gekrümmte und reflektive Oberfläche aufweisen, welche den kollimierten Photonenstrahl mit dem Eingangsdurchmesser empfängt, sodass der kollimierte Photonenstrahl derart an der gekrümmten Oberfläche des ersten Einkopplers reflektiert wird, dass der Photonenstrahl auf den ersten Fokus fokussiert wird. In einem Beispiel kann die gekrümmte Oberfläche des ersten Einkopplers einen (lokal unterschiedlichen) konkaven Bereich bezüglich des einfallenden kollimierten Photonenstrahls umfassen. Die Geometrie der gekrümmten Oberfläche kann z.B. über eine Parabel mathematisch beschrieben werden (z.B. über eine parabolische Kurve/Oberfläche). In einem Beispiel umfasst der erste Einkoppler einen Parabolspiegel. Der Parabolspiegel kann dabei zumindest entlang einer Ebene den konkaven Bereich aufweisen. Z.B. kann der Parabolspiegel ausschließlich entlang einer Ebene einen konkaven Bereich aufweisen. In einem anderen Beispiel kann der Parabolspiegel entlang zweier orthogonaler Ebenen jeweils eine konkaven Bereich aufweisen.

In einem Beispiel sind das erste Element und der erste Einkoppler so zueinander angeordnet, dass ein Fokus des ersten Einkopplers und der erste Fokus des ersten Elements sich im Wesentlichen an einer gleichen Position befinden.

In einem Beispiel können das erste Element und der erste Einkoppler relativ zueinander positionsfest angeordnet sein. Das erste Element und der erste Einkoppler können also relativ zueinander unbeweglich konfiguriert sein, wodurch die Komplexität der Justage bei dem System zum Adaptieren der Photonenstrahlung reduziert ist. Diese beispielhafte Anordnung kann also ermöglichen, dass der Photonenstrahl präzise in den ersten Fokus des ersten Elements umgeleitet wird, und somit auch entsprechend präzise in den zweiten Fokus des ersten Elements, wobei es in diesem Beispiel keiner Justierung bedarf, um dies umzusetzen.

Es sei erwähnt, dass der erste Eingangskoppler in einem anderen Beispiel auch feinjustiert werden kann, um die Fokussierung auf den ersten Fokus geeignet anzupassen bzw. um die Überlappung des zweiten Fokus des ersten Elements mit dem Fokus des ersten Einkopplers zu kalibrieren (z.B. kann dies über eine Verschiebung/Verkippung des ersten Eingangskopplers Normalbetrieb entfallen kann, da das System so eingerichtet sein kann, dass sich die optimale Position zwischen erstem Element und erstem Einkoppler nicht ändert, auch wenn z.B. die Wellenlänge und/oder Vergrößerung des Systems geändert wird.

In einem anderen Beispiel weist das System einen ersten Einkoppler auf, wobei der erste Einkoppler eingerichtet ist, den Photonenstrahl kollimiert in einem Eingangsdurchmesser zu empfangen und den Photonenstrahl ohne Reflektion auf den ersten Fokus zu fokussieren. In einem Beispiel kann der erste Einkoppler z.B. eine Fokussierlinse, ein Fokussierlinsensystem und/oder eine optische Fokussiervorrichtung umfassen.

In einem Beispiel kann das Mittel zum Variieren so eingerichtet sein, dass es den empfangenen kollimierten Photonenstrahl (in dem Eingangsdurchmesser) auf unterschiedliche Segmente einer Oberfläche des ersten Einkopplers richten kann. Durch dieses Richten des empfangenen kollimierten Photonenstrahls auf unterschiedliche Segmente können unterschiedliche Einfallswinkel des Photonenstrahls auf den ersten Fokus eingestellt werden. Ein vorbestimmtes Segment kann dabei mit einem vorbestimmten Einfallswinkel assoziiert sein. Der Effekt des Einstellens des Einfallswinkels kann bei der Reflektion am ersten Einkoppler dadurch zustande kommen, dass die empfangene kollimierte Photonenstrahlung unabhängig von dem bestrahlten Segment in den ersten Fokus des ersten Elements fokussiert wird. Durch die räumliche Separation der bestrahlten Segmente ergeben sich aber räumlich versetzte Startpunkte der reflektierten Randstrahlen der Photonenstrahlung auf der Oberfläche des ersten Einkopplers. Durch die Fokussierung auf den ersten Fokus laufen diese (zunächst räumlich versetzten) Randstrahlen jedoch alle in den ersten Fokus zusammen, sodass sich bei unterschiedlich bestrahlten Segmenten verschiedene Einfallswinkel ergeben. Das Mittel zum Variieren kann dabei z.B. eingerichtet sein, den empfangenen kollimierten Photonenstrahl über eine Verschiebung (z.B. eine Parallelverschiebung) desselben auf unterschiedliche Segmente der Oberfläche des ersten Einkopplers zu richten. Dies kann z.B. mit einem beweglichen Spiegel implementiert werden. Das Mittel zum Variieren kann dabei Mittel zum Verschieben des empfangenen kollimierten Strahls umfassen (z.B. einen beweglichen Spiegel, z.B. einen planen Spiegel ohne Krümmung). Z.B. kann der bewegliche Spiegel (als Mittel zum Verschieben) lediglich entlang einer Achse verschiebbar sein, sodass lediglich eine Parallelverschiebung des empfangen kollimierten Photonenstrahls möglich und nötig ist, um die Segmente des ersten Einkopplers zu bestrahlen. Dies kann eine besonders einfache Justage und Konstruktion drei Achsen beweglich und/oder schwenkbar sein.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass der erste Ausgangsdurchmesser größer oder gleich ist als der Durchmesser des Eingangsdurchmessers. Das System (wie hierin beschrieben) kann demnach derart eingestellt werden, dass der kollimierte Photonenstrahl mit dem Eingangsdurchmesser eine derartige Adaption erfährt, dass der erste Ausgangsdurchmesser des Photonenstrahls um einen bestimmten Faktor höher ist als der Eingangsdurchmesser. Das System kann somit als Strahlaufweiter (engl. beam expander) verwendet werden. Beispielsweise kann dies ermöglicht werden, indem das System derart eingerichtet oder eingestellt wird wie hierin beschrieben, sodass die zweite numerische Apertur größer ist als die erste numerische Apertur, was z.B. über einen geeigneten Einfallswinkel am ersten Fokus umgesetzt werden kann.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass zumindest zwei Vergrößerungen des ersten Ausgangsdurchmessers bezüglich des Eingangsdurchmessers eingestellt werden können. Das System kann somit in zumindest zwei Vergrößerungsmodi betrieben werden, wobei jeder Vergrößerungsmodus mit einer bestimmten Vergrößerung einhergeht. Der Betrieb des Systems in einem Vergrößerungsmodus kann z.B. statisch erfolgen, sodass der Photonenstrahl mit der eingestellten (konstanten) Vergrößerung ausgekoppelt wird (z.B. erfolgt während des Auskoppelns keine weitere Variation der Vergrößerung). In einem weiteren Beispiel ist es jedoch auch denkbar, dass die Vergrößerung dynamisch während des Auskoppelns des Photonenstrahls erfolgt. Dabei kann die Vergrößerung z.B. mit einer Frequenz zwischen verschiedenen Werten variiert werden.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass die Vergrößerung des ersten Ausgangsdurchmessers bezüglich des Eingangsdurchmessers einen Faktor von zumindest 1,4, bevorzugt zumindest 1,7, mehr bevorzugt zumindest 2,2, am meisten bevorzugt zumindest 3,2 oder zumindest 4 umfasst. Z.B. kann die Vergrößerung auch zumindest die mathematische Wurzel aus zwei, bevorzugt zumindest die Wurzel aus drei, mehr bevorzugt zumindest die Wurzel aus fünf, am meisten bevorzugt zumindest die Wurzel aus zehn umfassen. Das System kann so eingerichtet sein, dass es die Vergrößerung in einem Bereich von z.B. 1 bis zumindest 3,2 oder von z.B. 1 bis zumindest 4 oder von 1 bis zumindest 10 variieren kann. innerhalb der genannten Bereiche. Alternativ oder zusätzlich kann es auch dazu eingerichtet sein, dass zumindest zwei Vergrößerungen als diskrete Werte eingestellt werden können, z.B. kann vorgesehen sein, dass von zumindest einem Vergrößerungswert diskret auf zumindest einen anderen Vergrößerungswert umgeschaltet werden kann, der z.B. erheblich größer oder kleiner sein kann.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass der erste Ausgangsdurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Eingangsdurchmessers. Das System (wie hierin beschrieben) kann demnach derart eingestellt werden, dass der kollimierte Photonenstrahl mit dem Eingangsdurchmesser eine derartige Adaption erfährt, dass der erste Ausgangsdurchmesser des Photonenstrahls um einen bestimmten Faktor kleiner ist als der Eingangsdurchmesser. Das System kann somit als Strahlreduzierer (engl. beam reducer) verwendet werden. Beispielsweise kann dies ermöglicht werden, indem das System derart eingerichtet oder eingestellt wird wie hierin beschrieben, sodass die zweite numerische Apertur kleiner ist als die erste numerische Apertur, was z.B. über einen geeigneten Einfallswinkel am ersten Fokus umgesetzt werden kann.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass zumindest zwei Verkleinerungen des ersten Ausgangsdurchmessers bezüglich des Eingangsdurchmessers eingestellt werden können. Das System kann somit in zumindest zwei Verkleinerungsmodi betrieben werden, wobei jeder Verkleinerungsmodus mit einer bestimmten Verkleinerung einhergeht. Der Betrieb des Systems in einem Verkleinerungsmodus kann z.B. statisch erfolgen, sodass der Photonenstrahl mit der eingestellten (konstanten) Verkleinerung ausgekoppelt wird (z.B. erfolgt während des Auskoppelns keine weitere Variation der Verkleinerung). In einem weiteren Beispiel ist es jedoch auch denkbar, dass die Verkleinerung dynamisch während des Auskoppelns des Photonenstrahls erfolgt. Dabei kann die Verkleinerung z.B. mit einer Frequenz zwischen verschiedenen Werten variiert werden.

