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JP2024061609A - Device and method for optical coherence tomography in laser material processing - Patents.com - Google Patents

Device and method for optical coherence tomography in laser material processing - Patents.com Download PDF

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JP2024061609A
JP2024061609A JP2023114849A JP2023114849A JP2024061609A JP 2024061609 A JP2024061609 A JP 2024061609A JP 2023114849 A JP2023114849 A JP 2023114849A JP 2023114849 A JP2023114849 A JP 2023114849A JP 2024061609 A JP2024061609 A JP 2024061609A
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Japan
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light
light beam
interference signal
beam splitter
reflected
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Pending
Application number
JP2023114849A
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Japanese (ja)
Inventor
マルシン・コザック
Kozak Marcin
ジョヴァンニ・バルバロッサ
Barbarossa Giovanni
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II VI Delaware Inc
Original Assignee
II VI Delaware Inc
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Filing date
Publication date
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Application filed by II VI Delaware Inc filed Critical II VI Delaware Inc
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
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Abstract

To provide a device for monitoring a process in laser material processing, comprising a laser generating a light beam, where the light beam may impinge on a lens matrix positioned between a light source and a beam splitter.SOLUTION: The lens matrix may comprise microlenses operable to generate a matrix of light beams from an impinging light beam. Part of the matrix of light beams may be directed to a mirror in a reference arm, and part may be directed to an unknown surface in a measuring arm. The reflection of these beams may be used to generate an interference signal to be evaluated.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

関連出願の相互参照
[0001]この特許出願は、Deutsches Patent-und Markenamtにおいて2022年10月21日に出願されたドイツ特許出願DE10 1022 003 907.9に基づく優先権および利益を主張する。上述の出願は本明細書に参照により組み込まれる。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
[0001] This patent application claims priority to and the benefit of German patent application DE 10 1022 003 907.9, filed on Oct. 21, 2022 in the Deutsches Patent-und Markenamt. The above-mentioned application is incorporated herein by reference.

[0002]本開示は、レーザー材料加工工程における光コヒーレンス断層撮影のためのデバイスおよび方法に関する。 [0002] This disclosure relates to devices and methods for optical coherence tomography in laser material processing processes.

[0003]本開示の態様は、レーザー材料加工工程における光コヒーレンス断層撮影のためのデバイスおよび方法に関する。様々な課題が、レーザー材料加工工程における光コヒーレンス断層撮影のための従来の解決策に存在し得る。この点について、光コヒーレンス断層撮影のための従来のシステムおよび方法は、高価であり、煩わしく、および/または非効率であり得る。 [0003] Aspects of the present disclosure relate to devices and methods for optical coherence tomography in laser material processing processes. Various challenges may exist with conventional solutions for optical coherence tomography in laser material processing processes. In this regard, conventional systems and methods for optical coherence tomography may be expensive, cumbersome, and/or inefficient.

[0004]従来のシステムおよび方法の限界および欠点が、このような手法と、図面を参照しながら本開示の残りの部分において記載されている本方法およびシステムの幾つかの態様との比較を通して当業者に明らかになる。 [0004] Limitations and drawbacks of conventional systems and methods will become apparent to those skilled in the art through a comparison of such approaches with certain aspects of the present methods and systems described in the remainder of this disclosure with reference to the drawings.

[0006]光コヒーレンス断層撮影のためのデバイスおよび方法が、図のうちの少なくとも1つに示され、および/または、図のうちの少なくとも1つに関連して説明され、および、特許請求の範囲に更に完全に記載される。 [0006] A device and method for optical coherence tomography is shown in and/or described in connection with at least one of the figures, and more fully described in the claims.

[0007]本開示のこれらの、および他の利点、態様、および新規な特徴、および、それらの示される実施形態の詳細が、以下の説明および図面から更に十分に理解される。
[0008]本開示の様々な特徴および利点が、添付図面と併せて考慮される以下の詳細な説明を参照することでより容易に理解され得、同様の参照符号は同様の構造要素を指し示す。
[0007] These and other advantages, aspects, and novel features of the present disclosure, as well as details of illustrated embodiments thereof, will become more fully understood from the following description and drawings.
[0008] The various features and advantages of the present disclosure may be more readily understood by reference to the following detailed description considered in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference characters refer to like structural elements and in which:

[0009]OCT測定のための構成を示す図である。[0009] FIG. 1 illustrates a setup for OCT measurements. [0010]OCTを使用した測定のための構成を示す図である。[0010] FIG. 1 illustrates a setup for measurements using OCT.

