KR20180114121A - 개선된 패키지 휘도를 위한 수동 정렬된 단일 요소 텔레스코프 - Google Patents

개선된 패키지 휘도를 위한 수동 정렬된 단일 요소 텔레스코프 Download PDF

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KR20180114121A
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데이비드 씨. 도슨
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Abstract

빔 압축기들은 양의 광학 파워 및 음의 광학 파워를 갖는 분리된 표면들을 포함한다. 빔 압축기에 대한 시준된 빔 입력이 시준된 빔으로서 출력되도록 표면 간격이 선택된다. 일부 예들에서, 빔 압축기들은, 복수의 레이저 다이오드들과 연관된 빔들을 포함하는 레이저 빔 적층물을 압축하도록 위치된다. 빔 압축비들은 전형적으로, 광 도파로로 집속되는 압축된 빔 적층물이 광 도파로의 개구수에 대응하는 개구수를 갖도록 선택된다.

Description

개선된 패키지 휘도를 위한 수동 정렬된 단일 요소 텔레스코프
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2016년 2월 16일자로 출원된 미국 가출원 제62/295,984호의 이익을 주장한다.
기술 분야
본 발명은, 레이저 빔 조합 광학계들 및 그러한 광학계들을 사용하는 레이저 조립체들에 관한 것이다.
다양한 응용들을 가능하게 하는 상당한 출력 파워(output power)들을 생성하는 레이저 다이오드들이 개발되어 왔다. 이용가능한 광학 파워를 추가로 증가시키기 위해, 복수의 레이저 다이오드들로부터의 출력 빔들이 조합되는 레이저 다이오드 조립체들이 제조되어 왔다. 일례에서, 레이저 다이오드들은 계단형 패턴으로 배열되고, 레이저 다이오드들로부터의 시준된 빔들은 빔 적층물로 형성된다. 대물 렌즈는 빔 적층물을 수신하고, 빔 적층물을 광섬유의 입력 표면으로 집속시킨다. 전체 이용가능한 파워는 레이저 다이오드들의 수를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나, 빔 적층물을 형성하는 데 사용되는 레이저 다이오드들은 이격되어야 하므로, 대물 렌즈로 전달되는 빔 적층물 내의 빔들의 수가 빔 적층물의 크기에 의해 제한되게 된다. 따라서, 실제로 조합될 수 있는 빔들의 수는 제한된다. 빔 적층물 크기를 제어하기 위한 종래의 접근법들은 복잡하고, 종종 제조 시에 정밀한 정렬을 요구할 수 있다. 대안적인 접근법들이 필요하다.
개시된 실시예들은 대체로, 레이저 빔 적층물에서의 레이저 빔 간격을 변경하는, 예를 들어 구면 또는 원주 단일렌즈(singlet)들과 같은 단일형 광학계들에 관한 것이다. 이러한 단일형 광학계들은 제조 동안 적합하게 정렬되는 광학 표면들을 포함하고, 또한 레이저 빔 적층물과의 단순한 정렬을 허용하는 하나 이상의 기준 표면들을 구비할 수 있다. 전형적인 예들에서, 레이저 빔 적층물 치수는 감소되어야 하고, 단일형 광학 시스템들은 빔 압축기들로 지칭되지만, 빔 적층물이 전형적으로 압축되는지 또는 확장되는지는 그러한 광학 시스템의 배향의 함수이고, 광학 시스템 자체의 설계의 함수는 아니다. 많은 예들에서, "진상"축(fast axis)으로 지칭되는 축을 따른 압축이 의도되고, 연관된 광학계들은 원주 표면들 또는 원주 광학 파워를 갖는 다른 표면들에 기초한다. 이러한 응용들에서, 빔 압축기는 또한 진상축 텔레스코프(fast axis telescope, FAT)로 지칭된다. 전형적으로, FAT들은 메니스커스 렌즈에 기초하고, 메니스커스 FAT들로서 본 명세서에서 지칭된다.
일부 예들에서, 빔 압축기들은 제1 곡률을 갖는 제1 표면 및 제2 곡률을 갖는 제2 표면을 갖는 투과성 광학 기재를 포함한다. 제1 표면 및 제2 표면은 광학 축 상에 위치되고 광학 축을 따라 분리되어서, 광학 축에 평행하게 전파하고 광학 축으로부터 투과성 광학 기재로 변위된 입사 빔이, 광학 축에 평행하게 전파하도록 투과성 광학 기재를 투과하고, 광학 축으로부터의 입사 빔의 변위, 제1 곡률 및 제2 곡률에 기초하는 거리만큼 광학 축으로부터 변위되게 한다. 대표적인 예들에 따르면, 제1 곡률은 구면 곡률이고 제2 곡률은 구면 곡률이거나, 또는 제1 곡률은 원주 곡률이고 제2 곡률은 원주 곡률이다. 대표적인 실시예들에서, 제1 곡률 및 제2 곡률은 각각의 구면 또는 원주 곡률 반경들 R 1 및 R 2 와 연관되고, 기재 굴절률은 n이고, 중심 두께
Figure pct00001
이다.
일부 예들에서, 제1 곡률 및 제2 곡률은 각각의 초점 길이들 f 1 및 f 2 와 연관되는데, 여기서
Figure pct00002
이고, 기재 굴절률은 n이고, 중심 두께
Figure pct00003
이다. 다른 실시예들에서, 제1 곡률 및 제2 곡률은 각각의 곡률 반경들 R 1 및 R 2 와 연관되고, 빔 압축비
Figure pct00004
이거나, 또는 제1 곡률 및 제2 곡률은 각각의 초점 길이들 f 1 및 f 2 와 연관되고, 빔 압축비
Figure pct00005
이다.
전형적인 예들에서, 빔 압축비들은 0.25 내지 2.0이거나, 0.5 내지 1.2이거나, 또는 0.65 내지 0.92이다. 일부 대안예들에서, 제1 표면은 제1 곡률에 대응하는 프레넬(Fresnel) 렌즈와 연관되고, 제2 표면은 제2 곡률에 대응하는 프레넬 렌즈와 연관된다. 다른 대안예들에서, 제1 곡률 및 제2 곡률은 원주 곡률들이고 각각의 곡률 축들이 공통 평면 내에 있도록 위치되고, 기재는 곡률 축들에 실질적으로 평행한 에지 표면을 포함한다.
레이저 다이오드 조립체들은 서로로부터 변위되고 서로 평행한 각각의 빔 축들을 따르는 복수의 레이저 빔들을, 복수의 레이저 빔들 사이에서 초기 빔 변위들을 확립하기 위하여 지향시키도록 위치된 복수의 레이저 다이오드들을 포함한다. 단일형 빔 압축기가, 초기 빔 변위들을 갖는 레이저 빔들을 수신하고 감소된 변위들을 갖는 레이저 출력 빔들을 생성하도록 위치된다. 일부 실시예들에서, 대물 렌즈가, 단일형 빔 압축기로부터 레이저 빔들을 수신하고 레이저 빔들을 빔 초점으로 지향시키도록 위치된다. 추가 예들에서, 입력 표면을 갖는 광 도파로가 빔 초점에 위치된다. 일부 대안예들에 따르면, 복수의 진상축 시준기들 및 지상축(slow axis) 시준기들이, 복수의 레이저 빔들을 수신하고 각각의 빔 축들을 따르는 복수의 레이저 빔들을 단일형 빔 압축기로 지향시키도록 위치된다. 대표적인 실시예들에서, 단일형 빔 압축기는, 빔 입사 표면이 제1 곡률 반경을 갖고 빔 출사 표면이 제2 곡률 반경을 갖도록 위치된 광학적으로 투명한 기재를 포함하고, 제1 곡률 반경, 제2 곡률 반경, 및 빔 출사 표면과 빔 입사 표면의 분리는, 압축비가 제1 곡률 반경에 대한 제2 곡률 반경의 크기들의 비에 대응하도록 된다. 전형적인 실시예들에서, 광학적으로 투명한 기재는 유리이고, 제1 곡률 반경 및 제2 곡률 반경은 평행한 곡률 축들을 갖는 원주 곡률들이다. 다른 예들에서, 복수의 레이저 다이오드들 중 레이저 다이오드들은, 연관된 빔들이 서로로부터 변위되고 공통 평면 내의 평행한 축들을 따라 전파하도록 위치되고, 단일형 빔 압축기의 곡률 축들은 공통 평면에 수직이다. 추가의 대표적인 실시예들에서, 단일형 빔 압축기는, 반경 R 1 의 볼록한 표면 및 반경 R 2 의 오목한 표면을 갖고 볼록한 표면과 오목한 표면이 차이 |R 1 | -|R 2 |에 대응하는 광학 분리를 갖도록 하는 중심 두께를 갖는 축상(on-axis) 원주 렌즈이다. 일부 예들에서, 축상 원주 렌즈는 약
Figure pct00006
의 중심 두께 T C 를 갖고, 여기서 n은 중심에 위치된 원주 렌즈의 굴절률이다.
대표적인 방법들은, 복수의 레이저 다이오드들로부터의 빔들을 포함하는 빔 적층물을 생성하기 위해 복수의 레이저 다이오드들을 서로에 대해 고정시키는 단계를 포함한다. 빔 적층물에서의 빔 간격을 변경하기 위해 빔 적층물에 관하여 단일형 빔 압축기가 위치된다. 전형적인 예들에서, 단일형 빔 압축기는 기준 표면을 갖는 투명 광학 기재를 포함하고, 단일형 빔 적층물은 기준 표면에 의해 빔 적층물에 관하여 위치된다. 추가 예들에서, 단일형 빔 압축기는 기준 표면에서 빔 적층물에 관하여 고정된다. 또 다른 예들에서, 단일형 빔 압축기는 메니스커스 진상축 텔레스코프이고, 기준 표면은 메니스커스 표면들의 곡률 축들에 평행하다.
도 1a 및 도 1b는 단일 렌즈로서 구현되는 대표적인 빔 압축기를 예시한다.
도 1c 및 도 1d는 단일 축을 따른 빔 압축을 예시한다.
도 2는 접합된 이중렌즈(cemented doublet)로서 구현되는 대표적인 빔 압축기를 예시한다.
도 3은 이격된 홀로그래픽 또는 프레넬 렌즈들에 기초하는 대표적인 빔 압축기를 예시한다.
도 4는 복수의 빔들에 대한 빔 축들을 예시하는 대물 렌즈 및 단일체 빔 압축기의 축척도이다.
도 5a 내지 도 5d는 대표적인 원주 단일 렌즈 빔 압축기를 예시한다.
도 6a는 3개의 레이저 빔들의 적층물이 빔 압축기를 이용하여 압축되는 대표적인 레이저 다이오드 조립체를 예시한다.
도 6b 및 도 6c는 도 6a의 레이저 다이오드 조립체에서의 단일 축 빔 압축을 예시한다.
도 7a는 2개의 빔 적층물들이 편광 다중화(polarization multiplexing)를 사용하여 형성되고 2개의 빔 적층물들이 빔 압축기를 사용하여 압축된 레이저 다이오드 조립체를 예시한다.
도 7b 및 도 7c는 압축 이전 및 이후의 빔 적층물을 예시한다.
도 7d는 대표적인 계단형 레이저 다이오드 장착부를 예시한다.
도 8a 및 도 8b는 장착 프레임에 고정되는 빔 압축기를 예시한다.
도 9는 레이저 다이오드 조립체를 제조하는 대표적인 방법을 예시한다.
도 10은 메니스커스 진상축 텔레스코프를 포함하는 레이저 다이오드 조립체의 일부분의 사시도이다.
도 11은 복수의 진상축 텔레스코프들이 획득될 수 있는 성형된 로드(rod)를 예시한다.
본 출원 및 청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수의 형태들("a", "an", 및 "the")은 그 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 형태들을 포함한다. 추가로, 용어 "포함하다(include)"는 "포함하다(comprise)"를 의미한다.
본 명세서에 설명되는 기술된 시스템들, 장치, 및 방법들은 어떤 식으로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 대신에, 본 발명은, 단독으로 그리고 서로와의 다양한 조합들 및 하위 조합들로, 다양한 개시된 실시예들의 모든 신규한 그리고 분명하지 않은 특징들 및 태양들에 관한 것이다. 개시된 시스템들, 방법들, 및 장치는 임의의 특정 태양 또는 특징 또는 이들의 조합들에 제한되지 않으며, 개시된 시스템들, 방법들, 및 장치는 임의의 하나 이상의 특정 이점들이 존재하거나 또는 문제들이 해결될 것을 요구하지도 않는다.
개시된 방법들 중 일부 방법의 동작들은 편리한 제시를 위해 특정 순차적인 순서로 기술되지만, 아래에 기재되는 특정 언어에 의해 특정 순서화가 요구되지 않는 한, 이러한 방식의 설명은 재배열을 포괄한다는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 순차적으로 기술되는 동작들은 일부 경우에 재배열되거나 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 간략화를 위해, 첨부된 도면들은, 개시된 시스템들, 방법들, 및 장치가 다른 시스템들, 방법들, 및 장치와 함께 사용될 수 있는 다양한 방식들을 나타내지 않을 수 있다. 추가로, 설명은 때때로 개시된 방법들을 기술하기 위해 "제조" 및 "제공"과 같은 용어를 사용한다. 이들 용어는 수행되는 실제 동작들의 높은 수준의 추상적인 개념들이다. 이들 용어에 대응하는 실제 동작들은 특정 구현예에 따라 다를 것이고, 당업자에 의해 용이하게 식별가능하다.
본 발명의 장치 또는 방법들을 참조하여 본 명세서에 제시되는 동작 이론들, 과학 원리들 또는 다른 이론적 설명들은 더 나은 이해의 목적을 위해 제공되었고, 범주를 제한하려는 것이 아니다. 첨부된 청구 범위에서의 장치 및 방법들은 그러한 동작 이론들에 의해 기술되는 방식으로 기능하는 그들 장치 및 방법들로 제한되지 않는다.
하기 설명에서, 레이저 빔들 또는 다른 전파되는 광학 방사선은 하나 이상의 축들을 따라 전파하는 것으로 언급된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 그러한 축은 프리즘들 또는 미러들과 같은 광학 요소들을 사용하여 구부러지거나 또는 절첩될 수 있는 선형 축을 지칭한다. 일부 예들에서, 원주 렌즈들 또는 구면 렌즈들과 같은 광학 요소들은 표면 곡률 중심들을 통해 지향되는 중심 축을 갖는 렌즈들을 나타내기 위해 중심에 위치된 또는 축상에 있는 것으로 지칭된다. 다른 예들에서, 축외(off-axis) 렌즈들 또는 렌즈 세그먼트들이 사용될 수 있다. 렌즈 중심 두께는 표면 곡률 중심들을 통해 연장되는 주축을 따라 취해진 렌즈 두께를 지칭한다. 개시된 예들에서, 표면 곡률들은 일반적으로 원주 또는 구면 표면들에 대응하지만, 더 복잡한 곡률들이 사용될 수 있다. 비록 비구면 표면들과 같은 그러한 더 복잡한 표면들의 경우, 표면 곡률 반경이 일반적으로 축상 곡률에 기초하여 정의되긴 하지만, 축외 표면 형상은 이 곡률을 따르지 않는다. 광학 표면들에는 반사 방지 또는 다른 코팅들이 제공될 수 있지만, 그러한 코팅들은 개시된 예들에서 생략된다. 빔들, 표면들, 및 축들은 일반적으로 약 1도, 2도, 또는 5도 이내에 있다면 평행한 것으로 지칭된다.
레이저 다이오드 어레이들에 의해 생성되는 적층된 빔들과 같은 적층된 광학 빔들의 간격을 변경하는 데 사용될 수 있는 광학 시스템들이 본 명세서에 개시되어 있다. 그러한 광학 시스템들이 배향에 따라 빔 확장 또는 빔 압축 중 어느 하나를 생성하더라도, 그러한 광학 시스템들은 편의상 본 명세서에서 빔 압축기들로 지칭된다. 일부 경우에, 빔 압축기들은 구면 곡률들을 갖는 광학 표면들을 사용하여 2개의 축들을 따라, 또는 원주 곡률들을 갖는 광학 표면들을 사용하여 단일 축을 따라 빔 간격을 변경한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 표면 곡률(또는 간단히 "곡률")은 곡률 반경의 역수로서 정의된다. 상기에 기재된 바와 같이, 일부 경우에, 표면 곡률은 변하고, 구면 형상 또는 원주 형상 중 어느 하나로 제한되지 않는다.
개시된 빔 압축기들은 일반적으로 수렴 광학 요소 또는 표면(즉, 양의 광학 파워를 갖는 요소) 및 뒤이은 발산 광학 요소 또는 표면(즉, 음의 광학 파워를 갖는 요소)을 갖는다. 이러한 광학 표면들 또는 요소들은, 입력 빔 또는 빔 적층물 및 연관된 출력 빔 또는 빔 적층물이, 입력 빔이 수렴 광학 요소에 입사되는 위치에 상관없이 (또는, 광학 시스템이 반전되는 경우에 - 입력 빔이 발산 광학 요소에 입사되는데, 이 경우에 빔 압축기는 빔 또는 빔 적층물을 확장시키는 기능을 함) 평행한 축들을 따라 전파하도록 이격된다. 많은 실제 예들에서, 다수의 레이저 빔들은, 레이저 빔들이 규칙적인 1차원 또는 2차원 어레이들로 정렬되는 빔 적층물에서 전파한다. 그러나, 빔 적층물들은 하나 또는 2개의 축들을 따라 복수의 불규칙적으로 배열된 레이저 빔들을 포함할 수 있다. 다수의 빔 압축기들은 상이한 축들을 따라 빔 압축을 위해 상이한 배향들로 사용될 수 있고, 축들이 직교일 필요는 없다.
