DE19514626C2 - Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfeldes eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s) - Google Patents
Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfeldes eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s)Info
- Publication number
- DE19514626C2 DE19514626C2 DE19514626A DE19514626A DE19514626C2 DE 19514626 C2 DE19514626 C2 DE 19514626C2 DE 19514626 A DE19514626 A DE 19514626A DE 19514626 A DE19514626 A DE 19514626A DE 19514626 C2 DE19514626 C2 DE 19514626C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- refractive
- arrangement according
- individual
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
- G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
- G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2383—Parallel arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Formung des geometrischen
Querschnitts eines Strahlungsfelds eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halblei
terlaser(s), insbesondere eines Strahlungsfelds eines Arrays bzw. einer Feldanordnung
aus einem oder mehreren Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(n), mit einer Optik zur
Erzeugung eines definierten Querschnitts eines Strahlungsfelds, wobei die Optik refrak
tive Elemente aufweist.
Festkörper- und Halbleiterlaser haben in den vergangenen Jahren verstärkt Anwendung
in der Materialbearbeitung und der Medizintechnik gefunden.
Eine schnelle Weiterentwicklung haben in den letzten Jahren insbesondere
Diodenlaser erfahren. Als typische Anwendungsgebiete sind die Materialbe
arbeitung sowie das Pumpen von Festkörperlasern aufzuführen.
Hochleistungslaserdioden besitzen typischerweise aktive Medien mit einem
Querschnitt von 1 µm×100 µm. Bedingt durch die Geometrie des
aktiven Mediums ist die Strahlung, die von den Diodenlasern abgegeben
wird, durch einen elliptischen Strahlquerschnitt und die große Divergenz
in der schmalen Richtung und die relativ geringe Divergenz in der breiten
Richtung bzw. der Verbindungsebene, als sogenannte Junction-Ebene be
zeichnet, gekennzeichnet. Um mittels Diodenlasern höhere Leistungsdichten
zu erzielen, ist es üblich, mehrere Laserdioden zu Laserdiodenfel
dern- oder -arrays zusammenzufassen und deren Strahlung zu fokussieren.
Zur Erzeugung von Strahlungsfeldern werden Laserdioden, sofern sie in
einer Reihe angeordnet sind, mit der großen Achse ihres elliptischen
Strahlquerschnitts parallel zueinander verlaufend angeordnet. Da die
Strahlqualität in der schmalen Richtung beugungsbegrenzt ist und der in
der Junction-Ebene ca. 1.000-fach beugungsbegrenzt ist, kann die von
einem Laserdiodenarray emittierte Strahlung nicht mit zylindrischen Lin
sen und sphärischen Linsen oder einer Kombination hieraus in einen klei
nen und kreisförmigen Fleck fokussiert werden, was die Anwendung z. B. zur
Einkopplung der Strahlung in eine optische Faser oder das sogenannte
"End-on-Pumpen" von Festkörperlasern in Verbindung mit einem Laserdioden
arry einschränkt.
Auch bei den angesprochenen Festkörperlasern, insbesondere bei solchen
einer niedrigen Leistungsklasse unter Ausnutzung der hohen Strahlquali
täten, ist es ebenfalls erforderlich, zur Erzeugung ausgedehnter Strah
lungsfelder mit einer hohen Leistungsdichte mehrere solcher Festkörper
laser zu Arrays bzw. Feldanordnungen zusammenzufügen.
Ein Problem, das sich bei großen Feldanordnungen aus Festkörperlasern und
Diodenlasern stellt, ist die Abführung der beim Lasern entstehenden Wär
me, was wiederum entsprechende Kühlmaßnahmen erfordert, so daß zwischen
den einzelnen Festkörpern bzw. aktiven Medien Abstände verbleiben müssen,
um Kühlkörper vorzusehen oder Kühlkanäle zur Durchführung von Kühlfluiden
zu bilden. Solche Kühlmaßnahmen begrenzen natürlich stark die Packungs
dichte, mit der die Laser zu Laserarrays bzw. -feldanordnungen zusammen
gefaßt werden können.
Da für solche Strahlungsfelder, die von aus Diodenlasern oder Festkörper
lasern zusammengestellten Arrays bzw. Feldanordnungen erzeugt werden, in
der Abbildungsebene, d. h. beispielsweise auf der Werkstückoberfläche,
bestimmte Strahlgeometrien und Leistungsdichten gefordert werden, muß die
Strahlung, die von jedem einzelnen Festkörperlaser bzw. Diodenlaser abge
geben wird, entsprechend geführt und geformt werden.
Aus der JP-A-62-65012 ist eine Anordnung bekannt, bei der zunächst die Strahlung ein
zelner Halbleiterlaser, die zu einem Halbleiterlaserfeld zusammengesetzt sind, über je
weils eine Linse kollimiert wird und als parallele Strahlen in ein refraktives Prisma 5 ein
gestrahlt wird; der kollimierte Strahl wird als ganzer Querschnitt reduziert. Ausgangssei
tig des Prismas wird das Strahlungsfeld über eine weitere Linse auf einen Punkt
fokussiert.
Aus der JP-A-61-212820 ist eine Strahlführungsanordnung bekannt, mit der die Strah
lung einzelner Halbleiterlaser einer Feldanordnung auf eine refraktive Optik geführt
wird, um ausgangsseitig parallele Strahlen zu erzeugen, die über eine weitere diffraktive
Platte und eine optische Umlenkeinrichtung sowie eine Fokussierungslinse auf einen
Punkt einer Arbeitsebene fokussiert werden.
In der DE-A1 40 23 904 ist ein Spiegel zur Veränderung der geometrischen Gestalt ei
nes Lichtbündels beschrieben. Dieser Spiegel besteht aus mehreren spiegelnden Berei
chen, wobei diese Bereiche streifenförmige Segmente sind. Die streifenförmigen Seg
mente sind axial stufenförmig gegeneinander versetzt, so daß hinter jedem Segment ein
Teil des folgenden Segments abgeschattet wird. Ein einfallendes Lichtbündel fällt auf
mehrere dieser Segmente, die so ausgerichtet sind, daß das reflektierte Lichtbündel al
ler Segmente auf ein und demselben Teilbereich einer Achse abgebildet wird. Durch
den stufenförmigen Aufbau dieses Spiegel sollen im Linienfokus, der erzeugt wird, ent
stehende axiale Interferenzstrukturen feiner strukturiert werden.
Ausgehend von dem vorstehend angeführten Stand der Technik und oder be
schriebenen Problematik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Anordnung anzugeben, mit der die von
Dioden- bzw. Festkörperlasern, d. h. aus diesen Lasern zusammengesetzte
Diodenlaser- oder Festkörperlaser-Arrays, abgegebene Strahlung, oder aber
die Strahlung, die von einem Laser, beispielsweise einem Diodenbarren,
abgegeben wird (entsprechend in Strahlungsanteile unterteilt), mit ein
fachen und kostengünstigen Maßnahmen zu Strahlungsfeldern einer gewünsch
ten Anordnung und Verteilung der Leistungsdichte transformiert werden
kann.
Die vorstehende Aufgabe wird bei einer Anordnung zur Formung und Führung
eines Strahlenfelds der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß
das Strahlungsfeld in mindestens zwei Strahlungsanteile gemäß einer Vor
gabe gruppiert ist und jede Strahlungsgruppe in ein ihr zugeordnetes
refraktives Element mit vorgebenen Koordinaten eintritt, wobei jedes
refraktive Element die zugeordnete Strahlungsgruppe an mindestens einer
seiner Flächen derart bricht, daß die
aus den refraktiven Elementen austretenden Strahlungsgruppen gegenüber den vorge
gebenen Strahlungsgruppen zueinander versetzt sind.
Mit der angegebenen Anordnung ist es möglich, mittels einfacher, refraktiver Elemente
unter Ausnutzung unterschiedlicher Eintrittswinkel der einzelnen Strahlungsgruppen in
das jeweilige refraktive Element und/oder unterschiedlich langer Ausbreitungswege bzw.
optischer Weglängen der einzelnen Strah
lungsgruppen durch das refraktive Element an der Austrittsseite einen
definierten Versatz zu erzeugen, so daß die jeweiligen Strahlungsgruppen
mit relativ zueinander geänderten Koordinaten und/oder Ausbreitungsrich
tungen austreten. Obwohl die einzelnen Diodenlaser und/oder Festkörper
laser und somit deren Strahlungsquerschnitte einen bestimmten Abstand
zueinander haben, kann mit diesen refraktiven Maßnahmen nicht nur eine
Umorientierung der Lage der einzelnen Strahlungsfelder austrittsseitig
der refraktiven Elemente erzielt werden, sondern es ist in einfacher
Weise möglich, die einzelnen Strahlungsfelder dichter zu legen und damit
die Leistungsdichte pro Flächeneinheit zu erhöhen. Es wird ersichtlich,
daß für eine solche Umorientierung und Veränderung der Leistungsdichte
verteilung nur eine minimale Anzahl optischer Bauteile erforderlich ist,
woraus sich wiederum ein kompakter Aufbau ergibt. Weiterhin kann mit der
relativen Lage der Eintrittsseiten der refraktiven Elemente zu den ein
zelnen Festkörper- und/oder Halbleiterlasern sowie der Ausdehnung der
refraktiven Elemente quer zur Ausbreitungsrichtung der Strahlung eine der
erwünschten Abbildung und Leistedichtungsverteilung entsprechende Grup
pierung vorgenommen werden. Dies bedeutet, daß zum Beispiel in das eine
und!oder das andere refraktive Element die Strahlung eines oder mehrerer
Laser (Einzelstrahlungsquelle) der Feldanordnung eingestrahlt wird, d. h.
es wird bereits eingangsseitig der refraktiven Elemente eine Gruppierung
der Strahlungsanteile des Strahlungsfelds vorgenommen. Die Anordnung
eignet sich für beliebig gruppierte und aufgebaute Feldanordnungen aus
festkörper- und/oder Halbleiterlasern, d. h. linienförmigen Feldanord
nungen bzw. Arrays oder aber beispielsweise einer Feldanordnung mit meh
reren, übereinandergestapelten, linienförmigen Laserarrays aus mehreren
einzelnen Lasern, die ein senkrecht zur Ausbreitungsrichtung zweidimen
sionales Strahlungsfeld erzeugen.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die aus den refraktiven Elemen
ten austretende Strahlung gruppiert und tritt in ein ihr zugeordnetes
zweites refraktives Element ein. Diese Gruppierung kann gegenüber der
ersten Gruppierung, mit der die einzelnen Strahlungsanteile in die ersten
refraktiven Elemente eintreten, geändert werden, oder aber es kann die
ursprüngliche Gruppierung beibehalten werden, d. h. jedem ersten refrak
tiven Element ist jeweils ein zweites refraktives Element zugeordnet, in
das diejenigen Strahlungsanteile eintreten, die auch durch das erste
refraktive Element hindurchgeführt wurden. In den jeweiligen zweiten
refraktiven Elementen wird die jeweilige Strahlungsgruppe dann so gebro
chen, daß die Strahlungsgruppe mit gegenüber ihren Eintrittskoordinaten
relativ zueinander geänderten Koordinaten und/oder Ausbreitungsrichtungen
aus den weiteren refraktiven Elementen austreten. Dies bedeutet, daß sich
austrittsseitig der zweiten refraktiven Elemente die austretenden Strah
lungsgruppen in ihren relativen Koordinaten zueinander mit einer gegen
über der ersten Umorientierung geänderten Richtungskomponenten ausbrei
ten. Anders ausgedrückt wird die Strahlung, die von einer aus einzelnen
Lasern zusammengesetzten Feldanordnung abgegeben wird, mit einer Aus
dehnung senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung, d. h. in der x-y-Rich
tung, zunächst so in die refraktiven Elemente eingestrahlt, daß die ein
zelnen Strahlungsgruppen unterschiedlich so gebrochen werden, daß zu
nächst ein Versatz nach dem ersten refraktiven Element in der einen Aus
breitungsrichtung, d. h. beispielsweise in der x-Richtung, erzielt wird,
die vorzugsweise senkrecht zu der größten Ausdehnung des Strahlungsfelds
liegt, so daß austrittsseitig des ersten refraktiven Elements die einzel
nen Strahlungsgruppen in dieser x-Richtung nebeneinanderliegend treppen
stufenartig untereinander versetzt sind. Beispielsweise unter Beibehal
tung dieser Gruppierung treten dann die versetzten Strahlungsgruppen
jeweils in ein weiteres refraktives Element unter einem definierten Win
kel, und einer Richtung ein, die eine zu der Einfallsrichtung auf das
erste Element geänderte Richtungskomponente besitzt, so daß die einzelnen
Strahlungsgruppen in den jeweiligen refraktiven Elementen derart gebro
chen werden, daß sie austrittsseitig einen gegenüber der Eintrittsseite
unterschiedlichen Versatz und/oder eine unterschiedliche Ausbreitungs
richtung nunmehr in der x-Richtung besitzen. Dies bedeutet wiederum, daß
in einer Abbildungsebene dann die austrittsseitig des ersten refraktiven
Elements treppenstufenartig versetzten Strahlungsanteile nunmehr unter
einanderliegend zusammengeschoben sind und beispielsweise ein geschlos
senes Strahlungsfeld bilden. Es wird anhand dieses Beispiels ersichtlich,
daß aus einer beliebigen Anzahl einzelner Festkörper- und/oder Halblei
terlaser, gegebenenfalls gruppiert, unter Einsatz einer der Anzahl der
Strahlungsgruppen entsprechenden Anzahl erster und zweiter refraktiver
Elemente, eine Umorientierung und/oder Umgruppierung der Strahlungsantei
le in den zwei Raumrichtungen senkrecht zu der ursprünglichen Ausbrei
tungsrichtung des Strahlungsfelds erzielt werden kann. Hierbei wird ein
hoher Wirkungsgrad der Leistungseffektivität, ein kompakter Aufbau unter
Verwendung einer minimalen Anzahl von optischen Komponenten und ein hoher
Freiheitsgrad bei der Ordnung und Umorientierung der Strahlungsanteile
erzielt.
