Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung zur Erzeugung eines Multifoki-Pro- fils aus einem zumindest im Wesentlichen koliimierten Laserstrahl,

wobei die optische Anordnung einen Stra hlpfad zur Verfügung stellt, nacheinan- der durchlaufend

- mehrere Mikrolinsenarrays, wobei die Mikrolinsenarrays eine einheitliche Apertur a ihrer Mikrolinsen aufweisen, und wobei die Gesamtheit der Mikrolinsenarrays eine effektive Brennweile f _ML aufweist, und

- eine Fourierlinsenanordnung. Eine solche Anordnung ist aus M. Zimmermann et al.,„Refractive Micro-optics for Multi-spot and Multi-Iine Generation", Proceedings of LPM2008-the 9th International Symposium on Laser Precision Microfabrication" bekannt geworden. Laserprozesse werden vielfältig in modernen Fertigungsverfahren eingesetzt. Laserquellen stellen dabei einen erheblichen Kostenfaktor dar. Durch die Paralleli- sierung von Laserprozessen kann dabei die Produktivität erhöht werden.

Durch so genannte Array-Generatoren (array generators) kann ein Laserstrahl auf mehrere Teilstrahlen aufgeteilt werden.

M. Zimmermann et al. schlagen eine optische Anordnung in der sogenannten Fliegenaugen (fly's eye) Geometrie mit zwei Mikrolinsenarrays der gleichen Brennweite vor, welche in einem Abstand entsprechend dieser Brennweite angeordnet sind. Ein eingehender Laserstrahl passiert die beiden Mikrolinsenarrays und eine Fourierlinse. In deren Brennebene werden mehrere Foki mit näherungsweise gleichverteilter Intensität erzeugt.

In vielen Anwendungsfällen für Laserprozesse kann die Anzahl der benötigten Foki je nach Produktionsauftrag variieren. Bei der aus M. Zimmermann et al. be- kannten optischen Anordnung liegt die Anzahl der zur Verfügung gestellten Foki jedoch durch die eingesetzten beiden Mikrolinsenarrays fest.

Die DE 199 61 918 Al beschreibt ein variables Doppelfokusformungsmodul. Re- fraktive Elemente werden als variabler optischer Keil eingesetzt. Die refraktiven Elemente werden durch zwei gegeneinander verschiebbare Zylinderlinsen gebildet.

Die KR 100 720 868 Bl beschreibt ein Lasersystem für Heilungszwecke, wobei ein Mikrolinsenarray dazu eingesetzt wird, einen Laserstrahl auf mehrere Laser- spots aufzuteilen.

Aufgabe . ^Erfindung Es ist Aufgabe der Erfindung, eine optische Anordnung zur Verfügung zu stellen, mit der eine Anzahl von aus einem Laserstrahl erzeugten Fokl auf einfache Weise variiert werden kann, wobei eine gleichmäßige Intensitätsverteilung erhalten wird.

Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine optische Anordnung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist,

dass die optische Anordnung eine Verstellmechanik aufweist, mit der ein gegenseitiger optischer Abstand zumindest einiger der Mikrolinsenarrays im Stra hlpfad verstellbar ist, sodass die effektive Brennweite f _ML der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays einstellbar ist,

und dass die Verstellmechanik mehrere Verstellpositionen i=l,...,M, mit M : eine natürliche Zahl >2 und i : erstellpositions-Index, aufweist, an denen der Term a ²

- - jeweils im Wesentlichen glatt eine natürliche Zahl Ni ergibt,

j ML.i

mit l: mittlere Wellenlänge des Laserstrahls, f _M L,i : durch die Verstellposition i eingestellte effektive Brennweite fML der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays. Die Erfindung schlägt zusammenfassend vor, die optische Anordnung mit einer Verstellmechanik zu versehen, um die optischen Abstände zumindest einiger Mik- rolinsenarrays (auch bezeichnet als Multilinsenarrays) im Strahlengang zu ver stellen. Dadurch wird die effe tive Brennweite der Gesamtheit der Mikrolin- senarrays und damit die Anzahl der Foki im Multifoki- Profil (Multispot-Profil) ein- stellbar. Durch geeignete Wahl der Verstellpositionen kann erreicht werden, dass eine gleichmäßige Intensitätsverteilung über die Foki erreicht wird.

Mit den mehreren Mikrolinsenarrays wird aus dem (zumindest im Wesentlichen) kollimierten Laserstrahl ein Winkelspektrum erzeugt, das mit der Fourierlinsena- nordnung in eine Brennebene (typischerweise an einer Austrittspupille) abgebil- det wird. Die Mikrolinsenarrays reihen Mikrolinsen In (zumindest) einer Richtung senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung auf. In der Brennebene wird ein Mul- tifoki-Profil mit gleichmäßigen Fokiabständen erzeugt, wobei die Foki (zumindest) in der Richtung senkrecht zur Strahiausbreitungsrichtung aufgereiht sind. Im ein fachsten Fall wird ein Multifoki-Linien profil erzeugt, mit Foki auf einer gemeinsamen Linie, aufgereiht in der Richtung, in der auch die Mikrolinsen (ausgebildet etwa als Zylinderlinsen) aufgereiht sind; es ist aber auch möglich, ein zweidi- mensionales Multifokus-Profil („Gitterprofil") zu erzeugen, wenn Mikrolinsen in mehreren, linear unabhängigen Richtungen aufgereiht sind; hierbei können ge- sonderte Mikrolinsenarrays für jede der beiden Richtungen vorgesehen sein, etwa unter 90° gekreuzte Zylinderlinsenarrays, oder auch gemeinsame Mikrolinsenarrays mit Linsenkrümmung für beide Richtungen. Die Multifoki-Erzeugungen in beiden Richtungen sind grundsätzlich unabhängig voneinander. Im Folgenden wird daher vereinfachend die Multifokierzeugung bezüglich einer Richtung (bzw. bezüglich einer Ebene, die die Strahlausbreitungsrichtung und diese Richtung enthält) beschrieben. a ²

Wenn der Term—— , der der vierfachen Fresnelzahl FZ der Mikrolinsenarrays

l·ϊ _M ΐ

entspricht, zumindest im Wesentlichen eine glatte (ganzzahlige) natürliche Zahl Ni ergibt, so ist die Ausleuchtung der Foki im Multifoki-Profil besonders gleichmäßig, d.h. an jedem der Foki wird eine näherungsweise gleiche Intensität erreicht (typischerweise mit einer Schwankungsbreite von weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10%, gegenüber dem Fokus mit der größten Intensität). Zudem gibt es kaum störende Randfelder.

Bei einem Multifoki-Linienprofil entspricht die zur Verstellposition i gehörende natürliche Zahl Ni der Anzahl der Foki (wenn Ni ungerade ist direkt, und wenn Ni gerade ist zusammen mit einem Phasenschieber, siehe unten). Entsprechendes gilt für zweidimensionale Mikrolinsenarrays jeweils für die Raumrichtungen, in denen die Mikrolinsen aufgereiht sind.

Über die Verstellmechanik kann die effektive Brennweite f _ML der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays verändert werden, und insbesondere eine andere natürliche a ²

Zahl für den Term—— eingestellt werden, um die Anzahl der Foki auf einfache

Weise zu verändern und an eine nächste Arbeitsaufgabe anzupassen. Die Gesamtheit der Mikrolinsenarrays wird auch als abbildender Homogenisierer bezeichnet. Es ist also nicht nötig, genau zwei Mikrolinsenarrays mit gleicher Brennweite zu wählen und im Abstand der dieser Brennweite anzuordnen, um ein Multifokus-Linienprofil zu erzeugen.

Die Verstellmechanik weist typischerweise Führungen (etwa Schienen) und/oder Schlitten für Mikrolinsenarray-Bauteile und/oder Spiegel und/oder andere strahlführende Bauteile auf, bevorzugt auch Sensoren zur Überprüfung der Position dieser Bauteile; besonders bevorzugt ist eine Motorisierung und elektronische Steuerung der Verstellmechanik eingerichtet. Die Verstellpositionen i werden typischerweise durch mechanische Verrastungen oder durch elektronische Pro- grammierung festgelegt. Typischerweise sind Verstellpositionen zu wenigstens drei, bevorzugt wenigstens fünf, besonders bevorzugt wenigstens zehn verschiedenen Foki-Anzahlen einstellbar.

Die effektive Brennweite f _ML bezieht sich auf ein Strahlbündel zu jeweils einer Mikrolinse je Mikrolinsenarray im Strahlpfad. Eine optische Anordnung gemäß der Erfindung (ohne die Fourierlinsenanordnung), bezogen auf ein Strahlbündel zu jeweils einer Mikrolinse je Mikrolinsenarray im Stra hlpfad, weist in der Schreib- weise der Matrizenoptik, also als Abbildungsmatrix typischerweise fol

gende Eigenschaften auf: D=0; | C | = l/f _ML - Weiterhin gilt meist auch A< 1 (für ei- nen im Wesentlichen kollimierten Strahl); B ergibt sich dann abhängig von A, C, und D.

