WO2010084021A1 - Method and device for illuminating a working plane with laser light in a geometrically dense manner - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and a device for generating a geometrically dense illumination of a working plane with laser light.
- Patent application understood the mean propagation direction of the light, especially if this is not a plane wave or at least partially convergent or divergent.
- light beam, sub-beam or beam is meant, unless expressly stated otherwise, an idealized beam of geometric optics, but a real light beam, such as a laser beam with a Gaussian profile, which has no infinitesimal small, but an extended beam cross-section.
- Laser diode bars are known in the art as laser light sources and have a plurality of emitters spaced apart in a so-called slow axis from each other.
- the slow-axis direction is a first direction in which the active layer of the semiconductor diode extends, whereas the so-called fast-axis is the direction perpendicular thereto.
- Laser diode beams emitted laser light beams have in a direction corresponding to the fast axis direction substantially greater divergence than in a second, the slow axis direction.
- Laser diode bar is emitted, known. It will be in Propagation behind the light-emitting sections (emitters) a fast-axis collimation (in particular in the form of a fast-axis collimating lens) arranged.
- This fast-axis collimation means can be designed, for example, as a plano-convex cylindrical lens. In particular, this cylindrical lens may have a very small focal length and be disposed very close to the light emitting portions.
- an optical beam transformation device is arranged behind the fast axis collimation means, as disclosed, for example, in EP 1 006 382 A1.
- the optical beam transformation device has a light entry surface and a light exit surface with a number of cylinder lens segments arranged parallel to one another. The axes of the cylindrical lens segments close with a base side of the
- Beam transformer which extends in the x direction, an angle of 45 °. During the passage of a light beam incident linearly on the beam transformation device, as can be generated by a first laser diode bar, the partial beams pass through the light beam
- Beam transformation device undergo a beam rotation by 90 °.
- each of the emitters of the laser diode bar has a length of approximately 1 50 ⁇ m in the slow-axis direction, the center distance (the so-called "pitch") of two neighboring emitters in this direction being approximately 500 ⁇ m
- Beam transformation device provided working plane between the emanating from each emitter sub-beams
- Task to provide a method and an apparatus of the type mentioned in which a geometrically dense illumination of the working plane with laser light can be obtained in a simple and efficient manner and with little technical effort.
- this object is achieved by a method having the features of claim 1.
- this object is achieved by a device having the features of claim 7.
- the subclaims relate to advantageous developments of the invention.
- Beam transformation device is easily obtained a more uniform illumination with laser light, since the laser light emitted from the second laser light source can effectively fill the dark zones.
- the required initial fill factor behind the beam transformer should preferably be about 50%.
- Output fill factor behind the beam transformation device can be adjusted within wide ranges.
- Laser light is rotated by 90 ° before reflection on one of the reflection surfaces by means of a beam transformation device.
- This beam transformation device can be either that beam transformation device by means of which the laser light of the first laser diode bar is rotated by 90 °.
- a second beam transformation device may be used.
- the second laser light source is formed as a virtual light source which is obtained by beam splitting the laser light emitted by the first laser light source.
- Embodiment has the advantage that only a single laser diode bar must be operated.
- Reflecting surfaces and a number of second reflection surfaces is formed.
- the design of the reflection means as a periscope arrangement has the advantage of a relatively simple structural design.
- the reflection means is formed by a comb-like structure with a base portion from which a plurality of reflection sections extend away, at the end of which a reflection surface is formed, at which the reflection from the second
- Laser light emitted laser light source is reflected, wherein between adjacent reflecting portions each one of the gaps is formed through which the laser light emitted from the first laser diode bar passes.
- a device is characterized in particular by a second laser light source and a reflection means which are embodied and arranged in such a way in that it can reflect the partial beams emitted by the second laser light source in such a way that these partial beams in the working plane strike the dark zones between the partial beams of the first laser light source.
- a reflection means which are embodied and arranged in such a way in that it can reflect the partial beams emitted by the second laser light source in such a way that these partial beams in the working plane strike the dark zones between the partial beams of the first laser light source.
- the mirror array with a plurality of spaced apart reflection surfaces. Between adjacent reflection surfaces, a gap is advantageously formed, through which the partial beams generated by the first laser light source (after passing through the beam transformation device) can pass.
- the mirror array can have a comb-like structure with a base section, from which a plurality of reflection sections extend, at the end of which a reflection surface is formed, with one of the intermediate spaces being formed between adjacent reflection sections.
- the reflection surfaces are each bevelled.
- the laser light emitted by the second laser light source is reflected at the reflection surfaces. Through the gaps, the laser light emitted from the first laser diode bar passes.
- the second laser light source may be a real laser light source, such as a second laser diode bar having a plurality of emitters.
- the second laser light source is a virtual laser light source which is generated by beam splitting from the first
- the Device comprises a beam splitting means, by means of which the laser light emitted from the first laser diode bar laser light can be divided into a first group of partial beams and a second group of partial beams, wherein the second group of partial beams forms the second laser light source.
- Fig. 1 is a perspective view of a
- FIG. 2 is a schematic representation of the intensity distribution of the
- Fig. 3 is a schematic representation of the intensity distribution of the laser light behind the beam transformation device, as can be obtained according to a preferred embodiment of the present invention
- Fig. 4 is a side view of a portion of the beam path of a device according to the invention with a first
- Fig. 5 is a plan view of the device of FIG. 4;
- FIG. 6 is a perspective view of a mirror array, which is designed according to a first embodiment and which is used in the beam path shown schematically in Figures 4 and 5 ..;
- Fig. 7 shows a side view of part of the beam path of a device according to the invention with a second exemplary embodiment of a mirror array
- Fig. 8 is a side view of a portion of the beam path of a device according to the invention with a third embodiment of a mirror array.
- a first laser light source designed as a laser diode bar is provided, which has emitters arranged side by side in the X direction and spaced apart in the X direction.
- the light beams 10, 11, 12 emanating from the individual emitters of the first laser diode bar have a significantly greater divergence in a first direction corresponding to the Y direction than in a second direction
- the arrangement comprises a collimating means (not explicitly shown here) designed as a fast axis collimation lens.
- This collimation means may in particular be a plano-convex cylindrical lens whose cylinder axis extends in the X direction.
- this cylindrical lens can have a very short focal length and can be arranged very close to the emitters of the first laser diode bar.
- an optical beam transformation device 3 is arranged behind the fast axis collimation means, as shown in perspective in FIG.
- the optical beam transformation device 3 has a light entrance surface and a light exit surface of a number Parallel to each other arranged cylindrical lens segments 8.
- the axes of the cylindrical lens segments 8 subtend an angle of 45 ° with a base side of the beam transformation device 3 extending in the x direction.
