DE19680482B4

DE19680482B4 - Vorrichtung zur Kopplung einer Mehremitter-Laserdiode mit einem Multimode-Lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE19680482B4
Application number: DE19680482T
Authority: DE
Inventors: David F. Los Gatos Head; Thomas M. Mountain View Baer
Original assignee: Spectra Physics Lasers Inc
Current assignee: Spectra Physics Inc
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: GB2306051B; US5579422A; WO1996038749A1; JP2000505206A; GB2306051A; JP3423723B2; GB9701846D0; EP0774129B1; EP0774129A1; DE19680482T1

Abstract

Lasersystem mit:
einem Laserdiodenbalken (10), wobei der Diodenbalken mehrere Emitterbereiche (12, 14, 16) hat, jeder emittierende Bereich eine Ausgabefläche hat, und der Diodenbalken eine Ausgabe in einer Richtung einer hohen numerischen Apertur sowie einer Richtung einer niedrigen numerischen Apertur hat,
einer länglichen Mikrolinse (26) mit einer Linearachse, die im wesentlichen senkrecht zu dem Emissionsstrahlengang von den Emitterbereichen orientiert, in dem Emissionsgang der Emitterbereiche positioniert und von dem Diodenbalken um eine Entfernung beabstandet ist, die so ausgewählt ist, daß eine gewünschte Modifikation der Divergenz der Ausgabe des Diodenbalkens in seiner Richtung der hohen numerischen Apertur erreicht wird, wobei die Halterung der Mikrolinse so angelegt ist, daß sie eine thermische Ausdehnung in der axialen Richtung erlaubt und eine Verbiegung der Mikrolinse aufgrund der thermischen Ausdehnung während des Betriebes vermeidet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Feststofflaser bzw. Festkörperlaser. Insbesondere betrifft die Erfindung Laserdioden und die Kopplung von Laserdioden mit Multimode-Lichtwellenleitern bzw. optischen Fasern.

Häufig ist es notwendig, eine Laserdiode mit einem Multimode-Lichtwellenleiter zu koppeln. Als Standardverfahren gilt die stumpfe Kopplung der Laserdiode mit dem Lichtwellenleiter, bei der der Lichtwellenleiter möglichst nahe an der emittierenden Fläche der Laserdiode angeordnet wird. Die Ausgabe bzw. der Ausgang einer typischen Laserdiode hat eine sehr hohe Winkeldivergenz in senkrechter Richtung zur Diodensperrschicht bzw. -übergangsschicht mit einer typischen numerischen Apertur (NA) von 0,4 bis 0,6. Die numerische Apertur ist der Sinus des Halbwinkels der Diodenemission. In paralleler Richtung zur Sperrschicht ist die NA wesentlich geringer, normalerweise dreimal kleiner.

Zur wirksamen Kopplung mit einer Laserdiode muß ein Multimode-Lichtwellenleiter einen Akzeptanzwinkel oder eine NA haben, die mit der NA der Laserdiode vergleichbar ist. Ein idealer Multimode-Lichtwellenleiter zur Kopplung mit einer Laserdiode hätte eine NA von 0,3 oder mehr. Ein solcher Multimode-Lichtwellenleiter ist etwas schwierig zu gestalten, da er einen Mantel mit einer sehr niedrigen Brechzahl erfordert. Da außerdem die von der Laserdiode emittierte Energie schnell divergiert, muß das Ende des Lichtwellenleiters sehr nahe an der Diodenstirnfläche plaziert werden, mit der er zu koppeln ist. Um eine solche Plazierung genau zu erreichen, sind sehr enge mechanische Toleranzen erforderlich, und es können praktische Herstellüngsprobleme infolge von optischer Rückkopp- lung zur Laserdiode auftreten.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine bequeme Möglichkeit zur Kopplung eines Multimode-Lichtweilenleiters mit geringer NA mit einer Laserdiode bereitzustellen. Die resultierende Ausgabe des Leiters mit geringer NA kann eine starke Helligkeit haben, wobei Helligkeit als W/cm²/Raumwinkeleinheit definiert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gamäß der vorliegenden Erfindung ist ein Lasersystem gamäß Anspruch 1 vorgesehen.

