专利名称：用于激光射束成形的光学系统及包括此系统的激光系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于对激光射束进行射束成形的光学系统以及一种包括这种光学系统的激光系统。
背景技术：
入射的激光射束在界面上基本上被分光为三个部分第一部分在界面上被反射 (被反射的激光射束)，第二部分穿过界面进入第二光学介质(被透射的激光射束)以及第三部分在界面处被吸收(被吸收的激光射束)。被设置在具有不同折射率的两种介质之间的面被定义为界面。在其上激光射束大部分从第一光学介质转入第二光学介质的界面被称为透射面。在其上激光射束大部分在一光学介质内部被转向的界面被称为反射面。被反射、 被透射和被吸收的激光射束的量例如能够通过入射激光射束的波长和/或入射角和/或界面的涂层而发生变化。DE 102010028794公开了一种用于对激光射束进行射束成形的光学系统，该光学系统包括这样一种光学元件，此光学元件至少部分地构造为带有底面、平行于所述底面的顶面和与所述底面及顶面邻接的侧面(侧周面)的基体。在此，该基体的侧面至少部分地构造为激光射束的透射面。基体包括一个第一凹口，该凹口具有一个被设置在基体的顶面中的底面和一个侧面，该侧面至少部分地构造为激光射束的反射面。入射的激光射束在构成第一反射面的第一凹口的侧面上被转向以及被转变成环状的激光射束。为了在目标面上产生水平线状的激光标记，需要使入射的激光射束转向 90°。所述已知的用于对激光射束进行射束成形的光学系统提供了以低调节费用在目标面上产生线状的激光标记的可能性。不足之处在于，该光学系统对第一反射面相对入射的激光射束的偏倾来说是很敏感的。
发明内容
本发明的目的是，开发一种用于对激光射束进行射束成形的光学系统以及具有这样的光学系统的激光系统，该系统继续降低调节费用，并且此外，该系统对反射面相对入射的激光射束的偏倾来说不敏感。对于开头所述的用于对激光射束进行射束成形的光学系统，这个目的按照本发明通过独立权利要求1所述的特征得以实现。在从属权利要求中给出了有益的发展设计。本发明具有如下设计，S卩，基体包括一个第二凹口，该第二凹口具有设置在所述基体的底面中的底面、一个至少部分地构造为激光射束的透射面的顶面和一个与所述底面及顶面邻接的侧面(侧周面)，该侧面至少部分地构造为至少部分呈环状的激光射束的第二反射面。其中，第一凹口的第一反射面与底面之间的夹角和第二凹口的第二反射面与底面之间的夹角相互间如此进行协调，使得入射的激光射束被转向90°。本发明的光学元件设置有激光射束的第一和第二反射面，其中，设置在顶面中的第一凹口的侧面构成所述第一反射面，并且，设置在底面中的第二凹口的侧面构成所述第二反射面。通过激光射束的二次(双重)反射，本发明的光学系统对第一反射面相对入射的激光射束的偏倾不敏感。所述第一和第二反射面被整合在光学元件的基体中，从而，在对光学元件基体内第一和第二凹口的制造加工当中实现所述反射面的调节，并且只需要一个光学载体。为了在目标面上产生一个360°封闭的线状激光标记，其边界线的方向导数为连续的所有边界面(begrenzte Flaechen)都适合作为基体的底面。如果一处的方向导数是不连续的话，那么会导致环状激光射束的断开，这样在目标面上的线状激光标记就不是完全封闭的。对于不需要封闭的激光标记的应用情况，也可以采用其边界线的方向导数在一处或者多处非连续的底面，例如在一个多角的底面中，在该底面中，侧部范围内的边界线的方向导数是连续的，而在角点范围内是非连续的。在一个优选的实施方式中，设置有一个另外的光学元件，该光学元件被整合在基体的侧面中、第一凹口的侧面中、第二凹口的顶面中和/或第二凹口的侧面中。其中概念 “整合”意味着，在基体与另外的光学元件之间不存在界面。本发明的光学元件在第一光学介质即基体与第二光学介质即环境之间具有4个界面。这些界面被用于将另外的光学元件整合到基体中。这个实施方式具有在光学系统的加工中进行光学元件的调节和只需要一个光学载体的优点。