用于通过纤维耦合优化的射束参数乘积产生二极管激光辐射的二极管激光器结构制造技术

技术编号:4912170 阅读:239 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种二极管激光器结构(2),具有多个彼此相邻地设置的带状发射器(31至38),这些带状发射器以其SA轴线在相同的方向上取向并且在该方向上彼此相对错位地设置,其中,这些带状发射器(31至38)中的至少几个的分别涉及SA轴线的射束参数乘积(BPPSA)不同,根据本发明专利技术提出,这些带状发射器(31至38)的分别涉及SA轴线的射束参数乘积(BPPSA)从该二极管激光器结构(2)的中部起朝该二极管激光器结构(2)的两个边缘尤其是关于该二极管激光器结构(2)的中部镜像对称地减小。

【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二极管激光器结构,具有多个彼此相邻地设置的带状发射器,这 些带状发射器以其SA轴线在相同的方向上取向并且在该方向上彼此相对错位地设置,其 中,这些带状发射器中的至少几个的分别涉及SA轴线的射束参数乘积不同。
技术介绍
这种二极管激光器结构例如已由JP-A-06132610公知。为了产生高效且高亮的二极管辐射,现在或者使用多个单发射器(宽度典型地为 50至500 μ m的宽带状发射器)或者使用由多个相同宽度的单发射器/宽带状发射器构成 的二极管条(由典型地10至100个相同宽度的宽带状发射器构成的、填充系数为10至95% 的二极管条)。例如通常使用在Icm的条上由30至50个宽度为100 μ m的发射器构成的、 填充系数为30至50%的二极管条。二极管条的带状的单发射器分别发射一个激光射束,该激光射束在射束快速发散 的所谓FA(Fast Axis)方向上例如以大约50°的辐射角度并且在射束相对缓慢发散的相 对于该FA方向成直角的所谓SA(Slow Axis)方向上例如以大约10°的辐射角度传播。FA 方向具有尽可能最高的(几乎衍射被限制的)射束质量,而SA方向具有相对差的射束质 量。为了聚集这些单射束,这些单射束首先在FA方向上借助于微光学柱面透镜平行校准, 接着借助于柱面透镜排(阵列)进行SA方向上的平行校准。然后,射束借助于另一个微光 学装置转动90°并且彼此相邻地排列。这样成形的激光射束因此通过在光学上齐平地叠加 由带状的单发射器所发射的激光射束带而构成。因为单发射器是同一的,所以这些单发射 器所发射的激光射束分别具有涉及SA方向的相同的射束参数乘积(BPPsa)和涉及FA方向 的相同的射束参数乘积(BPPfa),其中,射束参数乘积BPP如下定义BPPi = θ ^wi (i = SA, FA)其中,θ :由发射器发射的激光射束在SA方向或FA方向上的发散度,w:在SA方 向或FA方向上发射器的半个宽度。以分别相同的BPPsa和BPPfa在光学上齐平地叠加激光射束带产生一个具有在 BPPSA-BPPfa平面中为矩形或正方形的射束参数乘积并且因此只是带有辐射损失地或在不 完全地利用纤维的情况下被输入耦合到具有在BPPSA-BPPfa平面中为圆形的射束参数乘积 的圆形的纤维中的激光射束。虽然由US 2007/0195850Α1已经公知发射器宽度在SA方向上不同的单发射器在 FA方向上彼此叠置地设置并且由此每个发射器的涉及SA轴线的射束参数乘积与所属纤维 区域的涉及SA轴线的射束参数乘积相匹配。但各个发射器的操作和定位非常麻烦,此外, 这种布置需要相对大的结构空间。
技术实现思路
因此,本专利技术的任务在于,这样进一步构造开头所述类型的尤其是由具有单发射 器的二极管条构成或由具有单发射器的呈二极管叠形式的叠堆的二极管条构成的二极管 结构,使得所产生的激光二极管辐射的射束参数乘积以简单的方式和紧凑的尺寸与激光二 极管辐射应输入耦合的纤维的圆形的射束参数乘积相匹配。根据本专利技术,该任务这样来解决带状发射器的分别涉及SA轴线的射束参数乘积 从二极管激光器结构的中部起朝二极管激光器结构的两个边缘尤其是关于二极管激光器 结构的中部镜像对称地减小。作为替换方案和/或补充,带状发射器可在其射束传播方向 上彼此相对错位。根据本专利技术,在SA方向上彼此相邻地设置的带状发射器中的至少几个具有涉 及SA轴线的不同的射束参数乘积,所述射束参数乘积对于到圆形的纤维中的优化的输入 耦合而言与所属纤维区域的涉及SA轴线的射束参数乘积相匹配。为此,带状发射器的涉 及SA轴线的射束参数乘积优选这样选择,使得这些射束参数乘积可在光学上组成一个在 BPPsa-BPPfa平面中近似圆形的射束参数乘积。换言之,带状发射器的输出辐射与纤维在SA 方向上进行BPP匹配,由此,激光二极管辐射可高效地输入耦合到纤维中。因此,通过改变 带状发射器的射束参数乘积,可提高输入功率和/或效率。这种处理方式也可转用于其它 纤维横截面例如椭圆形纤维横截面。优选带状发射器通过分别具有相同激光波长的单频发射器、尤其是多模发射器构 成。在此,对于单频发射器、即具有一个波长的发射器在本申请的范围内应理解为在相同的 带宽上进行发射的发射器。带状发射器的射束参数乘积可通过其宽度以及通过所发射的激光射束的发散度来调 节。在特别优选的实施形式中,带状发射器中的至少几个在其SA轴线的方向上宽度不同,而在 另一些优选实施形式中,带状发射器中的至少几个具有涉及SA轴线的分别不同的发散度。优选带状发射器中的一个或多个分别通过唯一一个单发射器构成,由此,根据本 专利技术的二极管激光器结构具有不同宽度的单发射器,这些单发射器具有涉及SA轴线的相 同的或不同的发散度。也可优选带状发射器中的一个或多个分别通过多个不同宽度或相同宽度的单发 射器构成,这些单发射器可具有涉及SA轴线的相同或不同的发散度。特别优选不同宽度的 带状发射器分别通过不同数量的同一的单发射器构成,其中,在此情况下,这样构成的带状 发射器具有涉及SA轴线的相同的发散度。对于激光二极管辐射输入耦合到纤维中的情况,在带状发射器后面设置有光学装 置,该光学装置使来自带状发射器的激光射束作为在其FA轴线的方向上在光学上彼此相 邻地设置的平行的激光射束带投影到圆形的纤维上,其中,每个激光射束带的涉及SA轴线 的射束参数乘积与所属纤维区域的涉及SA轴线的射束参数乘积相匹配,这就是说,激光射 束带与其所属纤维区域在SA方向上进行BPP匹配。附图说明从权利要求书、说明书和附图中得到本专利技术的其它优点。前面所述的以及还要进 一步描述的特征也可分别本身或多个任意组合地来应用。所示和所述的实施形式不应视为最终列举,而是对于本专利技术的描述具有示例性特点。附图表示图1 一个二极管激光器条,该二极管激光器条具有根据本专利技术的第一二极管激光 器结构,该二极管激光器结构具有多个彼此相邻地设置的不同宽度的带状发射器;图2a至图2c与图1中的细节II相应的两个不同宽度的带状发射器的不同实施 例;图3 —个二极管激光器条,该二极管激光器条具有根据本专利技术的第二二极管激光 器结构,该二极管激光器结构具有多个彼此相邻地设置的不同发散度的带状发射器;图4由根据本专利技术的二极管激光器结构发射并且借助于光学装置输入耦合到纤 维中的激光射束的光路;图5在BPPSA-BPPfa平面中来自带状发射器并且彼此叠置的激光射束带的射束参数 乘积,所述激光射束带的涉及SA轴线的射束参数乘积与所属纤维区域的射束参数乘积相 匹配;图6a至图6e根据本专利技术的二极管激光器结构的另外的条结构;以及图7由分别具有图1中所示根据本专利技术的第一二极管激光器结构的二极管激光器 条构成的二极管叠堆(“二极管叠”)。具体实施例方式图1中所示二极管激光器条1具有二极管激光器结构2,该二极管激光器结构具有 八个平行地彼此相邻地设置的带状发射器S1至38,这些带状发射器以其SA轴线在相同的、 在图1中为水平的方向上取向并且分别在该水平的方向上彼此相对错位地设置。带状发射 器31至38中的几个在SA方向上具有不同的宽度巧至%,其中,带状发射器31至38的宽度从 二极管激光器结构2的中部起朝二极管激光器结构2的两个边缘本文档来自技高网
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【技术保护点】
二极管激光器结构(2),具有多个彼此相邻地设置的带状发射器(3↓[1]至3↓[8]),这些带状发射器以其SA轴线在相同的方向上取向并且在该方向上彼此相对错位地设置,其中,这些带状发射器(3↓[1]至3↓[8])中的至少几个的分别涉及SA轴线的射束参数乘积(BPP↓[SA])不同,其特征在于:这些带状发射器(3↓[1]至3↓[8])的分别涉及SA轴线的射束参数乘积(BPP↓[SA])从该二极管激光器结构(2)的中部起朝该二极管激光器结构(2)的两个边缘尤其是关于该二极管激光器结构(2)的中部镜像对称地减小。

【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:SGP施特罗迈尔C蒂尔科恩
申请(专利权)人:通快激光两合公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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