DE102021134547A1 - Laserbauteil - Google Patents

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Nicole Berner
Jörg Erich Sorg
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Abstract

Es wird ein Laserbauteil (20) angegeben mit mindestens einer ersten Laserdiode (21) und mindestens einer zweiten Laserdiode (22), mindestens einem optischen Element (23), welches eine Eintrittsfläche (24) und eine Austrittsfläche (25) aufweist, und einem monolithischen Strahlkombinierer (26), wobei das optische Element (23) dazu ausgelegt ist an der Eintrittsfläche (24) die fast-Achse von auftreffender Laserstrahlung zu kollimieren, das optische Element (23) dazu ausgelegt ist an der Austrittsfläche (25) die slow-Achse von auftreffender Laserstrahlung zu kollimieren, und das optische Element (23) zwischen der ersten Laserdiode (21) und dem Strahlkombinierer (26) angeordnet ist.

Description

  • Es wird ein Laserbauteil angegeben.
  • Laserbauteile weisen typischerweise mindestens eine Laserdiode auf. Außerdem werden optische Elemente zur Kollimation von emittierter Laserstrahlung benötigt. Die optischen Elemente tragen dazu bei, dass der Aufbau des Laserbauteils komplexer und schwerer wird. Des Weiteren ist eine Justage der einzelnen Komponenten zueinander nötig, was den Herstellungsprozess verlängert. An den optischen Elementen können optische Verluste der Laserstrahlung auftreten.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Laserbauteil anzugeben, das effizient betrieben werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, umfasst das Laserbauteil mindestens eine erste Laserdiode und mindestens eine zweite Laserdiode. Die erste Laserdiode kann einen Aufbau aufweisen, welcher verschieden vom Aufbau der zweiten Laserdiode ist. Weiter ist es möglich, dass die erste Laserdiode und die zweiten Laserdiode den gleichen Aufbau aufweisen. Bei der ersten Laserdiode und der zweiten Laserdiode kann es sich jeweils um einen Laserchip, insbesondere einen Halbleiterlaserchip, handeln. Die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode sind jeweils dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung zu erzeugen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, umfasst das Laserbauteil mindestens ein optisches Element, welches eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweist. Das optische Element kann ein optisch aktives Element sein. Das optische Element kann einstückig geformt sein. Bei dem optischen Element kann es sich um einen dreidimensionalen Körper handeln. Das optische Element kann eine Haupterstreckungsrichtung haben, entlang welcher es sich weiter erstreckt als entlang anderer Richtungen. Das optische Element kann einen Körper umfassen, welcher zur Transmission von Laserstrahlung vorgesehen ist. Das kann bedeuten, dass das optische Element zumindest stellenweise eine Transmissivität von mindestens 80 % für zumindest einige Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung aufweist. Das optische Element kann eine Transmissivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % für zumindest einige Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Das optische Element kann Glas aufweisen. Es ist weiter möglich, dass das optische Element einen Kunststoff, Saphir und/oder Silizium aufweist.
  • Bei der Eintrittsfläche kann es sich um eine Strahlungseintrittsfläche handeln. Das kann bedeuten, dass die Eintrittsfläche dafür vorgesehen ist, dass elektromagnetische Strahlung durch die Eintrittsfläche in das optische Element eintritt. Bei der Austrittsfläche kann es sich um eine Strahlungsaustrittsfläche handeln. Das kann bedeuten, dass die Austrittsfläche dafür vorgesehen ist, dass elektromagnetische Strahlung durch die Austrittsfläche aus dem optischen Element austritt. Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche können an gegenüberliegenden Seiten des optischen Elements angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass die Eintrittsfläche an einer Seite des optischen Elements angeordnet ist, welche der Seite, an welcher die Austrittsfläche angeordnet ist, abgewandt ist. Die Eintrittsfläche kann der ersten Laserdiode zugewandt sein.
  • Die Eintrittsfläche kann eine gekrümmte Fläche aufweisen. Es ist auch möglich, dass an der Eintrittsfläche eine Metalinse oder eine diffraktive optische Struktur angeordnet ist.
  • Die Austrittsfläche kann eine gekrümmte Fläche aufweisen. Es ist auch möglich, dass an der Austrittsfläche eine Metalinse oder eine diffraktive optische Struktur angeordnet ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, umfasst das Laserbauteil einen monolithischen Strahlkombinierer. Dass der Strahlkombinierer monolithisch ist kann bedeuten, dass der Strahlkombinierer einstückig geformt ist, bis auf Beschichtungen. Das bedeutet, dass der Strahlkombinierer aus einem Teil besteht, auf dem zusätzlich Beschichtungen angeordnet sein können. Der Strahlkombinierer kann dazu ausgelegt sein verschiedene auf den Strahlkombinierer auftreffende Strahlen zu mischen oder zu kombinieren. Das kann bedeuten, dass der Strahlkombinierer dazu ausgelegt ist, mindestens zwei auf den Strahlkombinierer auftreffende Laserstrahlen zu überlagern. Der Strahlkombinierer kann somit eine Strahlungseintrittsseite und eine Strahlungsaustrittsseite aufweisen. An der Strahlungseintrittsseite können verschiedene Strahlen auf den Strahlkombinierer auftreffen. An der Strahlungsaustrittsseite kann ein kombinierter Strahl aus dem Strahlkombinierer austreten. Der Strahlkombinierer kann Glas, einen Kunststoff, Saphir oder Silizium aufweisen. Bei dem Strahlkombinierer kann es sich um einen winkelabhängigen Strahlkombinierer handelt.
