DE202014010545U1

DE202014010545U1 - Laser arrangement for generating a high-power output beam

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Publication number: DE202014010545U1
Application number: DE202014010545.6U
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Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2015-12-07
Anticipated expiration: 2024-06-18

Abstract

Laseranordnung (1) zur Erzeugung eines Hochleistungs-Ausgabestrahls (2) – mit mindestens zwei Laserdioden-Gruppen (3, 4) von Breitstreifen-Laserdioden (5 bis 12), – wobei jede der Breitstreifen-Laserdioden (5 bis 12) längs einer Emissionsrichtung einen Ausgabe-Einzahlstrahl (15 bis 22) erzeugt, der in einer ersten, schnellen Divergenzebene (yz), die die Emissionsrichtung enthält, eine erste, große Divergenz und in einer zweiten, langsamen Divergenzebene (xy), die ebenfalls die Emissionsrichtung enthält und senkrecht auf der schnellen Divergenzebene (yz) steht, eine zweite, kleinere Divergenz aufweist, – wobei zu jeder der Laserdioden-Gruppen (3, 4) mindestens zwei der Breitstreifen-Laserdioden (5 bis 12) gehören, – wobei jeder Laserdioden-Gruppe (3, 4) eine Umlenk-Baugruppe mit Umlenkspiegeln (23 bis 26, 27 bis 30) zugeordnet ist zur Erzeugung einer Gruppen-Strahlzeile (31, 32), wobei in der jeweiligen Gruppen-Strahlzeile (31, 32) die Einzelstrahlen (15 bis 18, 19 bis 22) der Laserdioden (5 bis 8, 9 bis 12) nebeneinander angeordnet sind, – mit einer Zusammenführeinrichtung (33 bis 35) zum Zusammenführen der Gruppen-Strahlzeilen (31, 32) der Laserdioden-Gruppen (3, 4), – wobei der Zusammenführeinrichtung (33 bis 35) im Strahlengang der Gruppen-Strahlzeilen (31, 32) nachgeordnet ist mindestens eine anamorphotisch wirkende optische Baugruppe (36, 39) zur Beeinflussung einer Strahldivergenz der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen (31, 32) in mindestens einer der beiden Divergenzebenen.Laser arrangement (1) for generating a high-power output beam (2) - comprising at least two laser diode groups (3, 4) of wide-band laser diodes (5 to 12), - wherein each of the wide-band laser diodes (5 to 12) along an emission direction generates an output singletray (15 to 22) having a first, high divergence in a first, fast divergence plane (yz) containing the emission direction and in a second, slow divergence plane (xy), also including the emission direction, and perpendicular is at the fast divergence level (yz) has a second, smaller divergence, - belonging to each of the laser diode groups (3, 4) at least two of the wide-band laser diodes (5 to 12), - each laser diode group (3 , 4) a deflection assembly with deflecting mirrors (23 to 26, 27 to 30) is assigned to produce a group beam line (31, 32), wherein in the respective group beam line (31, 32) the individual beams (15 to 18 , 19 to 22) the laser diodes (5 to 8, 9 to 12) are arranged next to each other, - with an assembler (33 to 35) for merging the group beam lines (31, 32) of the laser diode groups (3, 4), - wherein the merging device ( 33 to 35) in the beam path of the group beam lines (31, 32) is arranged downstream of at least one anamorphotically acting optical assembly (36, 39) for influencing a beam divergence of the merged group beam lines (31, 32) in at least one of the two divergence planes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laseranordnung zur Erzeugung eines Hochleistungs-Ausgabestrahls. Ferner betrifft die Erfindung eine RGB(Rot, Grün, Blau)-Laservorrichtung mit mindestens einer derartigen Laseranordnung.The invention relates to a laser arrangement for generating a high-power output beam. Furthermore, the invention relates to an RGB (red, green, blue) laser device having at least one such laser arrangement.

Eine Laseranordnung der eingangs genannten Art ist bekannt aus der EP 2 043 211 A2 .A laser arrangement of the type mentioned is known from the EP 2 043 211 A2 ,

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laseranordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Hochleistungs-Ausgabestrahl unter Verwendung der Emissionen mehrerer Breitstreifen-Laserdioden erzeugt werden kann.It is an object of the present invention to develop a laser arrangement of the aforementioned type such that a high-power output beam can be generated using the emissions of a plurality of wide-area laser diodes.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Laseranordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a laser arrangement with the features specified in claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mindestens eine anamorphotisch wirkende optische Baugruppe dazu genutzt werden kann, die bei Breitstreifen-Laserdioden stark unterschiedlichen Strahldivergenzen in den beiden Divergenzebenen unabhängig voneinander zu beeinflussen. Dies kann dazu genutzt werden, im Fernfeld der Laseranordnung einen gut kollimierten Hochleistungs-Ausgabestrahl zu erzeugen. Insbesondere wurde erkannt, dass der Hochleistungs-Ausgabestrahl dann mit besonders günstigen Strahleigenschaften im Fernfeld erzeugt werden kann, wenn zunächst Gruppen-Strahlzeilen in der Laseranordnung generiert und anschließend zusammengeführt werden, die aus nebeneinander angeordneten Einzelstrahlen der Breitstreifen-Laserdioden aufgebaut sind. According to the invention, it has been recognized that at least one anamorphotically acting optical assembly can be used to independently influence the beam divergences in the two divergence planes which are greatly different in wide-band laser diodes. This can be used to produce a well-collimated high-power output beam in the far field of the laser array. In particular, it was recognized that the high-power output beam can be generated with particularly favorable beam properties in the far field, when first group beamlines are generated in the laser array and then merged, which are constructed of juxtaposed individual beams of broad-band laser diodes.

Eine Anordnung der Einzelstrahlen nach Anspruch 2 hat sich zur Erzeugung eines Hochleistungs-Ausgabestrahls mit guten Strahleigenschaften im Fernfeld als besonders geeignet herausgestellt. Dies gilt, obwohl die zunächst hergestellten Gruppen-Strahlzeilen aufgrund der Anordnung nebeneinander in der langsamen Divergenzebene ein extrem von 1 abweichendes Aspektverhältnis aufweisen, wobei die einzelnen Ausgabe-Einzelstrahlen längs ihrer kurzen Querschnittsseiten nebeneinander aufgereiht werden.An arrangement of the individual beams according to claim 2 has been found to be particularly suitable for generating a high-power output beam with good beam properties in the far field. This is true even though the initially produced array beamlines have an extremely different aspect ratio due to the side-by-side arrangement in the slow divergence plane, with the individual output beams aligned side-by-side along their short cross-sectional sides.

Eine Zusammenführeinrichtung nach den Ansprüchen 3 beziehungsweise 4 hat sich als besonders geeignet herausgestellt. An assembly device according to claims 3 and 4 has been found to be particularly suitable.

Eine weitere anamorphotisch wirkende optische Baugruppe nach Anspruch 5 hat sich zur unabhängigen Beeinflussung der Strahldivergenz in der anderen Divergenzebene als besonders vorteilhaft herausgestellt. Another anamorphic optical assembly according to claim 5 has been found to be particularly advantageous for independently influencing the beam divergence in the other divergence plane.

Eine als anamorphes Prismenpaar nach Anspruch 6 ausgeführte anamorphotische Baugruppe ist kostengünstig und kompakt. Diese anamorphotische Baugruppe kann die einzige anamorphotische Baugruppe der Laseranordnung sein. Es kann sich aber auch um eine von mehreren anamorphotischen Baugruppen handeln. Soweit mehrere anamorphotische Baugruppen eingesetzt sind, können alle diese anamorphotischen Baugruppen als anamorphes Prismenpaar ausgeführt sein. Dies ist allerdings nicht zwingend.An anamorphic assembly designed as an anamorphic prism pair according to claim 6 is inexpensive and compact. This anamorphic assembly may be the only anamorphic assembly of the laser assembly. It can also be one of several anamorphic assemblies. If several anamorphic assemblies are used, all these anamorphic assemblies can be designed as an anamorphic prism pair. However, this is not mandatory.

Eine als Zylinderoptik ausgeführte anamorphotische Baugruppe nach Anspruch 7 ermöglicht eine gute Einstellbarkeit der Strahldivergenz und führt zu geringen Verlusten. Auch bei der Zylinderoptik kann es sich um die einzige anamorphotische Baugruppe der Laseranordnung handeln. Es kann sich bei der Zylinderoptik aber auch um eine von mehreren anamorphotisch wirkenden Baugruppen handeln. Soweit entsprechend mehrere anamorphotisch wirkende Baugruppen eingesetzt sind, können alle diese anamorphotisch wirkenden Baugruppen als Zylinderoptik hin ausgeführt sein. Dies ist allerdings nicht zwingend.An anamorphic assembly designed as a cylinder optics according to claim 7 allows a good adjustability of the beam divergence and leads to low losses. The cylinder optics can also be the only anamorphic assembly of the laser arrangement. However, the cylinder optics can also be one of a plurality of anamorphotically acting assemblies. Insofar as a corresponding plurality of anamorphic components are used, all of these anamorphic components can be designed as cylinder optics. However, this is not mandatory.

Eine RGB-Laservorrichtung nach Anspruch 8 nutzt die Vorteile der vorstehend erläuternden Laseranordnung. Die Laseranordnung kann insbesondere zur Erzeugung eines blauen Hochleistungs-Ausgabestrahls genutzt werden. Auch ein grüner bzw. roter Hochleistungs-Ausgabestrahl kann mit einer derartigen Laseranordnung erzeugt werden.An RGB laser device according to claim 8 utilizes the advantages of the above-explained laser arrangement. The laser arrangement can be used in particular for generating a blue high-power output beam. A green or red high-power output beam can also be generated with such a laser arrangement.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:

1 eine Aufsicht auf eine Laseranordnung zur Erzeugung eines Hochleistungs-Ausgabestrahls; 1 a plan view of a laser arrangement for generating a high-power output beam;

2 einen Querschnitt durch eine Gruppen-Strahlzeile einer Laserdiode-Gruppe der Laseranordnung gemäß Linie II-II in 1; 2 a cross section through a group beam line of a laser diode group of the laser array according to line II-II in 1 ;

3 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung einen Querschnitt durch die zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen aller Laserdioden-Gruppen der Laseranordnung im Strahlengang nach einer Zusammenführeinrichtung und nach einer ersten, anamorphotisch wirkenden optischen Baugruppe zur Beeinflussung einer Strahldivergenz der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen, gemäß Linie III-III in 1; 3 in one too 2 a similar representation of a cross section through the merged group beam lines of all the laser diode groups of the laser array in the beam path after a merger and after a first anamorphotically acting optical assembly for influencing a Beam divergence of the merged group beamlines, according to line III-III in FIG 1 ;

4 in einer zu den 2 und 3 ähnlichen Darstellung einen Querschnitt durch die zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen im Strahlengang nach einer weiteren anamorphotisch wirkenden optischen Baugruppe zur Beeinflussung einer Strahldivergenz der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen in einer anderen der beiden Divergenzebenen, gemäß Linie IV-IV in 1; und 4 in one of the 2 and 3 a similar representation of a cross section through the merged group beam lines in the beam path for another anamorphic optical assembly for influencing a beam divergence of the merged group beam lines in another of the two divergence levels, according to line IV-IV in 1 ; and

5 einen Querschnitt durch den von der Laseranordnung erzeugten Hochleistungs-Ausgabestrahl im Fernfeld weit nach der weiteren anamorphotisch wirkenden optischen Baugruppe gemäß Linie V-V in 1. 5 a cross section through the high-power output beam generated by the laser array in the far field far after the other anamorphic optical assembly according to line VV in 1 ,

Eine Laseranordnung 1 dient zur Erzeugung eines Hochleistungs-Ausgabestrahls 2. Die Laseranordnung 1 kann eine der optischen Grundfarben Rot, Grün oder Blau erzeugen. Die in der Zeichnung dargestellte Ausführung erzeugt einen blauen Hochleistungs-Ausgabestrahl mit einer Wellenlänge von 445 nm mit einer mittleren Ausgangsleistung von 10 W. Die Laseranordnung 1 kann Teil einer RGB-Laservorrichtung, insbesondere Teil eines Showlasers sein, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist. A laser arrangement 1 serves to generate a high power output beam 2 , The laser arrangement 1 can produce one of the primary colors red, green or blue. The embodiment shown in the drawing produces a blue high power output beam with a wavelength of 445 nm with an average output power of 10 W. The laser arrangement 1 may be part of an RGB laser device, in particular part of a show laser, which is not shown in the drawing.