[0011]以下の説明は、半導体デバイスおよび半導体デバイスを製造する方法の様々な例を提供する。このような例は非限定的であり、添付の請求項の範囲は開示されている特定の例に限定されてはならない。以下の説明において、「例」および「例えば」という用語は非限定的である。 [0011] The following description provides various examples of semiconductor devices and methods of manufacturing semiconductor devices. Such examples are non-limiting, and the scope of the appended claims should not be limited to the specific examples disclosed. In the following description, the terms "example" and "for example" are non-limiting.

[0012]図は構造の概略的な様相を示しており、よく知られた特徴および技術の説明および詳細事項は、本開示を不必要に不明瞭にすることを避けるために省略される場合がある。加えて、図面における要素は一定の縮尺で描かれるとは限らない。例えば、図中の幾つかの要素の寸法は、本開示において説明されている例の理解を深めることに役立つように他の要素より誇張される場合がある。異なる図における同じ参照符号は同じ要素を表す。 [0012] The figures show schematic aspects of structures, and descriptions and details of well-known features and techniques may be omitted to avoid unnecessarily obscuring the present disclosure. In addition, elements in the figures may not be drawn to scale. For example, the dimensions of some elements in the figures may be exaggerated relative to other elements to help improve understanding of the examples described in the present disclosure. The same reference numbers in different figures represent the same elements.

[0013]「または」という用語は、「または」により連結されたリストにおける項目のうちの任意の1つまたは複数を意味する。一例として、「xまたはy」は、3要素集合{(x),(y),(x,y)}のうちの任意の要素を意味する。別の例として、「x、y、またはz」は、7要素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}のうちの任意の要素を意味する。 [0013] The term "or" means any one or more of the items in a list linked by "or". As an example, "x or y" means any element of the 3-element set {(x), (y), (x,y)}. As another example, "x, y, or z" means any element of the 7-element set {(x), (y), (z), (x,y), (x,z), (y,z), (x,y,z)}.

[0014]「備える」、「含む」、「有する」、および/または「もつ」という用語は「非排他的な」用語であり、記載された特徴の存在を特定するが、1つまたは複数の他の特徴の存在または追加を排除しない。 [0014] The terms "comprise," "include," "have," and/or "have" are "non-exclusive" terms and specify the presence of stated features but do not exclude the presence or addition of one or more other features.

[0015]「第1の」、「第2の」などの用語は様々な要素を説明するために本明細書において使用され得、これらの要素はこれらの用語により限定されてはならない。これらの用語は1つの要素を別の要素と区別するために使用されるのみである。したがって、例えば、本開示において議論されている第1の要素は、本開示の教示から逸脱せずに第2の要素と呼ばれ得る。 [0015] Terms such as "first," "second," and the like may be used herein to describe various elements, and these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another. Thus, for example, a first element discussed in this disclosure could be referred to as a second element without departing from the teachings of this disclosure.

[0016]別段の指定がない限り、「結合された」という用語は、直接的に互いに接触する2つの要素を説明するために、または、1つまたは複数の他の要素により間接的に接続された2つの要素を説明するために使用され得る。例えば、要素Aが要素Bに結合されている場合、要素Aは、要素Bに直接的に接触し、または介在要素Cにより要素Bに間接的に接続され得る。同様に、「上方に」または「上に」という用語は、互いに直接的に接触する2つの要素を説明するために、または、1つまたは複数の他の要素により間接的に接続された2つの要素を説明するために使用され得る。 [0016] Unless otherwise specified, the term "coupled" may be used to describe two elements that are in direct contact with each other or two elements that are indirectly connected by one or more other elements. For example, if element A is coupled to element B, element A may be in direct contact with element B or indirectly connected to element B by an intervening element C. Similarly, the terms "above" or "on" may be used to describe two elements that are in direct contact with each other or two elements that are indirectly connected by one or more other elements.

