本发明涉及一种用于均匀化激光束(100)的设备，包括具有第一透镜阵列的第一基板(1)和具有第二透镜阵列的第二基板(2)，第一透镜阵列具有多个柱面透镜器件(3、3')，第二透镜阵列在光束路径中设置在第一基板(1)下游并且具有多个柱面透镜器件(4、4')，为第一透镜阵列的每个柱面透镜器件(3、3')配置第二透镜阵列的正好一个柱面透镜器件(4、4')，并且第一透镜阵列的柱面透镜器件(3、3')的中心距(p1)大于第二透镜阵列的柱面透镜器件(4、4')的中心距(p2)，第一透镜阵列的中心柱面透镜器件(3')的透镜顶点与第二透镜阵列的与之相配的中心柱面透镜器件(4')的透镜顶点对齐，并且第二透镜阵列的其余柱面透镜器件(4)的透镜顶点和第一透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件(3)的透镜顶点从第二透镜阵列的中点起具有向外渐增的顶点偏移。
－第一基板(1)，该第一基板具有第一光学功能边界面以及第二光学功能边界面，激光束(100)能够经过所述第一光学功能边界面射入第一基板(1)中并且能够经过所述第二光学功能边界面射出第一基板(1)，并且这两个光学功能边界面中的至少一个光学功能边界面具有多个凸形柱面透镜器件(3、3')，这些柱面透镜器件沿第一方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线并且通过这种方式构成第一透镜阵列，其中，相邻的柱面透镜器件(3、3')具有相同的中心距(p1)并且这些柱面透镜器件(3、3')构造为使得它们能够将激光束(100)分解成多个分光束(101、101')；
－第二基板(2)，该第二基板沿光束路径设置在第一基板(1)下游，该第二基板具有第一光学功能边界面以及第二光学功能边界面，所述分光束(101)能够经过该第二基板的第一光学功能边界面射入第二基板(2)中并且能够经过该第二基板的第二光学功能边界面射出第二基板(2)，并且这两个光学功能边界面中的至少一个光学功能边界面具有多个凸形柱面透镜器件(4、4')，这些柱面透镜器件沿第一方向并列设置、具有彼此平行定向的柱面轴线并且通过这种方式构成第二透镜阵列，在此这些柱面透镜器件(4、4')能够折射所述分光束(101、101')并且使其转入工作面(6)中，并且相邻的柱面透镜器件(4、4')具有相同的中心距(p2)；
其中，为所述第一透镜阵列的每个柱面透镜器件(3、3')配置所述第二透镜阵列的正好一个柱面透镜器件(4、4')；
其特征在于，所述第一透镜阵列的柱面透镜器件(3、3')的中心距(p1)大于所述第二透镜阵列的柱面透镜器件(4、4')的中心距(p2)，所述第一透镜阵列的中心柱面透镜器件(3')的透镜顶点与所述第二透镜阵列的与之相配的中心柱面透镜器件(4')的透镜顶点对齐，并且所述第二透镜阵列的其余柱面透镜器件(4)的透镜顶点和所述第一透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件(3)的透镜顶点从所述第二透镜阵列的中心起具有向外渐增的顶点偏移，使得在所述工作面(6)中能够至少在第一方向上获得均匀的强度分布，对于所述第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件(3、3'、4、4')的中心距之比p1/p2适用的是1
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备包括柱面透镜器件(5)，该柱面透镜器件的柱面轴线垂直于所述两个透镜阵列的柱面透镜器件(3、3'、4、4')的柱面轴线定向，该柱面透镜器件这样构造并且在光束路径中这样设置在所述第二透镜阵列下游，使得该柱面透镜器件能够将所述分光束(101、101')沿穿过所述两个透镜阵列之后的不均匀的轴线聚焦到所述工作面(6)中。
－第一基板(1)在第二光学功能边界面上具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且构成第三透镜阵列，第一基板(1)的沿第二方向并列设置的柱面透镜器件具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于所述第一透镜阵列的柱面透镜器件(3、3')的柱面轴线定向；并且－第二基板(2)在第二光学功能边界面上具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且构成第四透镜阵列，第二基板(1)的沿第二方向并列设置的柱面透镜器件具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于所述第二透镜阵列的柱面透镜器件(4、4')的柱面轴线定向。