  • Das Laserbauteil kann einen Träger aufweisen. Die erste Laserdiode, die zweite Laserdiode, das optische Element und der Strahlkombinierer können auf dem Träger angeordnet sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist das optische Element dazu ausgelegt an der Eintrittsfläche die fast-Achse von auftreffender Laserstrahlung zu kollimieren. Bei der fast-Achse (fast axis, fast = englisch: schnell) kann es sich um die Achse in einem Querschnitt durch einen Laserstrahl handeln, entlang welcher die Divergenz des Laserstrahls maximal ist. Eine Kollimation der fast-Achse an der Eintrittsfläche kann durch verschiedene Formen der Eintrittsfläche erreicht werden. Die benötigte Form der Eintrittsfläche für eine Kollimation der fast-Achse hängt unter anderem von der Wellenlänge der auftreffenden Laserstrahlung und der Divergenz für die fast-Achse ab. Das optische Element kann dazu ausgelegt sein an der Eintrittsfläche die fast-Achse von auftreffender, von der ersten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist das optische Element dazu ausgelegt an der Austrittsfläche die slow-Achse von auftreffender Laserstrahlung zu kollimieren. Bei der slow-Achse (slow axis) kann es sich um die Achse in einem Querschnitt durch einen Laserstrahl handeln, entlang welcher die Divergenz des Laserstrahls minimal ist. Eine Kollimation der slow-Achse an der Austrittsfläche kann durch verschiedene Formen der Austrittsfläche erreicht werden. Die benötigte Form der Austrittsfläche für eine Kollimation der slow-Achse hängt unter anderem von der Wellenlänge der auftreffenden Laserstrahlung und der Divergenz für die slow-Achse ab. Das optische Element kann dazu ausgelegt sein an der Austrittsfläche die slow-Achse von auftreffender, von der ersten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren.
  • Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche können einen definierten Abstand zueinander aufweisen. Die Größe des Abstands zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche kann von Eigenschaften der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängen. Beispielsweise kann die Größe des Abstands zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche von der Wellenlänge der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängen. Es ist weiter möglich, dass die Größe des Abstands zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche vom Verhältnis der Divergenz der fast-Achse und der slow-Achse der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängt.
  • Das optische Element kann dazu ausgelegt sein Laserstrahlung in einen Strahl mit einem kreisförmigen Querschnitt zu bündeln oder umzuwandeln. Das kann bedeuten, dass Laserstrahlung, welche an der Eintrittsfläche in das optische Element eintritt, das optische Element an der Austrittsfläche als Laserstrahlung mit einem kreisförmigen Querschnitt verlässt. Um einen Laserstrahl mit einem kreisförmigen Querschnitt zu erzeugen, ist es nötig die fast-Achse und die slow-Achse der auftreffenden Laserstrahlung separat voneinander zu kollimieren. Dies erfolgt an der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche des optischen Elements. Somit ist das Laserbauteil zur Strahlformung, Kollimation und Überlagerung vorgesehen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist das optische Element zwischen der ersten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet. Das optische Element kann entlang einer lateralen Richtung, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft, zwischen der ersten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet sein. Das optische Element kann beabstandet zur ersten Laserdiode angeordnet sein. Das optische Element kann beabstandet zum Strahlkombinierer angeordnet sein.
  • Dem hier beschriebenen Laserbauteil liegt unter anderem die Idee zugrunde, dass alle Komponenten des Laserbauteils gemeinsam hergestellt werden können. So findet die Strahlformung der Laserstrahlung nicht außerhalb des Laserbauteils sondern bereits im Laserbauteil statt. Dadurch wird vermieden, dass Komponenten verschiedener Hersteller miteinander kombiniert werden müssen und die verschiedenen Komponenten des Laserbauteils können optimal aufeinander abgestimmt werden. Außerdem kann das Laserbauteil insgesamt einen kompakten Aufbau aufweisen und leicht sein.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für die Kollimation der von der ersten Laserdiode emittierten Laserstrahlung nur das optische Element benötigt wird. Es werden somit nicht wie sonst üblich zwei Linsen für die Kollimation benötigt. Das bedeutet, dass bei der Herstellung des Laserbauteils insgesamt weniger aufwändige Justage- oder Ausrichtungs-Schritte erforderlich sind. So wird statt der Montage von zwei Linsen und eventuell weiteren Spiegeln lediglich die Montage des optischen Elements benötigt. Deshalb wird auch nur ein aktiver Justage-Schritt benötigt. Außerdem werden weniger Transferschritte im Herstellungsverfahren benötigt, da für die erste Laserdiode nur ein optisches Element benötigt wird. Dies vereinfacht die Herstellung des Laserbauteils.
  • Des Weiteren kann der Strahlkombinierer frei von organischen Materialien sein. Der Strahlkombinierer ist monolithisch, weshalb keine organischen Verbindungsmaterialien benötigt werden. Organische Materialien können ausgasen und somit zu einer Verunreinigung von Laserfacetten des Laserbauteils führen. Dies kann zu Ausfällen des Laserbauteils oder einzelner Komponenten führen. Durch die Verwendung des monolithischen Strahlkombinierers werden diese Nachteile vermieden.
