用于借助高频激励脉冲产生等离子脉冲或激光脉冲的方法和设备、尤其气体放电激光器、以及用于高频激励脉冲发生器的控制单元与流程

本发明涉及一种用于借助高频激励脉冲产生等离子脉冲或激光脉冲的方法和设备、尤其气体放电激光器，其中，为了满足等离子脉冲或激光脉冲预给定值借助高频激励脉冲激励介质。此外，本发明涉及一种用于高频激励脉冲发生器的控制单元和一种具有这种控制单元的高频激励脉冲发生器。

背景技术：

已知，在产生激光脉冲的情况下发生激光介质的改变，所述改变例如在所产生的激光脉冲的功率方面发生作用。也就是说，相同的激励脉冲在同样的激光射束产生器的情况下不一直导致相同的输出激光脉冲。

一种已知的措施是所谓的“预燃”(Simmern)，以便提升改变的激光介质在通过高频激励脉冲产生的输出激光脉冲的可重复性方面的影响。在预燃的情况下，在用于产生激光输出脉冲的激励脉冲之间附加地通过短的预燃脉冲激励激光介质，其中，但是，通过预燃脉冲的激励保持在激光发射的阈值以下。由此使激光介质保持在尽可能恒定的状态(接近激励阈值)。预燃例如在US 2012/189031 A1中描述。

在DE 11 2013 002 021 T5中对于扩散冷却的CO₂气体放电激光器阐述如下：在两个彼此相继的同样的高频激励脉冲序列的情况下，第二输出激光脉冲比第一输出激光脉冲具有更低的激光功率。根据DE 11 2013 002 021 T5，所述差别的原因是通过第一激励脉冲序列到激光介质中的热输入，由于所述原因，第二激励脉冲序列的收益下降。为了补偿这种情况，存储有用于第二高频激励脉冲序列的来自经验的提高因子。提高因子根据第一激励脉冲序列的结束与第二激励脉冲序列的开始之间的时间而变化。所述提高因子实现一直提高第二激励脉冲序列的功率，其中，这以不同的方式实现。如此可以将第二激励脉冲序列的脉冲全部在时间上延长，或者相比于第一激励脉冲序列也添加附加的脉冲。

技术实现要素：

本发明设置如下任务：如此改善通过高频激励脉冲产生等离子脉冲或激光脉冲，使得所产生的脉冲可以遵循精确且可重复的脉冲预给定值、尤其变化的脉冲预给定值。

通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求11的特征的控制单元解决所述任务。

在根据本发明的方法的情况下，至少部分地如此实现高频激励脉冲的确定，使得介质的通过先前高频激励的剩余激励越高，则使高频激励脉冲越强烈地能量降低。

本发明基于如下认知：对于借助高频激励产生的脉冲的输出脉冲能量(可能还有输出功率)的波动的原因在于，由于先前激励已经在介质中存在相对高的激励水平，使得通过高频激励脉冲比在未激励或微小激励的介质的情况下更快地产生脉冲。用于产生脉冲的激光阈值被更早地超过。

如果相同能量的高频激励脉冲加载(beaufschlagen)一方面已经激励的介质并且另一方面几乎未激励的介质，那么在加载已经激励的介质的情况下更早地产生脉冲并且因此总体上更长地产生脉冲。基于更长的脉冲持续时间得出更高的脉冲能量。因此，视介质的剩余激励状态而定，在高频激励脉冲的开始的时刻得出脉冲预给定值与实际产生的输出脉冲之间的更大或更小的差别。

本发明通过高频激励脉冲的动态匹配解决所述问题，所述动态匹配在重新的脉冲问询或脉冲预给定值的时刻考虑介质的剩余激励。令人意外地极为有效地且以简单的方式使所产生的脉冲与脉冲预给定值的偏差降低，其方式是：根据介质的剩余激励的量度使高频激励脉冲不同强度地能量降低。

优选地，在用于产生等离子脉冲或激光脉冲的设备(尤其激光射束产生器)的激励脉冲发生器的控制单元中在产生(基于脉冲问询或脉冲预给定值在控制单元处产生的)脉冲的情况下持续地实现所述匹配。