Mit der Verstellmechanik kann die effektive Brennweite f _Mi der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays verändert werden. Für zwei (dünne) Linsen kann beispiels- weise eine effektive Brennweite aus den Brennweiten der Einzellinsen f _t , f ₂ und dem Abstand ds der Linsen bestimmt werden gemäß dem Grundzusammenhang Aus diesen Grundzusammenhang kann (nötigenfalls iterativ) die effektive Brenn- weite f _ML einer beliebigen Gesamtheit von Mikroiinsenarrays (im Rahmen der Erfindung umfassend meist drei oder vier Mikroiinsenarrays) im Strahlengang bestimmt werden.

In einem jeweiligen Mikrolinsenarray ist die Brennweite der Einzellinsen einheit ^¬ lich. Der optische Abstand wird als die Weglänge entlang des Strahlpfads bestimmt. Im einfachsten Fall wird ein jeweiliges Mikrolinsenarray im Strahl pfad durch ein eigenes Mikrolinsenarray-Bauteil realisiert. Es ist aber auch möglich, dass mehrere Mikroiinsenarrays im Strahlpfad durch ein einziges Mikrolinsenarray-Bauteil realisiert werden, indem der Strahl pfad dieses Mikrolinsenarray-Bauteil entspre- chend mehrfach durchläuft.

Die Apertur (auch genannt pitch) a ist die Breite einer jeweiligen Mikrolinse in ei ner Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung, also quer zum (lokalen)

Strahl pfad. Die optischen Anordnung kann auch eine Laserquelle mitumfassen, die den im Wesentlichen kollimierten Laserstrahl mit der mittleren Wellenlänge l bereitstellt, der den Strahlpfad durchläuft. Je größer die Divergenz des Laserstrahls, desto größer werden auch die Spots im Multifoki- Profil. Der Laserstrahl sollte zumindest soweit kollimiert sein, dass die Spots in der Brennebene der Fourierlinsena- nordnung getrennt bleiben; typischerweise wird dafür die Divergenz Q des Laser ^¬ strahls gewählt mit Q<l/(p*q) oder bevorzugt Q<l/(2*q).

Bevorzugte Ausführungsformen Bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anord- a ²

nung, bei der an den Verstellpositionen i jeweils gilt: - - -IM, < 0,2, bevorzugt

L'/MI,ί

<0, 1, besonders bevorzugt < 0,05. Je genauer der Term a ² /(l*f _ML ,i) eine ganze Zahl ergibt, desto gleichmäßiger ist typischerweise die Intensitätsverteilung an den Foki des Multifoki-Proflls. Je nach Anwendung kann die Anforderung an die Intensitätsverteilung variieren, etwa in Hinblick auf thermischen Transport in einem Schmelzbad im Falle eines Laserschweißprozesses. Unterhalb von 0,2 Ab weichung von der ganzen Zahl kann meist bereits eine gute Gleichverteilung der Intensität erreicht werden, die für typische Anwendungen wie ein flächiges Schweißen ausreicht.

Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der der Stra hlpfad wenigstens drei, bevorzugt wenigstens vier, Mlkrolinsenarrays durchläuft. Mit drei oder vier Mikro- linsenarrays ist einerseits ein noch einfacher und kompakter Aufbau bei anderer seits bereits recht flexibel einstellbarer Anzahl der Foki erreichbar. Man beachte, dass eine erfindungsgemäße optische Anordnung im Einzelfall auch schon mit zwei Mlkrolinsenarrays aufgebaut werden kann. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die opti- sche Anordnung wenigstens eine Umlenkoptik, insbesondere einen Retroreflektor oder einen Spiegel, umfasst, und dass der Stra hlpfad wenigstens ein Mikrolin- senarray-Bauteil mehrfach durchläuft. Dadurch kann die optische Anordnung be- sonders kompakt aufgebaut und verbilligt werden. Durch das mehrfache Durch- laufen des Mikrolinsenarray-Bauteils kann dieses im Strahlengang entsprechend mehrfach genutzt werden, wodurch Mikrolinsenarray-Bauteile eingespart werden können.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Verstellmechanik einen Schlitten umfasst, auf dem wenigstens zwei Mikrolinsenarray-Bauteile in festem Abstand angeordnet sind, und dass der Schlitten gegenüber wenigstens einem weiteren Mikrolinsenarray-Bauteil, bevorzugt wenigstens zwei Mikrolinsenarray-Bauteilen, entlang der Strahlausbreitungsrichtung verfahrbar ist. Durch die Anordnung zweier Mikrolinsenarray-Bauteile auf einem gemeinsamen Schlitten können die Freiheitsgrade der optischen Anordnung gezielt beschränkt bzw. vorgegeben werden, um die effektive Brennweite fwi einfacher einstellen zu können.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein im Stra hlpfad erstes und drittes Mikrolinsenarray ortsfest sind und ein im Strahlpfad zweites und viertes Mikrolinsenarray auf dem verfahrbaren Schlit- ten angeordnet sind oder umgekehrt, und dass für eine Brennweite fi des ersten und vierten Mikrolinsenarrays und eine Brennweite f ₂ des zweiten und dritten Mikrolinsenarrays gilt: f ₂ =fi/3. In diesem Fall verändern sich d und t linear mit l/f _ML und damit linear mit der Anzahl der Spots (Foki), aber die Summe d+t bleibt konstant mit l/f _ML , wobei d : Abstand zwischen erstem und zweiten Mikrolinsenarray sowie zwischen dritten und viertem Mutilinsenarray, und t: Abstand zwischen zweitem und drittem Mikrolinsenarray. Es besteht dann über einen gewissen Verstellbereich des Schlittens ein linearer Zusammenhang zwischen der Anzahl der Spots (Foki) und der Schlittenposition, wodurch sich die Zahl der Foki besonders komfortabel einstellen lässt. Man beachte, dass bei anderen Verhältnissen von fi und f ₂ die Fokianzahl immer noch über die Schlittenposition einstel- len lässt, der Zusammenhang aber nichtlinear ist, so dass in der Regel eine Kennlinie eingesetzt wird.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass die optische Anordnung weiterhin ein wellenlängendispersives Element, insbesondere ein Git ter, aufweist, das im Stra hlpfad vor der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays angeordnet ist und dazu geeignet ist, den zumindest im Wesentlichen kollimierten La- serstrahl in einer Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung spektral aufzuweiten,

und dass die Fourierlinsenanordnung mit einer in der Richtung quer zur Stra hl - ausbreitungsrichtung veränderlichen Brennweite ausgebildet ist. Die optische Anordnung kann in dieser Ausführungsform auch Laserlicht mit merklich unter- schiedlichen Wellenlängenanteilen (wie sie etwa bei ultrakurzen Laserpulsen auftrete n) exakt in ein Multifoki-Profil fokussieren. Sie ist so eingerichtet, dass wellenlängenbedingte Unterschiede der Fokiabstände (wie sie bei einer einheitlichen Fourierlinsen-Brennweite auftreten würden) durch die entlang der Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung (entlang der auch die unterschiedlichen Wellen- längenanteile des Laserlichts aufgespalten sind) unterschiedliche Fourierlinsen- Brennweite gerade ausgeglichen werden. Die (vor allem äußeren) Foki werden dann nicht spektral verschmiert, sondern bleiben scharf. Vorzugsweise ist der Verlauf der Brennweite proportional zum spektralen Verlauf. Insbesondere kann eine mit der Richtung quer zur Strahiausbreitungsrichtung linear veränderliche Brennweite angewandt werden; hierfür kann ein optisches Gitter eingesetzt werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass die Fou- rierlinsenanordnung als eine Freiformlinse mit einer in der Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung veränderlichen Linsenkrümmung ausgebildet ist. Dies ermöglicht einen vergleichsweise einfachen Aufbau der optischen Anordnung.

Falls gewünscht kann auch eine Kombination von mehreren Asphären bzw. Freiformlinsen für die Fourierlinsenanordnung eingesetzt werden.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Verstellmechanik motorisiert ist und eine elektronische Steuervorrichtung aufweist, wobei in der elektro- nischen Steuervorrichtung die verschiedenen Verstellpositionen i programmiert sind und mittels der elektronischen Stuervorrichtung automatisiert anfahrbar sind. Dadurch ist ein komfortables uns schnelles Umschalten zwischen unter schiedlichen Fokizahlen möglich, wenn eine nächste Bearbeitungsaufgabe ansteht.

Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der die optische Anordnung weiterhin einen Phasenschieber umfasst, mit dem beim Laserlicht ein Phasenver satz von h*p, mit n eine ungerade natürliche Zahl, zwischen den Strahlbündeln benachbarter Mikrolinsen der Mikrolinsenarrays generierbar ist. Mit dem Phasenschieber ist es möglich, auch eine gerade Anzahl von Fokl zu erzeugen. Wenn mit a ²

dem Term—— eine gerade Zahl Ni im Wesentlichen glatt eingestellt wird, so

l'ΐM

wird dennoch eine ungerade Zahl (Ni+ 1) an Foki erhalten, da die nullte Ordnung zusätzlich auftritt. Durch den Phasenschieber wird eine destruktive Interferenz erreicht, durch die die nullte Ordnung eliminiert wird. Typischerweise beträgt der Phasenversatz p. Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Phasenschieber als ein Phasenschieberelement ausgebildet ist, in welchem in der Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung alternierend erste Passierelemente und zweite Passierelemente ausgebildet sind, wobei das Passieren eines ersten Passierelements gegenüber dem Passieren eines zweiten Passierele- ments beim Laserlicht den Phasenversatz von h*p erzeugt, insbesondere wobei die ersten Passierelemente und zweiten Passierelemente jeweils eine Breite ent- sprechend der Apertur a aufweisen. Diese Bauform ist relativ einfach und ermög- licht auch ein einfaches Umschalten zwischen ungeraden und geraden Fokizah- len, indem das Phasenschieberelement je nach Bedarf in den Strahlengang hereingenommen oder aus dem Strahlengang herausgenommen wird. Die ersten Passierelemente können beispielsweise„leer" sein, und die zweiten Passierelemente können ein Material enthalten, dessen Dicke so eingestellt ist, dass beim Passieren des (zumindest im Wesentlichen) kollimierten Laserlichts sich die gewünschte Phasenverschiebung ergibt.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Phasenschieber in eines der Mikrolinsenarrays integriert ist, insbesondere wobei die Pro- filierung des Mikrolinsenarrays am Übergang zweier benachbarter Mikrolinsen jeweils einen Dickensprung vorsieht, welcher beim Laserlicht den Phasenversatz von h*p erzeugt. Bei dieser Bauform kann ein separates Phasenschieberelement eingespart werden. Über die Breite eines Mikrolinsen-Apertur ändert sich bei- spielsweise die Dicke des Mikrolinsenarrays allmählich, so dass über die Breite der Mikrolinsenapertur ein Phasenversatz von h*p aufgebaut wird; diese Dickenänderung wird vom eigentlichen Linsenprofil überlagert. Ebenso ist es möglich, jede zweite Mikrolinse mit einer einheitlichen zusätzlichen Dicke auszubil- den. Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die optische Anordnung weiterhin eine strahlformende Linse umfasst, die im Stra hlpfad vor den Mikrolinsenarrays angeordnet ist,

insbesondere wobei eine Brennweite fs _L der strahlformenden Linse gewählt ist mit

1 Ä

— =— . Mit der strahlformenden Linse kann der im Wesentlichen kollimierte fsL a ²

Laserstrahl umgeformt werden, insbesondere seine Divergenz verändert werden. Die strahlformende Linse kann insbesondere den kollimierten Laserstrahl fokus sieren, wobei hinter der strahlformenden Linse im Strahlengang wenigstens ein Mikrolinsenarray angeordnet ist. Durch die Strahlformung kann die Interferenzbedingung derart manipuliert werden, dass eine gerade Anzahl an Foki eingestellt

1 l

wird; dies kann durch Einhaltung der Bedingung— =— erreicht werden. Ins-

J SL

besondere kann die nullte Beugungsordnung ausgelöscht werden.

Ebenfalls vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass mit der Verstellmechanik weiterhin ein lateraler Versatz D wenigstens eines der Mikrolin se na rrays gegenüber wenigstens einem anderen der Mikrolinsenarrays bezüglich wenigstens einer Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung einstellbar ist, insbesondere wobei die Verstellmechanik mehrere laterale Verstellpositionen j=l, L, mit j : Index der lateralen Verstellpositionen und L: eine natürliche Zahl >

2, aufweist, an denen gilt

mit D _] : lateraler Versatz an der lateralen Verstellposition j. Durch einen lateralen Versatz (beispielsweise gemessen zwischen den Mittelachsen zweiter Mikrolinsen an einander entsprechenden Position in den miteinander verglichenen Mikrolin- senarrays) ist es möglich, bei gleichzeitig geeigneter Einstellung der Abstände der Mikrolinsenarrays die Interferenzbedingung derart zu manipulieren, dass eine gerade Anzahl an Foki eingestellt wird. Insbesondere kann die nullte Beugungs- Ordnung ausgelöscht werden. Zudem kann unter bestimmten Bedingungen über den lateralen Versatz Position der Foki lateral versetzt werden.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der wenigstens zwei der Mikrolin senarrays im Strahlengang eine unterschiedliche Brennweite aufweisen. Dadurch kann die optische Anordnung freier gestaltet werden. Insbesondere können bei dieser Bauform drei Mikrolinsenarrays im Strahlengang eingesetzt werden, etwa mit einer Abfolge langbrennweitig - kurzbrennweitig - langbrennweitig. Altema- tiv ist es auch möglich, für alle Mikrolinsenarrays eine gleiche Brennweite vorzu sehen, etwa bei vier oder mehr Mikrolinsenarrays im Strahlengang.

Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der die optische Anordnung dazu ausgebildet ist, ein zweidimensional fokussiertes Multifokus- Profil zu erzeugen, wobei die Mikrolinsen der Mikrolinsenarrays in zwei linear unabhängigen Richtun gen senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung aufgereiht sind,

insbesondere wobei die Aperturen a und die effektive Brennweiten FMU in beiden linear unabhängigen Richtungen identisch sind. Dadurch Ist es möglich, ein zwel- dimensionales Fokigitter zu erzeugen, mit dem beispielsweise flächige Schweiß prozesse schneller durchgeführt werden können. Wählt man die Aperturen a und die effektiven Brennweiten f _Mi ,i in beiden Richtungen gleich (insbesondere wobei die Brennweiten der jeweils relevanten Mikrolinsenarrays für beide Richtungen gleich sind und zumindest näherungsweise an gleichen Orten im Strahlpfad ange- ordnet sind), so erhält man an den Verstellpositionen i In beiden Richtungen eine gleiche Fokianzahl Ni und eine gleichmäßige Intensitätsverteilung (durch in glei- cher Weise„glatte" Einstellung der natürlichen Zahl Ni). Es ist aber alternativ auch möglich, die Aperturen a und/oder die effektiven Brennweiten f _ML ,i in beiden Richtungen unterschiedlich zu wählen (Insbesondere wobei die Brennweiten der jeweils relevanten Mikrolinsenarrays in den beiden Richtungen unterschiedlich sind), etwa um eine unterschiedliche Fokianzahl in beiden Richtungen einzustel- len und/oder um unterschiedliche Abstände der Foki In beiden Richtungen zu erhalten; man beachte aber, dass an den Verstellpositionen i auch dann für beide

a ^z

Richtungen jeweils eine im Wesentlichen glatte Zahl Ni des Terms——— erreicht

fML.i

werden muss, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der Foki zu erhalten. Typischerweise stehen die beiden linear unabhängigen Richtungen senkrecht zueinander, es ist aber auch möglich, eine andere gegenseitige Ausrichtung zu wäh- len, etwa einen 60°-Winkel für ein hexagonales Fokigitter. In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen, oben beschriebenen optischen Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mit der Verstellmechanik zeitlich nacheinander unterschiedliche Verstellpositionen i aufgesucht werden, in denen mit dem Laser strahl unterschiedliche Multifoki-Profile erzeugt werden, die eine unterschiedliche Anzahl i von Foki in einer Richtung, in der die Mikrolinsen der Mikrolinsenarrays aufgereiht sind, aufweisen. Die optische Anordnung wird dadurch flexibel eingesetzt, nämlich mit unterschiedlichen Fokizahlen bezüglich unterschiedlicher Bearbeitungsaufgaben für die Laserstrahlung, und der Aufwand für die Veränderung der Fokizahl ist gering. Insbesondere werden für die Veränderung keine Austauschbauteile benötig.

Bevorzugt ist eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die vorsieht, dass mit der Verstellmechanik auch eine Verstellposition i aufgesucht wird, für die N, eine ungerade Zahl ist. Während der Erzeugung des Multifoki-Linsenprofils in dieser Verstellposition i wird im Strahlengang kein Phasenschieber angeordnet. Dies ist besonders einfach. Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der mit der Verstellmechanfk auch eine Verstellposition 1 aufgesucht wird, für die N, eine gerade Zahl ist, wobei während der Erzeugung des Multifoki-Profils in dieser Verstellposition i im Strahlen- gang ein Phasenschieber angeordnet wird, mit dem ein Phasenversatz von h*p, mit n eine ungerade natürliche Zahl, zwischen den Strahlbündeln benachbarter Mikrolinsen der Mikrolinsenarrays generiert wird. Durch Verwendung des Phasenschiebers wird erreicht, dass die Anzahl der Foki auch Ni entspricht, indem die nullte Beugungsordnung eliminiert wird. Man beachte, dass der Phasenschieber in eines der Mikrolinsenarrays integriert sein kann oder ein separates Phasen- schieberelement sein kann. Typischerweise beträgt der Phasenversatz p.

