EP1920509A1 - Laser array - Google Patents

Laser array

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Publication number
EP1920509A1
EP1920509A1 EP05783770A EP05783770A EP1920509A1 EP 1920509 A1 EP1920509 A1 EP 1920509A1 EP 05783770 A EP05783770 A EP 05783770A EP 05783770 A EP05783770 A EP 05783770A EP 1920509 A1 EP1920509 A1 EP 1920509A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser light
light sources
laser
arrangement according
optical fiber
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.)
Withdrawn
Application number
EP05783770A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Daniel Bartoschewski
Björn LANGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Focuslight Germany GmbH
Original Assignee
Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG filed Critical Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG
Publication of EP1920509A1 publication Critical patent/EP1920509A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0905Dividing and/or superposing multiple light beams
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028Condensers, 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052Condensers, 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
    • G02B19/0057Condensers, 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 in the form of a laser diode array, e.g. laser diode bar
    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/005Optical 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar

Definitions

  • the present invention relates to a laser arrangement, suitable for coupling laser light into at least one optical fiber, comprising a plurality of laser light sources, which from a
  • Light entrance surface of the at least one optical fiber are arranged spaced and a diaphragm, which is suitable for a spatial limitation of the laser light emitted during the operation of the laser light sources prior to coupling into the at least one optical fiber.
  • Emitter used as radiation sources and arranged in such a way that the distances of the radiation sources are different from the light entry surface of the optical fiber. If the resulting laser light beam before focusing on the light entry surface of the optical fiber with only a single
  • the present invention is based on the object to propose a laser arrangement in which astigmatism errors can be avoided in a simple manner and their space requirement is relatively low.
  • the laser light sources comprise at least one group of first laser light sources and at least one further group of second laser light sources
  • the laser arrangement comprises coupling means adapted to interconnect the laser light during operation of the first and second laser light sources prior to entry into the at least one optical fiber to pair.
  • the laser light sources of at least one of the groups of first and second laser light sources are arranged spaced apart from one another in the vertical direction.
  • the space requirement of the laser arrangement can be reduced.
  • both the respectively adjacent first laser light sources and the respectively adjacent second laser light sources are spaced apart in the vertical direction, so that the space requirement of the laser arrangement can be kept relatively small.
  • the distance of adjacent first and second laser light sources in the vertical direction is at least 1.0 mm.
  • each of the first and second laser light sources is assigned at least one reflection means, suitable for reflecting the laser light emitted by the first and second laser light sources in the direction of a common main propagation direction of the respective group of first and second laser light sources.
  • the laser assembly can be made more compact, so that their space requirements can be further reduced.
  • each of the first and laser light sources is assigned at least one fast axis collimation means. This achieves a collimation of the laser light in the fast-axis direction (fast direction), so that the
  • Beam quality can be improved.
  • the fast-axis collimation means comprise at least one cylindrical lens.
  • At least one of the groups of first and second laser light sources is assigned at least one slow-axis collimation means.
  • Beam Quality of the laser light before coupling into the optical fiber can be further improved.
  • the slow-axis collimation means comprise at least one cylindrical lens.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in that at least one of the groups of laser light sources is associated with at least one phase delay means.
  • the phase delay means which is arranged in the beam path of the first and / or second laser light sources, allows a targeted change in the polarization of the laser light emitted by the first and second laser light sources.
  • phase delaying means may be a ⁇ / 2
  • Be delay element This causes a rotation of the plane of polarization of the laser light by 90 °.
  • Polarization coupling device comprise, suitable for coupling the laser light emitted by the group of first laser light sources with the laser light emitted by the group of second laser light sources. In this way, coupling of the laser light emitted from the first and second laser light sources to simple
  • the polarization coupling device is a polarization beam splitter.
  • the coupling means have at least one beam deflecting means, which is suitable deflecting laser light emitted by at least one of the groups of first and second laser light sources in the direction of the polarization coupling device.
  • the main propagation directions of the laser light emitted from the first and second laser light sources may be substantially parallel to each other.
  • the beam deflecting means may be arranged, for example, for a deflection of the laser light by 90 °.
  • the beam deflecting means comprise at least one mirror element.
  • the laser arrangement has at least one spherical lens means, which is arranged in the beam propagation direction behind the diaphragm, suitable for focusing the coupled laser light of the first and second laser light sources onto the light entry surface of the at least one optical fiber. This allows a good focus and thus a relatively low-loss coupling of the
  • Laser light can be achieved in the optical fiber.
  • the laser arrangement which is suitable for coupling laser light into an optical fiber, comprises a plurality of laser light sources 1 00 - 1 13, which are spaced from a light entry surface of an optical fiber, which is not explicitly shown in Fig. 1.
  • the laser arrangement comprises a total of fourteen laser light sources 100-1.
  • the laser light sources 100-113 are preferably individual semiconductor laser diodes (so-called single emitters) whose
  • Light exit surfaces may have a width of about 100 microns and each of which may have a power of about 4 watts.
  • laser diode bars may be used as laser light sources.
  • Each of the laser light sources 100-113 is associated with a respective fast-axis collimation means, which is arranged in front of the approximately 100 ⁇ m wide light exit surface of the corresponding laser light source 100-113. To simplify the presentation, the
  • Laser light sources 100-113 and their respective associated fast axis collimation means are indicated schematically in FIG. 1 as a single component.
  • the fast-axis collimation means may, for example, comprise at least one cylindrical lens and allow a collimation of the light emitted by the laser light sources 100-1
  • each of the laser light sources 100-113 is assigned a respective reflection means 200-213, which is arranged at a distance from the corresponding laser light source 100-113 in the beam path of the laser arrangement.
  • Reflecting means 200-213 may, for example, comprise at least one mirror element.
  • the laser light sources 100-113 are grouped into a group of first laser light sources
  • each of the laser light sources 1 00 - 1 13 of the two groups of first and second laser light sources 100 - 106, 107 - 1 13 each one of the reflection means 200 - 206 and 207 - 213 assigned.
  • the reflection means 200 - 206 are with respect to their associated first laser light sources 100 - 106 in the beam path of the laser array in the manner angeord net and each with respect to a vertical axis extending from the plane rotated such that the first laser light sources 100 - emitted light after reflection at their respective associated reflection means 200 - 206 can propagate substantially in the z direction.
  • the first laser light sources 100 - 106 are also arranged in this embodiment in the vertical direction and thus offset in height to each other. In this case, the first laser light sources 1 00 - 106 can be arranged offset relative to each other, for example, in the vertical direction and thus in height by about 1, 1 mm.