特别优选地，所述另外的光学元件被构造为衍射光学元件。衍射光学元件与角度相关地将入射的激光射束分光到不同的衍射级，并且具有使激光射束能够形成几乎所有任意的射线分布的优点。一个衍射光学元件可以事后借助构造图案形成法 (Strukturierungsverfahren)诸如金刚石车削、激光射束刻写或者电子射束刻写在基体中制成。这个实施方式具有在光学系统的加工中进行光学元件的调节和只需要一个光学载体的优点。在另外一个优选的实施方式中，设置有一个另外的光学元件，该元件直接与基体的侧面，第一凹口的侧面，第二凹口的顶面和/或第二凹口的侧面邻接。其中，所说概念“直接邻接”意味着，基体和另外的光学元件具有共同界面，并且在两个光学元件的光学面之间不设置具有不同折射率的其他的光学元件或者介质，例如空气。这个实施方式具有使两种不同的材料能够组合使用和由此光学系统的特性能够更加灵活和更好地适应相关要求的优点。尽管是不同的光学材料却只需要一个光学载体，并且已经在光学系统制造加工时就实现了两个光学元件的调节。在一个优选的实施方式中，至少一个另外的光学元件被构造为使射束成形的光学元件，该光学元件使激光射束在一个垂直于激光射束的传播方向的平面内成形。例如能够借助一个准直光学系统或者一个调焦光学系统使激光射束成形。在另一个优选的实施方式中，至少一个另外的光学元件被构造为使射束成形的光学元件，该光学元件使至少部分呈环状的激光射束在一个垂直于传播平面的平面内成形。 这个实施方式具有能够在目标面上生成狭窄的线状激光标记的优点。例如，可以借助一个准直光学系统或者一个调焦光学系统使环状激光射束成形。在另一个优选的实施方式中，至少一个另外的光学元件被构造为使射束成形的光学元件，该光学元件使至少部分呈环状的激光射束在一个平行于该环状激光射束的传播平面的平面内成形。这个实施方式具有除了线状激光标记以外还能够在目标面上生成点状激光标记的优点。衍射光学元件使激光射束如此成形，即激光射束的零衍射级在目标面上生成一个线状激光标记，以及，较高的衍射级、主要是第一衍射级生成点状激光标记。点状激光标记可以包括一个确定的角和例如被用于将角从一个目标面转移到另一个目标面上。这种应用扩大了本发明的光学系统的应用范围。在一个优选的实施方式中，基体的第一凹口具有平行于底面的顶面，该顶面至少部分地构造为激光射束的透射面。这个实施方式具有除了线状射束以外还生成点状垂直射束的优点。通过一个被整合在顶面中的或者直接与其邻接的光学元件可以调节垂直射束的射束形状。借助准直光学系统或者调焦光学系统能够生成准直的或者聚焦的垂直射束。此外，还推荐一种具有一个用于生成激光射束的射束源和本发明的光学系统的激光系统。优选设置有一个调节装置，通过该调节装置可以相对光学系统调节射束源的位置和/或在激光射束的传播方向上和/或在垂直于激光射束的传播方向的平面内可以相对射束源调节光学系统的位置。射束源与光学系统之间的这种可调节性具有如下的优点，即可以调节环状激光射束的视场角使其适合测量任务，并且可以最佳化地使用射束源的可利用的强度。在所述激光系统的一个优选的实施方式中设置有一个第一光学系统，该系统生成第一至少部分呈环状的激光射束，和至少一个另外的光学系统，该系统生成另外的至少部分呈环状的激光射束。特别优选设置有一个第三光学系统，该系统生成第三至少部分呈环状的激光射束。其中所述环状激光射束相互垂直或者成一定的角度排列。在所述激光系统的另外一个优选的实施方式中，至少一个光学系统的构造如下，即，除了至少部分呈环状的激光射束之外还生成点状垂直射束。
下文借助附图来说明本发明的一些实施例。该附图并非必须按比例绘示各实施例，具体而言，附图为了有助于阐释，是以示意性的和/或略微变样的形式进行说明的。对于由附图能够直接看出的教导的补充，可参阅相关的现有技术。同时应该考虑到，针对某一实施形式的方式和细节可以进行各种各样的变型和改变，而并不脱离发明的总的思想。在说明书、附图以及权利要求书中所公开的发明特征，无论是它们本身单独存在还是任意组合，对于本发明的进一步发展设计都可能是重要的。此外，说明书、附图和/或权利要求书中所公开的特征的至少两个的全部组合均落入本发明的范围之内。本发明的总的思想并不局限于以下图示的和描述的优选实施形式的确切方式或细节，或者并不局限于一种与权利要求书中主张的方案主题相比是受到限制的方案主题。对于所给出的尺寸/数值范围， 应该认为也公开了处在所说极限内的值作为极值，并且可以任意使用以及可以提出权利要求。为了简单起见，以下对于相同的或类似的部件或者具有相同或类似功能的部件均采用同样的附图标记。附图中图1为具有本发明的光学系统的第一实施方式的激光系统，该系统被构造为具有设置在顶面中的第一锥形的凹口和设置在圆柱体的底面中的第二截锥形的凹口的圆柱体；图2为本发明的光学系统的第二实施方式，该光学系统包括一个截锥形基体，该截锥形基体在顶面中设置有第一锥形凹口，并且在所述基体的底面中设置有第二截锥形凹口，其中在所述第二凹口的侧面中整合有用于对激光射束进行射束成形的衍射光学元件；
图3A、B为本发明的光学系统的第三实施方式，该光学系统包括圆柱形基体，该圆柱形基体设置有第一和第二截锥形凹口，其中两个用于对传播平面内的环状激光射束进行射束成形的衍射光学元件被整合在所述基体的侧面中，一个为平行于基体的圆柱体轴线的剖视图(图3A)、一个为垂直于基体的圆柱体轴线的剖视图(图;3B)；和
图4为具有第一、第二和第三光学系统的激光系统，这3个光学系统生成3个相互垂直设置的、环状的激光射束和一个点状垂直射束。
具体实施方式
图1示出的是具有本发明的光学系统2的第一实施方式的激光系统1。所述激光系统1包括壳体3和被设置在该壳体3内的射束装置4，该射束装置包括一个射束源5和本发明的射束成形光学系统2。
所述射束源5被构造为半导体激光器，该半导体激光器生成可见光谱的初级激光射束6，例如波长为635nm的红色激光射束或者波长为532nm的绿色激光射束。在所述初级激光射束6从所述射束源5中射出后，由于发散性而产生所述激光射束6的扩大现象，就是说所述初级激光射束6的射束直径随着所述激光射束6离开所述射束源5的距离的增加而增大。
本发明的光学系统2被设置在所述射束源5后的光路中。所述光学系统2被构造为具有直圆柱体(即正圆柱体)7形状的基体，其具有第一锥形凹口 8和第二截锥形凹口 9。 圆柱体是指具有圆形底面的柱体。柱体由两个被称为底面和顶面的平行的、平坦的面和一个侧面(侧周面)界定。柱体通过在一平面中的边界面沿一条不在该平面内的、定义所述柱体轴线的直线移动而形成。在直圆柱体(即正圆柱体)中，柱体轴线是垂直于底面，而在斜圆柱体中，柱体轴线与底面的夹角兴90°。底面和顶面所处的两个平面之间的间距确定了柱体的高度。
圆柱体7包括一个圆形底面10、一个与所述底面10平行的圆形顶面11和一个连接所述底面和所述顶面10、11的侧面12。底面和顶面10、11垂直于圆柱体轴线13设置，而侧面12平行于圆柱体轴线13设置。圆柱体7的侧面12在光学系统2与周围环境之间构成一个界面，该界面被构造为激光射束6的透射面。所述透射面12也被称为激光射束的射出面。
设置在基体7中的第一凹口 8被构造为直圆锥体的形状，以及第二凹口 9被构造为直截锥体(即正截锥体)的形状。圆锥体是指具有圆形底面的锥体。锥体是指一个几何体，该几何体由处于一个平面内的边界面的所有的点与所述平面之外的一个点直线连接而成。所述面被称为底面，所述底面的边界线被称为准线(Leitkurve)，而所述点被称为锥顶。从底面到锥顶的间距定义了锥体的高度。锥顶与准线的连接线被称为母线以及所述母线的集合被称为锥体的侧面(侧周面)。在一个具有圆形底面的直锥体(即正锥体)中，锥顶是在椎体轴线上，该椎体轴线穿过所述底面的中心点垂直于所述底面延伸，而在一个斜圆锥体中，椎体轴线在底面的中心点以外延伸。截锥体通过从一个直锥体上平行于所述底面切去一个较小的锥体而产生。两个平行面中较大的面被称为底面，而较小的面被称为顶面。底面与顶面的间距定义了截锥体的高度。截锥体的边界面中的第三面被称为侧面(侧周面)，该第三面连接底面和顶面。
