DE10007123A1 - Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Laserdiodenanordnung mit einer solchen Anordnung - Google Patents
Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Laserdiodenanordnung mit einer solchen AnordnungInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie eine Laserdiodenanordnung mit einer solchen Anordnung.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Anordnung gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf eine Laserdiodenanordnung entsprechend Oberbegriff
Patentanspruch 15.
Die Strahlung eines Halbleiter-Diodenlasers (hier vereinfacht auch Diodenlaser) ist
durch einen stark divergierenden Strahl gekennzeichnet, und zwar im Gegensatz zu
anderen konventionellen Laserstrahlquellen, deren Laserstrahl einen Durchmesser von
wenigen Millimetern mit einer geringen Stahldivergenz im Bereich von wenigen mrad
aufweist, während die Divergenz bei einem Diodenlaser größer als 1000 mrad ist.
Bekannt ist weiterhin auch, daß bei Diodenlasern der Divergenzwinkel in der Ebene
senkrecht zur aktiven Schicht, d. h. in der sogenannten "Fast-Axis" größer ist als in der
Ebene der aktiven Schicht, d. h. in der sogenannten "Slow-Axis".
Um eine möglichst hohe Laserleistung, beispielsweise von 20-100 Watt aus einem
Halbleiterchip zu erreichen, werden zahlreiche Emitter auf einem sogenannten Barren
zusammengefaßt. Üblicherweise werden hierbei 10-200 einzelne Emitter oder
Emittergruppen in einer Reihe in der Ebene parallel zur aktiven Schicht, d. h. in der
Slow-Axis aufeinander folgend angeordnet. Der resultierende Gesamtstrahl eines
solchen Barrens hat in der Ebene parallel zur aktiven Schicht einen Öffnungswinkel
von ca. 10° und einen Strahldurchmesser von ca. 10 mm. Hieraus ergibt sich eine
Strahlqualität in dieser Ebene, die um ein vielfaches geringer ist als die Strahlqualität in
der Ebene senkrecht zur aktiven Schicht.
Die Belegungsdichte, die sich aus dem Quotienten der strahlenden Fläche des
Laserbarrens zu der Gesamtfläche ergibt, liegt bei derzeit verfügbaren
Diodenlaserbarren bei ca. 3-50%; wobei allerdings höhere Belegungsdichten nur
einen Impulsbetrieb des Lasers erlauben. Für kontinuierliche Anwendungen sind daher
kleinere Belegungsdichten erforderlich.
Um die stark divergente Strahlung eines Diodenlasers für Laseranwendungen,
beispielsweise Materialbearbeitung, Medizintechnik, Pumpen von Festkörperlasern
usw. nutzbar zu machen, sind im Strahlengang kollimierende und fokussierende
optische Anordnungen notwendig.
Diese optischen Anordnungen umfassen in der Regel insbesondere einen als
Mikrooptik ausgeführten Die Korrektur der Divergenz in der Slow-Axis erfolgt dann
durch eine nachfolgende Makro-Optik.
In einer solchen Anordnung wird üblicherweise die Laserstrahlung der einzelnen
Emitter oder Emitterelemente des Laserbarrens mittels einer Microzylinderlinse in der
Fast-Axis, d. h. in der Achse senkrecht zur Ebene der aktiven Schicht kollimiert. dieser
Fast-Axis-Kollimator weist die optische Eigenschaft einer Zylinderlinse auf, welche mit
ihrer Achse parallel zur Slow-Axis liegt, wobei für sämtliche Emitter eines
Diodenlaserbarrens beispielsweise eine einzige durchgehende Zylinderlinse verwendet
wird, und zwar mit kleiner Brennweite in unmittelbarer Nähe der Fassette des
Diodenlaserbarrens, d. h. in einem Abstand von nur wenigen 100 mµ von den Emittern
bzw. von dieser Fassette. In der Slow-Axis wird der ursprüngliche Differgenzwinkel
z. B. bis zu den Fokussieroptiken beibehalten (DE 196 49 113).