通常，(连贯的)输出脉冲的产生也可以通过多个更短的激励脉冲实现，其中，这些激励脉冲之间的间隔是如此短的，使得介质中的脉冲发射在这些激励脉冲之间不中断，而是可能仅略微减弱。在这种情况下，激励脉冲的根据本发明的能量降低例如可以通过移除激励脉冲序列中的单个脉冲和/或通过缩短脉冲序列中的单个激励脉冲实现。

替代地或补充地，也可以使激励脉冲通过其功率变化能量降低。

在本发明的特别优选的实施例的情况下，使高频激励脉冲至少部分地能量降低，其方式是：介质的通过先前高频激励的剩余激励越高，则使高频激励脉冲尤其在其开始时刻和/或结束时刻改变的情况下缩短。所述变型方案的特征在于特别简单且高动态的控制技术上的实现。

特别有利地，在如下方法的情况下使用本发明：在所述方法的情况下分别通过(连贯的)激励脉冲产生输出脉冲。

优选地，用于产生预给定的脉冲的高频激励脉冲视介质的激励状态而定更晚地开始或更早地结束。

具有相等长度的两个脉冲的脉冲预给定值根据介质的剩余激励尤其导致不同的高频激励脉冲。剩余激励越高，则高频激励脉冲越短。通常，介质的剩余激励取决于先前激励。自最后的高频激励脉冲起的时间段越长并且所述脉冲越短，则介质的剩余激励越低。

优选地，在基于脉冲预给定值确定激励脉冲的情况下，也可以在考虑一个或多个其他效应的情况下实现激励脉冲的其他匹配/修改。在这种变型方案的情况下绝对可设想，根据本发明的修改在考虑剩余激励相关的滞后时间的情况下将导致激励脉冲的能量降低、尤其缩短，但是，总体上，由于考虑其他效应，更小或不实现所述激励脉冲的能量降低、尤其缩短、或者甚至能量升高、尤其延长。

在本发明的特别优选的实施例的情况下，借助高频激励脉冲激励用于产生激光脉冲的气体放电激光器的激光介质。由于激光脉冲发射的气体状激光介质中的先前过程，高频激励脉冲的开始与由此产生的激光脉冲的开始之间的滞后时间特别明显地视如下情况而定地不同：介质的通过先前激励的剩余激励多高。虽然在固体激光器的情况下也出现所述效应。但是由于介质中的剩余激励显著更快地衰减，效应本身在高动态的脉冲序列的情况下不那么强烈地发生作用。

因此，在考虑气体放电时激光介质中的剩余激励的情况下，根据本发明动态地确定高频激励脉冲在精度方面具有特别积极的效应，以所述效应使产生的脉冲与脉冲预给定值相一致。

这在更大的程度上在CO或CO₂气体放电激光器的情况下适用。例如，CO₂气体放电激光器的气体混合物中的先前过程(尤其将氮气泵入激励状态中等)决定性地影响脉冲发射的滞后时间并且此外根据剩余激励强烈地变化。如此，激励状态中的氮气的比例在高剩余激励的情况下显著更高。

优选地，高频激励脉冲处于1-1000MHz的范围中、尤其10至15MHz的范围中。高频激励脉冲的调制优选通过电磁场的接通和关断实现。

优选地，在具有0.5至50μs的持续时间和10μs至25ms的脉冲间距的脉冲的情况下使用本发明。优选地，在根据本发明的方法的情况下根据如下脉冲预给定值实现脉冲产生：在所述脉冲预给定值的情况下，脉冲的持续时间和间距变化，即不是如下运行方式：仅仅以脉冲的恒定重复率来工作。在这种应用的情况下，通过根据本发明动态地控制高频激励脉冲得出特别明显的改善。

特别优选的应用例如是借助激光脉冲给印制电路板钻孔，所述激光脉冲通过根据本发明受控制的通电的CO₂气体放电激光器产生。在所述应用的情况下，可以在高动态(短的脉冲间距)的情况下满足具有尽可能低的能量偏差的变化的脉冲预给定值。

在扩散冷却的CO₂气体放电激光器的情况下——如在开头提及的DE 11 2013 002 021 T5中阐述的那样——加热效应开始更强烈地起作用，所述加热效应更确切地说与缩短的滞后时间相反地通过剩余激励发生作用。出于所述原因，在通电的CO₂气体放电激光器的情况下可以特别有效且简单地使用本发明，因为在所述激光器类型的情况下，所提及的加热效应发挥次要的作用。

