激光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光装置，包括：第一激光单元，其发射沿第一方向传播的激光束；至少一个第二激光单元，其发射沿第二方向传播的激光束，所述第二方向不同于第一方向；以及偏振耦合机构，其设置使得该偏振耦合机构能将第一激光单元的沿第一方向偏振的激光束与第二激光单元的沿第二方向偏振的激光束这样耦合，使得通过所述两个激光束的共线叠加能够获得合成的第一激光束。偏振耦合机构构成为偏振耦合棱镜，所述偏振耦合棱镜具有光入射面、反射面和光出射面，并且第二激光单元设置使得第二激光单元的激光束能这样入射到光出射面上，使得该激光束能在所述光出射面上沿如下方向反射，所述方向对应于第一激光单元的在光出射面上折射的激光束的传播方向。

Laser device

The invention relates to a laser device, comprising: a first laser unit, which emits a laser beam along a first direction of propagation; at least one of the second laser unit, which emits a laser beam propagating along the second direction, the second direction different from the first direction; and the polarization coupling mechanism, the set makes the polarization coupling mechanism can be along the first direction of polarized laser beam first laser unit and second unit of laser polarization along the second direction of the laser beam so that the coupling through the two laser beam collinear superposition can obtain the first laser beam synthesis. The polarization coupling mechanism for polarization coupling prism, the polarization coupling prism has a light incidence surface, the reflecting surface and the light emitting surface, and a second laser unit is provided to make the laser beam of second laser unit that is incident to the light emitting surface, the laser beam in the light emitting surface of the following the direction of reflection, the propagation direction of the laser beam direction corresponding to the first laser unit in the refraction of the light emergent surface of the.

【技术实现步骤摘要】
激光装置
本专利技术涉及一种激光装置，所述激光装置包括：第一激光单元，所述第一激光单元在运行期间能发射沿第一方向传播的激光束；至少一个第二激光单元，所述至少一个第二激光单元在运行期间能发射沿第二方向传播的激光束，所述第二方向不同于第一方向并且优选正交于第一方向定向；以及偏振耦合机构，所述偏振耦合机构设置并且构成使得该偏振耦合机构能将第一激光单元的沿第一方向偏振的激光束与第二激光单元的沿第二方向偏振的激光束这样耦合，使得通过所述两个激光束的共线叠加能获得合成的第一激光束。
技术介绍
开头所提及的类型的激光装置由现有技术以不同的实施方式已知并且例如具有以激光二极管棒或激光二极管棒堆的形式的半导体激光元件，所述堆通常也称为“堆栈(Stack)”。在所提及的类型的激光装置中，由各个激光二极管棒或激光二极管棒堆发射的被不同地线性偏振的光可以借助偏振耦合机构合并成一个合成的激光束并且随后利用相应的光学装置例如直接聚焦到要加工的工件上或引入到光导纤维中。在偏振耦合中，至少两个不同地线性偏振的尤其是垂直于彼此偏振的沿两个不同的尤其是彼此正交的空间方向传播的激光束借助偏振耦合机构耦合并且由此共线地叠加成一个合成的激光束。这种偏振耦合机构通常构成为具有介电涂层的镜，所述涂层例如对于垂直于入射面的偏振方向理想地具有反射率Rs＝100％并且对于平行于入射面的偏振方向理想地具有反射率Rp＝0％。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种开头提及的类型的激光装置，所述激光装置能够以可选的方式实现至少两个不同地线性偏振的激光束的偏振耦合。该任务的解决方案提供一种开头提及的类型的具有权利要求1特征部分的特征的激光装置。从属权利要求涉及本专利技术的有利的进一步扩展方案。按照本专利技术的激光装置的特征在于，偏振耦合机构构成为偏振耦合棱镜，所述偏振耦合棱镜包括光入射面、反射面和光出射面，第一激光单元的激光束能通过所述光入射面入射到偏振耦合棱镜中，所述反射面相对于光入射面这样设置，使得第一激光单元的激光束以如下角度入射到反射面上，所述角度大于内部全反射的临界角，第一激光单元的激光束在反射面上内部全反射之后能通过所述光出射面从偏振耦合棱镜出射并且在该光出射面上折射，并且第二激光单元相对于偏振耦合棱镜这样设置，使得第二激光单元的激光束能这样入射到光出射面上，使得该激光束能在所述光出射面上沿如下方向反射，所述方向对应于第一激光单元的在光出射面上折射的激光束的传播方向，从而通过所述两个激光束的共线叠加能够获得合成的第一激光束。按照本专利技术的激光装置能够以可选的方式实现所述至少两个不同地线性偏振的激光束的偏振耦合，借助所述激光束能够在保持光束质量的情况下获得合成的第一激光束，所述第一激光束的功率基本上等于第一激光单元的偏振的激光束和第二激光单元的偏振的激光束的功率的总和。为了避免或至少减少在第一激光单元的激光束入射到光入射面上时可能的反射损失，在一种有利的实施方式中提出，偏振耦合棱镜的光入射面具有防反射涂层。优选地，在此可以涉及防反射的介电涂层。在一种特别有利的实施方式中可以规定，偏振耦合棱镜的光出射面具有介电涂层，所述涂层对于第一激光单元的沿第一方向偏振的激光束具有反射率RP＝0％和透射率TP＝100％。通过该措施能够以有利的方式避免在第一激光单元的在反射面上全反射的激光束入射到光出射面上时的反射损失。在一种有利的实施方式中存在如下可能性，即，介电涂层对于第二激光单元的沿第二方向偏振的激光束具有反射率RS＝100％和透射率TS＝0％。由此能够以有利的方式同样避免在第二激光单元的激光束入射到光出射面上时的透射损失。优选地，偏振耦合棱镜可以相对于第一激光单元这样设置，使得第一激光单元的激光束平行于表面法线指向地入射到光入射面上。通过使第一激光单元的偏振的激光束这样垂直地入射到光入射面上，对于第一激光单元的该偏振的激光束的光路实现高的透射率。在一种优选的实施方式中提出，第一激光单元的激光束沿平行于入射面的方向偏振，该激光束在所述入射面中入射到偏振耦合棱镜上。优选地，第二激光单元的激光束可以沿垂直于入射面的方向偏振，该激光束在所述入射面中入射到偏振耦合棱镜上。因此，尤其是所述两个激光束可以彼此正交地偏振。在一种有利的实施方式中存在如下可能性，即，第一激光单元的激光束具有与第二激光单元的激光束的中心波长λ1相同的中心波长λ1。在一种特别有利的进一步扩展方案中提出，激光装置包括至少一个第三激光单元并且包括波长耦合机构，所述至少一个第三激光单元在运行期间能发射激光束，所述波长耦合机构在激光装置的光路中这样设置，使得该波长耦合机构能将偏振耦合的合成的第一激光束与第三激光单元的激光束共线地叠加，从而能够获得合成的第二激光束。通过该波长耦合能够进一步提高激光装置的功率。波长耦合机构优选可以构成为具有多层介电涂层的镜。由此能够实现高效的波长耦合。在一种优选的实施方式中提出，波长耦合机构、尤其是所述镜这样设置在激光装置的光路中，使得合成的第一激光束和第三激光单元的激光束在入射到波长耦合机构上时相互间形成>90°的角度。在一种有利的实施方式中提出，第三激光单元的激光束具有与第一激光单元和第二激光单元的激光束的中心波长λ1不同的中心波长λ2。在一种优选的实施方式中可以规定，所述镜的介电涂层构成使得该涂层对于如下入射角并且对于如下激光束具有透射率Tλ2＝100％和反射率Rλ2＝0％，由第三激光单元发射的该激光束以该入射角入射到所述镜上。通过该措施能够实现由第三激光单元发射的激光束的最大透射。在一种特别优选的实施方式中存在如下可能性，即，所述镜的介电涂层构成使得该涂层对于如下入射角具有反射率Rλ1＝100％和透射率Tλ1＝0％，偏振耦合的合成的第一激光束以所述入射角入射到所述镜上。由此能够以有利的方式阻止透射损失。在此介绍的激光装置尤其是能够实现优选构成为镜的波长耦合机构的较简单的构造，该波长耦合机构的介电涂层可以比在常规的波长耦合机构的情况下具有显著更少的层，在该激光装置中，具有中心波长λ1的偏振耦合的合成的第一激光束和第三激光单元的具有中心波长λ2的激光束在入射到波长耦合机构上时优选相互间形成>90°的角度。由此能够减少用于制造波长耦合机构的费用。此外能够以有利的方式减少吸收效应。当镜的介电涂层的层数量相比于常规的用作波长耦合机构的镜不减少时，通过偏振耦合获得的合成的第一激光束能与第三激光单元的激光束耦合，其中，波长差别Δλ＝λ2–λ1可以比在现有技术中小。因此能够以有利的方式耦合较狭窄的波长λ1、λ2。按照另一方面，本专利技术涉及一种激光装置，该激光装置包括：第一激光单元，所述第一激光单元在运行期间能发射具有中心波长的沿第一偏振方向偏振的激光束，该激光束沿第一方向传播；至少一个第二激光单元，所述至少一个第二激光单元在运行期间能发射沿第一偏振方向偏振的激光束，该激光束具有与第一激光单元的激光束的中心波长不同的中心波长并且该激光束沿与第一方向且优选正交于第一方向定向不同的第二方向传播；以及波长耦合机构，所述波长耦合机构设置并且构成使得该波长耦合机构能将第一激光单元的激光束和第二激光单元的激光束这样耦合，使得通过所述两个激光束的共线叠加能够获得合成的第一激光束。为了激光束的波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光装置(1)，其包括第一激光单元(2)，所述第一激光单元在运行期间能发射沿第一方向(x)传播的激光束(5)；至少一个第二激光单元(3)，所述第二激光单元在运行期间可以发射沿第二方向(z)传播的激光束(6)，所述第二方向不同于第一方向(x)并且优选正交于第一方向(x)定向；以及偏振耦合机构，所述偏振耦合机构设置并且构成使得该偏振耦合机构能将第一激光单元(2)的沿第一方向偏振的激光束(5)与第二激光单元(3)的沿第二方向偏振的激光束(6)这样耦合，使得通过所述两个激光束(5、6)的共线叠加能够获得合成的第一激光束(9)，其特征在于，所述偏振耦合机构构成为偏振耦合棱镜(8)，所述偏振耦合棱镜具有光入射面(80)、反射面(81)和光出射面(82)，第一激光单元(2)的激光束(5)通过所述光入射面能入射到偏振耦合棱镜(8)中，所述反射面相对于光入射面(80)这样设置，使得第一激光单元(2)的激光束(5)以大于内部全反射的临界角的角度入射到反射面(81)上，第一激光单元(2)的激光束(5)在反射面(81)上内部全反射之后能通过所述光出射面从偏振耦合棱镜(8)出射并且在该光出射面上折射，并且第二激光单元(3)相对于偏振耦合棱镜(8)这样设置，使得第二激光单元(3)的激光束(6)可以这样入射到光出射面(82)上，使得所述激光束能在所述光出射面上沿如下方向反射，所述方向对应于第一激光单元(2)的在光出射面(82)上折射的激光束(5)的传播方向，从而通过所述两个激光束(5、6)的共线叠加能够获得合成的第一激光束(9)。...

【技术特征摘要】
2016.04.19 EP 16166015.41.激光装置(1)，其包括第一激光单元(2)，所述第一激光单元在运行期间能发射沿第一方向(x)传播的激光束(5)；至少一个第二激光单元(3)，所述第二激光单元在运行期间可以发射沿第二方向(z)传播的激光束(6)，所述第二方向不同于第一方向(x)并且优选正交于第一方向(x)定向；以及偏振耦合机构，所述偏振耦合机构设置并且构成使得该偏振耦合机构能将第一激光单元(2)的沿第一方向偏振的激光束(5)与第二激光单元(3)的沿第二方向偏振的激光束(6)这样耦合，使得通过所述两个激光束(5、6)的共线叠加能够获得合成的第一激光束(9)，其特征在于，所述偏振耦合机构构成为偏振耦合棱镜(8)，所述偏振耦合棱镜具有光入射面(80)、反射面(81)和光出射面(82)，第一激光单元(2)的激光束(5)通过所述光入射面能入射到偏振耦合棱镜(8)中，所述反射面相对于光入射面(80)这样设置，使得第一激光单元(2)的激光束(5)以大于内部全反射的临界角的角度入射到反射面(81)上，第一激光单元(2)的激光束(5)在反射面(81)上内部全反射之后能通过所述光出射面从偏振耦合棱镜(8)出射并且在该光出射面上折射，并且第二激光单元(3)相对于偏振耦合棱镜(8)这样设置，使得第二激光单元(3)的激光束(6)可以这样入射到光出射面(82)上，使得所述激光束能在所述光出射面上沿如下方向反射，所述方向对应于第一激光单元(2)的在光出射面(82)上折射的激光束(5)的传播方向，从而通过所述两个激光束(5、6)的共线叠加能够获得合成的第一激光束(9)。2.按照权利要求1所述的激光装置(1)，其特征在于，偏振耦合棱镜(8)的光入射面(80)具有防反射涂层(800)。3.按照权利要求1或2之一所述的激光装置(1)，其特征在于，偏振耦合棱镜(8)的光出射面(82)具有介电涂层(820)，所述涂层对于第一激光单元(2)的沿第一方向偏振的激光束(5)具有反射率RP＝0％和透射率TP＝100％。4.按照权利要求3所述的激光装置(1)，其特征在于，所述介电涂层(820)对于第二激光单元(3)的沿第二方向偏振的激光束(6)具有反射率RS＝100％和透射率TS＝0％。5.按照权利要求1至4之一所述的激光装置(1)，其特征在于，偏振耦合棱镜(8)相对于第一激光单元(2)这样设置，使得第一激光单元(2)的激光束(5)平行于表面法线(N)指向地入射到光入射面(80)上。6.按照权利要求1至5之一所述的激光装置(1)，其特征在于，第一激光单元(2)的激光束(5)沿平行于入射面的方向偏振，所述激光束(5)在所述入射面中入射到偏振耦合棱镜(8)上。7.按照权利要求1至6之一所述的激光装置(1)，其特征在于，第二激光单元(3)的激光束(6)沿垂直于入射面的方向偏振，所述激光束(6)在所述入射面中入射到偏振耦合棱镜(8)上。8.按照权利要求1至7之一所述的激光装置(1)，其特征在于，第一激光单元(2)的激光束(5)具有与第二激光单元(3)激光束(6)的中心波长(λ1)相同的中心波长(λ1)。9.按照权利要求1至8之一所述的激光装置(1)，其特征在于，激光装置(1)包括至少一个第三激光单元(4)并且包括波长耦合机构，所述第三激光单元在运行期间能发射激光束(7)，所述波长耦合机构在激光装置(1)的光路中这样设置，使得合成的第一激光束(9)能与第三激光单元(4)的激光束(7)共...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·米特拉，S·多默斯弗尔克尔，
申请(专利权)人：LIMO专利管理有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE