[发明专利]用于发射光的装置

说明书

本发明涉及一种用于发射光的装置(1)、一种光束准直透镜(3)以及一种用于制造光束准直透镜(3)的方法。装置(1)包括至少一个激光光源(2)和光束准直透镜(3)，特别地用于快轴准直，光束准直透镜(3)包括至少一个双凸面准直元件(4)并且由石英玻璃制成，优选地在纤维拉制工艺中。激光光源(2)发射可见激光，特别地在400‑550nm的波长范围内。

技术领域

本发明涉及一种用于发射光的装置、一种光束准直透镜以及一种制造光束准直透镜的方法。

背景技术

用于发射光的装置可用作高功率二极管激光器。通常，这种装置用于具有非对称光束场的光发射器，其具有所谓的“快轴”和所谓的“慢轴”。

快轴是指垂直于慢轴(平行于半导体晶片的正面)的垂直轴(垂直于半导体晶片)。慢轴和快轴相互垂直并与光束传播方向(z轴)正交。沿着传播方向，具有例如1微米量级尺寸的单个发射器在快轴具有0.5-0.7的数值孔径并且在慢轴具有0.05-0.2的数值孔径。

用于快轴的最常见的准直器是平柱透镜。这些用于为具有高数值孔径的快轴提供低像差准直。

这种准直器通常由高质量玻璃制成。高折射率材料最大限度地减少了透镜的最大垂度和实现所需折射所需的表面倾斜度。对于非关键性能要求，也可以使用均质圆柱棒透镜，即光纤。

GB2510401 A公开了一种与激光二极管堆叠一起使用的微光学元件，该元件包括形成为单片阵列的多个双凸面快轴准直器元件。在这点上，入射透镜的布置被提供在元件的第一表面上并且出射透镜的布置被提供在元件的与第一表面相对的第二表面上。入射透镜和出射透镜的布置可以适于以行或以二维阵列布置的多个单独发射器的布置。单片元件可以使用激光微加工由熔融石英制成。

具有高透射率值的玻璃的准直元件主要用于波长范围在800到1000nm之间的二极管激光器。

在小于550nm的波长范围内，特别地在400-500nm范围内，也可以使用具有高功率的光发射器。对于该波长范围，具有高透射率值的玻璃材料的选择受到限制。

此外，这些加工方法复杂，因此非常昂贵。

发明内容

本发明的任务是消除现有技术的缺点，特别地提供一种用于发射光的装置、一种光束准直透镜以及一种用于制造光束准直透镜的方法，利用它们可以以低成本提供良好的光学准直质量。

该任务通过一种用于发射光的装置来解决，该装置包括至少一个激光光源和至少一个或恰好一个光束准直透镜，特别地用于快轴准直。

光束准直透镜包括至少一个双凸面准直元件并由石英玻璃制成。

激光光源发射可见激光，特别地波长小于或等于550nm，特别地波长范围为300nm至550nm，进一步特别地400-500nm。

在较小的波长下，工业上可用的功率急剧增加，光束准直透镜中对最小吸收的要求也随之增加。高功率会导致严重发热，并存在散焦风险，从而降低光束质量。

折射率n约为1.80的传统快轴准直元件在低功率下已经显现出强烈的温度增加。

由折射率约为1.45的熔融石英制成的准直元件在功率超过200W时显示很小的温度增加。因此可以在大功率范围内保证光束质量。

在优选实施例中，该装置具有多个激光光源。激光光源可以以二维阵列布置。优选地，激光光源彼此相邻地布置成一排。

优选地，光束准直透镜具有与激光光源的布置相对应的双凸面准直元件的阵列。有利地，光束准直透镜是单片的。

熔融石英折射率较小的缺点可以通过相应形状的入射面和出射面来补偿。双凸面准直元件可以在出射侧具有近圆柱形(acylindrical)形状并且在入射侧具有圆柱形形状或近圆柱形形状。