DE102007048606A1 - Diodenlaser mit Strahlformungseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Diodenlaser (34) mit einer Strahlformungseinrichtung vorgeschlagen, bei der in einer Kollimierungs- und Fokussierungslinse (68) mehrere Funktionen zusammengefasst sind. Dadurch werden Bauraumbedarf, Herstellungskosten und Montageaufwand deutlich verringert.

Description

  • Stand der Technik
  • Laserzündungseinrichtungen für Brennkraftmaschinen und Gasturbinen sind bereits bekannt. Sie umfassen eine Pumplichtquelle, eine Lichtleitereinrichtung und eine Lasereinrichtung. Die Lasereinrichtung erzeugt mit Hilfe des von der Pumplichtquelle erzeugten und von der Lichtleitereinrichtung übertragenen Pumplichts einen Laserimpuls, der auf den so genannten Zündpunkt fokussiert ist. Dieser Zündpunkt liegt innerhalb des Brennraums der Brennkraftmaschine.
  • Um das von der Pumplichtquelle emittierte Laserlicht mit möglichst geringen Verlusten in die Lichtleitereinrichtung einkoppeln zu können, ist zwischen der Pumplichtquelle und der Lichtleitereinrichtung eine Strahlformungseinrichtung vorgesehen.
  • Aus der DE 10 2004 006 92 B2 ist ein Diodenlaser mit einer Einrichtung zur Strahlformung bekannt. Bei diesem Diodenlaser werden auf der Einkoppelseite die Enden der Lichtleitfasern so verformt, dass sie mit den benachbarten Lichtleitfasern verschmelzen und einen rechteckigen Querschnitt erhalten. Dadurch soll erreicht werden, dass das von den Emittern des Diodenlasers emittierte Laserlicht bestmöglich in die Lichtleitfasern eingekoppelt wird.
  • Da bei einer für die Zukunft geplanten Serienfertigung von Laserzündeinrichtungen sehr große Stückzahlen produziert werden sollen, ist die kostengünstige Herstellung aller Baugruppen der Laserzündung von großer wirtschaftlicher Bedeutung.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen als Pumplichtquelle geeigneten Diodenlaser mit einer Strahlformungseinrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich Bauteilzahl, Bauraumbedarf, Zuverlässigkeit, Herstellungskosten der einzelnen Bauteile, aber auch der Montagekosten deutliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Diodenlaser mit mindestens einem Emitterarray und mit einer Strahlformungseinrichtung für das aus dem Emitterarray austretende Pumplicht, wobei die Strahlformungseinrichtung eine Fast-Axis-Kollimations-(FAC)-Linse, eine Slow-Axis-Kollimations-(SAC)-Linse und eine bevorzugt asphärische Fokussier-Linse umfasst, dadurch gelöst, dass die Funktionen der SAC-Linse und der Fokussier-Linse in einer Kollimations- und Fokussier-Linse zusammengefasst sind. Dabei ist es möglich, eine oder beide Funktionen auf der dem Emitterarray zugewandten Oberfläche oder auf der dem Emitterarray abgewandten Oberfläche zu realisieren. Alternativ ist es auch möglich, eine oder mehrere dieser Funktionen, beispielsweise die der FAC-Linse, mittels einer Gradienten-Index-Linse zu realisieren. Informationen zu diesen Linsen finden sich zum Beispiel im Internet unter www.grintech.de auf die hiermit Bezug genommen wird.
  • Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Kollimations- und Fokussierlinse liegen auf der Hand:
    Zunächst wird die Zahl der Bauteile reduziert, was sich positiv auf die Herstellungskosten und den Bauraumbedarf auswirkt. Außerdem ist es nicht mehr erforderlich, die im Stand der Technik als getrennte Linsen ausgeführten SAC-Kollimationslinse und die asphärische Fokussierlinse jeweils relativ zu der Pumplichtquelle genau zu positionieren. Durch die Integration beider Funktionen in eine Linse ist nur noch ein Justiervorgang erforderlich
  • Schließlich ist durch die geringe Zahl an optischen Bauteilen und dem Wegfall der Notwendigkeit, die beiden Linsen relativ zueinander zu positionieren, auch der Montageaufwand deutlich verringert, bei gleichzeitig erhöhter Zuverlässigkeit des Systems.