本发明例如有利地使用在TRUMPF公司的长时间通电的CO₂气体放电激光器“TruFlow”的脉冲运行中。

在一种特别优选的实施例的情况下，为了确定高频激励脉冲使用滞后时间的量度(Maβ)，所述滞后时间在高频激励脉冲的开始与由此产生的等离子脉冲或激光脉冲的开始之间。

“量度”以下可以理解为如下值：所述值与量值存在紧密的相关性或者本身也直接定量地说明量值。滞后时间的量度在所述意义上例如可以是具体的时间段，或者也例如可以是具有0至1的值的特征值，其中，0代表在没有剩余激励的介质的情况下的滞后时间并且1代表最大通过预激励缩短的滞后时间。

当在确定高频激励脉冲的情况下使用经改变的滞后时间的量度时，则在动态匹配中恰好考虑首要地对于波动有因果关系的量值。

出于相同的原因，其他优点是：在一种特别优选的实施例的情况下，根据介质的剩余激励的量度确定滞后时间的量度。介质的剩余激励的量度例如可以以0至1之间的值的形式存在，其中，0代表没有剩余激励并且1代表最大的剩余激励。也可以以能量值的形式处理剩余激励的量度，所述能量值可以用于从脉冲预给定值出发确定高频激励脉冲。

优选地，为了确定高频激励脉冲动用所存储的计算模型。由于使用所存储的计算模型，尤其不需要额外地测量(例如激光介质的)状态量值。不需要特别的传感器等用于执行本发明。动用计算模型也能够实现在变化的、尤其高动态的脉冲序列的情况下使用本发明，因为所存储的不需要动用连续检测的测量值的计算模型的计算时间比具有动用连续检测的测量值的调节链的计算时间更短。特别有利的是，计算模型动用总归存在于控制装置中的值，例如脉冲预给定值的特性和/或已经实施的高频激励脉冲的特性。

如已经阐述的那样，滞后时间和激光介质中的剩余激励的差别是引起所产生的脉冲的能量偏差的量值，使得所存储的计算模型优选地确定介质的剩余激励的量度和/或高频激励脉冲的开始与由此产生的等离子脉冲或激光脉冲的开始之间的滞后时间的量度。

在一种特别优选的实施例中，为了确定介质的剩余激励的量度，使用先前高频激励脉冲的开始时刻和/或结束时刻。以简单的方式，可以实现基于总归存在于控制装置中的数据考虑介质激励的历史。

尤其从先前高频激励脉冲的开始时刻和/或结束时刻出发，为了确定介质的剩余激励的量度，可以以简单的方式并且以对于高动态的控制装置足够的速度使用当不实现高频激励时的激励衰退(Anregungsverfall)的函数和/或在高频激励期间的激励改变的函数。

基于在优选的应用的情况下短的脉冲持续时间和脉冲间距得出对于控制电子装置的速度的高要求。因此，在一种特别优选的实施例的情况下，使用可编辑(逻辑)门阵列(Field Programmable Gate Array(FPGA))用于确定高频激励脉冲。

在一种特别优选的实施例的情况下，在用于产生等离子脉冲或激光脉冲的高频激励脉冲之间附加地以高频激励脉冲激励介质，但是，通过所述高频激励脉冲不激励介质用于激光发射(预燃脉冲)。

由于在考虑介质通过先前高频激励的剩余激励的情况下根据本发明确定高频激励脉冲，可以在CO₂气体放电激光器的情况下产生具有0.5μs至50μs的脉冲持续时间和10μs至25ms的脉冲间距的脉冲，在所述脉冲的情况下，脉冲能量相对于脉冲预给定值的偏差相比于不具有剩余激励相关的匹配的控制装置可以至少减半。

在一种特别优选的实施例的情况下执行校准过程，在所述校准过程的情况下确定通过所存储的计算模型使用的参数。得出一种可以更灵活且更优化地对改变的影响作出反应的方法。

本发明的另一方面涉及一种用于激励频率发生器的控制单元，所述激励频率发生器用于用于借助高频激励脉冲产生等离子脉冲或激光脉冲的设备，所述控制单元适用于执行根据本发明的方法，尤其涉及根据本发明的用于借助高频激励脉冲产生等离子脉冲或激光脉冲的方法工作的控制单元。