Bei Laserbarren mit einer geringen Belegungsdichte, d. h. mit einem größeren
gegenseitigen Abstand der Emitterelemente besteht dann auch die Möglichkeit, eine
Kollimation in der Slow-Axis vorzunehmen, und zwar durch einen Slow-Axis-
Kollimator, der mehrere in der Slow-Axis wirkende Linsesegmente aufweist (z. B. US 3 396 344,
DE 199 39 750).
Durch die Fast-Axis-Kollimation und die Slow-Axis-Kollimation läßt sich die
Strahldiffergenz in beiden Achsrichtungen grundsätzlich soweit reduzieren, daß mit
einer solchen Anordnung die Laserstrahlung mit einer Fokussieroptik punktförmig
abgebildet werden kann. Üblich sind derzeit für die Fast-Axis-Kollimation und die
Slow-Axis-Kollimation Zylinderlinsen mit Brennweiten von einigen 100 µ bis zu
wenigen Millimetern.
Als Slow-Axis-Kollimatoren werden arreyförmige Linsen verwendet, die aus
zylindrischen Linsensegmenten bestehen, die in Richtung der Slow-Achse aneinander
anschließen und deren Achsabstand gleich dem Abstand ist, den die Emitter auf dem
verwendeten Laserbarren aufweisen. Bei hohen Belegungsdichten, d. h. insbesondere
dann, wenn die Achsabstände der einzelnen Emitter kleiner als 100 µ sind, bereitet die
Herstellung der den Slow-Axis-Kollimator bildenden Linsenarreys erhebliche Probleme,
und zwar insbesondere bedingt durch den geringen Achsabstand der einzelnen
Linsensegmente sowie auch bedingt durch den Umstand, daß aus praktischen
Fertigungsgründen die einzelnen Linsensegmente nicht unmittelbar aneinander
anschließen können, sondern zwischen diesen Übergangszonen oder
Übergangsbereiche mit Mindestabmessungen verbleiben. Diese besitzen nicht die
angestrebte optische Wirkung, so daß bei reduzierten Achsabständen der
Linsensegmente der optisch nicht nutzbare Teil eines solchen Linsenarreys gegenüber
den nutzbaren Teil und damit auch der optisch nicht nutzbare Anteil der
Laserstrahlleistung im Vergleich zum optisch nutzbaren Teil zunimmt.
Weiterhin ist es bei den bekannten optischen Anordnungen bzw. Korrekturoptiken
auch notwendig, bei Reduzierung des Achsabstandes der Emitter am Laser-Barren
Slow-Axis-Kollimatoren zu verwenden, deren Linsensegmente eine reduzierte
Brennweite aufweisen, so daß der Slow-Axis-Kollimator dichter an dem jeweiligen
Laserbarren positioniert werden muß. Dies führt wiederum dazu, daß der für den Fast-
Axis-Kollimator zur Verfügung stehende Platz reduziert wird und damit für den Fast-
Axis-Kollimator reduzierte Abmessungen sowie insbesondere auch eine reduzierte
Brennweite notwendig sind. Mit abnehmender Brennweite für den Fast-Axis-Kollimator
nimmt aber die Strahldivergenz in der Fast-Axis zu, ebenso auch der Einfluß des
sogenannten "Smile-Effektes". Aus technischer Sicht liegt derzeit eine sinnvolle
Untergrenze für die Brennweite des Fast-Axis-Kollimators bzw. der entsprechenden
Linse bei etwa f = 300 µ.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile bekannter Korrekturoptiken zu beheben
und eine Korrekturoptiken bzw. optische Anordnung aufzuzeigen, die auch bei einem
geringen Achsabstand der Emitterelemente eine optisch einwandfreie Kollimation
sowohl in der Fast-Axis, als auch in der Slow-Axis liefert und preiswert gefertigt werden
kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine optische Anordnung entsprechend dem
Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Laserdiodenanordnung ist entsprechend dem
Patentanspruch 15 ausgebildet.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Laserdiodenanordnung mit
mehreren an einem Laserbarren (Chip) in der Zeichenebene dieser Figur (X-Z-
Ebene) in einer Koordinatenrichtung (X-Achse) aufeinanderfolgend
vorgesehenen Emittern, sowie mit einer von einem Fast-Axis-Kollimator und
einem Slow-Axis-Kollimator gebildeten optischen Anordnung;
Fig. 2 in vereinfachter Darstellung und in Seitenansicht die Laserdiodenanordnung der
Fig. 1;
Fig. 3 in einer Darstellung ähnlich Fig. 1 die Laserdiodenanordnung der Fig. 1
zusammen mit einem weiteren optischen Element in Form eines
Redirektionsprismas;
Fig. 4 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht ähnlich Fig. 1 eine weitere
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laserdiodenanordnung;
Fig. 5 die Laserdiodenanordnung der Fig. 4 in Seitenansicht;
Fig. 6 in einer Darstellung ähnlich Fig. 3 die Laserdiodenanordnung der Fig. 4;
Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch bei mehreren in einem Stapel
übereinander angeordneten Laserbarren.
Zum besseren Verständnis und zur einfacheren Orientierung sind in den Figuren
jeweils mit X, Y und Z drei senkrecht zueinander verlaufende Koordinatenachsen
angegeben, die nachstehend auch als X-Achse, Y-Achse und Z-Achse bezeichnet
werden und von denen die X-Achse und die Z-Achse gemeinsam die Zeichenebene (X-
Z-Ebene) der Fig. 1, 3, 4 und 6 und die Y-Achse sowie die Z-Achse gemeinsam die
Zeichenebene (Y-Z-Ebene) der Fig. 2, 5 und 7 definieren.
In den Fig. 1-3 ist eine Laserdiodenanordnung 1 dargestellt, die u. a. aus einem auf
einem Kühler 2 (Wärmesenke) aufgebrachten Diodenlaserbarren 3 besteht, der als
Halbleiter- oder Laserchip mit einer Vielzahl von Laserlicht aussendenden Emittern 4
hergestellt ist, die mit ihrer aktiven Schicht in einer gemeinsamen Ebene liegen,
nämlich in der X-Z-Ebene, und die in einer in dieser Ebene verlaufenden Achsrichtung,
nämlich in der X-Achse (Slow-Axis) aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet
am Barren 3 vorgesehen sind.
Die einzelnen Emitter 4 liefern jeweils einen Laserstrahl 5, der sowohl in der Fast-Axis,
d. h. in der Y-Achse senkrecht zur X-Z-Ebene, als auch in der Slow-Axis, d. h. in der X-
Achse senkrecht zur Y-Z-Ebene eine Divergenz aufweist. Zur Behebung dieser
Strahldivergenz sind optische Korrekturelemente vorgesehen, und zwar im
Strahlengang auf die Emitter 4 folgend zunächst ein unmittelbar am Laserbarren 3
angeordneter Fast-Axis-Kollimator 6 und auf diesen im Strahlengang (in Richtung der Z-
Achse) folgend ein Slow-Axis-Kollimator 8. Der Fast-Axis-Kollimator 6 ist bei der
dargestellten Ausführungsform von einem als Zylinderlinse wirkenden Linsenelement 7
gebildet, welches mit seiner Längserstreckung in der X-Achse liegt und in Strahl-
Richtung, d. h. in Richtung der Z-Achse von den Emittern 4 derart beabstandet ist, daß
diese jeweils im Brennpunkt des Fast-Axis-Kollimators 6 angeordnet sind, d. h. der
Abstand gleich der Brennweite des Zylinderlinsenelementes 7 ist.