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备包括具有第三透镜阵列的第三基板和具有第四透镜阵列的第四基板，在此所述第三透镜阵列具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于所述第一透镜阵列的柱面透镜器件(3、3')的柱面轴线定向，并且所述第四透镜阵列具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于所述第二透镜阵列的柱面透镜器件(4、4')的柱面轴线定向。
5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述第三透镜阵列的柱面透镜器件的中心距(p3)大于所述第四透镜阵列的柱面透镜器件的中心距(p4)。
6.根据权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，所述第一透镜阵列的所有柱面透镜器件(3、3')的焦距f1是相同的；和/或所述第二透镜阵列的所有柱面透镜器件(4、4')的焦距f2是相同的。
7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第三透镜阵列的所有柱面透镜器件的焦距f3是相同的；和/或所述第四透镜阵列的所有柱面透镜器件的焦距f4是相同的。
8.根据权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，该设备包括用于改变所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间的距离的装置(7)。
9.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，该设备包括用于改变所述第三透镜阵列和所述第四透镜阵列之间的距离的装置(7)。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述装置(7)构造用于使所述第二透镜阵列相对于所述第一透镜阵列移动；和/或所述装置(7)构造用于使所述第四透镜阵列相对于所述第三透镜阵列移动。
11.根据权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，所述第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件(3、3'、4、4')的中心距(p1、p2)选择为使得第n个偏离中心的分光束(101)的外边缘射线的高度h2位于所述第二透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件(4)之内，在此h2
12.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，对于所述第三和第四透镜阵列的柱面透镜器件的中心距之比p3/p4适用的是1
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，对于所述第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件(3、3'、4、4')的中心距之比p1/p2适用的是1
14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，对于所述第三和第四透镜阵列的柱面透镜器件的中心距之比p3/p4适用的是1
用于均匀化激光束的设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于均匀化激光束的设备。
背景技术
[0002] 激光束的传播方向是指激光束的中间传播方向，尤其是当激光束不是平面波或至少部分发散时。除非另外明确说明，激光束、光束、分光束或束并非指几何光学器件的理想光束，而是指真实光束、如具有高斯分布或修正的高斯分布或顶帽型(Top-Hat)分布的激光束，其不具有无限小的光束横截面、而是具有扩展的光束横截面。
