用于生成光线的光单元和方法技术

用于生成具有不同波长的光线的光单元，包括光源单元（３４）、镜面单元（８０）、载体单元（３０）、具有一个开口（６０）的输出窗口（５０）、以及压力生成元件（３２）。所述光源单元（３４）和压力生成元件（３２）容纳在载体单元（３０）内，所述载体元件具有一个基本上平行于所生成的光线走向的纵轴（４０），其中所述镜面单元（８０）和输出窗口（５０）设置在载体单元（３０）的彼此相对的端部上。此外，通过所述压力生成元件（３２）产生一个作用在光源单元（３４）上的力。根据本发明专利技术，与压力生成元件（３２）在光源单元（３４）上所产生的力相关地，所述镜面单元（８０）和／或输出窗口（５０）通过至少一个移位元件（５２，…，５６）可相对于载体单元（３０）移动和／或可相对于纵轴（４０）倾斜。由此提供了这样的可能性：即光线的波长可以在很大的范围上进行调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1的前序部分所述的光单元，以及一种用于生成光线的方法。利用相同的激光器单元生成具有不同波长的激光射线本身是已知的。如已经建议的那样，一个白光激光器的激光射线借助于滤波器或棱镜被分光，以提取出所希望的颜色分量，即波长。此外还已知，在激光器单元中存在的谐振器的尺寸可借助于一种相应的机械原理来改变，从而也可改变所生成的激光的波长，但仅仅是从一种模式转变成另一种模式。关于白光或彩色光激光器，参照德国波恩大学于2003年9月16日所出版的一份通讯报告。其中描述了一种新型的激光器，利用它能够以简单和廉价的方式生成白光。借助于一个适当的棱镜，所述白光被分解成多个颜色分量，然后就可以选出所需的颜色。关于前面提到的技术，参照Jeff Hecht所发表的文献，题目为“Understanding Lasers”(IEEE Press，1992年，第296-297页)。但是考虑到能够对某种特定波长进行调节的可能性、以及考虑到所得到的激光射线的相干性，这些已知的激光器单元所具有的特性还不够。另外已知了这样的激光器单元，其中借助于一个压力元件将一个侧向压力施加到半导体的活性层上，从而改变发出的光线的波长。对此参照下面的出版物-FR-1382706；-JP-63066983；-S.Komiyama和S.Kuroda所发表的文献，题目为“Remarkable effects of uniaxial stress on the far-infraredlaser emission in p-type Ge”(Physical Review，B.CondensedMatter，American Institute of Pysics，New York，USA，Bd.38，Nr.2，1988年7月15日，第1274至1275页)。利用已知的激光器单元只能在相对较小的范围内改变波长，这特别是由最后所提及的出版物所述的结果得出。此外还已知这样的激光器单元，其中通过与一个或多个镜面的偏移来改变波长。对此有代表性地参照DE-4215797A1、US-6396083B1或US-2003/0012249。但是这些已知的激光器单元也只能在特定范围内改变波长，即选出一种激光模式。因此本专利技术的任务在于给出一种光单元，它没有前面所提到的缺点。这一任务通过权利要求1的特征部分所给出的措施来解决。本专利技术的具有优点的实施例及用于生成不同波长的光线的方法在其他权利要求中给出。本专利技术具有下列优点其中与通过压力生成元件在光源单元上产生的力相关地，镜面单元和/或输出窗口通过至少一个移位元件可相对于载体单元移位和/或可相对于纵轴倾斜，由此提供了这样的可能性即光线的波长可以在一个很大的范围之上进行调节。这样，通过将力作用到光源单元上、同时使输出窗口和/或镜面单元沿着载体单元的纵轴移位对波长进行调节的结合，能够实现对光单元波长的精确调节，这大大超越了目前已有的调节可能性。此外，如果使用一个激光二极管单元作为光源单元，则第一次提出了这样的前提条件即通过将镜面单元和输出窗口之间距离调整为通过压力生成元件所调节的半波长的倍数，可以得到最大相干的光。下面参考附图中所示的实施方式详细描述本专利技术。其中涉及了作为示例的实施方式，便于对权利要求中要求保护的主题进行理解。如图所示附图说明图1A，通过示意性立体图示出了光单元的一部分，其中一个剖面平行于纵轴，而另一个剖面垂直于纵轴，图1B，通过根据图1A的示意性立体图示出了光单元的另一实施方式的一部分，图2，用于在图1A或图1B所示光单元部分中使用的输出窗口，图3，在一个平行于图1A或图1B所示的纵轴的剖面中示出的如图2所示的输出窗口，图4，根据图1A、1B、2和3完整组装到一起的光单元，图5A和5B，分别示出了垂直于光单元的纵轴的一个剖面，以及图6，通过示意图示出了一个根据本专利技术的变体，其中一个镜面单元和一个输出窗口相对于一个光源单元始终设置在中央位置。在下面的实施例中描述了一个作为光源特定形式的激光器单元。其中该光源被如此限定即它不必产生满足为激光射线所设定的条件的光线。就像在一个实施方式中所述的那样，当在该光源中使用一个激光二极管单元作为光源单元时，尤其不必这样做。因此，为了解释不产生激光射线的特定实施方式，激光器单元的概念基本上可以用光单元来代替，而不会改变本专利技术的原理。在图1A中示出了一个根据本专利技术的激光器单元2。这里它是一个半导体激光器单元，例如基于砷化镓。本专利技术所述的激光器单元2的特点是具有很高的目标精确度。其中例如可以用本专利技术所述的激光器单元2生成400nm到700nm的波长。图1A借助于一个平行于纵轴40的剖面示出了激光器单元2的一部分的示意性结构。作为激光射线生成的光波平行于纵轴40前进，其中镜面单元和作为部分透射的窗口来实现的输出窗口在图1A中没有示出，但将借助图2和3来阐述。部分透射的窗口例如也可以是所谓的布鲁斯特(Brewster)窗。一个由实心热传导材料—例如黄铜或铂—构成并可作为壳体部分的载体单元30围绕着激光器单元2(即激光二极管单元34)本身的核心，在该激光器单元中，在p层和n层之间的过渡区内以半导体激光器领域已知的方式生成激光射线。根据图1，表示为激光二极管单元34的层直接位于载体单元30上。从激光二极管单元34出发，在其后跟随着一个第一绝缘层33、一个作为压力生成元件的压电元件32、以及一个第二绝缘层31，所述第二绝缘层的另一侧平放在围绕着的载体单元30上。从而使压电元件32电气绝缘。利用前面所描述的激光器单元2的结构，现在有这样的可能性借助于在压电元件32内生成的力作用到激光二极管单元34上，从而改变波长，因为价电子能带与导通带之间的距离—以及波长—与作用在激光二极管单元34上的力有关。压电元件32最好由一个电气石晶体制成，在其表面上设置有一个通过蒸镀形成的银层，从而用于对整个压电元件32进行控制。如果不采用银层，也可以蒸镀铝或其他的金属层。正如已经描述的那样，为了用激光器单元2生成激光射线。需要一个镜面单元以及一个输出窗口，它们基本上垂直于激光器单元2的纵轴40设置(图1A或1B)。当后向镜面将激光二极管单元34所产生的光线尽可能完全地反射时，输出窗口的任务是使满足预定条件的光线从激光器单元2同样通过部分透射的窗口射出。进一步的信息可以从以下出版物中得出Jeff Hecht的“Understanding Lasers”(第110和111页，第二版，IEEE Press，纽约，1992年)。在图1B中类似于图1A，借助于一个平行于纵轴40的剖面示出了激光器单元2一部分的另外一种实施方式。如图1A中所描述的实施方式一样，在图1B所示的实施方式中载体单元30也构成了一个空腔，在该空腔内容纳了两个绝缘层31和33，一个压电元件32和一个激光二极管单元34。与图1A所示的实施变体不同的是，激光二极管单元34首先由第一个绝缘层33所包围，接着由作为压力生成元件的压电元件32所包围，然后由第二个绝缘层31所包围，最后由载体单元30所包围。这样可以通过压力生成元件32产生一个力，这个力从所有的径向方向(即基本上垂直于纵轴40的方向)作用到激光二极管单元34上。在图2中示出了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成具有不同波长的光线的光单元，包括：－光源单元（３４），－镜面单元（８０），－载体单元（３０），－具有一个开口（６０）的输出窗口（５０），以及－压力生成元件（３２），其中所述光源单元 （３４）和所述压力生成元件（３２）容纳在载体单元（３０）内，所述载体元件具有一个基本上平行于所生成的光线走向的纵轴（４０），其中所述镜面单元（８０）和所述输出窗口（５０）设置在载体单元（３０）的彼此相对的端部上，并且其中通过所述压力生成元件（３２）产生一个作用在光源单元（３４）上的力，其特征在于，与压力生成元件（３２）在光源单元（３４）上所产生的力相关地，所述镜面单元（８０）和／或所述输出窗口（５０）通过至少一个移位元件（５２，…，５５）可相对于载体单元（３０）移动和／或可相对于纵轴（４０）倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克林德，
申请(专利权)人：医学技术股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]