In einem Beispiel ist das System ferner so eingerichtet, dass die Verkleinerung des ersten Ausgangsdurchmessers bezüglich des Eingangsdurchmessers einen Faktor von zumindest 1,4, bevorzugt zumindest 1,7, mehr bevorzugt zumindest 2,2, am meisten bevorzugt zumindest 3,2 oder zumindest 4 umfasst. Z.B. kann die Verkleinerung auch zumindest die mathematische Wurzel aus zwei, bevorzugt zumindest die Wurzel aus drei, mehr bevorzugt zumindest die Wurzel aus fünf, am meisten bevorzugt zumindest die Wurzel aus zehn umfassen. Das System 3,2 oder von z.B. 1 bis zumindest 4 oder von 1 bis zumindest 10 variieren kann.

Das System kann zu einer kontinuierlichen Variation der Verkleinerung eingerichtet sein, z.B. innerhalb der genannten Bereiche. Alternativ oder zusätzlich kann es auch dazu eingerichtet sein, dass zumindest zwei Verkleinerungen als diskrete Werte eingestellt werden können, z.B. kann vorgesehen sein, dass von zumindest einem Verkleinerungswert diskret auf zumindest einen anderen Verkleinerungswert umgeschaltet werden kann, der z.B. erheblich größer oder kleiner sein kann.

In einem weiteren Beispiel sind der erste Einkoppler und das erste Element und der erste Auskoppler relativ zueinander positionsfest angeordnet. In einem Beispiel kann dieses System dabei (lediglich) über das Mittel zum Verschieben gesteuert werden, welches den empfangenen kollimierten Photonenstrahl mit dem Eingangsdurchmesser auf den ersten Einkoppler richtet (wie hierin beschrieben). In einem Beispiel kann somit der Eingangsdurchmesser des empfangenen kollimierten Photonenstrahls über eine bloße Parallelverschiebung des Mittels zum Verschieben auf einen oder mehrere erste Ausgangsdurchmesser adaptiert werden. Es entfällt somit die Notwendigkeit eine komplexe Mechanik für die Adaption des Strahldurchmessers umzusetzen, wodurch die Anforderungen an die Steuerung bzw. Regelung, als auch der Kalibrierung verringert werden können, sodass sich die Systemkomplexität reduziert und dabei die optische Qualität der Photonenstrahlung gewährleistet wird.

In einem Beispiel umfasst das System ferner ein zweites Element mit einer gekrümmten Oberfläche, welches einen ersten und einen zweiten Fokus aufweist. Das System kann so eingerichtet sein, dass der am ersten Element reflektierte Photonenstrahl in den ersten Fokus des zweiten Elements fokussiert wird, so dass der Photonenstrahl nach Reflektion an der Oberfläche des zweiten Elements auf den zweiten Fokus des zweiten Elements fokussiert wird. Dieses Beispiel ist dabei so zu verstehen, dass das zweite Element einen Photonenstrahl empfängt, der schon über das erste Element (wie hierin beschrieben) geleitet bzw. umgelenkt wurde, d.h. einen Photonenstrahl, der zuvor am ersten Element reflektiert wurde. Dieses Beispiel ist dabei auch so zu verstehen, dass der Photonenstrahl zwischen dem ersten und dem zweiten Element weiteren Einflüssen bzw. ein oder mehreren optischen Elementen ausgesetzt sein könnte (z.B. dem ersten Auskoppler). Das zweite Element kann also bezogen auf die Strahlrichtung des Verlaufs der Photonenstrahlung hinter dem ersten Element angeordnet sein. Die Eigenschaften (bzw. Merkmale) des zweiten Elements können dabei den hierin umgekehrt). In einem Beispiel ist der Aufbau des ersten und des zweiten Elements im System (im Wesentlichen) gleich. Zum Beispiel können das erste und das zweite Element gleichartig aufgebaut sein, wodurch die gleichen optischen Eigenschaften des ersten und zweiten Elements vorliegen können. Das zweite Element kann dabei eine zweite Umlenkeinheit im System darstellen, welche den Photonenstrahl von dem ersten Fokus des zweiten Elements auf den zweiten Fokus des zweiten Elements leitet bzw. umlenkt. In einem Beispiel wird der von dem ersten Auskoppler kollimierte Photonenstrahl mit dem ersten Ausgangsdurchmesser in den ersten Fokus des zweiten Elements fokussiert, sodass dieser auf den zweiten Fokus des zweiten Elements fokussiert wird.

In einem Beispiel umfasst das System ferner einen zweiten Auskoppler, der den Photonenstrahl nach Reflektion am zweiten Element auf einen zweiten Ausgangsdurchmesser kollimiert. Die Eigenschaften (bzw. Merkmale) des zweiten Auskopplers können dabei den hierin beschriebenen Eigenschaften (bzw. Merkmalen) des ersten Auskopplers entsprechen (als auch umgekehrt). In einem Beispiel ist der Aufbau des ersten und des zweiten Auskopplers (im Wesentlichen) gleich.

In einem weiteren Beispiel umfasst der zweite Auskoppler einen Auskoppler, der den Photonenstrahl ohne Reflektion auf den zweiten Ausgangsdurchmesser kollimiert. In diesem Beispiel kann der zweite Auskoppler z.B. eine Kollimier-Linse, ein Kollimierlinsensystem und/oder einen Kollimator umfassen, welcher nicht zwangsweise reflektive Element umfassen muss.

In einem Beispiel sind das zweite Element und der zweite Auskoppler so zueinander angeordnet, dass ein Fokus des zweiten Auskopplers und der zweite Fokus des zweiten Elements sich im Wesentlichen an einer gleichen Position befinden.

In einem Beispiel umfasst das System ferner einen zweiten Einkoppler, wobei der zweite Einkoppler eingerichtet ist, den vom ersten Auskoppler kollimierten Photonenstrahl zu empfangen und diesen durch Reflektion am zweiten Einkoppler auf den ersten Fokus des zweiten Elements zu fokussieren. Die Eigenschaften (bzw. Merkmale) des zweiten Einkopplers können dabei den hierin beschriebenen Eigenschaften (bzw. Merkmalen) des ersten Einkopplers entsprechen (als auch umgekehrt). In einem Beispiel ist der Aufbau des ersten und zweiten Einkopplers (im Wesentlichen) gleich. Der zweite Einkoppler, das zweite Element und der zweite Auskoppler können dabei als Teile eines zweiten Subsystems des Systems aufgefasst werden. Der kollimierte Photonenstrahl mit dem ersten Ausgangsdurchmesser kann dabei z.B. als Eingang (bzw. Eingangssignal) des zweiten Subsystems aufgefasst werden. Der kollimierte Photonenstrahl mit dem zweiten Ausgangsdurchmesser kann dabei als Ausgang (bzw. Ausgangssignal) des zweiten Subsystems aufgefasst werden. Der Ausgang des zweiten Subsystems kann dabei als Ausgang des Systems fungieren. Die Teile des zweiten Subsystems können dabei in einem Beispiel dem gleichen Aufbau der Teile des ersten Subsystems entsprechen.

Das zweite Subsystem (bzw. ein oder mehrere Teile des zweiten Subsystems) können dabei die Funktionen erfüllen, wie sie hierin für Teile des ersten Subsystems beschrieben sind. Das zweite Subsystem kann somit dazu dienen, den kollimierten Photonenstrahl mit dem ersten Ausgangsdurchmesser gemäß den Mechanismen des ersten Subsystems weiter zu adaptieren. Das zweite Subsystem kann z.B. den ersten Ausgangsdurchmesser weiter vergrößern, sodass der zweite Ausgangsdurchmesser größer ist als der erste Ausgangsdurchmesser. Die Gesamtvergrößerung des ersten und zweiten Subsystems kann sich dabei z.B. aus der Multiplikation der Vergrößerungen des ersten Subsystems mit der Vergrößerung des zweiten Subsystems ergeben. In einem weiteren Beispiel kann das zweite Subsystem auch lediglich als Umlenkeinheit ohne eine Vergrößerungsfunktion eingerichtet sein.

Die Aufteilung der Vergrößerung auf zwei Subsysteme kann z.B. die Anforderungen an die Fertigung des ersten bzw. (ggf. baugleichen) zweiten Elements reduzieren. Beispielsweise können dann geringere Krümmungen ausreichend sein.

In einem Beispiel kann das zweite Element dazu eingerichtet sein, eine unsymmetrische Lichtverteilung des vom ersten Element reflektierten Photonenstrahls zumindest teilweise zu kompensieren. Beispielsweise kann abhängig von dem Einfallswinkel am ersten Fokus des ersten Elements eine bestimmte unsymmetrische Lichtverteilung der Teilstrahlen des vom ersten Element reflektierten Photonenstrahls auftreten (d.h. der Teilstrahlen des Lichtbündels des vom ersten Element reflektierten Photonenstrahls). Dies kann durch die verschiedenen Reflexionswinkel der Teilstrahlen des Photonenstrahls am ersten Element verursacht sein, sodass die Abstände der Teilstrahlen nach der Reflektion am ersten Element über den Photonenstrahl hinweg variieren. Z.B. kann dies auftreten, wenn die zweite numerische Apertur (am zweiten Fokus des ersten Elements) verschieden ist von der ersten numerischen Apertur parasitären Effekt bei der Reflektion des Photonenstrahls am ersten Element gezielt für die Kompensation verwenden kann, wenn der Photonenstrahl mit der unsymmetrischen Lichtverteilung erneut an einem Element fokussiert und reflektiert wird, welches ähnliche reflektive Eigenschaften wie das erste Element aufweist. Erfindungsgemäß kann dafür die Reflektion am zweiten Element verwendet werden. Dafür kann es hilfreich sein, dass das System derart eingerichtet sein, dass die Anordnung der Randstrahlen des Photonenstrahls bei der Fokussierung auf das zweite Element vertauscht ist, gegenüber der Anordnung der Randstrahlen bei der Fokussierung auf das erste Element. Derjenige Randstrahl, der bei der Reflektion am ersten Element näher an dessen zweiten Fokus liegt, kann z.B. bei der Reflektion am zweiten Element weiter vom zweiten Fokus entfernt sein. Somit kann gewährleistet werden, dass der beschriebene Effekt bei der Reflektion des Photonenstrahls am zweiten Element die Teilstrahlen des Photonenstrahls, welche aufgrund der Asymmetrie größere Abstände zueinander aufweisen, zusammentreibt. Ferner kann dabei auch gewährleistet werden, dass die Teilstrahlen des Photonenstrahls, welche aufgrund der Asymmetrie vergleichsweise geringere Abstände zueinander aufweisen, auseinandergetrieben werden. Im Endresultat kann die Lichtverteilung des Photonenstrahls, der am ersten und zweiten Element reflektiert wurde, eine (im Wesentlichen) symmetrische Lichtverteilung der Teilstrahlen umfassen, bzw. kann die unsymmetrische Lichtverteilung bis zu einem bestimmten Grad merklich kompensiert werden. Im Übrigen kann das System so eingerichtet sein, dass der Photonenstrahl auf Bereiche des ersten bzw. zweiten Elements gerichtet wird, die eine ähnliche Krümmung aufweisen, so dass die Kompensation optimiert wird. Es sei ferner zu beachten, dass, falls die Anordnung der Randstrahlen im System nicht - wie erläutert - vertauscht ist, die unsymmetrische Lichtverteilung hervorgerufen durch die Reflektion am ersten Element bei der Reflektion am zweiten Element noch weiter verstärkt werden kann. Das Verwenden des zweiten Elements als Mittel zum Kompensieren der unsymmetrischen Lichtverteilung kann es demnach ermöglichen, ein System zum Adaptieren eines Durchmessers der Photonenstrahlung bereitzustellen, welches keine merklichen Verzerrungseigenschaften aufweist und dabei dennoch mit geringer Komplexität gesteuert werden kann.

In manchen Beispielen kann vorgesehen sein, dass die Elemente des zweiten Subsystems einen Faktor größer sind als die entsprechenden Elemente des ersten Subsystems, aber ansonsten die gleiche Form aufweisen. Der Faktor kann z.B. einer mittleren vom ersten Subsystem leistbaren Vergrößerung entsprechen. Wenn das erste Subsystem zum Beispiel eine bestimmte maximale Vergrößerung Vmax leisten kann, dann können die Elemente des zweiten Subsystems z.B. um ersten Subsystem könnte der Photonenstrahl dann im zweiten Subsystem (wo er um Vmax/2 vergrößert ist) durch die entsprechend vergrößerten Spiegelflächen identisch hindurchlaufen, wobei aber die Verschiebung der Symmetrie der Lichtverteilung praktisch identisch ausgeglichen werden könnte.

In weiteren Beispielen können auch mehr als zwei der genannte Subsysteme zum Einsatz kommen. Diese können ggf. jeweils in der Größe Ihrer entsprechenden Elemente zunehmen.

Ein zweiter Aspekt betrifft eine Vorrichtung zum Projizieren mit einem System nach einem der hierin beschriebenen Beispiele. Die Vorrichtung kann z.B. eine Replikationsanlage, eine Belichtungsanlage, einen Drucker und/oder eine andersartige Projektionsvorrichtung umfassen. Der Photonenstrahl mit dem ersten Ausgangsdurchmesser und/oder der Photonenstrahl mit dem zweiten Ausgangsdurchmesser kann dabei z.B. einem Feldpunkt bzw. einem Teil eines Bildes entsprechen, welcher bzw. welches über die Vorrichtung in einer Ebene abgebildet werden soll. Hierfür kann die Vorrichtung eine entsprechende Lichtquelle aufweisen, deren kollimierter Strahl dann im Durchmesser adaptiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung einen oder mehrere (bewegliche) reflektierende Elemente aufweisen um den Photonenstrahl z.B. entlang einer oder zweier orthogonaler Richtungen Scannen zu können. Die Vorrichtung kann zudem einen oder mehrere parabolische Spiegel aufweisen, um den im Durchmesser adaptierten, gescannten Strahl in eine gewünschte Ebene zu lenken.