- the passage of a line incident on the beam transformer 3 light beam, as can be generated by the first laser diode bar, by the beam transformer 3 using the example of partial beams 1 0, 1 1, 12 with the simplification of the illustration drawn individual light beams 10a, b, c, 11a, b, c, 12a, b, c can be seen.
- the partial beams 1 0, 1 1, 1 2 are shown for simplicity as if the light beam has only an extension in the x direction.
- the beam transformation device 3 according to the arrangement in Fig. 1, the sub-beams 10, 1 1, 1 2 aligned opposite, i. the optically functional surfaces provided with the cylindrical lens segments 8 are x-y surfaces.
- the sub-beams 1 0, 1 1, 1 2 undergo a rotation through 90 ° in the passage through the beam transformation device 3, so that the individual sub-beams 1 0, 1 1, 12 after passing through the
- Beam transformation device 3 are each extended only in the y direction.
- the light beam 10b passes unhindered through the beam transformation device 3, whereas the light beam 10a striking the entrance surface to the left of it deflects towards the center and downwards and the light beam 10c to the center and to the right of the entrance surface occurs is deflected above.
- Beam transforming device are rotated by 90 ° partial beams 10, 1 1, 12 dark areas are present, which prove to be detrimental to the so-called “B ⁇ ghtness” (specific intensity, brilliance) of the laser radiation in a working plane
- B ⁇ ghtness specific intensity, brilliance
- FIG. 3 a intensity distribution of the laser light in a working plane, which is located in the beam propagation direction behind the beam transformation device 3 and which is produced by means of a preferred embodiment of a method according to the invention or a device according to the invention, is shown schematically in greatly simplified form. It becomes clear that in the working plane behind the beam transformation device 3 a geometrically dense intensity distribution can be obtained. It can be seen additional partial beams 1 0 ', 1 1', 1 2 'in the dark zones, in the from the
- a mirror array 4 is introduced into the beam path, by means of which the laser light 1 0 ', 1 1', 1 2 'of a second laser light source can be reflected, either a second A laser diode bar with a plurality of emitters or a virtual laser light source, which is generated by beam splitting of the light emitted from the first laser diode bar, may be.
- the mirror array 4 has a number of spaced-apart reflection surfaces 40, by means of which the laser light 10 ', 11', 12 'emitted by the second (real or virtual) laser light source is reflected parallel to the laser light 10, 11, 12 of the first laser diode bar that can be in the
- the mirror array 4 in this embodiment forms a comb-like structure with a number highly reflective reflecting surfaces 40, wherein between adjacent reflecting surfaces 40 each have a gap 43 (cutout) is formed.
- the width of the intermediate spaces 43 is selected such that the laser light 1 0, 1 1, 1 2 emitted by the first laser diode bar propagates through these intermediate spaces 43 to the working plane in which the intensity distribution shown in FIG. 3 results.
- the mirror array here has a base section
- FIG. 3 An alternative possibility of realization in order to obtain the intensity distribution shown in FIG. 3 in the working plane is shown in FIG.
- the mirror array 4 ' forms a periscope arrangement, with a number of first reflection surfaces 40' and a number of second reflection surfaces 41 ', which are arranged spaced from the first reflection surfaces 40'. It becomes clear that the first and second reflection surfaces 40 ', 41' are each oriented parallel to one another.
- a partial beam 1 2 'of the second laser light source which impinges on the mirror array 4' is first reflected on the first reflection surface 40 'in the manner shown in FIG. 7 in the direction of the second reflection surface 41'. From the second reflection surface 41 ', the partial beam 12' is then parallel to
- FIG. 8 Another alternative realization possibility for obtaining the intensity distribution shown in FIG. 3 is shown in FIG. 8.
- the mirror array 4 "forms a periscope arrangement rotated in comparison with FIG.
- first and second reflection surfaces 40", 41 "are oriented offset relative to one another are that, for example, a partial beam 12 'of the second laser light source, the anti-parallel to the corresponding partial beam 1 2 of the first laser diode bar incident on the mirror array 4', first on the first reflection surface 40 "in the manner shown in Fig. 8 in the direction of the second reflection surface From the second reflection surface 41 ", the partial beam 1 2 'is then parallel to the beam propagation direction of the partial beam 12 of the first
- the laser light emitted by the second laser light source is rotated by 90 ° by means of the beam transformation device 3 before it is reflected by the reflection means 4, 4 ', 4 ".
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Abstract
Description
"Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer geometrisch dichten Ausleuchtung einer Arbeitsebene mit Laserlicht" "Method and device for producing a geometrically dense illumination of a working plane with laser light"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer geometrisch dichten Ausleuchtung einer Arbeitsebene mit Laserlicht.The present invention relates to a method and a device for generating a geometrically dense illumination of a working plane with laser light.
Definitionen: Unter „Ausbreitungsrichtung" wird im Rahmen dieserDefinitions: Under "propagation direction" is under this
Patentanmeldung die mittlere Ausbreitungsrichtung des Lichts verstanden, insbesondere wenn dieses keine ebene Welle ist oder zumindest teilweise konvergent oder divergent ist. Mit Lichtstrahl, Teilstrahl oder Strahl ist, wenn nicht ausdrücklich anderes angegeben ist, kein idealisierter Strahl der geometrischen Optik gemeint, sondern ein realer Lichtstrahl, wie beispielsweise ein Laserstrahl mit einem Gauß-Profil, der keinen infinitesimal kleinen, sondern einen ausgedehnten Strahlquerschnitt aufweist.Patent application understood the mean propagation direction of the light, especially if this is not a plane wave or at least partially convergent or divergent. By light beam, sub-beam or beam is meant, unless expressly stated otherwise, an idealized beam of geometric optics, but a real light beam, such as a laser beam with a Gaussian profile, which has no infinitesimal small, but an extended beam cross-section.