Bei einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass mit der Verstellmechanik auch eine Verstellposition i aufgesucht wird, für die N, eine gerade Zahl ist, wobei eine strahlformende Linse im Stra hlpfad vor den Mikrolinsenarrays angeordnet wird,

insbesondere wobei eine Brennweite is der strahlformenden Linse gewählt wird mit

1 x

— =— . Durch die Einstellung einer geeigneten Divergenz mittels der strahlfor- fsi a· ¹

menden Linse kann die Interferenzbedingung derart manipuliert werden, dass eine gerade Anzahl an Foki eingestellt wird; dies kann durch Einhaltung der Be- i l

dingung— =— auf einfache Weise erreicht werden.

fsL Ebenso vorteilhaft ist eine Variante, bei der mit der Verstellmechanik auch eine Verstellposition i aufgesucht wird, für die Ni eine gerade Zahl ist, wobei mit der Verstellmechanik dabei eine laterale Verstellposition mit einem lateraler Versatz D, mit A O, wenigstens eines der Mikrolinsenarrays gegenüber wenigstens einem anderen der Mikrolinsenarrays bezüglich wenigstens einer Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung eingestellt wird,

insbesondere wobei im Strahlengang lediglich zwei Mikrolinsenarrays (MLA1, MLA2) in einem optischen Abstand d angeordnet sind, mit

a

D = und d

2*N _£ (Ni- 1)*/T

Man beachte, dass weiterhin gilt JV _j =—— -. Durch den lateralen Versatz ist es

J ML.i**- möglich, bei gleichzeitig geeigneter Einstellung der optischen Abstände der Mik- rolinsensarrays die Interferenzbedingung derart zu manipulieren, dass eine gerade Anzahl an Foki eingestellt wird. Besonders einfach kann dies bei einer opti schen Anordnung mit nur zwei Mikrolinsenarrays im Strahlengang bei den oben angegebenen Bedingungen erfolgen.

Vorteilhaft ist weiterhin eine Variante, die vorsieht, dass zur Erzeugung der Multi Ifokus-Linienprofile ein gepulster, zumindest im Wesentlichen kollimierter Laser strahl mit ultrakurzen Laserpulsen, insbesondere mit einer Dauer von 500 fs oder kürzer, bevorzugt 100 fs oder kürzer, eingesetzt wird,

dass im Stra hlpfad vor der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays ein wellenlängen- dispersives Element angeordnet wird, das den zumindest im Wesentlichen kolli- mierten Laserstrahl in einer Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung spekt- ral aufweitet,

und dass eine Fourierlinsenanordnung mit einer in der Richtung quer zur Strahlausbreitungsrichtung veränderlicher Brennweite im Strahlengang hinter der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays verwendet wird. Bei Einsatz von ultrakurzen Laserpulsen kann sich das Spektrum (die Wellenlänge) des Laserlichts verbreitern. Die Verbreiterung des Spektrums des Laserlichts kann wiederum zu einer räumli- chen Verschmierung von außen liegenden Foki führen, vor allem wenn die numerische Apertur der optischen Anordnung groß ist (bzw. eine große Anzahl von Foki erzeugt werden soll). Durch Einsatz des wellenlängendispersiven Elements und der Fourierlinsenanordnung mit veränderlicher Brennweite kann die räumliche Verschmierung der außenliegenden Foki unterbunden werden. Man beachte, dass das wellenlängendispersive Element und die Fourierlinsenanordnung mit veränderlicher Brennweite grundsätzlich bei allen Arten von Laserstrahlen von cw (continuous wave) bis fs (femto-Sekunden) eingesetzt werden kann, und räumliche Verschmierungen aufgrund unterschiedlicher Wellenlängenanteile unabhängig von Ihrer Ursache ausgleichen kann.

Ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt die Verwendung einer erfindungsgemäßen, oben beschriebenen optischen Anordnung oder eines erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Verfahrens zur additiven Fertigung von Objekten, wobei mit wenigstens einem Muitifoki-Profil, insbesondere Multifoki-Lini- enprofil, eine Schicht von pulverförmigem Material flächig aufgeschmolzen oder flächig gesintert wird. Im Rahmen der Erfindung kann eine Anzahl von Foki zum flächigen Aufschmelzen oder Sintern einer Oberfläche flexibel gewählt werden, und insbesondere schnell über die Anzahl der Foki an eine Breite der zu bearbeiteten Oberfläche angepasst werden. Dadurch können Objekte besonders schnell und präzise additiv gefertigt werden. Man beachte, dass die Foki unabhängig von ihrer Anzahl stets den gleichen Abstand aufweisen. Die Anzahl der Foki kann in- nerhalb einer zu fertigenden Schicht und/oder von einer Schicht zu einer nächs- ten und/oder von einem Objekt zum nächsten durch Änderung der Verstellposition mit der Verstellmechanik geändert werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeich- nung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und schema- tischen Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung, mit vier Mikrolinsenarrays im Stra hlpfad;

Fig. 2 zeigt eine Multifokus-Linienprofil, das mit einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung erzeugt werden kann;

Fig. 3 zeigt ein zweidimensionales Multifoki-Profil, das mit einer erfindungsge mäßen optischen Anordnung erzeugt werden kann;

Fig. 4 zeigt eine erste alternative Bau form zur optischen Anordnung von Fig. 1 gemäß der Erfindung, mit Spiegel und zwei Mikrolinsenarray-Bauteilen;

Fig. 5 zeigt eine zweite alternative Bauform zur optischen Anordnung von Fig. 1 gemäß der Erfindung, mit vier Mikrolinsenarray-Bauteilen und einem gemeinsamen Schlitten für zwei der Mikrolinsenarray-Bauteile;

Fig. 6 zeigt ein Diagramm zur Abhängigkeit von d, t und f _Mi für die Bauform von Fig. 5, im Falle von Teilbild (a) mit f ₂ =fi/3, und im Falle von Teilbild (b) mit f ₂ fi/3;

Fig. 7 zeigt Diagramme zur Intensitätsverteilung in der Brennebene der Fourier- linsenanordnung einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung für verschieden eingestellte Werte von 4FN, nämlich 4FN=5 (a oben), 4FN=7 und 7,5 (b Mitte), 4FN=9 (c unten);

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung in einem Teilausschnitt, mit drei Mikrolinsenarrays im Strahlpfad; Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung In einem Teilausschnitt, mit einem Phasenschieberelement im Stra hlpfad; Fig. 10 zeigt weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung In einem Teilausschnitt, mit drei Mikrolinsenarrays im Strahlpfad und Phasenschieber integriert

- in einen hinterstes Mikrolinsenarray mit alternierend eingerichteter Zu satzdicke (a),

- In ein hinterstes Mikrolinsenarray mit sägezahnartig eingerichteter Zusatzdicke (b), und

- in ein mittleres Mikrolinsenarray mit sägezahnartig eingerichteter Zu- satzdicke (c); Fig. 11 zeigt ein Phasenschieberelement in Aufsicht für eine optische Anordnung zur Erzeugung eines zweidimensionalen Multifoki-Profils;

Fig. 12 zeigt ein zweidimensionales Multifoki-Linienprofil, das mit einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung mit einem Phasenschieber erzeugt werden kann;

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung, mit wellenlängendispersivem Element und Fourierlinsenano- rdnung mit räumlich veränderlicher Brennweite;

Fig. 14 zeigt die Verwendung von erfindungsgemäß erzeugten Multifoki-Linien- profilen beim Aufschmelzen einer Schicht pulverförmigen Materials für die schichtweise Fertigung eines Metallkörpers, im Teilbild (a) mit zeilenweiser Abrasterung bei nicht-überlappenden Schmelzbädern und im Teilbild (b) ohne zeilenweise Abrasterung mit überlappenden Schmelzbädern;

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung ähnlich Fig. 1, optional ausgestattet mit einer strahlformenden Linse und einer lateralen Verstellung eines Mikrolinsenarrays; Fig. 16 zeigt eine schematisches Diagramm darstellend eine Anzahl von mit einer erfindungsgemäßen optischen Apparatur erzeugten Foki in Abhängigkeit von der Brechkraft einer vorangestellten strahlformenden Linse;

Fig. 17 zeigt eine schematische Illustration zur Einrichtung eines lateralen Versatzes D und eines optischen Abstands d zwischen zwei Mikrolinsenarrays für die Erfindung.

Die Fig. l zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung 1.

