DE10106281A1 - Vorrichtung zur gleichzeitigen Kollimation von Fast-axis und Slow-axis der Strahlung aus Halbleiterlasern - Google Patents

Vorrichtung zur gleichzeitigen Kollimation von Fast-axis und Slow-axis der Strahlung aus Halbleiterlasern

Info

Publication number
DE10106281A1
DE10106281A1 DE2001106281 DE10106281A DE10106281A1 DE 10106281 A1 DE10106281 A1 DE 10106281A1 DE 2001106281 DE2001106281 DE 2001106281 DE 10106281 A DE10106281 A DE 10106281A DE 10106281 A1 DE10106281 A1 DE 10106281A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
axis
radiation
fast
slow
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001106281
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Erhard
Bernd Ozygus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2001106281 priority Critical patent/DE10106281A1/de
Publication of DE10106281A1 publication Critical patent/DE10106281A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G02B19/0057—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode in the form of a laser diode array, e.g. laser diode bar
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G02B27/0961—Lens arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Die Strahlung aus Halbleiterlasern hat aufgrund der Struktur der Emitter stark unterschiedliche Divergenzwinkel für die verschiedenen Raumrichtungen. Man unterscheidet zwischen der Richtung mit stark divergenter Strahlung, der fast-axis, und der Richtung mit weniger divergenter Strahlung, der slow-axis. Für die technische Anwendung der Strahlung aus Halbleiterlasern ist es in der Regel nötig, die Strahlung vorher zu kollimieren. Die hier vorgeschlagene Vorrichtung zeichnet sich gegenüber den bisherigen eingesetzten Methoden dadurch aus, dass beide Strahlachsen mit nur einem Bauteil gleichzeitig kollimiert werden und sich dies sowohl bei den Herstellungskosten, bei der Montage als auch bei der Stabilität des Gesamtsystems positiv bemerkbar macht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Strahlformung von Halbleiterlasern, im folgenden auch Laserdioden genannt.
Die Strahlung aus Halbleiterlasern hat aufgrund der Struktur der Emitter stark unterschiedliche Divergenzwinkel für die verschiedenen Raumrichtungen. Man unterscheidet zwischen der Richtung mit schnell divergierender Strahlung, der schnellen Achse oder fast-axis (mit Divergenzwinkel bis über 40°), und der Richtung mit langsam divergierender Strahlung, der langsamen Achse oder slow-axis (mit Divergenzwinkel um ca. 6°).
Für die technische Anwendung der Strahlung aus Laserdioden, Laserdiodenbarren oder Laserdiodenstacks (Übereinandergeschichtete Laserdiodenbarren) ist es in der Regel nötig, die Strahlung vorher zu kollimieren. Mögliche Anwendungen sind z. B. der Direkteinsatz der Laserdiodenstrahlung zur Materialbearbeitung oder das optische Pumpen von Festkörperlasern.
Nach dem Stand der Technik wird zuerst die schnelle Achse der Laserdiodenstrahlung kollimiert, wobei als Kollimatoren beispielsweise Zylinderlinsen oder Gradientenindexlinsen (Fig. 1, HPDL: High Power Diode Laser, FAC lens: Fast-Axis-Collimation lens, Quelle: Grintech GmbH) eingesetzt werden.
In einer zweiten Stufe wird die Strahlung der langsamen Achse kollimiert. Nach dem Stand der Technik kommen hierbei beispielsweise Zylinderlinsen (Fig. 2, Quelle: LIMO) oder Teleskope (Fig. 3, Quelle: LIMO) zum Einsatz. Bei der slow-axis Kollimation von aneinandergereihten Halbleiterlasern, den sogenannten Arrays von Emittern, wird die Kollimation der langsamen Achse für jeden einzelnen Emitter beispielsweise durch eine zugeordnete Zylinderlinse realisiert. Für den gesamten Emitterbereich wird beispielsweise ein Zylinderlinsenarray eingesetzt (Fig. 2). Der Grad der Verminderung der slow-axis Divergenz hängt im Wesentlichen von der Emitterstruktur (Emitterabstand und Emitterbreite bei vorgegebener Emitteranzahl) und dem verwendeten Verfahren ab. Zum Beispiel kann bei 150 µm Emitterbreite und 500 µm Emitterabstand (auch Pitch genannt) durch Einsatz von Teleskopen die slow-axis Divergenz um mehr als einen Faktor drei vermindert werden, bei Zylinderlinsenarrays um circa einen Faktor zwei. Nachteilig bei dieser Art von fast- und slow-axis Kollimation ist jedoch, dass mindestens zwei Module eingesetzt werden, die jeweils justiert und fixiert werden müssen.
Die hier vorgeschlagene Vorrichtung zeichnet sich gegenüber den bisherigen eingesetzten Methoden dadurch aus, das beide Strahlachsen gleichzeitig kollimiert werden können und sich dies sowohl bei den Herstellungskosten, in der Handhabung bei der Montage als auch bei der Stabilität des Gesamtsystems positiv bemerkbar macht.
Die Vorrichtung basiert auf einer örtlich strukturierten Optik, die als ein Bauteil gleichzeitig die Divergenzen der fast- und slow-axis verringert und das Strahlungsfeld somit in beiden Achsen gleichzeitig kollimiert.
Eine mögliche Ausführung ist die Strukturierung einer oder beider durchstrahlten Flächen einer Gradientenindexzylinderlinse zur fast-axis Kollimation, so dass gleichzeitig eine Kollimation der slow-axis stattfindet.
Eine weitere Möglichkeit ist die gezielte Ausbildung von Indexgradienten in dem Bauteil, so dass sowohl für die fast-axis als auch für die slow-axis eine Kollimation bewirkt wird.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Kollimation von Halbleiterlaserstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollimation der fast-axis- und slow-axis-Strahlung gleichzeitig durch ein Bauteil erzielt wird, wobei die Kollimation der fast-axis durch eine Gradientenindexlinse erreicht wird.
2. Vorrichtung zur Kollimation von Halbleiterlaserstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterlaser ein Laserdiodenbarren ist und die Kollimation der fast-axis- und slow-axis-Strahlung gleichzeitig durch ein Bauteil erzielt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterlaser als Stack aufgebaut ist.
DE2001106281 2001-02-05 2001-02-05 Vorrichtung zur gleichzeitigen Kollimation von Fast-axis und Slow-axis der Strahlung aus Halbleiterlasern Withdrawn DE10106281A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001106281 DE10106281A1 (de) 2001-02-05 2001-02-05 Vorrichtung zur gleichzeitigen Kollimation von Fast-axis und Slow-axis der Strahlung aus Halbleiterlasern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001106281 DE10106281A1 (de) 2001-02-05 2001-02-05 Vorrichtung zur gleichzeitigen Kollimation von Fast-axis und Slow-axis der Strahlung aus Halbleiterlasern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10106281A1 true DE10106281A1 (de) 2002-08-08

Family

ID=7673648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001106281 Withdrawn DE10106281A1 (de) 2001-02-05 2001-02-05 Vorrichtung zur gleichzeitigen Kollimation von Fast-axis und Slow-axis der Strahlung aus Halbleiterlasern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10106281A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021023544A1 (de) * 2019-08-07 2021-02-11 Forschungsverbund Berlin E.V. Optischer pulsgenerator und verfahren zum betrieb eines optischen pulsgenerators hoher leistung und kurzen pulsen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021023544A1 (de) * 2019-08-07 2021-02-11 Forschungsverbund Berlin E.V. Optischer pulsgenerator und verfahren zum betrieb eines optischen pulsgenerators hoher leistung und kurzen pulsen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0984312B1 (de) Laserdiodenanordnung
DE19939750C2 (de) Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Laserdiodenanordnung mit einer solchen optischen Anordnung
EP0803075B1 (de) Optische anordnung zur verwendung bei einer laserdiodenanordnung
DE69736133T2 (de) Direktes hochleistungslaserdiodensystem mit hoher effizienz und zugehörende verfahren
DE10015245C2 (de) Optische Anordnung zur Symmetrierung der Strahlung von zweidimensionalen Arrays von Laserdioden
DE19537265C1 (de) Anordnung zur Zusammenführung und Formung der Strahlung mehrerer Laserdiodenzeilen
DE19645150C2 (de) Optische Anordnung zur Symmetrierung der Strahlung von Laserdioden
EP1222488A1 (de) Vorrichtung zur symmetrierung der strahlung von linearen optischen emittern
DE112012000019B4 (de) Glasfaserübertragung verwendendes Laseroptiksystem
DE19500513C1 (de) Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung
EP2219064A1 (de) Laseroptik sowie Diodenlaser
WO2005085934A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung eines linearen fokusbereichs einer laserlichtquelle
WO2005085935A1 (de) Vorrichtung zur homogenisierung von licht sowie anordnung zur beleuchtung oder fokussierung mit einer derartigen vorrichtung
EP1381906B1 (de) Anordnung für die korrektur von von einer laserlichtquelle ausgehender laserstrahlung sowie verfahren zur herstellung der anordnung
EP2614399A1 (de) Laservorrichtung zur erzeugung einer linienförmigen intensitätsverteilung in einer arbeitsebene
DE10106281A1 (de) Vorrichtung zur gleichzeitigen Kollimation von Fast-axis und Slow-axis der Strahlung aus Halbleiterlasern
DE19918444C2 (de) Laseroptik sowie Diodenlaser
EP1381907A2 (de) Anordnung zur kollimierung des von einer laserlichtquelle ausgehenden lichts sowie strahltransformationsvorrichtung für eine derartige anordnung
DE10012480C2 (de) Laseroptik sowie Diodenlaser
DE102021126377B4 (de) Diodenlaseroptik und zugehöriges Diodenlasersystem
DE19841285C1 (de) Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Diodenlaser
DE10007123A1 (de) Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Laserdiodenanordnung mit einer solchen Anordnung
DE102020118421B4 (de) Laservorrichtung
DE10014940A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Homogenisation von divergenter Strahlung
WO2008128678A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur einkopplung von licht in eine faser

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee
8170 Reinstatement of the former position
8139 Disposal/non-payment of the annual fee