锥形的第一凹口 8的表面包括被设置在基体7的顶面11中的圆形底面14和与所述底面14邻接的侧面15，该侧面与所述底面14成一个角α设置。第一凹口 8的侧面15 在基体7与环境之间构成一个界面，该界面被构造为激光射束的反射面。侧面15也被称为激光射束的第一反射面。
截锥形的第二凹口 9的表面包括一个被设置在基体7的底面10中的圆形底面17、 一个与所述底面17平行的圆形顶面18和一个连接所述底面和顶面17、18的侧面19，该侧面与所述底面17成一个角β设置。顶面18和侧面19在基体7与环境之间构成另外的界面，其中，所述顶面18被构造为激光射束的透射面，并且所述侧面19被构造为激光射束的反射面。所述透射面18也被称为激光射束的入射面，而所述侧面19也被称为激光射束的第二反射面。
发散的初级激光射束6沿传播方向20传播和照射到入射面18上，被透射的部分作为透射激光射束穿过该入射面。透射激光射束21穿过基体7并照射到第一反射面15上， 该反射面将反射的部分转向并将其转换为至少部分呈环状的激光射束22。环状激光射束 22沿传播平面23传播并照射到第二反射面19上，该反射面使被反射的部分作为二次反射激光射束M转向射出面12的方向。激光射束M沿传播平面25传播和照射到射出面12 上，被透射的部分作为透射激光射束26穿过该射出面并且继续沿传播平面25传播。在射出面12上，激光射束不发生折射。
第一反射面15的角α和第二反射面19的角β被如此选择，即初级激光射束6 通过光学系统2被转向90°，并且环形激光射束沈的传播平面25垂直于所述初级激光射束6的传播方向20延伸。激光射束6通过输出耦合窗(Auskoppelfenster) 27从壳体3输出耦合，并作为输出耦合的(ausgekoppelt)激光射束观照射在墙壁、天花板或者其他的目标物体上，并且能够作为激光标记使用。
激光射束在目标物体上的可见度此外还取决于所述激光射束的强度。因此为了充分利用可利用的强度，调节激光标记的视场角使其适合测量任务是有意义的。可以通过第一反射面15上透射的激光射束21照射的范围调节输出耦合的激光射束观的视场角。如果例如需要一个为180°的线状激光标记的话，透射的激光射束21只照射第一反射面15的一半。通过移动初级激光射束6的光轴和/或移动圆柱体7的圆柱体轴线13可以调节输出耦合的激光射束的视场角。为此设置有一个调节装置四，通过该调节装置可以在初级激光射束6的传播方向20上和/或在垂直于所述初级激光射束6的传播方向20的平面内调节射束源5的位置。作为可选或者补充，设置有另外一个调节装置30，通过该调节装置可以在初级激光射束6的传播方向20上和/或在垂直于所述传播方向20的平面内调节光学系统2。
图2示出的是本发明的光学系统32的第二实施方式，该光学系统被构造为具有直截锥体形状的基体33，其具有第一锥形凹口 34和第二截锥形凹口 35。
截锥体33包括一个圆形底面36、一个与所述底面36平行的圆形顶面37和一个侧面38，该侧面与所述底面36成一个角γ设置并且被构造为具有射出面形式的激光射束的透射面。第一锥形凹口 ；34的表面包括一个被设置在基体33的顶面37中的圆形底面39和一个与所述底面39邻接的侧面40，该侧面被构造为激光射束的第一反射面。第二截锥形凹口 35的表面包括一个被设置在基体33的底面36中的圆形底面41 ；一个与所述底面41平行的圆形顶面42，该顶面被构造为具有入射面形式的、激光射束的透射面；和一个侧面43， 该侧面被构造为激光射束的第二反射面。
光学系统32包括一个另外的光学元件44，该元件以被微观结构化的表面的形式被整合在第二截锥形凹口 35的侧面43中。其中，所说概念“整合”意味着在基体33与光学元件44之间不存在界面。微观结构化的表面也以“衍射光学元件(diffraktive optische Elemente) ”的名称为众所周知，缩写为DOE。它们的作用原则上如同光栅那样而将入射的激光射束与角度有关地分光到不同的衍射级。衍射光学元件具有使激光射束能够形成几乎所有任意的射线分布的优点。它们通过照相平板印刷制造方法以及借助构造图案形成法 (Strukturierungsverfahren)诸如金刚石车削、激光射束刻写或者电子射束刻写而制成。
作为选择或者对第二截锥形凹口 35的侧面43的补充，光学元件44可以被整合在第二凹口 35的、构造为透射面的顶面42中，被整合在第一凹口 34的、构造为第一反射面的侧面40中和/或被整合在基体33的、构造为透射面的侧面38中。
初级激光射束6照射到入射面42上，透射部分作为透射激光射束45穿过该入射面。所述透射激光射束45穿过基体33并照射到第一反射面40上，在该反射面上被反射的部分被转向，并被转换为环状的激光射束46。所述环状激光射束46沿传播平面47传播和照射到第二反射面43上，该反射面使被反射的部分作为二次反射激光射束48转向射出面 38的方向。所述激光射束48沿传播平面49传播，并通过整合在第二反射面43内的衍射光学元件44在一个垂直于传播平面49的平面内被成形。图2示出一个实施方式，在该实施方式中激光射束48被垂直于传播平面49聚焦，这样形成一个清晰的线状的激光标记。
激光射束48照射到射出面38上，透射的部分作为透射激光射束50穿过该射出面并在该射出面38上根据入射角被折射。第一反射面40的角α，第二反射面43的角β和射出面38的角γ相互间如此进行协调，使得初级激光射束6通过光学系统32被转向90°， 且激光射束50的传播平面51垂直于所述初级激光射束6的传播方向20延伸。
图3Α、B示出的是本发明的光学系统52的第三实施方式，该光学系统被构造为具有柱体形状的基体53，其设置有第一截锥形凹口 M和第二截锥形凹口 55。其中，图3Α的剖视图示出的是光学系统52平行于基体53的圆柱体轴线的剖视图，图:3Β示出的是垂直于圆柱体轴线的剖视图。
基体53包括一个方形的底面56、一个平行于所述底面56的方形的顶面57和一个侧面58，该侧面被构造为具有射出面形式的、激光射束的透射面。第一凹口 M的表面包括一个被设置在基体53的顶面57中的圆形底面59、一个平行于所述底面59的顶面60和一个与所述底面及顶面59、60邻接的侧面61，该侧面被构造为激光射束的第一反射面。第二凹口 55的表面包括一个被设置在基体53的底面56中的圆形底面62 ；—个平行于所述底面62的圆形顶面63，该顶面被构造为激光射束的透射面；和一个侧面64，该侧面被构造为激光射束的第二反射面。
光学系统52具有被构造为准直光学系统的、另外的光学元件65，该光学元件与第二截锥形凹口阳的顶面63直接邻接。其中，所说概念“直接邻接”意味着，基体53和准直光学系统65具有一个共同界面，并且两个光学元件53、65的光学面之间未设置具有不同折射率的其他的光学元件或者介质，例如空气。所述准直光学系统65被构造为非球面弯曲透镜，并且所述准直光学系统65的背向顶面63的表面构成具有弯曲的入射面66形式的、激光射束6的透射面。作为选择，所述准直光学系统65可以被整合在基体53中，并且由一种材料制成单块整体。例如，玻璃和塑料适合作为原材料。非球面的弯曲在玻璃材质的情况下例如通过金刚石车削、仿形复制Oteplika)，研磨和抛光或者由玻璃挤压坯通过高温挤压而成，以及在塑料材质的情况下通过注射成型或者精压(Spritzpraegen)而成。
初级激光射束6照射到入射面66上，透射的部分穿过该入射面并借助准直光学系统65成形为准直激光射束67。所述准直激光射束67穿过基体53，并且一部分照射到顶面 60上，该顶面被构造为透射面并容许所述透射部分作为点状垂直射束穿过，以及，另一部分照射到第一反射面61上，该反射面使被反射的部分转向并转变为环状激光射束69。所述激光射束69沿传播平面70传播和照射到第二反射面64上，所述反射面64使被反射的部分作为二次反射激光射束71转向基体53的侧面58的方向。所述激光射束71沿传播平面 72传播和照射到射出面58上，透射的部分作为透射激光射束73穿过该射出面。在所述射出面58上所述激光射束73不发生偏转，该激光射束继续沿传播平面72传播。