Die optische Anordnung 1 verfügt über eine Laserquelle 2, hier das Ende einer Lichtleitfaser, aus der ein Single-Mode Laserstrahl 3 austritt. Der Laserstrahl 3 Ist zumindest bezüglich einer Richtung x senkrecht zu einer Strahlausbreitungsrichtung z koliimiert und durchläuft in der optischen Anordnung 1 einen Stra hlpfad 4 entlang der x-Richtung. Im Strahlpfad 4 passiert der Laserstrahl 3 hier vier Mikrolinsenarrays MLA1-

MLA4. Jedes Mikrolinsenarray MLA1-MLA4 verfügt über in x-Richtung aufgereihte Mikrolinsen 5 mit einer Apertur a; die Apertur a gemessen entlang der x-Rich ^¬ tung ist für alle Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 gleich. Die Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 bzw. deren Mikrolinsen 5 können alle unterschiedliche Brennweiten fi-f ₄ aufweisen; innerhalb eines jeweiligen Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 ist (bezüglich der Krümmung entlang der x-Richtung) die Brennweite fl-f4 der Mikrolinsen 5 einheitlich.

Optional kann hier zwischen den Mikrolinsenarrays MLA2 und MLA3 ein Spiegel angeordnet sein (vgl. Fig. 4 unten),

Durch die Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 wird jeder Punkt einer jeweiligen Mikro- linse (vgl. Apertur a) in der Ebene des ersten Mikrolinsenarrays MLA1 in einen Winkel abgebildet, also ein Winkeispektrum erzeugt. Dieses Wfnkelspektrum wird mit einer Fourierlinsenanordnung 6 In einer Brennebene 7 abgebildet.

In der Brennebene 7 einsteht ein Multifokus-Profil (vgl. Fig. 2 und Fig. 3).

Aus den Brennweiten fi-f ₄ der Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 und den relativen Positionen der Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 entlang des Strahl pfades 4 bzw. entlang der z-Richtung ergibt sich eine effektive Brennweite f _ML der Gesamtheit 8 des Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4. Die Gesamtheit der Mikrolinsenarrays MLA1- MLA4 wird auch als abbildender Homogenisierer bezeichnet.

Die optische Anordnung 1 verfügt über eine Verstellmechanik 15, mit der zumin- dest einige der gegenseitigen Abstände der Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 verstellt werden können. Beispielsweise kann wie in Fig. 1 dargestellt für jedes Mik- rolinsenarray MLA1-MLA4 ein eigener, auf einer Führung 9 (etwa einer Zahnstange) motorisch verfahrbarer Schlitten 11-14 (etwa mit einem in die Zahnstange eingreifenden angetriebenen Zahnrad) vorgesehen sein, wobei die Schlit ten über eine elektronische Steuervorrichtung 10 angesteuert werden können. In der Steuervorrichtung 10 sind mehrere Verstellpositionen für die Gesamtheit 8 der Mikrolinsenarrays MLA-MLA4 abgespeichert, wobei eine jeweilige Verstellposition anzufahrende Sollpositionen bezüglich der z-Richtung für die Schlitten 11- 14 umfasst. Man beachte, dass in anderen Bauformen die Positionen von einigen Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 gekoppelt und/oder ortsfest sein können (siehe auch Fig. 4, Fig. 5).

Durch Änderung der Verstellposition kann die effektive Brennweite f _ML der Gesamtheit 8 der Mikrolinsenarrays MLA1-MLA4 verändert werden. Die effektive Brennweite f _ML der Gesamtheit 8 der Mikrolinsenarrays ML1-ML4 entspricht einer Brennweite f* eines klassischen Homogenisierers mit gleichen Abbildungseigen- schäften (Anmerkung : ein klassischer Homogenisierer besitzt zwei Mikrolinsenarrays gleicher Brennweite f*, die im Abstand ihrer Brennweite f* zueinander angeordnet sind). Im Rahmen der Erfindung kann die Verstellmechanik 15 mehrere Verstell positio- a ²

nen i= l,...,M einstellen, für die jeweils der Term -— -— im Wesentlichen glatt

l·/MI,ί

(also mit keinem oder nur geringfügigem Rest) eine natürliche Zahl Ni ergibt, mit f _ML ,i effektive Brennweite in der Verstellposition i. Typischerweise ergeben die un- terschiedlichen Verstellposition I unterschiedliche natürliche Zahlen Ni mit einem Fehler von weniger als 0,2, bevorzugt weniger als 0,1, besonders bevorzugt weniger als 0,05. Dann ergibt sich ein im Wesentlichen gleichmäßig ausgeleuchtetes Mikrofokus-Profil in der Brennebene 7. Man beachte, dass unter Weglassung der Fourierlinsenanordnung 6 mit der optischen Anordnung 1 auch ein gleichmäßig ausgeleuchtetes Winkelspektrum erhalten werden könnte; eine solche abgewandelte Anordnung könnte als effizienter Strahlteiler eingesetzt werden. Die Fig. 2 zeigt ein mit einer optischen Anordnung wie in Fig. 1 dargestellt erzeugtes Mikrofokus-Profil 20, hier Mikrofokus-Linienprofil 21. In x-Richtung übereinander auf einer Linie werden hier fünf Foki erzeugt; die zugehörige Verstellposition i hat demnach Ni=5. Die Mikrolinsenarrays weisen in diesem Fall nur in x- Richtung gereihte Mikrolinsen auf, nicht jedoch in y-Richtung. In y-Richtung ist der Laserstrahl in der Brennebene fokussiert worden, etwa mit einer Zylinder- linse zwischen der Laserquelle und dem im Stra hlpfad ersten Mikrolinsenarray (in Fig. 1 nicht näher dargestellt).

Falls die Mikrolinsenarrays der optischen Anordnung auch in y-Richtung aufge- reihte Mikrolinsen aufweisen, etwa durch einen entsprechenden Schliff bezüglich beider Richtungen x, y, kann mit der optischen Anordnung auch ein zweidimensi onales Mikrofoki-Profil 22 erzeugt werden, vgl. Fig. 3. In y-Richtung übereinander und in y-Richtung nebeneinander werden hier fünf mal fünf Foki erzeugt, die in einem hier quadratischen Gitter angeordnet sind.

Die Fig. 4 zeigt einen Teilausschnitt einer optischen Anordnung 1, deren Strahlpfad 4 der optischen Anordnung von Fig. 1 entspricht, in einer speziellen Bauform. Es werden vor allem die Unterschiede zur Fig. 1 erläutert. Bei dieser Bauform werden die Mikrolinsenarrays MLA1 und MLA4 durch ein einzi ges Mlkrolinsenarray-Bauteil MB1 mit Brennweite fi realisiert, und die Mikrolin- senarrays MI_A2 und MLA3 werden durch ein einziges Mikrolinsenarray-Bauteil MB2 mit Brennweite f ₂ realisiert. Der Stra hlpfad 4 geht zunächst durch die Mikro- linsenarray-Bauteile MB1 und MB2, wird dann an einem Spiegel 40 reflektiert und geht dann nochmals durch die Mikrolinsenarray-Bauteile MB2 und MB1; anschließend erreicht der Strahlpfad 4 die Fourierlinsenanordnung 6. Dadurch kann die optische Anordnung 1 mit nur zwei Mikrolinsenarray-Bauteilen MB1, MB2 aus- kommen.

Die Verstellmechanik 15 kann beispielsweise mit auf der Führung 9 verfahrbaren Schlitten 11, 12 für die Mikrolinsenarray-Bauteile MB1 und MB2 ausgebildet sein, die durch die elektronische Steuervorrichtung (hier nicht dargestellt) angesteuert werden.

Bei dieser Bauform kann lediglich der Abstand d zwischen den Mikrolinsenarrays MLA1 und MLA2, der gleich dem Abstand d zwischen den Mikrolinsenarrays MLA3 und MLA4 ist, sowie der Abstand t zwischen den Mikrolinsenarrays MLA2 und MLA3 verstellt werden. Dabei können d und t unabhängig voneinander verstellt werden.

Für eine gewünschte effektive Brennweite f _ML können die einzustellenden Ab stände d und t bei gegebener Brennweite fi der Mikrolinsenarrays MLA1 und MLA4 sowie gegebener Brennweite f ₂ der Mikrolinsenarrays MLA2 und MLA3 wie folgt erhalten werden :

(Gleichung 1) und

(Gleichung 2)

Die gewünschte bzw. erforderliche Brennweite fw um eine gewünschte Fokian- zahl N zu erhalten, ergibt sich aus (Gleichung 3),

Die Fig. 5 zeigt einen Teilausschnitt einer optischen Anordnung 1, deren Strahl- pfad 4 der optischen Anordnung von Fig. 1 entspricht, in einer weiteren spezielle len Bauform. Es werden wiederum vor allem die Unterschiede zur Fig. 1 erläu tert.

