Vorrichtung und Verfahren zur Fokuslagen-Bestimmung mit Berücksichtigung von Prozessgas

Strahlanalysevorrichtung (10) zur Bestimmung einer axialen Position eines Fokus (76), für die Bearbeitung eines Werkstücks (150), eines in einer Laserbearbeitungsoptik (100) geführten Energiestrahls (77) aus elektromagnetischer Strahlung, nämlich eines Laserstrahls, anhand eines Probenstrahls (70),...

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Hauptverfasser: Wolf, Stefan, Roßnagel, Johannes, Niedrig, Roman, Kramer, Reinhard, Hänsel, Marc
Format: Patent
Sprache:ger
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Beschreibung
Zusammenfassung:Strahlanalysevorrichtung (10) zur Bestimmung einer axialen Position eines Fokus (76), für die Bearbeitung eines Werkstücks (150), eines in einer Laserbearbeitungsoptik (100) geführten Energiestrahls (77) aus elektromagnetischer Strahlung, nämlich eines Laserstrahls, anhand eines Probenstrahls (70), welcher durch Rückreflexion eines Bruchteils des Energiestrahls (77) an einer Grenzfläche (121) eines optischen Elements (120) der Laserbearbeitungsoptik (100) erzeugt ist, wobei der Probenstrahl (70) einen Zwischenfokus (71) aufweist, dessen Fokuslage mit der Position des Fokus (76) gekoppelt ist,wobei die Strahlanalysevorrichtung (10) einen Fokuslagensensor (13) und eine Auswertungseinrichtung (80) umfasst,wobei der Fokuslagensensor (13) eine Strahlformungseinrichtung (12) und einen Detektor (40) umfasst,wobei die Strahlformungseinrichtung (12)- eingerichtet ist zum Empfang eines Probenstrahls (70), und- eingerichtet ist, zur Formung einer Intensitätsverteilung (79) auf dem Detektor (40) zumindest einen Teil des Probenstrahls (70) mittels der Strahlformungseinrichtung (12) auf den Detektor (40) abzubilden,wobei der Detektor (40)- einen lichtstrahlungsempfindlichen und räumlich zwei-dimensional auflösenden Sensor umfasst, welcher zur Umwandlung der auf den Detektor (40) auftreffenden Intensitätsverteilung (79) in elektrische Signale (64) eingerichtet ist,und wobei die Auswertungseinrichtung (80)- eingerichtet ist zur Verarbeitung der elektrischen Signale (64) des Detektors (40), die die Intensitätsverteilung (79) auf dem Detektor (40) repräsentieren,- eingerichtet ist zur Bestimmung eines Geometrie-Parameters aus der Intensitätsverteilung (79),- eingerichtet ist zum Empfang eines Schneidgas-Signals (63), welches einen Druck eines Prozessgases oder eines Schneidgases repräsentiert,- eingerichtet ist zur Bestimmung eines Korrekturwertes für den Geometrie-Parameter unter Berücksichtigung des Schneidgas-Signals (63), und- eingerichtet ist zur Bestimmung der axialen Position des Fokus (76) des Energiestrahls (77) unter Berücksichtigung des Geometrie-Parameters und des Korrekturwertes, wobei die Strahlanalysevorrichtung (13) dazu eingerichtet ist, mittels des Fokuslagensensors (13) die Fokuslage des Zwischenfokus (71) zu ermitteln und daraus die damit gekoppelte Position des Fokus (76) des Energiestrahls (77) zu bestimmen, wobei sich bei einer Änderung einer axialen Lage des Zwischenfokus (71) die Intensitätsverteilung auf dem Detektor (40) und somit auch die Größe d