Die Laserstrahlung der Emitter 4 ist nach dem Durchtritt durch den Fast-Axis-Kollimator
6 in den Figuren mit 5a bezeichnet und bildet entsprechend der Fig. 2 einen in der
Fast-Axis (Y-Achse) kollimierten, d. h. parallelen Strahl.
Der Slow-Axis-Kollimator 8 besteht aus einer Linsenanordnung oder einem Linsen-
Arrey, welches sich aus einer Vielzahl von Zylinderlinsensegmenten 9 zusammensetzt,
die in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zum Strahlengang, d. h. in einer
gemeinsamen X-Y-Ebene angeordnet sind, in Richtung der Slow-Axis, d. h. in Richtung
der X-Achse aufeinander folgend und voneinander beabstandet sind und mit ihren
parallelen Krümmungsachsen jeweils in der Fast-Axis, d. h. in der Y-Achse Liegen.
In der Figuren ist mit x1 der Achsabstand (Pitch) bezeichnet, den die Emitter 4 am
Barren 3 in Richtung der X-Achse voneinander aufweisen. Mit x2 ist der Achsabstand
(Pitch) bezeichnet, den zwei aneinander anschließende Linsenelemente 9 voneinander
aufweisen. Für die Abstände x1 und x2 gilt:
V = x2/x1,
wobei V ein ganzzahliges Verhältnis ist und bei der dargestellten Ausführungsform
Zwei ist. Es sind aber auch andere ganzzahlige Verhältnisse V möglich.
Bei der Laserdiodenanordnung 1 sind der Abstand und die Brennweite des Slow-Axis-
Kollimators 8 so gewählt, daß er im Abstand der Brennweite der Linsensegmente 9
vom Barren 3 beabstandet ist und die Laserstrahlen 5a einer ersten Gruppe von
Emittern 4 jeweils voll, aber ohne Überstrahlung jeweils auf ein Linsenelement 9
auftrifft, während die Laserstrahlen 5a einer zweiten Gruppe von Emittern 4 auf zwei
Linsenelemente 9 auftreffen. Hierfür ist die Breite, die die Linsenelemente 9 in
Richtung der Slow-Axis (X-Achse) aufweisen gleich oder in etwa gleich dem
Querschnitt der Strahlen 5a in dieser Achse. Weiterhin ist der Slow-Axis-Kollimator 8
bei der Laserdiodenanordnung 1 so orientiert, daß die Mittelachse jedes Laserstrahls 5a
(in Richtung der Z-Achse) achsgleich mit der entsprechenden Mittelachse eines
Linsensegmentes 9 liegt.
Es versteht sich, daß der Fast-Axis-Kollimator 8 bzw. dessen Zylinderlinsensegmente 9
in Richtung der Y-Achse eine Höhe aufweisen, die wenigstens gleich, bevorzugt aber
größer ist als der entsprechende Querschnitt der Laserstrahlen 5a in dieser
Achsrichtung.
Nach dem Durchtritt durch den Fast-Axis-Kollimator 8 ergeben sich drei Teilstrahlen,
die in der Fig. 3 mit 5b1, 5b2 und 5b3 bezeichnet sind und von denen der Teilstrahl
5b1 durch die beiden parallelen Linien 10 und 11, der Teilstrahl 5b2 durch die
parallelen Linien 12 und 13 und der Teilstrahl 5b3 durch die beiden parallelen Linien
14 und 15 begrenzt sind. Die genannten Teilstrahlen sind auch in der Slow-Axis
kollimiert, laufen aber in drei verschiedenen Richtungen auseinander, d. h. der
Teilstrahl 5b1 verläuft weiterhin in der Z-Achse, während die Teilstrahlen 5b2 und 5b3
jeweils einen positiven bzw. negativen spitzen Winkel mit der Z-Achse einschließen.
In einem ausreichend großen Abstand im Strahlengang hinter dem Slow-Axis-
Kollimator 8 sind die Teilstrahlen 5b1-5b3 räumlich voneinander getrennt. Durch ein
dort angeordnetes optisches Redirektions-Element, welches bei der dargestellten
Ausführungsform von dem Redirektionsprisma 16 gebildet ist, werden die schräg nach
außen verlaufenden Laserstrahlen 5b2 und 5b3 derart umgelenkt, daß sich nach dem
Durchtritt durch dieses Prisma 16 drei parallelen Strahlen 5c1, 5c2 und 5c3 ergeben,
die dann beispielsweise durch eine weitere optische Anordnung für eine Nutzung in
einem Punkt abgebildet werden können.
Die beschriebene Laserdiodenanordnung 1 hat eine Vielzahl von Vorteilen, nämlich
u. a.:
Die Linsensegmente 9 des Slow-Axis-Kollimators 8 können über eine relativ große
Brennweite verfügen, so daß dieser Kollimator in einem relativ großen Abstand von
dem Barren 3 angeordnet werden kann und es dann insbesondere auch keine
Probleme bereitet, den Fast-Axis-Kollimator 6 mit ausreichend großer Brennweite und
mit dem erforderlichen Platzbedarf von etwa 500-100 µ zwischen dem Barren 3 und
dem Slow-Axis-Kollimator 8 anzuordnen.
Der Slow-Axis-Kollimator 8 kann mit Linsenabständen x2 hergestellt werden, die im
Bereich < 100 µ liegen, was die Herstellung des Slow-Axis-Kollimators 8 wesentlich
vereinfacht und darüberhinaus auch die nutzbare Oberfläche dieses Kollimators bzw.
des von den Zylinderlinsensegmenten 9 gebildeten Linse-Arreys wesentlich verbessert.
Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Übergangsbereiche zwischen den einzelnen
Segmenten 9 insbesondere auch fertigungsbedingt bestimmte Mindestabmessungen
aufweisen, so daß bei größeren Linsenabständen x2 und hieraus resultierenden
größeren Linsenflächen zwangsläufig auch das Verhältnis zwischen nutzbarer
Linsenfläche und den Übergangsbereichen zunimmt.
Das Prisma 16 ist beispielsweise in einer Entfernung von etwa 50-200 mm hinter dem
Slow-Axis-Kollimator 8 angeordnet, wo bereits eine vollständige räumliche Trennung
der Strahlen 5b1-5b3 vorliegt. Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, erfolgt in Richtung
der X-Achse jeweils auf einen Emitter 4 der ersten Gruppe ein Emitter 4 der zweiten
Gruppe.
Bei der Laserdiodenanordnung 1 wurde davon ausgegangen, daß der Slow-Axis-
Kollimator 8 bzw. dessen Linsensegmente 9 so positioniert sind, daß jedem Emitter 4
der ersten Gruppe achsgleich ein Linsensegment 9 gegenüberliegt. Bei einer
Ausbildung der Laserdiodenanordnung in dieser Form ergibt sich in Abhängigkeit von
dem Verhältnis V die aus der nachstehenden Tabelle ersichtliche Anzahl von
Teilstrahlen 5b.
Verhältnis V = x2/x1 | |
Anzahl der Teilstrahlen | |
1 | 1 |
2 | 3 |
3 | 5 |
4 | 7 |
Die Fig. 4-6 zeigen als weitere mögliche Ausführungsform eine
Laserdiodenanordnung 1a, bei der der Slow-Axis-Kollimator 8 so ausgerichtet ist, daß
auf jedes Linsensegment 9 jeweils die Laserstrahlen 5a zweier benachbarter Emitter 4
auftreffen und jeder dieser Laserstrahlen 5a dort in Richtung der X-Achse eine
Querschnitsabmessung aufweist, die dem halben Querschnitt eines
Zylinderlinsensegmentes 9 in dieser Achse entspricht. Auch bei dieser Ausführung ist
der Achsabstand x2 der Linsenelemente 9 doppelt so groß wie der Abstand x1 der
Emitter 4 am Barren 3.
Wie insbesondere auch die Fig. 6 zeigt, ergeben sich bei dieser Ausführung nach
dem Durchtritt durch den Slow-Axis-Kollimator 8 nur die beiden Teilstrahlen 5b2 und
5b3, die mit der Z-Achse jeweils einen Winkel einschließen und die durch die Linien
12 und 13 bzw. 14 und 15 begrenzt sind. Mit dem Prisma 16a, welches bei dieser
Ausführung der Anzahl der Teilstrahlen 5b2 und 5b3 entsprechend nur zwei
Prismenabschnitte aufweist, werden die Teilstrahlen 5b2 und 5b3 in die parallelen
Teilstrahlen 5c2 und 5c3 umgeformt.
Die bei der Laserdiodenanordnung 1a vorgesehene versetzte Anordnung des Slow-
Axis-Kollimators 8 kann insbesondere sinnvoll sein, wenn in der Ebene dieses
Kollimators eine Intensitätsverteilung der von den Laserstrahlen 5a gebildeten
Gesamtstrahlung vorliegt, die bestimmte Maxima und Minima aufweist. In diesen
Fällen ist es dann sinnvoll, den Slow-Axis-Kollimator 8 so zu positionieren, daß die
Minima jeweils auf die Position der Übergänge zwischen den Lisensegmenten 9
ausgerichtet sind.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß lediglich ein Laserbarren 3 mit einer
Vielzahl von Emittern vorgesehen ist. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit,
mehrere Laserbarren 3 in mehreren in Richtung der Y-Achse gegeneinander versetzten
parallelen Ebenen vorzusehen. Eine Laserdiodenanordnung 1b dieser Art ist in der
Fig. 7 dargestellt. Wie gezeigt, ist für jeden Barren 3 bzw. die dortigen Emitter 4 und
damit für jede Ebene ein eigener Fast-Axis-Kollimator 6 und auf diesen folgend ein
eigener Slow-Axis-Kollimator 8 vorgesehen, während die Redirektionsoptik, die
beispielsweise wiederum von einem Prisma 16 oder 16a gebildet ist, für alle Ebenen
gemeinsam vorgesehen ist. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Slow-Axis-
Kollimatoren sämtlicher Ebenen zu einem einzigen optischen Bauelement
zusammenzufassen.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht
sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß
dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist
es beispielsweise auch möglich, das Verhältnis V zwischen den Abständen x2 und x1
zu ändern, wobei sich in Abhängigkeit von diesem Verhältnis auch die Anzahl der
Teilstrahlen nach dem Slow-Axis-Kollimator ändert.
Vorstehend wurde weiterhin davon ausgegangen, daß der Fast-Axis-Kollimator 6 von
einer durchgehenden bzw. monolitischen Zylinderlinse 7 gebildet ist. Grundsätzlich
besteht auch die Möglichkeit, anstelle der druchgehenden Zylinderlinse 7 einzelne
Linsensegmente zu verwenden, die dann eine individuelle Justierung der Laserstrahlen
5a der einzelnen Emitter 4 oder für mehrere Emitter 4 gemeinsam ermöglichen,
beispielsweise um den sogenannten "Smile-Effekt" zu beheben, der dann auftritt, wenn
die einzelnen Emitter 4 des entsprechenden Barren 3 nicht exakt in einer gemeinsamen
planen Ebene angeordnet sind.
1
,
1
a,
1
c Laserdiodenanordnung
2
Wärmesenke
3
Laserbarren- oder chip
4
Emitter
5
,
5
a Laserstrahl
5
b,
5
c Teilstrahl
6
Fast-Axis-Kollimator
7
Zylinderlinse
8
Slow-Axis-Kollimator
9
Linsensegment
10-15
Linie
16
,
16
a Redirektionsprisma
Claims (14)
1. Optische Anordnung für eine Laserdiodenanordnung mit wenigstens einer Reihe
von Laserlicht aussendenden Emitterelementen (4), die in dieser Reihe in einer
aktiven Schicht in einer gemeinsamen Ebene (X-Z-Ebene) senkrecht zu ihrer Fast-
Axis (Y-Achse) angeordnet sind, und zwar in Richtung ihrer Slow-Axis (X-Achse)
aufeinanderfolgen und in einem ersten Abstand (x1) voneinander beabstandet, mit
wenigstens einem in Strahlrichtung auf die Emitterelemente (4) folgenden Fast-Axis-
Kollimator (6), der eine Kollimation der divergierenden Laserstrahlen (5) der
Emitterelemente (4) in der Fast-Axis (Y-Achse) bewirkt, sowie mit einem in
Strahlrichtung auf den Fast-Axis-Kollimator (6) folgenden Slow-Axis-Kollilmator (8)
mit mehreren Kollimatorelementen (9), die in der Slow-Axis (X-Achse)
gegeneinander versetzt und in einem zweiten Abstand (x2) von einander
beabstandet sind sowie eine Kollimation der in der Fast-Axis kollimierten Strahlen
(5a) auch in der Slow-Axis bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Abstand (x2) um ein ganzzahliges Vielfaches größer ist als der erste Abstand (x1).
2. Optische Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Strahlengang
auf den Slow-Axis-Kollimator (8) folgende Redirektionsoptik (16, 16a) zum
Umlenken der aus dem Slow-Axis-Kollimator (8) austretenden, kollimierten und in
verschiedenen Richtungen auseinander laufenden Teilstrahlen (5b1-5b3) in
parallele Teilstrahlen (5c1-5c3).
3. Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis der Achsabstände Zwei ist.
4. Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis der Achsabstände größer als Zwei ist.
5. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Redirektionsoptik (16, 16a) eine Prismenanordnung ist.
6. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Slow-Axis-Kollimatorsegmente Zylinderlinsensegmente (9)
sind.
7. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Slow-Axis-Kollimator von einem monolitischen, mehrere
Zylinderlinsensegmente (9) aufweisenden Linsenelement gebildet ist.
8. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Redirektionsoptik (16, 16a) im Strahlengang dort
vorgesehen ist, wo die aus dem Slow-Axis-Kollimator (8) austretenden Teilstrahlen
(5b1-5b3) bereits einen räumlichen Abstand voneinander aufweisen.
9. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß bei wenigstens zwei Reihen von Emitterelementen (4), die
(Reihen) in in der Fast-Axis (Y-Achse) versetzten Ebenen (X-Z-Ebenen) vorgesehen
sind, für die Emitterelemente (4) jeder Ebene ein gesonderter Slow-Axis-Kollimator
vorgesehen ist.
10. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Emitterelemente (4) der wenigstens zwei Ebenen ein
gemeinsamer Slow-Axis-Kollimator (8) vorgesehen ist.
11. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für jede Ebene eine gesonderte Redirektionsoptik (16, 16a)
vorgesehen ist.
12. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für die wenigstens zwei Ebenen eine gemeinsame
Redirektionsoptik (16, 16a) vorgesehen ist.
13. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes Emitterelement von einem Emitter (4) oder einer Gruppe
von wenigstens zwei Emittern (4) gebildet ist.
14. Laserdiodenanordnung mit wenigstens einer Reihe von Laserlicht aussendenden
Emittern (4), die in dieser Reihe mit ihrer aktiven Schicht in einer gemeinsamen
Ebene (X-Z-Ebene) senkrecht zu ihrer Fast-Axis (Y-Achse) angeordnet sind, sowie mit
einer optischen Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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DE10007123A DE10007123A1 (de) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Optische Anordnung zur Verwendung bei einer Laserdiodenanordnung sowie Laserdiodenanordnung mit einer solchen Anordnung |
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