Bei dieser Bau form geht der Stra hlpfad 4 nacheinander durch vier Mikrolin- senarray-Bauteile MB1-MB4, die jeweils ein Mikrolinsenarray MLA1-MLA4 für den i5 Stra hlpfad 4 zur Verfügung stellen. Die Mikrolinsenarrays MLA1 und MLA4 haben jeweils die Brennweite fl, und die Mikrolinsenarrays MLA2 und MLA3 haben je weils die Brennweite f2. Die Mikrolinsenarray-Bauteile MB1 und MBB sind hier ortsfest angeordnet, und die Mikrolinsenarray-Bauteile MB2 und MB4 sind auf einem gemeinsamen Schlitten 50 in einem festen Abstand (von hier d+t) angeord- 20 net. Der gemeinsame Schlitten 50 ist mit einer elektronischen Steuervorrichtung (nicht dargestellt) motorisch auf einer Führung 9 verfahrbar, die in Strahlaus- breitungsrichtung z verläuft, wodurch die Verstellmechanik 15 ausgebildet ist.

Verschiedene Verstellpositionen des gemeinsamen Schlittens 50 können mit Ras- 25 tausnehmungen 51, 52, 53 vorgegeben sein, an denen ein federbelastetes Rastelement 54 des Schlittens 50 eing reifen kann, um die jeweilige Versteilposition leicht auffindbar und gut einhaltbar zu machen.

Bei dieser Bauform gelten ebenfalls die oben erläuterten Gleichungen 1 bis 3 zur 30 Bestimmung von d, t und f _ML . Durch Verfahren des gemeinsamen Schlittens 50 In z-Richtung können d und t verändert werden, wobei aber die Summe d+t gleich bleibt. Wird nun f ₂ =fi/3 ge- wählt, so kann mit diesem einen Freiheitsgrad der Verstellmechanik 15 die An- zahl der Foki N in einem weiten Bereich 60 linear durchgestimmt bzw. verstellt werden, denn in diesem Fall skalieren d und t hier näherungsweise gegengleich linear mit l/f _ML , sodass die Summe von d und t als Funktion von l/f _ML näherungs- weise konstant bleibt, vgl. die Fig. 6, Teilbild (a). In dieser Figur sind d, t und (d+t)/2 nach oben aufgetragen (in Einheiten von fi), jeweils als Funktion der Größe 1/fML (in Einheiten von 1/fi), die nach rechts aufgetragen ist. In dem Be- reich 60 des Teilbilds (a) ungefähr zwischen 1/f _ML von 0,8/fi bis 2,0/fi liegt die besagte lineare Abhängigkeit vor. Wählt man f ₂ =fi/2, also fz^fi/3, wie in Teilbild (b) der Fig. 6 dargestellt, so ändert sich (d+t)/2 und somit die Summe d+t als Funktion von 1/fML, was zu einer nichtlinearen Abhängigkeit der Anzahl der Foki N als Funktion der Verstellposition des Schlittens, vgl. Bereich 61; die Verstellung der Anzahl der Foki ist dann auch möglich, aber weniger intuitiv.

Die Fig. 7 veranschaulicht die Intensitätsverteilung auf die Foki eines Multifoki- a ²

Profils in Abhängigkeit von der Größe des Terms -— -— -=4FN, mit FN : Fresnel- l ^' /MI,ί

zahl . Nach rechts ist jeweils die Position in x-Richtung aufgetragen, nach oben- eine Intensität der Laserstrahlung in der Brennebene (in willkürlichen Einheiten).

Wird 4FN genau zu Ni=5 gewählt (indem ein für die Wellenlänge l der Laserquelle und die Apertur/Pitch a der Mikrolinsenarrays geeignete effektive Brenn- weite f _ML,i an der Verstellposition i eingestellt wird), so ergeben sich fünf Pea s mit nahezu gleicher Intensität, vgl. oberes Diagramm (a). Entsprechendes gilt für eine Wahl 4FN=9, wobei sich neun Peaks näherungsweise gleicher Intensität ergeben, vgl. unteres Diagramm (c). Im mittleren Diagramm (b) sind die Intensitätsverläufe für 4FN = 7 und 4FN=7,5 dargestellt. Für 4FN=7 ergeben sich wiede- rum sieben Peaks näherungsweise gleicher Intensität. Für 4FN=7,5 jedoch wer den jedoch neun Peaks erhalten : Die beiden äußeren Peaks 71 haben eine ge- ringe, aber merkliche Intensität. Der dritte, fünfte und siebente Peak, jeweils markiert mit Bezugszeichen 72, haben eine mittelhohe Intensität. Diese ist aber deutlich kleiner als die Intensität des zweiten, vierten, sechsten und achten

Peaks, jeweils markiert mit Bezugszeichen 73. o ²

Je genauer die Größe 4FIM, also der Term——— , die gewünschte Peakanzahl Ni l7 MI,ϊ

einhält, desto gleichmäßiger ist die Verteilung der Intensität über die erzeugten

Peaks.

Man beachte, dass der Abstand g der Foki in den drei Verstellpositionen für N,=5, 7 und 9 überall gleich ist, da der Abstand g nur von der Wellenlänge l der Laser- Strahlung, der Apertur (Pitch) a der Mikrolinsen und der Brennweite fpi der Fourierlinsenanordnung abhängt, nicht aber von der effektiven Brennweite f _M L,i des Homogenisierers.

Die Fig. 8 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer opti- sehen Anordnung 1 für die Erfindung. Bei dieser Ausführungsform passiert der Stra hlpfad 4 drei Mikrolinsenarrays MLA1, MLA2, MLA3 mit Brennweiten fl, f2, f3, die jeweils über einzelne Mikrolinsenarray-Bauteile MB1, MB2, MB3 realisiert sind. Eine Verstellmechanik 15 erlaubt es, hier die Positionen von Schlitten 11, 13, die die Mikrolinsenarray-Bauteile MB1 und MB3 tragen, motorisch über eine elektronische Steuervorrichtung (nicht dargestellt) zu verstellen, und damit den Abstand dl zwischen den Mikrolinsenarrays LA1 und MLA2 sowie den Abstand d2 zwischen den Mikrolinsenarrays MLA2 und MLA3 unabhängig voneinander einzustellen. Das Mikroiinsenarray-Bauteil MB2 ist hier ortsfest ausgebildet. Für eine gewünschte effektive Brennweite f _ML können die einzustellenden Abstände dl und d2 bei gegebenen Brennweiten fi, f ₂ , f3 wie folgt erhalten werden : (Gleichung 4) und

(Gleichung 5).

Die gewünschte bzw. erforderliche Brennweite fw _L , um eine gewünschte Fokian- zahl N zu erhalten, ergibt sich wiederum aus (Gleichung 3).

Für die Erzeugung von ungeraden Anzahlen Ni von Foki kann die Gesamtheit der Mikrolinsenarrays zusammen mit der Fourierlinsenanordnung wie etwa in Fig. 1 dargestellt direkt eingesetzt werden. Für die Erzeugung einer geraden Zahl von Foki wird zusätzlich ein Phasenschieber 90 eingesetzt, vgl. die in einem Teilsausschnitt dargestellte Ausführungsform einer optischen Anordnung 1 von Fig. 9. Der Phasenschieber 90 erzeugt am Übergang 91 zwischen den Strahlbündeln be- nachbarter Mikrolinsen 5a, 5b einen Phasensprung von p, entsprechend einer op- tischen Weglängendifferenz von l/2. Dadurch wird die nullte Beugungsordnung elliminiert, die bei geradzahligen Ni zusätzlich zu den gewünschten Ni Foki von der Gesamtheit der Mikrolinsenarrays MLA1, MLA2 erzeugt wird .

In der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ist im Strahlengang 4 direkt hinter dem letzten Mikrolinsenarray MLA2 ein Phasenschieberelement 93 angeordnet, welches in der x-Richtung, in der die Mikrolinsen 5, 5a, 5b hintereinander aufgereiht sind, alternierend erste Passierelemente 94 und zweite Passierelemente 95 ausbildet, fluchtend mit den Mikrolinsen 5, 5a, 5b bzw. den zugehörigen Strahl- bündeln. Die Passierelemente 94, 95 haben also eine Breite in x-Richtung ent- sprechend der Apertur a. Die ersten Passierelemente 94 erzeugen hier einen

Phasenversatz von 0 (null) über ihre gesamte Breite in x-Richtung, und die zweiten Passierelemente 95 erzeugen hier einen Phasenversatz von p über ihre gesamte Breite in x-Richtung. Das Phasenschieberelement 93 kann hier bei Bedarf aus dem Strahlengang 4 herausgenommen werden (etwa in -x-Richtung herausgezogen werden) oder wieder in den Strahlengang 4 eingefahren werden, je nachdem ob eine ungerade oder gerade Zahl an Foki erzeugt werden soll. Hierfür kann auch ein Motor und eine elektronische Steuervorrichtung eingesetzt werden. In Fig. 9 ist zur Vereinfachung die erfindungsgemäß vorhandene Verstellmechanik nicht dargestellt.

Es ist aber auch möglich, einen Phasenschieber 90 in ein Mikrolinsenarray zu in- tegrleren, vgl. Fig. 10.