如已经阐述的那样，特别优选的是：所述设备构造为气体放电激光器、优选CO或CO₂气体放电激光器和/或快速通电的气体放电激光器。

本发明的其他方面涉及具有这样的控制单元的激励频率发生器以及用于借助激励频率发生器产生等离子脉冲或激光脉冲的设备。

附图说明

本发明的其他设计方案是从属权利要求的主题以及以下描述的本发明的实施例的主题。此外，根据实施例参照附图进一步阐述本发明。附图示出：

图1：用于借助高频激励脉冲产生激光脉冲的设备的示意图，所述设备呈通电的CO₂气体放电激光器的形式且包括所属的控制单元；

图2至图4：示出脉冲预给定值、在高频发生器处的最终的预给定值以及高频激励脉冲和由此产生的激光脉冲的图；

图5至图7：存储的函数，所述函数用于匹配高频激励脉冲的匹配模块。

具体实施方式

图1示出用于借助高频激励脉冲产生等离子脉冲或激光脉冲的设备1，所述设备构造为通电的CO₂气体放电激光器。气体状的激光介质2循环地通过共振空间3，在所述共振空间内可以借助高频激励电极4激励激光介质2以用于发射激光脉冲。激光介质2基本上由二氧化碳、氮气和氦气构成，例如呈5.5:29:65.5的混合比例。共振空间3由两个(未示出的)镜(反向耦合镜或耦合输出镜)限界。

激光脉冲例如具有10.6μm的波长。可以产生具有0.5μs至50μs的脉冲持续时间和10μs至25ms的脉冲间距的激光脉冲。高频激励脉冲处于MHz范围中的频率中，尤其处于10MHz至15MHz的频率中。调制高频激励脉冲通过电磁场的接通和关断实现。

CO₂气体放电激光器1的激励脉冲发生器5具有控制单元，所述控制单元还包括用于脉冲预给定值的输入端口6和激励脉冲求取器7。输入端口6例如从运行数字处理程序的(未示出的)单元接收脉冲预给定值并且向激励脉冲求取器7传递所述脉冲预给定值。在激励脉冲求取器7中，从脉冲预给定值出发确定高频激励脉冲，借助所述高频激励脉冲相应于脉冲预给定值产生激光脉冲。激励脉冲求取器7的部分是高动态的匹配模块9，所述匹配模块根据激光介质的剩余激励匹配或修改高频激励脉冲。

在优选的示例的情况下，高动态的匹配模块9以可编辑(逻辑)门阵列(FPGA)的形式地构造。所述匹配模块但是也可以构型为激励脉冲求取器7的微处理器的一体化元件。对于控制技术上的实现的其他替代方案存在于CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)或各种其他类型的逻辑构件。

将通过激励脉冲求取器7定义的激励脉冲输送给激励脉冲发生器8，所述激励脉冲发生器向激励电极4输出相应的激励脉冲。最后，通过对共振空间3中的激光介质2发生作用的激励脉冲产生激光脉冲。将所产生的激光脉冲例如可以通过未示出的射束引导部件输送给用于处理工件的激光加工头。

以下在考虑激光介质2的状态的情况下根据不同的脉冲序列阐述用于产生激光脉冲的方法，所述脉冲序列在图2至4中示出。在图2至4中分别在上面示出到达输入端口6处的脉冲预给定值11。在下面示出激励脉冲预给定值12，激励脉冲求取器7基于脉冲预给定值11确定所述激励脉冲预给定值并且向激励脉冲发生器8传递所述激励脉冲预给定值。在最下面的图中分别示出高频激励脉冲13和由此产生的激光脉冲14。在此提及，不同的图2至4中的图的时间刻度绝对彼此不同。

图2示出具有两个等长的激光脉冲14的简单的脉冲序列。可容易地看出，在相应的激励脉冲13的开始t₁、t₄与由此产生的激光脉冲14的开始t₂、t₅之间流过滞后时间t_v。在激光发射实现之前，所述滞后时间t_v引起在激光介质2中的过程。首先尤其必须激励氮气，并且在二氧化碳通过激光发射放出激励能量之前，将激励的氮气的能量通过碰撞向二氧化碳传递。在开始时，激光脉冲14以已知的方式具有功率峰值。在功率峰值之后跟随具有激光脉冲14的相对恒定的功率的时间段，直至激光脉冲14在所属的激励脉冲13关断之后相对迅速地衰减。