光学系统52包括两个另外的光学元件，该光学元件被构造成第一和第二衍射光学元件74a、74b的形式并且被整合在基体53的侧面58中。所述衍射光学元件74a、74b使环状激光射束71在一个平行于传播平面72的平面内成形。射出面58包括基体53的四个侧面75a-75d。在正方形底面中，侧部范围内的边界线的方向导数是连续的，而在角点范围内是不连续的。侧面75a-75d在目标面上各生成一个线状的激光标记76a-76d。衍射光学元件74a、74b设计如下，即激光射束71的零衍射级在目标面上生成线状激光标记76a、 76c的一部分，以及，较高的衍射级、主要是第一衍射级生成点状激光标记77a、77b。
图4示出的是本发明的激光系统80，该激光系统产生3个被称为环状射束的环状激光射束和一个被称为点状射束的点状激光射束。
所述激光系统80包括第一射束装置81，其具有第一射束源82和第一本发明光学系统83 ；第二射束装置84，其具有第二射束源85和第二本发明光学系统86 ；以及第三射束装置87，其具有第三射束源88和第三本发明光学系统89。本发明的光学系统83、86、89 与光学系统2、32、52之一相同。
第一射束装置81产生第一环状射束90，该环状射束被设置在第一垂直面91内，并被称为第一垂直环状射束。第一垂直面91被垂直于水平面92设置。通过由重力确定的垂直方向93确定水平面92的定位。
第二射束装置84产生第二环状射束94，该环状射束被设置在第二垂直面95内，并被称为第二垂直环状射束。第二垂直面95垂直于水平面92和垂直于第一垂直面91定位。
第三射束装置87产生第三环状射束96，该环状射束被设置在水平面92内，并被称为水平环状射束。该水平环状射束96垂直于所述第一和第二垂直环状射束90、94设置。 第三射束装置87除了水平环状射束96以外还产生一个点状射束97，该点状射束定位于与垂直方向93相反的方向，并处于两个垂直环状射束90、94的相交线上。作为可选方案，点状射束97也可以由一个附加的射束源产生。
作为包括三个射束源82、85、88的激光系统80的可选方案，激光系统也可以设置一个唯一的射束源。在这种情况下，激光射束通过分光器被分为数个分光束。如果此射束源能够提供使环状射束在背景处可视见的足够的功率的话，这种配有唯一一个射束源的激光系统构造形式是有利的。配有唯一一个射束源的激光系统可以构造得比设置有三个射束源的激光系统更加紧凑。
权利要求
1.用于对激光射束(6)进行射束成形的光学系统O；32 ；52)，其包括光学元件，该光学元件至少部分地构造为具有一底面(10 ；36 ；56)、一顶面(11 ；37 ；57)和一与所述底面及顶面(10,11 ；36, 37 ；56, 57)邻接的侧面(12 ；38 ；58)的基体(7 ;33 ;53)，其中，所述侧面(12 ；38 ；58)至少部分地构造为所述激光射束(6)的透射面，并且，所述基体(7 ；33 ；53) 包括第一凹口(8 ;34力4)，该第一凹口具有一设置在所述基体(7;33;53)的顶面(11 ;37 ； 57)中的底面(14 ；39 ；59)和一至少部分地构造为激光射束的第一反射面并且产生一种至少部分呈环状的激光射束(22 ；46 ；69)的侧面(15 ；40 ；61)；，其特征在于所述基体(7;33;5；3)包括第二凹口(9;35;55)，该第二凹口具有一设置在所述基体 (7 ；33 ；53)的底面(10 ；36，56)中的底面(17 ；41 ；62)、一至少部分地构造为激光射束的透射面的顶面(18 ；42 ；63)和一与所述该底面及顶面(17，18 ；41，42 ；62，63)邻接的侧面(19 ； 43 ；64)，该侧面至少部分地构造为所述至少部分呈环状的激光射束02 ；46 ；69)的第二反射面。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于设置有至少一个另外的光学元件G4； 65 ；74a，74b)，该另外的光学元件被整合在所述基体(7 ；33，53)的侧面(12 ；38 ；58)、所述第一凹口 (8 ；34 ；54)的侧面(15 ；40 ；61)、所述第二凹口 (9 ；35 ；55)的顶面(18 ；42 ；63)和 /或所述第二凹口 (9 ；35 ；55)的侧面(19 ；43 ；64)中。
