專利名稱：用于激光輻射成形的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的用于激光輻射成形的設(shè)備。
背景技術(shù)：
一些定義激光輻射的傳播方向是指激光輻射的中間傳播方向，特別是如果該 激光輻射并非平面波，或者至少為部分發(fā)散的話。若沒(méi)有明確的另外說(shuō)明，激光束、光 束、分射束或者射束都不是指幾何光學(xué)的理想化射束，而是實(shí)際的光束，例如有高斯輪廓 (Gau^-Profil)或者禮帽輪廓(Top-Hat-Profil)的激光束，其不具有無(wú)窮小的射束橫截 面，而是具有一種擴(kuò)展的射束橫截面。所說(shuō)的光不應(yīng)只表示可見(jiàn)光譜區(qū)域，而是還包括紅外 和紫外光譜區(qū)域。開(kāi)頭所述種類的設(shè)備例如從EP 1 006 382B1公知。在此，由激光二極管棒發(fā)出的 激光束通過(guò)多個(gè)微透鏡和宏透鏡的組合被聚焦到一光導(dǎo)纖維的入射面上。這種方法需要多 個(gè)構(gòu)件和調(diào)節(jié)步驟，用于將激光二極管棒耦合到纖維中，因此，在纖維耦合的激光二極管模 塊的生產(chǎn)方面，需要投入很高的成本及時(shí)間要素。從US 6 407 870B1公知一種單體的構(gòu)件，該構(gòu)件在入射面上具有彼此垂直和水 平錯(cuò)開(kāi)的透鏡的陣列用于快軸的準(zhǔn)直，并且在出射面上具有彼此垂直和水平錯(cuò)開(kāi)的透鏡的 陣列用于慢軸的準(zhǔn)直。對(duì)于該設(shè)備，也必須沿著激光輻射的傳播方向在構(gòu)件之后設(shè)置用于 將各條激光束聚焦到光導(dǎo)纖維的入射面上的裝置。此外，還必須在構(gòu)件之前設(shè)置用于將各 條激光束垂直偏移的裝置，從而能使激光二極管棒的各條激光束照射到垂直錯(cuò)開(kāi)布置的柱 面透鏡上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的基本問(wèn)題在于，創(chuàng)造一種開(kāi)頭所述種類的設(shè)備，該設(shè)備可以更 簡(jiǎn)單地和/或更經(jīng)濟(jì)地和/或更有效地構(gòu)造。這一點(diǎn)依據(jù)本發(fā)明通過(guò)開(kāi)頭所述種類的具有權(quán)利要求1特征部分之特征的設(shè)備 得以實(shí)現(xiàn)。各從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計(jì)形式。依據(jù)權(quán)利要求1，規(guī)定第一和第二透鏡裝置是在一個(gè)構(gòu)件內(nèi)或一個(gè)構(gòu)件上實(shí)現(xiàn) 的。因此纖維耦合可以在具有單獨(dú)一個(gè)構(gòu)件的情況下實(shí)現(xiàn)，從而相應(yīng)設(shè)備的成本可以被降 低。在此，特別有利的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是，第一和第二透鏡裝置都能致使激光輻射投射 到光導(dǎo)纖維的入射面上。此外有利的是，針對(duì)從激光二極管棒發(fā)出的激光束的慢軸方向，設(shè) 置有柱面透鏡陣列，借助于該陣列，能使激光束中的至少一些被偏轉(zhuǎn)到光導(dǎo)纖維的入射面 上。


本發(fā)明更多的特征和優(yōu)點(diǎn)將參照附圖借助于對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的以下說(shuō)明來(lái)解釋清楚。其中圖1示出依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的側(cè)視圖，帶有由該設(shè)備成形的激光輻射；圖2示出設(shè)備的俯視圖，帶有依據(jù)圖1的由該設(shè)備成形的激光輻射；圖3示出依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的側(cè)視圖，帶有連接的光導(dǎo)纖維和由該設(shè)備成形的激 光輻射；圖4示出設(shè)備的俯視圖，帶有連接的光導(dǎo)纖維和依據(jù)圖3的由該設(shè)備成形的激光輻射。