Wie hierin beschrieben kann das System eine Aberration vermeiden, welche typischerweise mit einem Passieren/Transmittieren eines Photonenstrahls durch zwei Medien assoziiert ist (z.B. bei einer Linse). Beispielweise kann somit ebenfalls eine entsprechende Aberration in der Vorrichtung zum Projizieren vermieden werden, welche das System umfasst. Z.B. können so Farbfehler (z.B. eine chromatische Aberration) vermieden werden, sodass die Vorrichtung zum Projizieren für verschiedene Wellenlängen der Photonenstrahlung zuverlässig funktionieren kann. Z.B. kann somit eine Replikationsanlage ohne (wesentliche) Farbfehler betrieben werden. Zum Beispiel kann eine Aberrationsfreiheit im Wesentlichen über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm (und/oder in einem anderen Wellenlängenbereich, wie hierin beschrieben) bereitgestellt werden.

Ein dritter Aspekt betrifft ein Verfahren zum Adaptieren eines Durchmessers eines

Photonenstrahls umfassend: Richten eines einfallenden Photonenstrahls auf ein erstes Element, zweiten Fokus aufweist. Das Richten erfolgt derart, dass der empfangene Photonenstrahl in den ersten Fokus des ersten Elements fokussiert wird, wobei der gerichtete Photonenstrahl nach Reflektion an der Oberfläche des ersten Elements an dem zweiten Fokus fokussiert ausgegeben wird. Das Verfahren kann ferner ein Kollimieren des am ersten Element reflektierten Photonenstrahls auf einen ersten Ausgangsdurchmesser umfassen. Das Verfahren kann dabei mit einem System nach einem der hierin beschriebenen Beispiele des ersten Aspekts durchgeführt werden.

In einem Beispiel des Verfahrens umfasst der einfallende Photonenstrahl einen kollimierten Photonenstrahl mit einem ersten Eingangsdurchmesser, wobei das Richten ferner umfasst: Variieren einer numerischen Apertur des in den ersten Fokus fokussierten Photonenstrahls und/oder eines Einfallswinkels, unter dem der fokussierte Photonenstrahl in den ersten Fokus fokussiert wird, sodass der erste Ausgangsdurchmesser variiert.

Ein vierter Aspekt betrifft ein Computerprogramm umfassend Anweisungen, die, wenn sie von einem Computer, einem System nach dem ersten Aspekt und/oder einer Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt ausgeführt werden, den Computer, das System bzw. die Vorrichtung veranlassen, ein Verfahren nach dem dritten Aspekt auszuführen.

Das Computerprogramm kann alternativ oder zusätzlich Anweisungen zur Ausführung der hierin beschriebenen weiteren Verfahrensschritte oder zur Ausführung bzw. Implementierung der hierin beschriebenen Funktionalitäten von Vorrichtungen aufweisen. Beispielweise kann das Computerprogramm verursachen, dass sich bestimmte optische Elemente des Systems verschieben (z.B. Komponenten des Mittels zum Verschieben), sodass sich eine im Programm ausgewählte optische Vergrößerung bzw. ein Zoom-Faktor für das System oder die Vorrichtung ergibt. Das System kann also basierend auf einem Computerprogramm und einer Schnittstelle zu dessen optischen Elementen gesteuert werden.

Ein weiterer Aspekt betrifft das erwähnte System und/ oder die Vorrichtung mit einem Speicher, der das Computerprogramm umfasst. Das System und/oder die Vorrichtung kann weiter Mittel zum Ausführen des Computerprogramms aufweisen. Alternativ ist es auch möglich, dass das Computerprogramm an anderer Stelle gespeichert ist (z.B. in einer Cloud) und die Vorrichtung lediglich Mittel zum Empfangen von Anweisungen aufweist, die sich aus der Ausführung des Programms an anderer Stelle ergeben. So oder so kann dadurch z.B. ermöglicht werden, dass ablaufen kann. Somit kann der Eingriff z.B. über eine manuelle Justage minimiert werden, sodass die Komplexität bei der Adaption des Strahldurchmesser verringert werden kann.

Die hierin genannten Merkmale (als auch Beispiele) des Verfahrens können in entsprechender Weise auch für das erwähnte System (bzw. die Vorrichtung und/oder das Computerprogramm) angewandt werden bzw. gelten. Ebenso können die hierin genannten Merkmale (als auch Beispiele) des Systeme oder der Vorrichtung in entsprechender Weise auch für die hierin beschriebenen Verfahren oder Computerprogramme angewandt werden bzw. gelten.

4. Kurze Beschreibung der Figuren

In der folgenden detaillierten Beschreibung werden technische Hintergrundinformationen sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, die folgendes zeigen:

Fig. 1 veranschaulicht schematisch in einer Seitenansicht ein beispielhaftes System der Erfindung zum Adaptieren eines Durchmessers einer Photonenstrahlung.

Fig. 2 zeigt schematisch die Strahlverteilung der Photonenstrahlung bei einem Verlauf durch ein beispielhaftes System der Erfindung.

Fig. 3 veranschaulicht schematisch in einer Seitenansicht ein weiteres beispielhaftes System der Erfindung.

5. Detaillierte Beschreibung der Figuren und möglicher Ausführungsformen

Fig. 1 veranschaulicht schematisch in einer Seitenansicht ein beispielhaftes System 100 zum Adaptieren eines Durchmessers einer Photonenstrahlung. Das System 100 kann dabei auf die Adaption einer Photonenstrahlung mit einer beliebigen Wellenlänge ausgelegt sein. Z.B. kann die Photonenstrahlung den für den Menschen sichtbaren Lichtbereich umfassen. Beispielsweise kann die Photonenstrahlung dabei in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm liegen (was den RGB Farbraum einschließt). Denkbar ist jedoch auch, dass die hierin genannten Konzepte bzw. Merkmale des Systems 100 bzw. der Erfindung auch für Photonenstrahlung im (E und/oder D) UV-Bereich und/oder den (Nah-)Infrarotbereich angewendet werden können. Es ist lediglich eine Reflektivität der jeweiligen reflektierenden Oberflächen des Systems im kann der Photonenstrahl z.B. als Laserstrahl bereitgestellt werden. Die Verwendung des Wortes Strahls impliziert nicht, dass es sich um einen Dauerstrich-Strahl handeln kann. Es kann sowohl einen Dauerstrich Photonenstrahl als auch z.B. ein gepulster Photonenstrahl zum Einsatz kommen.

Das System 100 in Fig. 1 kann zum Adaptieren der Photonenstrahlung ein erstes Element 1 umfassen. Das erste Element i kann dabei einen ersten Fokus Fi und einen zweiten Fokus F2 aufweisen. In einem Beispiel können der erste Fokus Fi und der zweite Fokus F2 so ausgelegt sein, dass eine Photonenstrahlung, welche aus einem Fokus herausläuft und an dem ersten Element 1 reflektiert wird, anschließend in den anderen Fokus hineinläuft. Die Photonenstrahlung aus dem einen Fokus kann somit auf den anderen Fokus abgebildet werden. In einem Beispiel umfasst das erste Element i einen elliptischen Spiegel, wobei der erste Fokus Fi und der zweite Fokus F2 den zwei Fokussen des elliptischen Spiegels entsprechen. Der elliptische Spiegel kann dabei einen Abschnitt einer geometrischen Ellipse umfassen, d.h. die Ellipse des elliptischen Spiegels muss nicht vollständig geometrisch ausgebildet sein. Dies ist z.B. in Fig. 1 ersichtlich, wobei das erste Element 1 einen elliptischen Spiegel darstellt, welcher aus einem Teilabschnitt der gestrichelt dargestellten Ellipse aufgebaut ist.

