"Laservorrichtung" "Laser device"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laservorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The present invention relates to a laser device according to the preamble of claim 1.
Laservorrichtungen der vorgenannten Art weisen beispielsweise bei Anwendungen in der Medizintechnik sehr große und insbesondere sehr unterschiedliche Abmessungen auf.Laser devices of the aforementioned type have very large and in particular very different dimensions, for example in applications in medical technology.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Laservorrichtung der eingangs genannten Art, d ie vergleichsweise kleine Abmessungen aufweist, die als Standard dienen können.The problem underlying the present invention is the creation of a laser device of the type mentioned at the outset, which has comparatively small dimensions which can serve as a standard.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Laservorrichtung der eingangs Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.This is achieved according to the invention by a laser device of the type described in the opening paragraph with the characterizing features of claim 1. The subclaims relate to preferred developments of the invention.
Durch die Wahl der Grundfläche des Gehäuses in Größe einerBy choosing the size of the housing
Kreditkarte kann ein für unterschiedliche Hersteller und Anwender leicht nachvollziehbarer Standard geschaffen werden. Ein derartiger leicht nachvollziehbarer Standard bietet die Möglichkeit, dass bei der Herstellung von Apparaturen, die eine erfindungsgemäße Laservorrichtung umfassen sollen , ein entsprechender Platz für dieCredit cards can create a standard that is easy to understand for different manufacturers and users. Such an easily comprehensible standard offers the possibility that in the manufacture of apparatuses which are intended to comprise a laser device according to the invention, there is a corresponding space for the
Laservorrichtung ausgespart wird. Dabei kann jeder Hersteller derartiger Apparaturen eine Kreditkarte zur Hand nehmen und überprüfen, ob in der Apparatur ausreichend Platz für die Laservorrichtung zur Verfügung steht.Laser device is spared. Each manufacturer of such apparatus can take a credit card and check whether there is sufficient space in the apparatus for the laser device.
Weiterhin kann sich die erfindungsgemäße Laservorrichtung insbesondere durch eine vergleichsweise hohe Packungsdichte der in dem Gehäuse untergebrachten Komponenten auszeichnen. Dadurch
kann die Laservorrichtung kleine Abmessungen bei hoher Funktionalität aufweisen.Furthermore, the laser device according to the invention can be distinguished in particular by a comparatively high packing density of the components accommodated in the housing. Thereby the laser device can have small dimensions with high functionality.
Trotz der kleinen Abmessungen des Gehäuses besteht die Möglichkeit, dass der Halbleiterlaser als Hochleistungslaser ausgeführt ist und insbesondere eine Ausgangsleistung von mehr alsDespite the small dimensions of the housing, there is the possibility that the semiconductor laser is designed as a high-power laser and in particular has an output power of more than
10 W oder mehr als 30 W oder mehr als 50 W hat.
10 W or more than 30 W or more than 50 W.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigenFurther features and advantages of the present invention will become clear from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. Show in it
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Laservorrichtung schräg von vorne mit abgenommenem Gehäusedeckel und entfernter Platine;1 shows a perspective view of a laser device according to the invention obliquely from the front with the housing cover removed and the circuit board removed;
Fig. 2 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der Laservorrichtung schräg von hinten mit abgenommenem Gehäusedeckel und entfernter Platine;2 shows a perspective, partially sectioned view of the laser device obliquely from behind with the housing cover removed and the circuit board removed;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Laservorrichtung schräg von vorne mit abgenommenem Gehäusedeckel;3 shows a perspective view of the laser device obliquely from the front with the housing cover removed;
Fig. 4 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der Laservorrichtung schräg von der Seite mit abgenommenem Gehäusedeckel und entfernter Platine;4 shows a perspective, partially sectioned view of the laser device obliquely from the side with the housing cover removed and the circuit board removed;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Laservorrichtung mit aufgebrachtem Gehäusedeckel;5 shows a perspective view of the laser device with the housing cover applied;
Fig. 6 eine Ansicht der Laservorrichtung von unten.Fig. 6 is a bottom view of the laser device.
Wie aus Fig. 1 bis Fig. 4 ersichtlich ist, umfasst die Laservorrichtung ein Gehäuse 20, in dem eine Vielzahl von im Nachfolgenden noch näher beschriebene Komponenten untergebracht ist. Das Gehäuse 20 kann mit einem aus Fig . 5 ersichtlichen dargestellten Deckel 21 verschlossen werden. Das Gehäuse 20 ist insbesondere potentialfrei ausgebildet.
Das Gehäuse 20 weist eine rechteckige Grundfläche 22 mit den Abmessungen einer Kreditkarte auf (siehe Fig. 6). Dabei haben die Längsseiten 23 der Grundfläche 22 eine Länge a von etwa 8,5 cm und die Schmalseiten 24 der Grundfläche 22 eine Länge b von etwa 5,4 cm . Die Abmessungen der Grundfläche 22 erlauben die Platzierung von Standard-Peltierelementen, die typischerweise Abmessungen von 3,0 cm mal 3,0 cm oder von 4,0 cm mal 4,0 cm aufweisen, direkt unter dem System.As can be seen from FIGS. 1 to 4, the laser device comprises a housing 20 in which a multiplicity of components, which are described in more detail below, are accommodated. The housing 20 can with a from Fig. 5 shown lid 21 can be closed. The housing 20 is in particular designed to be potential-free. The housing 20 has a rectangular base area 22 with the dimensions of a credit card (see FIG. 6). The long sides 23 of the base 22 have a length a of approximately 8.5 cm and the narrow sides 24 of the base 22 have a length b of approximately 5.4 cm. The dimensions of base 22 allow standard Peltier elements, typically 3.0 cm by 3.0 cm or 4.0 cm by 4.0 cm, to be placed directly under the system.
In dem Gehäuse 20 sind ein als Laserdiodenbarren ausgebildeter Halbleiterlaser 1 , der die Haupt-Laserlichtquelle der Laservorrichtung darstellt, sowie eine Fast-Axis-Kollimationslinse und ein Strahltransformationssystem zur Strahlformung des von dem Halbleiterlaser 1 ausgehenden Laserlichts untergebracht. In Fig. 1 sind die Fast-Axis-Kollimationslinse und das Strahltransformationssystem mit dem Bezugszeichen 2 versehen. DerThe housing 20 houses a semiconductor laser 1 designed as a laser diode bar, which is the main laser light source of the laser device, as well as a fast-axis collimation lens and a beam transformation system for beam shaping of the laser light emanating from the semiconductor laser 1. In Fig. 1, the fast-axis collimation lens and the beam transformation system are provided with the reference number 2. The
Halbleiterlaser 1 kann hohe Leistungen von etwa 30 W bei Wellenlängen von 808 nm, 915 nm, 940 nm, 980 nm und anderen Wellenlängen abgeben.Semiconductor laser 1 can emit high powers of approximately 30 W at wavelengths of 808 nm, 915 nm, 940 nm, 980 nm and other wavelengths.
Weiterhin ist in dem Gehäuse 20 eine Fokussieroptik 3 in Form eines hybridoptischen Chips zur Strahlformung des Laserlichts untergebracht. Weiterhin innerhalb des Gehäuses 20 sind ein Ziellaser 5/6 sowie Optiken und Umlenkspiegel 4 zur Strahlformung des von dem Ziellaser 5/6 ausgehenden Laserlichts angeordnet. Der Ziellaser 5 kann beispielsweise als roter Diodenlaser mit einer Emissionswellenlänge von 635 nm inklusive Elektronik für dieFurthermore, focusing optics 3 in the form of a hybrid optical chip for beam shaping of the laser light are accommodated in the housing 20. Furthermore, a target laser 5/6 as well as optics and deflecting mirrors 4 for beam shaping of the laser light emanating from the target laser 5/6 are arranged within the housing 20. The target laser 5 can for example be a red diode laser with an emission wavelength of 635 nm including electronics for the
Ansteuerung des Ziellasers 5 ausgeführt sein . Alternativ dazu kann der Ziellaser 6 als grüner Diodenlaser mit einer Emissionswellenlänge von 532 nm inklusive Elektronik für die Ansteuerung des Ziellasers 6 ausgeführt sein. Der Ziellaser 5/6 dient dazu , die räumliche Position des unsichtbaren infraroten Laserlichtes des Halbleiterlasers 1 sichtbar zu machen.
Es besteht alternativ die Möglichkeit, dass sowohl ein roter Ziellaser 5 als auch ein grüner Ziellaser 6 in dem Gehäuse 20 angeordnet ist. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass keiner der Ziellaser 5/6 im Gehäuse 20 angeordnet ist oder kein Ziellaser 5/6 von der Laservorrichtung umfasst ist.Control of the target laser 5 can be performed. Alternatively, the target laser 6 can be designed as a green diode laser with an emission wavelength of 532 nm including electronics for the control of the target laser 6. The target laser 5/6 serves to make the spatial position of the invisible infrared laser light of the semiconductor laser 1 visible. Alternatively, there is the possibility that both a red target laser 5 and a green target laser 6 are arranged in the housing 20. There is also the possibility that none of the target lasers 5/6 is arranged in the housing 20 or that no target laser 5/6 is encompassed by the laser device.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass zwar ein oder zwei Ziellaser 5/6 im Inneren des Gehäuses 20 angeordnet sind , die diesen zugeordnete Elektronik jedoch nicht in dem Gehäuse 20 untergebracht ist.There is also the possibility that although one or two target lasers 5/6 are arranged in the interior of the housing 20, the electronics assigned to them are not accommodated in the housing 20.
Weiterhin ist im Inneren des Gehäuses 20 eine doppelte Fotodiode 7 zur Überwachung der Ausgangsleistung des Halbleiterlasers 1 untergebracht (siehe Fig. 3). Zusätzlich befindet sich im Inneren des Gehäuses 20 ein Betriebstundenzähler 8, der als Garantiebeweis dienen kann. Weiterhin ist im Inneren des Gehäuses 20 eine Schutzdiode 9 als Schutz gegen Vertauschen der Polarität desFurthermore, a double photodiode 7 for monitoring the output power of the semiconductor laser 1 is accommodated in the interior of the housing 20 (see FIG. 3). In addition, there is an operating hours counter 8 inside the housing 20, which can serve as proof of the guarantee. Furthermore, a protective diode 9 is in the interior of the housing 20 to protect against reversing the polarity of the
Halbleiterlasers 1 vorgesehen (siehe Fig. 2).Semiconductor laser 1 provided (see Fig. 2).
An der Außenseite des Gehäuses 20 sind vergoldete Stromkontakte 10 für die sichere Versorgung des Halbleiterlasers 1 angebracht (siehe Fig. 1 ). Im I nneren des Gehäuses 20 befinden sich Entlastbrücken 1 1 für die Stromkontakte 10, die den Halbleiterlaser 1 gegen Beschädigungen schützen.Gold-plated current contacts 10 are attached to the outside of the housing 20 for the reliable supply of the semiconductor laser 1 (see FIG. 1). Inside the housing 20 there are relief bridges 11 for the current contacts 10, which protect the semiconductor laser 1 against damage.
Ein ebenfalls an der Außenseite des Gehäuses 20 angebrachter dichter Stecker 12 dient der Kleinstromversorgung verschiedener Komponenten wie beispielsweise des Ziellasers 5/6 oder einer nachfolgend noch beschriebenen Sensorik (siehe Fig. 3). Dazu gehören zwei im Inneren des Gehäuses 20 angeordnet induktive Näherungsschalter 13 (siehe Fig . 2), die den Anschluss eines Lichtwellenleiters detektieren können, so dass der Halbleiterlaser 1 nur eingeschaltet werden kann, wenn ein Lichtwellenleiter
angeschlossen ist, und/oder der Halbleiterlaser 1 bei Abnahme des Lichtwellenleiters abschaltet. In Fig. 5 sind Faseranschlussmittel 19 für einen Lichtwellenleiter ersichtlich .A sealed connector 12, which is also attached to the outside of the housing 20, is used to supply small components with power to various components such as, for example, the target laser 5/6 or a sensor system to be described below (see FIG. 3). These include two inductive proximity switches 13 (see FIG. 2) arranged in the interior of the housing 20, which can detect the connection of an optical waveguide, so that the semiconductor laser 1 can only be switched on when an optical waveguide is connected, and / or the semiconductor laser 1 switches off when the optical waveguide is removed. 5 shows fiber connection means 19 for an optical waveguide.