[0017]光コヒーレンス断層撮影(OCT)は、高分解能断面イメージングのために使用され得る技術である。OCTは光を使用し、例えば、インサイチュで、およびリアルタイムにマイクロメートルスケールで組織構造の断面画像を取得するために使用され得る。カテーテルおよび内視鏡と組み合わされたOCTの使用は、臓器系の高分解能管腔内イメージングを可能にし得る。 [0017] Optical coherence tomography (OCT) is a technique that can be used for high-resolution cross-sectional imaging. OCT uses light and can be used, for example, to obtain cross-sectional images of tissue structures at the micrometer scale in situ and in real time. The use of OCT combined with catheters and endoscopes can enable high-resolution intraluminal imaging of organ systems.

[0018]OCTは、あるタイプの光学的生検として機能し得、例えば眼科における使用のための医療診断のためのイメージング技術として強力であり得る。
[0019]OCTは、材料加工工程のためにも使用され得る。例えば、OCT構成は、偏向ミラーと組み合わせて1つの低コヒーレンス光源およびディテクターを使用し得る。この技術は、工程監視のための関心対象であり得るフィールド全体にわたってスイープされる1つの「ピクセル」を生成し得る。しかし、幾つかの例では、高度な光学素子および電子機器がデータ獲得および処理に必要とされ得るとき、測定データの速度および品質が制限され得る。本発明の様々な実施形態によると、OCTを使用した材料加工工程の監視が改善され得る。
[0018] OCT can function as a type of optical biopsy and can be a powerful imaging technique for medical diagnostics, for example for use in ophthalmology.
[0019] OCT may also be used for material processing processes. For example, an OCT configuration may use a single low-coherence light source and detector in combination with a deflecting mirror. This technique may generate a single "pixel" swept across a field that may be of interest for process monitoring. However, in some instances, the speed and quality of the measurement data may be limited as advanced optics and electronics may be required for data acquisition and processing. According to various embodiments of the present invention, monitoring of material processing processes using OCT may be improved.

[0020]例えば、マイクロ光学素子の数に対応した独立したサブ要素のM×Nマトリックスが、例えば1つのピクセルに対応した1つのレーザー源の代わりに測定のために使用され得るように、マイクロ光学素子がレーザー源とビームスプリッターとの間におけるOCTの光路中に配置され得る。 [0020] For example, micro-optical elements can be arranged in the optical path of the OCT between the laser source and the beam splitter such that an M×N matrix of independent sub-elements corresponding to the number of micro-optical elements can be used for measurements instead of one laser source corresponding to, for example, one pixel.

[0021]サブ要素は、光ビームまたはピクセルという意味において、一種のマトリックスにおいて組み合わされ得、サブ要素の各々は別々に制御され得る。光は測定される表面上に投影され得、反射光が収集され得る。上述のマトリックスは、個別に作用する多くの小型レンズの格子と理解され得る。これらは、特定の用途により必要とされ得る行またはライン内に配置されてもよい。 [0021] The sub-elements, in the sense of light beams or pixels, can be combined in a kind of matrix, each of which can be controlled separately. Light can be projected onto the surface to be measured and the reflected light can be collected. The aforementioned matrix can be understood as a grid of many lenslets acting individually. These can be arranged in rows or lines as may be required by the particular application.

[0022]このようなマトリックスの使用は、瞬間的な状態をキャプチャするという意味においてスナップショットとしてM×Nの測定点を取得することを可能にし得る。これは、例えばレーザー溶接工程における例えば融解ゾーンといった、それらの状態を継続的に変える工程に対して特に有益であり得る。 [0022] The use of such a matrix may allow M×N measurement points to be taken as snapshots in the sense of capturing an instantaneous state. This may be particularly beneficial for processes that are continuously changing their state, such as the melt zone in a laser welding process.

[0023]マトリックスにおける個々のピクセルのサイズは技術的に制限され得るが、個々のピクセルは別々に制御され、または必要に応じてひとまとめにされ得るので、要件に応じてスキャンプログラムを生成することも可能であり得る。これらのスキャンプログラムのうちの1つは、メルトプールのための一種の「フラッシュライダー」、すなわち、視界全体にわたる多くのスキャンの結果の代わりに実質的に全ての個々のピクセルを含有し得る「写真」であり得る。これは結果の品質を高め得、および、例えば電動の乗り物のための電池の部分のための重要な経路を溶接するときに、より良い品質保証をもたらし得る。 [0023] Although the size of individual pixels in the matrix may be technically limited, it may also be possible to generate scan programs according to requirements, since individual pixels can be controlled separately or grouped together as needed. One of these scan programs may be a kind of "flash lidar" for the melt pool, i.e. a "photo" that may contain substantially all individual pixels instead of the results of many scans over the entire field of view. This may increase the quality of the results and may result in better quality assurance, for example, when welding critical paths for parts of batteries for electric vehicles.

[0024]更に、本発明の様々な実施形態によると、カメラは、このようなM×Nマトリックスの干渉信号を記録するために使用され得る。
[0025]図1は、OCT測定のための例示的な構成を示す。光ビーム2は低コヒーレンスで光源1において生成され得、ビームスプリッター5に衝突し得る。ビームスプリッター5から、サンプルの未知の表面20が測定アーム75において照射され得、光は未知の表面20によりビームスプリッター5上に反射され得る。ビームスプリッター5を通して透過された光は、基準アーム50においてミラー10に当たり得、ミラー10により反射されて戻り得る。次に、反射されたサンプルビーム76および基準ビーム51がビームスプリッター5において組み合わされ得、2つのビーム76、51により辿られた経路の差がコヒーレンス長未満であり得るとき、干渉し得る。干渉信号85はディテクター15により記録され得、次に評価され得る。評価のために、ディテクター15は、評価ユニット(図示されていない)に結合され得る。これは、例えばデータ処理ユニットであり得る。
[0024] Moreover, according to various embodiments of the present invention, a camera may be used to record such an M x N matrix of interference signals.
[0025] Figure 1 shows an exemplary configuration for OCT measurements. A light beam 2 may be generated in a light source 1 with low coherence and may impinge on a beam splitter 5. From the beam splitter 5, an unknown surface 20 of a sample may be illuminated in a measurement arm 75, and the light may be reflected by the unknown surface 20 onto the beam splitter 5. The light transmitted through the beam splitter 5 may hit a mirror 10 in a reference arm 50 and may be reflected back by the mirror 10. The reflected sample beam 76 and reference beam 51 may then be combined in the beam splitter 5 and may interfere when the difference in the paths followed by the two beams 76, 51 may be less than the coherence length. The interference signal 85 may be recorded by a detector 15 and then evaluated. For evaluation, the detector 15 may be coupled to an evaluation unit (not shown). This may be, for example, a data processing unit.

[0026]光源1から出射された光ビーム2のビーム軸に沿って基準アーム50(2重矢印)においてミラーを動かすとともに、干渉信号85を同時に測定することが、サンプルの未知の表面20の軸方向のスキャニングを可能にし得る。 [0026] Moving a mirror in reference arm 50 (double arrow) along the beam axis of light beam 2 emitted by light source 1 while simultaneously measuring interference signal 85 may allow axial scanning of unknown surface 20 of the sample.

[0027]図2は、本発明の様々な実施形態による例示的な構成を示す。マイクロレンズのM×Nマトリックスを備えるレンズマトリックス4が光源1とビームスプリッター5との間に配置され得る。したがって、複数の光ビーム2はビームスプリッター5に衝突し得、したがって、複数の基準ビーム51が基準アーム50においてミラー10に衝突し得、および、複数のサンプルビーム76が、測定アーム75においてサンプルの未知の表面20に衝突し得る。 [0027] FIG. 2 shows an exemplary configuration according to various embodiments of the present invention. A lens matrix 4 comprising an M×N matrix of microlenses may be disposed between a light source 1 and a beam splitter 5. Thus, multiple light beams 2 may impinge on the beam splitter 5, and thus multiple reference beams 51 may impinge on the mirror 10 in the reference arm 50, and multiple sample beams 76 may impinge on the unknown surface 20 of the sample in the measurement arm 75.

[0028]本発明の様々な実施形態によると、赤外光が光源から出射され得、したがって、例えばレーザーダイオードが光源として使用され得る。
[0029]多角形がマイクロレンズに対して使用され得、すなわち、正方形、長方形、六角形、八角形などの形状が提供され得、したがって、マイクロレンズは、マイクロレンズ間に実質的に空間を伴わずに配置され得る。マイクロレンズの光学特性に関連して、M×Nの光線または光スポットを含むマトリックスが結果として取得され得るように、マイクロレンズから出射する光線は実質的に平行であり得る。
[0028] According to various embodiments of the present invention, infrared light may be emitted from a light source, so for example a laser diode may be used as the light source.
[0029] Polygons may be used for the microlenses, i.e. square, rectangular, hexagonal, octagonal, etc. shapes may be provided, so that the microlenses may be arranged with substantially no space between them. In relation to the optical properties of the microlenses, the light rays emerging from the microlenses may be substantially parallel, so that a matrix containing M x N light rays or light spots may be obtained as a result.

[0030]カメラ25が、1つのビームに対する小さいディテクターの代わりにセンサーとして使用され得る。M×Nマトリックスからの基準アーム50および測定アーム75からの複数のビーム51、76は、M×Nマトリックスからの複数のM×Nのビームに更に対応し得る干渉信号85において相応に評価され得る。 [0030] The camera 25 can be used as a sensor instead of a small detector for one beam. The multiple beams 51, 76 from the reference arm 50 and measurement arm 75 from the M×N matrix can be evaluated accordingly in the interference signal 85, which can further correspond to multiple M×N beams from the M×N matrix.

[0031]本発明の様々な実施形態によるこのような構成は、見られ、および/または評価され得る1つの点をもたらし得るだけでなく、マトリックスに対応した多数のピクセルM×Nを含むエリアをもたらし得る。 [0031] Such configurations according to various embodiments of the present invention may result in not just one point that can be viewed and/or evaluated, but an area that includes multiple pixels M×N corresponding to a matrix.

[0032]レーザー材料加工工程では、メルトプールは、進行中の動作工程中に連続的に変化し得る。上述の構成を使用して、メルトプールまたはその過渡的な前部の継続的に変化する表面をそれぞれ連続的に監視することが可能であり得る。本発明の様々な実施形態によると、この目的のために、いわゆるライダー(LiDAR:光による検出および測距)センサーがカメラとして使用され得る。白黒画像はカメラに対して十分であり得るが、カラー画像のためのカメラも使用され得る。フレームレートは、好ましくは10fps(1秒当たりのフレーム)より大きいものであり得る。 [0032] In laser material processing processes, the melt pool may change continuously during the ongoing operating process. Using the above-mentioned configuration, it may be possible to continuously monitor the continuously changing surface of the melt pool or its transitional front, respectively. According to various embodiments of the invention, for this purpose, so-called LiDAR (Light Detection and Ranging) sensors may be used as cameras. Black and white images may be sufficient for the camera, but cameras for color images may also be used. The frame rate may preferably be greater than 10 fps (frames per second).

[0033]レーザー材料加工工程における工程を監視するための、および制御するための方法およびその使用が、本発明の様々な実施形態により実現され得る。干渉信号の評価の結果の画像表現に加えて、このような結果がレーザー材料加工工程を制御するために、または最適化するために使用されてもよい。マトリックスにおける個々のピクセルは個別に制御され得る。これは、それらが、望ましい場合にはX次元およびY次元において個別に動かされ得ることを意味する。この目的のために、例えばマイクロレンズが相応に動かされ得、これが光ビームの位置を変化させ得、したがって、更に干渉信号において関連するピクセルの位置を変化させ得る。 [0033] Methods and uses for monitoring and controlling processes in laser material processing processes can be realized according to various embodiments of the present invention. In addition to a pictorial representation of the results of the evaluation of the interference signal, such results may be used to control or optimize the laser material processing process. Individual pixels in the matrix can be individually controlled. This means that they can be moved individually in the X and Y dimensions, if desired. For this purpose, for example, microlenses can be moved accordingly, which can change the position of the light beam and therefore further the position of the associated pixel in the interference signal.

[0034]したがって、本発明の様々な実施形態による方法は、レーザー材料加工工程の工程を制御するために使用され得、したがって、それを最終的に制御し得る。この場合において、それは、品質保証の問題であるだけでなく、制御の問題でもあり得る。 [0034] Thus, the methods according to various embodiments of the present invention can be used to control the process of a laser material processing process, and thus ultimately control it. In this case, it can be a matter of control as well as a matter of quality assurance.

[0035]本発明の他の態様、特徴、および利点は、好ましい実施形態および実施態様を簡単に記載している以下の詳細な説明から容易に明らかとなる。本発明は、他の実施形態および異なる実施形態において更に実現され得、その様々な詳細事項は、本発明の教示および範囲から逸脱せずに様々な自明な態様により修正され得る。したがって、図面および説明は、例示的であると考えられ、限定とは考えられない。本発明の更なる目的および利点は、以下の説明において部分的に記載されており、および、説明から部分的に明らかとなり、または、本発明の実施形態から推測され得る。 [0035] Other aspects, features, and advantages of the present invention will be readily apparent from the following detailed description, which briefly describes preferred embodiments and implementations. The present invention may be further realized in other and different embodiments, and its various details may be modified in various obvious ways without departing from the teachings and scope of the present invention. Accordingly, the drawings and description are to be regarded as illustrative and not restrictive. Additional objects and advantages of the present invention will be set forth in part in the following description, and in part will be apparent from the description, or may be inferred from the embodiments of the present invention.

[0036]本開示は特定の例に対する参照を含むが、本開示の範囲から逸脱せずに様々な変更が行われてもよいこと、および同等なものが置換されてもよいことが当業者により理解される。加えて、変更が本開示の範囲から逸脱せずに、開示されている例に対して行われ得る。したがって、本開示が開示されている例に限定されないこと、および、本開示が添付の請求項の範囲に入る全ての例を含むことが意図されている。 [0036] Although the present disclosure includes references to specific examples, it will be understood by those skilled in the art that various modifications may be made and equivalents may be substituted without departing from the scope of the present disclosure. Additionally, modifications may be made to the disclosed examples without departing from the scope of the present disclosure. Accordingly, it is intended that the present disclosure is not limited to the disclosed examples, and that the present disclosure includes all examples that fall within the scope of the appended claims.

1 光源
2 光ビーム
4 レンズマトリックス
5 ビームスプリッター
10 ミラー
15 ディテクター
20 未知の表面
25 カメラ
50 基準アーム
51 基準ビーム
51 ビーム
75 測定アーム
76 サンプルビーム
76 ビーム
85 干渉信号
REFERENCE NUMERALS 1 Light source 2 Light beam 4 Lens matrix 5 Beam splitter 10 Mirror 15 Detector 20 Unknown surface 25 Camera 50 Reference arm 51 Reference beam 51 Beam 75 Measurement arm 76 Sample beam 76 Beam 85 Interference signal

Claims (15)

光ビームを生成するレーザーであって、前記光ビームは、前記光源とビームスプリッターとの間に位置するレンズマトリックスに衝突する、レーザーと、
衝突する前記光ビームからM×Nの光ビームのマトリックスを生成するように動作可能なM×Nのマイクロレンズを含む前記レンズマトリックスと、
前記M×Nの光ビームの第1の部分を基準アームにおけるミラー上に向け、前記M×Nの光ビームの第2の部分を測定アームにおける未知の表面上に向ける前記ビームスプリッターであって、前記M×Nの光ビームの前記第1の部分は、前記ミラーから前記ビームスプリッターに反射により戻され、前記M×Nの光ビームの前記第2の部分は、前記未知の表面から前記ビームスプリッターに反射により戻される、前記ビームスプリッターと、
前記M×Nの光ビームの反射された前記第1の部分を、前記M×Nの光ビームの反射された前記第2の部分と干渉させることにより、干渉信号を生成するように動作可能な前記ビームスプリッターと、
前記干渉信号を受信するディテクターと
を含む、レーザー材料加工工程のためのデバイス。
a laser generating a light beam, the light beam impinging on a lens matrix located between the light source and a beam splitter;
the lens matrix including M×N microlenses operable to generate a matrix of M×N light beams from the impinging light beams;
a beam splitter that directs a first portion of the M×N light beam onto a mirror in a reference arm and a second portion of the M×N light beam onto an unknown surface in a measurement arm, the first portion of the M×N light beam being reflected back to the beam splitter from the mirror and the second portion of the M×N light beam being reflected from the unknown surface back to the beam splitter;
the beam splitter operable to generate an interference signal by interfering the reflected first portion of the M×N optical beam with the reflected second portion of the M×N optical beam;
and a detector for receiving the interference signal.
請求項1に記載のデバイスであって、前記ディテクターはカメラである、デバイス。 The device of claim 1, wherein the detector is a camera. 請求項1に記載のデバイスであって、前記ディテクターは白黒カメラまたはカラーカメラである、デバイス。 The device of claim 1, wherein the detector is a black and white camera or a color camera. 請求項1に記載のデバイスであって、前記マイクロレンズが前記マイクロレンズ間に実質的に空間を伴わずに配置されるように、前記マイクロレンズは多角形である、デバイス。 The device of claim 1, wherein the microlenses are polygonal such that the microlenses are disposed with substantially no spaces between them. 請求項1に記載のデバイスであって、前記ミラーは、前記光ビームのビーム経路の方向に前記ミラーを動かすための駆動部に結合された、デバイス。 The device of claim 1, wherein the mirror is coupled to a drive for moving the mirror in the direction of the beam path of the light beam. 請求項1に記載のデバイスであって、検出された前記干渉信号を評価するためのユニットを更に含み、前記ディテクターは、データを評価するための前記ユニットに接続された、デバイス。 The device of claim 1, further comprising a unit for evaluating the detected interference signal, the detector being connected to the unit for evaluating data. レーザー材料加工工程において未知の表面を監視するための方法であって、
レーザーを用いて光ビームを生成するステップであって、前記光ビームは、前記光源とビームスプリッターとの間に位置するレンズマトリックスに衝突する、ステップと、
M×Nのマイクロレンズを含む前記レンズマトリックスを使用して、衝突する前記光ビームからM×Nの光ビームのマトリックスを生成するステップと、
前記ビームスプリッターを使用して、前記M×Nの光ビームの第1の部分を基準アームにおけるミラー上に向け、前記M×Nの光ビームの第2の部分を測定アームにおける未知の表面上に向けるステップであって、前記M×Nの光ビームの前記第1の部分は、前記ミラーから前記ビームスプリッターに反射により戻され、前記M×Nの光ビームの前記第2の部分は、前記未知の表面から前記ビームスプリッターに反射により戻される、ステップと、
前記ビームスプリッターにおいて、前記M×Nの光ビームの反射された前記第1の部分を、前記M×Nの光ビームの反射された前記第2の部分と干渉させることにより干渉信号を生成するステップと、
ディテクターにおいて前記干渉信号を受信するステップと
を含む方法。
1. A method for monitoring an unknown surface in a laser material processing process, comprising:
generating a light beam using a laser, the light beam impinging on a lens matrix located between the light source and a beam splitter;
generating a matrix of M×N light beams from the impinging light beams using the lens matrix including M×N microlenses;
using the beam splitter to direct a first portion of the M×N light beam onto a mirror in a reference arm and a second portion of the M×N light beam onto an unknown surface in a measurement arm, where the first portion of the M×N light beam is reflected back from the mirror to the beam splitter and the second portion of the M×N light beam is reflected from the unknown surface back to the beam splitter;
generating an interference signal by interfering the reflected first portion of the M×N optical beam with the reflected second portion of the M×N optical beam at the beam splitter;
and receiving the interference signal at a detector.
請求項7に記載の方法であって、前記干渉信号を受信する前記ステップはカメラにより実施される、方法。 The method of claim 7, wherein the step of receiving the interference signal is performed by a camera. 請求項7に記載の方法であって、受信された前記干渉信号は、前記ディテクターに接続された評価ユニットにより評価される、方法。 The method of claim 7, wherein the received interference signal is evaluated by an evaluation unit connected to the detector. 請求項9に記載の方法であって、前記評価の結果はディスプレイに画像として示される、方法。 The method of claim 9, wherein the results of the evaluation are shown as an image on a display. 請求項7に記載の方法であって、M×Nの光ビームの前記マトリックス、および、従って前記干渉信号のM×Nピクセルのマトリックスは、個別に制御されることができる、方法。 The method of claim 7, wherein the matrix of MxN light beams, and thus the matrix of MxN pixels of the interference signal, can be individually controlled. 請求項11に記載の方法であって、個別に制御される前記光ビームおよび前記ピクセルは、X方向またはY方向における動きを含んでよい、方法。 The method of claim 11, wherein the individually controlled light beams and pixels may include movement in the X or Y direction. 請求項9に記載の方法であって、前記評価は、レーザー材料加工工程における工程を制御するために使用される、方法。 The method of claim 9, wherein the evaluation is used to control a process in a laser material processing process. 請求項7に記載の方法であって、前記レーザー材料加工工程は、溶接工程または材料切削工程である、方法。 The method of claim 7, wherein the laser material processing process is a welding process or a material cutting process. 請求項11に記載の方法であって、レーザービームによりワークピースを連結するときの連結工程を監視するための方法。
12. A method according to claim 11 for monitoring a joining process when joining work pieces by means of a laser beam.
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