  • the reflection means 200 - 206 can likewise be arranged offset from each other by approximately 1, 1 mm in the vertical direction.
  • the mutually offset arrangement of the first laser light sources 100 - 106 means that the laser light emitted by the first laser light sources 100 - 106 in different, spaced-apart reflection planes, each through the
  • Propagation directions of the incident on the reflection means 200 - 206 and spanned by these laser beams are spanned, can propagate. In this way, a relatively compact design of the laser arrangement can be achieved.
  • Reflecting means 200 - 206 will be referred to hereinafter as the main propagation direction of the laser light of the group of first laser light sources 1 00 - 106.
  • the second laser light sources 107 - 1 13 are also arranged offset in height in the vertical direction relative to each other.
  • adjacent second laser light sources 107-113 can be arranged offset relative to one another, for example, in the vertical direction and thus in height by approximately 1.1 mm.
  • the reflection means 207 - 21 3 can also be arranged offset by about 1, 1 mm in the vertical direction to each other.
  • the height-offset arrangement of the second laser light sources 107-113 means that the laser light emitted by the second laser light sources 107-113 can also propagate in different, spaced-apart reflection planes.
  • the reflection means 207 - 213, which are associated with the second laser light sources 107 - 1 13, are thus arranged in the beam path of the laser array and each rotated about a vertical axis, that the laser light during operation of the second laser light sources 107 - 1 is also substantially in the z-direction, namely substantially parallel to the main propagation direction of the laser light emitted from the first laser light sources 100 - 106 can propagate.
  • This propagation direction is intended below as the main propagation direction of the group of second laser light sources
  • the first SIow axis collimation means 300 is suitable for collimation of the laser light emitted by the first laser light sources 100 - 106 and reflected by the reflection means 200 - 206 in the main propagation direction in the so-called slow axis (slow axis). to thereby improve the beam quality.
  • the first slow-axis collimation means 300 may comprise at least one cylindrical lens.
  • the second slow-axis collimation means 301 may also comprise at least one cylindrical lens.
  • the laser array has coupling means suitable for the first and second laser light sources 100 - 106, 107 - 1 13 laser light coupled before coupling into the light entry surface of the optical fiber with each other.
  • the coupling means comprise a polarization coupling device 400, which may be a conventional polarization beam splitter, for example, and a beam deflecting means 500.
  • a phase retarder 600 which in this embodiment is a ⁇ / 2 retardation element, is provided in the beam path of the second laser light sources 107-113 is. That of the second laser light sources 107
  • Delay element a 90 ° rotation of the polarization direction.
  • the laser light is then by means of the Strahlablenkstoffs 500, which may for example comprise at least one mirror element, by 90 ° in the direction of the polarization coupling device
  • the laser light of the second laser light sources 107-113 deflected at the beam deflection means 500 is coupled to one another via the polarization with the laser light emitted by the first laser light sources 100- 106. It can be seen that the coupling of the
  • Laser light in this embodiment takes place both geometrically and via the polarization.
  • the laser light emitted from the first laser light sources 100-106 is coupled with the laser light emitted from the second laser light sources 107-113, and then propagates in the z direction through a diaphragm 700 which is in Beam propagation direction behind the
  • Polarization coupling device 400 is arranged, and then applies to a spherical lens means 800, which images the laser light onto the light entry surface of the optical fiber is not explicitly shown, so that the laser light can be coupled into the optical fiber with high power.
  • the laser arrangement shown here provides an anastigmatic arrangement of laser light sources 100-11 and, by virtue of the particular configuration, enables the suppression of laser beams hitting the optical fiber at slow angles in the slow axis (slow axis). It can thereby be achieved that the optical fiber is not heated to a tolerable level by laser light incident at too large angles or impinging on a fiber cladding of the optical fiber, and thus may possibly be damaged.
  • the laser arrangement requires only a single diaphragm 700, which is arranged in the beam propagation direction in front of the spherical lens means 800.
  • a light spot with a diameter of less than about 50 ⁇ m half-width can be made available both in the fast and in the slow axis.
  • the number of lenses used can also be kept relatively low in the embodiment shown here and the total space requirements of the laser assembly can be reduced.
  • the laser arrangement requires in this embodiment, only fourteen fast-axis collimation means and also two slow-axis collimation means 300, 301 and only a single spherical lens means 800, which is used for focusing the
  • Laser light is suitable for the light entry surface of the optical fiber.

Abstract

The invention relates to a laser array that is suitable for injecting laser light into at least one optical fiber. Said laser array comprises a plurality of laser light sources (100-113) which are placed at a distance from a light incidence surface of the at least one optical fiber, and a diaphragm (700) which is suitable for spatially defining the laser light emitted during operation of the laser light sources (100-113) before the same is injected into the at least one optical fiber. The laser light sources (100-113) encompass at least one group of first laser light sources (100-106) and at least one group of second laser light sources (107-113). The inventive laser array further comprises coupling means that are suitable for coupling the laser light together during operation of the first and second laser light sources (100-106, 107-113) before the laser light enters the at least one optical fiber.

Description

„Laseranordnung" "Laser array"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laseranordnung, geeignet zur Einkopplung von Laserlicht in mindestens eine optische Faser, umfassend eine Mehrzahl von Laserlichtquellen, die von einerThe present invention relates to a laser arrangement, suitable for coupling laser light into at least one optical fiber, comprising a plurality of laser light sources, which from a
Lichteintrittsfläche der mindestens einen optischen Faser beabstandet angeordnet sind und eine Blende, die für eine räumliche Begrenzung des während des Betriebs der Laserlichtquellen emittierten Laserlichts vor der Einkopplung in die mindestens eine optische Faser geeignet ist.Light entrance surface of the at least one optical fiber are arranged spaced and a diaphragm, which is suitable for a spatial limitation of the laser light emitted during the operation of the laser light sources prior to coupling into the at least one optical fiber.
Laseranordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Für Hochleistungslaserdiodensysteme mit Faserkopplung werden bisher Laserdiodenbarren oder einzelne Laserdioden (so genannte Single-Laser arrangements of the type mentioned are known in principle from the prior art. For high-power laser diode systems with fiber coupling, laser diode bars or individual laser diodes (so-called single
Emitter) als Strahlungsquellen eingesetzt und in der Weise angeordnet, dass die Abstände der Strahlungsquellen von der Lichteintrittsfläche der optischen Faser verschieden sind . Wenn der resultierende Laserlichtstrahl vor der Fokussierung auf die Lichteintrittsfläche der optischen Faser lediglich mit einer einzigenEmitter) used as radiation sources and arranged in such a way that the distances of the radiation sources are different from the light entry surface of the optical fiber. If the resulting laser light beam before focusing on the light entry surface of the optical fiber with only a single
Blende begrenzt wird, kann bei den bekannten Laseranordnungen kein hinsichtlich der räumlichen Verteilung des Laserlichts optimiertes Resultat erzielt werden. Bei den bekannten Laseranordnungen treten häufig Astigmatismusfehler auf, welche die Einkopplung des Laserlichts in die optische Faser beeinträchtigen können . Ein weitererAperture is limited, no optimized in terms of the spatial distribution of the laser light result can be achieved in the known laser arrays. Astigmatism errors frequently occur in the known laser arrangements, which can impair the coupling of the laser light into the optical fiber. Another
Nachteil der bekannten Laseranordnungen besteht darin, dass ihr Platzbedarf auf Grund einer Vielzahl optischer Elemente häufig relativ groß ist.Disadvantage of the known laser arrangements is that their space requirement is often relatively large due to a large number of optical elements.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Laseranordnung vorzuschlagen, bei der auf einfache Weise Astigmatismusfehler vermieden werden können und deren Platzbedarf relativ gering ist.This is where the present invention begins. The present invention is based on the object to propose a laser arrangement in which astigmatism errors can be avoided in a simple manner and their space requirement is relatively low.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Laseranordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 . Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The solution to this problem provides a laser arrangement of the type mentioned above with the features of the characterizing part of claim 1. The subclaims relate to preferred developments of the invention.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Laserlichtquellen mindestens eine Gruppe erster Laserlichtquellen und mindestens eine weitere Gruppe zweiter Laserlichtquellen umfassen, und dass die Laseranordnung Kopplungsmittel aufweist, geeignet, das Laserlicht während des Betriebs der ersten und zweiten Laserlichtquellen vor dem Eintritt in die mindestens eine optische Faser miteinander zu koppeln. Durch die Aufteilung der Laserlichtquellen in zwei Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen, die unabhängig voneinander betreibbar sind und durch das Vorsehen der Kopplungsmittel kann auf einfache Weise eine weitgehend astigmatismusfreie Laseranordnung zur Einkopplung von Laserlicht in eine optische Faser zur Verfügung gestellt werden.According to the invention, it is proposed that the laser light sources comprise at least one group of first laser light sources and at least one further group of second laser light sources, and in that the laser arrangement comprises coupling means adapted to interconnect the laser light during operation of the first and second laser light sources prior to entry into the at least one optical fiber to pair. By dividing the laser light sources into two groups of first and second laser light sources, which can be operated independently of one another, and by providing the coupling means, a largely astigmatism-free laser arrangement for coupling laser light into an optical fiber can be provided in a simple manner.
I n einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Laserlichtquellen mindestens einer der Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen in vertikaler Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Dadurch kann der Platzbedarf der Laseranordnung verringert werden. Vorzugsweise sind sowohl die jeweils benachbarten erste Laserlichtquellen als auch die jeweils benachbarten zweiten Laserlichtquellen in vertikaler Richtung voneinander beabstandet, damit der Platzbedarf der Laseranordnung relativ klein gehalten werden kann. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass der Abstand benachbarter erster und zweiter Laserlichtquellen in vertikaler Richtung mindestens 1 ,0 mm beträgt. Beispielsweise kann der Abstand der benachbarten ersten beziehungsweise zweitenIn a particularly preferred embodiment, it is proposed that the laser light sources of at least one of the groups of first and second laser light sources are arranged spaced apart from one another in the vertical direction. As a result, the space requirement of the laser arrangement can be reduced. Preferably, both the respectively adjacent first laser light sources and the respectively adjacent second laser light sources are spaced apart in the vertical direction, so that the space requirement of the laser arrangement can be kept relatively small. It can be provided, for example, that the distance of adjacent first and second laser light sources in the vertical direction is at least 1.0 mm. For example, the distance between the adjacent first and second
Laserlichtquellen etwa 1 , 1 mm betragen.Laser light sources about 1, 1 mm.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass jeder der ersten und zweiten Laserlichtquellen mindestens ein Reflexionsmittel zugeordnet ist, geeignet, das von den ersten und zweiten Laserlichtquellen emittierte Laserlicht in Richtung einer gemeinsamen Hauptausbreitungsrichtung der jeweiligen Gruppe erster beziehungsweise zweiter Laserlichtquellen zu reflektieren. Auf diese Weise kann die Laseranordnung kompakter ausgeführt werden, so dass deren Platzbedarf weiter verringert werden kann.In a particularly preferred embodiment, it is proposed that each of the first and second laser light sources is assigned at least one reflection means, suitable for reflecting the laser light emitted by the first and second laser light sources in the direction of a common main propagation direction of the respective group of first and second laser light sources. In this way, the laser assembly can be made more compact, so that their space requirements can be further reduced.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist jeder der ersten und Laserlichtquellen mindestens ein Fast-Axis-Kollimationsmittel zugeordnet. Dadurch wird eine Kollimation des Laserlichts in der Fast-Axis-Richtung (schnellen Richtung) erreicht, so dass dieIn an advantageous embodiment, each of the first and laser light sources is assigned at least one fast axis collimation means. This achieves a collimation of the laser light in the fast-axis direction (fast direction), so that the
Strahlqualität verbessert werden kann.Beam quality can be improved.
Es besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass die Fast-Axis-Kollimationsmittel mindestens eine Zylinderlinse umfassen.There is a possibility according to a preferred embodiment that the fast-axis collimation means comprise at least one cylindrical lens.