Laserdiodenbarren sind als Laserlichtquellen aus dem Stand der Technik bekannt und weisen eine Mehrzahl von Emittern auf, die in einer so genannten Slow-Axis (langsamen Achse) voneinenader beabstandet angeordnet sind. Die Slow-Axis-Richtung ist eine erste Richtung, in der sich die aktive Schicht der Halbleiterdiode erstreckt, wohingegen die so genannte Fast-Axis (schnelle Achse) die dazu senkrechte Richtung ist. Die von den einzelnen Emittern desLaser diode bars are known in the art as laser light sources and have a plurality of emitters spaced apart in a so-called slow axis from each other. The slow-axis direction is a first direction in which the active layer of the semiconductor diode extends, whereas the so-called fast-axis is the direction perpendicular thereto. By the individual emitters of the
Laserdiodenbarrens emittierten Laserlichtstrahlen weisen in einer der Fast-Axis-Richtung entsprechenden Richtung eine wesentlich größere Divergenz auf als in einer zweiten, der Slow-Axis-Richtung.Laser diode beams emitted laser light beams have in a direction corresponding to the fast axis direction substantially greater divergence than in a second, the slow axis direction.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Symmetrisierung von Laserlicht, das von einemNumerous methods and devices for the symmetrization of laser light, that of a
Laserdiodenbarren emittiert wird, bekannt. Dabei wird in Ausbreitungsrichtung hinter den lichtemittierenden Abschnitten (Emittern) ein Fast-Axis-Kollimationsmittel (insbesondere in Form einer Fast-Axis-Kollimationslinse) angeordnet. Dieses Fast-Axis- Kollimationsmittel kann zum Beispiel als plankonvexe Zylinderlinse ausgeführt sein. I nsbesondere kann diese Zylinderlinse eine sehr kleine Brennweite aufweisen und sehr nahe an den lichtemittierenden Abschnitten angeordnet sein.Laser diode bar is emitted, known. It will be in Propagation behind the light-emitting sections (emitters) a fast-axis collimation (in particular in the form of a fast-axis collimating lens) arranged. This fast-axis collimation means can be designed, for example, as a plano-convex cylindrical lens. In particular, this cylindrical lens may have a very small focal length and be disposed very close to the light emitting portions.
In Strahlausbreitungsrichtung ist hinter dem Fast-Axis- Kollimationsmittel eine optische Strahltransformationsvorrichtung angeordnet, wie sie beispielsweise in der EP 1 006 382 A1 offenbart ist. Die optische Strahltransformationsvorrichtung weist eine Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche mit einer Anzahl parallel zueinander angeordneter Zylinderlinsensegmente auf. Die Achsen der Zylinderlinsensegmente schließen mit einer Basisseite derIn the beam propagation direction, an optical beam transformation device is arranged behind the fast axis collimation means, as disclosed, for example, in EP 1 006 382 A1. The optical beam transformation device has a light entry surface and a light exit surface with a number of cylinder lens segments arranged parallel to one another. The axes of the cylindrical lens segments close with a base side of the
Strahltransformationsvorrichtung, die sich in x-Richtung erstreckt, einen Winkel von 45° ein. Beim Durchgang eines linienförmig auf die Strahltransformationsvorrichtung auftreffenden Lichtstrahls, wie er von einem ersten Laserdiodenbarren erzeugt werden kann, werden die Teilstrahlen bei einem Hindurchtritt durch dieBeam transformer, which extends in the x direction, an angle of 45 °. During the passage of a light beam incident linearly on the beam transformation device, as can be generated by a first laser diode bar, the partial beams pass through the light beam
Strahltransformationsvorrichtung eine Strahldrehung um 90° erfahren.Beam transformation device undergo a beam rotation by 90 °.
Beispielsweise weist ein jeder der Emitter des Laserdiodenbarrens eine Länge von etwa 1 50 μm in der Slow-Axis-Richtung auf, wobei der Mittenabstand (der so genannte „Pitch") zweier benachbarter Emitter zueinander in dieser Richtung etwa 500 μm beträgt. Das hat zurFor example, each of the emitters of the laser diode bar has a length of approximately 1 50 μm in the slow-axis direction, the center distance (the so-called "pitch") of two neighboring emitters in this direction being approximately 500 μm
Folge, dass in einer von dem Laserdiodenbarren beabstandeten und in Strahlausbreitungsrichtung hinter derSequence that in a spaced from the laser diode bar and in the beam propagation direction behind the
Strahltransformationsvorrichtung vorgesehenen Arbeitsebene zwischen den von den einzelnen Emittern ausgehenden TeilstrahlenBeam transformation device provided working plane between the emanating from each emitter sub-beams
Dunkelbereiche vorhanden sind, die sich nachteilig auf die so genannte „Brightness" (spezifische Intensität, Brillanz) der Laserstrahlung auswirken.Dark areas are present that adversely affect the so called "brightness" (specific intensity, brilliance) of the laser radiation.
Nach der Strahldrehung ergibt sich somit entlang der horizontalen Achse ein Laserlichtstrahl mit relativ großen Bereichen, in denen sich keine signifikanten Laserlichtanteile befinden. Um diese Bereiche zu minimieren , sind aus dem Stand der Technik bereits einige Lösungsansätze bekannt, bei denen zum Beispiel eine Teleskopanordnung in Strahlausbreitungsrichtung hinter der optischen Strahltransformationsvorrichtung angeordnet ist. Ferner kann eine Verkleinerung derjenigen Bereich, in denen keine signifikantenAfter the beam rotation thus results along the horizontal axis, a laser light beam with relatively large areas in which there are no significant laser light components. In order to minimize these areas, some solutions are already known from the prior art, in which, for example, a telescope arrangement is arranged in the beam propagation direction behind the optical beam transformation device. Furthermore, a reduction of those areas where no significant
Laserstrahlanteile auftreten, durch eine Prismenkaskade verringert werden. Derartige Ansätze sind allerdings mit relativ großen Schwierigkeiten bei der technischen Umsetzung verbunden.Laser beam components occur, can be reduced by a prism cascade. However, such approaches are associated with relatively large difficulties in the technical implementation.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zurThis is where the present invention starts and makes it to
Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei denen eine geometrisch dichte Ausleuchtung der Arbeitsebene mit Laserlicht auf einfache und effiziente Weise und mit geringem technischen Aufwand erhalten werden kann.Task to provide a method and an apparatus of the type mentioned in which a geometrically dense illumination of the working plane with laser light can be obtained in a simple and efficient manner and with little technical effort.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.With regard to the method, this object is achieved by a method having the features of claim 1. With regard to the device, this object is achieved by a device having the features of claim 7. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung einer geometrisch dichten Kopplung von Laserlicht in einer Arbeitsebene ist vorgesehen, dassIn a method according to the invention for producing a geometrically dense coupling of laser light in a working plane, it is provided that
- Laserlicht, das von einem ersten Laserdiodenbarren emittiert wird, -A-Laser light emitted from a first laser diode bar, -A-
mittels einer Strahltransformationsvorrichtung um 90° gedreht wird, bevor es auf die Arbeitsebene trifft, die in Strahlausbreitungsrichtung hinter der Strahltransformationsvorrichtung angeordnet ist, wobei in der Arbeitsebene zwischen benachbarten Teilstrahlen jeweils eine Dunkelzone mit geringer Laserlichtintensität erzeugt wird, undis rotated by 90 ° by means of a beam transformation device before it hits the working plane, which is arranged in the beam propagation direction behind the beam transformation device, wherein in the working plane between adjacent sub-beams in each case a dark zone with low laser light intensity is generated, and
- Laserlicht von mindestens einer zweiten Laserlichtquelle emittiert wird und durch Reflexionsflächen eines Reflexionsmittels derart reflektiert wird, dass es in der Arbeitsebene auf die Dunkelzonen zwischen den benachbarten Teilstrahlen der ersten Laserlichtquelle trifft. Durch dieses Verfahren kann in der Arbeitsebene, die sich in Strahlausbreitungsrichtung hinter der- Laser light is emitted from at least one second laser light source and is reflected by reflecting surfaces of a reflection means such that it meets in the working plane to the dark zones between the adjacent partial beams of the first laser light source. By this method, in the working plane, which lies in the ray propagation direction behind the
Strahltransformationsvorrichtung befindet, auf einfache Weise eine gleichmäßigere Ausleuchtung mit Laserlicht erhalten werden, da das von der zweiten Laserlichtquelle emittierte Laserlicht die Dunkelzonen wirksam ausfüllen kann. Der hie rfür erforderliche Ausgangsfüllfaktor hinter der Strahltransformationsvorrichtung sollte vorzugsweise etwa 50% betragen. Durch Auswahl der Brennweite eines (Fast-Axis- )Kollimationsmittels, das in Strahlausbreitungsrichtung vor der Strahltransformationsvorrichtung angeordnet wird, kann derBeam transformation device is easily obtained a more uniform illumination with laser light, since the laser light emitted from the second laser light source can effectively fill the dark zones. The required initial fill factor behind the beam transformer should preferably be about 50%. By selecting the focal length of a (near-axis) Kollimationsmittels, which is arranged in the beam propagation direction in front of the beam transformer, the
Ausgangsfüllfaktor hinter der Strahltransformationsvorrichtung in weiten Bereichen angepasst werden.Output fill factor behind the beam transformation device can be adjusted within wide ranges.
