DE102017128244A1 - Laserlichtquelleneinheit, Beleuchtungsvorrichtung sowie Verfahren zum Erzeugen von Laserlicht - Google Patents

Laserlichtquelleneinheit, Beleuchtungsvorrichtung sowie Verfahren zum Erzeugen von Laserlicht Download PDF

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David Duhme
Kai Ehlert
Bernd Fischer
Julien Hansen
Marc Kaup
Lukas Pörtner
Claas Tebrügge
Benjamin WILLEKE
Jan-Henning Willrodt
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laserlichtquelleneinheit für Fahrzeuge mit einem Resonator (4) enthaltend einen ersten Endspiegel (5) und einen zweiten Endspiegel (6), zwischen denen ein aktives Lasermedium (7) angeordnet ist, und mit einer Pumpeinrichtung (2) zum Erzeugen von Pumpstrahlung (3), die über den ersten Endspiegel (5) in den Resonator (4) einbringbar ist, wobei in dem Resonator (4) ein drehbares doppelbrechendes Medium (8) angeordnet ist, derart, dass in Abhängigkeit von einer Verdrehung des doppelbrechenden Mediums (8) eine Vorzugsstrahlung (15) unterschiedlicher Wellenlängen (12, 13, 14) in dem aktiven Lasermedium (7) stimuliert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Laserlichtquelleneinheit, insbesondere für eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge, mit einem Resonator enthaltend einen ersten Endspiegel und einen zweiten Endspiegel, zwischen denen ein aktives Lasermedium angeordnet ist, und mit einer Pumpeinrichtung zum Erzeugen von Pumpstrahlung, die über den ersten Endspiegel in den Resonator einbringbar ist.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Laserlicht nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
  • Aus der DE 10 2015 121 693 A1 ist eine Laserlichtquelleneinheit für Fahrzeuge bekannt, die einen Resonator mit einem ersten Endspiegel und einem zweiten Endspiegel aufweist, wobei zwischen den beiden Endspiegeln ein aktives Lasermedium angeordnet ist. Das aktive Lasermedium wird mittels einer Pumpeinrichtung mit einer Pumpstrahlung beaufschlagt, wobei die Pumpstrahlung durch einen ersten Endspiegel in den Resonator eindringt. Ein zweiter gegenüberliegender Endspiegel besteht aus mehreren Spiegelsegmenten, die solche Schichtdicken aufweisen, dass Strahlung bestimmter Wellenlänge in dem aktiven Lasermedium stimuliert wird. Beispielsweise können drei Spiegelsegmente vorgesehen sein, wobei ein erstes Spiegelsegment Strahlung blauer Wellenlänge, ein zweites Spiegelsegment Strahlung grüner Wellenlänge und ein drittes Spiegelsegment Strahlung roter Wellenlänge stimuliert, so dass durch additive Farbmischung ein weißes Laserlicht emittierbar ist. Mit der Wahl der Spiegelsegmente am zweiten Endspiegel ist das Emissionsspektrum des abgestrahlten Laserlichtes festgelegt. Eine Variation oder Änderung der Lichtfarbe kann dann nicht mehr vorgenommen werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Laserlichtquelleneinheit bzw. eine Beleuchtungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Erzeugen von Laserlicht anzugeben, so dass kohärentes und polarisiertes Laserlicht unterschiedlicher Lichtfarbe aus einer Laserkavität emittiert werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Resonator ein drehbares doppelbrechendes Medium angeordnet ist, derart, dass in Abhängigkeit von einer Verdrehung des doppelbrechenden Mediums eine Vorzugsstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen in dem aktiven Lasermedium stimuliert wird.