具體實(shí)施例方式在附圖中加入了笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)更好的定向。本發(fā)明的目的是將射束成形操作減少到最少的構(gòu)件(一件式的、單體的微透鏡 組)，并且減少調(diào)節(jié)步驟，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維耦合的激光二極管模塊的低成本生產(chǎn)/制造。所 述射束成形由一個(gè)單獨(dú)的、單體的微光學(xué)構(gòu)件1(見(jiàn)圖1和圖2)實(shí)現(xiàn)，該構(gòu)件在作為入射面 的第一面Ia上具有第一柱面透鏡2，而在作為出射面的第二面Ib上具有相對(duì)它轉(zhuǎn)過(guò)90° 的第二柱面透鏡4陣列。從激光二極管棒的發(fā)射極3發(fā)出的激光束6被第一柱面透鏡2在快軸方向或者說(shuō) Y方向上直接投射到光導(dǎo)纖維5的入射面7上。第二柱面透鏡4將各個(gè)激光束6在慢軸方 向或者說(shuō)X方向上(在圖示的實(shí)施例中分散地)投射到光導(dǎo)纖維5 (見(jiàn)圖3和圖4)的入射 面7上。在此，特別是在X方向上位于外部的或者說(shuō)在圖2中位于上部和下部的那些第二 柱面透鏡4這樣地不對(duì)稱構(gòu)造，使得處在中心以外的激光束6向中心或者說(shuō)向構(gòu)件1的光 軸8那邊偏轉(zhuǎn)(見(jiàn)圖2和圖4)。而在陣列的中心或者說(shuō)鄰接光軸8布置的第二柱面透鏡4 則是對(duì)稱的或者只有很小的不對(duì)稱。第二柱面透鏡4的對(duì)稱性從中心向外或者在圖2中向 上和向下逐漸減小。特別是，構(gòu)件1的光軸8可以相應(yīng)于光導(dǎo)纖維的光軸或者與其同軸。在圖1和圖2中能清楚地看出射束成形原理。通過(guò)該實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)將一根微 型棒條(10個(gè)發(fā)射極，100/500ter的結(jié)構(gòu))直接地并且無(wú)需其他宏透鏡地耦合到NA = 0. 22 的600μπι纖維內(nèi)。得到了大約95%的理論耦合系數(shù)(純幾何光學(xué)損失而無(wú)反射損失)。耦 合系數(shù)被測(cè)量為90% 士3%。作為替代，存在這樣的可能方案將第一柱面透鏡2設(shè)置在第二面Ib上，而將第二 柱面透鏡4的陣列設(shè)置在第一面Ia上。此外還存在這樣的可能方案在第一面Ia上或者 是在第二面Ib上，既構(gòu)造第一柱面透鏡2、也構(gòu)造第二柱面透鏡4的陣列。此外還存在這樣的可能方案第一柱面透鏡2關(guān)于快軸不投射激光束6，而是進(jìn)行 準(zhǔn)直。此外存在這樣的可能方案第二柱面透鏡4關(guān)于慢軸不投射激光束6，而是進(jìn)行準(zhǔn)直 并且將激光束朝光導(dǎo)纖維5的入射面7方向偏轉(zhuǎn)。若要將激光二極管棒堆疊(該堆疊包括多個(gè)激光二極管棒)的激光輻射耦合到一 根光導(dǎo)纖維5中，則可以設(shè)置多個(gè)在Y方向上疊置的第一柱面透鏡2。其中，它們是這樣相 對(duì)傾斜的，即，由不同的激光二極管棒發(fā)出的激光束關(guān)于快軸或者說(shuō)Y方向向中心或者說(shuō) 向光軸8那邊偏轉(zhuǎn)(光軸在Y方向上的位置參見(jiàn)圖1示意)。作為替代，肯定存在這樣的可能方案射束成形依據(jù)快軸和慢軸的準(zhǔn)直原則通過(guò)構(gòu)件1并且隨后借助于低成本的球狀透鏡的聚焦來(lái)實(shí)現(xiàn)。 存在這樣的可能方案該設(shè)備可以這樣地成形激光輻射，即，使得該激光輻射能被 耦合到多于一根的光導(dǎo)纖維5中，例如兩根相鄰的光導(dǎo)纖維5中。由此，發(fā)出激光輻射的發(fā) 射極3的數(shù)量可以選擇得更多。
權(quán)利要求
1.用于激光輻射成形的設(shè)備，其中，所述設(shè)備能將激光輻射成形為，使得該激光輻射能 夠進(jìn)入光導(dǎo)纖維(5)中，包括-第一透鏡裝置，用于使激光輻射關(guān)于第一方向(Y)偏轉(zhuǎn)和/或投射或準(zhǔn)直，以及-第二透鏡裝置，用于使激光輻射關(guān)于第二方向(X)偏轉(zhuǎn)和/或投射或準(zhǔn)直，其特征在于，所述第一和第二透鏡裝置是在一個(gè)構(gòu)件(1)內(nèi)或一個(gè)構(gòu)件上實(shí)現(xiàn)的。
2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述構(gòu)件(1)是一種單體的構(gòu)件(1)。
3.按權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一透鏡裝置是由在所述 構(gòu)件⑴的第一面(Ia)內(nèi)的折射結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其中，所述第一面(Ia)特別可以用作激光輻 射的入射面。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二透鏡裝置是由在所述 構(gòu)件(1)的第二面(Ib)內(nèi)的折射結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其中，所述第二面(Ib)與第一面(Ia)相對(duì) 置并且特別可以用作激光輻射的出射面。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備能用于成形從一個(gè)激 光二極管棒或者從激光二極管棒堆疊中發(fā)出的激光束(6)，其中，所述第一方向(X)對(duì)應(yīng)于 快軸，而所述第二方向(Y)對(duì)應(yīng)于慢軸。
6.按權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一透鏡裝置包括至少一 個(gè)第一柱面透鏡(2)。
7.按權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二透鏡裝置構(gòu)成為第二 柱面透鏡⑷陣列。
8.按權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)第一柱面透鏡(2)垂直于各第 二柱面透鏡(4)定向。
9.按權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，第二柱面透鏡(4)陣列中的至 少幾個(gè)第二柱面透鏡(4)是不對(duì)稱的，因此激光二極管棒或者激光二極管棒堆疊的至少幾 條激光束(6)、特別是外部的激光束(6)比內(nèi)部的激光束(6)關(guān)于第二方向(X)能更強(qiáng)地偏 轉(zhuǎn)。
10.按權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)第一柱面透鏡 (2)是這樣構(gòu)成的，即，它能將激光二極管棒或者源光二極管棒堆疊的各激光束(6)關(guān)于第 一方向(Y)投射到光導(dǎo)纖維(5)的入射面(7)上。
11.按權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，第二柱面透鏡(4)陣列中 的至少幾個(gè)、特別是所有的第二柱面透鏡(4)是這樣構(gòu)成的，即，它們能將激光二極管棒或 者激光二極管棒堆疊的各激光束(6)關(guān)于第二方向(X)投射到光導(dǎo)纖維(5)的入射面(7) 上。
12.按權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一透鏡裝置具有多個(gè) 在第一方向(Y)上并排布置的第一柱面透鏡O)，其中，不同的第一柱面透鏡( 能使激光 二極管棒堆疊的不同的二極管棒的激光束(6)關(guān)于第一方向(Y)不同地偏轉(zhuǎn)。
13.按權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述構(gòu)件(1)的第一面 (Ia)和第二面(Ib)上都設(shè)置透鏡裝置。
14.按權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述構(gòu)件(1)的第一面 (Ia)或者是第二面(Ib)上設(shè)置透鏡裝置。
15.按權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備能將激光輻射成形 為，使得該激光輻射能夠進(jìn)入多于一條的光導(dǎo)纖維(5)中。
全文摘要
用于激光輻射成形的設(shè)備，其中，該設(shè)備能將激光輻射成形為，使得該激光輻射能夠進(jìn)入光導(dǎo)纖維(5)中，包括用于使激光輻射關(guān)于第一方向(Y)偏轉(zhuǎn)和/或投射或準(zhǔn)直的第一透鏡裝置，以及用于使激光輻射關(guān)于第二方向(X)偏轉(zhuǎn)和/或投射或準(zhǔn)直的第二透鏡裝置；其中，所述第一和第二透鏡裝置是在一個(gè)構(gòu)件(1)內(nèi)或一個(gè)構(gòu)件上實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號(hào)G02B3/00GK102081234SQ201010577029
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者A·拜爾, J·邁因席恩, L·阿斯克, T·米特拉, U·福納爾 申請(qǐng)人:Limo專利管理有限及兩合公司