Es besteht in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass das von der zweiten Laserlichtquelle emittierteIn a particularly advantageous embodiment, there is the possibility that the light emitted by the second laser light source
Laserlicht vor der Reflexion an einer der Reflexionsflächen mittels einer Strahltransformationsvorrichtung um 90° gedreht wird. Diese Strahltransformationsvorrichtung kann entweder diejenige Strahltransformationsvorrichtung sein , mittels derer das Laserlicht des ersten Laserdiodenbarrens um 90° gedreht wird. Alternativ kann eine zweite Strahltransformationsvorrichtung verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass als zweite Laserlichtquelle ein zweiter Laserdiodenbarren verwendet wird. Diese Ausfϋhrungsform hat den Vorteil, dass der zweite Laserdiodenbarren unabhängig vom ersten Laserdiodenbarren betrieben werden kann.Laser light is rotated by 90 ° before reflection on one of the reflection surfaces by means of a beam transformation device. This beam transformation device can be either that beam transformation device by means of which the laser light of the first laser diode bar is rotated by 90 °. Alternatively, a second beam transformation device may be used. In a preferred embodiment, there is the possibility that a second laser diode bar is used as the second laser light source. This embodiment has the advantage that the second laser diode bar can be operated independently of the first laser diode bar.
In einer alternativen, besonders bevorzugten Ausfϋhrungsform wird vorgeschlagen, dass die zweite Laserlichtquelle als virtuelle Lichtquelle ausgebildet wird, die durch Strahlteilung des von der ersten Laserlichtquelle emittierten Laserlichts erhalten wird. DieseIn an alternative, particularly preferred embodiment, it is proposed that the second laser light source is formed as a virtual light source which is obtained by beam splitting the laser light emitted by the first laser light source. These
Ausführungsform hat den Vorteil, dass lediglich ein einzelner Laserdiodenbarren betrieben werden muss.Embodiment has the advantage that only a single laser diode bar must be operated.
Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Reflexionsmittel als Periskopanordnung mit einer Anzahl ersterIt may be provided in a preferred embodiment that the reflection means as a periscope arrangement with a number of first
Reflexionsflächen und einer Anzahl zweiter Reflexionsflächen ausgebildet wird. Die Ausführung des Reflexionsmittels als Periskopanordnung hat den Vorteil eines relativ einfachen konstruktiven Aufbaus.Reflecting surfaces and a number of second reflection surfaces is formed. The design of the reflection means as a periscope arrangement has the advantage of a relatively simple structural design.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Reflexionsmittel durch eine kammartige Struktur mit einem Basisabschnitt gebildet wird, von dem sich mehrere Reflexionsabschnitte weg erstrecken, an deren Ende jeweils eine Reflexionsfläche ausgebildet wird, an denen das von der zweitenIn a particularly advantageous embodiment, it is proposed that the reflection means is formed by a comb-like structure with a base portion from which a plurality of reflection sections extend away, at the end of which a reflection surface is formed, at which the reflection from the second
Laserlichtquelle emittierte Laserlicht reflektiert wird, wobei zwischen benachbarten Reflexionsabschnitten jeweils einer der Zwischenräume ausgebildet wird, durch die das Laserlicht, das von dem ersten Laserdiodenbarren emittiert wird, hindurchtritt.Laser light emitted laser light source is reflected, wherein between adjacent reflecting portions each one of the gaps is formed through which the laser light emitted from the first laser diode bar passes.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich gemäß Anspruch 7 insbesondere durch eine zweite Laserlichtquelle und ein Reflexionsmittel aus, welches derart ausgeführt und so angeordnet ist, dass es die von der zweiten Laserlichtquelle emittierten Teilstrahlen derart reflektieren kann, dass diese Teilstrahlen in der Arbeitsebene auf die Dunkelzonen zwischen den Teilstrahlen der ersten Laserlichtquelle treffen. Dadurch kann in der Arbeitsebene eine gleichmäßigere Ausleuchtung mit Laserlicht erhalten werden, da die von der zweiten Laserlichtquelle emittierten und von dem Reflexionsmittel reflektierten Teilstrahlen die Dunkelzonen wirksam ausfüllen.A device according to the invention is characterized in particular by a second laser light source and a reflection means which are embodied and arranged in such a way in that it can reflect the partial beams emitted by the second laser light source in such a way that these partial beams in the working plane strike the dark zones between the partial beams of the first laser light source. As a result, more uniform illumination with laser light can be obtained in the working plane, since the partial beams emitted by the second laser light source and reflected by the reflection means effectively fill the dark zones.
Das Reflexionsmittel kann in einer bevorzugten Ausführungsform einThe reflection means may in a preferred embodiment a
Spiegelarray mit einer Mehrzahl voneinander beabstandeter Reflexionsflächen sein . Zwischen benachbarten Reflexionsflächen ist vorteilhaft ein Zwischenraum ausgebildet, durch den die von der ersten Laserlichtquelle erzeugten Teilstrahlen (nach dem Durchgang durch die Strahltransformationsvorrichtung) hindurchtreten können. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Spiegelarray eine kammartige Struktur mit einem Basisabschnitt aufweisen, von dem sich mehrere Reflexionsabschnitte weg erstrecken, an deren Ende jeweils eine Reflexionsfläche ausgebildet ist, wobei zwischen benachbarten Reflexionsabschnitten jeweils einer der Zwischenräume ausgebildet ist. Die Reflexionsflächen sind jeweils angeschrägt ausgeführt. Während des Betriebs wird an den Reflexionsflächen das von der zweiten Laserlichtquelle emittierte Laserlicht reflektiert. Durch die Zwischenräume tritt das Laserlicht, das von dem ersten Laserdiodenbarren emittiert wird, hindurch.Mirror array with a plurality of spaced apart reflection surfaces. Between adjacent reflection surfaces, a gap is advantageously formed, through which the partial beams generated by the first laser light source (after passing through the beam transformation device) can pass. In a particularly advantageous embodiment, the mirror array can have a comb-like structure with a base section, from which a plurality of reflection sections extend, at the end of which a reflection surface is formed, with one of the intermediate spaces being formed between adjacent reflection sections. The reflection surfaces are each bevelled. During operation, the laser light emitted by the second laser light source is reflected at the reflection surfaces. Through the gaps, the laser light emitted from the first laser diode bar passes.
Die zweite Laserlichtquelle kann eine reale Laserlichtquelle, wie zum Beispiel ein zweiter Laserdiodenbarren mit einer Mehrzahl von Emittern, sein. Es besteht in einer alternativen Ausführungsform auch die Möglichkeit, dass die zweite Laserlichtquelle eine virtuelle Laserlichtquelle ist, die durch Strahlteilung des von der erstenThe second laser light source may be a real laser light source, such as a second laser diode bar having a plurality of emitters. There is also the possibility, in an alternative embodiment, that the second laser light source is a virtual laser light source which is generated by beam splitting from the first
Laserlichtquelle emittierten Laserlichts erhalten werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ein Strahlteilermittel aufweist, mittels dessen das von dem ersten Laserdiodenbarren emittierte Laserlicht in eine erste Gruppe von Teilstrahlen und in eine zweite Gruppe von Teilstrahlen aufgeteilt werden kann, wobei die zweite Gruppe von Teilstrahlen die zweite Laserlichtquelle bildet. Laser light source emitted laser light can be obtained. In a preferred embodiment it can be provided that the Device comprises a beam splitting means, by means of which the laser light emitted from the first laser diode bar laser light can be divided into a first group of partial beams and a second group of partial beams, wherein the second group of partial beams forms the second laser light source.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigenFurther features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show in it
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einerFig. 1 is a perspective view of a
Strahltransformationsvorrichtung aus dem Stand der Technik mit drei beispielhaft dargestellten Strahlbündeln;A prior art beam transformation apparatus with three beam bundles exemplified;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der I ntensitätsverteilung desFIG. 2 is a schematic representation of the intensity distribution of the
Laserlichts in einer Arbeitsebene hinter der Strahltransformationsvorrichtung gemäß Fig. 1 ;Laser light in a working plane behind the beam transformation device of FIG. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Intensitätsverteilung des Laserlichts hinter der Strahltransformationsvorrichtung, wie sie gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann;Fig. 3 is a schematic representation of the intensity distribution of the laser light behind the beam transformation device, as can be obtained according to a preferred embodiment of the present invention;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teils des Strahlengangs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem erstenFig. 4 is a side view of a portion of the beam path of a device according to the invention with a first
Ausführungsbeispiel eines Spiegelarrays;Embodiment of a mirror array;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 4 ;Fig. 5 is a plan view of the device of FIG. 4;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Spiegelarrays, das gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt ist und das bei dem in Fig. 4 und 5 schematisch dargestellten Strahlengang eingesetzt wird;6 is a perspective view of a mirror array, which is designed according to a first embodiment and which is used in the beam path shown schematically in Figures 4 and 5 ..;
Fig.7 eine Seitenansicht eines Teils des Strahlengangs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Spiegelarrays; Fig. 8 eine Seitenansicht eines Teils des Strahlengangs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel eines Spiegelarrays.7 shows a side view of part of the beam path of a device according to the invention with a second exemplary embodiment of a mirror array; Fig. 8 is a side view of a portion of the beam path of a device according to the invention with a third embodiment of a mirror array.
Zunächst soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 , die eine Strahltransformationsvorrichtung 3 gemäß der EP 1 006 382 A1 zeigt, die Ausgangssituation näher beschrieben werden, wie sie sich aus dem Stand der Technik ergibt. Zur Erzeugung von Laserlicht ist eine als Laserdiodenbarren ausgeführte erste Laserlichtquelle vorgesehen, die in X-Richtung nebeneinander angeordnete und in X-Richtung voneinander beabstandete Emitter aufweist. Die von den einzelnen Emittern des ersten Laserdiodenbarrens ausgehenden Lichtstrahlen 10, 1 1 , 12 weisen in einer ersten, der Y-Richtung entsprechenden Richtung eine deutlich größere Divergenz auf als in einer zweiten, derFirst, with reference to Fig. 1, which shows a beam transformation device 3 according to EP 1 006 382 A1, the starting situation will be described in more detail, as it results from the prior art. For generating laser light, a first laser light source designed as a laser diode bar is provided, which has emitters arranged side by side in the X direction and spaced apart in the X direction. The light beams 10, 11, 12 emanating from the individual emitters of the first laser diode bar have a significantly greater divergence in a first direction corresponding to the Y direction than in a second direction
X-Richtung entsprechenden Richtung. Es ist allgemein üblich, die Richtung größerer Divergenz als „Fast-Axis-Richtung" und die Richtung kleinerer Divergenz als „Slow-Axis-Richtung" zu bezeichnen.X direction corresponding direction. It is common practice to refer to the direction of greater divergence as the "fast-axis direction" and the direction of smaller divergence as the "slow-axis direction".