Die Laseranordnung 1 hat zwei Laserdioden-Gruppen 3, 4, die jeweils vier Breitenstreifen-Laserdioden 5 bis 8 und 9 bis 12 umfassen. Bei den Laserdioden 5 bis 12 handelt es sich um gekapselte Laserdioden, die in einem Gehäuse untergebracht sind. Die Laserdioden 5 bis 8 beziehungsweise 9 bis 12 jeweils einer der Gruppen 3, 4 sind auf einem gemeinsamen Diodenträger 13, 14 gehalten, der gleichzeitig als Kühlkörper dient.The laser arrangement 1 has two laser diode groups 3 . 4 , each having four wide-band laser diodes 5 to 8th and 9 to 12 include. At the laser diodes 5 to 12 These are encapsulated laser diodes housed in a housing. The laser diodes 5 to 8th respectively 9 to 12 each one of the groups 3 . 4 are on a common diode carrier 13 . 14 held, which also serves as a heat sink.

Zur Erleichterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem herangezogen. In der 1 verläuft die x-Richtung nach oben. Die y-Richtung verläuft nach rechts. Die z-Richtung verläuft in die Zeichenebene hinein.To facilitate positional relationships, a Cartesian xyz coordinate system is used below. In the 1 the x-direction is upwards. The y-direction goes to the right. The z-direction runs into the drawing plane.

Jede der Breitstreifen-Laserdioden 5 bis 12 erzeugt längs einer Emissionsrichtung einen Ausgabe-Einzelstrahl 15 bis 22. Die Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 18 der Laserdioden 5 bis 8 verlaufen in positiver x-Richtung und die Ausgabe-Einzelstrahlen 19 bis 22 der Laserdioden 9 bis 12 verlaufen in negativer x-Richtung.Each of the wide-band laser diodes 5 to 12 generates an output single beam along an emission direction 15 to 22 , The issue single rays 15 to 18 the laser diodes 5 to 8th run in the positive x-direction and the output single beams 19 to 22 the laser diodes 9 to 12 run in negative x-direction.

Jeder der Laserdioden-Gruppen 3, 4 ist eine Umlenk-Baugruppe mit jeweils vier Umlenkspiegeln 23 bis 26 beziehungsweise 27 bis 30 zugeordnet. Die Umlenkspiegel 23 bis 30 lenken die Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 22 jeweils in die positive y-Richtung um 90° um. Die Umlenkspiegel 23 bis 26 erzeugen eine erste Gruppen-Strahlzeile 31 aus den Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 18. Die Umlenk-Baugruppe mit den Umlenkspiegeln 27 bis 30 erzeugt eine weitere Gruppen-Strahlzeile 32 aus den Ausgabe-Einzelstrahlen 19 bis 22. In den Gruppen-Strahlzeilen 31 beziehungsweise 32 sind die Einzelstrahlen 15 bis 18 beziehungsweise 19 bis 22 nebeneinander angeordnet. Die Einzel-Ausgabestrahlen 15 bis 18 und 19 bis 22 haben ein x/z-Aspektverhältnis von etwa 6:1. Die Einzel-Ausgabestrahlen 15 bis 18 und 19 bis 22 sind längs ihrer kurzen Querschnittsseiten nebeneinander aufgereiht. Die Einzel-Ausgabestrahlen 15 bis 18 und 19 bis 22 liegen dabei in den Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 sehr dicht nebeneinander.Each of the laser diode groups 3 . 4 is a deflection assembly with four deflecting mirrors each 23 to 26 respectively 27 to 30 assigned. The deflection mirror 23 to 30 channel the output single beams 15 to 22 each in the positive y-direction by 90 °. The deflection mirror 23 to 26 generate a first group beamline 31 from the output single beams 15 to 18 , The deflection assembly with the deflecting mirrors 27 to 30 creates another group beamline 32 from the output single beams 19 to 22 , In the group beamlines 31 respectively 32 are the single rays 15 to 18 respectively 19 to 22 arranged side by side. The single output jets 15 to 18 and 19 to 22 have an x / z aspect ratio of about 6: 1. The single output jets 15 to 18 and 19 to 22 are lined up along their short cross-sectional sides next to each other. The single output jets 15 to 18 and 19 to 22 lie in the group beam lines 31 . 32 very close together.

2 zeigt einen Querschnitt der Gruppen-Strahlzeile 31. Die Koordinatenrichtungen x, y und z stimmen in der 2 und in den nachfolgenden Figuren mit denen der 1 überein. 2 shows a cross section of the group beam line 31 , The coordinate directions x, y and z are in the 2 and in the following figures with those of 1 match.

Jeder der Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 18 hat in einer ersten, schnellen Divergenzebene, die parallel zur yz-Ebene verläuft und die Emissionsrichtung (positive y-Richtung) der Gruppen-Strahlzeile 31 enthält, eine erste, große Divergenz. In einer zweiten, langsamen Divergenzebene parallel zur xy-Ebene, die ebenfalls die Emissionsrichtung y enthält und senkrecht auf der schnellen Divergenzebene (yz) steht, haben die Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 18 jeweils eine zweite, kleinere Divergenz. Entsprechendes gilt für die Divergenzen der Ausgabe-Strahlen 19 bis 22 der weiteren Gruppen-Strahlzeile 32.Each of the Issue Single Rays 15 to 18 has in a first, fast divergence plane parallel to the yz plane and the emission direction (positive y direction) of the group beam line 31 contains, a first, big divergence. In a second, slow divergence plane parallel to the xy plane, which likewise contains the emission direction y and is perpendicular to the fast divergence plane (yz), the output individual beams have 15 to 18 each a second, smaller divergence. The same applies to the divergences of the output beams 19 to 22 the further group beam line 32 ,

Die Einzelstrahlen 15 bis 18 liegen in der langsamen Divergenzebene (xy) nebeneinander in der Gruppen-Strahlzeile 31 angeordnet. The single rays 15 to 18 lie in the slow divergence plane (xy) next to each other in the group beamline 31 arranged.

Zum Zusammenführen der beiden Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 dient eine Zusammenführeinrichtung. Diese umfasst einen weiteren 90°-Umlenkspiegel 33, der die Strahlrichtung der Gruppen-Strahlzeile 31 in die negative x-Richtung umlenkt. Weiterhin umfasst die Zusammenführeinrichtung eine Lambda/2-Platte 34 im Strahlengang der Gruppen-Strahlzeile 32. Die Lambda/2-Platte 34 ist so orientiert, dass eine Polarisationsrichtung der Gruppen-Strahlzeile 32 bei Durchgang durch die Lambda/2-Platte 34 um 90° gedreht wird. Weiterhin umfasst die Zusammenführeinrichtung einen polarisationsoptischen Strahlteiler 35 im Strahlengang nach der Lambda/2-Platte 34. Der Strahlteiler 35 ist so angeordnet, dass der die Gruppen-Strahlzeile 31 um 90° reflektierend in die positive y-Richtung umlenkt und die Gruppen-Strahlzeile 32 mit um 90° gedrehter Polarisation durchlässt, so dass im Strahlengang nach dem Strahlteil 35 die Einzel-Ausgabenstrahlen 15 bis 18 der Laserdioden-Gruppe 3 auf den Einzel-Ausgaben 19 bis 22 der Laserdioden-Gruppe 4 zu liegen kommen, so dass die beiden Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 nach dem Strahlteiler 35 also übereinander gelegt sind und auf einer gemeinsamen Bahn weitergeführt werden.To merge the two group beamlines 31 . 32 serves a merger. This includes another 90 ° mirror 33 , which is the beam direction of the group beamline 31 deflects in the negative x-direction. Furthermore, the merging device comprises a lambda / 2 plate 34 in the beam path of the group beam line 32 , The lambda / 2 plate 34 is oriented so that one polarization direction of the group beam line 32 when passing through the lambda / 2 plate 34 rotated by 90 °. Furthermore, the merging device comprises a polarization-optical beam splitter 35 in the beam path after the lambda / 2 plate 34 , The beam splitter 35 is arranged so that the the group beam line 31 by 90 ° reflective deflects in the positive y-direction and the group beam line 32 with rotated by 90 ° polarization, so that in the beam path after the beam part 35 the single-issue jets 15 to 18 the laser diode group 3 on the individual issues 19 to 22 the laser diode group 4 to come to rest, leaving the two group beamlines 31 . 32 after the beam splitter 35 So are superimposed and continue on a common path.

Dem Strahlteiler 35, also der Zusammenführeinrichtung, ist im Strahlengang der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 nachgeordnet eine erste anamorphotisch wirkende optische Baugruppe 36 in Form zweier Prismen 37, 38. Die Prismen 37, 38 sind so angeordnet, dass sie eine bündelrichtungsbeeinflussende Wirkung ausschließlich in der xy-Ebene haben. Mit dieser ersten anamorphotischen Baugruppe 36 werden die zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 in x-Richtung gestaucht, was gleichzeitig zu einer Beeinflussung der Strahldivergenz in der langsamen Divergenzebene führt.The beam splitter 35 , So the merger, is in the beam path of the merged group beamlines 31 . 32 downstream of a first anamorphotically acting optical assembly 36 in the form of two prisms 37 . 38 , The prisms 37 . 38 are arranged so that they have a beam direction influencing effect exclusively in have the xy plane. With this first anamorphic assembly 36 become the merged group raylines 31 . 32 compressed in the x-direction, which simultaneously leads to an influence on the beam divergence in the slow divergence plane.

3 zeigt in einer zu 2 ähnlichen Darstellung den Querschnitt der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 wiederum parallel zu der xz-Ebene. Die stauchende Wirkung der ersten anamorphotischen Baugruppe 36 in der x-Richtung ist deutlich sichtbar. 3 shows in one too 2 similar representation of the cross section of the merged group beamlines 31 . 32 again parallel to the xz-plane. The upsetting effect of the first anamorphic assembly 36 in the x-direction is clearly visible.

Das x/z-Aspektverhältnis der Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 22 hat sich nach der ersten anamorphotischen Baugruppe 36 auf einen Wert von etwa 3:1 reduziert.The x / z aspect ratio of the output single beams 15 to 22 has become the first anamorphic assembly 36 reduced to a value of about 3: 1.

Der ersten anamorphotischen Baugruppe 36 im Strahlengang der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 nachgeordnet ist eine weitere anamorphotisch wirkende optische Baugruppe 39. Diese ist als Zylinderoptik mit zwei Zylinderlinsen 40, 41 ausgeführt, die von einem gemeinsamen Linsenträger 42 gehalten werden. Die im Strahlengang erste Linse 40 ist konkav ausgeführt und die zweite Linse konvex. The first anamorphic assembly 36 in the beam path of the merged group beam lines 31 . 32 downstream is another anamorphotically acting optical assembly 39 , This is a cylinder optic with two cylindrical lenses 40 . 41 executed by a common lens wearer 42 being held. The first lens in the beam path 40 is concave and the second lens is convex.

Diese weitere anamorphotische Baugruppe 39 hat in der schnellen Divergenzebene yz eine bündelaufweitende Wirkung. In der hier zur senkrechten langsamen Divergenzebene xy ist diese weitere anamorphotische Baugruppe 39 wirkungslos. Diese Wirkung der weiteren anamorphotischen Baugruppe 39 verdeutlicht der Schnitt der 4. Das x/z-Aspektverhältnis der Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 22 der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 ist auf einen Wert von etwa 1:1 reduziert. Diese Beeinflussung in der schnellen Divergenzebene führt entsprechend zu einer Beeinflussung auch der Strahldivergenz der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen 31, 32 in dieser schnellen Divergenzebene yz. Insgesamt wird hierdurch erreicht, dass die Divergenz in der schnellen Divergenzebene yz deutlich reduziert ist.This further anamorphic assembly 39 has a bunch-expanding effect in the fast divergence level yz. In the here to the vertical slow divergence plane xy this further anamorphotic assembly is 39 ineffective. This effect of the further anamorphic assembly 39 clarifies the section of the 4 , The x / z aspect ratio of the output single beams 15 to 22 the merged group beamlines 31 . 32 is reduced to a value of about 1: 1. This influence in the fast divergence plane accordingly leads to an influence on the beam divergence of the merged group beam lines 31 . 32 in this fast divergence level yz. Overall, this ensures that the divergence in the fast divergence level yz is significantly reduced.