  • Eine weitere Verringerung der Systemkosten kann dadurch erreicht werden, dass eine oder beide Oberflächen der Kollimations- und Fokussierlinse das aus ihr austretende Pumplicht aufteilt und in zwei oder mehr Brennpunkten fokussiert. Diese Aufteilung und Fokussierung auf mehrere Brennpunkte kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die optisch aktive Oberfläche der Kollimations- und Fokussierlinse wie mehrere nebeneinander angeordnete Kollimations- und Fokussierlinsen wirkt. Durch die Aufteilung des Pumplichts kann dieses gezielt in verschiedene Fasern einer Lichtleitereinrichtung eingekoppelt werden, so dass beim Übergang des Pumplichts vom Diodenlaser in die Lichtleitereinrichtung nur sehr geringe Verluste auftreten.
  • Eine wesentliche Verringerung der Umwandlungsverluste kann dadurch erreicht werden, dass die Strahlformungseinrichtung eine Fast-Axis-Kollimationslinse umfasst, wobei eine optisch wirksame Oberfläche der FAC-Linse unmittelbar vor dem Emitterarray angeordnet ist.
  • Damit ist es möglich, den vergleichsweise großen Austrittswinkel des Pumplichts in Richtung der Fast-Axis von etwa 30° bis 60° relativ stark zu kollimieren, so dass die Verluste beim Übergang des Pumplichts vom Diodenlaser in die Lichtleitereinrichtung weiter verringert werden. Zusätzlich ist es auch möglich, dass die FAC-Linse auch noch eine Fokussierungsfunktion übernimmt, je nach Abstand zum Emitterarray.
  • Die Brennweiten der FAC-Linse liegen vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen 0,6 mm und 1,2 mm.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine dem Emitterarray zugewandte Oberfläche der Kollimations- und Fokussierlinse als FAC-Linse ausgebildet ist. Dadurch kann nochmals ein optisches Bauteil eingespart werden mit den oben genannten positiven Effekten bezüglich Herstellungskosten, Bauraumbedarf und Montageaufwand.
  • Die Funktion der Slow-Axis-Kollimation der erfindungsgemäßen Kollimations- und Fokussier-Linse wird durch nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen erreicht, wobei die Längsachsen dieser Zylinderlinsen parallel zur Fast-Axis des Diodenlasers verlaufen.
  • Entsprechend ist die als FAC-Linse ausgebildete Oberfläche der erfindungsgemäßen Kollimations- und Fokussier-Linse beispielsweise prismatisch, insbesondere zylindrisch, ausgebildet. Dabei verläuft eine Längsachse der prismatischen, der als FAC-Linse ausgebildeten Oberfläche parallel zur Slow-Axis des Diodenlasers.
  • Die erfindungsgemäße Kollimations- und Fokussierlinse ist auch einsetzbar, wenn der Diodenlaser mehrere in Richtung der Fast-Axis übereinandergestapelte Emitterarrays aufweist, so dass diese ein Microstack-Emitterarray bilden. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass wegen des geringen Abstands der einzelnen Emitter eines Microstacks, der nur einige Mikrometer beträgt, für alle übereinander angeordneten Emitter eines Microstacks beziehungsweise eines Microstack-Emitterarrays eine gemeinsame FAC-Linse ausreichend ist. Insbesondere wird die für einen beanspruchten Anwendungszweck, nämlich das Bereitstellen von Pumplicht für eine Laserzündeinrichtung, erforderliche Präzision der Strahlformung uch dann erreicht.
  • Die erfindungsgemäße Kollimations- und Fokussierlinse kann durch Heiss-Pressen hergestellt werden, so dass die Herstellungskosten weiter reduziert werden und die erforderliche optische Güte gewährleistet ist.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibungen und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, der Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1a eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer laserbasierten Zündeinrichtung;
  • 1b eine schematische Darstellung der Zündeinrichtung aus 1,
  • 2 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Diodenlasers,
  • 3 bis 5 verschiedene Ansichten eines Diodenlasers Strahlformungseinrichtung und
  • 6 bis 8 verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Strahlformungseinrichtungen.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Eine Brennkraftmaschine trägt in 1a insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie kann zum Antrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs dienen. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst mehrere Zylinder, von denen in 1 nur einer dargestellt und mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Ein Brennraum 14 des Zylinders 12 wird von einem Kolben 16 begrenzt. Der zur Verbrennung erforderliche Kraftstoff wird direkt durch einen Injektor 18 in den Brennraum 14 oder ein nicht dargestelltes Saugrohr der Brennkraftmaschine 10 eingespritzt. Der Injektor wiederum wird von einem als Rail bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher 20 mit Kraftstoff versorgt.
  • Der in den Brennraum 14 eingespritzte Kraftstoff 22 wird mittels eines Laserimpulses 24 in einem Zündpunkt ZP entzündet. Der Laserimpuls 24 wird von einer Lasereinrichtung 26 in den Brennraum 14 abgestrahlt. Hierzu wird die Lasereinrichtung 26 über eine Lichtleitereinrichtung 28 mit Pumplicht gespeist, welches von einer Pumplichtquelle 30 bereitgestellt wird. Die Pumplichtquelle 30 wird von einem Steuergerät 32 gesteuert, das unter anderem auch den Injektor 18 ansteuert. Die genannten Baugruppen bilden eine sogenannte Laserzündeinrichtung 27.
  • Wie aus 1b hervorgeht, speist die Pumplichtquelle 30 mehrere Lichtleitereinrichtungen 28 für verschiedene Lasereinrichtungen 26, die jeweils einem Zylinder 12 der Brennkraftmaschine 10 zugeordnet sind. Hierzu weist die Pumplichtquelle 30 mehrere Pumplichtquellen 34 auf, die mit einer Pulsstromversorgung 36 verbunden sind. Durch das Vorhandensein der mehreren einzelnen Pumplichtquellen 34 ist gleichsam eine „ruhende" Verteilung von Pumplicht an die verschiedenen Lasereinrichtungen 26 realisiert, so dass keine optischen Verteiler oder dergleichen zwischen der Pumplichtquelle 30 und den Lasereinrichtungen 26 erforderlich sind.
  • Die Lasereinrichtung 26 weist beispielsweise einen laseraktiven Festkörper 44 mit einer passiven Güteschaltung 46 auf, die zusammen mit einem Einkoppelspiegel 42 und einem Auskoppelspiegel 48 einen optischen Resonator bildet. Unter Beaufschlagung mit von der Pumplichtquelle 30 erzeugtem Pumplicht erzeugt die Lasereinrichtung 26 in an sich bekannter Weise einen Laserimpuls 24, der durch eine Fokussieroptik 52 auf einen in dem Brennraum 14 (1a) befindlichen Zündpunkt ZP fokussiert ist. Die in dem Gehäuse 38 der Lasereinrichtung 26 vorhandenen Komponenten sind durch ein Brennraumfenster 58 von dem Brennraum 14 getrennt.
  • 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Pumplichtquelle 34. Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Pumplichtquelle 34 mehrere Emitter 35 auf. Das von den Emitter 35 emittierte Pumplicht 60 wird zum optischen Pumpen der Lasereinrichtung 26 (1b) bzw. des darin angeordneten laseraktiven Festkörpers 44 verwendet und wird in die Lichtleitereinrichtung 28 eingekoppelt.
  • Die Lichtleitereinrichtung 28 umfasst eine Vielzahl von Lichtleitfasern 68, die nachfolgend auch als Fasern 68 bezeichnet werden. Um das von den Emittern 35 emittierte Pumplicht 60 mit möglichst geringen Verlusten in die Fasern 68 der Lichtleitereinrichtung 28 einkoppeln zu können, sind zwischen der Pumplichtquelle 34 und der Lichtleitereinrichtung 28 eine oder mehrere in 2 nichtdargestellte Strahlformungseinrichtungen vorgesehen, die nachfolgend näher erläutert werden.
  • In 3 ist eine als Diodenlaser ausgeführte Pumplichtquelle 34 in einer Vorderansicht beispielhaft dargestellt. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden die Begriffe Pumplichtquelle 34 und Diodenlaser 34 synonym verwendet.
  • In 3 sind insgesamt neun linienförmige Emitter 35, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle mit Bezugszechen versehen wurden, sichtbar. Diese Emitter 35 stellen eine linienförmige Lichtquelle dar, deren Höhe etwa 1 μm beträgt und die eine Breite B von etwa 60 μm bis 200 μm aufweisen. Dabei sind bei dem dargestellten Beispiel in Richtung der Fast-Axis jeweils drei Emitter 35 übereinander angeordnet und bilden einen sogenannten Microstack 37. Der Abstand der in einem Microstack 37 zusammengefassten Emitter 35 beträgt nur einige Mikrometer, so dass auch ein Microstack 37 noch als linienförmige Lichtquelle angesehen werden kann. Bei realen Diodenlasern 34 sind die Zahlen der Emitter 35 und der Mikrostacks 37 deutlich größer. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den Figuren nur vergleichsweise wenige Emitter 35 und Mikrostacks 37 dargestellt.
  • Der Abstand zweier benachbarter Microstacks 37 in Richtung der Slow-Axis von Mitte zu Mitte wird häufig auch als Pitch 39 bezeichnet und kann beispielsweise 450 μm betragen.
  • Jeweils eine Reihe von in Richtung der Slow-Axis nebeneinander angeordneten Emitter 35 werden als Emitterarray 40 bezeichnet. Da im dargestellten Beispiel insgesamt drei Microstacks 37 in Richtung der Slow-Axis zu einem Array angeordnet sind, wird im Zusammenhang mit der Erfindung auch von einem Microstack-Array 41 gesprochen. Wegen der geringen Ausdehnung der Microstack 37 in Richtung der Fast-Axis sind die optischen Eigenschaften eines Emitterarrays 40 und eines Microstack-Arrays 41 im Wesentlichen gleich. Dies bietet erhebliche Vorteile im Hinblick auf die Gestaltung der Strahlformungseinrichtung.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht auf einen Diodenlaser 34 und ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen sogenannten Fast-Axis-Kollimation-Linse 62. Die Fast-Axis-Kollimations-Linse wird nachfolgend auch als FAC-Linse 62 bezeichnet. Da das von den Microstacks 37 emittierte Pumplicht 60 in Richtung der Fast-Axis einen sehr großen Abstrahlwinkel von etwa 30° bis 60° hat, muss, das Pumplicht 60 durch eine FAC-Linse 62 kollimiert werden. Diese FAC-Linse ist üblicherweise eine in unmittelbarer Nähe zu den Microstacks 37 angeordnete kurzbrennweitige Zylinderlinse, die parallel zur Slow-Axis verläuft.
  • Der Abstand A zwischen dem Diodenlaser 34 und der FAC-Linse 62 beträgt beispielsweise, aber nicht zwingend, 90 μm. Die Brennweiten der FAC-Linse 62 betragen liegen typischerweise in einem Bereich zwischen 0,6 mm und 1,2 mm. Im vorliegenden Fall dient die FAC-Linse nicht nur zum Kollimieren des aus den Microstack-Emittern 37 austretenden Pumplichts 60, sondern fokussiert gleichzeitig auch das Pumplicht 60.
  • Da, wie aus 3 ersichtlich, der Microstack-Emitter 37 in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel drei übereinander liegende Emitter 35 aufweist, liegen die Brennpunkte F1, F2 und F3 der Microstack-Emitter 37 in Richtung der Fast-Axis voneinander beabstandet. Dieser Abstand zwischen den drei Brennpunkten F1, F2 und F3 ist für die Anwendung in einer Laserzündeinrichtung unproblematisch.
  • In 5 ist eine Draufsicht auf eine Pumplichtquelle 34 und die vorgeschaltete Strahlformungseinrichtung nach dem Stand der Technik gezeigt. Wie bereits anhand der 4 erläutert, ist unmittelbar vor der Pumplichtquelle 34 eine FAC-Linse 62 angeordnet. Des Weiteren ist, um eine Slow Axis-Kollimation zu erreichen, ein SAC-Array 64, welches aus mehreren, nebeneinander angeordneten Zylinderlinsen besteht, vorhanden. Dabei entspricht die Zahl der Microstacks 37 der Zahl der Zylinderlinsen des SAC-Arrays 64.
  • Durch das SAC-Array 64 wird die Strahlqualität und insbesondere die Fokussierbarkeit des von den Microstacks 37 emittierten Pumplichts 60 in Richtung der Slow-Axis verbessert. Die Möglichkeit zur Reduzierung der Slow-Axis-Divergenz der Pumplichtquelle 34 wird durch die Breite der Emitter 35 bzw. der Mikorstacks 37 und dem Pitch 39 zwischen den Microstacks 37 bestimmt. Da der Pitch 39 aus Gründen der verbesserten Wärmeabfuhr einen Mindestbetrag nicht unterschreiten kann, ist die Strahlqualität des von der Pumplichtquelle 34 emittierten Pumplichts 60 vorgegeben und muß kollimiert werden. Bei üblichen Strukturen mit einer Emitterbreite von 150 μm und einem Pitch 39 von 500 μm, wird die Divergenz des Pumplichts in Slow-Axis-Richtung um maximal einen Faktor 2,3 reduziert.
  • Um das Pumplicht 60 in eine Faser 68 einer Lichtleitereinrichtung (siehe 2) einkoppeln zu können, muss das Pumplicht nach dem Austritt aus dem SAC-Array noch fokussiert werden. Aufgrund der notwendigen großen Winkel (hohe numerische Apertur) werden hierzu beispielsweise asphärische Linsen 66 eingesetzt.
  • Wie sich aus der Draufsicht gemäß 5, die eine aus dem Stand der Technik bekannte Strahlformungseinrichtung schematisiert darstellt, leicht erkennen lässt, ist der Aufwand für eine solche Strahlformungseinrichtung erheblich. Zunächst sind drei Linsen, nämlich die FAC- Linse 62, das SAC-Array 64 und die asphärische Fokussier-Linse 66 erforderlich. Dies bedingt naturgemäß einen sehr hohen Herstellungsaufwand. Außerdem müssen alle Linsen 62, 64 und 66 relativ zur Pumplichtquelle 34 genau positioniert werden. Daraus ergibt sich ein erheblicher Montage- und Justieraufwand.
  • In 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlformungseinrichtung isometrisch dargestellt. Dabei sind die Funktionen des SAC-Arrays und der Fokussierlinse in einer erfindungsgemäßen Kollimierungs- und Fokussierungs-Linse 68 zusammengefasst. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht deshalb die der Pumplichtquelle 34 abgewandte Oberfläche der Kollimierungs- und Fokussierungs-Linse 68 aus einer Überlagerung einer asphärischen Fokussierlinse und mehreren parallel zueinander verlaufenden Zylinderlinsen, welche die Funktion eines SAC-Arrays haben. Aufgrund der asphärischen Krümmung der Kollimierungs- und Fokussierungs-Linse 68 sind die Abstände der Zylinderlinsen zur Pumplichtquelle 34 verschieden. Da der Brennpunkt der Zylinderlinsen (ohne Bezugszeichen in 6) etwa am Lichtaustritt der Microstacks 37 liegen muss, sind somit auch die Brennweiten der einzelnen Zylinderlinsen ortsabhängig und voneinander verschieden.
  • Wie sich schon durch den Vergleich der 5 und 6 ergibt, wird durch das Zusammenfassen des SAC-Arrays 64 und der Fokussier-Linse 66 zu einer gemeinsamen Kollimierungs- und Fokussierungslinse 68 nicht nur die Zahl der Bauteile reduziert, sondern auch erheblich Bauraum eingespart.
  • Wenn nun, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 7 angedeutet, das von der Pumplichtquelle 34 emittierte Pumplicht auf insgesamt vier Foki in beispielsweise vier Fasern 68 eines Lichtleiters eingekoppelt werden soll, dann ist es möglich und vorteilhaft, diese Aufteilung des Pumplichts und Fokussierung auf vier zueinander beabstandete Brennpunkte beispielsweise auch in die der Pumplichtquelle 34 abgewandten Oberfläche der Kollimierungs- und Fokussierungslinse 68 zu integrieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel fokussiert die Kollimierungs- und Fokussierungs-Linse 68 nicht nur auf einen Brennpunkt, sondern fokussiert das von der Pumplichtquelle 34 emittierte Licht auf vier Foki, die in 7 mit F4 bis F7 bezeichnet sind. Dadurch ist es möglich, das von der Pumplichtquelle 34 emittierte Pumplicht in mehrere Teilstrahlen 60.1 bis 60.4 aufzuteilen und einzelnen Fasern 68 einer Lichtleitereinrichtung 28 zuzuordnen. Dazu ist es erforderlich, die Enden der Fasern 68 in den Brennpunkten F1 bis F7 anzuordnen.
  • Das in vier Teilstrahlen aufgeteilte Pumplicht ist in 7 mit den Bezugszeichen 60.1, 60.2, 60.3 und 60.4 bezeichnet worden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in der Pumplichtquelle 34 nicht nur, wie in den vereinfachten Darstellungen der 3 bis 5 angedeutet, drei Microstacks 37 vorhanden, sondern deutlich mehr. So können beispielsweise neunzehn Microstacks 37 (nicht dargestellt in 6 und 7) vorhanden sein. Durch die Aufteilung der sphärischen Linse in vier diskrete asphärische Linsen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 kann eine weitere Funktionalität, nämlich das Aufteilen des Pumplichts und Fokussieren des Pumplicht 60, in vier verschiedene Brennpunkte F4 bis F7 ohne zusätzliche Herstellungskosten und ohne zusätzlichen Bauraumbedarf in die erfindungsgemäße Kollimierungs- und Fokussierungs-Linse 68 integriert werden. Dadurch ergibt sich naturgemäß auch eine Verringerung des Montageaufwands.
  • Eine weitere Verringerung der Zahl der Bauteile und des Montageaufwands sowie des Bauraumbedarfs wird dadurch erreicht, dass, wie in 8 angedeutet, auch die Funktion der FAC-Linse 62 in die Kollimierungs- und Fokussierungs-Linse 68 integriert wird. Bei dieser besonders platzsparenden und trotzdem kostengünstigen Variante muss lediglich die erfindungsgemäße Kollimierungs- und Fokussierungslinse 68 relativ zum Diodenlaser positioniert werden, um zu gewährleisten, dass sowohl die FAC-Kollimierung als auch die SAC-Kollimierung und die anschließende Fokussierung und Aufteilung des Pumplichts mit der erforderlichen Präzision und Genauigkeit erfolgt. Dadurch ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich Bauraumbedarf und Herstellungskosten. Da die erfindungsgemäße Kollimierungs- und Fokussierungslinse 68 Abmessungen von etwa 1 mm × 3 mm × 10 mm hat, lässt sie sich auch durch Heiss-Pressen in einem entsprechenden Formwerkzeug mit ausreichender Genauigkeit zu akzeptablen Kosten herstellen.
  • Grundsätzlich können alle Funktionen an der dem Diodenlaser 34 zugewandten oder abgewandten Oberfläche der erfindungsgemäße Kollimierungs- und Fokussierungslinse 68 realisiert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10200400692 B2 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - www.grintech.de [0006]

Claims (13)

  1. Diodenlaser, mit mindestens einem Emitterarray (40) und mit einer Strahlformungseinrichtung für das aus dem Emitterarray (40) austretenden Laserlicht (60), wobei die Strahlformungseinrichtung eine SAC-Linse (64) und eine bevorzugt asphärische Fokussier-Linse (66) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen der SAC-Linse und der Fokussier-Linse in einer Kollimations- und Fokussier-Linse (68) zusammengefasst sind.
  2. Diodenlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion der SAC-Linse und/oder der Fokussier-Linse auf der dem Emitterarray (40) abgewandten Oberfläche der Kollimations- und Fokussier-Linse (68) realisiert ist.
  3. Diodenlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion der SAC-Linse und/oder der Fokussier-Linse auf der dem Emitterarray (40) zugewandten Oberfläche der Kollimations- und Fokussier-Linse (68) realisiert ist.
  4. Diodenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollimations- und Fokussier-Linse (68) das aus ihr austretende Pumplicht (60.160.4) aufteilt.
  5. Diodenlaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollimations- und Fokussier-Linse (68) auf mehrere Foki (F4–F7) fokussiert.
  6. Diodenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlformungseinrichtung eine fast-axis-collimation (FAC)-Linse (62) umfasst, und dass die FAC-Linse (62) unmittelbar vor dem Emitterarray (40) angeordnet ist.
  7. Diodenlaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Emitterarray (40) zugewandte Oberfläche der Kollimations- und Fokussier-Linse (68) als FAC-Linse ausgebildet ist.
  8. Diodenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Funktion der FAC-Linse und/oder die Kollimations- und Fokussier-Linse (68) als Gradienten-Index-Linse ausgeführt ist.
  9. Diodenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Emitterarray (40) abgewandten Oberfläche der Kollimations- und Fokussierlinse (68) mehrere nebeneinander angeordnete und parallel zur Fast-Axis-Richtung des Diodenlasers (34) verlaufende Zylinderlinsen ausgebildet sind.
  10. Diodenlaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennweite der Zylinderlinsen vom Abstand zwischen der Kollimations- und Fokussierlinse (68) und dem Emitterarray (40) abhängt.
  11. Diodenlaser nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die als FAC-Linse ausgebildete Oberfläche der Kollimations- und Fokussier-Linse (68) prismatisch, insbesondere zylindrisch ist.
  12. Diodenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Emitterarrays (40) in Richtung der Fast-Axis übereinander gestapelt sind und mindestens einen Microstack-Emitterarray (41) bilden.
  13. Diodenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollimations- und Fokussier-Linse (68) durch Heiss-Pressen hergestellt ist.
DE102007048606A 2007-10-10 2007-10-10 Diodenlaser mit Strahlformungseinrichtung Withdrawn DE102007048606A1 (de)

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