Vorteilhafterweise ist mindestens einer der Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen mindestens ein Slow-Axis-Kollimationsmittel zugeordnet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass das von den Laserlichtquellen emittierte Licht auch in der Slow-Axis (langsamenAdvantageously, at least one of the groups of first and second laser light sources is assigned at least one slow-axis collimation means. By this measure it is achieved that the light emitted by the laser light sources light also in the slow axis (slow
Richtung) kollimiert werden kann. Auf diese Weise kann die Strahlqualität des Laserlichts vor der Einkopplung in die optische Faser weiter verbessert werden.Direction) can be collimated. In this way, the Beam quality of the laser light before coupling into the optical fiber can be further improved.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Slow-Axis-Kollimationsmittel mindestens eine Zylinderlinse umfassen.There is the possibility that the slow-axis collimation means comprise at least one cylindrical lens.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens einer der Gruppen von Laserlichtquellen mindestens ein Phasenverzögerungsmittel zugeordnet ist. Das Phasenverzögerungsmittel, das im Strahlengang der ersten und/oder zweiten Laserlichtquellen angeordnet ist, ermöglicht eine gezielte Änderung der Polarisation des von den ersten beziehungsweise zweiten Laserlichtquellen emittierten Laserlichts.A preferred embodiment of the invention is characterized in that at least one of the groups of laser light sources is associated with at least one phase delay means. The phase delay means, which is arranged in the beam path of the first and / or second laser light sources, allows a targeted change in the polarization of the laser light emitted by the first and second laser light sources.
Beispielsweise kann das Phasenverzögerungsmittel ein λ/2-For example, the phase delaying means may be a λ / 2
Verzögerungselement sein. Dieses bewirkt eine Drehung der Polarisationsebene des Laserlichts um 90°.Be delay element. This causes a rotation of the plane of polarization of the laser light by 90 °.
Es kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Kopplungsmittel mindestens eineIt may be provided in a particularly advantageous embodiment that the coupling means at least one
Polarisationskopplungseinrichtung umfassen, geeignet, das von der Gruppe erster Laserlichtquellen emittierte Laserlicht mit dem von der Gruppe zweiter Laserlichtquellen emittierten Laserlicht zu koppeln. Auf diese Weise kann eine Kopplung des Laserlichts, das von den ersten und zweiten Laserlichtquellen emittiert wird, auf einfachePolarization coupling device comprise, suitable for coupling the laser light emitted by the group of first laser light sources with the laser light emitted by the group of second laser light sources. In this way, coupling of the laser light emitted from the first and second laser light sources to simple
Weise über die Polarisation des Laserlichts erfolgen.Be done on the polarization of the laser light.
Vorzugsweise ist die Polarisationskopplungseinrichtung ein Polarisationsstrahlteiler.Preferably, the polarization coupling device is a polarization beam splitter.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weisen die Kopplungsmittel mindestens ein Strahlablenkmittel auf, geeignet, das von mindestens einer der Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen emittierte Laserlicht in Richtung auf die Polarisationskopplungseinrichtung abzulenken. Beispielsweise können die Hauptausbreitungsrichtungen des Laserlichts, das von den ersten und zweiten Laserlichtquellen emittiert wird, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Um das Laserlicht in der Polarisationskopplungseinrichtung miteinander zu koppeln, können die Strahlablenkmittel zum Beispiel für eine Ablenkung des Laserlichts um 90° eingerichtet sein.In a particularly advantageous embodiment, the coupling means have at least one beam deflecting means, which is suitable deflecting laser light emitted by at least one of the groups of first and second laser light sources in the direction of the polarization coupling device. For example, the main propagation directions of the laser light emitted from the first and second laser light sources may be substantially parallel to each other. In order to couple the laser light in the polarization coupling device with each other, the beam deflecting means may be arranged, for example, for a deflection of the laser light by 90 °.
Vorzugsweise umfassen die Strahlablenkmittel mindestens ein Spiegelelement.Preferably, the beam deflecting means comprise at least one mirror element.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Laseranordnung mindestens ein sphärisches Linsenmittel auf, welches in Strahlausbreitungsrichtung hinter der Blende angeordnet ist, geeignet, das miteinander gekoppelte Laserlicht der ersten und zweiten Laserlichtquellen auf die Lichteintrittsfläche der mindestens einen optischen Faser zu fokussieren. Dadurch kann eine gute Fokussierung und damit eine relativ verlustarme Einkopplung desIn a particularly preferred embodiment, the laser arrangement has at least one spherical lens means, which is arranged in the beam propagation direction behind the diaphragm, suitable for focusing the coupled laser light of the first and second laser light sources onto the light entry surface of the at least one optical fiber. This allows a good focus and thus a relatively low-loss coupling of the
Laserlichts in die optische Faser erreicht werden. Laser light can be achieved in the optical fiber.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anliegende Fig. 1 , die eine Draufsicht auf eine Laseranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematisch stark vereinfachter Form zeigt.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying Figure 1, which shows a plan view of a laser assembly according to a preferred embodiment of the present invention in a greatly simplified schematic form.
Die Laseranordnung, die zur Einkopplung von Laserlicht in eine optische Faser geeignet ist, umfasst eine Mehrzahl von Laserlichtquellen 1 00 - 1 13, die von einer Lichteintrittsfläche einer optischen Faser, die in Fig. 1 nicht explizit dargestellt ist, beabstandet angeordnet sind . In diesem Ausführungsbeispiel weist die Laseranordnung insgesamt vierzehn Laserlichtquellen 100 - 1 13 auf. Die Laserlichtquellen 100 - 1 13 sind vorzugsweise einzelne Halbleiterlaserdioden (so genannte Single-Emitter), derenThe laser arrangement, which is suitable for coupling laser light into an optical fiber, comprises a plurality of laser light sources 1 00 - 1 13, which are spaced from a light entry surface of an optical fiber, which is not explicitly shown in Fig. 1. In this embodiment, the laser arrangement comprises a total of fourteen laser light sources 100-1. The laser light sources 100-113 are preferably individual semiconductor laser diodes (so-called single emitters) whose
Lichtaustrittsflächen beispielsweise eine Breite von etwa 100 μm haben können und die jeweils eine Leistung von etwa 4 Watt besitzen können. Es besteht gemäß einer hier nicht gezeigten Variante der vorliegenden Erfindung auch die Möglichkeit, Laserdiodenbarren als Laserlichtquellen einzusetzen.Light exit surfaces, for example, may have a width of about 100 microns and each of which may have a power of about 4 watts. There is according to a variant of the present invention not shown here also the possibility to use laser diode bars as laser light sources.
Jeder der Laserlichtquellen 100 - 1 13 ist jeweils ein Fast-Axis- Kollimationsmittel zugeordnet, welches vor der etwa 100 μm breiten Lichtaustrittsfläche der entsprechenden Laserlichtquelle 100 - 1 13 angeordnet ist. Um die Darstellung zu vereinfachen, sind dieEach of the laser light sources 100-113 is associated with a respective fast-axis collimation means, which is arranged in front of the approximately 100 μm wide light exit surface of the corresponding laser light source 100-113. To simplify the presentation, the
Laserlichtquellen 100 - 113 und das ihnen jeweils zugeordnete Fast- Axis-Kollimationsmittel in Fig. 1 schematisch als einzelnes Bauteil angedeutet. Die Fast-Axis-Kollimationsmittel können beispielsweise mindestens eine Zylinderlinse umfassen und ermöglichen eine Kollimation des von den Laserlichtquellen 100 - 1 13 emittiertenLaser light sources 100-113 and their respective associated fast axis collimation means are indicated schematically in FIG. 1 as a single component. The fast-axis collimation means may, for example, comprise at least one cylindrical lens and allow a collimation of the light emitted by the laser light sources 100-1
Laserlichts in der so genannten schnellen Achse (Fast-Axis), um auf diese Weise die Strahlqualität zu verbessern. Jeder der Laserlichtquellen 100 - 1 13 ist darüber hinaus jeweils ein Reflexionsmittel 200 - 213 zugeordnet, welches von der entsprechenden Laserlichtquelle 100 - 1 13 beabstandet im Strahlengang der Laseranordnung angeordnet ist. Jedes derLaser light in the so-called fast axis (fast axis), in order to improve the beam quality in this way. In addition, each of the laser light sources 100-113 is assigned a respective reflection means 200-213, which is arranged at a distance from the corresponding laser light source 100-113 in the beam path of the laser arrangement. Each of the
Reflexionsmittel 200 - 213 kann beispielsweise mindestens ein Spiegelelement umfassen.Reflecting means 200-213 may, for example, comprise at least one mirror element.
Man erkennt, dass bei der hier vorgestellten Laseranordnung die Laserlichtquellen 100 - 1 13 in eine Gruppe erster LaserlichtquellenIt can be seen that in the case of the laser arrangement presented here, the laser light sources 100-113 are grouped into a group of first laser light sources
100 - 106 sowie in eine Gruppe zweiter Laserlichtquellen 107 - 1 13 aufgeteilt sind . Wie bereits oben erwähnt, ist jeder der Laserlichtquellen 1 00 - 1 13 der beiden Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen 100 - 106, 107 - 1 13 jeweils eines der Reflexionsmittel 200 - 206 beziehungsweise 207 - 213 zugeordnet.100 - 106 and in a group of second laser light sources 107 - 1 13 are divided. As already mentioned above, each of the laser light sources 1 00 - 1 13 of the two groups of first and second laser light sources 100 - 106, 107 - 1 13 each one of the reflection means 200 - 206 and 207 - 213 assigned.
Die Reflexionsmittel 200 - 206 sind dabei bezüglich der ihnen zugeordneten ersten Laserlichtquellen 100 - 106 im Strahlengang der Laseranordnung in der Weise angeord net und jeweils bezüglich einer vertikalen, sich aus der Zeichenebene erstreckenden Achse derart gedreht, dass sich das von den ersten Laserlichtquellen 100 - 106 emittierte Licht nach der Reflexion an den ihnen jeweils zugeordneten Reflexionsmitteln 200 - 206 im Wesentlichen in z-Richtung ausbreiten kann. Die ersten Laserlichtquellen 100 - 106 sind in diesem Ausführungsbeispiel darüber hinaus in vertikaler Richtung und damit in der Höhe versetzt zueinander angeordnet. Dabei können die ersten Laserlichtquellen 1 00 - 106 zum Beispiel in vertikaler Richtung und damit in der Höhe um etwa 1 , 1 mm relativ zueinander versetzt angeordnet sein. Entsprechend können die Reflexionsmittel 200 - 206 ebenfalls um etwa 1 , 1 mm in vertikaler Richtung zueinander versetzt angeordnet sein. Es besteht alternativ oder zusätzlich auch die Möglichkeit, insbesondere in vertikaler Richtung unterschiedlich dimensionierte Reflexionsmittel 200 - 206 einzusetzen. Die zueinander höhenversetzte Anordnung der ersten Laserlichtquellen 100 - 106 bedeutet, dass sich das von den ersten Laserlichtquellen 1 00 - 106 emittierte Laserlicht in unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Reflexionsebenen, die jeweils durch dieThe reflection means 200 - 206 are with respect to their associated first laser light sources 100 - 106 in the beam path of the laser array in the manner angeord net and each with respect to a vertical axis extending from the plane rotated such that the first laser light sources 100 - emitted light after reflection at their respective associated reflection means 200 - 206 can propagate substantially in the z direction. The first laser light sources 100 - 106 are also arranged in this embodiment in the vertical direction and thus offset in height to each other. In this case, the first laser light sources 1 00 - 106 can be arranged offset relative to each other, for example, in the vertical direction and thus in height by about 1, 1 mm. Correspondingly, the reflection means 200 - 206 can likewise be arranged offset from each other by approximately 1, 1 mm in the vertical direction. There is alternatively or additionally also the possibility, in particular in the vertical direction different to use dimensioned reflection means 200-206. The mutually offset arrangement of the first laser light sources 100 - 106 means that the laser light emitted by the first laser light sources 100 - 106 in different, spaced-apart reflection planes, each through the
Ausbreitungsrichtungen des auf die Reflexionsmittel 200 - 206 treffenden und von diesen reflektierten Laserstrahlen aufgespannt werden, ausbreiten kann. Auf diese Weise kann eine relativ kompakte Bauform der Laseranordnung erreicht werden. Die Ausbreitungsrichtung des Laserlichts nach der Reflexion an denPropagation directions of the incident on the reflection means 200 - 206 and spanned by these laser beams are spanned, can propagate. In this way, a relatively compact design of the laser arrangement can be achieved. The propagation direction of the laser light after the reflection at the
Reflexionsmitteln 200 - 206 soll nachfolgend auch als Hauptausbreitungsrichtung des Laserlichts der Gruppe erster Laserlichtquellen 1 00 - 106 bezeichnet werden.Reflecting means 200 - 206 will be referred to hereinafter as the main propagation direction of the laser light of the group of first laser light sources 1 00 - 106.
Entsprechend sind die zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 in vertikaler Richtung ebenfalls relativ zueinander höhenversetzt angeordnet. Dabei können benachbarte zweite Laserlichtquellen 107 - 1 13 zum Beispiel in vertikaler Richtung und damit in der Höhe um etwa 1 , 1 mm relativ zueinander versetzt angeordnet sein. Entsprechend können die Reflexionsmittel 207 - 21 3 ebenfalls um etwa 1 , 1 mm in vertikaler Richtung zueinander versetzt angeordnet sein. Es besteht alternativ oder zusätzlich auch die Möglichkeit, insbesondere in vertikaler Richtung unterschiedlich dimensionierte Reflexionsmittel 207 - 213 einzusetzen. Die höhenversetzte Anordnung der zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 bedeutet, dass sich auch das von den zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 emittierte Laserlicht in unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Reflexionsebenen ausbreiten kann. Die Reflexionsmittel 207 - 213, die den zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 zugeordnet sind, sind also derart im Strahlengang der Laseranordnung angeordnet und jeweils um eine vertikale Achse gedreht, dass sich das Laserlicht, das während des Betriebs der zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 emittiert wird, ebenfalls im Wesentlichen in z-Richtung, und zwar im Wesentlichen parallel zur Hauptausbreitungsrichtung des von den ersten Laserlichtquellen 100 - 106 emittierten Laserlichts ausbreiten kann. Diese Ausbreitungsrichtung soll nachfolgend als Hauptausbreitungsrichtung der Gruppe der zweiten LaserlichtquellenAccordingly, the second laser light sources 107 - 1 13 are also arranged offset in height in the vertical direction relative to each other. In this case, adjacent second laser light sources 107-113 can be arranged offset relative to one another, for example, in the vertical direction and thus in height by approximately 1.1 mm. Accordingly, the reflection means 207 - 21 3 can also be arranged offset by about 1, 1 mm in the vertical direction to each other. Alternatively or additionally, it is also possible, in particular in the vertical direction, to use differently dimensioned reflection means 207-213. The height-offset arrangement of the second laser light sources 107-113 means that the laser light emitted by the second laser light sources 107-113 can also propagate in different, spaced-apart reflection planes. The reflection means 207 - 213, which are associated with the second laser light sources 107 - 1 13, are thus arranged in the beam path of the laser array and each rotated about a vertical axis, that the laser light during operation of the second laser light sources 107 - 1 is also substantially in the z-direction, namely substantially parallel to the main propagation direction of the laser light emitted from the first laser light sources 100 - 106 can propagate. This propagation direction is intended below as the main propagation direction of the group of second laser light sources
107 - 1 13 bezeichnet werden.107 - 1 13 are designated.
In Hauptausbreitungsrichtung der ersten Gruppe von Laserlichtquellen 100 - 106 ist hinter dem Reflexionsmittel 206, das der Laserlichtquelle 106 zugeordnet ist, ein erstes Slow-Axis-In the main propagation direction of the first group of laser light sources 100-106, behind the reflection means 206, which is assigned to the laser light source 106, a first slow axis
Kollimationsmittel 300 angeordnet. Das erste SIow-Axis- Kollimationsmittel 300 ist für eine Kollimation des Laserlichts, das von den ersten Laserlichtquellen 100 - 106 emittiert und von den Reflexionsmitteln 200 - 206 in die Hauptausbreitungsrichtung reflektiert wird, in der so genannten langsamen Achse (Slow-Axis) geeignet, um dadurch die Strahlqualität zu verbessern. Beispielsweise kann das erste Slow-Axis-Kollimationsmittel 300 mindestens eine Zylinderlinse umfassen.Collimating 300 arranged. The first SIow axis collimation means 300 is suitable for collimation of the laser light emitted by the first laser light sources 100 - 106 and reflected by the reflection means 200 - 206 in the main propagation direction in the so-called slow axis (slow axis). to thereby improve the beam quality. By way of example, the first slow-axis collimation means 300 may comprise at least one cylindrical lens.
Entsprechend ist im Strahlengang der Laseranordnung inAccordingly, in the beam path of the laser array in
Hauptausbreitungsrichtung der zweiten Gruppe von Laserlichtquellen 107 - 1 13 hinter dem Reflexionsmittel 213, welches der Laserlichtquelle 1 13 zugeordnet ist, ein zweites Slow-Axis- Kollimationsmittel 301 angeordnet, das für eine Kollimation des Laserlichts, das von den zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 emittiert und von den Reflexionsmitteln 207 - 213 in dieMain propagation direction of the second group of laser light sources 107 - 1 13 behind the reflection means 213, which is associated with the laser light source 1 13, a second slow-axis Kollimationsmittel 301 arranged for collimating the laser light emitted from the second laser light sources 107 - 1 13 and from the reflecting means 207-213 in the
Hauptausbreitungsrichtung reflektiert wird, in der Slow-Axis-Richtung geeignet ist. Beispielsweise kann das zweite Slow-Axis- Kollimationsmittel 301 ebenfalls mindestens eine Zylinderlinse umfassen. Um das Laserlicht der beiden Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen 100 - 106, 107 - 1 13 vor der Einkopplung in die optische Faser zusammenzuführen, weist die Laseranordnung Kopplungsmittel auf, die dazu geeignet sind , das von den ersten und zweiten Laserlichtquellen 100 - 106, 107 - 1 13 emittierte Laserlicht vor der Einkopplung in die Lichteintrittsfläche der optischen Faser miteinander zu koppeln.Main propagation direction is reflected, in the slow-axis direction is suitable. For example, the second slow-axis collimation means 301 may also comprise at least one cylindrical lens. In order to merge the laser light of the two groups of first and second laser light sources 100 - 106, 107 - 1 13 prior to being coupled into the optical fiber, the laser array has coupling means suitable for the first and second laser light sources 100 - 106, 107 - 1 13 laser light coupled before coupling into the light entry surface of the optical fiber with each other.
Die Kopplungsmittel umfassen in diesem Ausführungsbeispiel eine Polarisationskopplungseinrichtung 400, die beispielsweise ein herkömmlicher Polarisationsstrahlteiler sein kann, sowie ein Strahlablenkmittel 500. Darüber hinaus ist im Strahlengang der zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 ein Phasenverzögerungsmittel 600 vorgesehen, das in diesem Ausführungsbeispiel ein λ/2- Verzögerungselement ist. Das von den zweiten Laserlichtquellen 107In this embodiment, the coupling means comprise a polarization coupling device 400, which may be a conventional polarization beam splitter, for example, and a beam deflecting means 500. In addition, a phase retarder 600, which in this embodiment is a λ / 2 retardation element, is provided in the beam path of the second laser light sources 107-113 is. That of the second laser light sources 107
- 1 13 emittierte Licht, das sich nach der Reflexion an den entsprechenden Reflexionsmitteln 107 - 1 13 in Hauptausbreitungsrichtung durch das zweite Slow-Axis- Kollimationsmittel 301 ausbreitet, durchquert das Phasenverzögerungsmittel 600 und erfährt dabei auf Grund des λ/2-- 1 13 emitted light which propagates after the reflection at the corresponding reflection means 107 - 1 13 in the main propagation direction by the second slow-axis Kollimationsmittel 301, passes through the phase delay means 600 and thereby experiences due to the λ / 2-
Verzögerungselements eine 90°-Drehung der Polarisationsrichtung.Delay element a 90 ° rotation of the polarization direction.
Das Laserlicht wird anschließend mit Hilfe des Strahlablenkmittels 500, das beispielsweise mindestens ein Spiegelelement umfassen kann, um 90° in Richtung auf die PolarisationskopplungseinrichtungThe laser light is then by means of the Strahlablenkmittels 500, which may for example comprise at least one mirror element, by 90 ° in the direction of the polarization coupling device
400 reflektiert. In der Polarisationskopplungseinrichtung 400 wird das am Strahlablenkmittel 500 abgelenkte Laserlicht der zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 mit dem Laserlicht, das von den ersten Laserlichtquellen 1 00 - 106 emittiert wird, über die Polarisation miteinander gekoppelt. Man erkennt, dass die Kopplung des400 reflected. In the polarization coupling device 400, the laser light of the second laser light sources 107-113 deflected at the beam deflection means 500 is coupled to one another via the polarization with the laser light emitted by the first laser light sources 100- 106. It can be seen that the coupling of the
Laserlichts in diesem Ausführungsbeispiel sowohl geometrisch als auch über die Polarisation erfolgt. Innerhalb der Polarisationskopplungsrichtung 400 wird folglich das Laserlicht, das von den ersten Laserlichtquellen 100 - 106 emittiert wird , mit dem Laserlicht, das von den zweiten Laserlichtquellen 107 - 1 13 emittiert wird, gekoppelt und breitet sich anschließend in z-Richtung durch eine Blende 700, die in Strahlausbreitungsrichtung hinter derLaser light in this embodiment takes place both geometrically and via the polarization. Within the Thus, in the polarization coupling direction 400, the laser light emitted from the first laser light sources 100-106 is coupled with the laser light emitted from the second laser light sources 107-113, and then propagates in the z direction through a diaphragm 700 which is in Beam propagation direction behind the
Polarisationskopplungseinrichtung 400 angeordnet ist, aus und trifft anschließend auf ein sphärisches Linsenmittel 800, welches das Laserlicht auf die Lichteintrittsfläche der nicht explizit gezeigten optischen Faser abbildet, so dass das Laserlicht mit hoher Leistung in die optische Faser eingekoppelt werden kann.Polarization coupling device 400 is arranged, and then applies to a spherical lens means 800, which images the laser light onto the light entry surface of the optical fiber is not explicitly shown, so that the laser light can be coupled into the optical fiber with high power.
Die hier gezeigte Laseranordnung stellt eine anastigmatische Anordnung von Laserlichtquellen 100 - 1 13 zur Verfügung und ermöglicht durch die besondere Konfiguration die Ausblendung von Laserstrahlen, die in der langsamen Achse (Slow-Axis) unter zu großen Winkeln auf die optische Faser treffen. Dadurch kann erreicht werde, dass die optische Faser nicht durch Laserlicht, das unter zu großen Winkeln einfällt oder auf einen Fasermantel der optischen Faser trifft, über ein tolerierbares Maß hinaus erwärmt wird und damit unter Umständen beschädigt werden kann.The laser arrangement shown here provides an anastigmatic arrangement of laser light sources 100-11 and, by virtue of the particular configuration, enables the suppression of laser beams hitting the optical fiber at slow angles in the slow axis (slow axis). It can thereby be achieved that the optical fiber is not heated to a tolerable level by laser light incident at too large angles or impinging on a fiber cladding of the optical fiber, and thus may possibly be damaged.
Man erkennt, dass die Laseranordnung lediglich eine einzige Blende 700, die in Strahlausbreitungsrichtung vor dem sphärischen Linsenmittel 800 angeordnet ist, erfordert. Mit Hilfe der hier gezeigten Laseranordnung, bei der die Kopplung des Laserlichts sowohl geometrisch als auch über die Polarisation erfolgt, kann ein Lichtfleck mit einem Durchmesser von weniger als etwa 50 μm Halbwertsbreite sowohl in der schnellen als auch in der langsamen Achse zur Verfügung gestellt werden.It can be seen that the laser arrangement requires only a single diaphragm 700, which is arranged in the beam propagation direction in front of the spherical lens means 800. With the aid of the laser arrangement shown here, in which the coupling of the laser light takes place both geometrically and via the polarization, a light spot with a diameter of less than about 50 μm half-width can be made available both in the fast and in the slow axis.
Die Anzahl der verwendeten Linsen kann bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls relativ gering gehalten und der gesamte Platzbedarf der Laseranordnung verringert werden. Die Laseranordnung erfordert in diesem Ausführungsbeispiel lediglich vierzehn Fast-Axis-Kollimationsmittel sowie darüber hinaus zwei Slow-Axis-Kollimationsmittel 300, 301 und nur eine einziges sphärisches Linsenmittel 800, das für die Fokussierung desThe number of lenses used can also be kept relatively low in the embodiment shown here and the total space requirements of the laser assembly can be reduced. The laser arrangement requires in this embodiment, only fourteen fast-axis collimation means and also two slow-axis collimation means 300, 301 and only a single spherical lens means 800, which is used for focusing the
Laserlichts auf die Lichteintrittsfläche der optischen Faser geeignet ist.Laser light is suitable for the light entry surface of the optical fiber.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel werden annähernd quadratische Verhältnisse bei der Größe des Lichtflecks und bei derIn the embodiment shown here are approximately square relationships in the size of the light spot and in the
Divergenz in schneller und langsamer Achse erreicht, so dass eine im Wesentlichen anastigmatische Fokussierung beider Achsen mit nur einem sphärischen Linsenmittel 800 ermöglicht. Damit kann eine Laseranordnung zur Einkopplung von Laserlicht in eine optische Faser zur Verfügung gestellt werden, die eine Erprobung derDivergence in fast and slow axis achieved, so that a substantially anastigmatic focus of both axes with only a spherical lens means 800 allows. Thus, a laser arrangement for coupling laser light can be made available in an optical fiber, a trial of the
Kopplungseffizienz in optischen Fasern mit einem Faserkerndurchmesser von 50 μm bis 100 μm bei einer numerischen Apertur (NA) von etwa 0,22 gestattet. Coupling efficiency in optical fibers with a fiber core diameter of 50 microns to 100 microns with a numerical aperture (NA) of about 0.22 allowed.

Claims

Patentansprüche: claims:
1 . Laseranordnung, geeignet zur Einkopplung von Laserlicht in mindestens eine optische Faser, umfassend:1 . Laser arrangement suitable for coupling laser light into at least one optical fiber, comprising:
eine Mehrzahl von Laserlichtquellen (100 - 1 13), die von einer Lichteintrittsfläche der mindestens einen optischena plurality of laser light sources (100 - 1 13), which from a light entrance surface of the at least one optical
Faser beabstandet angeordnet sind;Fiber are arranged spaced apart;
eine Blende (700), die für eine räumliche Begrenzung des während des Betriebs der Laserlichtquellen (100 - 1 13) emittierten Laserlichts vor der Einkopplung in die mindestens eine optische Faser geeignet ist,a diaphragm (700), which is suitable for a spatial limitation of the laser light emitted during the operation of the laser light sources (100-113) before being coupled into the at least one optical fiber,
dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtquellen (100 - 1 13) mindestens eine Gruppe erster Laserlichtquellen (100 - 106) und mindestens eine Gruppe zweiter Laserlichtquellen (107 - 1 13) umfassen, und dass die Laseranordnung Kopplungsmittel aufweist, geeignet, das Laserlicht während des Betriebs der ersten und zweiten Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13 ) vor dem Eintritt in die mindestens eine optische Faser miteinander zu koppeln.characterized in that the laser light sources (100-113) comprise at least one group of first laser light sources (100-106) and at least one group of second laser light sources (107-113), and in that the laser arrangement comprises coupling means adapted to irradiate the laser light during operation the first and second laser light sources (100-106, 107-113) prior to entry into the at least one optical fiber.
2. Laseranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtquellen (100 - 1 13) mindestens einer der2. Laser arrangement according to claim 1, characterized in that the laser light sources (100 - 1 13) at least one of
Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) in vertikaler Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind.Groups of first and second laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) are arranged spaced apart in the vertical direction.
3. Laseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand benachbarter erster und zweiter3. A laser arrangement according to claim 2, characterized in that the distance between adjacent first and second
Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) in vertikaler Richtung mindestens 1 ,0 mm beträgt. Laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) in the vertical direction is at least 1, 0 mm.
4. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der ersten und zweiten Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) mindestens ein Reflexionsmittel (200 - 206, 207 - 213) zugeordnet ist, geeignet, das von den ersten und zweiten Laserlichtquellen4. Laser arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that each of the first and second laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) is associated with at least one reflection means (200 - 206, 207 - 213), suitable, from the first and second laser light sources
(100 - 106, 107 - 1 13) emittierte Laserlicht in Richtung einer gemeinsamen Hauptausbreitungsrichtung der jeweiligen Gruppe erster beziehungsweise zweiter Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) zu reflektieren.(100 - 106, 107 - 1 13) emitted laser light in the direction of a common main propagation direction of the respective group of first and second laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) to reflect.
5. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Laserlichtquellen (100 - 1 13) mindestens ein Fast-Axis-Kollimationsmittel zugeordnet ist.5. Laser arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that each of the laser light sources (100 - 1 13) is associated with at least one fast-axis collimation.
6. Laseranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fast-Axis-Kollimationsmittel mindestens eine Zylinderlinse umfassen.6. Laser arrangement according to claim 5, characterized in that the fast-axis collimation means comprise at least one cylindrical lens.
7. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) mindestens ein Slow-Axis-Kollimationsmittel (300, 301 ) zugeordnet ist.7. Laser arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the groups of first and second laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) is assigned at least one slow-axis collimation means (300, 301).
8. Laseranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Slow-Axis-Kollimationsmittel (300, 301 ) mindestens eine Zylinderlinse umfasst.8. Laser arrangement according to claim 7, characterized in that the at least one slow-axis collimation means (300, 301) comprises at least one cylindrical lens.
9. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) mindestens ein9. Laser arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the groups of first and second laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) at least one
Phasenverzögerungsmittel (500) zugeordnet ist. Phase delay means (500) is assigned.
10. Laseranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Phasenverzögerungsmittel (500) ein λ/2-Verzögerungselement ist.10. A laser arrangement according to claim 9, characterized in that the at least one phase delay means (500) is a λ / 2-delay element.
1 1 . Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel mindestens eine1 1. Laser arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the coupling means at least one
Polarisationskopplungseinrichtung (400) umfassen, geeignet, das von der Gruppe erster Laserlichtquellen (100 - 106) emittierte Laserlicht mit dem von der Gruppe zweiter Laserlichtquellen (107 - 1 13) emittierten Laserlicht zu koppeln .Polarization coupling means (400) comprise, suitable for coupling the laser light emitted by the group of first laser light sources (100-106) with the laser light emitted by the group of second laser light sources (107-113).
12. Laseranordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Polarisationskopplungseinrichtung (400) einen Polarisationsstrahlteiler umfasst.12. Laser arrangement according to claim 1 1, characterized in that the at least one polarization coupling device (400) comprises a polarization beam splitter.
13. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel mindestens ein Strahlablenkmittel (600) aufweisen, geeignet, das von mindestens einer der Gruppen erster und zweiter Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) emittierte Laserlicht in Richtung auf die Polarisationskopplungseinrichtung (400) abzulenken.13. Laser arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that the coupling means comprise at least one beam deflecting means (600) suitable for at least one of the groups of first and second laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) emitted laser light in Direction of the polarization coupling device (400) distract.
14. Laseranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlablenkmittel (600) mindestens ein Spiegelelement umfassen14. Laser arrangement according to claim 13, characterized in that the beam deflecting means (600) comprise at least one mirror element
15. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Laseranordnung mindestens ein sphärisches Linsenmittel (800) aufweist, welches in15. Laser arrangement according to one of claims 1 to 14, characterized in that the laser arrangement comprises at least one spherical lens means (800), which in
Strahlausbreitungsrichtung hinter der Blende (700) angeordnet ist, geeignet, das miteinander gekoppelte Laserlicht der ersten und zweiten Laserlichtquellen (100 - 106, 107 - 1 13) auf die Lichteintrittsfläche der mindestens einen optischen Faser zu fokussieren. Beam propagation direction behind the diaphragm (700) is arranged, suitable, the coupled laser light of the first and second laser light sources (100 - 106, 107 - 1 13) on the Focus light input surface of the at least one optical fiber.
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