Eine Mikrolinse, z. B. ein Multimode-Lichtwellenleiter mit kleinem Durchmesser, wird verwendet, um die Ausgabeemissionen einer Laserdiode vor stumpfer Kopplung des Ausgangs der Laserdiode mit einem Lichtwellenleiter zu bündeln. Der als Mikrolinse verwendete Lichtwellenleiter ist so ausgewählt, daß sein Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser des mit der Laserdiode zu koppelnden Leiters ist. Die Bündelung erfolgt in der Richtung der hohen NA der Ausgabe der Laserdiode.

Zur optimalen Kopplung ist der Durchmesser des stumpf gekoppelten Leiters vorzugsweise so ausgewählt, daß er 20 bis 50 % größer als die Seitenabmessung der Laserdiode einer Di- odengruppe ist. In diesem Fall ist der Durchmesser der bündelnden Mikrolinse so ausgewählt, daß er etwa gleich diesem Durchmesser ist. Die NA des stumpf gekoppelten Leiters ist so ausgewählt, daß sie etwa gleich der niedrigen NA-Richtung der Diode ist, normalerweise 0,1 bis 0,2. Die Mikrolinse und das stumpf gekoppelte Ende des Leiters können mit einer Antire- flexionsschicht versehen sein, um Reflexionen von diesen Oberflächen zu verringern. Die Mikrolinse ist so orientiert, daß sie die hohe numerische Aperturrichtung der Laserdiodenausgabe bündelt.

In einer gegenwärtig bevörzugten Ausführungsform kann der stumpf gekoppelte Leiter eine rechtwinklige Form haben, um die Gesamtglasmenge im Leiter zu verringern. Die Breite des Leiters ist so ausgewählt, daß sie geringfügig größer (etwa 20 bis 50 % größer) als die Diodenemissionsfläche ist. Die Höhe ist so ausgewählt, daß sie möglichst klein ist, normalerweise rund 30 bis 50 Mikrometer. Der Durchmesser der Mi- krolinse sollte dann so ausgewählt sein, daß er annähernd gleich der Höhe des Rechtecks ist.

Die Anordnung der Erfindung zur Vorbündelung eines Di- odenemitters läßt sich leicht auf einen Laserdiodenbalken oder -block bzw. eine Reihe von Laserdioden erweitern, indem die Leitervorbündelungslinse der Länge des Balkens oder Blocks bzw. der Reihe nach verlängert wird. Eine Gruppe aus Leitern mit einem Abstand in Ubereinstimmung mit der Dioden- trennung am Balken kann mit dem Diodenbalken stumpf gekoppelt werden, was zu einer Kopplung von Diodenbalken mit Leitergruppen mit sehr hohem Wirkungsgrad führt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht einer Anordnung zum Einkoppeln der Ausgabe von einem Laserdiodenbalken in ein Lichtwellenleiter-Bündel.
2 ist ein Diagramm der Ausgabeleistung von einem Leiterbündel als Funktion der Eingabeleistung in das Leiterbündel in einem System gemäß 1.
3 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften Ausführungsform, die als Pumpquelle für ein Lasersystem verwendet wird.
4 ist eine Perspektivansicht einer derzeit bevorzugten erfindungsgemäßen Anordnung zum Einkoppeln der Ausgabe von einem Laserdiodenbalken in ein Lichtwelhenleiter-Bündel.
NÄHERE BESCHREIBUNG
Festgestellt wurde, daß durch Verwendung einer Mikrolinse zur Bündelung der Laserdiode vor stumpfer Kopplung mit einem Lichtwellenleiter die Kopplung wirksam wesentlich verbessert wird und Leiter mit einer geringen NA (0,1) verwendet werden können. Außerdem wurde festgestellt, daß ein Stück eines Multimode-Lichtwellenleiters als preiswerte Mikrolinse dienen kann. Der Lichtwellenleiter sollte so ausgewählt sein, daß sein Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser des mit der Laserdiode zu koppelnden Lichtwellenleiters ist. Durch Bündelung der hohen NA-Richtung der Emission von einer Laserdiode kann sich der stumpf gekoppelte Leiter in größerer Entfernung von einer Laserdiode befinden (er kann nunmehr einen Abstand von mehreren hundert Mikrometern von der Emissionsfläche der Laserdiode haben), wodurch die Anforderungen an die mechanischen Toleranzen der Zusammenstellung verringert werden.