Es besteht die Möglichkeit, dass keine Näherungsschalter vorgesehen sind.There is a possibility that no proximity switches are provided.
Weiterhin ist ein doppelter Temperatursensor 14 (beispielsweise NTC und PT 100) zur Überwachung der Temperatur des Halbleiterlasers 1 im Inneren des Gehäuses 20 vorgesehen (siehe Fig. 4).Furthermore, a double temperature sensor 14 (for example NTC and PT 100) is provided for monitoring the temperature of the semiconductor laser 1 in the interior of the housing 20 (see FIG. 4).
Mit dem Bezugszeichen 15 ist ein austauschbares Schutzfenster versehen, das dem Benutzer der Laservorrichtung eineWith the reference numeral 15 an interchangeable protective window is provided, which the user of the laser device
Kostenersparnis durch Selbstreparatur ermöglicht (siehe Fig. 1 ).Cost savings through self-repair enabled (see Fig. 1).
Eine ebenfalls im Inneren des Gehäuses 20 angeordnete Wärmeleitfolie 16 dient der thermischen Kontaktierung des Halbleiterlasers 1 (siehe Fig. 4). Weiterhin zeigt Fig. 2 eine im Inneren des Gehäuses 20 angeordnete Halterung 17 zur Befestigung der einzelnen Komponenten.A heat-conducting film 16 likewise arranged in the interior of the housing 20 serves for the thermal contacting of the semiconductor laser 1 (see FIG. 4). Furthermore, FIG. 2 shows a holder 17 arranged in the interior of the housing 20 for fastening the individual components.
Aus Fig. 3 ist eine Platine 18 ersichtlich, die unterhalb des nicht abgebildeten Deckels und oberhalb der optischen Komponenten (wie beispielsweise Halbleiterlaser 1 , Fast-Axis-Kollimationslinse mit Strahltransformationssystem 2, Fokussieroptik 3, Ziellaser 5/6 sowie3 shows a circuit board 18, which is underneath the cover, not shown, and above the optical components (such as, for example, semiconductor laser 1, fast-axis collimation lens with beam transformation system 2, focusing optics 3, target laser 5/6 and
Optiken und Umlenkspiegel 4 für den Ziellaser 5/6) in dem Gehäuse 20 untergebracht ist. Auf der Platine 1 8 sind der Betriebsstundenzähler 8, die Fotodiode 7 und Mikrostecker, die eine einfache Verbindungstechnik ermöglichen, vereinigt.Optics and deflecting mirror 4 for the target laser 5/6) is housed in the housing 20. On the circuit board 1 8, the operating hours counter 8, the photodiode 7 and micro plugs, which enable simple connection technology, are combined.
Die Laservorrichtung zeichnet sich weiterhin durch eine elektrischeThe laser device is further characterized by an electrical one
Isolation des Halbleiterlasers 1 , eine hohe Dichtigkeit des Gehäuses 20 und ein robustes optisches und mechanisches Design aus.
Die doppelte Ausführung einzelner Komponenten, wie der Näherungsschalter 13, und/oder die Ausführung einzelner Komponenten als doppelte Komponenten, wie des Temperatursensors 14 oder der Fotodiode 7, erweist sich in der Medizintechnik als vorteilhaft, weil dort teilweise entsprechende Sicherheitsstandards vorgeschrieben sind.
Isolation of the semiconductor laser 1, a high tightness of the housing 20 and a robust optical and mechanical design. The double design of individual components, such as the proximity switch 13, and / or the design of individual components as double components, such as the temperature sensor 14 or the photodiode 7, has proven to be advantageous in medical technology because appropriate safety standards are sometimes prescribed there.