  • Nach der Erfindung ist ein drehbares doppelbrechendes Medium in einem Resonator integriert angeordnet, so dass eine in dem aktiven Lasermedium zu stimulierende Vorzugsstrahlung einer bestimmten Wellenlänge einstellbar ist. Das doppelbrechende Medium bewirkt, dass in einer Drehstellung das doppelbrechende Medium nur eine bestimmte Wellenlänge nach doppelten Durchtritt durch dasselbe die gleiche Phase und die gleiche Polarisationsrichtung aufweist, während die Strahlung anderer Wellenlängen phasenverschoben bzw. unterschiedliche Polarisationsrichtungen aufweisen. Aufgrund der Drehstellung des doppelbrechenden Mediums kann die Vorzugsstrahlung und somit die zu emittierende Lichtfarbe des Laserstrahls eingestellt werden. Je nach Drehstellung des doppelbrechenden Mediums, das vorzugsweise um eine optische Achse der Laserlichtquelleneinheit verdrehbar ist, kann durch selektive Einstellung der Wellenlängen der Vorzugsstrahlung Lichtfarbe des zu emittierenden Laserlichtes eingestellt werden. Vorteilhaft kann die Farbemission der Laserlichtquelleneinheit variiert werden. In Abhängigkeit von der Verdrehung des doppelbrechenden Mediums kann eine monochromatische Emission oder eine polychromatische Emission erfolgen. Weißes Laserlicht kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass das doppelbrechende Medium mit einer bestimmten Mindestdrehzahl verdreht wird, so dass das weiße Laserlicht durch additive Farbmischung erzeugt wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das doppelbrechende Medium als eine doppelbrechende Kristallplatte ausgebildet, die derart geneigt zu einer optischen Achse der Laserlichtquelleneinheit angeordnet ist, dass die von dem aktiven Lasermedium in Richtung des zweiten Endspiegels gerichtete Strahlung unter einem Brewster-Winkel θB auf die doppelbrechende Kristallplatte trifft. Vorteilhaft können hierdurch Reflexionsverluste minimiert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung strahlt die Pumpeinrichtung Pumpstrahlung einer ersten Wellenlänge ab, dass durch den ersten Endspiegel in den Resonator eindringt. Der erste Endspiegel und der zweite Endspiegel sind hochtransmissiv ausgebildet für die Pumpstrahlung, so dass aus dem zweiten Endspiegel bzw. aus der Lichtquelleneinheit Strahlung in der ersten Wellenlänge austritt. Bezüglich einer Vorzugsstrahlung mit den unterschiedlichen Wellenlängen, die sich von der ersten Wellenlänge der Pumpstrahlung unterscheidet, sind der erste Endspiegel und der zweite Endspiegel hoch reflektiv ausgebildet, so dass eine Stimulierung der Vorzugsstrahlung einer dieser Wellenlängen in dem aktiven Lasermedium erfolgen kann. Die Einstellung bzw. Auswahl der Vorzugsstrahlung mit der bestimmten Wellenlänge erfolgt durch die Drehstellung bzw. Rotationsdrehzahl des doppelbrechenden Mediums. Vorteilhaft erfolgt hierdurch eine additive Farbmischung zwischen der Pumpstrahlung der ersten Wellenlänge einerseits mit der Vorzugstrahlung einer zweiten Wellenlänge und/oder dritten Wellenlänge und/oder einer weiteren Wellenlänge andererseits zu Laserlicht einer bestimmten Lichtfarbe.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Pumpeinrichtung eine Laserdiode auf, die Pumpstrahlung einer blauen Wellenlänge als erste Wellenlänge abstrahlt. Das aktive Lasermedium besteht aus Praeseodym-dotierten Kristallmaterial, insbesondere Praeseodym-dotierten Yttrium-Lithium-Fluorid-Kristallmaterial. Das Lasermedium ist derart gewählt, dass mit Hilfe einer lichtblauen Wellenlänge stimuliert wird, so dass durch entsprechende additive Farbmischung von der stimulierten Wellenlänge mit der blauen Wellenlänge der Laserdiode ein weites Spektrum von unterschiedlichen Lichtfarben emittiert werden kann.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in einer ersten Drehstellung des doppelbrechenden Mediums ausschließlich die Vorzugsstrahlung der zweiten Wellenlänge und in einer zweiten Drehstellung des doppelbrechenden Mediums ausschließlich die Vorzugsstrahlung der dritten Wellenlänge stimulierbar. Das doppelbrechende Medium befindet sich somit in einer stationären Drehlage, die nur verändert wird, wenn ein Laserstrahl anderer Lichtfarbe aus dem zweiten Endspiegel emittiert werden soll. Die Einstellung bzw. Verstellung der Laserlichtfarbe kann schnell erfolgen, da das doppelbrechende Medium lediglich um einen spitzen Winkel verdreht werden muss.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens einer der Endspiegel eben oder sphärisch ausgebildet, wobei auch beide Endspiegel des Resonators als ebene oder sphärische Endspiegel geformt sein können. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, sind der erste Endspiegel eben und der zweite Endspiegel sphärisch ausgebildet. So kann eine besonders einfache Justage der Endspiegel erzielt werden, um einen besonders stabilen Resonator Aufbau zu erreichen, der hierdurch die besten Reflexionseigenschaften erfüllt.
  • Zur Lösung der Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Patentanspruch 9 vorgesehen. Diese umfasst eine der Laserlichtquelleneinheit vorgelagerte Optikeinheit, mittels derer eine gewünschte Lichtverteilung eingestellt werden kann. Beispielsweise kann hierdurch eine Abblendlichtverteilung oder eine dynamische Fernlichtverteilung mit Entblendsegmenten in der Lichtverteilung zur Vermeidung der Blendung von anderen Verkehrsteilnehmern erzeugt werden. Insbesondere kann die Optikeinheit eine Flüssigkristalleinrichtung aufweisen, so dass gezielt und genau unterschiedliche, scharf voneinander abgrenzbare Lichtverteilungen erzeugbar sind.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 dadurch gekennzeichnet, dass Strahlung innerhalb des Resonators auf dem Weg zwischen dem aktiven Lasermedium und dem zweiten Endspiegel zweimal durch ein doppelbrechendes Medium unter jeweiliger Änderung der Polarisationsrichtung nach Durchtritt durch das doppelbrechende Medium transmittiert, wobei ausschließlich eine Vorzugsstrahlung einer bestimmten Wellenlänge nach dem doppelten Durchtritt durch das doppelbrechende Medium phasengleich und eine gleiche Polarisationsrichtung aufweist wie vor dem doppelten Durchtritt durch das doppelbrechende Medium.
  • Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass in Abhängigkeit von der Verdrehung eines doppelbrechenden Mediums eine Vorzugsstrahlung mit einer bestimmten Wellenlänge definierbar bzw. einstellbar ist, die in dem aktiven Lasermedium stimuliert wird und somit zur Einstellung der Farbemission wesentlich beiträgt. Vorteilhaft kann hierdurch Laserlicht unterschiedlicher Farbe allein aufgrund der Verdrehung des doppelbrechenden Mediums erzeugt werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann weißes Laserlicht durch Verdrehung des doppelbrechenden Mediums bei Überschreiten einer Mindestdrehzahl desselben um eine optische Achse erzeugt werden, wobei durch additive Farbmischung in Abhängigkeit von der Drehstellung des doppelbrechenden Mediums erzeugten Vorzugsstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen und einer Wellenlänge der Pumpstrahlung generiert wird. Vorzugsweise wird das doppelbrechende Medium mit einer konstanten Drehzahl betrieben, so dass ein stabiles weißes Laserlicht erzeugt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 ein schematischer Aufbau einer Laserlichtquelleneinheit,
    • 2 eine Draufsicht auf ein kreisförmiges doppelbrechendes Medium mit Darstellung von Vorzugsstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen und
    • 3 ein Emissionsspektrum des abgestrahlten Laserlichtes weißer Lichtfarbe, wobei das doppelbrechende Medium bei einer Mindestdrehzahl betrieben wird.
  • Eine erfindungsgemäße Laserlichtquelleneinheit 1 kann in Beleuchtungsvorrichtungen für Fahrzeuge, beispielsweise Scheinwerfern oder beispielsweise als Innenbeleuchtung in Fahrzeugen, eingesetzt werden. Alternativ kann die Laserlichtquelleneinheit 1 auch in sonstigen Leuchten für andere Zwecke eingesetzt werden.
  • Die Laserlichtquelleneinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einer Pumpeinrichtung 2 zum Erzeugen einer Pumpstrahlung 3 sowie einem Resonator 4. Der Resonator 4 weist auf einer der Pumpeinrichtung 2 zugewandten Seite einen ersten Endspiegel 5 und auf einer der Pumpeinrichtung 2 abgewandten Seite einen zweiten Endspiegel 6 auf. Zwischen dem ersten Endspiegel 5 und dem zweiten Endspiegel 6 des Resonators 4 ist ein aktives Lasermedium 7 und ein doppelbrechendes Medium 8 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das aktive Lasermedium 7 zwischen dem ersten Endspiegel 5 und dem doppelbrechenden Medium 8 angeordnet. Das doppelbrechende Medium 8 ist zwischen dem aktiven Lasermedium 7 und dem zweiten Endspiegel 6 angeordnet.
  • Der erste Endspiegel 5 dient als Einkoppelspiegel für die Pumpstrahlung 3. Der zweite Endspiegel 6 dient als Auskoppelspiegel zur Abstrahlung von Laserlicht 9 in eine Abstrahlrichtung A.