In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Mikrolinse einen Zylinderquerschnitt. Der Fachmann wird jedoch erkennen, daß sich andere Querschnittformen, z. B. elliptische oder hyperbolische, als nützlich in der Erfindung zur Korrektur spezieller sphärischer Aberrationen erweisen könnten, was nach dem Stand der Technik bekannt ist, z. B. nach Kingsdale "Lens Design Fundamentals", Academic Press 1978.
Zur bekannten Anordnung zur Einkopplung der Ausgabe eines Laserdiodenbalkens mit mehreren Emittern in mehrere Lichtwellenleiter, die Teil eines Leiterbündels sein können, gehört das Plazieren des Endes jedes Lichtwellenleiters sehr nahe an der Diodenstirnfläche, mit der er zu koppeln ist, da die von der Laserdiode emittierte Energie schnell divergiert. Eine genaue Plazierung des Leiterendes gegenüber der Laserdiode erfordert sehr enge mechanische Toleranzen und führt somit zu praktischen Herstellungsproblemen.
Außerdem hat die Ausgabe von einer typischen Laserdiode eine sehr hohe Winkeldivergenz in senkrechter Richtung zur Diodensperrschicht mit einer typischen NA von 0,5 bis 0,6. In paralleler Richtung zur Sperrschicht ist die NA wesentlich geringer, normalerweise dreimal kleiner. Ein Multimode-Lichtwellenleiter mit einer NA in idealer Anpassung an die Laserdiodenausgabe wurde einen Mantel mit sehr niedriger Brechzahl erfordern. Einen solchen Leiter herzustellen, ist schwierig.
Die Erfindung löst diese praktischen Probleme und stellt eine Lösung bereit, die die kritischen Plazierungsprobleme der bekannten Anordnung vermeidet und mit der leicht verfüg- bare Multimode-Lichtwellenleiter genutzt werden können.
Zunächst weist gemäß 1 eine Anordnung, ähnlich zu der in EP 0 486 175 A2 gezeigten Anordnug, zum Einkoppeln der. von einem Laserdiodenbalken 10 mit mehreren Emittern 12, 14 und 16 emittierten Strahlung in Multimode-Lichtwellenleiter 18, 20 und 22, die Teil eines Licht- wellenleiter-Bündels 24 sein können, eine zwischen den Emissionsflächen der Emitter 12, 14 und 16 und den Enden der Multimode-Lichtwellenleiter 18, 20 und 22 plazierte Mikrolinse 26 auf. Der optimale Abstand der Mikrolinse 26 von den Emis sionsflächen der Emitterstirnflächen läßt sich mit folgender Gleichung bestimmen: d = R(2 – n)/2(n – 1), worin sind: d die Entfernung von der Laserdiode zur Linse, n die Brechzahl der Lichtwellenleiter-Linse und R der Radius des Lichtwellenleiters. Eine Entfernung von annähernd 60 Mikrometern von der nahen Kante der Mikrolinse zur Diodenstirnfläche ist zufriedenstellend für einen Leiter mit 250 Mikrometer Durchmesser und einer Brechzahl von 1,5. Der optimale Abstand des Licht- wellenleiter-Endes von der Mikrolinse sollte möglichst klein sein.
Mitunter können. andere Abbildungen als Bündelung er- wünscht sein und sollen vom Schutzumfang der Erfindung erfaßt sein. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, die stark di- vergente Äbstrahlung von einem Laserdiodenemitter zu refokus- sieren, um innerhalb der Apertur eines Lichtwellenleiters mit kleinem Durchmesser oder rechtwinkligen Lichtwellenleiters zu bleiben, in den die Laserdiodenstrahlung einzukoppeln ist. Die verschiedenen Dioden-Linsen-Entfernungen d und andere Aufbauparameter für solche Anwendungen lassen sich vom Fachmann leicht anhand leicht verfügbarer Arbeiten bestimmen, z. B. nach F. Jenkins und H. White "Fundamentals of Optics", McGraw-Hill, 4. Ausgabe 1976, Kapitel 3, Seiten 44 bis 57.