在根据图2的示例情况中，在第一激光脉冲14的情况下的滞后时间t_v(t_v＝t₂-t₁)与在第二激光脉冲14的情况下的滞后时间t_v(t_v＝t₅-t₄)等长。原因尤其在于，在第一激励脉冲13的结束t₃与第二激励脉冲13的开始t₄之间为了产生第二激光脉冲14流过相对多的时间(例如几毫秒)。在所述时间段以内，通过第一激励脉冲13在激光介质2中的剩余激励进一步衰减。通过匹配模块9在所述脉冲序列的情况下不实现高频激励脉冲13的匹配。

图3中现在示出脉冲序列的示例，在所述脉冲序列的情况下根据激光介质2的通过先前高频激励脉冲13的剩余激励实现高频激励脉冲13的缩短。

脉冲预给定值11包括三个脉冲，这些脉冲分别是等长的并且相对短地彼此相继。激励脉冲求取器7由此确定对于三个不同长度的高频激励脉冲13的预给定值。第一高频激励脉冲13最长，因为在所述第一高频激励脉冲的开始还不存在激光介质2的通过先前激励脉冲13的激励。第一激光脉冲14以滞后时间t_v＝t₂-t₁开始。

第二激励脉冲13比第一激励脉冲13更短一些，因为激光介质2在第二激励脉冲13的开始还通过第一激励脉冲13激励，并且因此第二激励脉冲13的开始t₅与第二激光脉冲14的开始t₆之间的滞后时间t_v＝t₆-t₅比在第一激光脉冲14的情况下更短。

第三激励脉冲13是最短的，因为激光介质2在第三激励脉冲13的开始比第二激励脉冲13的开始具有更多的剩余激励。这原因一方面在于第二激励脉冲13的结束t₇与第三激励脉冲13的开始t₉之间的更短的时间段，但是也附加地在于通过第一激励脉冲13的剩余激励。由于剩余激励的量度提高，在第三激光脉冲14的情况下的滞后时间t_v＝t₁₀-t₉相对于滞后时间t_v＝t₆-t₅再次缩短。激励脉冲求取器7考虑所述情况并且相应地匹配激励脉冲13的长度。这在所示出的示例的情况下实现，其方式是：第二和第三激励脉冲13比通过脉冲预给定值11预给定地更晚地开始。第二激励脉冲13以匹配时间t_a＝t₅-t₄更晚地开始。第三激励脉冲13以匹配时间t_a＝t₉-t₈更晚地开始。

由图3可看出，由于动态的匹配所有三个产生的激光脉冲14——如在脉冲预给定值11中要求的那样——是等长的，并且因此也产生相等的每激光脉冲14的激光能量。虽然激光能量或持续时间具有相对于通过脉冲预给定值11预给定的能量或持续时间的差别。但是因为所述差别在所有三个激光脉冲14的情况下是恒定的，所以可以在产生脉冲预给定值11的情况下预先考虑所述差别。替代地，激励脉冲求取器7可以在修改的模式中将激励脉冲13延长恒定的差别。

此外，在根据图2的示例中，所有三个激光脉冲14以相对于脉冲预给定值相等的时间错位(t₂-t₁＝t₆-t₄＝t₁₀-t₈)开始。所述匹配模式在确定的高动态的应用的情况下特别有利。

但是也能够替代地实现，激励脉冲求取器7如此匹配激励脉冲13，使得激励脉冲13尽可能快地开始并且因此尽可能快地产生激光脉冲14，但是激励脉冲13视激光介质的剩余激励状态而定更早地结束，以便产生分别具有如下激光功率的激光脉冲14：所述激光功率设有相对于脉冲预给定值11恒定的差别。