Falls es erforderlich ist, werden zusätzliche Abbildungsoptiken einge
setzt, um, auch im Rahmen einer Gruppierung, die von den Einzelstrahlen
quellen abgegebene Strahlung auf die Elemente abzubilden.
Um einen Versatz ausgangsseitig des jeweiligen refraktiven Elements zu
erreichen, ist eine einfache Maßnahme diejenige, den einzelnen Strah
lungsgruppen unterschiedlich lange optische Weglängen in den refraktiven
Elementen zuzuordnen. Dies kann zum einen durch unterschiedliche Ein
fallswinkel der jeweiligen Strahlengruppe in das ihr zugeordnete refrak
tive Element erfolgen, oder aber die jeweiligen refraktiven Elemente
können eine unterschiedliche Länge besitzen, so daß dadurch der Weg durch
das jeweilige Element verlängert und damit der Versatz austrittsseitig
vergrößert wird.
Um beispielsweise ein Strahlungsfeld, das aus zueinander gleichen Strah
lungsgruppen aufgebaut ist, wie beispielsweise ein solches, bei dem je
weils eine Strahlungsgruppe der Strahlung von einem oder zwei Einzel
laserquellen entspricht, werden, um eine gleichmäßige, abgestufte Um
orientierung zu erreichen, die jeweiligen refraktiven Elemente so dimen
sioniert und relativ mit ihren Eintrittsflächen zu der Ausbreitungsrich
tung der jeweiligen Strahlungsgruppe orientiert, daß unmittelbar benach
barte Strahlungsgruppen gleiche Differenzen ihrer Ausbreitungsweglängen
aufweisen. Dadurch wird ein von Strahlungsgruppe zu Strahlungsgruppe
gleicher Versatz austrittsseitig der refraktiven Elemente erzielt. In
einer einfachen Ausführung sind, um einen solchen gleichmäßigen Versatz
von refraktivem Element zu refraktivem Element zu erhalten, die Aus
trittsflächen der refraktiven Elemente und/oder der weiteren refraktiven
Elemente treppenstufenartig zueinander versetzt, was wiederum bedeutet,
die einzelnen refraktiven Elemente besitzen eine unterschiedliche Länge
in Strahlausbreitungsrichtung. Weiterhin kann es zur Erzeugung eines
gleichförmigen Versatzes der jeweiligen Strahlungsgruppen zueinander
vorteilhaft sein, die Austritts- und/oder Eintrittsflächen der refrak
tiven Elemente und/oder der weiteren refraktiven Elemente so anzuordnen,
daß sie in einer zueinander parallel verlaufenden Ebene liegen. Vorzugs
weise sind aber die den Strahlungsgruppen jeweils zugeordneten Eintritts
flächen der refraktiven Elemente in einer Ebene liegend ausgerichtet und
der treppenstufenartige Versatz an der Austrittsseite der refraktiven
Elemente gebildet, da der Divergenzwinkel durch die Brechung innerhalb
der refraktiven Elemente dann kleiner ist und dadurch die Gruppierung
definierter erreicht werden kann, im Gegensatz zu dem Fall, bei dem der
Versatz an der Eintrittsseite liegt.
Eine weitere, einfache Maßnahme, um den erwünschten Versatz aufgrund der
unterschiedlichen Brechung der einzelnen Strahlungsgruppen in den refrak
tiven Elementen zu erzielen, ist diejenige, wenigstens einen Teil der
refraktiven Elemente mit unterschiedlichen Brechungsindizes auszustatten,
beispielsweise durch eine unterschiedliche Art eines für das refraktive
Element einzusetzenden Glaskörpers oder durch eine unterschiedliche Do
tierung eines Glaskörpers, vorzugsweise aus Quarzglas, das sich durch
eine hohe Reinheit auszeichnet, als brechwerterhöhende oder brechwerter
niedrigende Maßnahme. Hierbei kann wiederum eine gleichförmige Abstufung
zur Erzeugung eines gleichförmigen Versatzes benachbarter Strahlungsgrup
pen von Vorteil sein, indem jeweils benachbarte refraktive Elemente un
terschiedliche Brechungsindizes aufweisen, die vorzugsweise unter glei
chen Verhältnissen zu- oder abnehmen.
Um zu verhindern, daß Strahlungsanteile eines refraktiven Elements in
jeweils benachbarte refraktive Elemente eintreten, werden benachbarte
refraktive Elemente voneinander durch eine Schicht getrennt, die ein
gegenüber dem angrenzenden refraktiven Element geringeren Brechungsindex
aufweist. Strahlungsanteile in einem refraktiven Element, die aufgrund
des Divergenzwinkels der Strahlung in die Randzone des refraktiven Ele
ments gelangen, werden dann zur Mitte des refraktiven Elements hin durch
Totalreflexion reflektiert.
Wie bereits vorstehend ausgeführt ist, wird mit dem Einsatz der refrak
tiven Elemente zur Veränderung der Koordinaten der eintretenden Strah
lungsgruppen zueinander und/oder zur Änderung der Ausbreitungsrichtungen
eine sehr einfache Möglichkeit gegeben, die angestrebten Strahlungsfelder
und Leistungsdichten zu erzielen. Um der Strahlung, die aus einem refrak
tiven Element austritt, zusätzlich zu der Richtung, in der die Strahlung
in den refraktiven Elementen gebrochen wird, eine zusätzliche Richtungs
komponente zu verleihen, sind solche refraktiven Elemente von Vorteil,
bei denen die Eintritts- und/oder die Austrittsflächen zum einen senk
recht auf einer gemeinsamen Ebene stehen, zum anderen aber um Achsen, die
in der Ebene dieser Flächen und parallel zueinander verlaufen, zueinander
verschwenkt sind. Durch diese unterschiedliche Ausrichtung der Ein
tritts- und/oder der Austrittsflächen, vorzugsweise in einer Richtung
senkrecht zu der Richtung, in der die Strahlung gebrochen wird, wird die
Ausbreitungsrichtung der einzelnen Strahlungsgruppen zueinander und damit
deren Koordinaten zueinander geändert. Darüberhinaus besteht die Möglich
keit, diese Flächen geringfügig konkav oder konvex zu wölben, um die
jeweilige Strahlung der Strahlungsgruppen aufzuweiten oder zu fokussie
ren. Eine weitere, einfache Möglichkeit, ein Strahlungsfeld in einer
Richtungskomponenten aufzuweiten, ist dann gegeben, wenn die Ein
tritts- und/oder Austrittsflächen der refraktiven Elemente jeweils senk
recht auf einer gemeinsamen Ebene stehen und um Achsen, die in der Ebene
dieser Flächen und parallel zueinander verlaufen, zueinander verschwenkt
sind. Solche Maßnahmen können sowohl bei den jeweils ersten refraktiven
Elementen als auch bei den jeweils zweiten refraktiven Elementen vorge
nommen werden, wobei allerdings diese Maßnahme vorzugsweise an den zwei
ten refraktiven Elementen angewandt wird, und zwar dort wiederum bevor
zugt an den Strahlungs-Austrittsflächen.
Wie bereits vorstehend erläutert wurde, stellt ein grundsätzlicher Nach
teil einer Feldanordnung bzw. eines Arrays aus einzelnen Festkörperlasern
und/oder Diodenlasern deren geringer Füllfaktor dar. Als Füllfaktor ist
beispielsweise in einer Austrittsebene, in der die Austrittsfenster der
einzelnen Laser liegen, die Summe der Querschnittsflächen der einzelnen
Laserstrahlen bezogen auf die Gesamtfläche, die durch die Austritts
fenster der Feldanordnung aufgespannt wird, zu verstehen. In vielen An
wendungen ist es erwünscht, zum einen einen sehr gleichförmigen Füllfak
tor zu erzielen, d. h. die mit der Laserstrahlung bestrahlte Fläche soll
mit einer gleichförmigen Intensität in allen Flächenbereichen bestrahlt
werden, wobei dann eine Maßnahme dahingehend anzuwenden ist, daß dann,
wenn die Querschnittsabmessungen der Strahlungsanteile einzelner Strah
lungsgruppen kleiner als die Breite des zugeordneten refraktiven Elements
ist, die jeweilige Strahlungsgruppe in die Eintrittsfläche des jeweiligen
refraktiven Elements unter einem Einfallswinkel ungleich 0° derart ein
tritt, daß annähernd die gesamte Breite der Eintrittsfläche des refrak
tiven Elements ausgeleuchtet ist. Diese Maßnahme wird vorzugsweise dann
angewandt, wenn das refraktive Element aus einem einzelnen, zusammen
hängenden Körper gebildet ist.
Um entweder gleichförmige Strahlungsfelder mit einer relativ großen Aus
dehnung zu erzeugen oder um einen kleinen Strahlungsfleck hoher Strah
lungsdichte in der Arbeitsebene zu erhalten, werden mehrere streifenför
mige Strahlungsfelder, die aus einzelnen Lasern aufgebaut sind, parallel
zueinander ausgerichtet, so daß die Ausgangsstrahlung durch eine Laser
feldanordnung abgegeben wird, die aus einer vorgegebenen Anzahl linien
förmiger Laserarrays zusammengesetzt ist, wobei jedes linienförmige La
serarray aus einer Anzahl Einzellaser aufgebaut ist.