[0003] 开头所提类型的用于均匀化激光束的设备在现有技术中以各种不同的实施方式公开。所绘制的用于均匀化激光束的设备构造成两级的并且包括第一均匀化级以及第二均匀化级，第二均匀化级沿传播方向设置在第一均匀化级下游。第一均匀化级包括第一基板，第一基板具有光入射面和光出射面，在该光入射面和/或光出射面上构造具有多个柱面透镜器件的第一透镜阵列，在所述柱面透镜器件上待均匀化的激光束可被折射并且分解为多个分光束。第二均匀化级包括第二基板，第二基板具有光入射面和光出射面，在该光入射面和/或光出射面上构造具有多个柱面透镜器件的第二透镜阵列，所述柱面透镜器件可再次折射穿过第二透镜阵列的分光束。激光束在离开第二均匀化级后具有基本上均匀的角度分布。另外，由现有技术已知的用于均匀化激光束的设备包括傅立叶透镜，该傅立叶透镜沿光束传播方向设置在第二透镜阵列下游。第二透镜阵列结合傅立叶透镜能够使分光束在工作面(其尤其可以是傅立叶透镜的输出侧的焦平面)中这样重叠，使得在那里至少可在一个方向上获得均匀(相等)的强度分布。傅立叶透镜因此将激光束的基本上均匀的角度分布转化为在工作面中的均匀的强度分布。
[0004] 第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件可具有不同的焦距。在一个透镜阵列中两个相邻的柱面透镜器件的中心距或顶点距p1、p2(所谓的“间距”(Pitch))对于两个透镜阵列而言是相同的，即p1＝p2。这样选择两个透镜阵列的柱面透镜器件的焦距和各透镜阵列的距离以及傅立叶透镜与第二透镜阵列的距离，使得在与第二透镜阵列隔开确定距离的工作面中可产生固定的线长度或照射区域的尺寸。
[0005] DE 10 2007 026 730 A1公开了一种用于借助总共三个均匀化级形成均匀角度分布的设备，所述均匀化级分别具有至少一个透镜阵列，并且各均匀化级之间的距离能够可变地调节。场透镜(傅立叶透镜)可使均匀角度分布形成在工作面中的均匀线状强度分布。在此通过移动第三均匀化级可调节激光束的角度分布。因此，第三均匀化级的移动可用于改变在工作面中的线长度。透镜阵列的透镜器件的中心距(间距)在所有使用的透镜阵列中是相同的。
[0006] 在由现有技术公开的用于均匀化激光束的设备中已表明不利的是，始终必须设置附加的傅立叶透镜，以便在工作面中获得所希望的均匀的强度分布。
发明内容
[0007] 本发明所基于的任务在于提供一种用于均匀化激光束的设备，其能够在不设置附加傅立叶透镜的情况下在工作面中至少在一个方向上形成均匀的强度分布。
[0008] 根据本发明的、用于均匀化激光束的设备的特征在于，第一透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p1大于第二透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p2，第一透镜阵列的中心柱面透镜器件的透镜顶点与第二透镜阵列的与之相配的中心柱面透镜器件的透镜顶点对齐，并且第一透镜阵列的其余柱面透镜器件的透镜顶点和第二透镜阵列的其余柱面透镜器件的透镜顶点以及第一透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件的透镜顶点从第二透镜阵列的中心起具有向外渐增的顶点偏移，使得在工作面中可至少在第一方向上获得均匀的强度分布。术语“相配”在此情况下表示：由第一透镜阵列的柱面透镜器件形成的每个分光束正好穿过第二透镜阵列的柱面透镜器件之一(更进一步说穿过配置给该分光束并因此配置给第一透镜阵列的形成该分光束的柱面透镜器件的柱面透镜器件)。根据本发明规定，第一透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p1不同于第二透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p2，在此p1>p2。第一透镜阵列和第二透镜阵列的相邻的柱面透镜器件的透镜顶点之间的中心距p1、p2互不相同导致对于两个透镜阵列的中心(中间)柱面透镜器件而言，第一透镜阵列的中心柱面透镜器件的透镜顶点与第二透镜阵列的与之相配的中心柱面透镜器件的透镜顶点对齐。两个透镜阵列的其余(在中心透镜器件两侧的)柱面透镜器件的透镜顶点具有向外渐增的侧向偏移。从第二透镜阵列的中心柱面透镜器件(其光轴与第一透镜阵列的与之相配的中心柱面透镜器件的光轴对齐)起，第二透镜阵列的柱面透镜器件的相应光轴由于该顶点偏移而也相对于第一透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件的光轴具有向外渐增的偏移。因此，分光束利用侧向偏移射到第二透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件的第一光学功能边界面上。根据本发明的用于均匀化激光束的设备的一个重要优点在于，该设备不具有傅立叶透镜。已令人惊奇地表明，借助在此所描述的光学结构在工作面中可至少在一个方向上获得均匀的强度分布，并且无须为此目的设置附加的傅立叶透镜。
[0009] 为了进一步提高工作面中的光束质量，在一种优选实施方式中，该设备包括柱面透镜器件，该柱面透镜器件的柱面轴线垂直于两个透镜阵列的柱面透镜器件的柱面轴线定向，该柱面透镜器件这样构造并且在光束路径中这样设置在第二透镜阵列下游，使得该柱面透镜器件能够将分光束沿穿过两个透镜阵列之后的不均匀的轴线聚焦到工作面中。
[0010] 在本发明的一种特别有利的扩展方案中提出：
[0011] －第一基板在第二光学功能边界面上具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且构成第三透镜阵列，第一基板的沿第二方向并列设置的柱面透镜器件具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第一透镜阵列的柱面透镜器件的柱面轴线定向；并且
[0012] －第二基板在第二光学功能边界面上具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且构成第四透镜阵列，第二基板的沿第二方向并列设置的柱面透镜器件具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第二透镜阵列的柱面透镜器件的柱面轴线定向。
[0013] 作为替代方案可规定，该设备包括具有第三透镜阵列的第三基板和具有第四透镜阵列的第四基板，在此第三透镜阵列具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第一透镜阵列的柱面透镜器件的柱面轴线定向，并且第四透镜阵列具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第二透镜阵列的柱面透镜器件的柱面轴线定向。
[0014] 由此，可在工作面中获得在两个相互垂直的方向上被均匀照亮的、基本上呈直角的强度分布。
[0015] 在一种特别有利的实施方式中可能的是，第三透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p3大于第四透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p4。与第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件类似，在此也可使偏离中心(非中心)的柱面透镜器件的透镜顶点偏移。
[0016] 在一种特别有利的实施方式中提出，第一透镜阵列的所有柱面透镜器件的焦距f1是相同的；和/或第二透镜阵列的所有柱面透镜器件的焦距f2是相同的。
[0017] 在一种有利的实施方式中可规定，在两个透镜阵列的双级构造中第三透镜阵列的所有柱面透镜器件的焦距f3是相同的；和/或第四透镜阵列的所有柱面透镜器件的焦距f4是相同的。
[0018] 在一种特别有利的实施方式中提出，该设备包括用于改变第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的距离的装置；和/或该设备包括用于改变第三透镜阵列和第四透镜阵列之间的距离的装置。
[0019] 优选地，所述装置可构造用于使第二透镜阵列相对于第一(因此优选位置固定地设置在光束路径中的)透镜阵列移动。替代或附加地，所述装置可构造用于使第四透镜阵列相对于第三(因此优选位置固定地设置在光束路径中的)透镜阵列移动。通过改变第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的距离或第三透镜阵列和第四透镜阵列之间的距离可有针对性地改变和调整均匀化的激光束的角度分布。因此例如可通过移动第二透镜阵列而在大范围内无级地调整工作面中被照亮区域的线长度。已令人惊奇地表明，在此有利的是未发生明显的功率损失。
[0020] 在一种特别有利的实施方式中，第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p1、p2选择为使得第n个偏离中心的分光束的外边缘射线的高度h2位于第二透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件之内，在此h2
[0021] 在一种特别优选的实施方式中规定，对于第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件的中心距之比p1/p2适用的是1
[0022] 为了在工作面中获得所希望的均匀的线状强度分布，中心距p1、p2、焦距f1、f2、其距离d以及与工作面的距离d'选择为使得第二透镜阵列的位于更外侧(“离轴”)的柱面透镜器件从不同角度照射工作面中的一个共同区域。在线性移动第二透镜阵列时，射到第二透镜阵列的柱面透镜器件上的分光束的直径改变，并且因此射出的分光束的张角改变。
[0023] 如上所述，第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件的中心距之比p1/p2优选比1大几个百分点(如1.05)。所引起的光束偏移p＝n*(p1-p2)根据正弦定理使第n个偏离中心的分光束中的中心主光束产生角度β，且sinβ＝p/f2。在此f2是第二透镜阵列的柱面透镜器件的焦距。在与第二透镜阵列隔开距离d'处所有分光束的主光束应相交，因此n*p1＝d'*tanβ。
[0024] 独特之处在于，每个分光束的外边缘射线沿光束传播方向在第二透镜阵列下游不远处相交。当第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的距离d改变Δd并且d'>>Δd时，分光束的主光束仍近似相交于相同位置。但在此分光束的张角α变化，因为外边缘射线在另一高度上射到第二透镜阵列的柱面透镜器件上。因此当d'＝100mm并且Δd＝12mm时，照射4和12mm之间的线。
[0025] 每个分光束的张角α通过α＝arcsin(p1/2*fh)得出。在此fh是第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件的所形成的共同焦距，对其适用的是fh＝(f1*f2)/(f1+f2-d)。共同的主平面与固定的第一透镜阵列的距离e通过e＝d-(f2*d)/(f1+f2-d)得出。通过关系式l＝2((tan(α)*(d+d'-e))-p1/2)由张角α得出线长度l。
[0026] 借助上述数学关系式，第一和第二透镜阵列的第一光学功能边界面上的柱面透镜器件的焦距的f1、f2与线长度l相关联。在此假设：第一透镜阵列的柱面透镜器件完全被照亮。这意味着：每个射到第一透镜阵列的柱面透镜器件上的分光束的边缘射线的高度等于一半中心距(间距)p1/2。应尽可能避免过照射第二透镜阵列的柱面透镜器件。在一种特别有利的实施方式中，可这样选择第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p1、p2，使得第n个偏离中心的分光束的外边缘射线的高度h2位于第二透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件之内，在此适用的是h2
附图说明
[0027] 借助下述优选实施例说明并参考附图阐述本发明的其它特征和优点。附图如下：
[0028] 图1为根据本发明的一种优选实施例构造的用于均匀化激光束的设备的侧视图；
[0029] 图2为根据图1的用于均匀化激光束的设备的第一基板和第二基板的细节图；
[0030] 图3为应说明各个光束几何结构的高度简化的示意性原理图。
具体实施方式
[0031] 下面应参考图1和2说明根据本发明的一种优选实施例构造的用于均匀化激光束100的设备。为了简化下述说明，在图1和2中示出笛卡尔坐标系，其定义了y方向和与之垂直的z方向，z方向在当前是激光束100的传播方向。因此，笛卡尔坐标系的同样示出的x方向则向图平面中延伸。
[0032] 该用于均匀化激光束100的设备构造成两级的并且包括第一基底1，第一基底具有第一光学功能边界面(光入射面)和第二光学功能边界面(光出射面)，该第一光学功能边界面具有多个沿y方向并列设置的柱面透镜器件3，这些柱面透镜器件的柱面轴线沿x方向(并且因此向图平面内)彼此平行延伸，该第二光学功能边界面在当前构造成平面的。
[0033] 柱面透镜器件3构成第一透镜阵列。第一透镜阵列的相邻的柱面透镜器件3具有中心距或顶点距(所谓的间距)p1，该中心距或顶点距对于所有成对的相邻柱面透镜器件3是相同的。另外，第一透镜阵列的所有柱面透镜器件3在本实施例中具有相同的焦距f1。
[0034] 该用于均匀化激光束100的设备还包括沿光束传播方向(z方向)设置在第一基板1下游的第二基板2，第二基板具有第一光学功能边界面(光入射面)和第二光学功能边界面(光出射面)，该第一光学功能边界面具有多个沿y方向并列设置的柱面透镜器件4，该第二光学功能边界面构成光出射面并且在当前构造成平面的。第二透镜阵列2的柱面透镜器件4的柱面轴线也沿x方向彼此平行地并且因此向图平面内延伸。
