A method includes generating a multimode laser beam having an initial beam parameter product (bpp) and directing the multimode laser beam to an input end of a fiber so as to produce an output beam at an output of the fiber with a final bpp that is greater than the initial bpp. Another method includes measuring a base bpp associated with a multimode laser beam generated from a laser source and emitted from an output fiber output end, determining a bpp increase for the multimode laser beam, and selecting a bpp increasing optical fiber having an input end and an output end so that the multimode laser beam with the base bpp coupled to the input end has an output bpp at the output end of the bpp increasing optical fiber corresponding to the determined bpp increase.

Fiber with depressed central index for increased beam parameter product

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Uberwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls (30),wobei ein Bearbeitungsstrahl (18) uber eine Bearbeitungsstrahloptik (16) auf ein Werkstuck (W) projizierbar und/oder fokussierbar ist,wobei die Vorrichtung (10) einen optischen Koharenztomographen (14) umfasst mit:- einer Lichtquelle (34) zum Erzeugen des Messstrahls (30),- einer Analyseeinrichtung (64) zum Analysieren eines vom Werkstuck (W) reflektierten Teils des Messstrahls (30),- einer Messstrahloptik (32),- einem optischen Messarm, in dem der Messstrahl (30) von der Lichtquelle (34) ausgehend uber die Messstrahloptik (32) sowie die Bearbeitungsstrahloptik (16) auf das Werkstuck (W) projiziert und/oder fokussiert, von diesem zumindest teilweise reflektiert und zur Auswertung zu der Analyseeinrichtung (64) gefuhrt wird, und- einem optischen Referenzarm, der zu Uberwachung des Bearbeitungsstrahls (18) mittels des optischen Messstrahls (30) den Messarm zumindest in seiner optischen Weglange nachbildet und von einem Referenzstrahl durchlaufen wird, wobei der Referenzarm zumindest teilweise mit einer optischen Referenzarmfaser (42) und der Messarm zumindest teilweise mit einer optischen Messarmfaser (40) ausgebildet sind, in denen jeweils uber eine Wegstrecke der Referenzstrahl bzw. der Messstrahl optisch gefuhrt sind, undwobei dem Referenzarm oder/und dem Messarm eine einstellbare Langenausgleichsvorrichtung (52) zugeordnet ist, um die optisch wirksame Lange des Referenzarms oder/und des Messarms zu verandern. Bei dieser Vorrichtung (10) ist vorgesehen, dass der Messarmfaser (40) oder einem der Messarmfaser (40) nahen Umgebungsbereich oder/und der Referenzarmfaser (42) oder einem der Referenzarmfaser (42) nahen Umgebungsbereich eine Temperaturmesseinrichtung (46, 76) zum Messen der aktuellen Temperatur der Messarmfaser (40) oder/und der Referenzarmfaser (42) zugeordnet ist, wobei nach Masgabe eines Temperaturunterschieds zwischen der Temperatur der Messarmfaser (40) und der Temperatur der Referenzarmfaser (42) die Langenausgleichsvorrichtung (52) des Referenzarms oder/und des Messarms ansteuerbar ist.

Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls unter Anwendung eines Temperaturausgleichs

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, insbesondere fur ein Bearbeitungssystem (12, 12') zum Bearbeiten eines Werkstucks (14, 14') mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls (16, 16'), wobei die Messvorrichtung (10, 10') einen optischen Koharenztomographen (18, 18') aufweist, der umfasst: eine Strahlerzeugungseinheit (20, 20') zur Erzeugung eines Messstrahls (22, 22') und eines Referenzstrahls (24, 24'); einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit (20, 20') erstreckenden Messarm (26, 26'), in dem der Messstrahl (22, 22') optisch fuhrbar ist, sodass dieser auf ein Messobjekt (28, 28') projizierbar ist; und einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit (20, 20') erstreckenden Referenzarm (30, 30'), in dem der Referenzstrahl (24, 24') optisch fuhrbar ist und der den Messarm (26, 26') zumindest in seiner optischen Weglange nachbildet, sodass der Messstrahl (22, 22') und der Referenzstrahl (24, 24') nach Durchlaufen des Messarms (26, 26') bzw. des Referenzarms (30, 30') zur Erzeugung eines Interferenzsignals uberlagert werden konnen. Erfindungsgemas ist vorgesehen, dass der Messarm (26, 26') und der Referenzarm (30, 30') zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen optischen Faser (32, 32') verlaufen.

Messvorrichtung und Verfahren zur Durchführung optischer Kohärenztomographie mit einem Kohärenztomographen

Bei einer Vorrichtung (3) zur Messung des Abstands (A) zwischen einer reflektierenden Werkstuckoberflache (2a) eines Werkstucks (2) und einer reflektierenden Referenzflache (4) bei der Laserbearbeitung des Werkstucks (2) weist ein Interferometer (5) einen Strahlteiler (6), der Interferometerlicht (7) auf einen Messarm (9) als Messstrahl (10) und auf einen Referenzarm (11) als Referenzstrahl (12) aufteilt, und einen Detektor (13) auf, der den an der Werkstuckoberflache (2a) reflektierten Messstrahl (10) und den an der Referenzflache (2b; 4) reflektierten Referenzstrahl (12) detektiert, wobei der Messarm (9) und der Referenzarm (11) innerhalb der Koharenzlange des Interferometerlichts (7) gleich lang sind und wobei erfindungsgemas der Messarm (9) eine Messfaser (14) und der Referenzarm (11) eine Referenzfaser (15) aufweisen und die Messfaser (14) und die Referenzfaser (15) auf ihrer gesamten Lange oder einer Teillange, insbesondere bei unterschiedlich langen Fasern (14, 15) auf der gesamten Lange der kurzeren Faser, parallel nebeneinander verlaufen und in thermischem Kontakt miteinander stehen.

Vorrichtung und Verfahren zur temperaturkompensierten interferometrischen Abstandsmessung beim Laserbearbeiten von Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Einschweistiefe (T) wahrend eines Laser-Schweisprozesses und/oder nach einem Laser-Schweisprozess von Werkstucken (4), umfassend die Schritte: Zweidimensional ortsaufgelostes Detektieren der Intensitat von Strahlung (2b), die wahrend des Schweisprozesses von einem flussigen Schmelzbad und einer sich an das flussige Schmelzbad anschliesenden, erstarrten Schmelze emittiert wird, Bestimmen von geometrischen Grosen (M1, ..., Mn) des Schmelzbades und der erstarrten Schmelze anhand der zweidimensional ortsaufgelost detektierten Strahlungsintensitat, und Bestimmen einer Kenngrose (KT) fur die Einschweistiefe (T) als Funktion von mindestens einer geometrischen Grose (M1) des Schmelzbades (21) und mindestens einer geometrischen Grose der erstarrten Schmelze (23). Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt zur Durchfuhrung des Verfahrens sowie eine Vorrichtung (1) zur Durchfuhrung eines Laserschweisprozesses.

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Einschweißtiefe beim Laserschweißen

The invention relates to a machining device (1) for machining a workpiece (2), in particular by means of welding, the machining device comprising: a machining head (3) for providing a machining beam, in particular a laser beam (4), for machining the workpiece (2); and an optical interferometer, in particular an optical coherence tomography unit (7), comprising: a beam source (8) for generating radiation (9) with a source power (PQ); a beam splitter device (12) for splitting the source power (PQ) of the beam source (8) between a reference path (13), in which a retroreflector (17) is arranged, and a measurement path (14), in which the workpiece (2) is arranged; and a detector (22) for detecting an overall power (PR + PM) of the radiation (9) which is reflected and/or scattered by the workpiece (2) in the measurement path (14) and by the retroreflector (17) in the reference path (13) to the detector (22); an adjustment device (27, 27a) for changing the power component (PR) of the radiation (9) reflected and/or scattered by the retroreflector (17) to the detector (22) in the total power (PR + PM); and a control device (26) for actuating the adjustment device (27, 27a) for controlling the ratio (PM/ PR) between the power component (PM) of the radiation (9) reflected and/or scattered by the workpiece (2) to the detector (22) and the power component (PR) of the radiation (9) reflected and/or scattered by the retroreflector (17) to the detector (22) to a target ratio (PMS / PRS). The invention also relates to an associated method for machining a workpiece (2), in particular by welding.

Machining device and method for machining a workpiece, in particular by means of welding

Die Erfindung betrifft Bearbeitungsvorrichtung (1) zur insbesondere schweisenden Bearbeitung eines Werkstucks (2), umfassend: einen Bearbeitungskopf (3) zur Bereitstellung eines Bearbeitungsstrahls, insbesondere eines Laserstrahls (4), fur die Bearbeitung des Werkstucks (2), ein optisches Interferometer, insbesondere einen optischen Koharenztomographen (7), umfassend: eine Strahlquelle (8) zur Erzeugung von Strahlung (9) mit einer Quellenleistung (P), eine Strahlteilereinrichtung (12) zur Aufteilung der Quellenleistung (P) der Strahlquelle (8) auf einen Referenzpfad (13), in dem ein Retroreflektor (17) angeordnet ist, und auf einen Messpfad (14), in dem das Werkstuck (2) angeordnet ist, sowie einen Detektor (22) zur Detektion einer Gesamtleistung (P+ P) der Strahlung (9), die von dem Werkstuck (2) in dem Messpfad (14) und von dem Retroreflektor (17) in dem Referenzpfad (13) zum Detektor (22) reflektiert und/oder gestreut wird, eine Stelleinrichtung (27, 27a) zur Veranderung eines Leistungsanteils (P) der von dem Retroreflektor (17) zum Detektor (22) reflektierten und/oder gestreuten Strahlung (9) an der Gesamtleistung (P+ P), sowie eine Regeleinrichtung (26) zur Ansteuerung der Stelleinrichtung (27, 27a) fur die Regelung eines Verhaltnisses (P/ P) zwischen einem Leistungsanteil (P) der vom Werkstuck (2) zum Detektor (22) reflektierten und/oder gestreuten Strahlung (9) und dem Leistungsanteil (P) der vom Retroreflektor (17) zum Detektor (22) reflektierten und/oder gestreuten Strahlung (9) auf ein Soll-Verhaltnis (P/ P). Die Erfindung betrifft auch ein zugehoriges Verfahren zum insbesondere schweisenden Bearbeiten eines Werkstucks (2).

Bearbeitungsvorrichtung und Verfahren zur insbesondere schweißenden Bearbeitung eines Werkstücks

In an apparatus (3) for measuring the distance (A) between a reflective surface (2a) of a workpiece (2) and a reflective reference surface (2b) when laser-machining the workpiece (2), an interferometer (5) has a beam splitter (6) that splits interferometer light (7) onto a measurement arm (9) as a measurement beam (10) and onto a reference arm (11) as a reference beam (12), and a detector (13) that detects the measurement beam (10) reflected off the workpiece surface (2a) as well as the reference beam (12) reflected off the reference surface (2b), the measurement arm (9) and the reference arm (11) having the same length within the coherent length of the interferometer light (7). According to the invention, the measurement arm (9) includes a measurement fiber (14), and the reference arm (11) includes a reference fiber (15); the measurement fiber (14) and the reference fiber (15) run parallel to one another along the entire length thereof or along a partial length, especially along the entire length of the shorter fiber when the fibers (14, 15) have different lengths, and are in thermal contact with one another; the measurement arm (9) has a first surface region (2a) of the workpiece (2) as the reflective workpiece surface, and the reference arm (11) has a second surface region (2b) of the workpiece (2) as the reflective reference surface; and a deflection lens (15), which jointly or separately moves the measurement beam (10) and/or the reference beam (15) across the measurement surface (2a) and/or the reference surface (2b), is located between the workpiece (2) and the end of the measurement fiber (14) and/or of the reference fiber (15) facing the workpiece.

Apparatus and method for the temperature-compensated interferometric measurement of a distance when laser-machining workpieces

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