在特别优选的示例的情况下，可以在激励脉冲求取器7的不同的运行模式之间视什么对于相应的处理任务最有利而定地选择。

最后，在图4中示出示例，在所述示例的情况下通过激励脉冲求取器7除了激励脉冲13(通过所述激励脉冲产生激光脉冲14)以外也还向激励脉冲发生器8输出所谓的预燃脉冲15。预燃脉冲15是足够短的并且预燃脉冲之间的间距是足够大的，以便通过所述预燃脉冲不产生激光脉冲14。但是预燃脉冲在激光介质2中实现相对保持不变的激励水平，使得滞后时间t_v的差别更小。然而，在考虑激光介质2的剩余激励的情况下，激励脉冲13的动态匹配实现改善。因此，由图4可看出，尽管有预燃脉冲15，第二激光脉冲14的滞后时间t_v比第一激光脉冲14的滞后时间更短一些(t₂-t₁>t₄-t₃)。这由激励脉冲求取器7考虑并且相应地缩短第二激励脉冲13，其方式是：所述第二激励脉冲比在没有动态匹配的情况下更晚地开始。

根据图2至4可看出，借助激励脉冲求取器7至少部分地如此实现高频激励脉冲13的确定，使得介质2通过先前高频激励的剩余激励越高，则使高频激励脉冲13在其开始时刻和/或结束时刻改变的情况下缩短得越强烈。

补充或替代根据所示出的示例的运行，借助CO₂气体放电激光器1也可以通过多个更短的激励脉冲实现产生(连贯的)激光脉冲。如开头已经阐述的那样，所述激励脉冲之间的间隔是如此短的，使得介质中的激光发射在激励脉冲之间不中断，而是可能仅稍微衰减一些。在所述运行方式的情况下，激励脉冲的根据剩余激励脉冲的匹配可以通过激励脉冲求取器7、也通过在激励脉冲序列中移除单个脉冲实现。

根据图5至7，以下进一步阐述激励脉冲求取器7中的、尤其激励脉冲求取器7的匹配模块9中的计算过程。

图5示出激光介质2的激励的量度根据激励脉冲13对介质发生作用的时间的变化过程。图6示出，当激光脉冲13对激光介质2不发生作用时，激光介质2的激励的量度根据时间的变化过程。最后，图7示出滞后时间t_v根据激光介质2的根据图5和6的剩余激励的量度的变化过程。所述三个函数存储在匹配模块9中。这些函数例如基于借助不同脉冲序列的试验测量求取。激光介质2的激励的量度可以呈具体的能量值的形式，但是也可以使用为无量纲的特征值。滞后时间的量度同样可以结算为具体的时间值，但是也可以结算为无量纲的特征量值。

必要时，也可以在激光射束产生器的校准过程的范畴内求取这些函数。

匹配模块9基于根据图5至7的变化过程如下地工作。每当接通或者关断激励脉冲13时，确定激光介质2的当前激励水平。模块9动用最后计算的激励的值并且根据图5和6中的变化过程确定激励水平的改变。

在关断激励脉冲13时，借助图5中的变化过程和激励脉冲13的持续时间(＝结束时间-开始时间)计算激励水平的改变，因为作如下假设：在刚刚结束的激励脉冲13期间，激励根据所存储的变化过程已经改变。

在接通激励脉冲13时，借助根据图6的函数确定激励状态，因为作如下假设：在无激励脉冲的时间段期间，激励根据图6下降。基于所述计算模型持续地计算激光介质2的状态。这以特别简单的方式仅仅借助所存储的函数和动用激光脉冲13的接通时刻和关断时刻实现。因为最后计算的激励状态分别考虑为基准，所以不仅直接先前激励脉冲或者不仅自最后的激励脉冲13起的关断时间被考虑进计算中，而且更早的激励脉冲13也被考虑进计算中。考虑激励脉冲13的历史，借助所述历史能够实现高动态的匹配。最后，激励脉冲13的匹配如下地实现。

在脉冲预给定值11中的脉冲的开始时刻(例如图2中的时刻t₄)，匹配模块9基于激励状态借助图6中的变化过程求取介质2的当前状态，所述激励状态在最后的激励脉冲13的关断时刻已经求取。借助激励状态的量度的如此求取的值由根据图7的变化过程得出对于根据激励的滞后时间t_v的评估。现在，借助所求取的滞后时间t_v计算匹配时间t_a，并且激励脉冲13相应更晚地开始。

在替代的运行模式的情况下，激励脉冲13——如已经提及的那样——可以基于函数以其他方式修改，例如根据激励状态更早地结束。

可以考虑本发明的控制技术上的实现的多种修改。以上的阐述仅仅描述优选的示例性的实现。所示出的图不是按比例的。尤其为了更好的直观表示部分过度地描绘所示出的效应。