Zur optimalen Kopplung ist der Durchmesser des zu koppelnden Lichtwellenleiters normalerweise so gewählt, daß er 20 bis 50 % größer als die Seitenabmessung der Laserdiode ei- ner Diodengruppe ist. Beispielsweise ist bei einer Laserdi- odengruppe mit einem Emitter mit einer 200 Mikrometer breiten Fläche der Lichtwellenleiter so ausgewählt, daß sein Durchmesser annähernd 250 Mikrometer beträgt.
In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser der Mikrolinse 26 so ausgewählt, daß er etwa gleich dem Durchmesser des zu koppelnden Lichtwellenleiters ist. Der Durchmesser der Mikrolinse 26 kann so ausgewählt sein, daß er kleiner als der Durchmesser des zu koppelnden Lichtwellenleiters ohne Verlust an Kopplungswirkungsgrad ist. Bei Verwendung solcher kleineren Durchmesser der Mikrolinse erschwert sich jedoch die Ausrichtung der Mikrolinse.
Die Mikrolinse 26 muß sorgfältig gegenüber den Ausgabestirnflächen des Laserdiodenbalkens angeordnet sein, um sie richtig zu bündeln. Erreichen läßt sich dies, indem die Mikrolinse akkurat ausgerichtet und an ihrer Verwendungsstelle mit einem geeigneten Epoxidklebstoff angebracht wird, z. B. mit Tra-Bond BB-2151, erhältlich von der Firma Tra-Con, Medford, Massachusetts.
Die. NA des zu koppelnden Lichtwellenleiters ist so aus- gewählt, daß sie etwa gleich der niedrigen. NA-Richtung der Diode ist, normalerweise 0,1 bis 0,15. Diese Kombination aus Mikrolinse und Lichtwellenleiter ergibt eine mehr als 80 %ige Einkopplung der von der Laserdiode emittierten Energie in den Multimode-Lichtwellenleiter. Die Mikrolinse und das stumpf gekoppelte Ende des Leiters können mit einer Antireflexionsschicht versehen sein, um Reflexionen von diesen Oberflächen zu Verringern.
Gemäß 1 können die Lichtwellenleiter 18, 20 und 22 einen rechtwinkligen Querschnitt haben, um die Gesamtglasmen- ge im Leiter zu reduzieren. Vorzugsweise ist die Breite eines solchen rechtwinkligen Leiters so ausgewählt, daß sie gering fügig größer als die Diodenemissionsfläche ist. Die Höhe ist möglichst klein ausgewählt, wobei rund 30 bis 50 Mikrometer typisch sind. Kleinere Höhen als 30 bis 50 Mikrometer können verwendet werden, erschweren jedoch die Ausrichtung. Vorzugs- weise ist der Innendurchmesser der Mikrolinse 26 dann so aus- gewählt, daß er gleich der Höhe des Rechtecks ist, im darge- stellten Beispiel 30 bis 50 Mikrometer. Die resultierende Leiterausgabe ist heller, da die gesamte Emissionsfläche kleiner ist.
Gemäß 1 kann die Anordnung zur Vor- bündelung eines einzelnen Laserdiodenemitters leicht auf einen Laserdiodenbalken erweitert werden, der mehrere Laserdi- odenemitter enthält, indem die Mikrolinse 26 der Länge des Balkens nach verlängert wird, um die Ausgabestrahlung von den mehreren Emittern der Länge des Balkens nach abzufangen. Eine Gruppe aus Lichtwellenleitern mit Abständen in Übereinstimmung mit der Diodentrennung am Balken kann wirksam mit dem Laserdiodenbalken 10 stumpf gekoppelt werden, was zu einer Kopplung von Diodenbalken mit Leitergruppen mit sehr hohem Wirkungsgrad führt. Im zuvor dargestellten Beispiel erfolgte eine Kopplung von zehn 1-Watt-Laserdiodenemittern, die in ei- nem 1-cm-Diodenbalken enthalten waren, wobei jeder Emitter einen 200 Mikrometer breiten Emissionsbereich hatte, erhältlich von der Firma Spectra Diode Labs, San Jose, California, mit einer Leitergruppe aus 10 Lichtwellenleitern, jeder mit einem Durchmesser von 250 Mikrometern und einer Ausgabe-NA von 0,11, unter Verwendung einer Lichtwellenleiter-Linse mit 250 Mikrometern Durchmesser, die einen Abstand von annähernd 50 Mikrometern von den Emissionsflächen der Dioden und etwa 300 Mikrometern von den Enden der Lichtwellenleiter hatte. Der Gesamtkopplungswirkungsgrad dieser Anordnung wurde mit etwa 90 % gemäß dem Diagramm von 2 gemessen.