In der unter (a) links gezeigten Variante ist hier das Mikrolinsenarray MLA3 mit einem integrierten Phasenschieber 90 versehen. Am Übergang 92 der benach- barten Mikrolinsen 5a, 5b findet hier ein Dickensprung 96 statt, der den Phasenversatz von p erzeugt. Die durch den integrierten Phasenschieber 90 vorgese- hene zusätzliche Dicke des Mikrolinsenarrays wird über die ganze Breite einer jeweiligen Mikrolinse 5b gleichmäßig beibehalten, und bei den alternierenden Mik rolinsen 5a fehlt diese zusätzliche Dicke.

In der unter (b) in der Mitte gezeigten Variante, wobei der Phasenschieber 90 wiederum in das Mikrolinsenarray MLA3 integriert ist, findet am Übergang 92 benachbarter Mikrolinsen 5a, 5b auch ein Dickensprung 96 statt. Jedoch ändert sich die zusätzliche Dicke einer jeweiligen Mikrolinse 5a, 5b entlang der x-Richtung, hier linear zunehmend von 0 (null) zusätzlicher Dicke bis zu einer zusätzlichen Dicke entsprechend der Phasendifferenz p über die Breite der Mikrolinse 5a, 5b. Diese Sägezahl-Profilierung ist bei allen Mikrollnsen 5a, 5b vorgesehen.

In der unter (c) gezeigten Variante rechts ist der Phasenschieber 90 im mittleren Mikrolinsenarray MLA2 integriert. Auch hier ist ein Dickensprung 96 am Übergang 92 zwischen benachbarten Mikrolinsen 5a, 5b vorgesehen. Die zusätzliche Dicke einer jeweiligen Mikrolinse 5a, 5b entlang der x-Richtung nimmt hier linear zu von einem Ausgangswert zO zusätzlicher Dicke bis zu einer zusätzlichen Dicke entsprechend zO plus der Dicke entsprechend der Phasendifferenz p über die Breite der Mikrolinse 5a, 5b. Der Ausgangswert zO dient dazu, den Ort des Phasensprungs bezüglich der x-Richtung näherungsweise an die Fokusebene der Mikrolinsenarrays LA1 zu bringen. Die Sägezahl-Profilierung ist wiederum bei allen Mikrolinsen 5a, 5b vorgesehen.

Allgemein wird der Phasenschieber 90 bevorzugt näherungsweise In die Fokusebene eines jeweiligen Mikrolinsenarrays (bzw. einer jeweiligen Subapertur) gelegt, oder aber direkt hinter das letzte Mikrolinsenarray im Strahlengang 4.

Man beachte wiederum, dass in Fig. 10 die erfindungsgemäß vorhandenen Ver- Stellmechaniken zur Vereinfachung nicht dargestellt sind.

Man beachte, dass bei erfindungsgemäßen optischen Anordnungen, die zur Er zeugung eines zweidimensionalen Multifoki- Profils ausgebildet sind und entspre- chend in zwei linear unabhängigen Richtungen, etwa x und y in Fig. 1, senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung, vgl. z in Fig. 1, aufgereihte Mikrolinsen in Mikrolinsenarrays aufweisen, zur Erzeugung von geraden Fokizahlen in diesen beiden Richtungen x, y wirkende Phasenschieber 90 eingesetzt werden müssen, vgl.

Fig. 11. Der in Fig. 11 gezeigte Phasenschieber 90, ausgebildet als ein Phasenschieberelement 93, weist in beiden Richtungen x, y alternierende erste und zweite Passierelemente 94, 95 auf.

Die Fig. 12 zeigt ein zweidimensionales Multifoki-Profil 22, das in x- Richtung und y-Richtung jeweils vier Foki aufweist, so dass ein 4x4 -Gitter von Foki erzeugt wird. Dafür kann ein Phasenschieber wie in Fig. 11 dargesteilt eingesetzt werden. Man beachte, dass die Abstände g der Foki sich ergeben aus g=0*f _FL .)/a (Gleichung 6) mit f _FL - Brennweite der Fourierlinsenanordnung. Die Abstände g sind insbeson- de re grundsätzlich unabhängig von der Anzahl der aufgereihten Mikrolinsen im

Mikrolinsenarray der betreffenden Richtung. Die Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung 1. Zur Vereinfachung ist die erfindungsgemäß vorhandene Verstellmechanik der Gesamtheit 8 der Mikrolinsenarrays MLA1, MLA2 nicht dargestellt.

5

Bei dieser optischen Anordnung 1 dient als Laserquelle 2 eine gepulste Laser ^¬ quelle, mit Pulslängen in der Größenordnung von 100 fs. Bei dieser Laserquelle 2 hat der Lasterstrahl 3 Strahlanteile über einen merklich ausgedehnten Wellenlängenbereich, hier von lΐ über l2 bis l3. Hierbei ist = l ₀ - Dl,l ₂ = l ₀ und l ₃ = l ₀ + io Dl. Hierbei ist 2AA die spektrale Breite und l ₀ die mittlere Wellenlänge des Laserpulses.

Wie aus Gleichung 6 ersichtlich, hängt der Abstand g der Foki in der Brennebene

7 bzw. im Multifoki-Profil von der Wellenlänge l der Laserstrahlung ab. Im Falle i5 von Laserstrahlung mit einer merklichen Wellenlängenverteilung drohen daher die Foki in der Richtung x, in der die Mikrolinsen der Mikrolinsenarrays LA1, MLA2 aufgereiht sind, spektral zu verschmieren, insbesondere wenn eine große Anzahl von Foki erzeugt werden soll bzw. die numerische Apertur der Gesamtheit

8 der Mikrolinsenarrays MLA1-MLA2 entsprechend groß ist.

20

Daher wird in der gezeigten Ausführungsform mit einem wellenlängendispersiven Element 100, hier einem Reflektionsgitter, der Laserstrahl 3 spektral aufgespreizt, vgl. Strahlanteile lΐ, 12 l3. Mittels einer Linse 101 werden die Strahlanteile sodann bezüglich (zumindest) der x-Richtung kollimiert und laufen parallel zs zueinander in z-Richtung, aber spektral aufgeteilt in x-Richtung über die Breite D. Die Strahlanteile lΐ, l2, l3 werden sodann in der Gesamtheit 8 der Mikrolin ^¬ senarrays MLA1, MLA2 abgebildet (vgl. Fig. 1); hierbei bleibt die spektrale Aufteilung der Strahlanteile lΐ, l2, l3 über die x-Richtung im Wesentlichen erhalten.

30 Bei der Abbildung mittels der Fourierlinsenanordnung 6 werden nunmehr die unterschiedlichen spektralen Anteile lΐ, l2, l3 wieder berücksichtigt. Gemäß Gleichung 6 hängt der Abstand g der Foki auch von der Brennweite fpi der Fourierlin- senanordnung 6 ab. Da die unterschiedlichen spektralen Anteile lΐ, l2, l3 die Fourierünsenanordnung an unterschiedlichen Orten bezüglich der x-Richtung erreichen, kann die Brennweite der Fourierünsenanordnung In x-RIchtung veränderlich ausgebildet werden, um den Effekt der unterschiedlichen Wellenlängen lΐ, 12, l3 auf den Abstand g auszugleichen. Vorliegend Ist die Fourierlinsenano- rdnung entsprechend als eine Freiformlinse 102 mit einer in x-RIchtung, also quer zur Strahlausbreitungsrichtung z, veränderlichen lokalen Unsenkrümmung ausgestattet. Dadurch kann ein spektral unverschmiertes, scharfes Multifoki-Pro- fil 20 In der Brennebene 7 erhalten werden. Die Fig, 14 zeigt die Verwendung von erfindungsgemäß erzeugten Multifoki-Lini- enprofilen 20 bei der additiven Fertigung eines dreidimensionalen Objekts 110, das durch schichtweises, lokales Aufschmelzen von Pulver, etwa Metallpulver o- der Kunststoffpulver, hergestellt wird. Die Fig. 14 zeigt eine Aufsicht auf eine zu fertigende Schicht. Diese soll in einem L-förmigen Bereich verfestigt werden, nämlich in der Zone 111 über seine volle Breite und in der Zone 112 nur über einen Teil seiner Breite, so dass in einer Zone 113 keine Verfestigung erfolgt.

Zum Aufschmelzen des Pulvers der Schicht in der Zone 111 wird ein Multifoki-Li- nienprofil 21a mit hier vier Foki in Teiibild (a) oder sechs Foki in Teilbild (b) ein- gesetzt. Mit den Foki wird in der Variante des Teilbilds (a) die Zone 111 zeilenweise abgerastert; die Schmelzbäder 114 überlappen hier nicht in Richtung ihrer Aufreihung (Vorschub entlang der Richtung der Aufreihung innerhalb einer Zeile, Vorschub senkrecht zur Richtung der Aufreihung für Zeilenwechsel). In der Vari- ante des Teilbilds (b) überlappen die Schmelzbäder 114 in Richtung ihrer Aufrei- hung, so dass hier die Zone 111 ohne zeilenweises Abrastern abgearbeitet werden kann (Vorschub nur senkrecht zur Richtung der Aufreihung). Zum Aufschmelzen in der Zone 112 wird hingegen ein Multifoki-Linienprofil 21b mit nur zwei Foki in Teilbild (a) oder drei Foki in Teilbild (b) eingesetzt. Das Multifoki-Linienprofil 21b ist schmal genug, so dass die Zone 113 nicht aufgeschmolzen wird. Die Umschaltung zwischen den Multifoki-Linienprofilen 21a, 21b erfolgt durch Ändern der Verstellposition einer Verstellmechanik, wobei eine effektive Brennweite f _ML des Homogenisierers eingestellt wird. Man beachte, dass die Ab stände der Foki entlang der Richtung ihrer Aufreihung in den Zonen 111 und 112 innerhalb eines jeden Teilbilds (a), (b) gleich ist, nur die Anzahl der Foki verändert sich zwischen den Zonen 111 und 112. Durch den Einsatz der Multifoki-Pro- file kann die Fertigung des dreidimensionalen Objekts beschleunigt werden. Die Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung 1 ähnlich Fig. 1; es werden daher im Folgenden nur die wesentlichen Unterschiede erläutert.

Bei der optischen Anordnung 1 kann im Stra hlpfad 4 vor dem ersten Mikrolin- senarray MLA1 eine strahlformende Linse 120 vorgesehen werden, die die Divergenz des im Wesentlichen kollimierten Laserstrahls 3 ändert. Dadurch kann die Interferenzbedingung (Interferenzsituation) manipuliert werden, mit der die Anzahl der Foki in der Brennebene 7 eingestellt werden kann, insbesondere eine gerade Anzahl von Foki.

Weiterhin kann bei der optischen Anordnung 1 die Verstellmechanik 15 neben der Verstellung der Schlitten 11-14 entlang der Führung 9 in z-Richtung (Strahlausbreitungsrichtung) und damit auch der zugehörigen Mikrolinsenarrays entlang der z-Richtung erweitert werden. Dazu kann ein weiterer Schlitten 14a eingesetzt werden, der entlang einer weiteren Führung 9a entlang der x-Richtung, die quer (senkrecht) zur z-Richtung verläuft, verfahr bar ist. Die weitere Führung 9a ist hier am Schlitten 14 befestigt, und das Mikrolinsenarray MLA4 ist am weiteren Schlitten 14a befestigt. Entsprechend kann mit der Verstellmechanik 15 das Mikrolinsenarray MLA4 nicht nur in z-Richtung, sondern auch in x-Richtung verstellt werden, insbesondere motorisch und gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 10. Insbesondere können verschiedene laterale Verstellpositionen bezüglich der x-Richtung eingestellt werden. Mit der Verstellmechanik 15 kann somit ein lateraler Versatz des Mikrolinsenarrays MLA 4 gegenüber (hier) den üb- rigen Mikrolinsenarrays MLA1, MLA2, MLA3 eingerichtet werden. Dadurch kann wiederum die Interferenzbedingung (Interferenzsituation) manipuliert werden, mit der die Anzahl der Foki in der Brennebene 7 eingestellt werden kann, insbe sondere eine gerade Anzahl von Foki. Die Fig. 16 erläutert die Auswirkungen des Einsatzes einer strahlformenden Linse auf die Anzahl der mit einer erfindungsgemäßen optischen Apparatur erzeugten Fokl, etwa auf einem zu schweißenden Werkstück. Die Anzahl der Foki (nach oben aufgetragen) wurde hier für eine Vielzahl von strahlformenden Linsen unterschiedlicher Brech kraft (vgl . Brennweite fsi_, reziprok aufgetragen nach rechts) bestimmt. In der optischen Apparatur befanden sich dabei zwei Mikroli- nensenarrays mit einem Pitch von a=0,5mm im Strahlengang. Für eine Brechkraft 1/fs _L Von 0 bis unter 2 1/m ergaben sich hier jeweils 5 Foki (peaks), für 1/fs _L Von 2 bis unter 5 1/m ergaben sich 4 Foki (peaks), und für 1/fs _L von 5 bis über 6 ergaben sich 3 Foki (peaks). Es kann also insbesondere auch eine gerade Anzahl von Foki eingestellt werden.

Die Fig. 17 erläutert die Einrichtung eines lateralen Versatzes D zwischen zwei Mikrolinsenarrays MLA1 , MLA2, die hier jeweils fünf Mikrolinsen umfassen. Die Mikroinsenarrays MLA1, MLA2 sind in Strahlausbreitungsrichtung z hintereinander angeordnet, und die Mikrolinsen sind entlang der x-Richtung, die quer (senkrecht) zur z-Richtung verläuft, aufgereiht. In x-Richtung sind die Mikrolinsenarrays MLA1, MLA2 um den lateralen Versatz D zueinander verschoben. Der laterale Versatz D kann beispielsweise durch Vergleich der x-Position der Senken zwischen den beiden jeweils oberen Mikrolinsen 5a, 5b der beiden Mikrolinsenarrays LA1, MLA2 abgelesen werden.

Die beiden Mikrolinsenarrays MLA1, MLA2 sind zudem in einem optischen Abstand d zueinander angeordnet. Bei gleichzeitig geeigneter Einstellung des late- ralen Versatzes D quer zur Strahlausbreitungsrichtung und des optischen Abstands d In Strahlausbreitungsrichtung kann eine gewünschte Anzahl an Foki des Multifoki-Profils eingestellt werden. Für eine optische Apparatur mit zwei Mikrolinsenarrays MLA1, MLA2 kann insbesondere eingestellt werden

a , , a ² , _a2

D =— - mit Nj =— -— - und a = t.—g-. , womit eine gerade Anzahl Ni von

2*N _[ fML,i* ^Ä (.L— 1J* ^,

Foki erhalten wird.

Wenn der optische Abstand d entsprechend der effektiven Brennweite f _ML ,i der Gesamtheit der Multilinensarrays (Mikrolinsenarrays) eingestellt wird, also d= f ML, i _f kann ein lateraler Versatz D dazu genutzt werden, um ein erzeugten Multifoki- Profil ohne Veränderung der Fokianzahl lateral (quer zur Strahlrichtung) zu ver setzen, nämlich entsprechend der Beugungsordnung B um eine entsprechende

Anzahl von Spotabständen. Hierbei wird gewählt A = * B, mit B: eine positive

oder negative ganze Zahl.

Bezugszeichen liste 1 optische Anordnung

2 Laserquelle

3 Laserstrahl

4 Strahlengang

5 Mikrolinse

5a, 5b Mikrolinse

6 Fourierlinsenanordnung

7 Brennebene

8 Gesamtheit der Mikrolinsenarrays / Homogenisierer

9 Führung

9a weitere Führung

10 elektronische Steuervorrichtung

11-14 Schlitten

14a weiterer Schlitten

15 Verstellmechanik

20 Multifoki-Profil

21 Multifoki-Linienprofil

21a Multifoki-Linienprofil (mit vier Foki)

21b Multifoki-Linienprofil (mit zwei Foki)

22 zweidimensionales Multifoki-Profil

40 Spiegel

50 gemeinsamer Schlitten

51-53 Rastausnehmungen

54 federbelastetes Rastelement 60 Bereich

61 Bereich

71 äußere Peaks

72 dritter/fünfter/siebenter Peak

73 zweiter/vierter/sechster/achter Peak

90 Phasenschieber

91 Übergang (Strahlbündel)

92 Übergang (Passierelemente)

93 Phasenschieberelement

94 erstes Passierelement

95 zweites Passierelement

96 Dickensprung

100 wellenlängendispersives Element

101 Linse

102 Freiformlinse

110 dreidimensionales Objekt

111 Zone zum Verfestigen

112 Zone zum Verfestigen

113 Zone nicht zum Verfestigen

114 Schmelzbad

120 strahlformende Linse

a Apertur / Pitch

B Beugungsordnung

d Abstand (MLA1 zu MLA2 und MLA3 zu MLA4) D Breite (spektral aufgespreizter Laserstrahl) dl Abstand (MLA1 zu MLA2)

d2 Abstand (MLA2 zu MLA3)

fl-f4 Brennweiten

fML effektive Brennweite (Homogenisierer) fFL Brennweite (Fourierlinsenanordnung) fsL Brennweite (strahlformende Linse)

FN Fresnelzahl

g Abstand (Foki)

MB1-MB4 Mikrolinsenarray-Bauteile MLA1-MLA4 Mikrolinsenarrays

t Abstand (MLA2 zu MLA3)

x Richtung (senkrecht Strahlausbreitungsrichtung) y Richtung (senkrecht Strahlausbreitungsrichtung) Z Richtung (Strahlausbreitungsrichtung)

Zo Ausgangswert zusätzliche Dicke

D lateraler Versatz

l Wellenlänge (Laserstrahl)

lΐ, l2, l3 Wellenlängenanteile / Strahlanteile (Laserstrahl)