  • Insgesamt kann im Laserbauteil die Anzahl von Verbindungsflächen minimiert werden. So weist das optische Element zwei Oberflächen auf, welche Laserstrahlung im Betrieb passiert. Bei der Verwendung von zwei Linsen wären es insgesamt mindestens vier Oberflächen. Im Strahlkombinierer werden mehrere Verbindungsflächen vermieden, welche bei einem Strahlkombinierer, welcher nicht monolithisch ist, vorhanden wären. Durch die Minimierung der Anzahl von Verbindungsflächen werden optische Verluste im Laserbauteil an Verbindungsflächen minimiert. So kann elektromagnetische Strahlung, welche auf eine Verbindungsfläche auftrifft, beispielsweise teilweise reflektiert werden. Diese Verluste werden im Laserbauteil minimiert. Daher kann das Laserbauteil effizient betrieben werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weist das Laserbauteil mindestens eine dritte Laserdiode auf. Die dritte Laserdiode kann einen Aufbau aufweisen, welcher verschieden vom Aufbau der ersten Laserdiode und der zweiten Laserdiode ist. Weiter ist es möglich, dass die dritte Laserdiode den gleichen Aufbau wie die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode aufweist. Bei der dritten Laserdiode kann es sich um einen Laserchip, insbesondere einen Halbleiterlaserchip, handeln. Die dritte Laserdiode ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung zu erzeugen. Die erste Laserdiode, die zweite Laserdiode und die dritte Laserdiode können entlang einer lateralen Richtung nebeneinander angeordnet sein. Dabei können sich die erste Laserdiode, die zweite Laserdiode und die dritte Laserdiode parallel zueinander erstrecken. Alternativ ist es auch möglich, dass sich mindestens zwei der Laserdioden unter einem Winkel von größer als 0° zueinander erstrecken. Beispielsweise können sich mindestens zwei der Laserdioden unter einem Winkel von 90° zueinander erstrecken. Durch die Verwendung der dritten Laserdiode kann vorteilhafterweise Laserstrahlung der drei Laserdioden kombiniert werden. Beispielsweise können die drei Laserdioden Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen emittieren. Somit kann die von den drei Laserdioden emittierte Laserstrahlung mit dem Strahlkombinierer zu Laserstrahlung verschiedener Farben kombiniert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist die erste Laserdiode dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, die zweite Laserdiode ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren und der erste Wellenlängenbereich ist verschieden vom zweiten Wellenlängenbereich. Der erste Wellenlängenbereich umfasst mindestens eine Wellenlänge. Der zweite Wellenlängenbereich umfasst mindestens eine Wellenlänge. Somit kann im Strahlkombinierer Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen miteinander kombiniert werden. Daher kann das Laserbauteil Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen emittieren.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weist das Laserbauteil mindestens ein weiteres optisches Element auf, welches eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweist. Das weitere optische Element kann die gleichen Merkmale wie das optische Element aufweisen. Das kann bedeuten, dass das weitere optische Element zumindest einige Merkmale des optischen Elements aufweist. Das optische Element und das weitere optische Element können sich in ihrer Größe unterscheiden. Beispielsweise können sich das optische Element und das weitere optische Element unterschiedlich weit entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung erstrecken. Weiter ist es möglich, dass die Eintrittsfläche des weiteren optischen Elements eine andere Form aufweist als die Eintrittsfläche des optischen Elements. Die Austrittsfläche des weiteren optischen Elements kann eine andere Form aufweisen als die Austrittsfläche des optischen Elements.
  • Das optische Element kann der ersten Laserdiode zugeordnet sein. Das weitere optische Element kann der zweiten Laserdiode zugeordnet sein. Das kann bedeuten, dass das weitere optische Element dazu ausgelegt sein kann an der Eintrittsfläche die fast-Achse von auftreffender, von der zweiten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren. Außerdem kann das weitere optische Element dazu ausgelegt sein an der Austrittsfläche die slow-Achse von auftreffender, von der zweiten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren.
  • Mit dem optischen Element und dem weiteren optischen Element kann für jede der beiden Laserdioden die Laserstrahlung kollimiert werden. Dies führt dazu, dass aus dem Laserbauteil austretende Laserstrahlung eine gewünschte Form aufweisen kann.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist das weitere optische Element zwischen der zweiten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet. Das weitere optische Element kann entlang einer lateralen Richtung, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft, zwischen der zweiten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet sein. Das weitere optische Element kann beabstandet zur zweiten Laserdiode angeordnet sein. Das weitere optische Element kann beabstandet zum Strahlkombinierer angeordnet sein. Somit kann von der zweiten Laserdiode emittierte Laserstrahlung auf das weitere optische Element auftreffen, um dort kollimiert zu werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist die Eintrittsfläche des optischen Elements gewölbt. Die Eintrittsfläche kann zumindest stellenweise eine sphärische Form haben. Die Eintrittsfläche kann nach außen gewölbt sein. Das kann bedeuten, dass das optische Element im Bereich der maximalen Wölbung eine größere Ausdehnung entlang einer lateralen Richtung aufweist als an einem Rand der Wölbung. Die Eintrittsfläche kann zur ersten Laserdiode hin gewölbt sein. Durch die Wölbung hat die Eintrittsfläche den Effekt einer Zylinderlinse. Die Eintrittsfläche kann die Form einer Seite einer Zylinderlinse aufweisen. Somit kann auf die Eintrittsfläche auftreffende Laserstrahlung an der Eintrittsfläche kollimiert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist die Austrittsfläche des optischen Elements gewölbt. Die Austrittsfläche kann zumindest stellenweise eine sphärische Form haben. Die Austrittsfläche kann nach außen gewölbt sein. Das kann bedeuten, dass das optische Element im Bereich der maximalen Wölbung eine größere Ausdehnung entlang einer lateralen Richtung aufweist als an einem Rand der Wölbung. Die Austrittsfläche kann zum Strahlkombinierer hin gewölbt sein. Durch die Wölbung hat die Austrittsfläche den Effekt einer Zylinderlinse. Die Austrittsfläche kann die Form einer Seite einer Zylinderlinse aufweisen. Somit kann auf die Austrittsfläche auftreffende Laserstrahlung an der Austrittsfläche kollimiert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weisen die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche des optischen Elements verschiedene Krümmungsradien auf. Die Eintrittsfläche kann einen Krümmungsradius aufweisen, der größer oder kleiner als der Krümmungsradius der Austrittsfläche ist. Somit können die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche unterschiedlich stark gekrümmt sein. Dadurch kann an der Eintrittsfläche eine andere Achse von auftreffender Laserstrahlung als an der Austrittsfläche kollimiert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weist das optische Element zwei gekreuzte Linsen auf. Dabei kann eine der Linsen an der Eintrittsfläche und die andere der Linsen an der Austrittsfläche angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass eine Linsenfacette an der Eintrittsfläche und eine weitere Linsenfacette an der Austrittsfläche angeordnet ist. Die zwei Linsen können einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen. Mit den zwei gekreuzten Linsen wird ermöglicht, dass an der Eintrittsfläche die fast-Achse von auftreffender Laserstrahlung kollimiert werden kann und dass an der Austrittsfläche die slow-Achse von auftreffender Laserstrahlung kollimiert werden kann. Im Vergleich zur Situation, dass zwei normale Linsen verwendet werden, ist bei zwei gekreuzten Linsen der Justage-Aufwand verringert.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, ist jede der Linsen eine Zylinderlinse. Zylinderlinsen können vorteilhafterweise einfach hergestellt werden und ermöglichen eine Kollimation von Laserstrahlung.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, sind die erste Laserdiode, die zweite Laserdiode, das optische Element und der monolithische Strahlkombinierer gemeinsam verkapselt. Das Laserbauteil kann eine Verkapselung aufweisen, welche die erste Laserdiode, die zweite Laserdiode, das optische Element und den monolithischen Strahlkombinierer gemeinsam verkapselt. Die Verkapselung kann die erste Laserdiode, die zweite Laserdiode, das optische Element und den monolithischen Strahlkombinierer vollständig bedecken. Die Verkapselung kann hermetisch dicht sein. Durch die Verkapselung sind die Komponenten des Laserbauteils vorteilhafterweise vor Einflüssen von außerhalb des Laserbauteils geschützt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der ersten Laserdiode abgewandten Seite eine reflektierende Schicht auf. Die reflektierende Schicht kann den Strahlkombinierer stellenweise bedecken. Die reflektierende Schicht kann den Strahlkombinierer an der der ersten Laserdiode abgewandten Seite stellenweise bedecken. Die reflektierende Schicht kann ein Metall aufweisen. Es ist auch möglich, dass die reflektierende Schicht einen dichroitischen Spiegel oder einen Braggspiegel aufweist. Die reflektierende Schicht ermöglicht, dass auf die reflektierende Schicht auftreffende Laserstrahlung an dieser reflektiert und somit zunächst am Verlassen des Strahlkombinierers gehindert wird. Anschließend kann die reflektierte Strahlung mit weiterer Laserstrahlung überlagert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weist die reflektierende Schicht für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % auf. Die reflektierende Schicht kann für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % aufweisen. Somit kann ein Großteil der auf die reflektierende Schicht auftreffenden Strahlung im Strahlkombinierer mit anderer Laserstrahlung überlagert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der zweiten Laserdiode zugewandten Seite eine Filterschicht auf, die für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % aufweist und für von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % aufweist. Die Filterschicht kann die der zweiten Laserdiode zugewandte Seite des Strahlkombinierers teilweise bedecken. Das kann bedeuten, dass mindestens ein Bereich der Seite des Strahlkombinierers, die der zweiten Laserdiode zugewandt ist, frei von der Filterschicht ist. Die Filterschicht kann in einem Bereich angeordnet sein, auf welchen im Betrieb von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung auftrifft. Die Filterschicht kann für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % aufweisen. Die Filterschicht kann ein Metall aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Filterschicht einen dichroitischen Spiegel oder einen Braggspiegel aufweist. Die Filterschicht kann für von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 70 % oder mindestens 90 % aufweisen. Die Filterschicht ermöglicht, dass an der reflektierenden Schicht reflektierte Strahlung der ersten Laserdiode an der Filterschicht nochmals reflektiert wird und somit im Strahlkombinierer verbleibt. Dort kann diese Strahlung der ersten Laserdiode mit anderer Laserstrahlung überlagert werden. Gleichzeitig kann durch die Filterschicht von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung in den Strahlkombinierer eintreten und mit von der ersten Laserdiode emittierter Strahlung überlagert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Laserbauteils, weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der ersten Laserdiode zugewandten Seite eine Strahlungseintrittsfläche auf, welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements erstreckt. Die Strahlungseintrittsfläche des Strahlkombinierers kann auch der zweiten Laserdiode und/oder der dritten Laserdiode zugewandt sein. Die Draufsicht erfolgt entlang einer Richtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft. In der Draufsicht sind der Strahlkombinierer und das optische Element nebeneinander angeordnet. Somit schließen in der Draufsicht die Strahlungseintrittsfläche des Strahlkombinierers und die Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements einen Winkel miteinander ein, der nicht 90° beträgt. Mit dieser Anordnung des Strahlkombinierers können auf den Strahlkombinierer auftreffende Strahlen in diesem umgelenkt und miteinander überlagert werden. Somit kann das Laserbauteil Laserstrahlung verschiedener Farben emittieren.
  • Im Folgenden wird das hier beschriebene Laserbauteil in Verbindung mit Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
    • Die 1 und 2 zeigen ein Laserbauteil gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 3 zeigt ein optisches Element gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • Die 4, 5 und 6 zeigen einen Strahlkombinierer gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 7 zeigt ein Laserbauteil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    • 8 zeigt einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels des Laserbauteils.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Laserbauteils 20 gezeigt. Das Laserbauteil 20 weist eine erste Laserdiode 21, eine zweite Laserdiode 22 und eine dritte Laserdiode 27 auf.
  • Die drei Laserdioden 21, 22, 27 sind nebeneinander auf einem Montagebereich 33 angeordnet. Der Montagebereich 33 mit den Laserdioden 21, 22, 27 ist auf einem Träger 34 des Laserbauteils 20 angeordnet. Die erste Laserdiode 21 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im roten Wellenlängenbereich zu emittieren. Die zweite Laserdiode 22 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im grünen Wellenlängenbereich zu emittieren. Die dritte Laserdiode 27 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im blauen Wellenlängenbereich zu emittieren. Es ist jedoch auch möglich, dass die Laserdioden 21, 22, 27 Laserstrahlung in anderen Wellenlängenbereichen emittieren. Die drei Laserdioden 21, 22, 27 sind parallel zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die drei Laserdioden 21, 22, 27 im Betrieb in die gleiche Richtung Laserstrahlung emittieren.
  • Das Laserbauteil 20 weist weiter ein optisches Element 23 auf, welches eine Eintrittsfläche 24 und eine Austrittsfläche 25 aufweist. Das optische Element 23 ist benachbart und beabstandet zur ersten Laserdiode 21 angeordnet. Das optische Element 23 ist an der Seite der ersten Laserdiode 21 angeordnet, an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der ersten Laserdiode 21 austritt. Somit kann im Betrieb aus der ersten Laserdiode 21 austretende Laserstrahlung auf das optische Element 23 auftreffen.
  • Die Eintrittsfläche 24 des optischen Elements 23 ist gewölbt. Außerdem ist die Austrittsfläche 25 des optischen Elements 23 gewölbt. Insgesamt weist das optische Element 23 zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf. Dabei weisen die Eintrittsfläche 24 und die Austrittsfläche 25 verschiedene Krümmungsradien auf.
  • Das Laserbauteil 20 weist zwei weitere optische Elemente 28, 38 auf. Ein erstes weiteres optisches Element 28 ist benachbart und beabstandet zur zweiten Laserdiode 22 angeordnet. Das erste weitere optische Element 28 ist an der Seite der zweiten Laserdiode 22 angeordnet, an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der zweiten Laserdiode 22 austritt. Somit kann im Betrieb aus der zweiten Laserdiode 22 austretende Laserstrahlung auf das erste weitere optische Element 28 auftreffen. Ein zweites weiteres optisches Element 38 ist benachbart und beabstandet zur dritten Laserdiode 27 angeordnet. Das zweite weitere optische Element 38 ist an der Seite der dritten Laserdiode 27 angeordnet, an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der dritten Laserdiode 27 austritt. Somit kann im Betrieb aus der dritten Laserdiode 27 austretende Laserstrahlung auf das zweite weitere optische Element 38 auftreffen.
  • Die weiteren optischen Elemente 28, 38 können das gleiche Material und in etwa die gleiche Form wie das optische Element 23 aufweisen. Jedoch erstrecken sich das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28, 38 jeweils unterschiedlich lang entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung. Außerdem sind das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28, 38 jeweils unterschiedlich weit von der ihnen zugeordneten Laserdiode 21, 22, 27 angeordnet. So ist das optische Element 23 weiter entfernt von der ersten Laserdiode 21 angeordnet als das erste weitere optische Element 28 von der zweiten Laserdiode 22.
  • Das optische Element 23 ist dazu ausgelegt an der Eintrittsfläche 24 die fast-Achse von auftreffender Laserstrahlung zu kollimieren. Das bedeutet, dass das optische Element 23 dazu ausgelegt ist an der Eintrittsfläche 24 die fast-Achse von auftreffender Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 zu kollimieren. Außerdem ist das optische Element 23 dazu ausgelegt an der Austrittsfläche 25 die slow-Achse von auftreffende Laserstrahlung zu kollimieren. Das bedeutet, dass das optische Element 23 dazu ausgelegt ist an der Austrittsfläche 25 die slow-Achse von auftreffender Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 zu kollimieren. Das gleiche gilt für die weiteren optischen Elemente 28, 38 und ihre jeweils zugeordnete Laserdiode 22, 27. Das bedeutet unter anderem, dass auch die weiteren optischen Elemente 28, 38 jeweils eine Eintrittsfläche 24 und eine Austrittsfläche 25 aufweisen. Insgesamt weist jedes der weiteren optischen Elemente 28, 38 zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf.
  • Das Laserbauteil 20 weist einen monolithischen Strahlkombinierer 26 auf. Das optische Element 23 ist zwischen der ersten Laserdiode 21 und dem Strahlkombinierer 26 angeordnet. Das erste weitere optische Element 28 ist zwischen der zweiten Laserdiode 22 und dem Strahlkombinierer 26 angeordnet. Das zweite weitere optische Element 38 ist zwischen der dritten Laserdiode 27 und dem Strahlkombinierer 26 angeordnet. Das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und der Strahlkombinierer 26 sind ebenfalls auf dem Träger 34 angeordnet. Der Strahlkombinierer 26 weist an einer der ersten Laserdiode 21 zugewandten Seite eine Strahlungseintrittsfläche 32 auf, welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 erstreckt.
  • Der Strahlkombinierer 26 ist dazu ausgelegt auf den Strahlkombinierer 26 auftreffende Laserstrahlung zu überlagern. An der dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28, 38 zugewandten Seite kann Laserstrahlung auf den Strahlkombinierer 26 auftreffen. Somit kann im Betrieb des Laserbauteils 20 die erste Laserdiode 21 Laserstrahlung emittieren, welche auf das optische Element 23 auftrifft und dort kollimiert wird. Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem optischen Element 23 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und trifft auf den Strahlkombinierer 26 auf. Die kollimierte Laserstrahlung ist jeweils als zylinderförmiger Strahl dargestellt. Genauso kann die zweite Laserdiode 22 Laserstrahlung emittieren, welche auf das erste weitere optische Element 28 auftrifft und dort kollimiert wird. Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem ersten weiteren optischen Element 28 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und trifft auf den Strahlkombinierer 26 auf. Genauso kann die dritte Laserdiode 27 Laserstrahlung emittieren, welche auf das zweite weitere optische Element 38 auftrifft und dort kollimiert wird. Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und trifft auf den Strahlkombinierer 26 auf. Im Strahlkombinierer 26 wird die auftreffende Laserstrahlung überlagert und diese tritt als ein Laserstrahl an einer dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28, 38 abgewandten Seite aus dem Strahlkombinierer 26 aus.
  • In 2 ist eine andere Ansicht auf das Ausführungsbeispiel des Laserbauteils 20 aus 1 gezeigt. 2 zeigt eine Ansicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26, aus welcher die überlagerte Strahlung austritt. An dieser Seite weist der Strahlkombinierer 26 eine Strahlungsaustrittsfläche 37 auf.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des optischen Elements 23. Auch die weiteren optischen Elemente 28, 38 können diesen oder einen ähnlichen Aufbau aufweisen. In 3 ist eine 3-dimensionale Sicht auf das optische Element 23 gezeigt. Die Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 verläuft entlang der x-Achse. Das optische Element 23 weist zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf. An der Austrittsfläche 25 ist die Wölbung des optischen Elements 23 um 90° gedreht im Vergleich zur Eintrittsfläche 24. Das bedeutet, dass die Eintrittsfläche 24 eine Linie aufweist, entlang welcher das optische Element 23 entlang der x-Achse die längste Erstreckung aufweist. Diese Linie verläuft parallel zur y-Achse. Auch die Austrittsfläche 25 weist eine Linie auf, entlang welcher das optische Element 23 entlang der x-Achse die längste Erstreckung aufweist. Diese Linie verläuft an der Austrittsfläche 25 parallel zur z-Achse.
  • In 4 ist ein Querschnitt durch den Strahlkombinierer 26 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Dabei ist eine Draufsicht auf den Strahlkombinierer 26 gezeigt. Von der linken Bildseite her kann aus dem optischen Element 23 und aus den weiteren optischen Elementen 28, 38 austretende Laserstrahlung auf den Strahlkombinierer 26 auftreffen. Die Laserstrahlung ist jeweils als durch gestrichelte Linien begrenzt dargestellt. Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen ist mit unterschiedlich gestrichelten Linien dargestellt. In Richtung der rechten Bildseite kann überlagerte Laserstrahlung aus dem Strahlkombinierer 26 austreten. Bei dem Strahlkombinierer 26 kann es sich um einen Block handeln. Der Strahlkombinierer 26 kann ein transparentes Material aufweisen.
  • Der Strahlkombinierer 26 weist an einer dem optischen Element 23 zugewandten Seite eine erste Filterschicht 31 auf. Die erste Filterschicht 31 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % auf.
  • An einer dem optischen Element 23 abgewandten Seite weist der Strahlkombinierer 26 eine reflektierende Schicht 29 auf. Die reflektierende Schicht 29 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % auf. Die Reflektivität der reflektierenden Schicht 29 kann von der Wellenlänge der auftreffenden Strahlung und/oder von der Polarisation der auftreffenden Strahlung abhängen. Die reflektierende Schicht 29 bedeckt nur einen Teil der dem optischen Element 23 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26. Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 in dem Bereich, welcher einem Bereich gegenüberliegt, durch welchen Laserstrahlung, welche aus dem optischen Element 23 austritt und auf den Strahlkombinierer 26 auftrifft, in diesen eintritt.
  • Der Strahlkombinierer 26 weist weiter an einer dem ersten weiteren optischen Element 28 zugewandten Seite eine zweite Filterschicht 36 auf. Die zweite Filterschicht 36 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % auf und für von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 %. Die Reflektivität der zweiten Filterschicht 36 kann von der Wellenlänge der auftreffenden Strahlung und/oder von der Polarisation der auftreffenden Strahlung abhängig sein.
  • An einer dem ersten weiteren optischen Element 28 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 ist die reflektierende Schicht 29 angeordnet. Die reflektierende Schicht 29 weist für von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % auf. Die Reflektivität der reflektierenden Schicht 29 kann von der Wellenlänge der auftreffenden Strahlung und/oder von der Polarisation der auftreffenden Strahlung abhängen. Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 in dem Bereich, welcher einem Bereich gegenüberliegt, durch welchen Laserstrahlung, welche aus dem ersten weiteren optischen Element 28 austritt und auf den Strahlkombinierer 26 auftrifft, in diesen eintritt.
  • Der Strahlkombinierer 26 weist weiter an einer dem zweiten weiteren optischen Element 38 zugewandten Seite eine dritte Filterschicht 35 auf. Die dritte Filterschicht 35 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung und von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % auf und für von der dritten Laserdiode 27 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 %. Die Reflektivität der dritten Filterschicht 35 kann von der Wellenlänge der auftreffenden Strahlung und/oder von der Polarisation der auftreffenden Strahlung abhängig sein.
  • Die Überlagerung von Laserstrahlung im Strahlkombinierer 26 kann wie folgt erfolgen. Die aus dem optischen Element 23 austretende, von der ersten Laserdiode 21 emittierte Laserstrahlung trifft auf den Strahlkombinierer 26 auf und tritt durch die erste Filterschicht 31 in diesen ein. Die von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung wird an der reflektierenden Schicht 29 größtenteils in Richtung der zweiten Filterschicht 36 reflektiert. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Strahlkombinierer 26 so angeordnet ist, dass die Strahlungseintrittsfläche 32 sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 erstreckt. An der zweiten Filterschicht 36 wiederum wird ein Großteil der auftreffenden Laserstrahlung, welche von der ersten Laserdiode 21 emittiert wurde, in Richtung der reflektierenden Schicht 29 reflektiert. Außerdem kann durch die zweite Filterschicht 36 die aus dem ersten weiteren optischen Element 28 austretende und von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintreten. Somit werden zwischen der zweiten Filterschicht 36 und der reflektierenden Schicht 29 bereits Laserstrahlung, welche von der ersten Laserdiode 21 emittiert wurde und Laserstrahlung, welche von der zweiten Laserdiode 22 emittiert wurde, überlagert. An der reflektierenden Schicht 29 werden ein Großteil der auftreffenden, von der ersten Laserdiode 21 emittierten Strahlung und ein Großteil der auftreffenden, von der zweiten Laserdiode 22 emittierten Strahlung in Richtung der dritten Filterschicht 35 reflektiert. An der dritten Filterschicht 35 wiederum wird ein Großteil der auftreffenden, von der ersten Laserdiode 21 emittierten Strahlung und ein Großteil der auftreffenden, von der zweiten Laserdioden 22 emittierten Strahlung reflektiert. Außerdem kann durch die dritte Filterschicht 35 die aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 und von der dritten Laserdiode 27 emittierte Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintreten. Somit werden zwischen der dritten Filterschicht 36 und der Strahlungsaustrittsfläche 37 des Strahlkombinierers 26 von der ersten Laserdiode 21 emittierte Laserstrahlung, von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Laserstrahlung und von der dritten Laserdiode 27 emittierte Laserstrahlung überlagert. Die überlagerte Laserstrahlung kann an der Strahlungsaustrittsfläche 37 aus dem Strahlkombinierer 26 austreten. An der Strahlungsaustrittsfläche 37 ist der Strahlkombinierer 26 frei von der reflektierenden Schicht 29.
  • In 5 ist eine Sicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 gezeigt, an welcher die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 angeordnet sind. Die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 sind übereinander und beabstandet zueinander angeordnet. Die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 bedecken den Strahlkombinierer 26 jeweils stellenweise.
  • In 6 ist eine Sicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 gezeigt, an welcher die reflektierende Schicht 29 angeordnet ist. Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 an dieser Seite stellenweise. An der Strahlungsaustrittsfläche 37 ist der Strahlkombinierer 26 frei von der reflektierenden Schicht 29.
  • In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Laserbauteils 20 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Laserdiode 21, die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27, das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und der Strahlkombinierer 26 gemeinsam verkapselt. Auf dem Träger 34 ist eine Verkapselung 30 angeordnet, welche die erste Laserdiode 21, die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27, das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und den Strahlkombinierer 26 bedeckt.
  • In 8 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels des Laserbauteils 20 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Laserdiode 21, die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27, das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und der Strahlkombinierer 26 anders als in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel angeordnet. Die erste Laserdiode 21 und das optische Element 23 sind an der gleichen Seite des Strahlkombinierers 26 angeordnet wie dessen Strahlungsaustrittsfläche 37. Die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27 und die weiteren optischen Elemente 28, 38 sind an der der Strahlungsaustrittsfläche 37 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 angeordnet. Das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28, 38 sind derart angeordnet, dass aus dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28, 38 austretende Laserstrahlung unter einem Winkel auf den Strahlkombinierer 26 auftrifft, welcher verschieden von 90° ist. Aus dem ersten weiteren optischen Element 28 ausgetretene und in den Strahlkombinierer 26 eingetretene Laserstrahlung wird an einem Bereich, durch welchen aus dem optischen Element 23 ausgetretene Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintritt, reflektiert. Somit werden Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 und Laserstrahlung der zweiten Laserdiode 22 überlagert. An einem Bereich, durch welchen aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 ausgetretene Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintritt, wird die überlagerte Laserstrahlung reflektiert. Dadurch wird insgesamt Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21, Laserstrahlung der zweiten Laserdiode 22 und Laserstrahlung der dritten Laserdiode 27 überlagert. Diese überlagerte Strahlung kann durch die Strahlungsaustrittsfläche 37 aus dem Strahlkombinierer 26 austreten.
  • Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 20
    Laserbauteil
    21
    erste Laserdiode
    22
    zweite Laserdiode
    23
    optisches Element
    24
    Eintrittsfläche
    25
    Austrittsfläche
    26
    Strahlkombinierer
    27
    dritte Laserdiode
    28
    erstes weiteres optisches Element
    29
    reflektierende Schicht
    30
    Verkapselung
    31
    erste Filterschicht
    32
    Strahlungseintrittsfläche
    33
    Montagebereich
    34
    Träger
    35
    dritte Filterschicht
    36
    zweite Filterschicht
    37
    Strahlungsaustrittsfläche
    38
    zweites weiteres optisches Element

Claims (15)

  1. Laserbauteil (20) mit: - mindestens einer ersten Laserdiode (21) und mindestens einer zweiten Laserdiode (22), - mindestens einem optischen Element (23), welches eine Eintrittsfläche (24) und eine Austrittsfläche (25) aufweist, und - einem monolithischen Strahlkombinierer (26), wobei - das optische Element (23) dazu ausgelegt ist an der Eintrittsfläche (24) die fast-Achse von auftreffender Laserstrahlung zu kollimieren, - das optische Element (23) dazu ausgelegt ist an der Austrittsfläche (25) die slow-Achse von auftreffender Laserstrahlung zu kollimieren, und - das optische Element (23) zwischen der ersten Laserdiode (21) und dem Strahlkombinierer (26) angeordnet ist.
  2. Laserbauteil (20) gemäß Anspruch 1, welches mindestens eine dritte Laserdiode (27) aufweist.
  3. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Laserdiode (21) dazu ausgelegt ist im Betrieb Laserstrahlung in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, die zweite Laserdiode (22) dazu ausgelegt ist im Betrieb Laserstrahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren und der erste Wellenlängenbereich verschieden vom zweiten Wellenlängenbereich ist.
  4. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, welches mindestens ein weiteres optisches Element (28) aufweist, welches eine Eintrittsfläche (24) und eine Austrittsfläche (25) aufweist.
  5. Laserbauteil (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das weitere optische Element (28) zwischen der zweiten Laserdiode (22) und dem Strahlkombinierer (26) angeordnet ist.
  6. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Eintrittsfläche (24) des optischen Elements (23) gewölbt ist.
  7. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Austrittsfläche (25) des optischen Elements (23) gewölbt ist.
  8. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Eintrittsfläche (24) und die Austrittsfläche (25) des optischen Elements (23) verschiedene Krümmungsradien aufweisen.
  9. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optische Element (23) zwei gekreuzte Linsen aufweist.
  10. Laserbauteil (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei jede der Linsen eine Zylinderlinse ist.
  11. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Laserdiode (21), die zweite Laserdiode (22), das optische Element (23) und der monolithische Strahlkombinierer (26) gemeinsam verkapselt sind.
  12. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der monolithische Strahlkombinierer (26) an einer der ersten Laserdiode (21) abgewandten Seite eine reflektierende Schicht (29) aufweist.
  13. Laserbauteil (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die reflektierende Schicht (29) für von der ersten Laserdiode (21) emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % aufweist.
  14. Laserbauteil (20) gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der monolithische Strahlkombinierer (26) an einer der zweiten Laserdiode (22) zugewandten Seite eine Filterschicht (31) aufweist, die für von der ersten Laserdiode (21) emittierte Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % aufweist und für von der zweiten Laserdiode (22) emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % aufweist.
  15. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der monolithische Strahlkombinierer (26) an einer der ersten Laserdiode (21) zugewandten Seite eine Strahlungseintrittsfläche (32) aufweist, welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements (23) erstreckt.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090103923A1 (en) 2007-10-22 2009-04-23 Kazuhiko Hosomi Optical Transmitter/Receiver Module
DE102015105807A1 (de) 2015-04-16 2016-10-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Leuchtvorrichtung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823357A (en) * 1986-11-10 1989-04-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Diffraction limited dichroic combiner diode laser
US8861082B2 (en) * 2012-02-21 2014-10-14 Corning Incorporated Method and apparatus for combining laser array light sources
CN107078807A (zh) * 2016-12-13 2017-08-18 索尔思光电(成都)有限公司 多通道光发射器及其制造和使用方法
JP6227216B1 (ja) * 2017-03-21 2017-11-08 三菱電機株式会社 レーザ加工装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090103923A1 (en) 2007-10-22 2009-04-23 Kazuhiko Hosomi Optical Transmitter/Receiver Module
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