3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于所述另外的光学元件被构造为衍射光学元件(44 ；74a, 74b)。
4.如权利要求1至3之任一项所述的光学系统，其特征在于设置有至少一个另外的光学元件(65)，该另外的光学元件直接与所述基体(7 ；33 ；53)的侧面(12 ；38 ；58)、所述第一凹口 (8 ；34 ；54)的侧面(15 ；40 ；61)、所述第二凹口 (9 ；35 ；55)的顶面(18 ；42 ；63)和 / 或所述第二凹口 (9 ；35 ；55)的侧面(19 ；43 ；64)邻接。
5.如权利要求2至4之任一项所述的光学系统，其特征在于所述至少一个另外的光学元件构造为使射束成形的光学元件(65)，该光学元件使所述激光射束(6)在垂直于该激光射束(6)的传播方向00)的平面内成形。
6.如权利要求2至5之任一项所述的光学系统，其特征在于所述至少一个另外的光学元件构造为使射束成形的光学元件(44)，该光学元件使所述至少部分呈环状的激光射束 (46，48)在垂直于该激光射束06，48)的传播平面07，49)的平面内成形。
7.如权利要求2至6之任一项所述的光学系统，其特征在于所述至少一个另外的光学元件被构造为使射束成形的光学元件(7 ，74b)，该光学元件使所述至少部分呈环状的激光射束(69，71)在平行于该激光射束(69，71)的传播平面(70，72)的平面内成形。
8.如权利要求1至7之任一项所述的光学系统，其特征在于所述基体(53)的所述第一凹口(54)具有平行于所述底面(59)的顶面(60)，该顶面至少部分地构造为所述激光射束的透射面。
9.激光系统(1；80)，该激光系统包括用于产生激光射束(6)的射束源(5 ；82,85,88) 和如权利要求1至8之任一项所述的光学系统O ；83，86，89)。
10.如权利要求9所述的激光系统，其特征在于设置有一调节装置09，30)，通过该调节装置能够调节所述射束源( 相对所述光学系统( 的位置和/或能够在所述激光射束(6)的传播方向00)上和/或在垂直于所述激光射束(6)的传播方向00)的平面内调节所述光学系统( 相对所述射束源(5)的位置。
11.如权利要求9至10之任一项所述的激光系统，其特征在于设置有第一光学系统 (83)，该第一光学系统产生第一个至少部分呈环状的激光射束(90)，并设置有至少一个另外的光学系统(86，89)，该另外的光学系统产生另外的至少部分呈环状的激光射束(94， 96)。
全文摘要
本发明涉及用于激光射束成形的光学系统及包括此系统的激光系统。对激光射束(6)成形的光学系统(2)包括光学元件，它至少部分构造为具有底面(10)、顶面(11)和与底面及顶面邻接的侧面(12)的基体(7)，侧面至少部分构造为激光射束的透射面，基体包括第一凹口(8)，该第一凹口具有设置在基体的顶面中的底面(14)和至少部分构造为激光射束的第一反射面并产生至少部分呈环状的激光射束(22)的侧面(15)。基体包括第二凹口(9)，该第二凹口具有设置在基体的底面中的底面(17)、至少部分地构造为激光射束的透射面的顶面(18)和与底面及顶面邻接的侧面(19)，该侧面至少部分构造为至少部分呈环状的激光射束(22)的第二反射面。
文档编号G02B27/09GK102540471SQ20111042653
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月19日 优先权日2010年12月22日
发明者L-K·丹格, S·巴尔特 申请人:喜利得股份公司