Das System too kann ferner einen ersten Einkoppler El umfassen. Der erste Einkoppler El kann dazu dienen einen Photonenstrahl zu empfangen und diesen auf den ersten Fokus Fi des ersten Elements 1 zu fokussieren. Der am ersten Einkoppler El empfangene Photonenstrahl kann auch als ein Eingang des Systems 100 aufgefasst werden. In einem Beispiel kann der erste Einkoppler El dazu eingerichtet sein einen kollimierten Photonenstrahl zu empfangen, welcher auf einen definierten Durchmesser kollimiert ist, wobei dieser Durchmesser auch als Eingangsdurchmesser bezeichnet werden kann. Zunächst sei für die Beschreibung des Systems loo beispielhaft auf den Strahlverlauf des ersten Photonenstrahls S‘ verwiesen, der mit dem Eingangsdurchmesser auf den ersten Einkoppler El einfällt. Der erste Photonenstrahl S‘ kann dabei ein Strahlungsbündel umfassen, welches mehrere Teilstrahlen umfasst, wobei in Fig. i die Randstrahlen und der Richtungsstrahl dargestellt sind. Der erste Photonenstrahl S‘ fällt dabei zunächst als kollimierter Eingangsstrahl mit einem Eingangsdurchmesser auf den ersten Einkoppler El ein. Der erste Einkoppler El kann z.B. einen Parabolspiegel umfassen (wie in Fig. i dargestellt). Der Parabolspiegel kann einen Abschnitt einer geometrischen Parabel umfassen, d.h. die Parabel des Parabolspiegels muss nicht vollständig geometrisch ausgebildet sein. Dies ist z.B. in Fig. i ersichtlich, wobei der erste Einkoppler Ei einen Parabolspiegel darstellt, welcher empfangenen Photonenstrahlung S‘ kann der erste Einkoppler El (z.B. der Parabolspiegel) einen Fokus aufweisen, der mit dem ersten Fokus Fi des ersten Elements abgeglichen ist. Dabei kann die Position des Fokus des ersten Einkopplers Ei im Wesentlichen der Position des ersten Fokus Fi des ersten Elements entsprechen, sodass sich diese Fokusse räumlich vollständig (oder zumindest teilweise) überlappen. Im Falle eines Parabolspiegels als erster Einkoppler Ei sei es erwähnt, dass achsparallele Strahlen, d.h. Strahlen, welche parallel zur Ordinate (bzw. der Symmetrieachse oder einer Leitgerade) der geometrisch/mathematisch definierbaren Parabel einfallen, nach der Reflektion am Parabolspiegel in den Fokus des Parabolspiegels einfallen. Das System 100 kann demnach derart eingerichtet sein, dass der erste Einkoppler Ei bei Ausbildung als Parabolspiegel die kollimierte erste Photonenstrahlung S‘ mit dem Eingangsdurchmesser in dieser Art achsparallel empfängt, sodass die empfangene Photonenstrahlung (hauptsächlich) in den Fokus des Parabolspiegels umgeleitet wird. Die achsparallel eingekoppelte erste Photonenstrahlung S‘ kann dabei eine planare Wellenfront umfassen. Da der Fokus des ersten Einkopplers Ei (bzw. der Fokus dessen Parabolspiegels) auf der gleichen Position liegt, wie der erste Fokus Fi des ersten Elements, wird somit die erste Photonenstrahlung S‘ mit dem Eingangsdurchmesser automatisch auf den ersten Fokus Fi des ersten Elements i fokussiert. Diese Photonenstrahlung kann anschließend am ersten Element i reflektiert werden, um darauf in den zweiten Fokus F2 des ersten Elements i fokussiert zu werden. Dieses definierte „Umfokussieren“ kann demnach zum Umlenken einer Photonenstrahlung in dem System 100 bzw. einem System der Erfindung genutzt werden.

Das System 100 kann ferner einen ersten Auskoppler Ai umfassen. Der erste Auskoppler Ai kann dabei z.B. einen Parabolspiegel umfassen (wie in Fig. i dargestellt). Der Parabolspiegel kann einen Abschnitt einer geometrischen Parabel umfassen, d.h. die Parabel des Parabolspiegels muss nicht vollständig geometrisch ausgebildet sein. Dies ist z.B. in Fig. 1 ersichtlich, wobei der erste Auskoppler Ai einen Parabolspiegel darstellt, welcher aus einem Teilabschnitt der gestrichelt dargestellten Parabel aufgebaut ist. Der erste Auskoppler Ai kann dazu eingerichtet sein, die vom ersten Element i am zweiten Fokus F2 fokussierte Strahlung zu empfangen und auf einen ersten Ausgangsdurchmesser zu kollimieren. Dafür kann der erste Auskoppler Ai (z.B. aufgebaut als Parabolspiegel) einen Fokus aufweisen, der mit dem zweiten Fokus F2 des ersten Elements abgeglichen ist. Dabei kann die Position des Fokus des ersten Auskopplers Ai im Wesentlichen der Position des zweiten Fokus F2 des ersten Elements entsprechen, sodass sich diese Fokusse räumlich vollständig (oder zumindest teilweise) überlappen. Im Falle eines Parabolspiegels als erster Auskoppler Ai sei es erwähnt, dass Parabolspiegels einfallen, nach der Reflektion am Parabolspiegel achsparallel aus dem Parabolspiegel entkoppelt werden. Durch die erwähnte Überlappung des zweiten Fokus F2 und des Fokus des ersten Auskopplers Ai kann somit diese achsparallele Auskopplung gewährleistet werden. Dies ermöglicht es, wie in Fig. 1 ersichtlich, den ersten Photonenstrahl S‘ wieder in einen kollimierten Strahl „umzuwandeln“ und als kollimierten Ausgangsstrahl mit einem ersten Ausgangsdurchmesser auszukoppeln. Die achsparallele ausgekoppelte erste Photonenstrahlung kann dabei eine planare Wellenfront umfassen.

In dem Beispiel in Fig. i ist dabei der erste Ausgangsdurchmesser des ersten Photonenstrahls S‘ gleich dem Eingangsdurchmesser des Photonenstrahls S‘. Dies wird dadurch erzielt, dass der Photonenstrahl S‘ im Wesentlichen symmetrisch auf einen Bereich um die Nebenachse der Ellipse des ersten Elements 1 trifft.

Es sei ferner erwähnt, dass in einem Beispiel der Parabolspiegel des ersten Einkopplers Ei und der Parabolspiegel des ersten Auskopplers Ai über dieselbe Parabel beschrieben werden können, wobei lediglich verschiedene Abschnitte (z.B. verschiedene Parabeläste) der Parabel für den ersten Einkoppler Ei und den ersten Auskoppler Ai verwendet werden. Der erste Einkoppler Ei und der erste Auskoppler Ai können dabei symmetrisch bezüglich des ersten Elements 1 angeordnet sein. Z.B. können der erste Einkoppler El und der erste Auskoppler symmetrisch bezüglich einer Nebenachse oder Hauptachse der Ellipse angeordnet sein, welche über den elliptischen Spiegel des ersten Elements i definiert ist.

Wie beschrieben, kann das System 100 es demnach ermöglichen die Photonenstrahlung in gezielter Art und Weise umzuleiten, indem ein Strahl von einem kollimierten in einen fokussierten Zustand übergeführt wird, anschließend örtlich versetzt fokussiert wird und dann in einen definierten kollimierten Zustand zurückgeführt wird, ohne dass es einer komplexen Justage bedarf. Die Umsetzung dieser Umlenkeinheit über reflektive Elemente (z.B. mit dem elliptischen Spiegel als erstes Element i, dem Parabolspiegel als ersten Einkoppler Ei und/ oder dem Parabolspiegel als ersten Auskoppler Ai) kann es ferner ermöglichen, dass eine Lichttransmission der Photonenstrahlung bei deren Umlenkung im System 100 durch zwei Medien vermieden werden kann, sodass eine entsprechende Aberration ebenfalls vermieden wird (z.B. können monochromatische und/oder chromatische Aberrationen, die mit Linsen assoziiert sind, vermieden werden). Photonenstrahlung in dem System loo erläutert. Das System loo kann z.B. derart eingerichtet sein bzw. derart benutzt werden, dass der erste Ausgangsdurchmesser des am ersten Auskoppler ausgekoppelten Photonenstrahls größer ist als der Eingangsdurchmesser des am ersten Einkoppler El eingekoppelten Photonenstrahls. Für diesen Vergrößerungseffekt wird nun auf den in Fig. i dargestellten Strahlverlauf des zweiten Photonenstrahls S“ verwiesen, bei dem der Vergrößerungseffekt im Gegensatz zu dem ersten Photonenstrahl S‘ auftritt. Der zweite Photonenstrahl S“ kann dabei ein Strahlungsbündel umfassen, welches mehrere Teilstrahlen umfasst, wobei in Fig. i der erste Randstrahl Si, der zweite Randstrahl S2 und der Richtungsstrahl S3 markiert sind. Der zum Parabolspiegel des ersten Einkopplers achsparallele zweite Photonenstrahl S“ strahlt dabei auf ein Segment der Oberfläche des Parabolspiegels des ersten Einkopplers El ein, sodass der zweite Photonenstrahl S“ unter einem bestimmten Einfallswinkel a auf den ersten Fokus Fi des ersten Elements fokussiert wird. Das bestrahlte Segment des ersten Einkopplers Ei ist bei dem zweiten Photonenstrahl S“ verschieden von dem bestrahlten Segment bei dem ersten Photonenstrahls S‘. Für den zweiten Photonenstrahl S“ ergibt sich somit ein bestimmter Einfallswinkel a, der verschieden ist von dem Einfallswinkel des ersten Photonenstrahls S‘, bei dem kein Vergrößerungseffekt vorliegt. Der Einfallswinkel kann in diesem Beispiel definiert sein, als der Winkel zwischen dem Richtungsstrahl eines Photonenstrahls und der Linie, welche den ersten und zweiten Fokus des ersten Elements verbindet (d.h. die Hauptachse der Ellipse, wobei auch andere Definitionen möglich sind). Über den Einfallswinkel a ergibt sich ein Strahlverlauf, der weiter durch die Reflektion des zweiten Photonenstrahls S“ am ersten Element 1 und der Fokussierung auf den zweiten Fokus F2 definiert ist. Durch die Größenordnung des Einfallswinkels und den Randbedingungen bei der Reflektion am ersten Element 1 ergibt sich, dass die numerische Apertur NA2“ des zweiten Photonenstrahls S“ am zweiten Fokus F2 größer ist als die numerische Apertur NA1“ des zweiten Photonenstrahls S“ am ersten Fokus Fi. Diese größere zweite numerische Apertur NA2“ fällt anschließend auf die Oberfläche des ersten Auskopplers ein. Der erste Auskoppler Ai kollimiert anschließend den zweiten Photonenstrahl S“ auf den ersten Ausgangsdurchmesser. Durch die Vergrößerung der numerischen Apertur NA2“ am zweiten Fokus ergibt sich in diesem Beispiel insgesamt, dass der kollimierte Ausgangsstrahl des zweiten Photonenstrahls S“ einen höheren Durchmesser aufweist als dessen kollimierter Eingangsstrahl.

Im Vergleich dazu sei erwähnt, dass bei dem ersten Photonenstrahl S‘ kein Vergrößerungseffekt in dem System 100 auftritt, da es zu keiner Änderung der numerischen Apertur bei der Reflektion am ersten Element 1 kommt. Der erste (achsparallele) Photonenstrahl S‘ hat zwar Photonenstrahl S‘ ein anderes Segment des Parabolspiegels des ersten Einkopplers Ei, sodass sich ein anderer Einfallswinkel am ersten Fokus Fi ergibt, der gerade keine Änderung der numerischen Apertur am zweiten Fokus verursacht. Für den ersten Photonenstrahl S‘ ist die numerische Apertur NA1‘ am ersten Fokus Fi demnach gleich zu der numerischen Apertur NA2‘ am zweiten Fokus F2. Es sei angemerkt, dass für den ersten Photonenstrahl S‘ der Einfallswinkel dabei derart gewählt ist, dass der Richtungsstrahl S3 des zweiten Photonenstrahls S“ auf einen Scheitelpunkt der Nebenachse der Ellipse fällt, die durch den elliptischen Spiegel des ersten Elements 1 gebildet wird. Der sich daraus ergebende Strahlverlauf des ersten Photonenstrahls S’ ist somit symmetrisch bezüglich der zwei Fokusse Fi und F2 (bzw. der Nebenachse), sodass sich keine Änderung der numerischen Apertur an den Fokussen Fi und F2 ergibt. Ferner sei erwähnt, dass im Beispiel der Fig. 1 der erste Einkoppler Ei und der erste Auskoppler Ai symmetrisch bezüglich der Nebenachse der Ellipse angeordnet sind, sodass bei gleicher numerischer Apertur NA1‘ und NÄ2‘ des ersten Photonenstrahls S‘ dessen Eingangsdurchmesser direkt auf den ersten Ausgangsdurchmesser übertragen wird. Der Vergrößerungseffekt kommt also, anders ausgedrückt, durch den „schrägen“ Einfall des zweiten Photonenstrahls in das erste Element 1 zustande, sodass der Strahlverlauf nicht mehr symmetrisch entlang der Nebenachse der Ellipse stattfindet. Die damit einhergehende Änderung der numerischen Apertur an den Fokussen Fi und F2 kann somit genutzt werden den Ausgangsdurchmesser des Photonenstrahls bezüglich des Eingangsdurchmessers zu vergrößern.

Durch „Parallelverschieben“ des eingehenden Photonenstrahls (z.B. durch einen entlang einer Achse beweglichen Spiegels) lässt sich somit die Vergrößerung des Systems variieren.

Es sei erwähnt, dass ein Zoom-System typischerweise definiert wird von einer Vergrößerung von i/m auf m. Der Zoom-Faktor kann definiert werden als: T = m _m ax/m _m in = m ² , wobei m _ma x und m _m in typischerweise die längste und kürzeste Brennweite eines Zoomobjektives darstellen. Die Vergrößerung des Systems 100 kann in einem Beispiel Werte erreichen, die die Wurzel aus 10 übersteigen, z.B. größer als 4 (wie hierin bereits beschrieben). Über die typische Definition eines Zoom-Objektives entspricht dies demnach der Vergrößerung m von größer als Wurzel 10 (d.h. m mindestens « 3,16), wobei der Zoom-Faktor m ² dann mindestens m ² = 10 beträgt. In anderen Beispielen beträgt der Zoom-Faktor des System 100 zumindest 2, 3, 5, oder zumindest 20.

Wie in Fig. 1 angedeutet, führt die Vergrößerung beim zweiten Photonenstrahl S“ jedoch zu einer unsymmetrischen Lichtverteilung der Teilstrahlen Si, S2, S3. So ist angedeutet, dass die zueinander haben als die Teilstrahlen Si und S2. Im System 100 wird demnach bei dem zweiten Photonenstrahl S‘ zwar eine Vergrößerung vorgenommen, jedoch wird dadurch eine unsymmetrische Lichtverteilung der Teilstrahlen eingebracht, welche z.B. eine Verzerrung darstellen kann. Es sei dabei erwähnt, dass für die Teilstrahlen Si, S2, S3, unterschiedliche Reflektionswinkel am ersten Element 1 vorliegen. So hat z.B. der Randstrahl S2 nach der Reflektion am ersten Element 1 die kürzeste Distanz der Teilstrahlen zum zweiten Fokus F2 und wird daher am „stärksten“ auf den zweiten Fokus F2 fokussiert. Der Randstrahl Si hat nach der Reflektion am ersten Element 1 die längste Distanz der Teilstrahlen zum zweiten Fokus und wird daher am „schwächsten“ auf den zweiten Fokus F2 fokussiert.

Der Effekt der unsymmetrischen Lichtverteilung bei einer Vergrößerung ist in Fig. 2 genauer dargelegt. Fig. 2 zeigt schematisch die Strahlverteilung der Photonenstrahlung bei einem Verlauf durch das beispielhaftes System 100 der Erfindung. Es wird dabei schematisch die Strahlverteilung bzw. Anordnung der Teilstrahlen des zweiten Photonenstrahls S“ verdeutlicht basierend auf Simulationsergebnissen. Dargestellt ist dabei zum einen die Eingangsstrahlverteilung 201 des kollimierten Eingangsstrahls des zweiten Photonenstrahls S“ vor dem Einkoppeln in das System 100. Die Eingangsstrahlverteilung 201 ist dabei in x- und y- Richtung dargestellt, während daneben der Verlauf der Teilstrahlen im System 100 in z- und y- Richtung dargestellt ist. Die Eingangsstrahlverteilung 201 kann z.B. der Strahlverteilung einer homogenen Lichtquelle entsprechen, welche als Quelle für den zweiten Photonenstrahl S“ verwendet wird. In diesem Beispiel beträgt der Eingangsdurchmesser des kollimierten Eingangsstrahls 3,2 mm, wobei der Strahlquerschnitt kreisförmig ist. Denkbar ist hier auch eine beliebige andere Form des Strahlquerschnitts (z.B. rechteckig, quadratisch, elliptisch, etc.) als auch ein beliebiger anderer (größter) Eingangsdurchmesser (z.B. zumindest 0,5 mm, zumindest 1 mm, zumindest 2 mm, zumindest 5 mm, und/oder kleiner als 10 mm, kleiner als 5 mmm kleiner als 2 mm, etc.). Die Ausgangsstrahlverteilung 202 des kollimierten Ausgangsstrahls des zweiten Photonenstrahls S“ nach Durchlaufen des Systems 100 mit erstem Element 1, Einkoppler Ei und Auskoppler Ai (die wie in Bezug auf Fig. 1 beschrieben ausgestaltet sein können) ist dabei in x- und y- Richtung dargelegt. Zu erkennen ist, dass dabei der erste Ausgangsdurchmesser ca. 30 mm beträgt, wobei der Strahlquerschnitt analog zum Eingangsstrahl kreisförmig ist. Dies zeigt demnach an, dass die Vergrößerung in dem System 100 beispielhaft in x-, als auch in y-Richtung stattgefunden hat. In dem Beispiel in Fig. 2 ist demnach die Einkopplung (wie hierin beschrieben) derart erfolgt sodass, ein Vergrößerungsfaktor von ca. zehn auftritt. In einem alternativen Beispiel kann die Vergrößerung auch nur entlang einer Achse z.B. dery- Achse stattfinden. Dafür können z.B. die Spiegel des ersten Einkopplers El, des ersten Elements 1 und/oder des ersten Auskopplers Ai nur in einer Dimension gekrümmt gefertigt sein, sodass das Licht nur in einer Dimension vergrößert werden kann, z.B. der y-Achse. Beispielsweise wäre dabei der Ausgangsstrahl in x- Richtung genauso breit, wie der Eingangsstrahl in x- Richtung, wobei der Durchmesser des Ausgangsstrahls in y-Richtung z.B. ca. zehnmal so groß wäre, wie der Durchmesser des Eingangsstrahls in y-Richtung (bei einem Vergrößerungsfaktor des Systems 100 von ca. zehn). Hierzu sei auch vorab auf die Strahlverteilung 302 in Fig. 3 verwiesen, welche eine entsprechende Strahlverteilung darstellt, bei der die Vergrößerung nur entlang einer Achse erfolgt ist. Zu erkennen ist, dass die einhüllende Form der Strahlverteilung 302 im Wesentlichen eine Ellipse darstellt. Auch in einem System wie in der Fig. 2 kann über die Begrenzung der Vergrößerung entlang einer Achse (z.B. der y-Achse) eine Ausgangsstrahlverteilung erzeugt werden, deren Einhüllende im Wesentlichen eine Ellipse darstellt.

Es sei angemerkt, dass also gemäß der Offenbarung eine (im Wesentlichen) symmetrische Strahlvergrößerung erzeugt werden kann (z.B. bei einer gleichen Vergrößerung entlang der x- und y-Achse). Ebenfalls kann gemäß der Offenbarung eine (im Wesentlichen) asymmetrische Strahlvergrößerung erzeugt werden (z.B. bei einer Vergrößerung nur entlang der y-Achse).

Für bestimmte Anwendungsfälle kann es z.B. notwendig sein eine symmetrische Strahlvergrößerung zu erzeugen. Hierbei kann z.B. technisch gefordert sein, dass der Ausgangsstrahl symmetrisch vergrößert wird (wie hierin beschrieben). Hat z.B. der Eingangsstrahl eine (im Wesentlichen) kreisförmige Einhüllende der Intensitätsverteilung, kann z.B. gefordert sein, dass auch der Ausgangsstrahl eine (im Wesentlichen) kreisförmige Einhüllende aufweist.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann es aber auch z.B. notwendig sein eine asymmetrische Strahlvergrößerung zu erzeugen. Hierbei kann z.B. technisch gefordert sein, dass der Ausgangsstrahl asymmetrisch vergrößert wird (wie hierin beschrieben). Hat z.B. der Eingangsstrahl eine (im Wesentlichen) kreisförmige Einhüllende der Intensitätsverteilung, kann z.B. gefordert sein, dass der Ausgangsstrahl eine (im Wesentlichen) elliptische Einhüllende aufweist. Beispielsweise kann dies eine höhere Lichtintensität der Ausgangsstrahlung gewährleisten, da die Strahlung (vergleichsweise) auf eine geringere Fläche asymmetrische Vergrößerung bei Verwendung des Systems in einer Projektionsvorrichtung vorteilhaft sein, wobei z.B. die elliptische Ausgangsstrahlung über die Projektionsvorrichtung weiter manipuliert werden kann. Z.B. kann die elliptische Ausgangsstrahlung von der Projektionsrichtung entlang einer Linie gerastert werden.

Aus Fig. 2 kann ferner auch (für die symmetrische Vergrößerung entlang der x- und y- Achse) die unsymmetrische Lichtverteilung der Teilstrahlen abgelesen werden, wie an den größeren Abständen der Teilstrahlen bei höheren y-Werten und den geringer werdenden Abständen der Teilstrahlen bei niedrigeren y-Werten entnehmbar ist. Des Weiteren ist die Strahlverteilung in der y- z-Ebene für zehn Teilstrahlen aufgezeigt, in der die Asymmetrie der Abstände der Teilstrahlen ebenfalls schematisch erkennbar ist. Entlang der x-Achse ist dabei (durch den optischen Aufbau bedingt) keine wesentliche Asymmetrie erkennbar. Zum Beispiel kann dies dadurch gewährleistet werden, dass der Strahlengang symmetrisch zur y-z Ebene ausgebildet ist.

Fig. 3 veranschaulicht schematisch in einer Seitenansicht ein weiteres beispielhaftes System 300 der Erfindung, das die mit Bezug auf Fig. 2 beschriebene Asymmetrie kompensieren bzw. minimieren kann. Das hierin beschriebene System 100 kann dabei als ein Subsystem in dem System 300 umfasst sein. Erkennbar ist in Fig. 3 zunächst ein Photonenstrahleingang Si, welcher über einen ersten Ablenkspiegel Mi auf einen ersten Verschiebespiegel M2 umgeleitet wird. Der erste Verschiebespiegel M2 kann dabei entlang der eingezeichneten y-Achse verschoben werden. Der erste Verschiebespiegel M2 kann dazu dienen, den Photonenstrahleingang SI definiert in ein erstes Subsystem Gl zu führen, welches im Aufbau und der Funktionsweise dem System 100 entsprechen kann. Der erste verschiebbare Spiegel M2 kann in diesem Beispiel den Photonenstrahleingang Si derart in das erste Subsystem Gl einleiten, sodass die erste Photonenstrahlung S‘, als auch die zweite Photonenstrahlung S“ verursacht werden kann, je nach Position des ersten Verschiebespiegels M2. Der Verschiebespiegel kann demnach als Mittel zum Variieren aufgefasst werden, wobei mehr als zwei Positionen des ersten verschiebbaren Spiegels M2 denkbar sind, wobei verschiedene Photonenstrahlungen mit verschiedenen Einfallswinkeln und somit Vergrößerungen für das erste Subsystem Gl eingestellt werden können. Diesbezüglich ist in Fig. 3 der erste Einkoppler Ei, das erste Element 1 und der erste Auskoppler Ai des ersten Subsystems Gl (analog zum System 100) erkennbar. Aus dem ersten Subsystem Gl kann demnach der Photonenstrahl S‘ unsymmetrischer Lichtverteilung) mit dem ersten Ausgangsdurchmesser ausgekoppelt werden.

In dem Beispiel aus Fig. 3 wird anschließend diese ausgekoppelte Photonenstrahlung über einen zweiten Ablenkspiegel M3 auf einen zweiten Verschiebespiegel M4 umgeleitet. Der zweite Verschiebespiegel M4 kann dazu dienen, die aus dem ersten Subsystem Gl ausgekoppelte Photonenstrahlung definiert in ein zweites Subsystem G2 des Systems 300 zu führen. Das zweite Subsystem G2 kann im Aufbau und der Funktionsweise dem System 100 entsprechen. Diesbezüglich ist in Fig. 3 ein zweiter Einkoppler E2, ein zweites Element 2 und ein zweiter Auskoppler A2 des zweiten Subsystems G2 (analog zum System 100 bzw. dem Subsystem Gl) erkennbar. Insbesondere kann auch hier der zweite Verschiebespiegel M4 die von dem ersten Subsystem Gl ausgekoppelte Strahlung derart anpassen, dass diese auf verschiedene Segmente der Oberfläche des zweiten Einkopplers E2 fällt, sodass verschiedene Einfallswinkel und damit einhergehende Vergrößerungen auf die Photonenstrahlung im System 300 eingebracht werden können (wie hierin beschrieben). In einem Beispiel kann der zweite Verschiebespiegel M4 und der erste Verschiebespiegel M2 miteinander gekoppelt sein. Die Kopplung kann dabei derart ausgelegt sein, dass der erste und zweite Verschiebespiegel M2, M4 für jedes Subsystem Gl, G2 die gleiche Vergrößerung verursachen. In dem in Fig. 3 aufgezeigten Beispiel kann dabei die Kopplung dergestalt sein, dass sich der zweite Verschiebespiegel M4 immer in die gleiche Richtung mitbewegt wie der erste Verschiebespiegel M2, z.B. so dass der Photonenstrahl auf ein Segment des zweiten Einkopplers E2 gerichtet wird, das dem Segment des ersten Einkopplers Ei entspricht, auf das der Photonenstrahl gerichtet wurde. Dabei kann jedoch der zweite Verschiebespiegel M4 eine vielfache Distanz zurücklegen, als im Vergleich der erste Verschiebespiegel M2 (wie in Fig. 3 angedeutet, wird der Verschiebespiegel M4 für den Photonenstrahl S“ weiter verschoben, als im Vergleich der Verschiebespiegel M2, in Bezug auf die Spiegelposition um den Photonenstrahl S‘ umzuleiten). Z.B. kann der zweite Verschiebespiegel M4 bei einem Verschieben des ersten Verschiebespiegels M2 eine Distanz zurücklegen, die um einen bestimmten multiplikativen Faktor höher ist als die Distanz, die der erste Verschiebespiegel M2 zurücklegt. Der Zoom-Faktor des Systems 300 kann demnach über einen einzigen Bewegungsfreiheitsgrad eingestellt werden und dennoch (bei nahezu jeder Wellenlänge) im Wesentlichen aberrationsfrei über einen großen Bereich variiert werden.

Die Gesamtvergrößerung des Systems 300 kann sich somit aus der Multiplikation der eingebrachten Vergrößerung am ersten Subsystem Gl mit der eingebrachten Vergrößerung am zweiten Subsystem G2 ergeben. Das zweite Subsystem G2 kann somit zum einen als weitere mindestens 5, mindestens 10 oder mindestens 20 umfassen, wobei auch höhere Gesamtvergrößerungen denkbar wären. Ferner ist auch denkbar, dass das System 300 einen Zoom-Faktor von zumindest 2, bevorzugt zumindest 10, mehr bevorzug zumindest 50, am meisten bevorzugt zumindest 100 umfasst.

Darüber hinaus kann das zweite Subsystem G2 jedoch auch (gleichzeitig) ein Kompensieren der Asymmetrie der Lichtverteilung übernehmen, welche bei der Vergrößerung des Photonenstrahls im ersten Subsystem Gl auftreten kann (wie hierin beschrieben). Es sei erwähnt, dass dafür die Komponenten im System 300 für einen derartigen Strahlverlauf konfiguriert sein sollten, bei dem sich die Anordnung der Randstrahlen Si, S2 im zweiten Subsystem G2 bezüglich der Anordnung der Randstrahlen Si, S2 im ersten Subsystem Gl vertauscht. Die Anordnung der Randstrahlen kann dabei als vertauscht erachtet werden bezüglich des Einkoppelns der Randstrahlen in das jeweilige Subsystem. Dies ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, bei dem die Randstrahlen Si und S2 markiert sind. Im ersten Subsystem Gl befindet sich der Randstrahl Si, in dem Abschnitt zwischen dem Fokus des ersten Einkopplers Ei und dessen Reflektionsstelle am ersten Element 1 auf der Seite des Photonenstrahls S“, welche dem ersten Element 1 hinzugewandt ist. Im zweiten Subsystem G2 befindet sich dagegen der Randstrahl S2, in dem Abschnitt zwischen dem Fokus des zweiten Einkopplers E2 und dessen Reflektionsstelle am zweiten Element 2 auf der Seite des Photonenstrahls S“, welche dem zweiten Element 2 hinzugewandt ist. Dieses Vertauschen der Randstrahlen Si, S2 bei Einfall in das zweite Subsystem G2 kann z.B. derart erklärt werden, dass die Photonenstrahlung aufgrund des Strahlengangs des System 300 in das zweite Subsystem G2 gespiegelt einfällt, verglichen mit dem Einfall der Photonenstrahlung in das erste Subsystem Gl. Diese Art der Konfiguration kann es ermöglichen, dass der Effekt der unsymmetrischen Lichtverteilung des ersten Subsystems Gl über das zweite Subsystem G2 (zumindest teilweise) kompensiert wird. Dies lässt sich damit begründen, dass der Effekt, der die Asymmetrie der Verteilung der Teilstrahlen bewirkt in dem zweiten Subsystem G2 aufgrund der Spiegelung der Photonenstrahlung in die entgegengesetzte Richtung wirkt, sodass die Asymmetrie der Verteilung der Teilstrahlen nach Durchgang des zweiten Subsystems G2 minimiert wird. Erfolgt das erwähnte Kompensieren nicht, so wird der hierin beschriebene parasitäre Effekt die Asymmetrie der Lichtverteilung noch weiter verstärken.

Das System 300 umfasst ferner nach dem zweiten Subsystem G2 einen dritten

Verschiebespiegel M5, welcher entlang der z-Richtung verschiebbar ist. Der dritte Photonenstrahls auf einer Ebene anpassen. Der vom System 300 ausgekoppelte Photonenstrahl kann dabei auch als Photonenstrahlausgang SO bezeichnet werden. Z.B. kann der dritte Verschiebespiegel M5 in Abhängigkeit der Vergrößerung, welche von dem System 300 verursacht wird, eine Position einnehmen, sodass der vom System 300 abgegebene Photonenstrahlausgang SO unabhängig von der Vergrößerung auf einen Punkt bezogen zentriert erscheint.

Der mögliche Photonenstrahlausgang SO des Systems 300 ist dabei beispielhaft mit der Strahlverteilung 301 und der Strahlverteilung 302 angegeben.

Die Strahlverteilung 301 gibt die Strahlverteilung bei einer Vergrößerung und Kompensation des Photonenstrahleingangs SI über das System 300 in x- und y-Richtung an. Für die Strahlverteilung 301 liegt also eine symmetrische Strahl Vergrößerung vor (wie hierin beschrieben). Die symmetrische Strahlvergrößerung kann z.B. bei beiden Subsystemen vorliegen, sodass im Resultat der Photonenstrahlausgang SO eine symmetrische Strahlvergrößerung aufweist.

Die Strahlverteilung 302 gibt dabei die Strahlverteilung bei einer Vergrößerung und Kompensation des Photonenstrahleingangs SI über das System lediglich in y-Richtung an. Für die Strahlverteilung 302 liegt also eine asymmetrische Strahlvergrößerung vor (wie hierin beschrieben). So ist zu erkennen, dass die Einhüllende der Strahlverteilung 302 eine elliptische Form hat (im Gegensatz zu der kreisförmigen Verteilung der Strahlung des Photonenstrahl eingang SI, welche in dunklerer Farbe angedeutet ist). Die asymmetrische Strahlvergrößerung kann z.B. bei beiden Subsystemen vorliegen, sodass im Resultat der Photonenstrahlausgang SO eine asymmetrische Strahlvergrößerung aufweist.