Während vorstehend Ausführungsformen erläutert wurden, bei denen die aus
dem ersten refraktiven Element austretende Strahlung nach einer Grup
pierung zweiten refraktiven Elementen zugeführt wird, wird in einer al
ternativen Ausführungsform die aus den refraktiven Elementen austretende
Strahlung gruppiert und jede Strahlungsgruppe wird auf ein ihr zugeordne
tes reflektives Element mit einer Reflextionsfläche gerichtet. Die einzel
nen Reflexionsflächen, die jeweils einer Strahlungsgruppe dann zugeordnet
sind, sind versetzt und/oder verkippt zu den anderen Reflexionsflächen
angeordnet, daß die einzelnen Strahlungsgruppen mit gegenüber ihren Ein
trittskoordinaten relativ zueinander geänderten Koordinaten und/oder
Ausbreitungsrichtungen und/oder Orientierungen von den Reflexionsflächen
abgestrahlt werden. Unter einer Orientierung in diesem Zusammenhang ist
zu verstehen, daß der Strahlquerschnitt in Bezug auf die Strahlachse
gegenüber der Orientierung vor dem Auftreffen auf die Spiegelfläche in
einer Abbildungsebene beispielsweise um 180° gedreht ist. Eine solche
Umorientierung kann ebenfalls zu einer Vergleichmäßigung des aus den
einzelnen Lasern erzeugten Strahlungsfelds dienen.
Um wiederum eine stufenweise Umorientierung mit einer gewissen Symmetrie
mittels der reflektiven Elemente zu erreichen, werden die einzelnen Re
flexionsflächen jedes reflektiven Elements sequentiell in der Reihenfolge
der einzelnen Strahlungsgruppen, wie sie nebeneinander liegen, versetzt.
Um den erwünschten Versatz mittels der einzelnen Reflexionsflächen zu
erhalten, werden die Reflexionsflächen jeweils unter einem unterschied
lichen Abstand zu den ihnen zugeordneten Austrittsflächen der refraktiven
Elemente angeordnet. Um den Versatz der einzelnen Spiegelflächen und die
damit den Versatz der einzelnen Strahlungsgruppen zueinander in einer
Relation zueinander zu bringen, sollten die Zentren der bestrahlten Re
flexionsflächen auf einer Geraden liegen, so daß auch der Versatz und
damit die in einer Ebene abgebildeten einzelnen Strahlengruppen eine
linear zueinander versetzte Beziehung erhalten. Entsprechend den Maßnah
men, die dann angewandt werden, wenn in der zweiten Stufen weitere re
fraktive Elemente den ersten refraktiven Elementen zugeordnet werden,
werden im Fall der ersten refraktiven Elemente und nachgeordneter reflek
tiver Elemente die Abstandsänderungen jeweils benachbarter Reflexions
flächen von gleicher Größe gewählt. Um insbesondere Strahlungsfelder
aufbauen zu können, die durch aus einzelnen Diodenlasern zusammengesetz
ten Laser-Feldanordnungen erzeugt werden, die auf einem relativ kleinen
Raum eine hohe Packungsdichte aufweisen können, werden die einzelnen
Reflexionsflächen durch einen treppenstufenartigen Spiegel gebildet, der
durch einfache Fertigungsmaßnahmen, trotz der geringen Abmessungen, her
stellbar ist, beispielsweise indem die Treppenstufenflächen bzw. die
Spiegelflächen in einen Spiegelkörper eingefräst werden.
Die einzelnen Reflexionsflächen können konkav oder konvex gekrümmte Flä
chen sein, um die Strahlquerschnitte der Strahlungsanteile, aus denen das
Strahlungsfeld zusammengesetzt ist, zusätzlich aufzuweiten oder zu fokus
sieren. Krümmungen in Form von Zylindermantelsegmentflächen sind zu be
vorzugen, um beispielsweise eine Fokussierung nur in einer Richtung, die
beeinflußt werden soll, zu erreichen.
Um den Füllfaktor zu erhöhen, wird bei Strahlungsgruppen, deren jeweilige
Querschnittsabmessungen ihrer Strahlungsanteile kleiner als die Breite
des zugeordneten reflektiven Elements ist, die Strahlung der jeweiligen
Strahlungsgruppe auf die Reflexionsfläche des jeweiligen reflektiven
Elements unter einem Winkel ungleich 0° derart gerichtet, daß annähernd
die gesamte Breite der Reflexionsfläche des refraktiven Elements ausge
leuchtet ist.
Hinsichtlich eines kompakten Aufbaus der Anordnung werden das einer
Strahlungsgruppe jeweils zugeordnete erste refraktive Element und das
jeweilige weitere refraktive Element zu einem Körper zusammengefügt,
wobei die Gruppierung bzw. Umorientierung der einzelnen Strahlungsgruppen
zwischen dem ersten refraktiven Element und dem zweiten refraktiven Ele
ment an einer entsprechend ausgebildeten Grenzfläche, die den Übergang
zwischen diesen beiden refraktiven Elementen festlegt, gebildet wird.
Hierdurch kann die gewünschte Strahlführung sowohl in der einen Richtung
als auch in der anderen Richtung und damit die Änderung der jeweiligen
Ausbreitungsrichtung und/oder der Koordinaten der Strahlungsgruppen zu
einander durch ein einziges optisches Element erhalten werden. In glei
cher Weise ist es möglich, die reflektiven Elemente auf den Strah
lungs-Austrittsflächen des der jeweiligen Strahlungsgruppe zugeordneten
refraktiven Elements in form einer reflektiven Fläche aufzubringen, so
daß auch in Bezug auf das erste refraktive Elemente mit nachgeordneten
reflektiven Flächen eine Anordnung möglich ist, die aus einem einzelnen
Körper gebildet ist. Solche Anordnungen aus nur einem Körper bringen den
Vorteil mit sich, daß nach der Fertigung des Körpers keine weiteren
Justiermaßnahmen der jeweiligen refraktiven Elemente und/oder der reflek
tiven Elemente erforderlich sind, sondern die Justierung einer solchen
Anordnung nur relativ zu der Laser-Feldanordnung notwendig ist.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Strahlungstransformation wird jeweils
angestrebt, daß nach dem letzten transformierenden Element - falls es
erforderlich ist, können Transformationen mit mehr als zwei Elementen
vorgenommen werden - die aus dem letzten Element austretenden bzw. re
flektierten Strahlungsgruppen zueinander parallele Ausbreitungsrichtungen
oder einen gemeinsamen Schnittpunkt haben.
Sowohl die refraktiven Elemente als auch die reflektiven Elemente besit
zen ihre spezifischen Vorteile. Refraktive Elemente zeichnen sich dadurch
aus, daß nur ein Körper erforderlich ist, um einen erforderlichen Versatz
zwischen der Eintritts- und Austrittsfläche zu erzielen. Darüberhinaus
kann bei refraktiven Elementen die Orientierung der Austrittsfläche so
gewählt werden, daß an diesen Austrittsflächen ein weiterer Versatz der
austretenden Strahlungsanteile erzielt wird. Weiterhin sind mit refrak
tiven Elementen hohe Belegungsdichten mit einer definierten Zuordnung der
einzelnen refraktiven Elementen den jeweiligen Strahlungsanteilen mög
lich. Darüberhinaus können solche refraktiven Elemente so aufgebaut und
angeordnet werden, daß die Strahlungsanteile jeweils mit gleichen Diver
genzwinkeln in die Eintrittsflächen eintreten, so daß in etwa gleiche
Verhältnisse erzielt werden. Schließlich ist ein Vorteil darin zu sehen,
daß die Strahlung in den refraktiven Elementen geführt wird und sie somit
in diesem Bereich keinen äußeren Störeinflüssen unterliegt. Reflektive
Elemente, wie sie vorstehend aufgezeigt sind, erfordern jeweils nur eine
Spiegel- bzw. Reflexionsfläche, die auf einfach herstellbaren Trägerkör
pern, beispielsweise aus Kunststoff, aufgebracht werden können. Gerade in
Bezug auf solche Kunststoffträger, die beispielsweise mittels Spritzgieß
techniken hergestellt werden können, ergibt sich eine sehr kostengünstige
Anordnung.
Um die Vorteile, die mit den Maßnahmen nach den einzelnen Ansprüchen, die
vorstehend erläutert sind, besser zu verdeutlichen sowie weitere Merkmale
der Erfindung aufzuzeigen, werden nun verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1A bis 1E schematisch verschiedene ein- und zweidimensionale
Laserarrays, in Verbindung mit denen die erfindungsgemäßen
Anordnungen einsetzbar sind,
Fig. 2A und 2B eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung zur Formung und Führung eines Strahlungsfelds eines
eindimensionalen, geradlinigen Laserarrays, das in den Fig.
1A oder 1B dargestellt ist, unter Verwendung eines ersten
refraktiven Elements (Fig. 2A) und eines nachgeordneten zwei
ten refraktiven Elements (Fig. 2B),
Fig. 3A und 3B eine den Fig. 2A und 2B entsprechende Anordnung,
wobei die refraktiven Elemente gegenüber der Ausführungsform
der Fig. 2 auf ihrer Austrittsseite die treppenstufenartig
zueinander versetzte Austrittsflächen aufweisen,
Fig. 4A und 4B eine Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform der
Fig. 3A und 3B mit zusätzlichen reflektiven flächen aus
trittsseitig der refraktiven Elemente,
Fig. 5A und 5B eine Anordnung unter Verwendung erster refraktiver
Elemente (Fig. 5A) und nachgeordneter reflektiver Elemente
(Fig. 5B),
Fig. 6 einen Stapel refraktiver Elemente in Form einzelner Glasplat
ten, wobei zu den einzelnen Platten in der unteren Graphik quer
zur Erstreckung der Glasplatten der Brechungsindex aufgetragen
ist,
Fig. 7A und 7B refraktive Elemente, die durch einzelne Glasplatten
gebildet sind, wobei jede Glasplatte einen unterschiedlichen
Brechungsindex aufweist,
Fig. 8A eine Ansicht auf die Anordnung der Fig. 7A und 7B aus Rich
tung des Pfeils VIIIA in den Fig. 7A und 7B,
Fig. 8B eine Draufsicht auf die Anordnungen der Fig. 8A aus Richtung
des Sichtpfeils VIIIB in Fig. 8A,
Fig. 9A und 9B zu den Fig. 8A und 8B entsprechende Darstellungen,
wobei im Gegensatz zu den Fig. 8 die einzelnen Strahlen der
Strahlungsgruppen in unterschiedlichen Höhen in das jeweilige
refraktive Element eintreten und unter einer gleichen Höhe aus
dem jeweiligen refraktiven Element austreten,
Fig. 10 schematisch eine seitliche Darstellung einer Anordnung, mit der
die einzelnen Strahlungsgruppen in einem Glasplattenstapel
entsprechend der Fig. 7A mehrfach gefaltet werden,
Fig. 11A eine erfindungsgemäße Anordnung, die zur Erhöhung der Beleuch
tungsdichte bzw. des Füllfaktors dient,
Fig. 11B schematisch die Strahlungsquerschnittsverteilung des Strah
lungsfelds eingangsseitig und ausgangsseitig der Anordnung der
Fig. 11A,
Fig. 12 eine perspektivische Anordnung einer Treppenstufenspiegelanord
nung zur Erhöhung des Füllfaktors,
Fig. 13 die Anordnung der Fig. 13, wobei jedem Treppenstufenspiegel
ein lineares Laserarray zugeordnet ist,
Fig. 14 die Anordnung nach der Fig. 13, wobei den einzelnen treppen
förmigen Spiegelelementen jeweils eine lineare Laser-Feldanord
nung zugeordnet ist,
Fig. 15 und Fig. 16 jeweils einen Treppenstufenspiegel mit konkav
gekrümmten Spiegelflächen,
Fig. 17A und 17B eine Anordnung mit ersten refraktiven Elemente
(Fig. 17A) und zweiten refraktiven Elementen (Fig. 17B),
wobei den drei jeweiligen refraktiven Elementen eine Feldanord
nung aus drei Reihen mit jeweils drei Einzellasern zugeordnet
sind,
Fig. 18 einen Treppenstufenspiegel, bei dem die einzelnen Spiegelflä
chen um eine gemeinsame Achse jeweils um einen gleichen Winkel
zueinander verschwenkt sind,
Fig. 19 eine weitere Ausführungsform eines Treppenstufenspiegels, bei
dem die einzelnen Spiegelflächen einen unterschiedlichen Ver
satz zueinander haben und unterschiedlich zueinander geneigt
sind,
Fig. 20A und 20B ein refraktives Element (Fig. 20A) und ein reflek
tives Element (Fig. 20B), mit denen das Strahlungsfeld eines
linearen Laserarrays in drei Strahlungsanteile gruppiert und zu
einem annähernd runden Strahlungsfeld geformt wird, und
Fig. 21 schematisch einen weiteren Treppenstufenspiegel mit einer
weiteren, beispielhaften Gruppierung der Strahlungsfelder.
Die erfindungsgemäße Anordnung in den verschiedenen möglichen Ausfüh
rungsformen ist zur Formung und Führung eines Strahlungsfelds eines
Arrays bzw. einer Feldanordnung geeignet, die aus mehreren Festkör
per- und/oder Halbleiterlasern zusammengesetzt ist. Sie ist aber auch zur
Formung eines Strahlungsfelds, das von einem einzelnen Laser abgegeben
wird, geeignet, beispielsweise für die Strahlung eines Diodenbarrens mit
einem langgestreckten Strahlungsfeld, das umgeordnet bzw. transformiert
werden soll.
Da einzelne Laserstrahlquellen in Form von Festkörper- und Diodenlasern
nur begrenzt zu höheren Leistungen skalierbar sind, wird zum Erzielen
höherer Laserleistungen und Leistungsdichten eine größere Anzahl einzel
ner Laserstrahlenquellen zu verschiedenen Arrays- oder Feldanordnungen
zusammengefaßt. Verschiedene dieser Feldanordnungen sind in den
Fig. 1A bis 1E dargestellt.
Hierbei kann man lineare Feldanordnungen, wie sie in den Fig. 1A und
1C dargestellt sind, doppelt-lineare Feldanordnungen, wie dies beispiels
weise in Fig. 1B dargestellt ist, radiale Feldanordnungen entsprechend
der schematischen Darstellung der Fig. 1D sowie zweidimensionale Arrays
gemäß der schematischen Darstellung der Fig. 1E unterscheiden.
Ein lineares Array, wie es die Fig. 1A darstellt, weist N-Einzelstrah
lungsquellen auf, so daß sich eine langgestreckte, lineare Strahlungsver
teilung ergibt. Nachteilig ist die lineare Geometrie für solche Fälle, in
denen kreisförmige oder quadratische Strahlungsflächen mit einem hohen
Füllfaktor in einer Abbildungs- oder Bearbeitungsebene erzielt werden
sollen.
Soweit im Rahmen dieser Beschreibung der Begriff "Füllfaktor" verwendet
wird, so ist hierunter das Verhältnis der Strahlquerschnittsfläche der einzelnen Strah
lungsquellen, in den Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, zu der
Gesamtfläche, die durch die Einzelstrahlungsquellen 1 aufgespannt wird,
zu verstehen.
Ein Nachteil eines linearen Arrays gemäß Fig. 1A aus Einzelstrahlungs
quellen ist derjenige, daß in der Längsrichtung die Strahlqualität min
destens um einen Faktor N gegenüber der Einzelstrahlungsquelle verringert
ist. Bei einer eindimensionalen, linearen Anordnung liegt daher eine
gewisse Asymmetrie der Emission des Strahlungsfelds hinsichtlich der
Querschnittsgeometrie und der Strahlqualität vor, die in einem Maße an
steigt, wie versucht wird, die Anzahl der Einzelstrahlungsquellen und
damit die Gesamtleistung zu erhöhen. Zweidimensionale Arrays entsprechend
der Fig. 1B, oder insbesondere Arrays, die aus mehr als zwei linearen
Einzelarrays zusammengesetzt sind, wie dies in der Fig. 1E dargestellt
ist, weisen den Nachteil der geringen Zugänglichkeit der inneren Einzel
strahlungsquellen 1 auf, um diese beispielsweise zu kühlen (Diodenlaser)
oder anzuregen (Festkörperlaser). Um die Kühlmaßnahmen und die erforder
lichen Maßnahmen zur Anregung zu erfüllen, müssen die Abstände D (siehe
Fig. 1A) der Einzelstrahlungsquellen zueinander vergrößert werden, wo
durch natürlich der Füllfaktor am Ort der Strahlungsemission herabgesetzt
wird.
Eine weitere Möglichkeit, den Füllfaktor zu erhöhen, ist mit einer Anord
nung gegeben, die in der Fig. 1D dargestellt ist. Die einzelnen Quel
len 1 besitzen einen kreissegmentförmigen Emissionsquerschnitt, die um
eine zentrale Achse herum angeordnet sind.
Wie anhand der Fig. 1A bis 1E veranschaulicht ist, ist es für hohe
Strahlungsleistung und hohe Strahlungsdichten sowie große Füllfaktoren
alleine nicht ausreichend, die Anzahl der Einzelstrahlungsquellen zu
erhöhen, da auch eine mehrdimensionale Anordnung von Einzelstrahlungs
quellen ihre Grenzen besitzt. Größere Feldanordnungen erfordern zum Bei
spiel, um die innenliegenden Strahlungsquellen entsprechend zu versorgen,
größere Abstände D der Einzelstrahlungsquellen 1.
Soweit die einzelnen, nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele
identische oder vergleichbare Bauteile aufweisen, so sind diese Bauteile
und Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und eine sich wieder
holende Beschreibung dieser Teile wird nicht vorgenommen, so daß die
Beschreibung dieser Teile anhand des einen Ausführungsbeispiels analog
auf das jeweils andere Ausführungsbeispiel zu übertragen ist.
Um weitgehendst von der Anordnung der Einzelstrahlungsquellen unabhängig
zu sein, ist es somit erforderlich, die Strahlung der einzelnen Strah
lungsquellen 1 mittels nachgeordneter optischer Anordnungen in ihren
Koordinaten relativ zueinander und/oder in der Ausbreitungsrichtung der
einzelnen Strahlen zueinander und/oder der Orientierung des Einzelstrahls
so zu verändern, daß bei vorgegebenem Aufbau einer Feldanordnung aus
mehreren Festkörper- und/oder Halbleiterlasern definierte Strahlungsfel
der in einer Abbildungsebene erzeugt werden können.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 2A
und 2B dargestellt ist, wird die von einer Festkörper- oder einer Halb
leiterlaser-Feldanordnung 1, d/e eine lineare Anordnung aus sechs Einzel
strahlungsquellen 1 ist, wie dies auch vergrößert in der Fig. 1A darge
stellt ist, ausgehende Strahlung 4 auf ein erstes Element 5 gerichtet,
das aus einzelnen, ersten refraktiven Elementen 6 aufgebaut ist, die
jeweils durch parallel zur Strahlrichtung verlaufende, unterbrochene
Linien angedeutet sind. Die einzelnen Strahlungsanteile, die durch jede
Einzelstrahlungsquelle 1 erzeugt werden, können gruppiert werden, und
entsprechend der Vorgaben wird jede Strahlungsgruppe in ein ihr zugeord
netes erstes refraktives Element 6 eingestrahlt. In der Ausführungsform,
die in Fig. 2A dargestellt ist, ist jeder Einzelstrahlungsquelle jeweils
ein refraktives Element 6 zugeordnet, d. h. in dem Beispiel ist das erste
Element 5 aus sechs einzelnen refraktiven Elementen 6 zusammengesetzt.
Wie in der rechten Darstellung der Fig. 2A zu sehen ist, fallen die
einzelnen Strahlungsanteile 4 unter einem Einfallswinkel ungleich 0° auf
die stirnseitigen Flächen der refraktiven Elemente 6 auf, so daß sie
Innerhalb der jeweiligen refraktiven Elemente gebrochen werden. Da die
einzelnen refraktiven Elemente 6 einen gleichen Brechungsindex haben bzw.
aus einem gleichen, transparenten Werkstoff hergestellt sind, erfahren
die einzelnen Strahlungsanteile 4 einen gleichen Brechungswinkel an den
Strahlungs-Eintrittsflächen 7 der refraktiven Elemente 6. Durch die un
terschiedliche Länge der einzelnen refraktiven Elemente wird bewirkt, daß
die einzelnen Strahlungsanteile einen unterschiedlich langen Weg durch
das jeweilige refraktive Element 6 zurücklegen, so daß sie unter unter
schiedlichen Höhen, verglichen mit der relativen Lage auf der Strah
lungs-Eintrittsfläche 7, auf der Strahlungs-Austrittsfläche 8 austreten,
wie dies in Fig. 2A links unten dargestellt ist. Aufgrund des gleichen,
treppenstufenartigen Versatzes zueinander an der Strahlungs-Eintrittsflä
che 7 tritt an der Strahlungs-Austrittsfläche 8 ein jeweils gleicher
Versatz der Strahlungsquerschnitte untereinander auf. Die einzelnen
Strahlungsanteile werden dann auf ein zweites Element 9 zugeführt, wobei
entsprechend der Gruppierung jedem Austrittsstrahl 10, der aus dem ersten
Element 5 austritt, jeweils ein zweites refraktives Element 11, wiederum
durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2B angedeutet, zugeordnet ist.
Die einzelnen zweiten refraktiven Elemente 11 weisen, entsprechend dem
ersten Element 5, treppenstufenartig abgestufte Strahlungs-Eintrittsflä
chen 7 auf, während die Strahlungs-Austrittsflächen 8 in einer gemeinsa
men Ebene liegen. Allerdings ist die Abstufung der refraktiven Elemen
te 11 des zweiten Elements 9 entgegengesetzt der Abstufung der refrakti
ven Elemente 6 des ersten Elements von dem einen äußeren Strahlungsanteil
zu dem anderen äußeren Strahlungsanteil gewählt. Somit werden die Gesamt
ausbreitungswege der jeweiligen Strahlungsanteile gleich lang gestaltet
und können in einer gemeinsamen Ebene abgebildet werden.
An diesen zweiten refraktiven Elementen 11 erfolgt die Brechung aufgrund
des Einfallswinkels der einzelnen Austrittsstrahlen 10 auf die Strah
lungs-Eintrittsfläche 7 in einer Richtung, die um 90° zu der Einfalls
richtung der einzelnen Strahlungsanteile 4 auf das erste Element 5 ge
dreht ist. Hierdurch werden wiederum aufgrund der unterschiedlichen Wege
der einzelnen Strahlungsanteile durch das jeweilige zweite refraktive
Element 11 die einzelnen Strahlungsanteile derart gebrochen, daß die aus
der Strahlungs-Austrittsfläche 8 des zweiten Elements 9 austretenden
Austrittsstrahlen 12 versetzt austreten; dadurch werden die einzelnen
Strahlungsquerschnitte übereinandergeschoben, wie dies in der linken,
unteren Darstellung der Fig. 2B zu sehen ist. Die Größe des Versatzes
der Austrittsstrahlen 12 an der Strahlungs-Austrittsfläche 8 kann zum
einen in Abhängigkeit des Brechungsindex des jeweiligen zweiten refrak
tiven Elements 11 und zum anderen über die Weglänge des jeweiligen Strah
lungsanteils durch das ihm zugeordnete refraktive Element eingestellt
werden. Wie die Fig. 2A und 2B zeigen, werden durch die beiden Elemen
te 5 und 9 bzw. deren erste refraktive Elemente 6 und deren zweite re
fraktive Elemente 11 die Strahlungsanteile zweimal so gebrochen, daß sie
zum einen in der einen Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung unter
schiedlich versetzt werden, während sie durch die zweiten refraktiven
Elemente 11 in der Richtung, die sowohl senkrecht zur Ausbreitungsrich
tung der Strahlungsanteile 10 und senkrecht zu der ersten Richtung der
Brechung liegt, wieder übereinandergeschoben werden, so daß die Strah
lungsquerschnitte, ausgehend von einer linearen Anordnung, zu einem dich
ten Strahlungsfeld hoher Strahlungsintensität zusammengeführt werden
können. Basierend auf dem Prinzip, wie es in den Fig. 2A und 2B darge
stellt ist, können andere Strahlgeometrien, ausgehend von einer linearen
Anordnung, gebildet werden.