I n Strahlausbreitungsrichtung Z umfasst die Anordnung ein hier nicht explizit dargestelltes, als Fast-Axis-Kollimationslinse ausgebildetes Kollimationsmittel. Dieses Kollimationsmittel kann insbesondere eine plankonvexe Zylinderlinse sein, deren Zylinderachse sich in X- Richtung erstreckt. Insbesondere kann diese Zylinderlinse eine sehr kleine Brennweite aufweisen und sehr nahe an den Emittern des ersten Laserdiodenbarrens angeordnet sein.In the beam propagation direction Z, the arrangement comprises a collimating means (not explicitly shown here) designed as a fast axis collimation lens. This collimation means may in particular be a plano-convex cylindrical lens whose cylinder axis extends in the X direction. In particular, this cylindrical lens can have a very short focal length and can be arranged very close to the emitters of the first laser diode bar.
I n Strahlausbreitungsrichtung ist hinter dem Fast-Axis- Kollimationsmittel eine optische Strahltransformationsvorrichtung 3 angeordnet, wie sie in Fig. 1 perspektivisch dargestellt ist. Die optische Strahltransformationsvorrichtung 3 weist eine Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche mit einer Anzahl parallel zueinander angeordneter Zylinderlinsensegmente 8 auf. Die Achsen der Zylinderlinsensegmente 8 schließen mit einer Basisseite der Strahltransformationsvorrichtung 3, die sich in x-Richtung erstreckt, einen Winkel von 45° ein.In the beam propagation direction, an optical beam transformation device 3 is arranged behind the fast axis collimation means, as shown in perspective in FIG. The optical beam transformation device 3 has a light entrance surface and a light exit surface of a number Parallel to each other arranged cylindrical lens segments 8. The axes of the cylindrical lens segments 8 subtend an angle of 45 ° with a base side of the beam transformation device 3 extending in the x direction.
Aus Fig. 1 ist der Durchgang eines linienförmig auf die Strahltransformationsvorrichtung 3 auftreffenden Lichtstrahls, wie er von dem ersten Laserdiodenbarren erzeugt werden kann, durch die Strahltransformationsvorrichtung 3 am Beispiel von Teilstrahlen 1 0, 1 1 , 12 mit den zur Vereinfachung der Darstellung eingezeichneten einzelnen Lichtstrahlen 1 0a, b, c, 1 1 a, b, c, 12a, b, c ersichtlich. Die Teilstrahlen 1 0, 1 1 , 1 2 sind zur Vereinfachung so dargestellt, als ob der Lichtstrahl nur eine Ausdehnung in x-Richtung aufweist. Die Strahltransformationsvorrichtung 3 ist gemäß der Anordnung in Fig. 1 den Teilstrahlen 10, 1 1 , 1 2 gegenüberliegend ausgerichtet, d.h. die optisch funktionalen, mit den Zylinderlinsensegmenten 8 versehenen Flächen sind x-y-Flächen. Wie in Fig. 1 zu erkennen, erfahren die Teilstrahlen 1 0, 1 1 , 1 2 beim Durchgang durch die Strahltransformationsvorrichtung 3 eine Drehung um 90°, so dass die einzelnen Teilstrahlen 1 0, 1 1 , 12 nach dem Durchgang durch dieFrom Fig. 1, the passage of a line incident on the beam transformer 3 light beam, as can be generated by the first laser diode bar, by the beam transformer 3 using the example of partial beams 1 0, 1 1, 12 with the simplification of the illustration drawn individual light beams 10a, b, c, 11a, b, c, 12a, b, c can be seen. The partial beams 1 0, 1 1, 1 2 are shown for simplicity as if the light beam has only an extension in the x direction. The beam transformation device 3 according to the arrangement in Fig. 1, the sub-beams 10, 1 1, 1 2 aligned opposite, i. the optically functional surfaces provided with the cylindrical lens segments 8 are x-y surfaces. As can be seen in Fig. 1, the sub-beams 1 0, 1 1, 1 2 undergo a rotation through 90 ° in the passage through the beam transformation device 3, so that the individual sub-beams 1 0, 1 1, 12 after passing through the
Strahltransformationsvorrichtung 3 jeweils nur noch in y-Richtung ausgedehnt sind. Hierbei verläuft beispielsweise der Lichtstrahl 10b ungehindert durch die Strahltransformationsvorrichtung 3 hindurch, wohingegen der links von ihm auf die Eintrittsfläche auftreffende Lichtstrahl 1 0a zur Mitte und nach unten hin abgelenkt wi rd und der auf die Eintrittsfläche rechts von ihm auftretende Lichtstrahl 1 0c zur Mitte und nach oben hin abgelenkt wird. Gleiches gilt für die Teilstrahlen 1 1 und 12. Auf diese Weise wird verhindert, dass die beispielsweise aus einzelnen Abschnitten des ersten Laserdiodenbarrens hervorgehenden Teilstrahlen 10, 1 1 , 12 aufgrund der vor der Strahltransformationsvorrichtung 1 unter Umständen relativ starken Divergenz in x-Richtung einander überlappen, da nach dem Durchgang durch die Strahltransformationsvorrichtung 3 nur noch eine beugungsbegrenzte Restdivergenz in x-Richtung vorhanden ist, wohingegen die Divergenz in y-Richtung der ursprünglichen Divergenz in x-Richtung entspricht.Beam transformation device 3 are each extended only in the y direction. In this case, for example, the light beam 10b passes unhindered through the beam transformation device 3, whereas the light beam 10a striking the entrance surface to the left of it deflects towards the center and downwards and the light beam 10c to the center and to the right of the entrance surface occurs is deflected above. The same applies to the partial beams 1 1 and 12. In this way it is prevented that the resulting example of individual sections of the first laser diode bar partial beams 10, 1 1, 12 overlap due to the before the beam transformer 1 may be relatively strong divergence in the x direction each other , after that the passage through the beam transformation device 3 only a diffraction-limited residual divergence in the x-direction is present, whereas the divergence in the y-direction of the original divergence in the x-direction corresponds.
In Fig. 2 ist die Intensitätsverteilung des Laserlichts in einer Arbeitsebene, die sich in Strahlausbreitungsrichtung hinter der Strahltransformationsvorrichtung 3 befindet, schematisch stark vereinfacht dargestellt. Es wird deutlich, dass zwischen den von den einzelnen Emittern ausgehenden und mittels derIn Fig. 2, the intensity distribution of the laser light in a working plane which is located in the beam propagation direction behind the beam transformation device 3, shown schematically greatly simplified. It becomes clear that between the outgoing emitters and by means of
Strahltransformationsvorrichtung um 90° gedrehten Teilstrahlen 10, 1 1 , 12 Dunkelbereiche vorhanden sind, die sich als nachteilig für die so genannte „Bπghtness" (spezifische Intensität, Brillanz) der Laserstrahlung in einer Arbeitsebene erweisen. Nach der Strahlsymmetrisierung ergibt sich also mit anderen Worten entlang der horizontalen Achse (x-Achse) ein Laserlichtstrahl mit relativ großen Bereichen, in denen sich keine signifikanten Laserlichtanteile befinden. Diese Bereiche sollen nachfolgend auch als Dunkelzonen bezeichnet werden.Beam transforming device are rotated by 90 ° partial beams 10, 1 1, 12 dark areas are present, which prove to be detrimental to the so-called "Bπghtness" (specific intensity, brilliance) of the laser radiation in a working plane After the beam symmetry thus results in other words along the horizontal axis (x-axis) is a laser light beam with relatively large areas, in which there are no significant laser light portions.These areas are also referred to below as dark zones.
I n Fig. 3 ist eine I ntensitätsverteilung des Laserlichts in einer Arbeitsebene, die sich in Strahlausbreitungsrichtung hinter der Strahltransformationsvorrichtung 3 befindet und die mittels eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt wird, schematisch stark vereinfacht dargestellt. Es wird deutlich, dass in der Arbeitsebene hinter der Strahltransformationsvorrichtung 3 eine geometrisch dichte Intensitätsverteilung erhalten werden kann. Man erkennt zusätzliche Teilstrahlen 1 0' , 1 1 ' , 1 2' in den Dunkelzonen, die bei der aus demIn FIG. 3, a intensity distribution of the laser light in a working plane, which is located in the beam propagation direction behind the beam transformation device 3 and which is produced by means of a preferred embodiment of a method according to the invention or a device according to the invention, is shown schematically in greatly simplified form. It becomes clear that in the working plane behind the beam transformation device 3 a geometrically dense intensity distribution can be obtained. It can be seen additional partial beams 1 0 ', 1 1', 1 2 'in the dark zones, in the from the
Stand der Technik bekannten Lösung noch vorhanden waren . In den Überlappungsbereichen zwischen benachbarten Teilstrahlen 1 0, 10', 1 1 , 1 1 ' , 12, 12' bilden sich in der Arbeitsebene Verlustzonen 13, die allerdings sehr gering sind. Die I ntensitätsverluste in den Verlustzonen 13 können vorteilhaft über die Brennweite des in Strahlausbreitungsrichtung vor der Strahltransformationsvorrichtung 3 angeordneten Fast-Axis-Kollimationsmittels zwischen maximalerPrior art known solution was still present. In the overlapping areas between adjacent sub-beams 1 0, 10 ', 1 1, 1 1 ', 12, 12' form in the working plane loss zones 13, which are very small. The intensity losses in the loss zones 13 can advantageously be determined by the focal length of the fast axis collimation means arranged in the beam propagation direction in front of the beam transformation device 3 between the maximum
Effizienz und maximaler Brightness eingestellt werden .Efficiency and maximum brightness.
Um die in Fig. 3 schematisch dargestellte Intensitätsverteilung in der Arbeitsebene hinter der Strahltransformationsvorrichtung 3 zu erhalten, gibt es verschiedene Realisierungsmöglichkeiten. UnterIn order to obtain the intensity distribution shown schematically in FIG. 3 in the working plane behind the beam transformation device 3, there are various possible implementations. Under
Bezugnahme auf Fig. 4 bis 8 sollen nachfolgend drei besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.Referring to Fig. 4 to 8 three particularly advantageous embodiments will be explained in more detail below.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 bis 6 dargestellt ist, wird ein Spiegelarray 4 in den Strahlengang eingebracht, mittels dessen das Laserlicht 1 0', 1 1 ', 1 2' einer zweiten Laserlichtquelle reflektiert werden kann, die entweder ein zweiter Laserdiodenbarren mit einer Mehrzahl von Emittern oder aber eine virtuelle Laserlichtquelle, welche durch Strahlteilung des von dem ersten Laserdiodenbarren emittierten Licht erzeugt wird, sein kann.According to a first embodiment, which is shown in Fig. 4 to 6, a mirror array 4 is introduced into the beam path, by means of which the laser light 1 0 ', 1 1', 1 2 'of a second laser light source can be reflected, either a second A laser diode bar with a plurality of emitters or a virtual laser light source, which is generated by beam splitting of the light emitted from the first laser diode bar, may be.
Das Spiegelarray 4 weist eine Anzahl voneinander beabstandeter Reflexionsflächen 40 auf, mittels derer das von der zweiten (realen oder virtuellen) Laserlichtquelle emittierte Laserlicht 10' , 1 1 ', 12' derart parallel zum Laserlicht 10, 1 1 , 1 2 des ersten Laserdiodenbarrens reflektiert werden kann, dass sich in derThe mirror array 4 has a number of spaced-apart reflection surfaces 40, by means of which the laser light 10 ', 11', 12 'emitted by the second (real or virtual) laser light source is reflected parallel to the laser light 10, 11, 12 of the first laser diode bar that can be in the
Arbeitsebene hinter der Strahltransformationsvorrichtung 3 die in Fig. 3 dargestellte I ntensitätsverteilung ergibt, bei der das Laserlicht 1 0', 1 1 ', 12' der zweiten Laserlichtquelle in die Dunkelzonen hineintritt und diese zusätzlich ausleuchtet.Working plane behind the beam transformation device 3 results in the i ntensitätsverteilung shown in Fig. 3, in which the laser light 1 0 ', 1 1', 12 'of the second laser light source enters the dark zones and this additionally illuminates.
Wie in Fig. 6 zu erkennen, bildet das Spiegelarray 4 in diesem Ausführungsbeispiel eine kammartige Struktur mit einer Anzahl hochreflektierender Reflexionsflächen 40, wobei zwischen benachbarten Reflexionsflächen 40 jeweils ein Zwischenraum 43 (Ausschnitt) ausgebildet ist. Die Breite der Zwischenräume 43 ist so gewählt, dass sich durch diese Zwischenräume 43 das vom ersten Laserdiodenbarren emittierte Laserlicht 1 0, 1 1 , 1 2 zur Arbeitsebene, in der sich die in Fig. 3 dargestellte Intensitätsverteilung ergibt, ausbreiten. Das Spiegelarray weist vorliegend einen BasisabschnittAs can be seen in Fig. 6, the mirror array 4 in this embodiment forms a comb-like structure with a number highly reflective reflecting surfaces 40, wherein between adjacent reflecting surfaces 40 each have a gap 43 (cutout) is formed. The width of the intermediate spaces 43 is selected such that the laser light 1 0, 1 1, 1 2 emitted by the first laser diode bar propagates through these intermediate spaces 43 to the working plane in which the intensity distribution shown in FIG. 3 results. The mirror array here has a base section
44 auf, von dem sich mehrere Reflexionsabschnitte 45 parallel zueinander und orthogonal zum Basisabschnitt 44 weg erstrecken, an deren Ende jeweils eine angeschrägte Reflexionsfläche 40 ausgebildet ist, wobei zwischen benachbarten Reflexionsabschnitten44, from which a plurality of reflection portions 45 extend parallel to each other and orthogonal to the base portion 44 away, at the end of each a tapered reflection surface 40 is formed, wherein between adjacent reflection sections
45 jeweils einer der Zwischenräume 43 ausgebildet ist.45 each one of the intermediate spaces 43 is formed.
Eine alternative Realisierungsmöglichkeit, um in der Arbeitsebene die in Fig. 3 dargestellte Intensitätsverteilung zu erhalten, ist in Fig. 7 dargestellt. Das Spiegelarray 4' bildet dabei eine Periskopanordnung, mit einer Anzahl erster Reflexionsflächen 40' und einer Anzahl zweiter Reflexionsflächen 41 ', die von den ersten Reflexionsflächen 40' beabstandet angeordnet sind. Es wird deutlich, dass die ersten und zweiten Reflexionsflächen 40' , 41 ' jeweils parallel zueinander orientiert sind. Dadurch wird zum Beispiel ein Teilstrahl 1 2' der zweiten Laserlichtquelle, der auf das Spiegelarray 4' trifft, zunächst an der ersten Reflexionsfläche 40' in der in Fig. 7 dargestellten Weise in Richtung der zweiten Reflexionsfläche 41 ' reflektiert. Von der zweiten Reflexionsfläche 41 ' wird der Teilstrahl 12' dann parallel zurAn alternative possibility of realization in order to obtain the intensity distribution shown in FIG. 3 in the working plane is shown in FIG. The mirror array 4 'forms a periscope arrangement, with a number of first reflection surfaces 40' and a number of second reflection surfaces 41 ', which are arranged spaced from the first reflection surfaces 40'. It becomes clear that the first and second reflection surfaces 40 ', 41' are each oriented parallel to one another. As a result, for example, a partial beam 1 2 'of the second laser light source which impinges on the mirror array 4' is first reflected on the first reflection surface 40 'in the manner shown in FIG. 7 in the direction of the second reflection surface 41'. From the second reflection surface 41 ', the partial beam 12' is then parallel to
Strahlausbreitungsrichtung des damit korrespondierenden Teilstrahls 12 des vom ersten Laserdiodenbarren emittierten Laserlichts, der ungehindert und damit geradlinig durch das Spiegelarray 4' hindurchtritt, reflektiert. Die Reflexion der übrigen Teilstrahlen 1 0' , 1 1 ' der zweiten Laserlichtquelle erfolgt analog , so dass schließlich in der Arbeitsebene die in Fig. 3 dargestellte Intensitätsverteilung erhalten werden kann. Eine weitere alternative Realisierungsmöglichkeit, um die in Fig. 3 dargestellte Intensitätsverteilung zu erhalten, ist in Fig. 8 dargestellt. Das Spiegelarray 4" bildet dabei eine im Vergleich zu Fig. 7 gedrehte Periskopanordnung , mit einer Anzahl erster Reflexionsflächen 40" und einer Anzahl zweiter Reflexionsflächen 41 " . Es wird deutlich, dass die ersten und zweiten Reflexionsflächen 40" , 41 " derart versetzt zueinander orientiert sind, dass zum Beispiel ein Teilstrahl 12' der zweiten Laserlichtquelle, der antiparallel zum korrespondierenden Teilstrahl 1 2 des ersten Laserdiodenbarrens auf das Spiegelarray 4' trifft, zunächst an der ersten Reflexionsfläche 40" in der in Fig. 8 dargestellten Weise in Richtung der zweiten Reflexionsfläche 41 " reflektiert wird. Von der zweiten Reflexionsfläche 41 " wird der Teilstrahl 1 2' dann parallel zur Strahlausbreitungsrichtung des Teilstrahls 12 des vom erstenBeam propagation direction of the corresponding partial beam 12 of the laser light emitted from the first laser diode bar laser light, which passes unhindered and thus straight through the mirror array 4 ', reflected. The reflection of the remaining partial beams 1 0 ', 1 1' of the second laser light source is analog, so that finally in the working plane, the intensity distribution shown in Fig. 3 can be obtained. Another alternative realization possibility for obtaining the intensity distribution shown in FIG. 3 is shown in FIG. 8. In this case, the mirror array 4 "forms a periscope arrangement rotated in comparison with FIG. 7, with a number of first reflection surfaces 40" and a number of second reflection surfaces 41 ".It is clear that the first and second reflection surfaces 40", 41 "are oriented offset relative to one another are that, for example, a partial beam 12 'of the second laser light source, the anti-parallel to the corresponding partial beam 1 2 of the first laser diode bar incident on the mirror array 4', first on the first reflection surface 40 "in the manner shown in Fig. 8 in the direction of the second reflection surface From the second reflection surface 41 ", the partial beam 1 2 'is then parallel to the beam propagation direction of the partial beam 12 of the first
Laserdiodenbarren emittierten Laserlichts reflektiert. Der Teilstrahl 1 2 passiert das Spiegelarray 4" wiederum ungehindert. Die Reflexion der übrigen Teilstrahlen 10', 1 1 ' der zweiten Laserlichtquelle erfolgt analog, so dass schließlich in der Arbeitsebene die in Fig. 3 dargestellte Intensitätsverteilung erhalten werden kann.Laser diode bars emitted laser light reflected. The partial beam 1 2 again passes unhindered through the mirror array 4. The reflection of the remaining partial beams 10 ', 11' of the second laser light source takes place analogously, so that finally the intensity distribution shown in FIG.
Es besteht insbesondere im Hinblick auf die in Fig. 7 und 8 gezeigten Varianten die Möglichkeit, dass das von der zweiten Laserlichtquelle emittierte Laserlicht mittels einer zusätzlichen Strahltransformationsvorrichtung, die analog zur oben beschriebenenThere is the possibility, in particular with regard to the variants shown in FIGS. 7 and 8, that the laser light emitted by the second laser light source by means of an additional beam transformation device, analogous to the above-described
Strahltransformationsvorrichtung 3 ausgeführt ist, um 90° gedreht wird, bevor es von dem Reflexionsmittel 4, 4' , 4" reflektiert wird. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass das von der zweiten Laserlichtquelle emittierte Laserlicht mittels der Strahltransformationsvorrichtung 3 um 90° gedreht wird, bevor es von dem Reflexionsmittel 4, 4' , 4" reflektiert wird. In addition, there is also the possibility that the laser light emitted by the second laser light source is rotated by 90 ° by means of the beam transformation device 3 before it is reflected by the reflection means 4, 4 ', 4 ".
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 10704742 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 10704742 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |