DE10128470A1 - Anordnung und Vorrichtung zur optischen Strahltransformation - Google Patents

Anordnung und Vorrichtung zur optischen Strahltransformation

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Abstract

Vorrichtung zur optischen Strahltransformation mit mindestens einer Eintrittsfläche (13) und mindestens einer Austrittsfläche (14), durch die ein zu transformierender Lichtstrahl (9) hindurchtreten kann, wobei die Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation aus einem doppelbrechenden Material besteht, dessen mindestens eine optische Achse derart gegenüber der Eintrittsfläche (13) und der Austrittsfläche (14) der Vorrichtung (3) orientiert ist, dass ein durch die Vorrichtung (3) hindurchtretender Lichtstrahl (9) im Innern der Vorrichtung (3) eine Reflektion erfährt, so dass der Querschnitt (10) des in die Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation eintretenden Lichtstrahls in einem Querschnitt (10') überführt wird, der gegenüber dem Querschnitt (10) des eintretenden Lichtstrahls (9) an einer zu der Ausbreitungsrichtung (z) des auf die Vorrichtung (3) auftreffenden Lichtstrahls (9) parallelen Ebene (S) gespiegelt erscheint. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einer Vorrichtung (3) zur Strahltransformation, vermittels der ein von einem Laserdiodenbarren ausgehender Lichtstrahl (9) auf eine Lichtleitfaser abgebildet werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur optischen Strahltransformation, die zur Abbildung einer Lichtquelle oder mehrerer Lichtquellen auf die Stirnseite einer Lichtleitfaser dienen kann, umfassend mindestens eine Lichtquelle, die mindestens einen Lichtstrahl aussenden kann, sowie weiterhin umfassend eine Fast-Axis-Kollimationslinse und mindestens eine Vorrichtung zur optischen Strahltransformation, wobei der durch die Fast-Axis- Kollimationslinse hindurchgetretene mindestens eine Lichtstrahl auf die mindestens eine Vorrichtung zur optischen Strahltransformation auftreffen kann und wobei der mindestens eine Lichtstrahl durch diese zumindest teilweise hindurchtreten kann. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur optischen Strahltransformation zur Verwendung in einer Anordnung der vorgenannten Art.
Eine Vorrichtung und eine Anordnung der vorgenannten Art sind beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 20 293 A1 bekannt. Bei der darin beschriebenen Anordnung soll das von einem Laserdiodenbarren ausgehende Licht vermittels diverser Fast-Axis und Slow-Axis-Kollimationslinsen auf eine Lichtleitfaser oder dergleichen abgebildet werden. In dieser Anordnung ist eine Vorrichtung zur optischen Strahltransformation eingebaut, die den Strahlquerschnitt um 90° dreht, so dass die Divergenz der Fast-Axis mit der Divergenz der Slow-Axis vertauscht werden. Durch diese Vertauschung kann insbesondere nach dem Hindurchtritt durch die Vorrichtung zur optischen Strahltransformation das von den einzelnen nebeneinander angeordneten Emissionsquellen des Laserdiodenbarrens ausgehende Licht einfacher kollimiert werden.
Bei der vorgenannten Vorrichtung aus dem Stand der Technik wird ein Array von Strahldrehelementen als im wesentlichen quaderförmiger transparenter Block ausgebildet, wobei auf einander gegenüberliegenden Eintritts- und Austrittsflächen jeweils Zylinderlinsensegmente ausgebildet sind, deren Zylinderachsen einen Winkel von etwa 45° mit der Richtung bilden, in der die einzelnen Emissionsabschnitte des Laserdiodenbarrens nebeneinander liegen. Durch diese unter einem Winkel von 45° angeordneten Zylinderlinsenabschnitte auf der Eintritts- und der Austrittsfläche kann die vorgenannte Drehung des Strahlquerschnitts erreicht werden. Als nachteilig hierbei erweist sich, dass derartige Zylinderlinsenabschnitte einen beträchtlichen Fertigungsaufwand erfordern.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Anordnung und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die einfacher aufgebaut und kostengünstiger herstellbar sind.
Dies wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 erreicht.
Es ist dabei vorgesehen, dass die Vorrichtung zur optischen Strahltransformation aus einem doppelbrechenden Material besteht, dessen mindestens eine optische Achse derart gegenüber der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche der Vorrichtung orientiert ist, dass der durch die Vorrichtung hindurchtretende mindestens eine Lichtstrahl im Innern der Vorrichtung eine Reflektion erfährt, so dass der Querschnitt des in die Vorrichtung zur optischen Strahltransformation eintretenden mindestens einen Lichtstrahls in einen Querschnitt überführt wird, der gegenüber dem Querschnitt des eintretenden Lichtstrahls an einer zu der Ausbreitungsrichtung des auf die Vorrichtung auftreffenden mindestens einen Lichtstrahls parallelen Ebene gespiegelt erscheint. Eine derartige Vorrichtung kann bewirken, dass das von einer beispielsweise als Laserdiodenbarren ausgebildete Licht bei dem Durchgang durch die Vorrichtung derart transformiert wird, dass die Divergenz der Fast-Axis und der Slow-Axis des durch die Vorrichtung hindurchtretenden Lichtstrahls getauscht wird. Eine derartige Vorrichtung lässt sich wesentlich einfacher herstellen, weil diese Vertauschung der Divergenzen der Fast-Axis und der Slow-Axis lediglich durch eine innere Reflektion in der Vorrichtung erzielt werden, wobei hier die Eintrittsflächen nicht bearbeitet werden müssen.
Insbesondere kann als doppelbrechendes Material für die Vorrichtung ein optisch einachsiges Material, insbesondere Kalzit, TiO2 oder YVO4 verwendet werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, jedes beliebige andere optisch einachsige oder auch optisch zweiachsige Material zu verwenden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Strahldrehelementen aufweist, durch die jeweils ein Lichtstrahl hindurchtreten und entsprechend hinsichtlich des Querschnitts transformiert werden kann. Eine derartige Anordnung von Strahldrehelementen nebeneinander ist insbesondere für die nebeneinander angeordneten Emissionsabschnitte eines Laserdiodenbarrens geeignet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche einander gegenüberliegend und vorzugsweise etwa parallel zueinander angeordnet. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche als unstrukturierte und glatte Fläche ausgebildet sind, so dass der Fertigungsaufwand für die Vorrichtung minimiert wird. Aufgrund der Tatsache, dass ein doppelbrechendes Material verwendet wird und die mindestens eine optische Achse dieses Material derart in der Vorrichtung orientiert wird, dass ein im wesentlichen senkrecht auf die Eintrittsfläche auftreffender Lichtstrahl bei dem Hindurchtritt durch diese Eintrittsfläche unter einem Winkel von etwa 15° bis 60°, insbesondere unter einem Winkel von 25° bis 45° gegenüber seiner Eintrittsrichtung abgelenkt wird, muss die Fläche nicht weiter strukturiert werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Insbesondere muss zur Ausnutzung dieser Ablenkung des eintretenden Lichtstrahls die Orientierung der optischen Achse an die Polarisation des Lichtstrahls, die bei Laserdiodenbarren in der Regel beinahe 100% ist, angepasst werden. Erfindungsgemäß kann durchaus auch vorgesehen sein, dass ein Polarisationsdrehelement vorgesehen ist, um die entsprechende Polarisationsrichtung für den eintretenden Lichtstrahl zu erreichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die inneren Reflektionsflächen im wesentlichen in Richtung der Normalen auf der Eintrittsfläche, wobei die Reflektionsflächen unter einem Winkel gegenüber der Richtung geneigt sind, in der die einzelnen Strahldrehelemente nebeneinander angeordnet sind. Dieser Winkel kann etwa 30° bis 60°, vorzugsweise etwa 45° betragen. Durch einen derartigen Winkel kann erreicht werden, dass bei beispielsweise senkrechten Einfall des Lichtstrahls auf die Eintrittsfläche ein durch die Vorrichtung hindurchtretender Lichtstrahl an der mindestens einen Reflektionsfläche im wesentlichen total reflektiert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung schließen die inneren Reflektionsflächen mit der Richtung der Normalen auf der Eintrittsfläche einen kleinen Winkel von etwa 3° ein. Mit einer derartigen kleinen Abweichung der Ausrichtung der Reflektionsfläche von der Normalen auf der Eintritts- beziehungsweise der Austrittsfläche können Korrekturen der Ausrichtung der optischen Achse hinsichtlich der Richtungen, unter der der Strahl bei dem Durchtritt durch die Eintrittsfläche abgelenkt wird, vorgenommen werden. Insbesondere kann durch eine entsprechende Wahl des Winkels gewährleistet werden, dass der Auftreffpunkt der Lichtstrahlen auf der Eintrittsfläche mit dem Austrittspunkt des Lichtstrahls auf der Austrittsfläche in der ursprünglichen Eintrittsrichtung des Lichtstrahls und mithin in senkrechter Richtung auf Austritts- und Eintrittsfläche im wesentlichen fluchtet. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Strahl bei dem Hindurchtritt durch die Vorrichtung zur optischen Strahltransformation nicht abgelenkt wird, so dass in der Anordnung keine zusätzlichen Korrekturen für diese Ablenkungen vorgesehen werden müssen.
Vorteilhafterweise kann die mindestens eine innere Reflektionsfläche dadurch gebildet sein, dass von einer zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche angeordneten Seite der Vorrichtung mindestens ein Einschnitt in den Körper der Vorrichtung vorgesehen ist, wobei eine der Flächen dieses Einschnitts als Reflektionsfläche dient. Eine derartige Fertigung der Reflektionsfläche durch Herstellen eines beispielsweise leicht keilförmigen Einschnitts erweist sich fertigungstechnisch als ausgesprochen unkompliziert und damit kostengünstig.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen
Fig. 1a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung zur optischen Strahltransformation;
Fig. 1b eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 1a;
Fig. 2a eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur optischen Strahltransformation;
Fig. 2b eine Ansicht gemäß dem Pfeil IIb in Fig. 2a;
Fig. 2c eine Schnittansicht gemäß IIc-IIc in Fig. 2a;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Strahltransformation mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2.
Die in Fig. 1 abgebildete Anordnung zur optischen Strahltransformation umfasst eine als Laserdiodenbarren ausgeführte Lichtquelle 1, die eine im wesentlichen linienförmige Lichtquelle darstellt. Anstelle einer linienförmigen Lichtquelle kann auch eine punktförmige Lichtquelle oder eine aus Gruppen von Punktquellen bestehende Lichtquelle oder eine flächenförmige Lichtquelle mit beliebiger Winkelverteilung Verwendung finden. In Fig. 1a und Fig. 1b sind zur besseren Orientierung Koordinatenachsen x, y, z eingezeichnet. Die Lichtquelle 1 erstreckt sich beispielhaft im wesentlichen in x-Richtung, in der sie beispielsweise eine Ausdehnung von 10 mm aufweist. Demgegenüber ist die Ausdehnung der Lichtquelle 1 in y- Richtung etwa ein Mikrometer. Das von der Lichtquelle 1 ausgesendete Licht weist in Richtung der y-Achse eine wesentlich größere Divergenz auf als in Richtung der x-Achse. Die Divergenz in y-Richtung beträgt etwa 0,5 rad, wohingegen die Divergenz in x-Richtung etwa 0,1 rad beträgt. Weiterhin weist die als Laserdiodenbarren ausgeführte Lichtquelle 1 in x-Richtung mehrere emittierende Abschnitte, beispielsweise 20-25 Abschnitte in ihrer Längsrichtung auf.
Der von der Lichtquelle 1 ausgehende mindestens eine Lichtstrahl 9 wird in einer als Fast-Axis-Kollimationslinse 2 dienenden Zylinderlinse, die sich im wesentlichen in x- Richtung erstreckt, derart beugungsbegrenzt kollimiert, dass die Divergenz in y-Richtung beispielsweise nur noch 0,005 rad beträgt, so dass das Licht hinter der Zylinderlinse im wesentlichen parallel bezüglich der y-Achse verläuft.
In der im nachfolgenden noch näher zu beschreibenden Vorrichtung 3 zur optischen Strahltransformation wird der Querschnitt 10 des einfallenden Lichtstrahls 9 an einer zu seiner Ausbreitungsrichtung im wesentlichen parallelen Fläche reflektiert, so dass nach dem Austritt aus der Vorrichtung 3 die Divergenz in y-Richtung etwa 0,1 rad und die Divergenz in x-Richtung etwa 0,005 rad beträgt. Ein derartiger in x- Richtung nur unwesentlich divergenter und in y-Richtung moderat divergenter Lichtstrahl kann durch die beispielsweise als Zylinderlinsen ausgeführten Fokussierungselemente 4, 5, 6 problemlos auf das Ende einer Lichtleitfaser 7 fokussiert und in diese eingekoppelt werden.
Aus Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 zur optischen Strahltransformation ersichtlich. Bei der Vorrichtung 3 handelt es sich um einen im wesentlichen quaderförmigen Block aus einem doppelbrechenden Material, wie beispielsweise Kalzit, TiO2 oder YVO4. Dieser Block aus doppelbrechendem Material ist in x-Richtung in nebeneinander angeordnete gleich aufgebaute Strahldrehelemente 8 unterteilt. Jedes dieser Strahldrehelemente 8 weist eine Eintrittsfläche 13 und eine Austrittsfläche 14 auf, die einander in z-Richtung im wesentlichen gegenüber liegen und die sich jeweils in einer xz-Ebene erstrecken.
Jeweils auf der rechten Seite eines jeden der Strahldrehelemente 8 ist eine geneigte Reflektionsfläche 11 vorgesehen, die sich von der Oberseite des doppelbrechenden Blocks unter einem Winkel a von beispielsweise 45° zur x- Richtung nach unten, etwa bis zur halben Höhe (in y-Richtung) des Blockes bis zu einem aus Fig. 2a ersichtlichen Tiefpunkt 12 erstreckt. Von diesem Tiefpunkt 12 steigt der durch die Reflektionsfläche 11 gebildete Einschnitt in dem Block wieder an zur ursprünglichen Höhe des Blockes, wobei sich an diesen Anstieg das nächste Strahldrehelement 8 anschließt.
Bei der beispielhaft in Fig. 2 abgebildeten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 zur optischen Strahltransformation ist die Reflektionsfläche 11 nicht nur unter einem Winkel α von etwa 45° gegenüber der x-Richtung geneigt, sondern auch unter einem Winkel β von etwa 3° zur z- Richtung geneigt. Diese zusätzliche kleine Neigung der Reflektionsfläche 11 wird im folgenden noch näher erläutert.
Aus Fig. 2 sind beispielhaft die Querschnitte 10 von auf die Eintrittsfläche 13 auftreffenden Lichtstrahlen 9 abgebildet. Die optische Achse des doppelbrechenden Materials, aus dem die Vorrichtung 3 besteht, ist derart ausgerichtet, dass in z-Richtung, und somit senkrecht auf die Eintrittsfläche 13 auftreffende Lichtstrahlen 9 abgelenkt werden, und zwar sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung. Aufgrund der vorgenannten Orientierung der optischen Achse des doppelbrechenden Materials stellen die senkrecht, d. h. in z- Richtung, auf die Eintrittsfläche 13 auftreffenden Lichtstrahlen 9 in dem doppelbrechenden Medium einen außerordentlichen Strahl dar, der entsprechend abgelenkt wird. Wenn die Polarisation der von dem Laserdiodenbarren ausgehenden Lichtstrahlen 9 nicht geeignet ausgerichtet ist, können entsprechende Polarisationsdrehmittel vorgesehen werden.
In dem abgebildeten Ausführungsbeispiel werden die eintretenden Lichtstrahlen 9 sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung (siehe dazu Fig. 2b und Fig. 2c) unter einem Winkel von etwa 25° abgelenkt. Es besteht erfindungsgemäß durchaus die Möglichkeit, dass dieser Winkel größer ist und beispielsweise 45° beträgt oder aber dass dieser Winkel kleiner ist und beispielsweise nur 15° beträgt.
Die durch die Eintrittsfläche 13 hindurchtretenden Lichtstrahlen 9 werden somit in Fig. 2a nach rechts und oben abgelenkt und treffen auf die inneren Reflektionsflächen 11, an denen sie vorzugsweise total reflektiert werden. Die an den Reflektionsflächen 11 reflektierten Lichtstrahlen bewegen sich ausgehend von der Reflektionsfläche 11 in Fig. 2a nach links und unten und verlassen die Vorrichtung 3 durch die Austrittsfläche 14 an Stellen, die in z-Richtung im wesentlichen mit den entsprechenden Stellen der Eintrittsfläche 13 fluchten. Der Querschnitt des durch die Austrittsfläche 14 hindurchtretenden Lichtstrahls ist in Fig. 2a durch die schraffierten Rechtecke verdeutlicht. Insbesondere bewegen sich die Lichtstrahlen 9 nach Austritt aus der Austrittsfläche 14 im wesentlichen in der gleichen, der z-Richtung entsprechenden Richtung, wie vor dem Eintritt in die Eintrittsfläche 13.
Aus Fig. 3 ist die durch den Hindurchtritt durch die Vorrichtung 3 bewirkte Strahltransformation ST ersichtlich. Auf der linken Seite ist der Querschnitt 10 des auf die Vorrichtung 3 auftreffenden Lichtstrahles 9 abgebildet. Auf der rechten Seite der Fig. 3 ist mit 10' der Querschnitt des aus der Vorrichtung 3 austretenden Lichtstrahls 9 dargestellt. Jeweils die Eckpunkte des Querschnittes 10 beziehungsweise 10' sind mit Buchstaben a, b, c, d versehen. Der rechten Seite der Fig. 3 lässt sich entnehmen, dass die Eckpunkte a', b', c', d' derart vertauscht sind, dass eine Spiegelung des Querschnittes 10 durch die Strahltransformation ST an einer Spiegelebene S stattgefunden hat, die sich unter einem Winkel von jeweils 45° zur x- Richtung und zur y-Richtung etwa in z-Richtung erstreckt. In Fig. 2b und Fig. 2c sind zur Vereinfachung die hindurchtretenden Eckstrahlen teilweise mit den Buchstaben a, b, c, d beziehungsweise a', b', c', d' versehen, wo hierbei jeweils die davorstehende 10 zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen wurde. Die in Fig. 2b und Fig. 2c eingezeichneten Strahlengänge sowie die schematische Übersicht in Fig. 3 verdeutlichen, dass durch die Strahltransformation ST eine Vertauschung der Slow-Axis-Divergenz und der Fast-Axis- Divergenz des durch die Vorrichtung 3 hindurchtretenden Lichtstrahls 9 vorgenommen wird.
Durch die Vertauschung der Ausdehnung in x-Richtung und der Ausdehnung in y-Richtung vermittels der Strahltransformation ST wird verhindert, dass beispielsweise aus einzelnen Abschnitten der Lichtquelle 1 hervorgehende Teilstrahlen aufgrund der vor der Vorrichtung 3 unter Umständen relativ starken Divergenz in x-Richtung einander überlappen, da nach dem Durchgang durch die Vorrichtung 3 nur noch eine beugungsbegrenzte Restdivergenz in x-Richtung vorhanden ist, wohingegen die Divergenz in y-Richtung der ursprünglichen Divergenz in x-Richtung von beispielsweise etwa 0,1 rad entspricht.
Die Neigung der Reflektionsflächen 11 um einen kleinen Winkel β gegenüber der z-Richtung kann dazu verwendet werden, um Korrekturen der Ausrichtung der optischen Achse hinsichtlich der Ablenkung in x- beziehungsweise in y-Richtung vorzunehmen. Weiterhin kann durch entsprechende Wahl des Winkels β gewährleistet werden, dass der Auftreffpunkt des Strahls auf der Eintrittsfläche mit dem Austrittspunkt des Strahls auf der Austrittsfläche in z-Richtung im wesentlichen fluchtet.

Claims (13)

1. Anordnung zur optischen Strahltransformation, die zur Abbildung einer Lichtquelle (1) oder mehrerer Lichtquellen auf die Stirnseite einer Lichtleitfaser (7) dienen kann, umfassend mindestens eine Lichtquelle (1), die mindestens einen Lichtstrahl (9) aussenden kann, sowie weiterhin umfassend eine Fast-Axis- Kollimationslinse (2) und mindestens eine Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation, wobei der durch die Fast-Axis-Kollimationslinse (2) hindurchgetretene mindestens eine Lichtstrahl auf die mindestens eine Vorrichtung zur optischen Strahltransformation auftreffen kann und wobei der mindestens eine Lichtstrahl (9) durch diese zumindest teilweise hindurchtreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation aus einem doppelbrechenden Material besteht, dessen mindestens eine optische Achse derart gegenüber der Eintrittsfläche (13) und der Austrittsfläche (14) der Vorrichtung (3) orientiert ist, dass der durch die Vorrichtung (3) hindurchtretende mindestens eine Lichtstrahl (9) im Innern der Vorrichtung (3) eine Reflektion erfährt, so dass der Querschnitt (10) des in die Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation eintretenden mindestens einen Lichtstrahls in einen Querschnitt (10') überführt wird, der gegenüber dem Querschnitt (10) des eintretenden Lichtstrahls (9) an einer zu der Ausbreitungsrichtung (z) des auf die Vorrichtung (3) auftreffenden mindestens einen Lichtstrahls (9) parallelen Ebene (S) gespiegelt erscheint.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) als Laserdiodenbarren ausgebildet ist und dass durch die mit der Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation bewirkte Strahltransformation (ST) die Divergenz der Fast-Axis und der Slow-Axis des mindestens einen durch die Vorrichtung (3) hindurchtretenden Lichtstrahls getauscht wird.
3. Vorrichtung zur optischen Strahltransformation zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit mindestens einer Eintrittsfläche (13) und mindestens einer Austrittsfläche (14), durch die ein zu transformierender Lichtstrahl (9) hindurchtreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation aus einem doppelbrechenden Material besteht, dessen mindestens eine optische Achse derart gegenüber der Eintrittsfläche (13) und der Austrittsfläche (14) der Vorrichtung (3) orientiert ist, dass ein durch die Vorrichtung (3) hindurchtretender Lichtstrahl (9) im Innern der Vorrichtung (3) eine Reflektion erfährt, so dass der Querschnitt (10) des in die Vorrichtung (3) zur optischen Strahltransformation eintretenden Lichtstrahls in einen Querschnitt (10') überführt wird, der gegenüber dem Querschnitt (10) des eintretenden Lichtstrahls (9) an einer zu der Ausbreitungsrichtung (z) des auf die Vorrichtung (3) auftreffenden Lichtstrahls (9) parallelen Ebene (S) gespiegelt erscheint.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als doppelbrechendes Material für die Vorrichtung (3) ein optisch einachsiges Material, insbesondere Kalzit, TiO2 oder YVO4 verwendet wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche (13) und die Austrittsfläche (14) einander gegenüberliegen und vorzugsweise etwa parallel zueinander angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Strahldrehelementen (8) aufweist, durch die jeweils ein Lichtstrahl (9) hindurchtreten und entsprechend hinsichtlich seines Querschnittes (10, 10') transformiert werden kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Reflektionsflächen (11) sich im wesentlichen in Richtung (z) der Normalen auf die Eintrittsfläche (13) erstrecken, wobei die Reflektionsflächen (11) unter einem Winkel (α) gegenüber der Richtung (x) geneigt sind, in der die einzelnen Strahldrehelemente (8) nebeneinander angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α), unter dem die Reflektionsflächen gegenüber der Anordnungsrichtung der einzelnen Strahldrehelemente (8) geneigt sind, etwa 30° bis 60°, vorzugsweise etwa 45° beträgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Reflektionsflächen (11) mit der Richtung (z) der Normalen auf der Eintrittsfläche (13) einen kleinen Winkel (β) von etwa 3° einschließen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine innere Reflektionsfläche (11) dadurch gebildet ist, dass von einer zwischen der Eintrittsfläche (13) und der Austrittsfläche (14) angeordneten Seite der Vorrichtung (3) mindestens ein Einschnitt in den Körper der Vorrichtung (3) vorgesehen ist, wobei eine der Flächen dieses Einschnitts als Reflektionsfläche (11) dient.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Vorrichtung hindurchtretender Lichtstrahl (9) an der mindestens einen Reflektionsfläche (11) im wesentlichen total reflektiert werden kann.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesentlichen senkrecht auf die Eintrittsfläche (13) auftreffender Lichtstrahl (9) bei dem Hindurchtritt durch diese Eintrittsfläche (13) unter einem Winkel von etwa 15° bis 60°, insbesondere unter einem Winkel von 25° bis 45° gegenüber seiner Eintrittsrichtung (z) abgelenkt wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffpunkt eines Lichtstrahls (9) auf der Eintrittsfläche (13) und der Austrittspunkt des Lichtstrahls (9) auf der Austrittsfläche (14) im wesentlichen in der Richtung (z), in der der Lichtstrahl (9) auf die Eintrittsfläche auftrifft, miteinander fluchten können.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2566292Y (zh) * 2002-09-03 2003-08-13 钱定榕 光束分配装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19623762A1 (de) * 1996-06-14 1997-12-18 Laser & Med Tech Gmbh Vorrichtung zur Transformation astigmatischer Laser-Strahlung in rotationssymmetrische Strahlprofile
DE19832647C1 (de) * 1998-07-13 2000-03-30 Las Laser Analytical Systems G Verfahren zur Erzeugung Gaußscher Intensitätsverteilungen im Strahlprofil einer durch Frequenzverdopplung erzeugten Strahlung
DE10056561A1 (de) * 1999-11-15 2001-06-07 Gerhard Leuchs Einrichtung zum Fokussieren von Licht auf ein einen photoempfindlichen, vorzugsweise schichtförmigen Bereich aufweisendes Objekt

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH682698A5 (de) * 1990-11-01 1993-10-29 Fisba Optik Ag Bystronic Laser Verfahren, bei dem mehrere, in einer oder mehreren Reihen angeordnete Strahlungsquellen abgebildet werden und Vorrichtung hierzu.
US5513201A (en) * 1993-04-30 1996-04-30 Nippon Steel Corporation Optical path rotating device used with linear array laser diode and laser apparatus applied therewith
US6324190B1 (en) * 1996-08-16 2001-11-27 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung, E.V. Device with at least one beam source and an arrangement for geometric reshaping of the radiation field emitted by the beam source
DE10113019A1 (de) * 2001-03-17 2002-09-19 Lissotschenko Vitalij Strahlformungsvorrichtung, Anordnung zur Einkopplung eines Lichtstrahls in eine Lichtleitfaser sowie Strahldreheinheit für eine derartige Strahlformungsvorrichtung oder eine derartige Anordnung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19623762A1 (de) * 1996-06-14 1997-12-18 Laser & Med Tech Gmbh Vorrichtung zur Transformation astigmatischer Laser-Strahlung in rotationssymmetrische Strahlprofile
DE19832647C1 (de) * 1998-07-13 2000-03-30 Las Laser Analytical Systems G Verfahren zur Erzeugung Gaußscher Intensitätsverteilungen im Strahlprofil einer durch Frequenzverdopplung erzeugten Strahlung
DE10056561A1 (de) * 1999-11-15 2001-06-07 Gerhard Leuchs Einrichtung zum Fokussieren von Licht auf ein einen photoempfindlichen, vorzugsweise schichtförmigen Bereich aufweisendes Objekt

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