조합된 빔들은 다양한 타깃들로 지향될 수 있다. 전형적인 예들에서, (빔 압축 이후의) 조합된 빔들은 105 μm 코어 직경의 광섬유와 같은 광섬유로 지향되지만, 다양한 크기들 및 유형들의 섬유들 또는 다른 광 도파로들이 사용될 수 있다. 조합된 빔들은 바람직하게는, 섬유 코어 직경 및 개구수(numerical aperture)에 대응하는 집속된 빔 직경 및 개구수를 갖도록 광섬유와 같은 광 도파로로 집속된다.
레이저 다이오드는 전형적으로, 직교 방향보다 일 방향으로 훨씬 더 긴 소면(facet)으로부터 레이저 방사선을 방출하여서, 방출된 레이저 방사선이 더 긴 소면 치수에 평행한 방향으로 더 작은 발산 및 더 작은 소면 치수에 평행한 방향으로 더 큰 발산을 갖도록 한다. 더 긴 소면 치수에 평행하고 그를 따른 축은 "지상축"으로 지칭되고;더 작은 소면 치수에 평행하고 그를 따른 축은 "진상축"으로 지칭된다.
빔 압축기의 전형적인 예는 적합하게 이격된 볼록한 표면 및 오목한 표면을 갖는 렌즈 단일체이다. 그러한 빔 압축기는 전형적으로 빔 진상축들에 평행한 방향으로 빔 적층물에서의 빔 간격을 압축하는 데 사용되고; 그러한 빔 압축기는 진상축 텔레스코프로 지칭될 수 있다. 근축 근사법(paraxial approximation)을 사용하여, 표면 반경들 R 1 및 R 2 및 렌즈 중심 두께
Figure pct00007
를 갖는 렌즈 단일체(여기서, n은 렌즈 굴절률이고
Figure pct00008
임)는
Figure pct00009
에 의해 주어지는 빔 압축비를 생성할 수 있다는 것을 나타낼 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 볼록한 입력 표면은 양의 곡률과 연관되는 한편, 오목한 출력 표면은 음의 곡률과 연관된다. 따라서, 렌즈 중심 두께
Figure pct00010
이다. 일부 경우에, 표면 반경들은 구면 반경들을 지칭하는 한편, 다른 예들에서, 표면 반경들은 원주 반경들과 연관된다. 레이저 다이오드들로 빔을 형성하는 전형적인 응용들에서, 원주 반경들을 갖는 원주 표면들은 지상축 및 진상축에 관한 상이한 레이저 빔 발산들을 고려하여 사용된다.
광학 유리들, 플라스틱들, 용융 실리카 또는 다른 투명 결정질 또는 비결정질 재료들을 비롯한 다양한 렌즈 재료들이 사용될 수 있다. 홀로그래픽 광학 요소들이 또한 사용되고, 적합한 두께의 공통의 광학적으로 투명한 윈도우에 고정될 수 있다. 윈도우 두께는 상기와 같이 선택될 수 있는데, 여기서 표면 곡률 반경들은 사용되는 홀로그래픽 광학 요소들의 특성들에 기초하는 등가의 곡률들이다. 구면 또는 원주 광학 표면들의 조합이, 전형적으로 공통 기재 내에 또는 그 위에 형성되는, 하나 이상의 홀로그래픽 요소들과 조합하여 또한 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 하나 이상의 프레넬 렌즈들은 투명 기재에 고정될 수 있다.
일부 응용들에서, 좁은 범위의 레이저 다이오드 파장들만이 관심 대상이고, 기재 재료에서의 분산은 거의 관심사가 아닌 경향이 있다. 그러한 응용들의 경우, 작은 아베수(Abbe number)들을 갖는 광학 유리들 또는 다른 비교적 분산성인 재료들이 사용될 수 있다. 일부 응용들에서, 빔 압축기는 일정 범위의 파장들과 함께 사용되어야 하고, 그 파장 범위에 걸쳐 만족스러운 성능을 위해 재료가 선택된다. 그러한 응용들의 경우, 수차들을 감소시키기 위한 고 굴절률 유리의 사용은 유리 분산에 대해 균형이 맞추어질 필요가 있을 수 있다.
개시된 예들에서, 주된 관심사의 광학 수차는 구면 수차이다. 또한, 저비용 제조를 위해 적당한 곡률들을 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 빔 압축기용 광학 재료는 일반적으로, 구면 수차를 감소시키고 필요한 곡률들을 감소시키기 위해 비교적 높은 굴절률(전형적으로 1.65 내지 1.85)을 갖도록 선택된다. 상기에 기재된 바와 같이, 일부 응용들에서, 빔 압축기는 일정 범위의 파장들과 함께 사용되고, 큰 굴절률이 선택되지만, 파장 의존성을 감소시키기 위해 연관된 아베수를 고려하여 선택된다. 그러나, 일반적으로 임의의 광학 유리가 편리할 수 있기 때문에 사용될 수 있다.
단일 투명 기재에 기초하는 단일형 구조가 강건하고 비교적 저렴한 빔 압축기를 제공하지만, 평볼록(plano-convex) 렌즈 및 평오목(plano-concave) 렌즈와 같은 2개의 광학 요소들이 광학 접착제를 이용하여 서로 고정되어 단일형 빔 압축기를 형성할 수 있다. 전체 중심 두께 및 표면 곡률 반경들은 단일형 구조에서와 동일한 방식으로 특정되지만, 그러한 구조는 색수차를 감소시키는 데 유용할 수 있는 2개의 렌즈 재료들의 사용을 허용한다. 평면 표면(plano surface)들은 요구되지 않고, 접합된 이중렌즈를 형성하기에 적합한 임의의 표면들이 사용될 수 있다. 유사하게, 프레넬 렌즈들 또는 홀로그래픽 광학 요소들은 투명 기재에 의해 이격되고 그에 고정될 수 있다.
개시된 예들 중 어느 것에서도 사용되지 않지만, 빔 압축기들에 사용되는 광학 표면들은 구면 표면 또는 원주 표면으로 제한되지 않고, 타원체들, 포물면들, 또는 다른 비구면 표면들과 같은 비구면 표면들이 사용될 수 있다. 이러한 표면들은 특정 응용을 위해 바람직한 바와 같이 반경방향 또는 원주 대칭일 수 있다. 일부 예들은 특정 좌표계들에 관하여 기술되지만, 이러한 좌표계들은 편리한 예시를 위해 선택된 것이고 임의의 특정 배향을 의미하지는 않는다.
도 1a를 참조하면, 빔 압축기(100)는, 표면들(102, 104)에서 각각 표면 곡률 반경들 R 1 및 R 2를 갖고 굴절률 n인 단일 렌즈 요소에 기초한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 입력 빔 적층물(118)은 우측 직교 좌표계(150)의 y-축을 따라 전체 빔 간격 H in 을 갖고, 빔 압축기가 높이 H out 를 갖는 출력 빔 적층물(119)을 생성하도록 주축(106)에 평행하게 빔 압축기(100)로 지향된다. 최외각 빔들(108, 110)은 빔 압축기(100)를 투과하고, 각각 출력 빔들(112, 114)로서 나온다. 반경 R 1 > 0이고 반경 R 2 < 0임에 유의한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 압축된 빔 적층물(119)(최외각 출력 빔들(112, 114)을 포함함)은, 빔들을 광섬유(122)로 집속시키는 대물 렌즈(120)로 지향된다. 대물 렌즈(120)는 이중 볼록 렌즈로서 도시되어 있지만, 다양한 렌즈 형상들 또는 다중 요소 렌즈들이 사용될 수 있다.
최외각 빔들(112, 114)은 대물 렌즈 초점 길이에 대한 대물 렌즈(120)에서의 빔 높이의 대략 1/2의 비인 압축된 빔 개구수 NA C 를 정의한다. 압축된 빔 개구수 NA C 는 섬유 개구수와 일치하도록(또는 그보다 더 작도록) 선택된다. 도 1c 및 도 1d는 출력 빔 적층물(119)을 형성하기 위한 입력 빔 적층물(118)의 압축을 예시한다. 도 1c는, y-축 높이 H in 및 z-축 폭 W in 을 갖고, 이에 따라 직사각형 영역(128)에 광학 파워를 제공하는 입력 빔 적층물을 도시한다. y-축을 따른 압축되지 않은 빔 개구수 NA UC 는 도 1b에 예시된 바와 같이 H in /2f OBJ 일 것이다. z-축을 따른 압축되지 않은 빔 개구수는 W in /2f OBJ 일 것이다. 도 1d는, y-축 높이 H out 및 z-축 폭 W in 을 갖고 정사각형 영역(129)에 광학 파워를 제공하는 출력(압축된) 빔 적층물(119)을 도시한다. y-축을 따른 압축된 빔 개구수는 H out /2f OBJ 인데; 이 예에서, 이는 z-축을 따른 압축된 빔 개구수가 W in /2f OBJ 이도록 하는 z-축을 따른 빔 압축이 없기 때문이다. 일부 응용들에서, 빔 적층물은 y-축 및 z-축 둘 모두를 따른 개구수가 거의 동일하도록, 즉, H out = W in 이고 출력 빔 적층물(119)이 대략 정사각형이 되도록 압축된다. H out = W in 이 되도록 압축비가 선택될 수 있다.