[0035] 柱面透镜器件4构成第二透镜阵列。第二透镜阵列的相邻的柱面透镜器件4具有中心距或顶点距(间距)p2，该中心距或顶点距对于所有成对的相邻柱面透镜器件4是相同的。另外，第二透镜阵列2的所有柱面透镜器件4在本实施例中具有相同的焦距f2。
[0036] 在本实施例中，沿光束传播方向在第二基板2的下游设置一个柱面透镜器件5，该柱面透镜器件的柱面轴线沿y方向并且因此垂直于第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件3、4的柱面轴线延伸。
[0037] 由(至少)一个在此未详细示出的激光源发出并且借助至少一个准直器准直的激光束100首先射到第一基板1上。已准直的激光束100(其例如可具有高斯分布形式的强度分布)在第一光学功能边界面(光入射面)上射入第一透镜阵列中并且被构造在那里的柱面透镜器件3分解为数量与柱面透镜器件3的数量相等的分光束101、101'。为了在当前简单且更清楚地显示，图1仅有意示出图2所示第一透镜阵列的三个柱面透镜器件3、3'(一个中心柱面透镜器件3'以及两个外侧柱面透镜器件3)和第二透镜阵列的三个与之相配的柱面透镜器件4、4'(一个中心柱面透镜器件4'以及两个外侧柱面透镜器件4)，因此沿光束传播方向在第一基板1下游示出三个分光束101、101'。在根据图2的细节图中示出九个分光束101、101'。
[0038] 在接下来的光束路径中，分光束101、101'穿过第一光学功能边界面(光入射面)进入第二基板2中并且在第二基板处被第二透镜阵列的柱面透镜器件4、4'再一次折射，然后它们射出第二基板2的第二光学功能边界面。借助这种结构可在与第二基板2间隔开的工作面6中至少在第一方向(y方向)上获得均匀的线状强度分布。沿光束路径设置在第二基板2下游的柱面透镜器件5能够将分光束101、101'的不均匀的轴线聚焦到工作面6中，该工作面是柱面透镜器件5的焦平面。
[0039] 该用于均匀化激光束100的设备还包括用于改变第一基板1和第二基板2之间或第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的距离的装置7。该装置7在当前与第二基板2耦合并且例如可具有调整圈。通过改变第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的距离可有针对性地改变和调整均匀化的激光束的角度分布。通过移动第二透镜阵列可在大范围内无级地调整工作面6的被照亮区域的线长度。已令人惊奇地表明，在此未发生明显的功率损失。
[0040] 例如尤其是可由图2看出，为第一透镜阵列的每个柱面透镜器件3(并因此为每个由其形成的分光束101、101')配置第二透镜阵列的正好一个柱面透镜器件4、4'。术语“配置”在此情况下表示：每个由第一透镜阵列的柱面透镜器件3、3'形成的分光束101、101'正好穿过第二透镜阵列的柱面透镜器件4、4'之一(更进一步说穿过配置给该分光束101、101'并因此配置给第一透镜阵列的形成该分光束101、101'的柱面透镜器件3、3'的柱面透镜器件4、4')。
[0041] 因此，该用于均匀化激光束100的设备具有设有多个柱面透镜器件3、3'；4、4'的两个透镜阵列。第一透镜阵列的每个柱面透镜器件3、3'因此从准直的激光束100成形出分光束101、101'，这些分光束射到第二透镜阵列的相配的透镜器件4、4'上并且被其再一次折射并转向工作面。
[0042] 例如尤其是由图2可见，第一透镜阵列的柱面透镜器件3、3'的中心距p1不同于第二透镜阵列的柱面透镜器件4、4'的中心距p2，在此p1>p2。第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件3、3'；4、4'的中心距之比p1/p2优选比1大几个百分点(如1.05)。第一透镜阵列和第二透镜阵列的透镜顶点之间的中心距p1、p2互不相同导致两个透镜阵列中仅中心柱面透镜器件3'、4'的透镜顶点彼此对齐。各透镜阵列的其余柱面透镜器件3、4的透镜顶点具有向外渐增的侧向偏移。从在第二透镜阵列中心的中心柱面透镜器件4'(其光轴与第一透镜阵列的与之相配的中心柱面透镜器件3'的光轴对齐)起，第二透镜阵列的柱面透镜器件4的相应光轴由于该顶点偏移而也相对于第一透镜阵列的与之相配的柱面透镜器件3的光轴具有向外渐增的偏移。
[0043] 参考根据图3的原理图，下面详细说明光束几何结构的一些细节。
[0044] 为了在工作面6中获得所希望的均匀线状强度分布，这样选择柱面透镜器件3、3'、4、4'的中心距p1、p2和焦距f1、f2、两个透镜阵列的距离d以及第二透镜阵列与工作面6的距离d'，使得第二透镜阵列的位于更外侧(“离轴”)的柱面透镜器件4从不同角度照射工作面6中的一个共同区域。在移动第二透镜阵列时，射到第二透镜阵列的柱面透镜器件4上的分光束101、101'的直径改变，并且因此射出的分光束101、101'的张角也改变。
[0045] 透镜阵列的柱面透镜器件3、3'、4、4'的中心距之比p1/p2优选比1大几个百分点(如1.05)。所引起的光束偏移p＝n*(p1-p2)根据正弦定理使第n个偏离中心的分光束101中的中心主光束产生角度β。在此sinβ＝p/f2。在此f2是第二透镜阵列的柱面透镜器件4、4'的焦距。在与第二透镜阵列隔开距离d'处，所有分光束101、101'的主光束应相交，因此n*p1＝d'*tanβ。
[0046] 独特之处在于，每个分光束101、101'的外边缘射线沿光束传播方向在第二透镜阵列下游不远处相交。当第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的距离d改变Δd并且d'>>Δd时，分光束101、101'的中心主光束仍近似相交于相同位置。但在此分光束101、101'的张角α变化，因为外边缘射线在另一高度上射到第二透镜阵列的柱面透镜器件4、4'上。因此当d'＝100mm并且Δd＝12mm时能够照射4和12mm之间的线。
[0047] 每个分光束101、101'的张角α通过α＝arcsin(p1/2fh)得出。在此fh是所引起的、第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件3、3'、4、4'的共同焦距，并且fh＝(f1f2)/(f1+f2-d)。共同的主平面8与固定的第一透镜阵列的距离e通过e＝d-(f2d)/(f1+f2-d)得出。通过关系式l＝2((tan(α)(d+d'-e))-p1/2)由张角α得出线长度l。
[0048] 借助上述数学关系式，第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件3、3'、4、4'的焦距的f1、f2与线长度l相关联。在此假设：第一透镜阵列的柱面透镜器件3、3'完全被照亮。这意味着：每个射到第一透镜阵列的柱面透镜器件3、3'上的分光束101、101'的边缘射线的高度等于一半中心距(间距)p1/2。第二透镜阵列的柱面透镜器件4、4'不应被过照射。这意味着：相关分光束101、101'的外边缘射线的高度应处于以上述方式与之相配的柱面透镜器件4、4'之内，在此h2
[0049] 上面描述了该用于均匀化激光束100的设备的一种实施例，在其中基板1、2的两个光学功能边界面中的仅一个光学功能边界面具有多个柱面透镜器件3、3'、4、4'。
[0050] 在本发明的一种有利扩展方案中提出：
[0051] －第一基板1在第二光学功能边界面上具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第一光学功能边界面上的柱面透镜器件3、3'的柱面轴线定向，在此相邻的柱面透镜器件具有中心距p3；
[0052] －第二基板2在第二光学功能边界面上具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第一光学功能边界面上的柱面透镜器件4、4'的柱面轴线定向，在此相邻的柱面透镜器件具有中心距p4。
[0053] 作为替代方案可规定，该设备包括未示出的具有第三透镜阵列的第三基板和未示出的具有第四透镜阵列的第四基板，在此第三透镜阵列具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第一透镜阵列的柱面透镜器件3、3'的柱面轴线定向，并且第四透镜阵列具有多个柱面透镜器件，这些柱面透镜器件沿第二方向并列设置并且具有彼此平行定向的柱面轴线，这些柱面轴线垂直于第二透镜阵列的柱面透镜器件4、4'的柱面轴线定向。
[0054] 在此尤其是第三和第四基板可沿传播方向Z设置在第二基板2下游。
[0055] 由此，可在工作面6中获得在两个相互垂直的方向上被均匀照亮的、基本上呈直角的强度分布。在一种特别有利的实施方式中，第三透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p3大于第四透镜阵列的柱面透镜器件的中心距p4。与第一和第二透镜阵列的柱面透镜器件3、3'、4、4'类似，在此也可使偏离中心的柱面透镜器件的透镜顶点偏移。
