DE10209605A1

DE10209605A1 - Arrangement for the correction of laser radiation emanating from a laser light source and method for producing the arrangement

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Publication number: DE10209605A1
Application number: DE10209605A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Focuslight Germany GmbH
Priority date: 2001-04-07
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2002-10-10

Abstract

The invention relates to an assembly for correcting laser illumination emitted from a laser light source (1), comprising a laser light source (1), which has linear emission sources (2) that are arranged in a row in a first direction (X), whereby in addition, the emission sources (2) that are arranged essentially in a row are at least partially offset relative to the row in a perpendicular direction (Y) in relation to the first direction (X). The assembly also comprises corrective elements (6, 8, 10), which can correct the laser illumination emitted from the laser light source (1) in such a way that the spatial distortion of the laser illumination, caused by the offset position of the emission sources (2) relative to the row, is compensated. According to the invention, the corrective elements (10) are configured as a plate array that comprises a number of plate elements (11) consisting of substantially plane-parallel plates that are transparent to the laser illumination used. At least two of the plate elements (11) have a different thickness and the corrective means (10) is located in the laser illumination emitted from the laser light source (1), in such a way that the light beams (3, 3') emitted from at least two emission sources (2) that are offset in relation to one another are subjected to a respective beam offset of a different magnitude by two different plate elements (11), thus compensating the distortion caused by the offset position of the emission sources. The invention also relates to a method for producing the aforementioned assembly.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für die Korrektur von von einer Laserlichtquelle ausgehender Laserstrahlung, umfassend eine Laserlichtquelle, die linienförmige Emissionsquellen aufweist, die im wesentlichen in mindestens einer Reihe in einer ersten Richtung angeordnet sind, wobei weiterhin die im wesentlichen in einer Reihe angeordneten Emissionsquellen in einer zu der ersten Richtung senkrechten Richtung zumindest teilweise zu der Reihe versetzt angeordnet sind, und wobei weiterhin die Anordnung Korrekturmittel umfasst, die die von der Laserlichtquelle ausgehende Laserstrahlung derart korrigieren können, dass die durch die Versetzung der Emissionsquellen zu der Reihe bewirkte räumliche Verzerrung der Laserstrahlung ausgeglichen wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser Anordnung.The present invention relates to an arrangement for the correction of one Laser light source outgoing laser radiation, comprising a laser light source, the has linear emission sources which are essentially in at least one Row are arranged in a first direction, wherein the in emission sources essentially arranged in a row in one to the first Direction perpendicular to the row at least partially offset are arranged, and wherein the arrangement further comprises correction means which can correct the laser radiation emanating from the laser light source in such a way that caused by relocating the emission sources to the series spatial distortion of the laser radiation is compensated. Furthermore, the The present invention relates to a method for producing this arrangement.

Eine Anordnung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem US-Patent US 6,166,759 bekannt. Bei der darin beschriebenen Anordnung wird die bei Laserdiodenbarren in der Regel auftretende sogenannte "Smile"-Verzerrung, die im wesentlichen einer Verbiegung der Reihe von Emissionsquellen entspricht, korrigiert. Als Korrekturmittel wird dabei eine Glasfaser verwendet, die gleichzeitig als Kollimatorlinse wirkt, wobei die Glasfaser im wesentlichen parallel zu der Reihe der Emissionszentren und somit zu der ersten Richtung ausgerichtet ist. Mit Hilfe dieser Glasfaser wird somit auch gleichzeitig die Fast-Axis-Divergenz des von dem Laserdiodenbarren ausgehenden Laserlichts kollimiert. Die Glasfaser wird, um ihrer Korrekturfunktion nachkommen zu können, gezielt mittels eines extrem komplizierten mechanischen Biegeinstrumentes derart verbogen, dass das von den einzelnen zueinander versetzten Emissionszentren ausgehende Licht jeweils etwa mittig auf die dem Laserdiodenbarren zugewandte Querseite der Glasfaser auftrifft. Dadurch werden die durch die Glasfaser hindurchtretenden von den einzelnen Emissionsquellen ausgehenden Lichtstrahlen zwar in sich parallelisiert, weisen aber durchaus noch einen minimalen Strahlversatz gegeneinander auf. Als besonders nachteilig bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung erweist sich, dass das für die Verbiegung der Glasfaser verwendete Instrument relativ kompliziert aufgebaut ist, weil insbesondere die Glasfaser an einigen Stellen nur um wenige µm beziehungsweise Bruchteile von µm gegenüber anderen Stellen gezielt verbogen werden muss. An arrangement and a method of the type mentioned are from the U.S. Patent US 6,166,759 is known. With the arrangement described therein, the so-called "smile" distortion that usually occurs with laser diode bars, which essentially corresponds to a deflection of the series of emission sources, corrected. A glass fiber is used as the correction means, which simultaneously acts as a collimator lens, the glass fiber being substantially parallel to the row of the emission centers and thus oriented towards the first direction. With help this glass fiber thus also becomes the fast-axis divergence of the Laser diode bars collimating outgoing laser light. The fiber is going to to be able to perform their correction function, specifically by means of an extreme complicated mechanical bending instrument so bent that the light emanating from the individual offset emission centers approximately in the middle of the transverse side of the glass fiber facing the laser diode bar incident. As a result, those of the light rays emanating from individual emission sources are parallelized, but still have a minimal beam offset against each other. As particularly disadvantageous in this arrangement known from the prior art it turns out that the instrument used for bending the fiber is relatively complicated, because in particular the glass fiber at some points only a few µm or fractions of µm compared to other places must be deliberately bent.

Aus dem US-Patent US 5,854,651 sind eine Anordnung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen als Korrekturmittel unter anderem planparallele Plättchen verwendet werden. Dabei sind diese planparallelen Plättchen in Strahlrichtung hinter einer Kollimationslinse für die Fast-Axis und hinter Fokussierungslinsen für die Slow-Axis sowie weiterhin hinter einer weiteren Fokussierungslinse für die Fast-Axis angeordnet. Die planparallelen Plättchen sind entsprechend der vorher vermessenen "Smile"-Verzerrung zur optischen Achse gekippt. Als nachteilig hierbei erweist sich, dass zum einen für jedes dieser planparallelen Plättchen entsprechend dem vertikalen Versatz des zugeordneten Emissionszentrums des Laserdiodenbarrens ein exakter Verkippungswinkel gegenüber der optischen Achse eingestellt werden muss. Zum anderen ist es als besonders nachteilig anzusehen, dass dieser Winkel aufgrund des sehr exakt zu realisierenden Strahlversatzes ausgesprochen exakt gewählt werden muss. Dies lässt sich unter Umständen nur mit sehr großem Aufwand realisieren.US Pat. No. 5,854,651 describes an arrangement and a method of known at the outset, in which, among other things, correction means plane-parallel plates can be used. These are plane-parallel Platelets in the beam direction behind a collimation lens for the fast axis and behind focusing lenses for the slow axis and still behind another Focusing lens arranged for the fast axis. The plane-parallel plates are corresponding to the previously measured "smile" distortion to the optical axis tilted. The disadvantage here is that for each of these plane-parallel plates corresponding to the vertical offset of the assigned Emission center of the laser diode bar an exact tilt angle must be set in relation to the optical axis. On the other hand it is as particularly disadvantageous to consider that this angle due to the very exact realizing beam offset must be chosen very precisely. This can be realized with great effort under certain circumstances.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist dis Schaffung einer Anordnung sowie eines Verfahrens der eingangs genannten Art, die einfacher realisierbar sind.The problem underlying the present invention is to create one Arrangement and a method of the type mentioned, the simpler are realizable.

Dies wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 3 sowie hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 14 erzielt.This is according to the invention with regard to the arrangement by the characterizing Features of claims 1 and 3 and with respect to the method by the characteristic features of claim 14 achieved.

Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Korrekturmittel als Prismenarray ausgebildet sind. Ein derartiges Prismenarray ist einfacher herstellbar als die aus dem Stand der Technik bekannte verbogene Glasfaser.According to claim 1 it is provided that the correction means as a prism array are trained. Such a prism array is easier to manufacture than that from bent glass fiber known in the art.

Vorteilhafterweise kann hierbei das Prismenarray aus einzelnen Prismenelementen bestehen, die derart in der von der Laserlichtquelle ausgehenden Laserstrahlung angeordnet sind, dass die von mindestens zwei zueinander versetzten Emissionsquellen ausgehenden Lichtstrahlen auf unterschiedliche Prismenelemente auftreffen und an einer derer Prismenflächen derart unter einem unterschiedlichen Winkel abgelenkt werden, dass die durch die Versetzung dieser Emissionsquellen bewirkte Verzerrung korrigiert wird. Letztlich muss zur Herstellung eines derartigen Prismenarrays lediglich eine sich um genügend kleine Winkel unterscheidende Anzahl von Prismenelementen vorhanden sein, so dass nach entsprechender Analyse der "Smile"-Verzerrung die für die Korrektur passenden Elemente aneinander gefügt, insbesondere aneinander geklebt werden. Ein derartiges Prismenarray kann in Strahlrichtung hinter einer Zylinderlinse oder zylinderlinsenähnlichen Linse angeordnet werden, die als Kollimatorlinse der Fast-Axis-Divergenz dient.In this case, the prism array can advantageously consist of individual prism elements exist in the laser radiation emanating from the laser light source are arranged so that at least two are offset from one another Emission sources emitting light beams on different Prism elements hit and on one of their prism surfaces in such a way under one different angles that are distracted by the displacement of this Distortion caused distortion is corrected. Ultimately, must Production of such a prism array is only one that is sufficiently small Angle differing number of prism elements, so that after appropriate analysis of the "smile" distortion, the correction matching elements joined together, in particular glued together become. Such a prism array can be in the beam direction behind one Cylinder lens or cylindrical lens-like lens can be arranged as Collimator lens serves the fast-axis divergence.

Gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, dass die Korrekturmittel als Plattenarray ausgeführt sind und das Plattenarray eine Anzahl von Plattenelementen umfasst, die aus im wesentlichen planparallelen, für die verwendete Laserstrahlung transparenten Platten bestehen, wobei mindestens zwei der Plattenelemente eine unterschiedliche Dicke aufweisen und die Korrekturmittel derart in der von der Laserlichtquelle ausgehenden Laserstrahlung angeordnet sind, dass die von mindestens zwei zueinander versetzten Emissionsquellen ausgehenden Lichtstrahlen von zwei verschiedenen Plattenelementen einen unterschiedlich starken Strahlenversatz erfahren, so dass die durch die Versetzung dieser Emissionsquellen bewirkte Verzerrung ausgeglichen wird. Auch ein derartiges Plattenarray ist einfacher herstellbar als die aus dem Stand der Technik bekannte Glasfaser.According to claim 3 it is provided that the correction means as a plate array are executed and the plate array comprises a number of plate elements, which are essentially plane-parallel, for the laser radiation used transparent plates exist, at least two of the plate elements one have different thickness and the correction means in such a way that of the Laser light source are arranged that emit laser radiation outgoing at least two offset emission sources Light rays from two different plate elements are different experienced strong radiation offset, so that by moving this Distortion caused distortion is compensated. Such a thing too Disk array is easier to manufacture than that known from the prior art Glass fiber.

Vorteilhafterweise kann das Korrekturmittel unter einem vorgebbaren Winkel zur mittleren Ausbreitungsrichtung der durch sie hindurchtretenden Laserstrahlung angeordnet sein. Insbesondere kann die Normale auf einer Eintrittsfläche der Korrekturmittel unter dem vorgebbaren Winkel zu der mittleren Ausbreitungsrichtung der durch die Korrekturmittel hindurchtretenden Laserstrahlung angeordnet sein. Hierbei kann der Winkel nach Einbringung des als Korrekturmittel dienenden Plattenarrays in den Strahlengang gezielt verändert werden bis eine optimale Korrektur der "Smile"-Verzerrung erreicht ist. Dies bietet deutliche Vorteile gegenüber der US 5,854,651, weil bei der darin beschriebenen Anordnung der Winkel als einzig veränderbarer Parameter sehr exakt eingestellt werden muss.The correction means can advantageously be at a predeterminable angle average direction of propagation of the laser radiation passing through it be arranged. In particular, the normal can be on an entry surface of the Correction means at the predeterminable angle to the middle one Direction of propagation of those passing through the correction means Laser radiation can be arranged. Here, the angle after the introduction of the Plate arrays serving correction means are specifically changed in the beam path until an optimal correction of the "smile" distortion is achieved. This offers significant advantages over US 5,854,651 because of the one described therein The arrangement of the angles as the only changeable parameter is set very precisely must become.

Es besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, dass die Korrekturmittel als einstückiger monolithischer Block ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung gestaltet sich die Fertigung der Korrekturmittel wesentlich einfacher, weil keine voneinander getrennt hergestellten Plättchen zueinander positioniert und miteinander verklebt werden müssen. Ein derartiges Plattenarray kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die von der Laserlichtquelle ausgehende Laserstrahlung nach Durchtritt durch eine Zylinderlinse oder eine zylinderähnliche Linse, deren Zylinderachsen im wesentlichen parallel zu der ersten Richtung ausgerichtet sind, in der sich auch die Reihe der Emissionsquellen erstreckt, hinsichtlich ihrer räumlichen Verteilung analysiert wird und daran anschließend entsprechend der Analyse die Dicken der einzelnen Plattenelemente gewählt werden.According to the invention there is the possibility that the correction means as one-piece monolithic block are formed. Through this training the production of the correction means is much easier because none platelets produced separately from one another and positioned must be glued together. Such a disk array can can be produced, for example, by the laser light source outgoing laser radiation after passing through a cylindrical lens or cylinder-like lens, the cylinder axes of which are essentially parallel to the are aligned in the first direction, which also includes the number of emission sources extends, is analyzed with regard to their spatial distribution and on then the thicknesses of the individual according to the analysis Plate elements can be selected.

Auch dieses Plattenarray kann hinter einer Zylinderlinse oder einer zylinderlinsenähnlichen Linse angeordnet sein, die das von der beispielsweise als Laserdiodenbarren ausgebildeten Laserlichtquelle ausgehende Licht hinsichtlich der Fast-Axis-Divergenz fokussiert.This plate array can also be behind a cylindrical lens or one cylindrical lens-like lens can be arranged, which the of the example as Laser diode bar trained laser light source outgoing light with respect the fast-axis divergence.

Um die nach dem Durchgang durch die Zylinderlinse oder zylinderlinsenähnliche Linse und durch das Plattenarray fokussierte Laserstrahlung wieder in eine hinsichtlich der Fast-Axis parallele Strahlung zu überführen, kann auf der von der Zylinderlinse oder zylinderlinsenähnlichen Linse abgewandten Seite des als Plattenarrays ausgebildeten Korrekturmittels eine Konkavlinse angeordnet sein, die die hinsichtlich der zu der ersten Richtung senkrechten Richtung fokussierte Laserstrahlung derart bricht, dass diese als bezüglich zu der ersten Richtung senkrechten Richtung im wesentlichen parallele Laserstrahlung aus der Konkavlinse austritt. Diese dann parallele Laserstrahlung kann einfacher weiter verarbeitet werden, insbesondere auf eine Glasfaser abgebildet werden.To the one after passing through the cylindrical lens or cylinder lens-like Lens and laser radiation focused by the plate array back into one to transfer parallel radiation with respect to the fast axis can be carried out on that of the Cylinder lens or side facing away from the cylinder lens-like lens as Plate array trained correction means a concave lens can be arranged, which focused with respect to the direction perpendicular to the first direction Laser radiation breaks such that it is with respect to the first direction perpendicular direction essentially parallel laser radiation from the Concave lens emerges. This then parallel laser radiation can simply continue are processed, in particular are imaged on a glass fiber.

Als besonderer Vorteil der vorgenannten Anordnungen ist anzusehen, dass die Laserlichtquelle vor der Analyse der Laserstrahlung auf eine Kühlvorrichtung aufgebracht werden kann. In der Regel wird bei Laserdiodenbarren durch Aufschrauben auf eine beispielsweise als Kupferplatte ausgeführte Kühlvorrichtung die "Smile"-Verzerrung erst erzeugt beziehungsweise vergrößert. Die erfindungsgemäße Anordnung beziehungsweise das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglichen eine Analyse und Korrektur der "Smile"-Verzerrung nach fertiger Montage des Laserdiodenbarrens auf einer Kühlvorrichtung. Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden somit auch die Verzerrungen korrigiert, die erst durch die Montage des Laserdiodenbarrens entstehen.A particular advantage of the aforementioned arrangements is that the Laser light source before analyzing the laser radiation on a cooling device can be applied. As a rule, is used for laser diode bars Screwing onto a cooling device, for example a copper plate the "smile" distortion is only created or enlarged. The arrangement according to the invention or the method for producing the Arrangement according to the invention enable analysis and correction of "Smile" distortion after assembly of the laser diode bar on one Cooler. The arrangement according to the invention thus also Distortions corrected only by mounting the laser diode bar arise.

Bei den vorgenannten erfindungsgemäßen Anordnungen können jedem der Prismenelemente beziehungsweise jedem der Plattenelemente eine oder mehrere der Emissionsquellen zugeordnet sein. Die Anzahl der einem jedem der vorgenannten Elemente zugeordneten Emissionsquellen hängt natürlich zum einen vom Grad der Versetzung der einzelnen Emissionsquellen zueinander ab und zum anderen von der Genauigkeit, mit der die Korrektur durchgeführt werden soll. In der Regel wäre sicherlich die exakteste Korrektur genau dann gegeben, wenn für jede einzelne Emissionsquelle ein einzelnes der Prismenelemente oder Plattenelemente vorgesehen ist, das entsprechend der Versetzung dieser einzelnen Emissionsquelle gestaltet beziehungsweise angeordnet ist.In the above-mentioned arrangements according to the invention, each of the Prism elements or each of the plate elements one or more be assigned to the emission sources. The number of each one of the Emission sources associated with the aforementioned elements naturally depend on the one hand on the degree of displacement of the individual emission sources to each other from time to time others on the accuracy with which the correction is to be carried out. In the As a rule, the most precise correction would certainly be given if and for everyone single emission source a single one of the prism elements or Plate elements is provided, which corresponds to the displacement of this individual emission source is designed or arranged.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigenOther features and advantages of the present invention will become apparent based on the following description of preferred embodiments below Reference to the attached pictures. Show in it

Fig. 1a eine schematische Ansicht auf eine Anzahl von Emissionsquellen eines Laserdiodenbarrens in einer idealen Anordnung; Figure 1a is a schematic view of a number of emission sources of a laser diode bar in an ideal arrangement.

Fig. 1b eine schematische Ansicht auf Emissionsquellen eines Laserdiodenbarrens in einer überzeichnet dargestellten fehlerhaften Anordnung; Figure 1b is a schematic view of emission sources of a laser diode bar in a direction shown exaggerated erroneous assembly.

Fig. 2a eine Seitenansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Kollimationseinrichtung mit einer Laserlichtquelle gemäß Fig. 1b; Figure 2a is a side view of a known prior art collimating means having a laser light source according to Fig. 1b.

Fig. 2b eine Ansicht gemäß dem Pfeil IIb in Fig. 2a; 2b is a view according to arrow IIb in Fig. 2a.

Fig. 3 eine Seitenansicht auf eine Fokussierungsanordnung mit einer Laserlichtquelle gemäß Fig. 1b; Figure 3 is a side view of a focusing arrangement comprising a laser light source according to Fig. 1b.

Fig. 4a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Korrekturmittels; FIG. 4a is a perspective view of an inventive arrangement with a first embodiment of a correction means according to the invention;

Fig. 4b eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 5a; FIG. 4b is a side view of the arrangement shown in Fig. 5a;

Fig. 5a eine Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Korrekturmittels; FIG. 5a is a side view of a second correcting means according to the invention;

Fig. 5b eine Ansicht gemäß dem Pfeil Vb in Fig. 5a; Fig. 5b is a view according to arrow Vb in Fig. 5a;

Fig. 6a eine erfindungsgemäße Anordnung mit dem zweiten erfindungsgemäßen Korrekturmittel; FIG. 6a shows an inventive arrangement with the second correction means according to the invention;

Fig. 6b eine Ansicht gemäß dem Pfeil VIb in Fig. 6a; Fig. 6b is a view according to the arrow VIb in Fig. 6a;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit dem zweiten erfindungsgemäßen Korrekturmittel. Fig. 7 is a side view of another embodiment of an inventive arrangement with the second correction means according to the invention.

In den Fig. 1 bis Fig. 4 sowie in den Fig. 6 und Fig. 7 sind zur Verdeutlichung der Orientierung Koordinatensysteme eingezeichnet.In Figs. 1 to Fig. 4 and in Fig. 6 and Fig. 7 coordinate systems are shown for clarification of the orientation.

Aus Fig. 1a ist eine schematische Ansicht auf eine Laserlichtquelle 1 mit in einer Reihe angeordneten Emissionsquellen 2 abgebildet. Derartige Laserlichtquellen 1 sind in der Regel als Laserdiodenbarren ausgeführt. Dabei können die Dimensionen beispielsweise derart sein, dass die gesamte Breite des Laserdiodenbarrens in Richtung der abgebildeten Reihe etwa 10 mm beträgt, wohingegen die Breite in Reihenrichtung der einzelnen Emissionsquellen 2 etwa 200 µm beträgt. Die Proportionen sind hier somit nicht naturgetreu, sondern lediglich schematisch wiedergegeben, um die mit der im nachfolgenden noch näher beschriebenen "Smile"-Verzerrung zusammenhängenden Probleme zu verdeutlichen. Die Ausbreitung der Emissionsquellen 2 in einer Richtung senkrecht zur Reihenrichtung beträgt beispielsweise 1 µm.From Fig. 1a is a schematic view of a laser light source 1 is imaged arranged in a row emission sources 2. Such laser light sources 1 are usually designed as laser diode bars. The dimensions can, for example, be such that the total width of the laser diode bar in the direction of the row shown is approximately 10 mm, whereas the width in the row direction of the individual emission sources 2 is approximately 200 μm. The proportions are therefore not true to nature, but are only shown schematically in order to clarify the problems associated with the "smile" distortion described in more detail below. The spread of the emission sources 2 in a direction perpendicular to the row direction is, for example, 1 μm.

In Fig. 1b sind Emissionsquellen 2 abgebildet, die nicht ideal angeordnet sind und somit in etwa das von einem Laserdiodenbarren ausgesandte Licht wiedergeben. Man sieht deutlich, dass die einzelnen Emissionsquellen 2 von einer Reihenanordnung abweichen. Diese Abweichung ist in Fig. 1b zur Verdeutlichung sehr drastisch dargestellt. Diese Abweichungen können sich in einem Größenordnungsbereich zwischen 0,1 µm bis 5 µm bewegen. Es soll noch einmal deutlich zum Ausdruck gebracht werden, dass die hier gegenüber der Höhe der Emissionsquellen 2 ausgesprochen großen Abweichungen lediglich zur Verdeutlichung in dieser Größe gewählt wurden.In Fig. 1b emission sources 2 are shown, which are not arranged ideal and therefore reflect the light emitted from a laser diode bar of light in approximately. It can clearly be seen that the individual emission sources 2 deviate from a row arrangement. This deviation is shown very drastically in Fig. 1b for clarification. These deviations can range from 0.1 µm to 5 µm. It should be clearly stated once again that the deviations, which are extremely large compared to the level of the emission sources 2 , were only chosen for clarification in this size.

Eine derartige Verzerrung des von dem Laserdiodenbarren ausgehenden Laserlichtes wird im allgemeinen als "Smile"-Verzerrung bezeichnet und kann zum Beispiel dadurch hervorgerufen beziehungsweise verstärkt werden, dass der Laserdiodenbarren mit entsprechenden Haltemitteln auf eine Unterlage aufgeschraubt wird, die beispielsweise aus einem Kupferblock zur Wärmeableitung besteht.Such a distortion of that emanating from the laser diode bar Laser light is commonly referred to as "smile" distortion and can be used to Example are caused or reinforced by the fact that the Laser diode bars with appropriate holding means on a base is screwed on, for example from a copper block for heat dissipation consists.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Kollimierung von Lichtstrahlen 3, 3', die von einer Laserlichtquelle 1 gemäß Fig. 1b ausgehen, Probleme mit sich bringt. In Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 4 eine konvexe Zylinderlinse bezeichnet, die in dieser Anordnung als Kollimationslinse der Fast-Axis-Divergenz des von dem Laserdiodenbarren ausgehenden Laserlichtes dient. Aufgrund der Tatsache, dass einzelne Emissionsquellen 2 zueinander in Y-Richtung versetzt sind, ergeben sich nur für Lichtstrahlen 3, die von im wesentlichen auf der optischen Achse der Anordnung gemäß Fig. 2 liegenden Emissionsquellen 2 ausgehen, nach dem Durchtritt durch die Zylinderlinse 4 zu der optischen Achse und damit zur Z- Richtung parallele Strahlen. Lichtstrahlen 3', die beispielsweise zu der optischen Achse nach oben versetzt sind, verfassen die Zylinderlinse 4 unter einem Winkel zur optischen Achse beziehungsweise zur Z-Richtung. Die Abweichung der Lichtstrahlen 3, 3' voneinander ist zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt. Die Abbildung von Laserstrahlung aus derartigen Lichtstrahlen 3, 3' beispielsweise auf eine Lichtleitfaser erweist sich als ausgesprochen schwierig beziehungsweise ohne entsprechende Korrekturmittel als sehr ineffektiv.It can be seen from FIG. 2 that the collimation of light beams 3 , 3 ', which emanate from a laser light source 1 according to FIG. 1b, causes problems. In FIG. 2 is referred to a convex cylindrical lens having the reference numeral 4, the fast-axis divergence is used in this arrangement as a collimating lens of light emanating from the laser diode bar laser light. Due to the fact that individual emission sources 2 are offset from one another in the Y direction, only for light beams 3 which originate from emission sources 2 lying essentially on the optical axis of the arrangement according to FIG. 2, after passing through the cylindrical lens 4 the optical axis and thus rays parallel to the Z direction. Light rays 3 ′, which are offset upward from the optical axis, for example, compose the cylindrical lens 4 at an angle to the optical axis or to the Z direction. The deviation of the light beams 3 , 3 'from one another is exaggerated for clarity. The imaging of laser radiation from such light beams 3 , 3 ', for example on an optical fiber, proves to be extremely difficult or, without appropriate correction means, to be very ineffective.

In Fig. 3 ist die Zylinderlinse 4, die in Fig. 2 zu Kollimierung diente, als Fokussierlinse ausgebildet, so dass die durch die Zylinderlinse 4 hindurchtretenden Strahlen in eine Brennebene fokussiert werden. Alternativ dazu kann der Übergang von Fig. 2a zu Fig. 3 auch dadurch erreicht werden, dass der Abstand zwischen der Zylinderlinse 4 und der Laserlichtquelle 1 verändert wird. Aufgrund der versetzten Anordnung einzelner Emissionsquellen 2 in Y-Richtung ergibt sich auch eine versetzte Anordnung der Fokuspunkte 5, 5' der von den unterschiedlichen Emissionsquellen 2 ausgehenden Lichtstrahlen 3, 3'.In FIG. 3, the cylindrical lens 4 , which was used for collimation in FIG. 2, is designed as a focusing lens, so that the rays passing through the cylindrical lens 4 are focused into a focal plane. Alternatively, the transition from FIG. 2a to FIG. 3 can also be achieved by changing the distance between the cylindrical lens 4 and the laser light source 1 . Due to the offset arrangement of individual emission sources 2 in the Y direction, there is also an offset arrangement of the focal points 5 , 5 'of the light beams 3 , 3 ' emanating from the different emission sources 2 .

Aus Fig. 4 ist eine erste erfindungsgemäße Anordnung ersichtlich, bei der ein als Prismenarray ausgeführtes Korrekturmittel 8 Verwendung findet. Bei dieser Anordnung kann zuerst das aus der Zylinderlinse 4 austretende Licht hinsichtlich seiner räumlichen Verteilung analysiert werden. Daran anschließend werden Prismenelemente 9 erstellt, die sich durch unterschiedliche Prismenwinkel unterscheiden. Daran anschließend werden diese Prismenelemente 9 zu dem Prismenarray zusammengefügt. Hierbei kann jeweils eines der Prismenelemente 9 einer oder mehreren der Emissionsquellen 2 zugeordnet werden. Das als Prismenarray ausgeführte Korrekturmittel 8 wird in Z-Richtung hinter der Zylinderlinse 4 angeordnet, wobei die Zylinderlinse 4 als Kollimationslinse angeordnet ist, so dass die aus der Zylinderlinse 4 austretenden Strahlen 3, 3' im wesentlichen in sich parallel sind. Diese in sich parallelen Strahlen 3, 3' werden in den einzelnen Prismenelementen 9 je nach Prismenwinkel mehr oder weniger stark abgelenkt. Die Positionierung des Prismenarrays in den Strahlengängen der aus der Zylinderlinse 4 austretenden Strahlen 3, 3' sollte derart gewählt werden, dass die zur Ablenkung verwendeten Prismenflächen etwa im Bereich der Schnittpunkte der Strahlen 3, 3' hinter der Zylinderlinse 4 angeordnet sind (siehe dazu auch Fig. 2a), so dass die abgelenkten Strahlen 3, 3' etwa an der gleichen Position das Prismenarray verlassen. Der vorgenannte Bereich ist unter anderem abhängig von der Brennweite der Zylinderlinse 4 und ist in Fig. 2a und Fig. 5b nur prinzipiell dargestellt. Aus Fig. 5b ist entnehmbar, dass nach dem Durchgang durch das als Prismenarray ausgeführte Korrekturmittel 8 alle von den unterschiedlichen Emissionsquellen 2 ausgehenden Strahlen 3, 3' parallel zueinander verlaufen und in Y-Richtung im wesentlichen gleich angeordnet sind.From Fig. 4 shows a first arrangement of the invention can be seen in the correction means designed as a prism array is 8 use. With this arrangement, the light emerging from the cylindrical lens 4 can first be analyzed with regard to its spatial distribution. Subsequently, prism elements 9 are created which differ by different prism angles. Then these prism elements 9 are joined to form the prism array. In this case, one of the prism elements 9 can be assigned to one or more of the emission sources 2 . The correction means 8 embodied as a prism array is arranged in Z-direction behind the cylindrical lens 4, wherein the cylindrical lens 4 is disposed as a collimating lens, such that the emerging from the cylindrical lens 4 beams 3, 3 are substantially parallel in itself '. These parallel rays 3 , 3 'are deflected more or less strongly in the individual prism elements 9 depending on the prism angle. The positioning of the prism array in the beam paths of the rays 3 , 3 'emerging from the cylindrical lens 4 should be selected such that the prism surfaces used for deflection are arranged approximately in the area of the intersection of the rays 3 , 3 ' behind the cylindrical lens 4 (see also FIG. 2a), so that leave the prism array, the deflected beams 3, 3 'approximately at the same position. The above range is shown only schematically, among other things dependent on the focal length of the cylindrical lens 4 and in Fig. 2a and Fig. 5b. It can be seen from FIG. 5b that after passing through the correction means 8 designed as a prism array, all the beams 3 , 3 'emanating from the different emission sources 2 run parallel to one another and are arranged essentially identically in the Y direction.

In Fig. 6a ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung abgebildet, die eine zweite Ausführungsform eines Korrekturmittels 10 (siehe auch Fig. 5a und Fig. 5b) umfasst. Bei diesem Korrekturmittel 10 sind jeweils einer oder mehreren der Emissionsquellen 2 Plattenelemente 11 zugeordnet, die zu einem das Korrekturmittel 10 bildenden Plattenarray zusammengefasst sind. Die Plattenelemente 11 können beispielsweise aus planparallelen Plättchen eines transparenten Materials bestehen. In dem abgebildeten Ausführungsbeispiel sind die Plattenelemente 11 als einzelne Abschnitte eines einstückigen Plattenarrays ausgebildet. Die einzelnen Plattenelemente 11 weisen je nach zu korrigierendem Lichtstrahl 3, 3' eine geeignete Dicke auf. Aus Fig. 5a ist ersichtlich, dass bei schrägem Einfall in ein derartiges Plattenarray 10 Lichtstrahlen 3, 3', die durch unterschiedlich dicke Plattenelemente 11 hindurchtreten, einen unterschiedlich starken Strahlversatz erfahren.In Fig. 6a, a second embodiment of an inventive arrangement is shown, which (see also Fig. 5a and Fig. 5b) comprises a second embodiment of a correction means 10. In this correction means 10 , one or more of the emission sources 2 are assigned plate elements 11 , which are combined to form a plate array forming the correction means 10 . The plate elements 11 can consist, for example, of plane-parallel plates of a transparent material. In the exemplary embodiment shown, the plate elements 11 are designed as individual sections of a one-piece plate array. The individual plate elements 11 have a suitable thickness depending on the light beam 3 , 3 'to be corrected. It can be seen from FIG. 5a that when the slant incidence in such a plate array 10, light rays 3 , 3 'which pass through plate elements 11 of different thickness experience a different beam offset.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass vor Fertigung des als Korrekturmittel 10 dienenden Plattenarrays das aus der Zylinderlinse 4 austretende Licht hinsichtlich seiner räumlichen Verteilung analysiert wird. Daran anschließend wird ein Plattenarray mit unterschiedlich dicken Plattenelementen 11 gefertigt, wobei die Dicke der einzelnen Plattenelemente 11 abhängig von dem entsprechenden Versatz in X-Richtung der Emissionsquellen 2 ist, deren Lichtstrahlen 3, 3' durch das entsprechende Plattenelement 11 hindurchtreten. Daran anschließend wird das als Korrekturmittel 10 dienende Plattenarray gemäß Fig. 6a und Fig. 6b in dem Strahlengang hinter der Zylinderlinse 4 angeordnet und unter einem Winkel α zur Y-Richtung gekippt.For example, provision can be made for the spatial distribution of the light emerging from the cylindrical lens 4 to be analyzed before the plate array serving as correction means 10 is manufactured. A plate array with plate elements 11 of different thicknesses is then produced, the thickness of the individual plate elements 11 being dependent on the corresponding offset in the X direction of the emission sources 2 , the light rays 3 , 3 'of which pass through the corresponding plate element 11 . Thereafter, the correction means 10 serving as disk array is shown in Fig. 6a and Fig. 6b in the beam path behind the cylindrical lens 4, and at an angle α tilted to the Y direction.

Als besonders interessanter Vorteil der Erfindung erweist sich hierbei, dass der Winkel α nach Einbringung des als Korrekturmittel 10 dienenden Plattenarrays in den Strahlengang gezielt verändert werden kann bis eine optimale Korrektur der "Smile"-Verzerrung erreicht ist.A particularly interesting advantage of the invention proves that the angle α can be changed in a targeted manner after the plate array serving as correction means 10 has been introduced into the beam path until an optimal correction of the “smile” distortion has been achieved.

Aus Fig. 6a ist ersichtlich, dass das Korrekturmittel 10 in einer Anordnung eingebracht ist, bei der die Zylinderlinse 4 als Fokussierungslinse dient, so dass die Strahlen 3, 3' in eine Brennebene fokussiert werden. Da planparallele Platten einen Strahlversatz verursachen, können somit auch durch das als Plattenarray ausgeführte Korrekturmittel 10 Strahlversatze der von der Zylinderlinse 4 fokussierten Lichtstrahlen 3, 3' erzielt werden, so dass nach dem Durchtritt durch das Korrekturmittel 10 die Strahlen 3, 3' von unterschiedlichen Emissionszentren 2 hinsichtlich der Y-Richtung in der Brennebene zusammenfallen.From FIG. 6a it can be seen that the correction means 10 is introduced in an arrangement in which the cylindrical lens 4 serves as a focusing lens, so that the beams 3 , 3 'are focused in a focal plane. Since plane-parallel plates cause a beam offset, the correction means 10 designed as a plate array can also achieve beam offsets of the light beams 3 , 3 'focused by the cylindrical lens 4 , so that after passing through the correction means 10, the beams 3 , 3 ' from different emission centers 2 coincide with respect to the Y direction in the focal plane.

In Fig. 7 ist verdeutlicht, dass das durch das als Plattenarray ausgeführte Korrekturmittel 10 hindurchgefallene Licht vermittels einer beispielsweise als Zylinderlinse ausgebildeten Konkavlinse 12 in hinsichtlich der Fast-Axis beziehungsweise der Y-Richtung zur Z-Richtung paralleles Licht umgewandelt werden kann, so dass durch die aus Zylinderlinsen 4, Korrekturmittel 10 und Konkavlinsen 12 gebildete Anordnung eine Fast-Axis-Kollimierung mit gleichzeitiger "Smile"-Korrektur realisiert wird. FIG. 7 shows that the light that has passed through the correction means 10 designed as a plate array can be converted by means of a concave lens 12, for example, a cylindrical lens, into light parallel to the Z direction with respect to the fast axis or the Y direction, so that through the arrangement formed from cylindrical lenses 4 , correction means 10 and concave lenses 12 realizes fast-axis collimation with simultaneous “smile” correction.

Die Zylinderlinse 4 kann natürlich in sämtlichen abgebildeten Ausführungsformen durch eine zylinderlinsenähnliche oder funktional gleichwirkende Linse ersetzt werden.The cylindrical lens 4 can of course be replaced in all of the illustrated embodiments by a cylindrical lens-like or functionally equivalent lens.

Claims

1. Arrangement for the correction of laser radiation emanating from a laser light source ( 1 ), comprising a laser light source ( 1 ) which has linear emission sources ( 2 ) which are arranged essentially in at least one row in a first direction (X), wherein furthermore the emission sources ( 2 ) arranged essentially in a row are arranged at least partially offset from the row in a direction (Y) perpendicular to the first direction (X), and wherein the arrangement further comprises correction means ( 6 , 8 , 10 ) which can correct the laser radiation emanating from the laser light source ( 1 ) in such a way that the spatial distortion of the laser radiation caused by the displacement of the emission sources ( 2 ) is compensated, characterized in that the correction means ( 8 ) are designed as a prism array.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the prism array consists of individual prism elements ( 9 ) which are arranged in the laser radiation emanating from the laser light source ( 1 ) such that the light beams emanating from at least two mutually offset emission sources ( 2 ) ( 3 , 3 ') strike different prism elements ( 9 ) and are deflected at one of their prism surfaces at a different angle in such a way that the distortion caused by the displacement of these emission sources is corrected.

3. Arrangement according to the preamble of claim 1, wherein the correction means ( 10 ) are designed as a plate array and wherein the plate array comprises a number of plate elements ( 11 ) which consist of essentially plane-parallel plates which are transparent to the laser radiation used, characterized in that that at least two of the plate elements ( 11 ) have a different thickness and that the correction means ( 10 ) are arranged in the laser radiation emanating from the laser light source ( 1 ) in such a way that the light beams ( 3 , 3 ) emanating from at least two mutually offset emission sources ( 2 ) ') experience a differently strong radiation offset from two different plate elements ( 11 ), so that the distortion caused by the displacement of these emission sources ( 2 ) is compensated for.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the correction means ( 10 ) is arranged at a predeterminable angle (α) to the central direction of propagation of the laser radiation passing through it.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the normal is arranged on an entry surface of the correction means ( 10 ) at an angle (α) to the central direction of propagation (Z) of the laser radiation passing through the correction means ( 10 ).

6. Arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that the correction means ( 10 ) are designed as a one-piece monolithic block.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the correction means ( 8 , 10 ) and the laser light source, a cylindrical lens ( 4 ) or cylindrical lens-like lens is arranged, whose cylinder axis extends essentially in the first direction (X) ,

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the cylindrical lens ( 4 ) or the cylindrical lens-like lens causes a collimation of the laser radiation emanating from the laser light source ( 1 ) in a direction (Y) perpendicular to the first direction (X).

9. Arrangement according to claim 7, characterized in that the cylindrical lens ( 4 ) or the cylindrical lens-like lens causes focusing of the laser radiation emanating from the laser light source ( 1 ) in a direction (Y) perpendicular to the first direction (X).

10. Arrangement according to claim 9, characterized in that a concave lens ( 12 ) is arranged on the side facing away from the cylindrical lens ( 4 ) or the cylindrical lens-like lens designed as a plate array correction means ( 10 ), which with respect to the first direction ( X) perpendicular direction (Y) breaks focused laser radiation in such a way that it emerges from the concave lens ( 12 ) as a laser radiation essentially parallel to the first direction (X) (Y).

11. Arrangement according to one of claims 1 to 5 or 7 to 10, characterized in that the prism elements ( 9 ) or the plate elements ( 11 ) are glued together.

12. Arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that each of the prism elements ( 9 ) or each of the plate elements ( 11 ) are assigned one or more of the emission sources ( 2 ).

13. Arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that the laser light source ( 1 ) is designed as a laser diode bar.

14. A method for producing an arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized by the following method steps:

- The laser radiation emanating from the laser light source ( 1 ) is passed after passing through a cylindrical lens ( 4 ) or a cylinder-like lens, the cylinder axes of which are aligned essentially parallel to the first direction (X), in which the row of emission sources ( 2 ) stretches, analyzed for their spatial distribution;
- According to the analysis, the prism angles of the individual prism elements ( 9 ) to one another or the thicknesses of the individual plate elements ( 11 ) are selected.

15. The method according to claim 14, characterized in that the laser light source ( 1 ) is applied to a cooling device before the analysis of the laser radiation.