도 2를 참조하면, 빔 압축기(200)는 제1 렌즈(202) 및 제2 렌즈(206)를 포함한다. 제1 렌즈(202)는 양의 광학 파워를 갖고, 곡률 반경 R 1 을 갖는 입력 표면(204)을 갖고; 제2 렌즈(206)는 음의 광학 파워를 갖고, 곡률 반경 R 2를 갖는 출력 표면(208)을 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(202) 및 제2 렌즈(206)는 또한 평면 표면들(212, 216)을 갖지만, 다른 예들에서, 이러한 표면들은 다른 형상들을 가질 수 있다. 일반적으로 대응하는 형상들은 제1 렌즈(202) 및 제2 렌즈(206)가 함께 접합될 수 있도록 선택된다. 제1 렌즈(202) 및 제2 렌즈(206) 중 하나 또는 둘 모두는 구면 렌즈 또는 원주 렌즈일 수 있다. 굴절률들 n1 및 n2는 색수차와 같은 수차들을 보정하도록 선택될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 빔 압축기(300)는 투명 기재(306)의 대향 표면들에 고정된 제1 광학 요소(302) 및 제2 광학 요소(304)를 포함한다. 제1 광학 요소(302) 및 제2 광학 요소(304)는 홀로그래픽 광학 요소들, 프레넬 렌즈들, 또는 단일 또는 다중 요소 렌즈들로서 구현될 수 있다. 제1 광학 요소(302), 제2 광학 요소(304), 및 두께 T는, 광학 축(312)에 관하여 선택된 각도로 빔 압축기(300)에 입사하는 빔들(308, 310)이 실질적으로 선택된 각도로 빔 압축기(300)에서 나오도록 선택된다. 도 3에서, 빔들(308, 310)은 주축(312)에 평행하게 전파한다. 제1 및 제2 광학 요소들(302, 304)과 각각 연관된 초점 길이들 f 1, f 2 및 두께 T는 T = n(f 1 + f 2)로서 관련되는데, 여기서 n은 기재 굴절률이다. f 1 > 0이고 f 2 < 0임에 유의한다.
도 4는 출력 평행 광선들(419)(압축된 빔 적층물에 대응함)을 생성하기 위해 빔 압축기(400)의 주축에 평행하게 전파하는 한 세트의 입력 평행 광선들(418)(입력 빔 적층물에 대응함)의 광선 추적이다. 집속 대물 렌즈(402)는 압축된 평행 광선들을 수신하고, 입력 평행 광선들(418)의 압축 및 집속 대물 렌즈(402)의 초점 길이에 기초하는 개구수로 404에 초점을 생성한다.
아래의 표는 2개의 대표적인 빔 압축기들에 대한 설계 값들 및 빔 압축기들 각각과 함께 사용될 하나의 가능한 대물 렌즈의 초점 길이를 열거한다. 표에 나타낸 곡률 반경들은 원주 또는 구면 곡률들과 연관될 수 있다.
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도 5a 내지 도 5d는 대표적인 원주 단일 요소 빔 압축기(500)를 예시한다. 표면들(502, 504)은 공통 평면에서 원주 축들을 갖는 각각의 원주 곡률 반경들 R 1, R 2를 갖는다. 도 5d는 중심 두께 T C 및 에지 두께 T E 를 예시한다. 축(514)은 원주 축들에 평행하고, 압축기 에지들(510, 512) 중 하나는 빔 압축기(500)를 장착하기 위해 사용되도록 축(514)에 평행하다. 단일 요소 빔 압축기(500)는 메니스커스 원주 렌즈에 기초하고, 메니스커스 FAT의 일례이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 패키징된 다이오드 레이저 조립체(600)는, 편리한 예시를 위해 부분적으로 제거되어 도시되는 하우징(602)을 포함한다. 단차형 표면(604)은 복수의 단차형 표면 부분들(606A 내지 606C)을 포함하는데, 하나 이상의 다이오드 레이저들(608A 내지 608C)이, 각각, 상이한 높이들로 위치되도록, 전형적으로는 단조롭게 하강 또는 상승하도록 이들 복수의 단차형 표면 부분들(606A 내지 606C)에 고정된다. 전형적으로, 단일 다이오드 레이저가 각각의 단차부에 고정되고, 다이오드 레이저들은 실질적으로 평행한 축들을 따라 레이저 방사선을 방출하도록 단차부들에 고정된다. 평행 배열로부터의 편차들은 아래에 논의되는 바와 같이 필요에 따라 보상될 수 있다. 도 6a에서, 레이저 다이오드들(608A 내지 608C)의 진상축들은 도면의 평면에 수직이고; 지상축들은 도면의 평면 내에 있다. 레이저 다이오드들(608A 내지 608C)로부터의 방출된 빔들은 진상축 시준 광학계들(612) 및 지상축 시준 광학계들(614)에 의해 수신되고 시준되어 시준된 빔을 생성한다. 선택적인 체적 브래그(Bragg) 격자 요소들(613)이 레이저 다이오드들(608A 내지 608C)의 파장의 고정(locking)을 제공하기 위해 진상축 시준 광학계들(612)과 지상축 시준 광학계들(614) 사이에 위치될 수 있다. 터닝 미러(turning mirror)들(616)은, 시준 이후에 일반적으로 서로 평행하게 전파하는 시준된 빔들을 수신한다. 도 6a의 예에서, 터닝 미러들(616)은 시준된 빔들을 직각으로 반사시켜서, 반사된 빔들이 빔 압축기(620)로 지향되게 하도록 위치된다. 각각의 레이저 다이오드의 전파 방향들은 대응하는 반사기의 대응하는 조정을 통해 조정될 수 있다. 빔 압축기(620)에서, 반사된 빔들의 진상축들은, 단차형 표면 부분들(606A 내지 606C)의 높이들에 기초하는 분리들을 갖고 다이오드 레이저들(608A 내지 608C)에 각각 대응하는 적층된 빔들(622A 내지 622C)(도 6b에 도시됨)을 형성하기 위해 하나가 다른 것 위에 적층된다. 터닝 미러들(616) 및 지상축 시준 광학계들(614)은 공통 표면(618)에 편리하게 고정될 수 있다.
각각의 시준된 빔에 대한 각각의 터닝 미러(616)의 최상부 부분은, 반사된 빔들이 후속 터닝 미러들(616)에 의해 클립핑되지 않도록 하는 높이에 위치된다. 예를 들어, 도 6a에서, 도면에서 최하부 미러는, 대응하는 단차형 표면 부분(606A)의 가장 큰 단차부 높이와 대응하기 위해 가장 큰 높이를 갖는다. 적층된 빔들(622A 내지 622C)의 간격은 빔 압축기(620)로 조정되고, 이어서 압축된 빔들은 대물 렌즈(624)로 지향되는데, 대물 렌즈는 압축된 빔을 광섬유(610)로 지향시킨다. 일부 예들에서, 대물 렌즈(624)는 단일 평볼록 렌즈인 한편, 다른 예들에서, 구면 표면 및 비구면 표면을 포함하는 더 복잡한 다중 요소 렌즈들이 사용된다.
도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 적층된 빔들(622A 내지 622C)의 입력 빔 적층물은 빔들(632A 내지 632C)의 압축된 빔 적층물로서 빔 압축기(620)에 의해 출력된다. 빔 분리는 압축 방향에서의 빔 직경과 함께 압축된다는 것에 유의한다.
도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 다이오드 레이저 조립체(700)는, z-축이 도 7a의 평면 밖으로 상향으로 연장되는 우측 xyz 좌표계(780)를 참조하여 기술된다. 다이오드 레이저 조립체(700)는 레이저 다이오드들의 세트들(702 내지 705)을 포함하는데, 레이저 다이오드들의 세트들은 레이저 빔들의 각각의 세트들을, 반사기들 및 진상축 및 지상축 시준기들의 대응하는 세트들(712 내지 715)로 방출하도록 배열된다. 예를 들어, 세트(702)의 레이저 다이오드들은 x-축 방향을 따라 빔들을 방출하는데, 이 빔들은 이어서 y-축 방향을 따라 전파하도록 세트(712)의 각각의 반사기들에 의해 방향전환된다. 각각의 세트의 레이저 다이오드들은 z-축을 따라 동일한 세트의 다른 레이저 다이오드들로부터 변위되거나 또는 오프셋되고, 연관된 반사기들은, 그 세트로부터의 레이저 빔들이 반사기들에 의해 차단되지 않도록 위치된다. 도 7d에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드들의 세트(702)는 적합한 z-축 오프셋들을 제공하기 위해 단차형 장착부(720)에 고정되고; 유사한 장착부들이 레이저 다이오드들의 나머지 세트들에 제공된다. 편의상, 각각의 세트의 최하부 레이저 다이오드들에 대한 빔 전파 축들(722 내지 725)이 도시되어 있고; 각각의 세트의 나머지 레이저 다이오드들에 대한 빔 전파 축들은 유사하지만, z-축을 따라 변위되어 있다.