5 zeigt einen Bündel-Querschnitt der zusammengeführten Gruppen-Strahlzeilen 31, 32, also des Hochleistungs-Ausgabestrahls 2, im Fernfeld der Laseranordnung 1 etwa 25 Meter nach der weiteren anamorphotischen Baugruppe 39. Aufgrund der größeren Divergenz der Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 22 in der schnellen Divergenz yz liegt im Fernfeld der Hochleistungs-Ausgabestrahl 2 als rechteckiges Bündel mit einem x/z-Aspektverhältnis von etwa 1:3 vor. Die Umlenkspiegel 23 bis 30 sind zusammen mit den weiteren Umlenkelementen der Laseranordnung 1 so justiert, dass alle Ausgabe-Einzelstrahlen 15 bis 22 sich im Fernfeld überlagern. 5 shows a bundle cross section of the merged group beamlines 31 . 32 , so the high-power output beam 2 , in the far field of the laser array 1 about 25 meters after the further anamorphic assembly 39 , Due to the greater divergence of the output singles 15 to 22 in the fast divergence yz lies in the far field of the high-power output beam 2 as a rectangular bundle with an x / z aspect ratio of about 1: 3. The deflection mirror 23 to 30 are together with the other deflection of the laser array 1 adjusted so that all output single beams 15 to 22 overlap in the far field.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2043211 A2 [0002]

Claims

Laser arrangement ( 1 ) for generating a high-power output beam ( 2 ) - with at least two laser diode groups ( 3 . 4 ) of broadband laser diodes ( 5 to 12 ), Each of the wide-band laser diodes ( 5 to 12 ) along an emission direction, an output deposit ( 15 to 22 ) which has a first, large divergence in a first, fast divergence plane (yz) containing the emission direction and in a second, slow divergence plane (xy), which also contains the emission direction and is perpendicular to the fast divergence plane (yz) , a second, smaller divergence, - to each of the laser diode groups ( 3 . 4 ) at least two of the wide-band laser diodes ( 5 to 12 ), each laser diode group ( 3 . 4 ) a deflection assembly with deflecting mirrors ( 23 to 26 . 27 to 30 ) is assigned to generate a group beam line ( 31 . 32 ), wherein in the respective group beam line ( 31 . 32 ) the individual beams ( 15 to 18 . 19 to 22 ) of the laser diodes ( 5 to 8th . 9 to 12 ) are juxtaposed, - with an assembly device ( 33 to 35 ) for merging the group beamlines ( 31 . 32 ) of the laser diode groups ( 3 . 4 ), The merging device ( 33 to 35 ) in the beam path of the group beam lines ( 31 . 32 ) is arranged downstream of at least one anamorphotically acting optical assembly ( 36 . 39 ) for influencing a beam divergence of the merged group beam lines ( 31 . 32 ) in at least one of the two levels of divergence.

Laser arrangement according to claim 1, characterized in that the deflection assembly ( 23 to 26 . 27 to 30 ) is arranged so that the individual beams ( 15 to 18 . 19 to 22 ) are arranged next to each other in the slow divergence plane (xy).

Laser arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the merging device ( 33 to 35 ) a lambda / 2 plate ( 34 ) having.

Laser arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the merging device ( 33 to 35 ) a polarization-optical beam splitter ( 35 ) having.

Laser arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the anamorphotically acting assembly ( 36 ) in the beam path of the merged group beam lines ( 31 . 32 ) is a further, anamorphotically acting optical assembly ( 39 ) for influencing a beam divergence of the merged group beam lines ( 31 . 32 ) in the other (yz) of the two divergence planes (xy, yz).

Laser arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the anamorphic assembly ( 36 ) as an anamorphic prism pair ( 37 . 38 ) is executed.

Laser arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the anamorphic assembly ( 39 ) as cylinder optics with at least two cylindrical lenses ( 40 . 41 ) is executed.

RGB laser device with at least one laser arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 7.