Der Ausgabedurchmesser des resultierenden Leiterbündels. beträgt etwa 1 mm, und die NA beträgt 0,11. Werden Emissionsbereiche mit kleinerem Durchmesser benötigt (z. B. 0,33 mm zum Pumpen eines Festkörperlasers), kann die Emissionsfläche des Lichtwellenleiter-Bündels, was dem Fachmann bekannt ist, durch Verwendung einer einfachen Linse mit hoher NA verkleinert werden, um den Abbildungsdurchmesser der Ausgabe des Leiterbündels auf geeignete Weise zu verringern.
Eine solche Anordnung ist für vielfältige Anwendungen nützlich.
Eine solche Anwendung ist eine Pumpquelle für ein Lasersystem. Als Beispiel zeigt 3 ein Blockschaltbild, das ver- anschaulicht, wie die Erfindung als Pumpquelle für einen Festkörperlaser verwendet werden kann, wenngleich der Fach- mann erkennen wird, daß dieses Prinzip zum Pumpen anderer Arten von Lasersystemen auf andere Weise anwendbar ist.
Gemäß 3 bilden ein Balken 30 aus dotiertem Festkör- perlasermaterial und ein Ausgabekoppler 32 einen Laserhohl- raum 34. Wie der Fachmann erkennen wird, kann das Ende des Laserhohlraums 34 eine hochreflektierende Beschichtung auf der Fläche des Balkens 30 sein. Ein Lichtwellenleiter-Bündel 36, in das Laserdiodenstrahlung eingekoppelt wurde, endet an einem Ausgabekoppler 38 auf die bekannte Weise. Eine Abbildungslinse 40 mit einer Brennweite f ist im optischen Strahlengang vom Lichtwellenleiter-Bündel 36 in einer Entfernung von 4f von der Oberfläche des Ausgabekopplers 38 und ineiner Entfernung von 4f/3 von der ein Ende des Laserhohlraums 34 bildenden Fläche des Balkens 30 angeordnet. Dem Fachmann wird deutlich sein, daß ändere Entfernungen je nach gewünschter optischer Kopplung eingesetzt werden können. Die speziellen Entfernungen, die in speziellen Ausführungsformen zum Einsatz kommen, hängen völlig von der gewünschten optischen Kopplung ab, und eine Auswahl spezieller Entfernungen zur Erreichung spezieller Ziele ist dem Fachmann problemlos möglich.
Der Fachmann wird die in 3 offenbarte Geometrie als endgepumpte Hohlraumgeometrie erkennen, ihm wird jedoch so- fort deutlich sein, daß die anhand von 3 offenbarte Anordnung leicht zum Seitenpumpen eines Laserholraums mit mi- nimaler und trivialer Umstellung genutzt Werden könnte.
Eine wichtige Überlegung bei der Gestaltung optischer Ausgabesysteme hoher Energie der hierin beschriebenen Art ist die Lagestabilität der optischen Komponenten über die im nor malen Systembetrieb zu erwartenden Temperaturbereiche. Die Wärmekennwerte von Lichtwellenleitern, z. B. den zur Verwen- dung als Leiterlinsen in der Erfindung geeigneten, sind so, daß die Leiterlinse während der Wärmezyklen zur Wölbung neigen, kann, wenn sie so angeordnet ist, daß ihre beiden Enden fixiert sind. Angesichts der kleinen Abstände zwischen den optischen Elementen in einem typischen System, in dem die Er- findung genutzt werden kann, können selbst kleine Wölbungen infolge von Wärmeauswanderungen unzulässig sein. Gemäß der Erfindung ist eine erfindungsgemäße Lichtwellenleiter-Linse so angebracht, daß die durch Wärmedehnung im Betrieb verursachten Probleme vermieden wer- den.