  • Entlang einer optischen Achse 10 der Laserlichtquelleneinheit 1 sind somit die Pumpeinrichtung 2, der erste Endspiegel 5, das aktive Lasermedium 7, das doppelbrechende Medium 8 und der zweite Endspiegel 6 hintereinander angeordnet.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das doppelbrechende Medium 8 auch in Abstrahlrichtung A hinter dem aktiven Lasermedium 7 angeordnet sein, so dass es zwischen dem aktiven Lasermedium 7 und dem ersten Endspiegel 5 angeordnet ist.
  • Die Pumpeinrichtung 2 umfasst eine Laserdiode, die Pumpstrahlung 3 einer ersten Wellenlänge 11, nämlich einer blauen Wellenlänge, abstrahlt. In 3 ist beispielsweise das Emissionsspektrum des weißen Laserlichtes 9 dargestellt, wobei neben der ersten Wellenlänge 11 (blau) eine zweite Wellenlänge 12 (grüne Wellenlänge), eine dritte Wellenlänge 13 (orange Wellenlänge) und eine vierte Wellenlänge 14 (rote Wellenlänge) angegeben sind. Der hier verwendete Begriff Wellenlänge steht synonym auch für Wellenlängenbereiche, die mehrere Wellenlängen umfassen für eine bestimmte Lichtfarbe, wie es beispielsweise das in 3 dargestellte Emmissionsspektrum des Lasermediums 7 zeigt..
  • Das aktive Lasermedium 7 ist als ein Praeseodym-dotiertes Kristallmaterial, beispielsweise Praeseodym-dotiertes Yttrium-Lithium-Fluorid-Kristallmaterial (Pr3+: YLF), ausgebildet und strahlt ein Emissionsspektrum ab. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann das aktive Lasermedium auch aus einem anderen Kristallmaterial bestehen. Der Pr:YLF-Kristall soll insbesondere zur Erzeugung von grüner und roter Wellenlänge genutzt werden.
  • Der erste Endspiegel 5 und der zweite Endspiegel 6 sind hochtransmissiv für die Pumpstrahlung 3 der ersten Wellenlänge 11 ausgebildet. Vorzugsweise liegt der Transmissionsgrad für die erste Wellenlänge 11 bei 100 % bzw. bei knapp unterhalb von 100 % (in der Nähe von 100 %).
  • Der erste Endspiegel 5 ist hochreflektiv für die zweite Wellenlänge 12 und/oder dritte Wellenlänge 13 und/oder vierte Wellenlänge 14 und/oder für eine weitere Wellenlänge, die sich von der ersten Wellenlänge 11 unterscheidet, ausgebildet. Der erste Endspiegel 5 weist hierfür vorzugsweise einen Reflexionsgrad von 100 % oder knapp unterhalb von 100 % auf. Der zweite Endspiegel 6 ist teiltransmittiv und/oder teilreflektiv für die zweite Wellenlänge 12 und/oder dritte Wellenlänge 13 und/oder vierte Wellenlänge 14 und/oder für eine weitere Wellenlänge, die sich von der ersten Wellenlänge 11 unterscheidet, ausgebildet. Der zweite Endspiegel 6 weist hierfür vorzugsweise einen Reflexionsgrad in einem Bereich von 96 % bis 100 % auf. Der Reflexionsgrad des zweiten Endspiegels 6 für die zweite Wellenlänge 12, dritte Wellenlänge 13, vierte Wellenlänge 14 und/oder weitere zu der ersten Wellenlänge 11 unterschiedlichen Wellenlänge ist kleiner als beim ersten Endspiegel 5, da Strahlung der zweiten Wellenlänge 12 und/oder der dritten Wellenlänge 13 und/oder vierten Wellenlänge 14 aus dem zweiten Endspiegel 6 ausgekoppelt werden muss.
  • Der erste Endspiegel 5 ist vorzugsweise als ebener Endspiegel und der zweite Endspiegel 6 vorzugsweise als sphärischer Spiegel ausgebildet. Hierdurch kann die Justage vereinfacht und der Resonator 4 stabil ausgeführt werden.
  • Zur Farbsteuerung des von der Laserlichtquelleneinheit 1 emittierten Laserlichtes 9 ist das doppelbrechende Medium 8 vorgesehen. Dieses ist als doppelbrechende Kristallplatte, vorzugsweise aus einem Siliziummaterial, hergestellt. Die doppelbrechende Kristallplatte 8 weist zwei parallele Flachseiten auf, an denen Strahlungen ein- bzw. austreten. Die doppelbrechende Kristallplatte 8 ist unter einem Brewster-Winkel θB zu der optischen Achse 10 geneigt angeordnet, so dass die von dem aktiven Lasermedium 7 ankommende Strahlung unter dem Brewster-Winkel θB auf die doppelbrechende Kristallplatte 8 trifft. Vorzugsweise ist der Brewster-Winkel θB auf die grüne Wellenlänge 12 optimiert, so dass auch die blaue Wellenlänge 11 und die rote Wellenlänge 14 unter einem Brewster-Winkel θB nahen Winkel auf die Kristallplatte 8 treffen kann. Auf diese Weise können in einem relativ großen Wellenlängenbereich unerwünschte Lichtverluste minimiert werden.
  • Das doppelbrechende Medium 8 ist somit geneigt und nicht senkrecht zu der optischen Achse 10 angeordnet. Das doppelbrechende Medium 8 ist um die optische Achse 10 drehbar gelagert.
  • In Abhängigkeit von einer Drehstellung des doppelbrechenden Mediums 8 kann eine Vorzugsstrahlung 15 mit einer bestimmten zweiten Wellenlänge 12 oder dritten Wellenlänge 13 oder vierten Wellenlänge 14 eingestellt werden, die jeweils nach doppeltem Durchtritt durch das doppelbrechende Medium 8 Phasengleichheit und eine gleiche Polarisationsrichtung aufweist. Wird das doppelbrechende Medium 8 beispielsweise in eine Drehstellung verbracht, in der die vierte Wellenlänge 14 (rote Wellenlänge) gemäß 2 in eine Aktivstellung 16 verbracht wird, ist die Vorzugsstrahlung 15 ausschließlich durch die rote Wellenlänge 14 gebildet ist. Dies bedeutet, dass die rote Wellenlänge 14 in dem aktiven Lasermedium 7 stimuliert bzw. verstärkt wird, während Strahlung anderer Wellenlänge, beispielsweise grüner Wellenlänge 12, oranger Wellenlänge 13 nicht stimuliert wird. Die zurück in Richtung des aktiven Lasermediums 7 gebildete Strahlung der grünen Wellenlänge 12 und der orangenen Wellenlänge 13, die ausgehend von dem aktiven Lasermedium 7 das doppelbrechende Medium 8 transmittiert hat, dann an den zweiten Endspiegel 6 reflektiert wurde und dann wieder das doppelbrechende Medium 8 in Richtung des aktiven Lasermediums 7 transmittiert hat, weist im Vergleich zu der von dem aktiven Lasermedium 7 in das doppelbrechende Medium eintretenden Strahlung der grünen Wellenlänge 12 bzw. der orangenen Wellenlänge 13 keine Phasengleichheit und keine gleiche Polarisationsrichtung auf. Das doppelbrechende Medium 8 hat die Eigenschaft, dass nach zweimaligem Durchtritt durch dasselbe nur die Vorzugsstrahlung 15 einer bestimmten Wellenlänge 12, 13, 14 die Phasengleichheit und gleiche Polarisationsrichtung aufweist aber nicht die andere Strahlung. Nur die Vorzugsstrahlung 15 wird in dem aktiven Lasermedium 7 stimuliert, während die Strahlung anderer Wellenlängen nicht stimuliert wird.
  • In Abhängigkeit von der Drehstellung des doppelbrechenden Mediums 8 kann somit das aktive Lasermedium 7 mit einer bestimmten Wellenlänge 12, 13, 14 stimuliert werden. Diese Vorzugsstrahlung 15 mit der bestimmten grünen Wellenlänge 12 oder orangenen Wellenlänge 13 oder roten Wellenlänge 14 wird dann additiv gemischt mit der Pumpstrahlung 3 blauer Wellenlänge 11 zu dem Laserlicht 9 einer hierdurch bestimmten Lichtfarbe, das von der Laserlichtquelleneinheit 1 in Abstrahlrichtung A emittiert wird.
  • Wird das doppelbrechende Medium 8 kontinuierlich in einer Drehrichtung D mit einer Drehzahl verdreht, die größer oder gleich einer Mindestdrehzahl ist, kann in kurzen zeitlichen Abständen Vorzugsstrahlung 15 der grünen Wellenlänge 12, der orangenen Wellenlänge 13 und der roten Wellenlänge 14 erzeugt werden, so dass durch additive Farbmischung mit der Pumpstrahlung 3 der blauen Wellenlänge 11 ein Laserlicht 9 weißer Lichtfarbe abgestrahlt wird. Dieses weiße Laserlicht 9 weist das Emissionsspektrum gemäß 3 auf. Die Mindestdrehzahl des doppelbrechenden Mediums 8 hängt von der Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges ab.
  • Eine nicht dargestellte Stelleinrichtung ist mit dem doppelbrechenden Medium 8 gekoppelt, so dass ein definierter Drehwinkel und/oder eine bestimmte Drehzahl des doppelbrechenden Mediums 8 einstellbar sind.
  • In Abstrahlrichtung A vor der Laserlichtquelleneinheit 1 kann eine nicht dargestellte Optikeinheit zur Bildung der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein. Die Optikeinheit weist beispielsweise ein Flüssigkristall-Panel auf mit einer Anzahl von matrixartig angeordneten einzeln ansteuerbaren Pixeln. Durch Ansteuerung der Pixel kann eine vorgegebene Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, eingestellt werden. Hierzu werden die Pixel des Flüssigkristall-Panels über eine nachgeordnete Linseneinheit in das Vorfeld des Fahrzeugs abgebildet. Gegebenenfalls kann eine Verkehrsraumerfassungseinheit vorgesehen sein, die Sensordaten über das Vorliegen und den Ort eines anderen Verkehrsobjektes in dem Fahrzeugvorfeld liefert. In Abhängigkeit von der aktuellen Lage dieses Verkehrsobjektes können dann die Pixel des Flüssigkristall-Panels angesteuert werden, so dass der Bereich der erzeugten Lichtverteilung, in dem sich das Verkehrsobjekt befindet, nicht beleuchtet und damit ein Entblendungsbereich der Lichtverteilung erzeugt wird. Dieser Entblendungsbereich kann der geänderten Relativlage des Verkehrsobjektes zu dem Fahrzeug nachgeführt werden, so dass das gesamte Vorfeld des Fahrzeugs ausgeleuchtet wird mit Ausnahme des Entblendungsbereiches, in dem sich das Verkehrsobjekt aktuell befindet (blendlichtfreie Fernlichtverteilung).
  • Vorzugsweise ist in Abstrahlrichtung A hinter dem Flüssigkristall-Panel eine weitere Linseneinrichtung zur Aufweitung des von der Laserlichtquelleneinheit 1 abgestrahlten Laserlichtes 9 vorgesehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Laserlichtquelleneinheit
    2
    Pumpeinrichtung
    3
    Pumpstrahlung
    4
    Resonator
    5
    1. Endspiegel
    6
    2. Endspiegel
    7
    aktives Lasermedium
    8
    doppelbrechenden Medium
    9
    Laserlicht
    10
    optische Achse
    11
    1. Wellenlänge (blau)
    12
    2. Wellenlänge (grün)
    13
    3. Wellenlänge (orange)
    14
    4. Wellenlänge (rot)
    15
    Vorzugsstrahlung
    16
    Aktivstellung
    A
    Abstrahlrichtung
    D
    Drehrichtung
  • 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 102015121693 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Laserlichtquelleneinheit, insbesondere für eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge, mit einem Resonator (4) enthaltend einen ersten Endspiegel (5) und einen zweiten Endspiegel (6), zwischen denen ein aktives Lasermedium (7) angeordnet ist, und mit einer Pumpeinrichtung (2) zum Erzeugen von Pumpstrahlung (3), die über den ersten Endspiegel (5) in den Resonator (4) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Resonator (4) ein drehbares doppelbrechendes Medium (8) angeordnet ist, derart, dass in Abhängigkeit von einer Verdrehung des doppelbrechenden Mediums (8) eine Vorzugsstrahlung (15) unterschiedlicher Wellenlängen (12, 13, 14) in dem aktiven Lasermedium (7) stimuliert wird.
  2. Laserlichtquelleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das doppelbrechende Medium (8) derart ausgebildet ist, dass bei doppelten Durchtritt durch das doppelbrechende Medium (8) ausschließlich die Vorzugsstrahlung (15) mit einer bestimmten Wellenlänge (12, 13, 14) eine Phasengleichheit und eine gleiche Polarisationsrichtung aufweist, wobei die Vorzugsstrahlung (15) mit der bestimmten Wellenlänge (12, 13, 14) vor und nach dem doppelten Durchtritt durch das doppelbrechende Medium (8) die gleiche Phase und die gleiche Polarisationsrichtung aufweist.
  3. Laserlichtquelleneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das doppelbrechende Medium (8) als eine doppelbrechende Platte ausgebildet ist, die unter einem Brewster-Winkel (θB) zu einer optischen Achse (10) des aktiven Lasermediums (7) angeordnet ist.
  4. Laserlichtquelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, - dass die Pumpeinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass die Pumpeinrichtung (2) die Pumpstrahlung (3) einer ersten Wellenlänge (11) abstrahlt, - dass der erste Endspiegel (5) und der zweite Endspiegel (6) hochtransmissiv für die Pumpstrahlung (3) der ersten Wellenlänge (11) ausgebildet ist, - dass der erste Endspiegel (5) hochreflektiv für die Vorzugsstrahlung (15) der zweiten Wellenlänge (12) und/oder der dritten Wellenlänge (13) und/oder der vierten Wellenlänge (14) ausgebildet ist, - dass der zweite Endspiegel (6) teiltransmittiv und/oder teilreflektiv für die Vorzugsstrahlung (15) der zweiten Wellenlänge (12) und/oder der dritten Wellenlänge (13) und/oder der vierten Wellenlänge (14) ausgebildet ist .
  5. Laserlichtquelleneinheit nach einem Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Drehstellung des doppelbrechenden Mediums (8) das durch den zweiten Endspiegel (6) auskoppelbare Laserlicht (9) eine additive Farbmischung aus der Pumpstrahlung (3) der ersten Wellenlänge (11) und der Vorzugsstrahlung (15) der zweiten Wellenlänge (12) und/oder der dritten Wellenlänge (13) und/oder der vierten Wellenlänge (14) entspricht.
  6. Laserlichtquelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (2) eine Laserdiode aufweist, die die Pumpstrahlung (3) in einer blauen Wellenlänge als ersten Wellenlänge (11) abstrahlt, und dass das aktive Lasermedium (7) aus einem Praeseodym-dotierten Kristallmaterial besteht.
  7. Laserlichtquelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem doppelbrechenden Medium (8) eine Stelleinrichtung zur Verdrehung desselben um die optische Achse (10) mit einer konstanten Drehzahl zugeordnet ist, so dass die Vorzugsstrahlung (15) mehrerer Wellenlängen (12, 13, 14) der Pumpstrahlung (3) der ersten Wellenlänge (11) überlagert wird zu dem emittierenden Laserlicht (9).
  8. Laserlichtquelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endspiegel (5) eben und der zweite Endspiegel (6) des Resonators (4) sphärisch geformt ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Laserlichtquelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und mit einer in Abstrahlrichtung (A) derselben vorgelagerten Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung.
  10. Verfahren zum Erzeugen von Laserlicht, wobei Pumpstrahlung (3) von außen in ein zwischen zwei Endspiegeln (5, 6) angeordnetes aktives Lasermedium (7) eingebracht wird und an einem der Endspiegel (5, 6) als Laserlicht (9) ausgekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlung innerhalb des Resonators (4) auf dem Weg zwischen dem aktiven Lasermedium (7) und dem zweiten Endspiegel (6) zweimal durch ein doppelbrechendes Medium (8) unter jeweiliger Änderung der Polarisationsrichtung nach Durchtritt durch das doppelbrechende Medium (8) transmittiert, wobei ausschließlich eine Vorzugsstrahlung (15) einer bestimmten Wellenlänge (12, 13, 14) nach dem doppelten Durchtritt durch das doppelbrechende Medium (8) phasengleich und eine gleiche Polarisationsrichtung aufweist wie vor dem doppelten Durchtritt durch das doppelbrechende Medium (8).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das doppelbrechende Medium (8) mit einer Drehzahl um die optische Achse (10) verdreht wird, die größer ist als eine Mindestdrehzahl, so dass Laserlicht (9) weißer Farbe durch additive Farbmischung von Wellenlängen der selektiv in den verschiedenen Drehstellungen des doppelbrechenden Mediums (8) stimulierten Vorzugsstrahlung (15) und der von außen in das aktive Lasermedium (7) eingebrachten Pumpstrahlung (3) erzeugt wird.
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