Die Anordnung der Fig. 2A und 2B besitzt einen besonderen Vorteil bei
der Strahlungsformung und -führung eines Strahlungsfelds, das aus Dioden
lasern zusammengesetzt ist. Typischerweise werden in einer linearen Feld
anordnung einzelner Diodenlaser 24 Dioden über eine Länge von 1 cm inte
griert. Eine solche Laserdioden-Feldanordnung mit einem Strahlquerschnitt
von 1 µm×10 mm besitzt extrem unterschiedliche Strahlqualitäten in
den beiden unterschiedlichen Richtungen ihres elliptischen Strahlquer
schnitts. So ist die Strahlqualität in der schmalen Richtung, d. h. in der
Junction-Ebene, ca. 1000-fach beugungsbegrenzt. Gerade in Verbindung mit
einer solchen Laserdiodenfeldanordnung, bei der dann gemäß der Fig. 2A
jedem Emitter eine refraktive Stufe bzw. ein refraktives Element zugeord
net wird, werden in dem ersten Element 5 (treppenförmiger Glaskörper)
laterale Versätze zwischen den Emittern in der y-Richtung erzeugt. Der
Einfallswinkel, die Stufenhöhe und der Brechungsindex, wie dies noch
nachfolgend erläutert wird, werden dann so untereinander abgestimmt, daß
der Versatz zwischen den benachbarten Streifenemittern ein wenig größer
als die Strahldimension in der y-Richtung wird. Das zweite Element 9 bzw.
der zweite treppenförmige Glaskörper erzeugt dann Versätze, unter ent
sprechender Wahl der Einfallsrichtung der Strahlung auf die Strah
lungs-Eintrittsfläche 7 und durch geeignete Wahl der Stufenhöhe, in der
x-Richtung (Slow-Richtung). Durch geeignete Wahl der beeinflußbaren Fak
toren des ersten Elements 5, d. h. des Brechungsindex, der Stufenhöhe und
des Einfallswinkels, werden die Strahlungsanteile in der y-Richtung un
tereinander angeordnet. Die Strahlqualität entlang der y-Achse ist dann
um einen Faktor der Emitteranzahl (in dem gezeigten Beispiel 6) verrin
gert, und gleichzeitig erhöht sich die Strahlqualität in der Slow-Rich
tung (x-Richtung) um den gleichen Faktor. Dadurch werden die Strahlquali
täten in den beiden Richtungen vergleichbar sein und die Gesamtstrahlung
der Diodenlaser-Feldanordnung kann in einen kreisförmigen oder rechtecki
gen Fleck fokussiert werden.
In den Fig. 3A und 3B ist eine Anordnung dargestellt, die mit der
Anordnung der Fig. 2A und 2B vergleichbar ist. In dieser Ausführungs
form der Fig. 3 sind das erste Element 13 und das zweite Element 14,
aus einzelnen ersten und zweiten refraktiven Elementen aufgebaut, deren
Strahlungs-Eintrittsflächen 7 jeweils in einer Ebene liegen, während die
Strahlungs-Austrittsfläche 8 treppenstufenartig ausgeführt ist. Aufgrund
der unterschiedlichen optischen Weglängen der jeweiligen Strahlungsanteile durch das
jeweils zugeordnete refraktive Element wird wiederum ein Versatz in einer
ersten Richtung und und ein Versatz in einer zweiten Richtung erzeugt, so
daß entsprechend der Fig. 2A und 2B ein Strahlungsfleck erzeugt wird.
Der Ausführungsform des ersten und zweiten Elements 13 und 14 der
Fig. 3A und 3B ist gegenüber der Ausführungsform der Fig. 2 der Vorzug zu
geben, da durch den gleichen Abstand zwischen den Austrittsfenstern der
einzelnen Strahlungsquellen bis zu dem Eintritt in die Strahlungs-Ein
trittsfläche des ersten Elements 13 eine exakte Gruppierung realisiert
werden kann.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird ersichtlich, daß in Abhängigkeit davon,
welche Strahlungsmuster aus den einzelnen Strahlungsquerschnitten erzeugt
werden sollen, die Treppenstufen auch in anderer Weise abgestuft werden
können, beispielsweise auch derart, daß das refraktive Element mit der
größten Ausdehnung in der Strahlrichtung in der Mitte des jeweiligen
Elements angeordnet ist.
Darüberhinaus werden die refraktiven Elemente vorzugsweise aus einem
einzelnen Glaskörper gearbeitet; eine weitere alternative Ausführungs
form, die noch nachfolgend beschrieben wird, besteht darin, die einzelnen
refraktiven Elemente aus Glasplatten zusammenzusetzen.
In den Fig. 4A und 4B ist eine Ausführungsform dargestellt, die wie
derum von einer linearen Anordnung aus sechs Einzelstrahlungsquellen
ausgeht. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach den Fig. 3A und 3B
sind in diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 4A und 4B die Strah
lungs-Austrittsflächen 8 verspiegelt. Hierdurch wird erreicht, daß die
sich in den einzelnen refraktiven Elementen 15 ausbreitenden Strahlungs
anteile auf diese verspiegelten Flächen auftreffen und, in Abhängigkeit
des Winkels, mit dem sie auf diese Flächen auftreffen, reflektiert wer
den, so daß sie seitlich aus dem Element 13 austreten, wie dies in der
rechten Darstellung der Fig. 4A dargestellt ist. Während in der Fig. 4A
diese verspiegelten Endflächen 8 so dargestellt sind, daß sie parallel zu
den Eintrittsflächen 7 verlaufen, kann der Ausbreitungsrichtung der an
den Endflächen 8 reflektierten Strahlungsanteile 10 eine zusätzliche,
geänderte Richtungskomponente durch eine geänderte Schrägstellung dieser
Flächen verliehen werden. Auf diese Art und Weise kann die eintretende
Strahlung 4 zum einen durch die unterschiedlich lange Ausbreitungsrich
tung in den refraktiven Elementen 15 in einer Richtung transformiert
werden, während sie durch die End-Spiegelflächen 8 mit einer anderen
Richtungskomponenten transformiert werden. Entsprechend dem refraktiven
Element 13 der Fig. 4A weist das weitere refraktive Element 14 der
Fig. 4B, das in seinem grundsätzlichen Aufbau dem refraktiven Element 14
der Ausführungsform der Fig. 3B entspricht, ebenfalls verspiegelte End
flächen 8 auf, so daß an diesen Endflächen 8 die einzelnen Strahlungsan
teile reflektiert werden und seitlich austreten, und zwar in einer Rich
tung senkrecht zu der Richtung austrittsseitig des refraktiven Ele
ments 13 der Fig. 4A, wie in Fig. 4B anhand der rechten Darstellung
gezeigt ist und unter Vergleich der angegebenen Koordinaten ersichtlich
ist.
In den Fig. 5A und 5B ist eine weitere Ausführungsform dargestellt.
Hierbei werden die aus den ersten refraktiven Elementen 6 (Fig. 5A), die
mit den refraktiven Elementen 15 des ersten Elements 13 der Fig. 3A
identisch sind, austretenden Strahlen 10 einem zweiten Element 17 (Fig.
5B) mit einzelnen reflektiven Elementen in Form von Reflexionsflä
chen 18 zugeführt. Diese Reflexionsflächen 18 weisen zueinander treppen
stufenförmig einen Versatz derart auf, daß die einzelnen aus dem ersten
Element 13 austretenden Austrittsstrahlen 10 schräg auf die jeweilige
Reflexionsfläche 18 auftreffen, derart, daß sie untereinander geschoben
werden und ein zusammenhängendes Strahlungsfeld in einer Abbildungsebene
erzeugen, wie dies in Fig. 5B links dargestellt ist.
Zu den jeweils erzeugten Strahlungsfeldern ist anzuführen, daß zur Ver
deutlichung der jeweiligen Änderung der Ausbreitungsrichtung der Strah
lungsflächen die einzelnen Strahlungsquerschnitte mit einem entsprechen
den Abstand zueinander dargestellt sind; allerdings können die Strahlen
so zusammengeführt werden, daß ein zusammenhängendes Strahlungsfeld in
der erwünschten Abbildungsebene erzeugt wird.
In Fig. 6 ist schematisch eine Ausführungsform beispielsweise des ersten
Elements 13 der Fig. 3A und 5A dargestellt, das aus einzelnen Glas
platten 19 (refraktive Elemente) aufgebaut ist. Jeweils benachbarte Glas
platten 19 sind durch eine weitere Glasplatte 20 getrennt, die gegenüber
den Glasplatten 19 einen geringeren Brechungsindex aufweisen. Werden die
einzelnen Strahlungsanteile in die Glasplatten 19 mit dem höheren Bre
chungsindex eingekoppelt, so werden sie in der Form eines Wellenleiters
darin übertragen und geformt. Eine solche Maßnahme ist insbesondere für
Laser-Feldanordnungen, bevorzugt für die Diodenlaser-Feldanordnungen, mit
einer geringen Belegungsdichte bzw. einem geringen Füllfaktor von Vor
teil, da auf diese Weise jedem einzelnen Diodenlaser genau ein refrakti
ves Element zugeordnet werden kann und dadurch, durch den Füllfaktor
bedingt, eine Verringerung der Strahlqualität weitgehendst vermieden
werden kann.
Die Fig. 7A und 7B zeigen eine Anordnung, die aus einzelnen Glasplat
ten 21 zusammengesetzt sind, die gleiche Außenabmessungen besitzen. Wie
anhand der Fig. 7B zu erkennen ist, weisen die einzelnen Glasplatten
einen unterschiedlichen Brechungsindex auf, wobei der Brechungsindex der
linken Platte am niedrigsten ist, während der Brechungsindex der rechten,
äußeren Platte 21 am höchsten ist. Die Brechungsindizes sind in etwa
gleichen Schritten zwischen den einzelnen Glasplatten 21 erhöht, wie das
Diagramm der Fig. 7B verdeutlicht. In der Anwendung wird jede Glasplat
te 21 als refraktives Element jeweils einer Strahlungsgruppe eines Strah
lungsfelds zugeordnet. Jede Strahlungsgruppe fällt auf die jeweilige
Strahlungs-Eintrittsfläche 7, wobei es sich um die Stirnflächen der Glas
platten 21 handelt, unter einem Winkel ein, so daß die jeweiligen Teil
strahlen, je nach den Brechungsindizes, unterschiedlich gebrochen werden.
Dieser unterschiedliche Strahlungsverlauf innerhalb der Glasplatten 21
ist in der Fig. 8A und 8B verdeutlicht. Mit der Anordnung der einzelnen
Glasplatten gemäß der Fig. 7 und 8 wird an der Strahlungs-Austritts
fläche 8 durch die Austrittsstrahlen 10 eine Strahlverteilung erzeugt,
die wiederum, wie dies bereits anhand der früheren Ausführungsformen
beschrieben ist, abgestuft bzw. treppenstufenartig zueinander versetzt
ist, wie die Fig. 8B erkennen läßt.
In den Fig. 9A und 9B ist eine Anordnung von Glasplatten 21 entspre
chend der Fig. 7A und 8A in einer Seitenansicht dargestellt, wobei in
dieser Ausführung die einfallende Strahlung 4 von Glasplatte zu Glasplat
te 21 einen Versatz zueinander aufweist, wobei dann, aufgrund der abge
stuften Brechungsindizes, die Austrittsstrahlen 10 auf gleicher Höhe
liegen, wie dies auch in Fig. 9B verdeutlicht wird. Die Fig. 9A kann
als Anschlußfigur zu der Fig. 8A angesehen werden, wobei die Darstel
lung, wie anhand der Koordinaten der jeweils einfallenden Strahlen 4
ersichtlich wird, die Fig. 9A gegenüber der Fig. 8A um 90° gedreht ist,
um die unterschiedlichen Ausbreitungswege in der gedrehten Richtung dar
zustellen.