4 zeigt eine Perspektivansicht einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtwel- lenleiter-Anordnung zur Einkopplung der Ausgabe von einem La- serdiodenbalken in ein Lichtwellenleiter-Bündel. In der Ausführungsform von 4 weist eine erfindungsgemäß konfigu- rierte Zusammenstellung einen Laserdiodenbalken 10 auf, der an einem Montageteil 40 angeordnet ist. Bekanntlich kann das Montageteil 40 ein Material aufweisen, das zur Gewährleistung des Wärmeübergangs vom Laserdiodenbalken 10 geeignet ist, und ist vorzugsweise aus einem Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet, der dem des Laserdiodenbalkens 10 entspricht. Der Laserdiodenbalken 10 ist am Montageteil 40 durch eine Kontaktplatte 42 angeklemmt, die durch eine Befe- stigungseinrichtung an ihrer Verwendungsstelle gehalten wird, z. B. durch die drei Schrauben 44 gemäß 4. Hinten am Klemmteil 42 ist ein Abstandhalter 46 vorgesehen. Darstellungsgemäß ist der hintere Abschnitt des Klemmteils 42 als Flachsteckeranschluß 48 geformt, wodurch ein Stromversorgungspotential unschwer zum Laserdiodenbalken 10 geführt werden kann.
Ein erstes Ende einer Lichtwellenleiter-Linse 26 kann in einer festen Position in einer ausgewählten Entfernung von den Emissionsflächen des Laserdiodenbalkens 10 durch eine von mehreren bekannten Befestigungseinrichtungen gehalten werden, u. a., aber nicht ausschließlich, eine (nicht gezeigte) Druckklemme und ein Tropfen Epoxidharz 50, z. B. Tra-Con 2151, erhältlich von der Firma Tra-Con, Incorporated, Med- ford, Massachusetts. Das andere Ende der Lichtwellenleiter-Linse 26 ist längs seiner Achse verschiebbar montiert. Dies läßt sich auf verschiedene Weise erreichen.
Gemäß 4 ist eine Zylinderklemme 52 mit einer Innenhülse (Spielpassung) 54 versehen, die aus einer Länge eines Hohlrohrs mit Präzisionsbohrung gebildet sein kann. Das Rohr kann aus Quarz, Saphir, Polyimid usw. hergestellt sein. Geeignete Rohre können von der Firma Polymicro Technologies, Phoenix, Arizona bezogen werden. Der Außendurchmesser des Lichtwellen- leiters sollte dem Innendurchmesser des Rohrs entsprechen.
Die Zylinderklemme 52 ist am Montageteil 40 in einer solchen Position befestigt, daß die Achse der Zylinderöffnung der Zylinderklemme 52 und der Innenhülse 54 auf der Achse der Lichtwellenleiter-Linse 26 liegen. Damit ist das zweite Ende der Zichtwellenleiter-Linse 26 verschiebbar in der Zylinder- öffnung der Zylinderklemme 52 positioniert. Alternativ kann ein erstes Ende des Lichtwellenleiters 26 am Montageteil 40 mit einem Tropfen eines nichtnetzenden oder haftungsfreien Klebstoff befestigt werden. Nach Aushärtung verhindert der Klebstoff die Bewegung des Leiters in eine Richtung längs seiner Achse.
Indem die Lichtwellenleiter-Linse 26 gemäß der hierin beschriebenen Lehre angebracht wird, ergibt sich eine ther- misch stabile Konfiguration. Dadurch kann das optische System über einen größeren Temperaturbereich stabil betrieben wer- den.
Offenbart wurde eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungs- form der Erfindung. Anhand der Offenbarung im Zusammenhang mit den Zeichnungen kann der Fachmann Anderungen und Abwand lungen an den spezifisch beschriebenen Ausführungsformen vor- nehmen, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche beschränkt sein soll.
Die vorstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll veranschaulichenden und beschreibenden Zwecken dienen. Sie soll weder erschöpfend sein, noch die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen ein schränken. Klar ist, daß dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen und Varianten deutlich sein werden.

Claims

Lasersystem mit: einem Laserdiodenbalken (10), wobei der Diodenbalken mehrere Emitterbereiche (12, 14, 16) hat, jeder emittierende Bereich eine Ausgabefläche hat, und der Diodenbalken eine Ausgabe in einer Richtung einer hohen numerischen Apertur sowie einer Richtung einer niedrigen numerischen Apertur hat, einer länglichen Mikrolinse (26) mit einer Linearachse, die im wesentlichen senkrecht zu dem Emissionsstrahlengang von den Emitterbereichen orientiert, in dem Emissionsgang der Emitterbereiche positioniert und von dem Diodenbalken um eine Entfernung beabstandet ist, die so ausgewählt ist, daß eine gewünschte Modifikation der Divergenz der Ausgabe des Diodenbalkens in seiner Richtung der hohen numerischen Apertur erreicht wird, wobei die Halterung der Mikrolinse so angelegt ist, daß sie eine thermische Ausdehnung in der axialen Richtung erlaubt und eine Verbiegung der Mikrolinse aufgrund der thermischen Ausdehnung während des Betriebes vermeidet.
Lasersystem nach Anspruch 1, wobei ein erstes Ende der Mikrolinse in einer ersten Position gehalten wird und ein zweites Ende der Mikrolinse entlang ihrer Achse gleitend verschiebbar gehalten wird.
Lasersystem nach Anspruch 2, wobei das erste Ende mit einer Druckklemme gesichert ist.
Lasersystem nach Anspruch 2, wobei das erste Ende durch ein Epoxidharz gesichert ist.
Lasersystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei das zweite Ende innerhalb einer Klemme gleitend verschiebbar montiert ist.
Lasersystem nach Anspruch 5, wobei das zweite Ende in eine Hülse mit Spielpassung, die von der Klemme aufgenommen wird, eingelegt ist.
Lasersystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das weiterhin eine Stromversorgung aufweist, die mit dem Laserdiodenbalken verbunden ist.
Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher darüber hinaus eine oder mehrere optische Lichtwellenleiter (18, 20, 22) aufweist, die derart positioniert sind, daß er Licht von der aus den Emitterbereichen des Diodenbalkens und der Mikrolinse bestehenden Kombination aufnimmt.
Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Divergenz des Ausgangs des Laserdiodenbalkens (10) in der Richtung seiner hohen numerischen Apertur durch die Mikrolinse (26) reduziert ist.
Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausgang des Laserdiodenbalkens (10) in der Richtung seiner hohen numerischen Apertur von der Mikronlinse (26) fokussiert wird.
Lasersystem nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Ausgabeflächen der Emitterbereiche (12, 14, 16) von der Mikrolinse (26) in Richtung der hohen numerischen Apertur auf eine ausgewählte Ebene abgebildet werden.
Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Ausgabeflächen der Emitterbereiche (12, 14, 16) in Richtung der hohen numerischen Apertur auf eine gewählte Ebene von der Mikrolinse (26) übertragen bzw. ausgerichtet werden.
Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrolinse (26) eine im wesentlichen runde Querschnittsgeometrie hat.
Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Mikrolinse (26) einen nicht runden Querschnitt hat, wobei der Querschnitt so gewählt ist, daß man eine gewünschte optische Modifikation an dem Ausgang des Diodenbalkens (10) in Richtung seiner hohen numerischen Apertur bereitstellt.
Lasersystem nach Anspruch 8, wobei die Ausgabeflächen der Emitterbereiche (12, 14, 16) in Richtung der hohen numerischen Apertur von der Mikrolinse in eine ausgewählte Ebene abgebildet werden, wobei eine oder mehrere der optischen Lichtwellenleiter nahe der ausgewählten Ebene positioniert sind.
Lasersystem nach Anspruch 8, wobei die Ausgabeflächen der Emitterregionen in der Richtung der hohen numerischen Apertur von der Mikrolinse auf eine ausgewählte Ebenen übertragen bzw. ausgerichtet werden, wobei eine oder mehrere oder optischen Lichtwellenleiter nahe der ausgewählten Ebene positioniert sind.
Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrolinse ein optischer Lichtwellenleiter ist.