레이저 다이오드들의 세트(702)로부터의 레이저 빔들은 1/2 파장 지연기(730)로 지향되고, 이어서 편광 빔 스플리터(732)에서 레이저 다이오드들의 세트(703)로부터의 레이저 빔들과 조합되어서, 빔들의 수직으로 적층된 세트(736A)(도 7b에 도시됨)가 빔 압축기(740)에 입사되도록 한다. 레이저 다이오드들의 세트(705)로부터의 레이저 빔들은 세트(715)의 반사기들에 의해 1/2 파장 지연기(734)로 지향되고, 이어서 편광 빔 스플리터(735)에서 세트(714)의 반사기들에 의해 방향전환되는 바와 같은 레이저 다이오드들의 세트(704)로부터의 레이저 빔들과 조합되어서, 빔들의 수직으로 적층된 세트(736B)가 빔 압축기(740)에 입사되도록 한다.
도 7b는 빔 압축기(740)에 입사되는 바와 같은 적층된 빔들(736A, 736B)을 예시하고; 도 7c는 빔 압축기(740)에서 나오는 적층된 빔들(756A, 756B)을 예시하는데, 여기서 빔 간격 및 개별 빔 높이 둘 모두는 압축비 M = H 2 /H 1 에 의해 변경된다. 이 예에서, 원주 빔 압축기가 사용되고, z-방향에서 압축이 있지만 x-방향에서는 압축이 없다. 다른 방향들로 압축하기 위해 추가 압축기들이 제공될 수 있거나, 또는 구면 표면들을 사용하는 압축기가 사용될 수 있다.
도 7a의 예에서, 장착 표면들(760, 761)이 각각 레이저 다이오드들(702, 703)에 제공된다. 레이저 다이오드들(704, 705)로부터의 압축되지 않은 레이저 빔들은 프리즘(738)에 의해 빔 압축기(740)로 지향된다. 대물 렌즈(764)는 압축된 빔들을 광섬유의 입력 표면(766)으로 지향시킨다. 편광 빔 스플리터들(732, 735)은, 조합된 빔들을 방향전환시키는 프리즘들을 포함할 수 있는 각각의 광학 조립체들(755, 756) 내에 포함될 수 있다.
원주 빔 압축기가 기재 에지를 사용하여 편리하게 장착될 수 있지만, 압축기 장착부가 사용될 수 있고, 빔 압축기는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 장착부 내에 정렬될 수 있다. 원주 빔 압축기(802)는, 회전 정렬을 필요로 하지 않으면서 장착하기에 적합한 표면(803)이 제공될 수 있는 프레임(804) 내에 유지된다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 압축기는 볼록한 표면(806) 및 오목한 표면(808)을 갖는다.
도 9를 참조하면, 복수의 레이저 다이오드들로부터의 빔들을 광섬유 또는 다른 도파관으로 지향시키는 레이저 다이오드 조립체를 제조하는 방법은, 902에서, 전형적으로 빔 적층물에 의해 정의되는 개구수를 섬유 개구수와 일치시키도록, 빔 압축기 및 압축비를 선택하는 단계를 포함한다. 904에서, 빔 압축기 축들은 레이저 다이오드 빔 적층물 방향에 관하여 정렬되고, 906에서, 빔 압축기는 레이저 다이오드들에 관하여 고정된다. 일부 경우에, 908에서 빔들이 조합되어야 하는 레이저 다이오드들의 일부 또는 전부와 연관된 반사기들을 이용하여 추가 정렬이 수행된다. 910에서, 빔들은 광섬유 또는 다른 도파관 내로 지향된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 대표적인 레이저 다이오드 조립체(1000)는, 레이저 다이오드들, 진상축 및 지상축 시준기들, 및 터닝 미러들을 포함하는 제1 레이저 다이오드 부조립체(1002) 및 제2 레이저 다이오드 부조립체(1004)를 포함한다. 1/2 파장 지연판(1006)은 부조립체(1002)로부터 빔들을 수신하도록 위치되고, 프리즘 표면(1008)은 빔들을 편광 빔 스플리터(1010)로 반사시킨다. 편광 빔 스플리터(1010)는 또한, 부조립체(1004)로부터 빔들을 수신하고 제1 레이저 다이오드 부조립체(1002) 및 제2 레이저 다이오드 부조립체(1004)로부터의 빔들을 사용하여 빔 적층물을 생성하도록 위치된다. 빔 적층물은 이어서 반사기(1012)에 의해 단일체 진상축 텔레스코프(FAT)(1014)로 그리고 대물 렌즈(1016)로 지향된다. 광섬유 모듈(1018)은 대물 렌즈(1016)로부터 빔 적층물을 수신하도록 광섬유의 입력 표면을 고정시킨다. FAT(1014)는, 빔 적층물에 관하여 FAT(1014)를 중심에 위치시키도록 선택된 두께를 갖는 베이스 플레이트(1022)에 고정될 수 있다. FAT(1014)가 빔 적층물을 압축하도록 배열됨에 따라, 섬유 모듈의 광섬유의 입력 표면의 이미지는 FAT(1014)를 통한 검사를 위해 이용가능한 상태로 유지된다. 관찰 광속(viewing light flux)을 광섬유 내로 지향시킴으로써, 단부 표면이 조명되고 이어서 대물 렌즈(1016)에 의해 이미징된다. 이러한 이미지는, 이색성 반사기가 사용되는 경우 반사기(1012)를 통해 관찰함으로써, 반사기(1012)의 배치 이전에 관찰함으로써, 또는 관찰 광속을 하우징(1030) 밖으로 지향시키도록 반사기를 삽입함으로써 액세스될 수 있다.
진상축 텔레스코프들 또는 다른 빔 압축기들은 종래의 연삭 및 연마 동작들을 사용하여 광학 유리들과 같은 재료들로 제조될 수 있다. 대안적으로, 그러한 컴포넌트들은 플라스틱 광학 재료들을 성형함으로써 형성될 수 있다. 일부 경우에, 개별 진상축 텔레스코프들은 적합한 내부 및 외부 곡률들 및 두께를 갖는 플라스틱 로드로부터 절단될 수 있다. 예를 들어, 도 11은 원주 표면 곡률 반경들 R 1 및 R 2 가 정의되고 굴절률 n인 성형된 플라스틱 로드(1100)를 예시한다. 중심 두께는 상기 논의된 바와 같이
Figure pct00012
가 되도록 선택된다. 길이 L은 플라스틱 로드(1100)가 대략 길이 L/N인 N개의 진상축 텔레스코프들로 절단될 수 있도록 선택될 수 있다. 유사하게, 성형된 유리 로드는 다수의 진상축 텔레스코프들로 나눠질 수 있다. 성형된 광학 컴포넌트들은 일반적으로 거의 추가적인 복잡성 없이 비구면 표면들의 사용을 허용한다. 따라서, 성형된 광학 컴포넌트들은, 원하는 경우, 구면 수차와 같은 광학 수차들을 감소시키기 위해 비구면 표면들을 이용할 수 있다.
예시된 실시예들을 참조하여 개시된 기술의 원리들을 설명하고 예시하였지만, 예시된 실시예들은 그러한 원리들로부터 벗어나지 않고서 배열 및 상세 사항이 수정될 수 있음이 인식될 것이다. 상기의 특정 배열들은 편리한 예시를 위해 제공되어 있고, 다른 배열들이 사용될 수 있다. 첨부된 청구범위에 의해 포괄되는 모든 것을 청구한다.

Claims (24)

  1. 빔 압축기로서,
    제1 곡률을 갖는 제1 표면 및 제2 곡률을 갖는 제2 표면을 포함하는 투과성 광학 기재를 포함하고, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면은 광학 축 상에 위치되고 상기 광학 축을 따라 분리되어서, 상기 광학 축에 평행하고 상기 광학 축으로부터 변위되어 전파하는 상기 투과성 광학 기재로의 입사 빔이, 상기 광학 축에 평행하고 상기 광학 축으로부터의 상기 입사 빔의 상기 변위, 상기 제1 곡률 및 상기 제2 곡률에 기초하는 거리만큼 상기 광학 축으로부터 변위되어 전파되도록 상기 투과성 광학 기재에 의해 투과되는, 빔 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 곡률은 구면 곡률(spherical curvature)이고 상기 제2 곡률은 구면 곡률인, 빔 압축기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 곡률은 원주 곡률(cylindrical curvature)이고 상기 제2 곡률은 원주 곡률인, 빔 압축기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 곡률 및 상기 제2 곡률은 각각의 곡률 반경들 R 1 및 R 2 와 연관되고, 기재 굴절률은 n이고, 중심 두께
    Figure pct00013
    인, 빔 압축기.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 곡률 및 상기 제2 곡률은 각각의 초점 길이들 f 1 및 f 2 와 연관되는데, f 2 < 0이고, 기재 굴절률은 n이고, 중심 두께
    Figure pct00014
    인, 빔 압축기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 곡률 및 상기 제2 곡률은 각각의 곡률 반경들 R 1 및 R 2 와 연관되고, 빔 압축비
    Figure pct00015
    인, 빔 압축기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 곡률 및 상기 제2 곡률은 각각의 초점 길이들 f 1 및 f 2 와 연관되고, 빔 압축비 M은 |f 2 /f 1 |인, 빔 압축기.
  8. 제4항에 있어서, 빔 압축비는 0.5 내지 1.2인, 빔 압축기.
  9. 제4항에 있어서, 빔 압축비는 0.65 내지 0.92인, 빔 압축기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 표면은 상기 제1 곡률에 대응하는 프레넬(Fresnel) 렌즈와 연관되고, 상기 제2 표면은 상기 제2 곡률에 대응하는 프레넬 렌즈와 연관되는, 빔 압축기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 곡률 및 상기 제2 곡률은 원주 곡률들이고 각각의 곡률 축들이 공통 평면 내에 있도록 위치되고, 상기 기재는 상기 곡률 축들에 실질적으로 평행한 에지 표면을 포함하는, 빔 압축기.
  12. 레이저 다이오드 조립체로서,
    서로로부터 변위되고 서로 평행한 각각의 빔 축들을 따르는 복수의 레이저 빔들을, 상기 복수의 레이저 빔들 사이에서 초기 빔 변위들을 확립하기 위하여 지향시키도록 위치된 복수의 레이저 다이오드들; 및
    상기 초기 빔 변위들을 갖는 상기 레이저 빔들을 수신하고 감소된 변위들을 갖는 레이저 출력 빔들을 생성하도록 위치된 단일형 빔 압축기;를 포함하는, 레이저 다이오드 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단일형 빔 압축기로부터 상기 레이저 빔들을 수신하고 상기 레이저 빔들을 빔 초점으로 지향시키도록 위치된 대물 렌즈를 추가로 포함하는, 레이저 다이오드 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 빔 초점에 위치된 입력 표면을 갖는 광 도파로를 추가로 포함하는, 레이저 다이오드 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 레이저 빔들을 수신하고 상기 복수의 레이저 빔들을 상기 각각의 빔 축들을 따라 상기 단일형 빔 압축기로 지향시키도록 위치된 복수의 진상축(fast axis) 시준기들 및 지상축(slow axis) 시준기들을 추가로 포함하는, 레이저 다이오드 조립체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 단일형 빔 압축기는, 빔 입사 표면이 제1 곡률 반경을 갖고 빔 출사 표면이 제2 곡률 반경을 갖도록 위치된 광학적으로 투명한 기재;를 포함하고, 상기 제1 곡률 반경, 상기 제2 곡률 반경, 및 상기 빔 출사 표면과 상기 빔 입사 표면의 분리는, 압축비가 상기 제1 곡률 반경에 대한 상기 제2 곡률 반경의 비에 대응하도록 하는, 레이저 다이오드 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광학적으로 투명한 기재는 유리이고, 상기 제1 곡률 반경 및 상기 제2 곡률 반경은 평행한 곡률 축들을 갖는 원주 곡률들인, 레이저 다이오드 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 복수의 레이저 다이오드들 중 레이저 다이오드들은, 연관된 빔들이 서로로부터 변위되고 공통 평면 내의 평행한 축들을 따라 전파하도록 위치되고, 상기 단일형 빔 압축기의 곡률 축들은 상기 공통 평면에 수직인, 레이저 다이오드 조립체.
  19. 제12항에 있어서, 상기 단일형 빔 압축기는, 반경 R 1 의 볼록한 표면 및 반경 R 2 의 오목한 표면을 갖고 상기 볼록한 표면과 상기 오목한 표면이 차이
    Figure pct00016
    에 기초하는 광학 분리를 갖도록 하는 중심 두께를 갖는 축상(on-axis) 원주 렌즈인, 레이저 다이오드 조립체.
  20. 제12항에 있어서, 축상 원주 렌즈는 약
    Figure pct00017
    의 중심 두께 T C 를 갖고, 여기서 n은 중심에 위치된 원주 렌즈의 굴절률인, 레이저 다이오드 조립체.
  21. 복수의 레이저 다이오드들로부터의 빔들을 포함하는 빔 적층물을 생성하기 위해 상기 복수의 레이저 다이오드들을 서로에 대해 고정시키는 단계; 및
    상기 빔 적층물에서의 빔 간격을 변경하기 위해 상기 빔 적층물에 관하여 단일형 빔 압축기를 위치시키는 단계;
    를 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 단일형 빔 압축기는 기준 표면을 갖는 투명 광학 기재를 포함하고, 상기 단일형 빔 적층물은 상기 기준 표면에 의해 상기 빔 적층물에 관하여 위치되는, 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 기준 표면에서 상기 빔 적층물에 관하여 상기 단일형 빔 압축기를 고정시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 단일형 빔 압축기는 메니스커스 진상축 텔레스코프(meniscus fast axis telescope)이고, 상기 기준 표면은 메니스커스 표면들의 곡률 축들에 평행한, 방법.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10761276B2 (en) 2015-05-15 2020-09-01 Nlight, Inc. Passively aligned crossed-cylinder objective assembly
US10283939B2 (en) 2016-12-23 2019-05-07 Nlight, Inc. Low cost optical pump laser package
US10763640B2 (en) 2017-04-24 2020-09-01 Nlight, Inc. Low swap two-phase cooled diode laser package
US10527856B2 (en) 2017-10-25 2020-01-07 North Inc. Free space multiple laser diode module with fast axis collimator
US11592530B2 (en) 2017-11-30 2023-02-28 Cepton Technologies, Inc. Detector designs for improved resolution in lidar systems
US10892604B2 (en) 2017-12-29 2021-01-12 Nanjing Casela Technologies Corporation Limited Fiber optic photon engine
WO2019157092A1 (en) 2018-02-06 2019-08-15 Nlight, Inc. Diode laser apparatus with fac lens out-of-plane beam steering
US11592527B2 (en) 2018-02-16 2023-02-28 Cepton Technologies, Inc. Systems for incorporating LiDAR sensors in a headlamp module of a vehicle
US10651355B1 (en) 2018-11-15 2020-05-12 Nlight, Inc. High-power laser diode package implemented with meniscus slow axis collimator for reduced diode package footprint or improved laser output brightness
US11824323B1 (en) * 2018-12-06 2023-11-21 Nlight, Inc. Diode laser package for bidirectionally emitting semiconductor laser devices
CN113165115B (zh) * 2018-12-06 2023-07-18 新唐科技日本株式会社 光源单元、照明装置、加工装置以及偏转元件
JP7428140B2 (ja) * 2018-12-13 2024-02-06 ソニーグループ株式会社 光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器
WO2021030721A1 (en) 2019-08-14 2021-02-18 Nlight, Inc. Variable magnification afocal telescope element
WO2021112248A1 (ja) * 2019-12-06 2021-06-10 古河電気工業株式会社 発光装置、光源ユニット、光源装置、および光ファイバレーザ
DE102020118421B4 (de) * 2020-07-13 2023-08-03 Focuslight Technologies Inc. Laservorrichtung
WO2022155531A2 (en) * 2021-01-14 2022-07-21 Brightspace Technologies, Inc. D/B/A Sunpath Light concentrator and light concentration method
WO2023069618A1 (en) * 2021-10-20 2023-04-27 Daylight Solutions, Inc. High power laser assembly with beam combining, multiple levels and fiber coupling
CN114069390B (zh) * 2022-01-17 2022-04-19 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 半导体激光器模组及半导体激光器
CN115343811A (zh) * 2022-04-21 2022-11-15 讯芸电子科技(中山)有限公司 蝶型封装光收发器
KR20240076983A (ko) 2022-11-24 2024-05-31 주식회사 이오엘 레이저 다이오드 모듈

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109083A (ja) * 2006-09-29 2008-05-08 Seiko Epson Corp レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置およびプロジェクタ
US20090323752A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-31 Vadim Chuyanov High brightness laser diode module

Family Cites Families (139)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3622906A (en) 1967-10-24 1971-11-23 Rca Corp Light-emitting diode array
US3827059A (en) 1972-07-03 1974-07-30 Raytheon Co Catoptric lens arrangement
US4151582A (en) * 1974-12-26 1979-04-24 Izon Corporation Point array sheet lighting apparatus
US4550333A (en) 1983-09-13 1985-10-29 Xerox Corporation Light emitting semiconductor mount
JPS60129703A (ja) * 1983-12-16 1985-07-11 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 光学装置用非球面レンズ
EP0165060B1 (en) 1984-06-13 1991-09-04 Fuji Photo Film Co., Ltd. Semiconductor laser beam scanning device
US4716568A (en) 1985-05-07 1987-12-29 Spectra Diode Laboratories, Inc. Stacked diode laser array assembly
US4719631A (en) 1986-01-10 1988-01-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Conductively cooled laser diode array pumped laser
JPS63272092A (ja) 1987-04-30 1988-11-09 Yoshiaki Arata 超強力複合レ−ザ・ビ−ム造出法
US5048911A (en) 1988-11-15 1991-09-17 Universiti Malaya Coupling of multiple laser beams to a single optical fiber
FR2647973B1 (fr) 1989-05-30 1991-08-16 Thomson Csf Lasers de puissance pompes par diodes lasers
US5319528A (en) 1990-08-01 1994-06-07 Diomed Limited High power light source
US5105430A (en) 1991-04-09 1992-04-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Thin planar package for cooling an array of edge-emitting laser diodes
US5168401A (en) 1991-05-07 1992-12-01 Spectra Diode Laboratories, Inc. Brightness conserving optical system for modifying beam symmetry
US5251060A (en) * 1991-09-30 1993-10-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Light-source unit
US5305344A (en) 1993-04-29 1994-04-19 Opto Power Corporation Laser diode array
GB9324589D0 (en) 1993-11-30 1994-01-19 Univ Southampton Beam shaping device
US5515391A (en) 1994-03-07 1996-05-07 Sdl, Inc. Thermally balanced diode laser package
US5841797A (en) 1994-06-28 1998-11-24 Ventrudo; Brian F. Apparatus for stabilizing multiple laser sources and their application
US5764675A (en) 1994-06-30 1998-06-09 Juhala; Roland E. Diode laser array
JPH0851247A (ja) 1994-08-05 1996-02-20 Mitsubishi Electric Corp 集積型半導体レーザ装置の製造方法，及び集積型半導体レーザ装置
DE4438368C3 (de) 1994-10-27 2003-12-04 Fraunhofer Ges Forschung Anordnung zur Führung und Formung von Strahlen eines geradlinigen Laserdiodenarrays
US5654831A (en) * 1995-01-04 1997-08-05 Hughes Electronics Refractive ellipsoid optical surface without spherical aberration
US5610930A (en) 1995-03-02 1997-03-11 Hughes Aircraft Company Voltage adding diode laser array
DE19514625C2 (de) 1995-04-26 1997-03-06 Fraunhofer Ges Forschung Anordnung zur Formung des geometrischen Querschnitts eines Strahlungsfelds eines oder mehrerer Festkörper- und/oder Halbleiterlaser(s)
WO1997031284A1 (de) 1996-02-23 1997-08-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung zur formung des geometrischen querschnitts mehrerer festkörper- und/oder halbleiterlaser
US6028722A (en) 1996-03-08 2000-02-22 Sdl, Inc. Optical beam reconfiguring device and optical handling system for device utilization
US5898211A (en) 1996-04-30 1999-04-27 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode package with heat sink
US6212310B1 (en) 1996-10-22 2001-04-03 Sdl, Inc. High power fiber gain media system achieved through power scaling via multiplexing
US5909458A (en) 1996-11-27 1999-06-01 The Regents Of The University Of California Low-cost laser diode array
US5986794A (en) 1997-02-01 1999-11-16 Laserline Gesellschaft Fur Entwicklung Und Vertrieb Von Diodenlasern Mbh Laser optics and diode laser
US5828683A (en) 1997-04-21 1998-10-27 The Regents Of The University Of California High density, optically corrected, micro-channel cooled, v-groove monolithic laser diode array
US6327285B1 (en) 1997-05-09 2001-12-04 Semiconductor Laser International Corporation Surface mounted 2-D diode laser array package
US6240116B1 (en) 1997-08-14 2001-05-29 Sdl, Inc. Laser diode array assemblies with optimized brightness conservation
US6044096A (en) 1997-11-03 2000-03-28 Sdl, Inc. Packaged laser diode array system and method with reduced asymmetry
US5987043A (en) 1997-11-12 1999-11-16 Opto Power Corp. Laser diode arrays with offset components
US6229831B1 (en) 1997-12-08 2001-05-08 Coherent, Inc. Bright diode-laser light-source
US6324320B1 (en) 1998-03-17 2001-11-27 Polaroid Corporation Optical apparatus for producing a high-brightness multi-laser radiation source
US6075912A (en) 1998-03-17 2000-06-13 Polaroid Corporation Apparatus for coupling radiation beams into an optical waveguide
US6057871A (en) 1998-07-10 2000-05-02 Litton Systems, Inc. Laser marking system and associated microlaser apparatus
US6636538B1 (en) 1999-03-29 2003-10-21 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode packaging
US6683727B1 (en) 1999-03-31 2004-01-27 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Optical arrangement for symmetrizing the radiation of two-dimensional arrays of laser diodes
US6266359B1 (en) 1999-09-02 2001-07-24 Alphamicron, Inc. Splicing asymmetric reflective array for combining high power laser beams
US6377410B1 (en) 1999-10-01 2002-04-23 Apollo Instruments, Inc. Optical coupling system for a high-power diode-pumped solid state laser
DE19948889C1 (de) 1999-10-11 2001-06-07 Unique M O D E Ag Vorrichtung zur Symmetrierung der Strahlung von linearen optischen Emittern und Verwendung der Vorrichtung
US6440778B1 (en) 2000-01-07 2002-08-27 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical semiconductor element package and manufacturing method thereof
US6744805B2 (en) * 2000-04-05 2004-06-01 Nortel Networks Limited Single mode operation of microelectromechanically tunable, half-symmetric, vertical cavity surface emitting lasers
US6556352B2 (en) 2000-08-23 2003-04-29 Apollo Instruments Inc. Optical coupling system
US6462883B1 (en) 2000-08-23 2002-10-08 Apollo Instruments Inc. Optical coupling systems
US6451120B1 (en) 2000-09-21 2002-09-17 Adc Telecommunications, Inc. Apparatus and method for batch processing semiconductor substrates in making semiconductor lasers
DE10061265A1 (de) 2000-12-06 2002-06-27 Jenoptik Jena Gmbh Diodenlaseranordnung
US6552853B2 (en) 2000-12-22 2003-04-22 Polaroid Corporation Radiation beam combiner
US6975659B2 (en) 2001-09-10 2005-12-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Laser diode array, laser device, wave-coupling laser source, and exposure device
US6765725B1 (en) 2001-10-11 2004-07-20 Boston Laser, Inc. Fiber pigtailed high power laser diode module with high brightness
US6903863B1 (en) 2001-12-05 2005-06-07 Cisco Technology, Inc. Gain flattened bi-directionally pumped Raman amplifier for WDM transmission systems
US6700709B1 (en) 2002-03-01 2004-03-02 Boston Laser Inc. Configuration of and method for optical beam shaping of diode laser bars
US6710926B2 (en) 2002-04-10 2004-03-23 The Regents Of The University Of California Cylindrical microlens with an internally reflecting surface and a method of fabrication
US6778732B1 (en) 2002-06-07 2004-08-17 Boston Laser, Inc. Generation of high-power, high brightness optical beams by optical cutting and beam-shaping of diode lasers
EP1540786B1 (de) 2002-09-02 2007-01-10 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs GmbH & Co. KG Halbleiterlaservorrichtung
US6825868B2 (en) 2002-12-12 2004-11-30 Fujifilm Electronic Imaging Limited Radiation image data recording method employing a rotating reflector and multiple radiation beams
JP4153438B2 (ja) 2003-01-30 2008-09-24 富士フイルム株式会社 レーザ光合波方法および装置
US6972827B2 (en) * 2003-12-19 2005-12-06 Eastman Kodak Company Transflective film and display
LT5257B (lt) 2003-12-19 2005-08-25 Uždaroji akcinė bendrovė MGF "Šviesos konversija" Ryškį išsaugojantis lazerinių pluoštų formuotuvas
US20060280209A1 (en) 2005-02-11 2006-12-14 Hans-Georg Treusch Beam combining methods and devices with high output intensity
CN100501846C (zh) * 2005-08-26 2009-06-17 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光学模组及采用所述光学模组的光学记录/再现装置
US20070217468A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Nlight Photonics Corporation Laser diode package utilizing a laser diode stack
US7586963B2 (en) 2005-11-22 2009-09-08 Nlight Photonics Corporation Modular diode laser assembly
US7443895B2 (en) 2005-11-22 2008-10-28 Nlight Photonics Corporation Modular diode laser assembly
US20070116071A1 (en) 2005-11-22 2007-05-24 Nlight Photonics Corporation Modular diode laser assembly
US7420996B2 (en) 2005-11-22 2008-09-02 Nlight Photonics Corporation Modular diode laser assembly
US7436868B2 (en) 2005-11-22 2008-10-14 Nlight Photonics Corporation Modular diode laser assembly
US20070217471A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Nlight Photonics Corporation Laser diode stack utilizing a non-conductive submount
US20070217467A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Nlight Photonics Corporation Laser diode package utilizing a laser diode stack
US20070116077A1 (en) 2005-11-22 2007-05-24 Nlight Photonics Corporation Vertically displaced stack of multi-mode single emitter laser diodes
US7440176B2 (en) 2006-02-17 2008-10-21 Newport Corporation Bi-directionally pumped optical fiber lasers and amplifiers
WO2007103898A2 (en) 2006-03-03 2007-09-13 Aculight Corporation Diode-laser-pump module with integrated signal ports for pumping amplifying fibers
US20070217470A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Nlight Photonics Corporation Laser diode stack end-pumped solid state laser
US20070217469A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Nlight Photonics Corporation Laser diode stack side-pumped solid state laser
CN100379104C (zh) 2006-03-31 2008-04-02 中国科学院上海光学精密机械研究所 激光二极管阵列双反馈外腔激光器
JP4382791B2 (ja) * 2006-05-16 2009-12-16 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 光線方向制御素子の製造方法
US20070268572A1 (en) 2006-05-20 2007-11-22 Newport Corporation Multiple emitter coupling devices and methods with beam transform system
US7830608B2 (en) 2006-05-20 2010-11-09 Oclaro Photonics, Inc. Multiple emitter coupling devices and methods with beam transform system
US7515346B2 (en) 2006-07-18 2009-04-07 Coherent, Inc. High power and high brightness diode-laser array for material processing applications
CN101154011A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 精工爱普生株式会社 激光光源装置、照明装置、监视装置及投影机
US8553221B2 (en) 2006-10-24 2013-10-08 Pd-Ld, Inc. Compact, low cost Raman monitor for single substances
US7982869B2 (en) 2006-10-24 2011-07-19 Pd-Ld Inc. Compact, low cost Raman monitor for single substances
CN1975507B (zh) 2006-12-14 2011-08-31 中国科学院光电技术研究所 添加导引光的条阵大功率半导体激光器的整形方法
JP4967875B2 (ja) 2007-07-17 2012-07-04 三菱電機株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
CN201113224Y (zh) 2007-10-11 2008-09-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 衍射光栅列阵外腔半导体激光线阵
CN100486066C (zh) 2007-10-18 2009-05-06 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 衍射光栅列阵外腔半导体激光线阵及其制备方法
CN101144909A (zh) 2007-10-25 2008-03-19 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种面阵半导体激光器的光束整形装置
EP2061122B1 (en) 2007-11-16 2014-07-02 Fraunhofer USA, Inc. A high power laser diode array comprising at least one high power diode laser, laser light source comprising the same and method for production thereof
EP2269239A2 (en) 2008-03-21 2011-01-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. A luminous device
US7733932B2 (en) 2008-03-28 2010-06-08 Victor Faybishenko Laser diode assemblies
US8126028B2 (en) 2008-03-31 2012-02-28 Novasolar Holdings Limited Quickly replaceable processing-laser modules and subassemblies
CN102089943B (zh) * 2008-05-08 2017-05-03 奥兰若光子公司 高亮度二极管输出方法和装置
US7764723B2 (en) 2008-06-26 2010-07-27 Ipg Photonics Corporation High brightness laser module
US8873134B2 (en) 2008-08-21 2014-10-28 Nlight Photonics Corporation Hybrid laser amplifier system including active taper
US8066389B2 (en) 2009-04-30 2011-11-29 Eastman Kodak Company Beam alignment chamber providing divergence correction
US8102887B2 (en) 2009-05-26 2012-01-24 Corning Incorporated Edge bonded optical packages
CN101707326A (zh) 2009-07-06 2010-05-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 多单管光束耦合式大功率半导体激光器
CN201515142U (zh) 2009-09-24 2010-06-23 西安炬光科技有限公司 一种半导体激光器侧泵模块
JP5473535B2 (ja) 2009-10-28 2014-04-16 三菱電機株式会社 光源装置
US8488245B1 (en) 2011-03-07 2013-07-16 TeraDiode, Inc. Kilowatt-class diode laser system
WO2011109760A2 (en) 2010-03-05 2011-09-09 TeraDiode, Inc. Wavelength beam combining system and method
US8437086B2 (en) 2010-06-30 2013-05-07 Jds Uniphase Corporation Beam combining light source
US8427749B2 (en) 2010-06-30 2013-04-23 Jds Uniphase Corporation Beam combining light source
DE102010031199B4 (de) 2010-07-09 2020-05-14 Jenoptik Optical Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Strahlformung
US8432945B2 (en) 2010-09-30 2013-04-30 Victor Faybishenko Laser diode combiner modules
CN102074896A (zh) 2010-12-20 2011-05-25 山西飞虹激光科技有限公司 一种半导体激光阵列复合耦合方法
WO2012106682A1 (en) 2011-02-03 2012-08-09 Tria Beauty, Inc. Radiation-based dermatological devices and methods
US8830587B2 (en) 2011-05-31 2014-09-09 Corning Incorporated Method and apparatus for combining light sources in a pump laser array
US9675252B2 (en) 2011-09-27 2017-06-13 British Columbia Cancer Agency Branch Scanning optical systems
CN202548385U (zh) 2011-12-02 2012-11-21 北京工业大学 一种平台式折转反射单管半导体激光器光纤耦合模块
US9065237B2 (en) 2011-12-07 2015-06-23 Jds Uniphase Corporation High-brightness spatial-multiplexed multi-emitter pump with tilted collimated beam
ES2873090T3 (es) 2011-12-13 2021-11-03 Alcatel Lucent Gestión térmica de conjuntos fotónicos
CN102437509A (zh) 2011-12-14 2012-05-02 江南大学 一种改善高功率激光二极管阵列相干性的装置
US8891579B1 (en) 2011-12-16 2014-11-18 Nlight Photonics Corporation Laser diode apparatus utilizing reflecting slow axis collimators
JP5914808B2 (ja) 2011-12-21 2016-05-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置及び投写型映像表示装置
US8861082B2 (en) 2012-02-21 2014-10-14 Corning Incorporated Method and apparatus for combining laser array light sources
CN202720390U (zh) 2012-02-29 2013-02-06 南通傲迈光电科技有限公司 一种阵列半导体激光器的光束整形结构
KR20130121292A (ko) 2012-04-27 2013-11-06 한국전자통신연구원 평면 도파로 소자
JP5730814B2 (ja) 2012-05-08 2015-06-10 古河電気工業株式会社 半導体レーザモジュール
US8599485B1 (en) 2012-05-25 2013-12-03 Corning Incorporated Single-emitter etendue aspect ratio scaler
US8842369B2 (en) 2012-11-19 2014-09-23 Corning Incorporated Method and apparatus for combining light sources
JP5717714B2 (ja) 2012-12-27 2015-05-13 株式会社フジクラ 合波装置、合波方法、及び、ｌｄモジュール
CN203071399U (zh) 2012-12-28 2013-07-17 西安炬光科技有限公司 一种窄光谱高功率半导体激光器耦合装置
WO2015002683A2 (en) 2013-04-09 2015-01-08 Nlight Photonics Corporation Diode laser packages with flared laser oscillator waveguides
US10971896B2 (en) 2013-04-29 2021-04-06 Nuburu, Inc. Applications, methods and systems for a laser deliver addressable array
DE102013224420A1 (de) 2013-05-13 2014-11-13 Osram Gmbh Laserbauelement und Verfahren zur seiner Herstellung
US9042423B2 (en) 2013-06-27 2015-05-26 Jds Uniphase Corporation Brightness multi-emitter laser diode module and method
CN103401136B (zh) 2013-07-29 2016-09-14 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 一种大功率半导体激光器耦合的光纤固定装置
CN103368066B (zh) 2013-07-29 2015-11-18 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 一种斜面式多管半导体激光器耦合装置及方法
WO2015134931A1 (en) 2014-03-06 2015-09-11 Nlight Photonics Corporation High brightness multijunction diode stacking
US9705289B2 (en) 2014-03-06 2017-07-11 Nlight, Inc. High brightness multijunction diode stacking
US10069271B2 (en) 2014-06-02 2018-09-04 Nlight, Inc. Scalable high power fiber laser
US9413136B1 (en) 2015-07-08 2016-08-09 Trumpf Photonics, Inc. Stepped diode laser module with cooling structure
CN109075524B (zh) 2016-03-18 2021-09-03 恩耐公司 用以提高亮度的光谱复用二极管泵浦模块
US10283939B2 (en) 2016-12-23 2019-05-07 Nlight, Inc. Low cost optical pump laser package

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109083A (ja) * 2006-09-29 2008-05-08 Seiko Epson Corp レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置およびプロジェクタ
US20090323752A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-31 Vadim Chuyanov High brightness laser diode module

Also Published As

Publication number Publication date
US10564361B2 (en) 2020-02-18
US10261261B2 (en) 2019-04-16
EP3417340A1 (en) 2018-12-26
CN108885349A (zh) 2018-11-23
US20170235057A1 (en) 2017-08-17
WO2017143089A1 (en) 2017-08-24
KR102107159B1 (ko) 2020-05-07
US20190212497A1 (en) 2019-07-11

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