Mit zwei aus einzelnen Glasplatten 21 aufgebauten Elementen, wie sie in
den Fig. 8 und 9 dargestellt sind, kann bei einer Orientierung der
Glasplattenstapel zueinander unter einem Winkel ungleich 0°, d. h. die
Brechungen an den jeweiligen Glasplattenstapeln oder den ersten refrakti
ven Elementen und den zweiten refraktiven Elementen, die durch diese
Glasplattenstapel gebildet werden, müssen in unterschiedliche Richtungen
erfolgen, die einfallende Strahlung in zwei unterschiedlichen Richtungen
transformiert werden.
In der Fig. 10 ist eine Ausführung in einer seitlichen Ansicht eines
weiteren Glasplattenstapels, der aus einzelnen Glaskörpern 23 mit unter
schiedlichen Brechungsindizes zusammengesetzt ist, dargestellt. Die auf
eine Seltenfläche 7 der einzelnen Glaskörper 23 einfallende Strahlung 4
wird in dem jeweiligen Glaskörpern 23 jeweils mehrfach gefaltet und tritt
aus den den Eintrittsflächen 7 gegenüberliegenden Austrittsflächen 8 mit
einem entsprechenden Versatz aufgrund der unterschiedlichen Brechungsin
dizes der jeweiligen Glaskörper 23 aus. Die beiden Flächen 7 und 8 können
geeignet reflektiv und transmissiv beschichtet sein. Durch diese Mehr
fachfaltung werden die Ausbreitungswege innerhalb der Glaskörper 23 ver
längert und somit die Versätze der austretenden Strahlungsanteile 10
zueinander trotz geringer Baugröße der Glaskörper 23 vergrößert.
Betrachtet man Feldanordnungen, die aus Diodenlaserarrays aufgebaut sind,
beispielsweise in der Form, wie sie in den Fig. 1B und 1E dargestellt
ist, so beträgt der Füllfaktor thermisch bedingt etwa 30% bis 50% der
durch die Einzelstrahlungsquellen aufgespannten Flächen. Dadurch verrin
gert sich, wie bereits erläutert wurde, die Strahlqualität gegenüber
einem theoretischen Fall einer Belegungsdichte von 100%. Um den Füllfak
tor zu erhöhen und damit eine hohe Strahlqualität aufrechtzuerhalten, ist
eine Anordnung aus refraktiven Elementen 24 von Vorteil, die in Fig. 11A
dargestellt ist. In diesem schematischen Beispiel sind drei refraktive
Elemente 24 gestapelt. Die Eintrittsflächen sind, im Gegensatz zu den
weiter vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (plattenförmige, re
fraktive Elemente), abgeschrägt. Die einzelnen, eintretenden Strahlungs
anteile 4 sind unter einem Winkel so auf die Strahlungs-Eintrittsflä
chen 7 gerichtet, daß trotz der geringeren Abmessung der Strahlungsantei
le quer zu ihrer Ausbreitungsrichtung die gesamte Strahlungs-Eintritts
fläche 7 des jeweiligen refraktiven Elements 24 ausgeleuchtet wird, wie
dies anhand des mittleren refraktiven Elements 24 in Fig. 11A angedeutet
ist. Auf diese Weise wird auf der Seite der Strahlungs-Austrittsfläche 8
ein höherer Füllfaktor erzeugt, wie deutlicher anhand der Fig. 11B dar
gestellt ist. Eine entsprechende Maßnahme mit reflektiven Elementen ist
in Fig. 12 schematisch dargestellt. In diesem Beispiel fallen die Strah
lungsanteile 4 schräg auf jeweilige reflektive Flächen 25 eines Treppen
stufenspiegels 26, wie durch die schrägen Linien 27 an den einfallenden
Strahlungsanteilen 4 angedeutet ist, so ein, daß, verglichen mit der
Breite der jeweiligen Strahlungsanteile, ein größerer Bereich der reflek
tiven Flächen 25 bestrahlt wird; hierdurch werden ausgangsseitig die
relativen Koordinaten der einzelnen Strahlungsanteile so geändert, daß
sie einen Füllfaktor von annähernd 100% aufweisen, wie anhand der durch
gezogenen Linie 28 auf der Seite der Austrittsstrahlen 10 angedeutet ist.
Eine solche Maßnahme kann zum Beispiel in der Ausführungsform, die in den
Fig. 5A und 5B dargestellt ist, bei dem Element 17 umgesetzt werden,
um den Füllfaktor der von den Spiegelflächen reflektierten Strahlen ge
genüber den Eintrittsstrahlen zu erhöhen.
Während anhand der Fig. 11 und 12 nur schematisch die Erhöhung des
Füllfaktors dargestellt ist, kann durch geeignete Auswahl der Einfalls
richtung der Strahlungsanteile auf die Eintrittsflächen in Bezug auf
refraktive Elemente und durch geeignete Auswahl der Lage der reflektiven
Flächen 25 gemäß Fig. 12 auch zusätzlich der Versatz der austretenden
Strahlungsanteile in Bezug auf die eintretenden Strahlungsanteile zu
einander so geändert werden, daß eine gewünschte Transformation auftritt,
wie dies anhand der Fig. 2 bis 5 vorstehend erläutert wurde.
Da insbesondere in Bezug auf Diodenlaser in bestimmten Anwendungsfällen
hohe Leistungsdichten erforderlich sind und hierzu mehrere lineare Dio
denlaserfeldanordnungen in der Fastrichtung übereinander gestapelt wer
den, können für solche Fälle die vorstehenden Maßnahmen zur Erhöhung des
Füllfaktors wiederholt in der Fastrichtung vorgenommen werden.
In Fig. 13 ist ein schematischer Aufbau eines reflektiven Elements bzw.
eines Treppenstufenspiegels 26 mit drei reflektiven Flächen 25 (entspre
chend Fig. 12) dargestellt. In diesem Fall ist, im Gegensatz zu der
Ausführung, wie sie beispielsweise in Fig. 12 dargestellt ist, jeder
einzelnen reflektiven Fläche 25 eine lineare Feldanordnung 29 zugeordnet,
wobei jede lineare Feldanordnung in dieser schematischen Darstellung aus
drei Einzelstrahlungsquellen 30, beispielsweise einzelnen Diodenlasern,
zusammengesetzt ist. Die Strahlungsanteile jeder linearen Feldanord
nung 29 fallen auf jeweils eine reflektive Fläche 25 des Treppenstufen
spiegels 26 unter einem vorab ausgewählten Einfallswinkel, wodurch auf
grund der Neigung der Spiegelflächen zu der Einfallsrichtung ausgangssei
tig die einzelnen linearen Feldanordnungen 29 dichter zueinander gescho
ben werden, wie ein Vergleich des jeweiligen Strahlungsfelds einfallssei
tig und austrittsseitig des Treppenstufenspiegels 26 zeigt. Mit dieser
einfachen Maßnahme kann ebenfalls der Füllfaktor, in der dargestellten
Ausführungsform der Fig. 13 nur in einer Richtung vorgenommen, erhöht
werden.
In Fig. 14 ist der obere Teil des Treppenstufenspiegels 26 der Fig. 13
vergrößert dargestellt. Während die einzelnen, jeder Stufe zugeordneten
reflektiven Flächen 25 des Treppenstufenspiegels 26 der Fig. 13 in einer
Ebene liegen, ist in der Ausführungsform der Fig. 14 beispielhaft eine
reflektive Fläche zusätzlich abgestuft, so daß hierdurch die einzelnen
Strahlungsanteile einer linearen Feldanordnung 29 aus Einzelstrahlungs
quellen 30 austrittsseitig einen entsprechenden Versatz erhalten.
Um die einzelnen Strahlungsanteile, die auf die refraktiven oder reflek
tiven Elemente, die vorstehend beschrieben sind, auftreffen, zusätzlich
zu fokussieren, können die einzelnen Strahlungs-Eintrittsflächen der
refraktiven Elemente oder aber die Spiegelflächen der reflektiven Elemen
te in unterschiedlichen Richtungen konkav gewölbt werden, vorzugsweise
zylindermantelförmig, wie dies die Fig. 15 und 16 zeigen.
Während vorstehend anhand der Fig. 2 bis 4 verschiedene Ausführungs
beispiele dargestellt sind, bei denen unter Verwendung von ersten und
zweiten refraktiven Elementen die Strahlungsanteile einer linearen Feld
anordnung aus Einzelstrahlungsquellen erläutert wurde, ist in den
Fig. 17A und 17B eine Ausführungsform mit einem ersten und einem zweiten
Element 5, 9 mit jeweils drei ersten refraktiven Elementen 6 und drei
zweiten refraktiven Elementen 9 gezeigt, in die die Strahlungsanteile von
drei linearen Feldanordnungen 29 mit jeweils drei Einzelstrahlungsquel
len 30 einfallen. Die Strahlung der Einzelstrahlungsquellen 30 dieser
Feldanordnung wird so in Bezug auf jedes erste refraktive Element 6 grup
piert, daß jeweils die in z-Richtung untereinanderliegenden Einzelstrah
lungsquellen 30 jeder in x-Richtung verlaufenden linearen Feldanord
nung 29 einem refraktiven Element 6 zugeordnet werden und somit in drei
Strahlungsgruppen auf die jeweiligen refraktiven Elemente einfallen. In
den einzelnen refraktiven Elementen 6 werden diese Strahlungsgruppen
gebrochen (in der dargestellten Ausführungsform weisen die refraktiven
Elemente jeweils denselben Brechungsindex auf), wodurch aufgrund der
unterschiedlich langen Ausbreitungswege in den drei refraktiven Elemen
ten 6 die Austrittsstrahlung 10 einen treppenstufenartigen Versatz er
fährt. Mit diesem Versatz werden die einzelnen Strahlungsgruppen in die
zweiten refraktiven Elemente 11 eingestrahlt, die in Fig. 18B darge
stellt sind, und zwar derart, daß die Strahlung in einer zu der ersten
Brechungsrichtung senkrechten Richtung gebrochen wird, so daß ausgangs
seitig der zweiten refraktiven Elemente 11 die drei Strahlungsgruppen und
damit die neun einzelnen Strahlungsanteile untereinander geschoben werden,
wie das Strahlungsmuster in der Fig. 17B verdeutlicht.
Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen erläutert, um entweder
die einzelnen Strahlungsanteile zu gruppieren und umzuordnen oder aber um
den Füllfaktor einer Strahlungsgruppe zu erhöhen. Es wird verständlich,
daß die jeweiligen Maßnahmen, die zur Umgruppierung und zur Erhöhung des
Füllfaktors dargelegt sind, in unterschiedlicher Reihenfolge und in einer
unterschiedlichen Anzahl von Schritten vorgenommen werden können.
In Fig. 18 ist eine weitere Ausführungsform eines Treppenstufenspie
gels 32 mit fünf Spiegelflächen 33 dargestellt, wobei jede Spiegelflä
che 33 einer Strahlungsgruppe zugeordnet wird. Die einzelnen Spiegelflä
chen 33 stehen zum einen senkrecht auf einer Ebene, die der Fläche 34 des
Treppenstufenspiegels 32 entspricht, zum anderen sind sie um eine Ach
se 35, die durch eine unterbrochene Linie in Fig. 18 angedeutet ist,
zueinander um jeweils gleiche Winkel verschwenkt. Aufgrund dieser Maßnah
me kann ein doppelter Versatz bzw. eine zweifache Transformation der
einzelnen Strahlungsanteile zwischen der Eintrittsseite und auf der
Strahlungs-Austrittsseite erreicht werden.
Entsprechend dem Treppenstufenspiegel 32, wie er in Fig. 18 dargestellt
ist, kann ein refraktiver Körper aufgebaut werden, wobei dann die einzel
nen Spiegelflächen 33 des Treppenstufenspiegels 32 der Fig. 18 den Ein
tritts- und/oder Austrittsflächen für die Strahlungsgruppen entsprechen.
Weiterhin können, im Gegensatz zu der Darstellung der Fig. 18, die ein
zelnen Spiegelflächen 33 einen zusätzlichen Versatz derart aufweisen, daß
die einzelnen Achsen 35, um die die einzelnen Spiegelflächen 33 zueinan
der verschwenkt sind, mit Abstand parallel zueinander ausgerichtet sind.
Die Fig. 19 zeigt ein Beispiel eines weiteren Treppenstufensiegels 36
mit fünf Spiegelflächen 37, die jeweils einer Strahlungsgruppe zugeord
net sind. Die einzelnen Treppenstufen-Spiegelflächen 37 stehen senkrecht
auf einer Fläche 38, die der einen Seitenfläche des Treppenstufenspie
gels 36 in Fig. 19 entspricht, sie sind allerdings zueinander, quer zu
ihrer Längserstreckung, geringfügig um einen Winkel gekippt, wobei die
Längskanten, die auf der Fläche 38 senkrecht stehen, parallel zueinander
ausgerichtet sind. Der jeweilige Versatz benachbarter Spiegelflächen 37
ist von rechts nach links jeweils vergrößert. Durch diese Anordnung wird
erreicht, daß, ausgehend von einfallenden Strahlungsgruppen, die räumlich
getrennt sind und deren Ausbreitungsrichtungen unterschiedlich sind,
diese derart reflektiert werden, daß die Strahlungsgruppen in Bezug auf
Diodenlaser in Fastrichtung übereinander gestapelt werden und sich in
einer gemeinsamen Richtung ausbreiten. Dies gilt analog in Bezug auf
Festkörperlaser.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Gruppierung und Umorientierung eines
Strahlungsfelds, das von sieben linear angeordneten, einzelnen Strah
lungsquellen, beispielsweise Einzeldioden 1, abgegeben wird, ist in den
Fig. 20A und 20B dargestellt. Gemäß Fig. 20A fallen die einzelnen
Strahlungsanteile bzw. Strahlungsgruppen, die entsprechend der Anzahl der
Einzeldioden 1 gruppiert sind, auf einen refraktiven Körper 40, der drei
zueinander abgestufte Strahlungs-Eintrittsflächen 7 aufweist. Die Strah
lungsgruppen 4 sind so gruppiert und diesen Strahlungs-Eintrittsflächen 7
zugeordnet, daß in den beiden äußeren Strahlungs-Eintrittsflächen 7 je
weils zwei der Strahlungsanteile der Einzeldioden 1 eintreten, während in
die mittlere Strahlungs-Eintrittsfläche die Strahlungsanteile der ent
sprechenden drei mittleren Einzeldioden 1 der linearen Feldanordnung 3
eintreten. Aufgrund der unterschiedlich langen Ausbreitungswege der
Strahlungsgruppen in dem refraktiven Körper 40 erhalten die einzelnen
Strahlungsanteile an der Strahlungs-Austrittsfläche 8 einen Versatz zu
einander, so daß ein Strahlungsmuster entsteht, wie es in Fig. 20A
rechts angedeutet ist. Diesem Strahlungsmuster werden nun, entsprechend
den drei Strahlungsgruppierungen, drei Spiegelflächen 41 eines Treppen
stufenspiegelkörpers 42 zugeordnet, wie dies die Fig. 20B zeigt. Die
einzelnen Spiegelflächen 41 besitzen einen solchen Versatz, daß die drei
Strahlungsgruppen derart lateral zusammengeschoben werden, daß ein an
nähernd kreisförmiges Strahlungsfeld mit zwei-drei-zwei-Strahlungsfeldern
untereinanderliegend entsteht.
Anhand dieser Figur wird ersichtlich, daß durch gezielte Umorientierung
der einzelnen Strahlungsfelder durch die refraktiven und reflektiven
Maßnahmen die Strahlung der Einzeldioden 1, oder aber auch einer Feldan
ordnung aus einzelnen linearen Einzelstrahlungsquellen, den Anforderungen
entsprechend angepaßt werden können.
Weiterhin sollte ersichtlich werden, daß aufgrund der Reflexionen eine
Umorientierung der einzelnen Strahlungsanteile erfolgen kann, d. h. diese
Strahlungsanteile können um die Achse ihrer Ausbreitungsrichtung gedreht
bzw. gespiegelt werden.
Fig. 21 zeigt nochmals ein Ausführungsbeispiel mit einem Treppenstufen
spiegel 43, der mit dem Treppenstufenspiegel 26 der Fig. 12 vergleichbar
ist. In diesem Beispiel wird gezeigt, daß durch die entsprechende Neigung
der einzelnen Spiegelflächen 44 derart, daß sie eine Sägezahnform aufwei
sen, aus einer linearen Strahlungsfeldanordnung, wie sie rechts in
Fig. 21 dargestellt ist, wo die einzelnen Strahlungsquerschnitte der ein
zelnen Strahlungsquellen untereinander liegen und einen Abstand zueinan
der besitzen, eine solche Umorientierung erfolgen kann, daß diese Strah
lungsquerschnittsflächen auf einer Diagonalen liegen und aneinander an
grenzen, wie dies in Fig. 21 links oben gezeigt ist. Mit dieser Anord
nung wird ausgangsseitig, verglichen mit der Eintrittsseite, der Füllfak
tor erhöht, gleichzeitig aber auch ein Versatz erreicht.
Claims (29)
1. Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfelds ei
nes oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s), insbesondere eines
Strahlungsfelds eines Arrays bzw. einer Feldanordnung aus einem oder mehreren
Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(n), mit einer Optik zur Erzeugung eines defi
nierten Querschnitts eines Strahlungsfelds, wobei die Optik refraktive Elemente
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsfeld (4) in mindestens zwei
Strahlungsanteile gemäß einer Vorgabe gruppiert ist und jede Strahlungsgruppe in
ein ihr zugeordnetes refraktives Element (6; 15; 19; 21; 23; 24) mit vorgegebenen
Koordinaten eintritt, wobei jedes refraktive Element (6; 15; 19; 21; 23; 24) die zuge
ordnete Strahlungsgruppe an mindestens einer seiner Flächen (7) derart bricht,
daß die aus den refraktiven Elementen (6; 15; 19; 21; 23; 24) austretenden Strah
lungsgruppen gegenüber den vorgegeben Strahlungsgruppen zueinander versetzt
sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den
refraktiven Elementen (6; 15; 19; 21; 23; 24) austretende Strah
lung (10) gruppiert und jede Strahlungsgruppe in ein ihr zugeordnetes
weiteres refraktives Element (11; 16; 19; 21; 23; 24) eintritt, wobei
jedes weitere refraktive Element (11; 16; 19; 21; 23; 24) die jewei
lige Strahlungsgruppe an mindestens einer seiner Flächen derart
bricht, daß die Strahlungsgruppen mit einem Versatz im wesentlichen senkrecht zu
dem ersten Versatz aus den weiteren refraktiven Elementen (11; 16; 19; 21; 23;
24) austreten.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen
Strahlungsgruppen unterschiedliche, optische Weglängen in den refraktiven Ele
menten (11; 16; 19; 21; 23; 24) jeweils durchlaufen.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar benach
barte Strahlungsgruppen einen gleichen Versatz ihrer optischen Weglängen
aufweisen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Austrittsflächen (8) der refraktiven Elemente (13; 19)
und/oder der weiteren refraktiven Elemente (14; 19) treppenstufen
artig zueinander versetzt sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß Austritts- (8) und/oder Eintrittsflächen (7) der refraktiven
Elemente (6; 15; 19; 21; 23; 24) und/oder der weiteren refraktiven
Elemente (11; 16; 19; 21; 23; 24) in zueinander parallel verlaufenden
Ebenen liegen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlungsgruppen in jeweilige Eintrittsflächen eintreten,
die in einer Ebene liegen.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil der refraktiven Elemente (21) zueinander
unterschiedliche Brechungsindizes aufweist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzel
ne benachbarte refraktive Elemente (14) voneinander durch eine
Schicht (20) getrennt sind, die einen gegenüber dem angrenzenden
refraktiven Element geringeren Brechungsindex aufweist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Eintritts- und/oder Austrittsflächen der einzelnen refrakti
ven Elemente senkrecht auf einer gemeinsamen Ebene stehen und zu
einander unterschiedlich geneigt sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Eintritts- und/oder Austrittsflächen der einzelnen refrakti
ven Elemente jeweils senkrecht auf einer gemeinsamen Ebene stehen und
um Achsen, die in der Ebene dieser Flächen und parallel zueinander
verlaufen, zueinander verschwenkt sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Strahlungsgruppen, deren jeweilige Querschnittsabmessungen
ihrer Strahlungsanteile kleiner als die Breite des zugeordneten re
fraktiven Elements (24) ist, die jeweilige Strahlungsgruppe in die
Eintrittsfläche (7) des jeweiligen refraktiven Elements (24) unter
einem Einfallswinkel ungleich 0° derart eintritt, daß annähernd die
gesamte Breite der Eintrittsfläche (7) des refraktiven Elements (24)
ausgeleuchtet ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die den refraktiven Elementen zugeordneten Strahlungsgruppen ein
streifenförmiges Strahlungsfeld bilden, wobei die Strahlungsgruppen
jedes streifenförmigen Strahlungsfelds quer zur Ausbreitungsrichtung
der Strahlung in einer Ebene liegend parallel zueinander ausgerichtet
sind.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
streifenförmige Strahlungsfelder (29) parallel zueinander angeordnet
sind.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die refraktiven Elemente und/oder die weiteren refraktiven Ele
mente (6; 11; 15; 16) jeweils einen einteiligen Körper bilden.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Eintritts- und/oder die Austrittsflächen der refraktiven
Elemente konvex oder konkav gekrümmte Flächen sind.
17. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den
refraktiven Elementen austretende Strahlung gruppiert und jede Strah
lungsgruppe auf ein ihr zugeordnetes reflektives Element (18; 25; 33;
37; 41; 44) mit einer Reflexionsfläche gerichtet ist, wobei die Re
flexionsflächen einen Versatz und/oder eine Verkippung derart zu
einander aufweisen, daß die Strahlungsgruppen mit einem Versatz im wesentli
chen senkrecht zu dem ersten Versatz von den Reflexionsflächen abgestrahlt
werden.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz
sequentiell der Reihenfolge der Strahlungsgruppen entspricht.
19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reflexionsflächen jeweils einen unterschiedlichen Abstand zu den
ihnen zugeordneten Austrittsflächen der refraktiven Elemente aufwei
sen.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19 dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentren der bestrahlten Reflexionsflächen auf einer Geraden
liegen.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnete
daß der jeweilige Versatz und die jeweilige Abstandsänderung benach
barter Reflexionsflächen von gleicher Größe sind.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnete
daß die Reflexionsflächen durch einen treppenstufenartig aufgebauten
ersten Spiegel (17; 26; 32; 36; 42; 43) gebildet sind.
23. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnete
daß die Reflexionsflächen ebene Flächenbereiche sind.
24. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnete
daß die Reflexionsflächen konvex oder konkav gekrümmte Flächen sind.
25. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnete
daß bei Strahlungsgruppen, deren jeweilige Querschnittsabmessungen
ihrer Strahlungsanteile kleiner als die Breite des zugeordneten re
flektiven Elements (26) ist, die jeweilige Strahlungsgruppe auf die
Reflexionsfläche (25) des jeweiligen reflektiven Elements unter einem
Einfallswinkel ungleich 0° derart auftrifft, daß annähernd die gesam
te Breite der Reflexionsfläche (25) des reflektiven Elements (26)
ausgeleuchtet ist.
26. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das einer Strahlungsgruppe zugeordnete refraktive Element und das
weitere refraktive Element zu einem Körper zusammengefügt sind.
27. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das einer
Strahlungsgruppe zugeordnete reflektive Element auf der Strahlungs
austrittsfläche (8) des dieser Strahlungsgruppe zugeordneten refrak
tiven Elements (13; 14) als reflektierende Fläche aufgebracht ist.
28. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen reflektiven Elemente (37) senkrecht auf einer ge
meinsamen Ebene (38) stehen und zueinander unterschiedlich geneigt
sind.
29. Anordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen reflektiven Elemente (33) um eine gemeinsame Ach
se (35), die in der Ebene dieser Flächen verläuft, zueinander ver
schwenkt sind.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19514626A DE19514626C2 (de) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfeldes eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s) |
EP96910012A EP0824774B1 (de) | 1995-04-26 | 1996-03-23 | Anordnung und verfahren zur formung und führung eines strahlungsfelds eines oder mehrerer festkörper- und/oder halbleiterlaser(s) |
JP8532117A JPH11504131A (ja) | 1995-04-26 | 1996-03-23 | 単数または複数の固体レーザおよび/または半導体レーザの照射野を形成し案内する装置とその方法 |
US08/930,129 US6160664A (en) | 1995-04-26 | 1996-03-23 | Process and device for forming and guiding the radiation field of one or several solid and/or semiconductor lasers |
PCT/EP1996/001287 WO1996034442A1 (de) | 1995-04-26 | 1996-03-23 | Anordnung und verfahren zur formung und führung eines strahlungsfelds eines oder mehrerer festkörper- und/oder halbleiterlaser(s) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19514626A DE19514626C2 (de) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfeldes eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19514626A1 DE19514626A1 (de) | 1996-10-31 |
DE19514626C2 true DE19514626C2 (de) | 1997-03-06 |
Family
ID=7760011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19514626A Expired - Lifetime DE19514626C2 (de) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfeldes eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s) |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6160664A (de) |
EP (1) | EP0824774B1 (de) |
JP (1) | JPH11504131A (de) |
DE (1) | DE19514626C2 (de) |
WO (1) | WO1996034442A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19846532C1 (de) * | 1998-10-09 | 2000-05-31 | Dilas Diodenlaser Gmbh | Einrichtung zur Strahlformung eines Laserstrahls und Hochleistungs-Diodenlaser mit einer solchen Einrichtung |
DE10331442A1 (de) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung zur Transformation eines optischen Strahlungsfelds |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5986794A (en) * | 1997-02-01 | 1999-11-16 | Laserline Gesellschaft Fur Entwicklung Und Vertrieb Von Diodenlasern Mbh | Laser optics and diode laser |
DE19725262C2 (de) * | 1997-06-13 | 1999-08-05 | Vitaly Dr Lissotschenko | Optische Strahltransformationsvorrichtung |
WO1999046625A1 (de) * | 1998-03-10 | 1999-09-16 | Vitaly Lissotschenko | Ablenkvorrichtung für elektromagnetische strahlen oder strahlbündel im optischen spektralbereich |
US6606175B1 (en) * | 1999-03-16 | 2003-08-12 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Multi-segment light-emitting diode |
DE19918444C2 (de) * | 2000-03-15 | 2001-06-21 | Laserline Ges Fuer Entwicklung | Laseroptik sowie Diodenlaser |
US6266359B1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-07-24 | Alphamicron, Inc. | Splicing asymmetric reflective array for combining high power laser beams |
DE19949198B4 (de) | 1999-10-13 | 2005-04-14 | Myos My Optical Systems Gmbh | Vorrichtung mit mindestens einer mehrere Einzel-Lichtquellen umfassenden Lichtquelle |
JP2001215443A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学装置 |
JP2004525418A (ja) * | 2001-04-07 | 2004-08-19 | ヘンツェ−リソチェンコ パテントフェルヴァルトゥングス ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー | レーザ光源から出るレーザ光線を修正するための装置ならびに該装置の製造方法 |
US6943957B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-09-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser light source and an optical system for shaping light from a laser-bar-stack |
JP4794770B2 (ja) * | 2001-08-10 | 2011-10-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザバー積層体用整形光学系及びレーザ光源 |
FR2832813B1 (fr) * | 2001-11-27 | 2004-02-27 | Ecole Polytech | Systeme de juxtaposition de faisceaux d'un reseau de diodes lasers |
US7978981B2 (en) * | 2002-02-22 | 2011-07-12 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Structure and apparatus for a very short haul, free space, and fiber optic interconnect and data link |
ATE363758T1 (de) * | 2004-05-29 | 2007-06-15 | Trumpf Laser Gmbh & Co Kg | Strahlformungsoptik und -modul für eine diodenlaseranordnung |
DE102004045911B4 (de) | 2004-09-20 | 2007-08-02 | My Optical Systems Gmbh | Vorrichtung zur Überlagerung von Strahlenbündeln |
DE102004045914B4 (de) | 2004-09-20 | 2008-03-27 | My Optical Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überlagerung von Strahlenbündeln |
DE102004045912B4 (de) | 2004-09-20 | 2007-08-23 | My Optical Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überlagerung von Strahlenbündeln |
DE102006021421A1 (de) | 2006-05-05 | 2007-11-15 | Stabila-Meßgeräte Gustav Ullrich GmbH | Vorrichtung und Verfahren zum Abbilden einer Markierung auf einer Begrenzung |
US7830608B2 (en) * | 2006-05-20 | 2010-11-09 | Oclaro Photonics, Inc. | Multiple emitter coupling devices and methods with beam transform system |
US20070268572A1 (en) * | 2006-05-20 | 2007-11-22 | Newport Corporation | Multiple emitter coupling devices and methods with beam transform system |
US20070291373A1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-20 | Newport Corporation | Coupling devices and methods for laser emitters |
US7680170B2 (en) * | 2006-06-15 | 2010-03-16 | Oclaro Photonics, Inc. | Coupling devices and methods for stacked laser emitter arrays |
US7866897B2 (en) * | 2006-10-06 | 2011-01-11 | Oclaro Photonics, Inc. | Apparatus and method of coupling a fiber optic device to a laser |
CN102545062A (zh) * | 2007-12-17 | 2012-07-04 | 奥兰若光电公司 | 激光发射器模块及装配的方法 |
JP5696298B2 (ja) | 2008-05-08 | 2015-04-08 | ツー−シックス レーザー エンタープライズ ゲーエムベーハー | 高輝度ダイオード出力の方法及びデバイス |
JP5740654B2 (ja) | 2010-01-22 | 2015-06-24 | トゥー−シックス レイザー エンタープライズ ゲーエムベーハー | 遠視野ファイバ結合放射の均質化 |
US8644357B2 (en) | 2011-01-11 | 2014-02-04 | Ii-Vi Incorporated | High reliability laser emitter modules |
CN102129127A (zh) * | 2011-01-18 | 2011-07-20 | 山西飞虹激光科技有限公司 | 半导体激光阵列快慢轴光束重排装置与制造方法 |
US9065237B2 (en) | 2011-12-07 | 2015-06-23 | Jds Uniphase Corporation | High-brightness spatial-multiplexed multi-emitter pump with tilted collimated beam |
JP2015531895A (ja) * | 2012-09-24 | 2015-11-05 | リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲーLIMO Patentverwaltung GmbH & Co.KG | 作業面におけるレーザビームの線形強度分布を発生させるための装置 |
DE102016102591A1 (de) * | 2016-02-15 | 2017-08-17 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Formung von Laserstrahlung |
DE102017117694A1 (de) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor und Verfahren zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich |
DE102020000548A1 (de) * | 2019-02-12 | 2020-08-13 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Anlage, Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit auf einer Verfahrebene verfahrbarem Mobilteil und Verwendung |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61212820A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レ−ザ光源装置 |
US4986634A (en) * | 1988-08-26 | 1991-01-22 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Beam-combining laser beam source device |
DE4023904A1 (de) * | 1990-07-27 | 1992-01-30 | Zeiss Carl Fa | Spiegel zur veraenderung der geometrischen gestalt eines lichtbuendels |
JPH06265012A (ja) * | 1993-03-11 | 1994-09-20 | Mitsubishi Motors Corp | セミオートマチック式変速機装置 |
GB9324589D0 (en) * | 1993-11-30 | 1994-01-19 | Univ Southampton | Beam shaping device |
DE4438368C3 (de) * | 1994-10-27 | 2003-12-04 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung zur Führung und Formung von Strahlen eines geradlinigen Laserdiodenarrays |
DE4446026C1 (de) * | 1994-12-24 | 1996-03-28 | Fraunhofer Ges Forschung | Laserresonator |
DE19537265C1 (de) * | 1995-10-06 | 1997-02-27 | Jenoptik Jena Gmbh | Anordnung zur Zusammenführung und Formung der Strahlung mehrerer Laserdiodenzeilen |
-
1995
- 1995-04-26 DE DE19514626A patent/DE19514626C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-03-23 JP JP8532117A patent/JPH11504131A/ja active Pending
- 1996-03-23 WO PCT/EP1996/001287 patent/WO1996034442A1/de active IP Right Grant
- 1996-03-23 US US08/930,129 patent/US6160664A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-23 EP EP96910012A patent/EP0824774B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19846532C1 (de) * | 1998-10-09 | 2000-05-31 | Dilas Diodenlaser Gmbh | Einrichtung zur Strahlformung eines Laserstrahls und Hochleistungs-Diodenlaser mit einer solchen Einrichtung |
DE10331442A1 (de) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung zur Transformation eines optischen Strahlungsfelds |
DE10331442B4 (de) * | 2003-07-10 | 2008-03-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung zur Transformation eines optischen Strahlungsfelds |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19514626A1 (de) | 1996-10-31 |
EP0824774A1 (de) | 1998-02-25 |
US6160664A (en) | 2000-12-12 |
EP0824774B1 (de) | 1999-07-21 |
WO1996034442A1 (de) | 1996-10-31 |
JPH11504131A (ja) | 1999-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19514626C2 (de) | Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfeldes eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s) | |
DE19514625C2 (de) | Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfelds eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s) | |
EP1081819B1 (de) | Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Laserdiodenanordnung mit einer solchen optischen Anordnung | |
DE19780124B4 (de) | Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser | |
EP0863588B1 (de) | Laseroptik sowie Diodenlaser | |
EP0984312B1 (de) | Laserdiodenanordnung | |
DE19725262C2 (de) | Optische Strahltransformationsvorrichtung | |
DE10136611C1 (de) | Optische Anordnung zur Formung und Homogenisierung eines von einer Laserdiodenanordnung ausgehenden Laserstrahls | |
DE19751716C2 (de) | Anordnung zur Formung und Führung von Strahlung | |
EP2219064B1 (de) | Laseroptik sowie Diodenlaser | |
DE102010031199B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Strahlformung | |
DE19813127A1 (de) | Laservorrichtung | |
DE19743322A1 (de) | Laserstrahlformgebungssystem | |
EP1619765B1 (de) | Diodenlaseranordnung und Strahlformungseinheit dafür | |
DE10197205T5 (de) | Optisches Kopplungssystem | |
EP1062540B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur optischen strahltransformation | |
DE19846532C1 (de) | Einrichtung zur Strahlformung eines Laserstrahls und Hochleistungs-Diodenlaser mit einer solchen Einrichtung | |
EP2508934B1 (de) | Diodenlaser | |
DE19705574C2 (de) | Laseroptik zum Umformen wenigstens eines Laserstrahls und Diodenlaser mit einer solchen Laseroptik | |
EP0903823B1 (de) | Laserbauelement mit einem Laserarray und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE19820154A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur optischen Strahltransformation | |
DE19841285C1 (de) | Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Diodenlaser | |
DE19514624C2 (de) | Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfeldes eines oder mehrerer Gaslaser(s) | |
DE10036787A1 (de) | Anordnung und Vorrichtung zur optischen Strahltransformation | |
DE10007123A1 (de) | Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Laserdiodenanordnung mit einer solchen Anordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |