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WO2023117592A1 - Laser component with multiple laser diodes and a monolithic beam combiner - Google Patents

Laser component with multiple laser diodes and a monolithic beam combiner Download PDF

Info

Publication number
WO2023117592A1
WO2023117592A1 PCT/EP2022/085656 EP2022085656W WO2023117592A1 WO 2023117592 A1 WO2023117592 A1 WO 2023117592A1 EP 2022085656 W EP2022085656 W EP 2022085656W WO 2023117592 A1 WO2023117592 A1 WO 2023117592A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
optical element
laser diode
radiation
beam combiner
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/085656
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nicole BERNER
Jörg Erich SORG
Original Assignee
Ams-Osram International Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams-Osram International Gmbh filed Critical Ams-Osram International Gmbh
Publication of WO2023117592A1 publication Critical patent/WO2023117592A1/en

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    • G02B6/29365—Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels in a multireflection configuration, i.e. beam following a zigzag path between filters or filtering operations
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    • H01S5/02315—Support members, e.g. bases or carriers

Definitions

  • a laser component is specified.
  • Laser components typically have at least one laser diode.
  • optical elements are required for collimating emitted laser radiation.
  • the optical elements contribute to the structure of the laser component becoming more complex and heavier.
  • an adjustment of the individual components to each other is necessary, which lengthens the manufacturing process. Optical losses of the laser radiation can occur on the optical elements.
  • a problem to be solved is to specify a laser component that can be operated efficiently.
  • the laser component comprises at least one first laser diode and at least one second laser diode.
  • the first laser diode can have a structure which is different from the structure of the second laser diode. It is also possible for the first laser diode and the second laser diode to have the same structure.
  • the first laser diode and the second laser diode can each be a laser chip, in particular a semiconductor laser chip.
  • the first The laser diode and the second laser diode are each designed to generate laser radiation during operation.
  • the laser component comprises at least one optical element which has an entry surface and an exit surface.
  • the optical element can be an optically active element.
  • the optical element can be formed in one piece.
  • the optical element can be a three-dimensional body.
  • the optical element can have a main extension direction along which it extends further than along other directions.
  • the optical element can comprise a body which is provided for the transmission of laser radiation. This can mean that the optical element has a transmissivity of at least 80% for at least some wavelengths of electromagnetic radiation, at least in places.
  • the optical element can have a transmissivity of at least 90% or at least 95% for at least some wavelengths of electromagnetic radiation.
  • the optical element can have glass. It is also possible for the optical element to have a plastic, sapphire and/or silicon.
  • the entry surface can be a radiation entry surface. This can mean that the entry surface is intended for electromagnetic radiation to enter the optical element through the entry surface.
  • the exit surface can be a radiation exit surface. This can mean that the exit surface is intended for electromagnetic radiation to exit from the optical element through the exit surface.
  • the entrance surface and the exit surface can be on opposite sides of the be arranged optical element. This can mean that the entry surface is arranged on a side of the optical element which faces away from the side on which the exit surface is arranged.
  • the entry surface can face the first laser diode.
  • the entry surface may have a curved surface. It is also possible for a metal lens or a diffractive optical structure to be arranged on the entry surface.
  • the exit surface may have a curved surface. It is also possible for a metal lens or a diffractive optical structure to be arranged on the exit surface.
  • the laser component comprises a monolithic beam combiner.
  • the jet combiner being monolithic may mean that the jet combiner is integrally formed except for coatings. This means that the beam combiner consists of one part on which additional coatings can be arranged.
  • the beam combiner can be designed to mix or combine different beams incident on the beam combiner. This can mean that the beam combiner is designed to superimpose at least two laser beams impinging on the beam combiner.
  • the beam combiner can thus have a radiation entry side and a radiation exit side. Different beams can impinge on the beam combiner on the radiation entry side. A combined beam can emerge from the beam combiner on the radiation exit side.
  • the beam combiner may include glass, plastic, sapphire, or silicon. At the beam combiner it can be an angle-dependent beam combiner.
  • the laser component can have a carrier.
  • the first laser diode, the second laser diode, the optical element and the beam combiner can be arranged on the carrier.
  • the optical element is designed to collimate the near axis of the laser radiation that strikes it on the entry surface.
  • the fast axis can be the axis in a cross section through a laser beam along which the divergence of the laser beam is at a maximum.
  • a collimation of the fast axis at the entry surface can be achieved by different shapes of the entry surface.
  • the required shape of the entry surface for a collimation of the fast axis depends, among other things, on the wavelength of the incident laser radiation and the divergence for the fast axis.
  • the optical element can be designed to collimate the fast axis of incident laser radiation emitted by the first laser diode on the entry surface.
  • the optical element is designed to collimate the slow axis of impinging laser radiation on the exit surface.
  • the slow axis can be the axis in a cross section through a laser beam along which the divergence of the laser beam is minimal.
  • a collimation of the slow axis at the exit surface can be achieved by different shapes of the exit surface.
  • the required shape of the exit surface for a collimation of the slow axis depends Among other things, it depends on the wavelength of the laser radiation that hits it and the divergence for the slow axis.
  • the optical element can be designed to collimate the slow axis of incident laser radiation emitted by the first laser diode at the exit surface.
  • the entry surface and the exit surface can have a defined distance from one another.
  • the size of the distance between the entry surface and the exit surface can depend on properties of the laser radiation emitted by the first laser diode during operation.
  • the size of the distance between the entry surface and the exit surface can depend on the wavelength of the laser radiation emitted by the first laser diode during operation. It is also possible that the size of the distance between the entry surface and the exit surface depends on the ratio of the divergence of the fast axis and the slow axis of the laser radiation emitted by the first laser diode during operation.
  • the optical element can be designed to bundle or convert laser radiation into a beam with a circular cross section. This can mean that laser radiation, which enters the optical element at the entry surface, leaves the optical element at the exit surface as laser radiation with a circular cross-section. In order to generate a laser beam with a circular cross section, it is necessary to collimate the fast axis and the slow axis of the incident laser radiation separately from each other. This takes place on the entry surface and the exit surface of the optical element.
  • the laser component is therefore intended for beam shaping, collimation and superimposition.
  • the optical element is arranged between the first laser diode and the beam combiner.
  • the optical element can be arranged between the first laser diode and the beam combiner along a lateral direction which runs parallel to the main extension plane of the carrier.
  • the optical element can be arranged at a distance from the first laser diode.
  • the optical element can be arranged at a distance from the beam combiner.
  • the laser component described here is based, among other things, on the idea that all components of the laser component can be produced together. In this way, the beam formation of the laser radiation does not take place outside of the laser component, but already inside the laser component. This avoids components from different manufacturers having to be combined with one another and the various components of the laser component can be optimally matched to one another.
  • the laser device can be compact in structure and light in weight as a whole.
  • a further advantage is that only the optical element is required for the collimation of the laser radiation emitted by the first laser diode. This means that two lenses are not required for collimation, as is usually the case. This means that less complex adjustment or alignment steps are required overall in the production of the laser component. Instead of mounting two lenses and possibly additional mirrors, only the mounting of the optical element is required. Therefore only one active adjustment step is required. In addition, fewer transfer steps are required in the manufacturing process, since only one optical element is required for the first laser diode. This simplifies the manufacture of the laser component.
  • the beam combiner can be free of organic materials.
  • the beam combiner is monolithic, eliminating the need for organic compound materials. Organic materials can outgas and thus lead to contamination of the laser facets of the laser component. This can lead to failure of the laser component or individual components. These disadvantages are avoided by using the monolithic beam combiner.
  • the number of connecting surfaces can be minimized in the laser component.
  • the optical element thus has two surfaces through which laser radiation passes during operation. If two lenses were used, there would be at least four surfaces in total. Multiple bonding surfaces are avoided in the beam combiner, which would be present in a beam combiner that is not monolithic.
  • optical losses in the laser component at connection surfaces are minimized. For example, electromagnetic radiation that impinges on a connection surface can be partially reflected. These losses are minimized in the laser component. Therefore, the laser device can be operated efficiently.
  • the laser component has at least one third laser diode.
  • the third laser diode can have a structure which is different from the structure of the first laser diode and the second Laser diode is . It is also possible for the third laser diode to have the same structure as the first laser diode and the second laser diode.
  • the third laser diode can be a laser chip, in particular a semiconductor laser chip.
  • the third laser diode is designed to generate laser radiation during operation.
  • the first laser diode, the second laser diode, and the third laser diode may be juxtaposed along a lateral direction. In this case, the first laser diode, the second laser diode and the third laser diode can extend parallel to one another.
  • At least two of the laser diodes can extend at an angle of greater than 0° to one another.
  • at least two of the laser diodes can extend at an angle of 90° to one another.
  • Laser radiation from the three laser diodes can advantageously be combined by using the third laser diode.
  • the three laser diodes can emit laser radiation of different wavelengths. The laser radiation emitted by the three laser diodes can thus be combined with the beam combiner to form laser radiation of different colors.
  • the first laser diode is designed to emit laser radiation in a first wavelength range during operation
  • the second laser diode is designed to emit laser radiation in a second wavelength range during operation
  • the first wavelength range is different from the second wavelength range.
  • the first wavelength range includes at least one wavelength.
  • the second wavelength range includes at least one wavelength.
  • the laser component has at least one further optical element, which has an entry surface and an exit surface.
  • the further optical element can have the same features as the optical element. This can mean that the further optical element has at least some features of the optical element.
  • the size of the optical element and the further optical element can differ.
  • the optical element and the further optical element can extend to different extents along their main direction of extension. It is also possible for the entry surface of the further optical element to have a different shape than the entry surface of the optical element.
  • the exit surface of the further optical element can have a different shape than the exit surface of the optical element.
  • the optical element can be assigned to the first laser diode.
  • the further optical element can be assigned to the second laser diode. This can mean that the further optical element can be designed to collimate the fast axis of incident laser radiation emitted by the second laser diode on the entry surface. In addition, the further optical element can be designed to collimate the slow axis of incident laser radiation emitted by the second laser diode at the exit surface.
  • the laser radiation for each of the two laser diodes be collimated. This means that the laser radiation emerging from the laser component can have a desired shape.
  • the further optical element is arranged between the second laser diode and the beam combiner.
  • the further optical element can be arranged between the second laser diode and the beam combiner along a lateral direction which runs parallel to the main extension plane of the carrier.
  • the further optical element can be arranged at a distance from the second laser diode.
  • the further optical element can be arranged at a distance from the beam combiner.
  • the entry surface of the optical element is curved.
  • the entry surface can have a spherical shape at least in places.
  • the entry surface can be curved outwards. This can mean that the optical element has a greater extension along a lateral direction in the area of the maximum curvature than at an edge of the curvature.
  • the entry surface can be curved towards the first laser diode. Due to the curvature, the entry surface has the effect of a cylindrical lens.
  • the entrance surface may have the shape of one side of a cylindrical lens. Thus, laser radiation impinging on the entry surface can be collimated at the entry surface.
  • the exit surface of the optical element is curved.
  • the Exit surface can have a spherical shape at least in places.
  • the exit surface can be curved outwards. This can mean that the optical element has a greater extension along a lateral direction in the area of the maximum curvature than at an edge of the curvature.
  • the exit surface can be curved toward the beam combiner. Due to the curvature, the exit surface has the effect of a cylindrical lens.
  • the exit surface may have the shape of a side of a cylindrical lens.
  • the entry surface and the exit surface of the optical element have different radii of curvature.
  • the entry surface may have a radius of curvature that is larger or smaller than the radius of curvature of the exit surface.
  • the entry surface and the exit surface can be curved to different extents. As a result, a different axis of the laser radiation impinging on the entry surface than on the exit surface can be collimated.
  • the optical element has two crossed lenses.
  • one of the lenses can be arranged on the entry surface and the other of the lenses on the exit surface. This can mean that one lens facet is arranged on the entrance surface and another lens facet is arranged on the exit surface.
  • the two lenses can have a different construction.
  • the two crossed lenses enable the almost axis of laser radiation to be collimated on the entry surface and that on the Exit surface, the slow axis can be collimated by the laser radiation hitting it. Compared to the situation in which two normal lenses are used, the adjustment effort is reduced with two crossed lenses.
  • each of the lenses is a cylindrical lens.
  • cylindrical lenses can be manufactured easily and allow collimation of laser radiation.
  • the first laser diode, the second laser diode, the optical element and the monolithic beam combiner are encapsulated together.
  • the laser device can have an encapsulation, which encapsulates the first laser diode, the second laser diode, the optical element and the monolithic beam combiner together.
  • the encapsulation can completely cover the first laser diode, the second laser diode, the optical element and the monolithic beam combiner.
  • the encapsulation can be hermetically sealed. The encapsulation advantageously protects the components of the laser component from influences from outside the laser component.
  • the monolithic beam combiner has a reflective layer on a side facing away from the first laser diode.
  • the reflective layer can partially cover the beam combiner.
  • the reflective layer can cover the beam combiner in places on the side facing away from the first laser diode.
  • the reflective layer may include a metal. It is also possible that the reflective layer is a dichroic mirror or has a Bragg mirror. The reflective layer enables laser radiation impinging on the reflective layer to be reflected on the latter and thus initially prevented from leaving the beam combiner. The reflected radiation can then be superimposed with further laser radiation.
  • the reflective layer has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode.
  • the reflective layer can have a reflectivity of at least 90% or at least 95% for radiation emitted by the first laser diode.
  • a large part of the radiation impinging on the reflective layer can be superimposed with other laser radiation in the beam combiner.
  • the monolithic beam combiner has a filter layer on a side facing the second laser diode, which has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode and a transmissivity for radiation emitted by the second laser diode of at least 50%.
  • the filter layer can partially cover that side of the beam combiner which faces the second laser diode. This can mean that at least an area of the side of the beam combiner that faces the second laser diode is free of the filter layer.
  • the filter layer can be arranged in a region on which radiation emitted by the second laser diode during operation impinges.
  • the filter layer can have a reflectivity of at least 90% or at least 95% for radiation emitted by the first laser diode.
  • the Filter layer may include a metal. It is also possible for the filter layer to have a dichroic mirror or a Bragg mirror.
  • the filter layer can have a transmissivity of at least 70% or at least 90% for radiation emitted by the second laser diode.
  • the filter layer makes it possible for the radiation of the first laser diode reflected on the reflective layer to be reflected again on the filter layer and thus to remain in the beam combiner. There, this radiation of the first laser diode can be superimposed with other laser radiation. At the same time, radiation emitted by the second laser diode can enter the beam combiner through the filter layer and be superimposed with radiation emitted by the first laser diode.
  • the monolithic beam combiner has a radiation entry surface on a side facing the first laser diode, which surface extends transversely to the main direction of extent of the optical element in a plan view.
  • the radiation entry surface of the beam combiner can also face the second laser diode and/or the third laser diode.
  • the plan view is along a direction which runs perpendicular to the main plane of extension of the carrier.
  • the beam combiner and the optical element are arranged next to one another.
  • the radiation entry surface of the beam combiner and the main direction of extension of the optical element enclose an angle that is not 90°.
  • Figures 1 and 2 show a laser component according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 shows an optical element according to one exemplary embodiment.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show a beam combiner according to one embodiment.
  • FIG. 7 shows a laser component according to a further exemplary embodiment.
  • FIG. 8 shows part of a further exemplary embodiment of the laser component.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a laser component 20 .
  • the laser component 20 has a first laser diode 21 , a second laser diode 22 and a third laser diode 27 .
  • the three laser diodes 21, 22, 27 are arranged next to one another on a mounting area 33.
  • FIG. The mounting area 33 with the laser diodes 21 , 22 , 27 is arranged on a carrier 34 of the laser component 20 .
  • the first laser diode 21 is designed to emit laser radiation in the red wavelength range during operation.
  • the second laser diode 22 is designed to emit laser radiation in the green wavelength range during operation.
  • the third laser diode 27 is designed to emit laser radiation in the blue wavelength range during operation.
  • the three laser diodes 21, 22, 27 are arranged parallel to one another.
  • the laser component 20 also has an optical element 23 which has an entry surface 24 and an exit surface 25 .
  • the optical element 23 is arranged adjacent to and at a distance from the first laser diode 21 .
  • the optical element 23 is arranged on the side of the first laser diode 21 at which laser radiation emerges from the first laser diode 21 during operation. Laser radiation emerging from the first laser diode 21 can thus impinge on the optical element 23 during operation.
  • the entry surface 24 of the optical element 23 is curved.
  • the exit surface 25 of the optical element 23 is curved.
  • the optical element 23 has two crossed cylindrical lenses.
  • the entry surface 24 and the exit surface 25 have different radii of curvature.
  • the laser component 20 has two further optical elements 28 , 38 .
  • a first further optical element 28 is arranged adjacent to and at a distance from the second laser diode 22 .
  • the first further optical element 28 is arranged on the side of the second laser diode 22 at which laser radiation emerges from the second laser diode 22 during operation. Thus, during operation, laser radiation emerging from the second laser diode 22 can impinge on the first additional optical element 28 .
  • a second further optical element 38 is arranged adjacent to and at a distance from the third laser diode 27 .
  • the second further optical element 38 is arranged on the side of the third laser diode 27 at which laser radiation emerges from the third laser diode 27 during operation. Thus, during operation, laser radiation emerging from the third laser diode 27 can impinge on the second further optical element 38 .
  • the further optical elements 28 , 38 can have the same material and approximately the same shape as the optical element 23 . However, the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 each extend for different lengths along their main direction of extension. In addition, the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 are each arranged at different distances from the laser diode 21 , 22 , 27 assigned to them. The optical element 23 is thus arranged further away from the first laser diode 21 than the first further optical element 28 from the second laser diode 22 .
  • the optical element 23 is designed to collimate the near axis of the laser radiation hitting it on the entry surface 24 . This means that the optical element 23 is designed for this purpose on the entry surface 24 to collimate the fast axis of laser radiation from the first laser diode 21 that is incident on it. In addition, the optical element 23 is designed to collimate the slow axis of impinging laser radiation on the exit surface 25 . This means that the optical element 23 is designed to collimate the slow axis of impinging laser radiation from the first laser diode 21 on the exit surface 25 .
  • each of the further optical elements 28 , 38 has two crossed cylindrical lenses.
  • the laser device 20 includes a monolithic beam combiner 26 .
  • the optical element 23 is between the first laser diode 21 and the beam combiner
  • the first further optical element 28 is arranged between the second laser diode 22 and the beam combiner 26 .
  • the second further optical element 38 is arranged between the third laser diode 27 and the beam combiner 26 .
  • the optical element 23 , the further optical elements 28 , 38 and the beam combiner 26 are also arranged on the carrier 34 .
  • the beam combiner 26 On a side facing the first laser diode 21 , the beam combiner 26 has a radiation entry surface 32 which, in a plan view, extends transversely to the main direction of extent of the optical element 23 .
  • the beam combiner 26 is designed to superimpose laser radiation incident on the beam combiner 26 .
  • Laser radiation impinges on the beam combiner 26 .
  • the first laser diode 21 can emit laser radiation, which impinges on the optical element 23 and is collimated there.
  • the collimated laser radiation emerges from the optical element 23 on the side facing the beam combiner 26 and impinges on the beam combiner 26 .
  • the collimated laser radiation is shown as a cylindrical beam.
  • the second laser diode 22 can emit laser radiation, which impinges on the first additional optical element 28 and is collimated there.
  • the collimated laser radiation emerges from the first further optical element 28 on the side facing the beam combiner 26 and impinges on the beam combiner 26 .
  • the third laser diode 27 can emit laser radiation, which impinges on the second further optical element 38 and is collimated there.
  • the collimated laser radiation emerges from the second further optical element 38 on the side facing the beam combiner 26 and impinges on the beam combiner 26 .
  • the incident laser radiation is superimposed in the beam combiner 26 and emerges from the beam combiner 26 as a laser beam on a side remote from the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 .
  • FIG. 2 shows another view of the exemplary embodiment of the laser component 20 from FIG.
  • FIG. 2 shows a view of the side of the beam combiner 26 from which the superimposed radiation emerges.
  • the beam combiner 26 has a radiation exit surface 37 on this side.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the optical element 23 .
  • the other optical elements 28 , 38 can also have this or a similar structure.
  • a 3-dimensional view of the optical element 23 is shown in FIG.
  • the main extension direction of the optical element 23 runs along the x-axis.
  • the optical element 23 has two crossed cylindrical lenses. At the exit surface 25 the curvature of the optical element 23 is rotated by 90° compared to the entry surface 24 .
  • the entry surface 24 has a line along which the optical element 23 has the longest extension along the x-axis. This line is parallel to the y-axis.
  • the exit surface 25 also has a line along which the optical element 23 has the longest extension along the x-axis. This line runs parallel to the z-axis at the exit surface 25 .
  • FIG. 4 shows a cross section through the beam combiner 26 according to one exemplary embodiment.
  • a plan view of the beam combiner 26 is shown.
  • Laser radiation emerging from the optical element 23 and from the further optical elements 28 , 38 can impinge on the beam combiner 26 from the left-hand side of the image.
  • the laser radiation is shown in each case as limited by dashed lines.
  • Laser radiation of different wavelengths is shown with different dashed lines.
  • Superimposed laser radiation can emerge from the beam combiner 26 in the direction of the right-hand side of the figure.
  • the beam combiner 26 can be a block.
  • Beam combiner 26 may comprise a transparent material.
  • the beam combiner 26 has a first filter layer 31 on a side facing the optical element 23 .
  • the first filter layer 31 has a transmissivity of at least 50% for radiation emitted by the first laser diode 21 .
  • the beam combiner 26 On a side facing away from the optical element 23 , the beam combiner 26 has a reflective layer 29 .
  • the reflecting layer 29 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode 21 .
  • the reflectivity of the reflecting layer 29 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation.
  • the reflective layer 29 covers only part of the side of the beam combiner 26 facing away from the optical element 23 .
  • the reflective layer 29 covers the beam combiner 26 in the area opposite to an area through which laser radiation exiting the optical element 23 and impinging on the beam combiner 26 enters the same.
  • the beam combiner 26 also has a second filter layer 36 on a side facing the first further optical element 28 .
  • the second filter layer 36 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode 21 and a transmissivity of at least 50% for radiation emitted by the second laser diode 22 .
  • the reflectivity of the second filter layer 36 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation.
  • the reflective layer 29 is arranged on a side of the beam combiner 26 facing away from the first further optical element 28 .
  • the reflecting layer 29 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the second laser diode 22 .
  • the reflectivity of the reflecting layer 29 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation.
  • the reflective layer 29 covers the beam combiner 26 in the area opposite to an area through which laser radiation exiting the first further optical element 28 and impinging on the beam combiner 26 enters the latter.
  • the beam combiner 26 also has a third filter layer 35 on a side facing the second further optical element 38 .
  • the third filter layer 35 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode 21 and radiation emitted by the second laser diode 22 and a transmissivity of at least 50% for radiation emitted by the third laser diode 27 .
  • the reflectivity of the third filter layer 35 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation.
  • the superimposition of laser radiation in the beam combiner 26 can take place as follows.
  • the laser radiation exiting the optical element 23 and emitted by the first laser diode 21 impinges on the beam combiner 26 and enters it through the first filter layer 31 .
  • the radiation emitted by the first laser diode 21 is largely reflected at the reflective layer 29 in the direction of the second filter layer 36 .
  • This will thereby enables the beam combiner 26 to be arranged in such a way that the radiation entry surface 32 extends transversely to the main extension direction of the optical element 23 in a plan view.
  • the second filter layer 36 a large part of the incident laser radiation, which was emitted by the first laser diode 21, is reflected in the direction of the reflecting layer 29.
  • the laser radiation emerging from the first further optical element 28 and emitted by the second laser diode 22 can enter the beam combiner 26 through the second filter layer 36 .
  • laser radiation that was emitted by the first laser diode 21 and laser radiation that was emitted by the second laser diode 22 are already superimposed.
  • a large part of the incident radiation emitted by the first laser diode 21 and a large portion of the incident radiation emitted by the second laser diode 22 are reflected in the direction of the third filter layer 35 at the reflective layer 29 .
  • the laser radiation emitted from the second further optical element 38 and from the third laser diode 27 can enter the beam combiner 26 through the third filter layer 35 .
  • laser radiation emitted by the first laser diode 21, laser radiation emitted by the second laser diode 22 and laser radiation emitted by the third laser diode 27 are superimposed.
  • the superimposed laser radiation can at the Radiation exit surface 37 emerge from the beam combiner 26.
  • the beam combiner 26 is free of the reflective layer 29.
  • FIG. 5 shows a view of the side of the beam combiner 26 on which the first filter layer 31, the second filter layer 36 and the third filter layer 35 are arranged.
  • the first filter layer 31, the second filter layer 36 and the third filter layer 35 are arranged one above the other and at a distance from one another.
  • the first filter layer 31, the second filter layer 36 and the third filter layer 35 each cover the beam combiner 26 in places.
  • FIG. 6 shows a view of the side of the beam combiner 26 on which the reflective layer 29 is arranged.
  • the reflective layer 29 partially covers the beam combiner 26 on this side.
  • the beam combiner 26 is free of the reflective layer 29.
  • FIG. 8 shows a plan view of part of a further exemplary embodiment of the laser component 20 .
  • the first laser diode 21, the second laser diode 22, the third laser diode 27, the optical element 23, the further optical elements 28, 38 and the beam combiner 26 are arranged differently than in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the first laser diode 21 and the optical element 23 are arranged on the same side of the beam combiner 26 as its radiation exit surface 37 .
  • the second laser diode 22 , the third laser diode 27 and the further optical elements 28 , 38 are arranged on the side of the beam combiner 26 facing away from the radiation exit surface 37 .
  • the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 are arranged in such a way that laser radiation emerging from the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 impinges on the beam combiner 26 at an angle which is different from 90°.
  • Laser radiation exiting from the first further optical element 28 and entering the beam combiner 26 is reflected at a region through which laser radiation exiting from the optical element 23 enters the beam combiner 26 .
  • laser radiation from the first laser diode 21 and laser radiation from the second laser diode 22 are superimposed.
  • the superimposed laser radiation is reflected at a region through which laser radiation exiting from the second further optical element 38 enters the beam combiner 26 .
  • the invention is not limited to the description based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or exemplary embodiments.

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Abstract

The invention relates to a laser component (20) comprising at least one first laser diode (21) and at least one second laser diode (22), at least one optical element (23) having an entry surface (24) and an exit surface (25), and a monolithic beam combiner (26), wherein the optical element (23) is designed to collimate the fast axis of incident laser radiation at the entry surface (24), the optical element (23) is designed to collimate the slow axis of incident laser radiation at the exit surface (25), and the optical element (23) is arranged between the first laser diode (21) and the beam combiner (26).

Description

Beschreibung Description
LASERBAUTEIL MIT MEHREREN LASERDIODEN UND EINEM MONOLITISCHEM STRAHLKOMBINIERER LASER COMPONENT WITH SEVERAL LASER DIODES AND A MONOLITIC BEAM COMBINER
Es wird ein Laserbauteil angegeben . A laser component is specified.
Laserbauteile weisen typischerweise mindestens eine Laserdiode auf . Außerdem werden optische Elemente zur Kollimation von emittierter Laserstrahlung benötigt . Die optischen Elemente tragen dazu bei , dass der Aufbau des Laserbauteils komplexer und schwerer wird . Des Weiteren ist eine Justage der einzelnen Komponenten zueinander nötig, was den Herstellungsprozess verlängert . An den optischen Elementen können optische Verluste der Laserstrahlung auf treten . Laser components typically have at least one laser diode. In addition, optical elements are required for collimating emitted laser radiation. The optical elements contribute to the structure of the laser component becoming more complex and heavier. Furthermore, an adjustment of the individual components to each other is necessary, which lengthens the manufacturing process. Optical losses of the laser radiation can occur on the optical elements.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Laserbauteil anzugeben, das ef fi zient betrieben werden kann . A problem to be solved is to specify a laser component that can be operated efficiently.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben . The object is solved by the subject matter of the independent patent claim. Advantageous refinements and developments are specified in the dependent claims.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , umfasst das Laserbauteil mindestens eine erste Laserdiode und mindestens eine zweite Laserdiode . Die erste Laserdiode kann einen Aufbau aufweisen, welcher verschieden vom Aufbau der zweiten Laserdiode ist . Weiter ist es möglich, dass die erste Laserdiode und die zweiten Laserdiode den gleichen Aufbau aufweisen . Bei der ersten Laserdiode und der zweiten Laserdiode kann es sich j eweils um einen Laserchip, insbesondere einen Halbleiterlaserchip, handeln . Die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode sind j eweils dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung zu erzeugen . According to at least one embodiment of the laser component, the laser component comprises at least one first laser diode and at least one second laser diode. The first laser diode can have a structure which is different from the structure of the second laser diode. It is also possible for the first laser diode and the second laser diode to have the same structure. The first laser diode and the second laser diode can each be a laser chip, in particular a semiconductor laser chip. The first The laser diode and the second laser diode are each designed to generate laser radiation during operation.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , umfasst das Laserbauteil mindestens ein optisches Element , welches eine Eintritts fläche und eine Austritts fläche aufweist . Das optische Element kann ein optisch aktives Element sein . Das optische Element kann einstückig geformt sein . Bei dem optischen Element kann es sich um einen dreidimensionalen Körper handeln . Das optische Element kann eine Haupterstreckungsrichtung haben, entlang welcher es sich weiter erstreckt als entlang anderer Richtungen . Das optische Element kann einen Körper umfassen, welcher zur Transmission von Laserstrahlung vorgesehen ist . Das kann bedeuten, dass das optische Element zumindest stellenweise eine Transmissivität von mindestens 80 % für zumindest einige Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung aufweist . Das optische Element kann eine Transmissivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % für zumindest einige Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung aufweisen . Das optische Element kann Glas aufweisen . Es ist weiter möglich, dass das optische Element einen Kunststof f , Saphir und/oder Sili zium aufweist . In accordance with at least one embodiment of the laser component, the laser component comprises at least one optical element which has an entry surface and an exit surface. The optical element can be an optically active element. The optical element can be formed in one piece. The optical element can be a three-dimensional body. The optical element can have a main extension direction along which it extends further than along other directions. The optical element can comprise a body which is provided for the transmission of laser radiation. This can mean that the optical element has a transmissivity of at least 80% for at least some wavelengths of electromagnetic radiation, at least in places. The optical element can have a transmissivity of at least 90% or at least 95% for at least some wavelengths of electromagnetic radiation. The optical element can have glass. It is also possible for the optical element to have a plastic, sapphire and/or silicon.
Bei der Eintritts fläche kann es sich um eine Strahlungseintritts fläche handeln . Das kann bedeuten, dass die Eintritts fläche dafür vorgesehen ist , dass elektromagnetische Strahlung durch die Eintritts fläche in das optische Element eintritt . Bei der Austritts fläche kann es sich um eine Strahlungsaustritts fläche handeln . Das kann bedeuten, dass die Austritts fläche dafür vorgesehen ist , dass elektromagnetische Strahlung durch die Austritts fläche aus dem optischen Element austritt . Die Eintritts fläche und die Austritts fläche können an gegenüberliegenden Seiten des optischen Elements angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass die Eintrittsfläche an einer Seite des optischen Elements angeordnet ist, welche der Seite, an welcher die Austrittsfläche angeordnet ist, abgewandt ist. Die Eintrittsfläche kann der ersten Laserdiode zugewandt sein. The entry surface can be a radiation entry surface. This can mean that the entry surface is intended for electromagnetic radiation to enter the optical element through the entry surface. The exit surface can be a radiation exit surface. This can mean that the exit surface is intended for electromagnetic radiation to exit from the optical element through the exit surface. The entrance surface and the exit surface can be on opposite sides of the be arranged optical element. This can mean that the entry surface is arranged on a side of the optical element which faces away from the side on which the exit surface is arranged. The entry surface can face the first laser diode.
Die Eintrittsfläche kann eine gekrümmte Fläche aufweisen. Es ist auch möglich, dass an der Eintrittsfläche eine Metalinse oder eine diffraktive optische Struktur angeordnet ist. The entry surface may have a curved surface. It is also possible for a metal lens or a diffractive optical structure to be arranged on the entry surface.
Die Austrittsfläche kann eine gekrümmte Fläche aufweisen. Es ist auch möglich, dass an der Austrittsfläche eine Metalinse oder eine diffraktive optische Struktur angeordnet ist. The exit surface may have a curved surface. It is also possible for a metal lens or a diffractive optical structure to be arranged on the exit surface.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils, umfasst das Laserbauteil einen monolithischen Strahlkombinierer . Dass der Strahlkombinierer monolithisch ist kann bedeuten, dass der Strahlkombinierer einstückig geformt ist, bis auf Beschichtungen. Das bedeutet, dass der Strahlkombinierer aus einem Teil besteht, auf dem zusätzlich Beschichtungen angeordnet sein können. Der Strahlkombinierer kann dazu ausgelegt sein verschiedene auf den Strahlkombinierer auftreffende Strahlen zu mischen oder zu kombinieren. Das kann bedeuten, dass der Strahlkombinierer dazu ausgelegt ist, mindestens zwei auf den Strahlkombinierer auftreffende Laserstrahlen zu überlagern. Der Strahlkombinierer kann somit eine Strahlungseintrittsseite und eine Strahlungsaustrittsseite aufweisen. An der Strahlungseintrittsseite können verschiedene Strahlen auf den Strahlkombinierer auftreffen. An der Strahlungsaustrittsseite kann ein kombinierter Strahl aus dem Strahlkombinierer austreten. Der Strahlkombinierer kann Glas, einen Kunststoff, Saphir oder Silizium aufweisen. Bei dem Strahlkombinierer kann es sich um einen winkelabhängigen Strahlkombinierer handelt . According to at least one embodiment of the laser component, the laser component comprises a monolithic beam combiner. The jet combiner being monolithic may mean that the jet combiner is integrally formed except for coatings. This means that the beam combiner consists of one part on which additional coatings can be arranged. The beam combiner can be designed to mix or combine different beams incident on the beam combiner. This can mean that the beam combiner is designed to superimpose at least two laser beams impinging on the beam combiner. The beam combiner can thus have a radiation entry side and a radiation exit side. Different beams can impinge on the beam combiner on the radiation entry side. A combined beam can emerge from the beam combiner on the radiation exit side. The beam combiner may include glass, plastic, sapphire, or silicon. At the beam combiner it can be an angle-dependent beam combiner.
Das Laserbauteil kann einen Träger aufweisen . Die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und der Strahlkombinierer können auf dem Träger angeordnet sein . The laser component can have a carrier. The first laser diode, the second laser diode, the optical element and the beam combiner can be arranged on the carrier.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das optische Element dazu ausgelegt an der Eintritts fläche die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren . Bei der fast-Achse ( fast axis , fast = englisch : schnell ) kann es sich um die Achse in einem Querschnitt durch einen Laserstrahl handeln, entlang welcher die Divergenz des Laserstrahls maximal ist . Eine Kollimation der fast-Achse an der Eintritts fläche kann durch verschiedene Formen der Eintritts fläche erreicht werden . Die benötigte Form der Eintritts fläche für eine Kollimation der fast-Achse hängt unter anderem von der Wellenlänge der auf tref f enden Laserstrahlung und der Divergenz für die fast-Achse ab . Das optische Element kann dazu ausgelegt sein an der Eintritts fläche die fast-Achse von auf tref fender, von der ersten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren . According to at least one embodiment of the laser component, the optical element is designed to collimate the near axis of the laser radiation that strikes it on the entry surface. The fast axis can be the axis in a cross section through a laser beam along which the divergence of the laser beam is at a maximum. A collimation of the fast axis at the entry surface can be achieved by different shapes of the entry surface. The required shape of the entry surface for a collimation of the fast axis depends, among other things, on the wavelength of the incident laser radiation and the divergence for the fast axis. The optical element can be designed to collimate the fast axis of incident laser radiation emitted by the first laser diode on the entry surface.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das optische Element dazu ausgelegt an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren . Bei der slow-Achse ( slow axis ) kann es sich um die Achse in einem Querschnitt durch einen Laserstrahl handeln, entlang welcher die Divergenz des Laserstrahls minimal ist . Eine Kollimation der slow-Achse an der Austritts fläche kann durch verschiedene Formen der Austritts fläche erreicht werden . Die benötigte Form der Austritts fläche für eine Kollimation der slow-Achse hängt unter anderem von der Wellenlänge der auf tref f enden Laserstrahlung und der Divergenz für die slow-Achse ab . Das optische Element kann dazu ausgelegt sein an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender, von der ersten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren . According to at least one embodiment of the laser component, the optical element is designed to collimate the slow axis of impinging laser radiation on the exit surface. The slow axis can be the axis in a cross section through a laser beam along which the divergence of the laser beam is minimal. A collimation of the slow axis at the exit surface can be achieved by different shapes of the exit surface. The required shape of the exit surface for a collimation of the slow axis depends Among other things, it depends on the wavelength of the laser radiation that hits it and the divergence for the slow axis. The optical element can be designed to collimate the slow axis of incident laser radiation emitted by the first laser diode at the exit surface.
Die Eintritts fläche und die Austritts fläche können einen definierten Abstand zueinander aufweisen . Die Größe des Abstands zwischen der Eintritts fläche und der Austritts fläche kann von Eigenschaften der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängen . Beispielsweise kann die Größe des Abstands zwischen der Eintritts fläche und der Austritts fläche von der Wellenlänge der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängen . Es ist weiter möglich, dass die Größe des Abstands zwischen der Eintritts fläche und der Austritts fläche vom Verhältnis der Divergenz der fast-Achse und der slow-Achse der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängt . The entry surface and the exit surface can have a defined distance from one another. The size of the distance between the entry surface and the exit surface can depend on properties of the laser radiation emitted by the first laser diode during operation. For example, the size of the distance between the entry surface and the exit surface can depend on the wavelength of the laser radiation emitted by the first laser diode during operation. It is also possible that the size of the distance between the entry surface and the exit surface depends on the ratio of the divergence of the fast axis and the slow axis of the laser radiation emitted by the first laser diode during operation.
Das optische Element kann dazu ausgelegt sein Laserstrahlung in einen Strahl mit einem kreis förmigen Querschnitt zu bündeln oder umzuwandeln . Das kann bedeuten, dass Laserstrahlung, welche an der Eintritts fläche in das optische Element eintritt , das optische Element an der Austritts fläche als Laserstrahlung mit einem kreis förmigen Querschnitt verlässt . Um einen Laserstrahl mit einem kreis förmigen Querschnitt zu erzeugen, ist es nötig die fast-Achse und die slow-Achse der auf tref f enden Laserstrahlung separat voneinander zu kollimieren . Dies erfolgt an der Eintritts fläche und der Austritts fläche des optischen Elements . Somit ist das Laserbauteil zur Strahl formung, Kollimation und Überlagerung vorgesehen . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das optische Element zwischen der ersten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet . Das optische Element kann entlang einer lateralen Richtung, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft , zwischen der ersten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet sein . Das optische Element kann beabstandet zur ersten Laserdiode angeordnet sein . Das optische Element kann beabstandet zum Strahlkombinierer angeordnet sein . The optical element can be designed to bundle or convert laser radiation into a beam with a circular cross section. This can mean that laser radiation, which enters the optical element at the entry surface, leaves the optical element at the exit surface as laser radiation with a circular cross-section. In order to generate a laser beam with a circular cross section, it is necessary to collimate the fast axis and the slow axis of the incident laser radiation separately from each other. This takes place on the entry surface and the exit surface of the optical element. The laser component is therefore intended for beam shaping, collimation and superimposition. According to at least one embodiment of the laser component, the optical element is arranged between the first laser diode and the beam combiner. The optical element can be arranged between the first laser diode and the beam combiner along a lateral direction which runs parallel to the main extension plane of the carrier. The optical element can be arranged at a distance from the first laser diode. The optical element can be arranged at a distance from the beam combiner.
Dem hier beschriebenen Laserbauteil liegt unter anderem die Idee zugrunde , dass alle Komponenten des Laserbauteils gemeinsam hergestellt werden können . So findet die Strahl formung der Laserstrahlung nicht außerhalb des Laserbauteils sondern bereits im Laserbauteil statt . Dadurch wird vermieden, dass Komponenten verschiedener Hersteller miteinander kombiniert werden müssen und die verschiedenen Komponenten des Laserbauteils können optimal aufeinander abgestimmt werden . Außerdem kann das Laserbauteil insgesamt einen kompakten Aufbau aufweisen und leicht sein . The laser component described here is based, among other things, on the idea that all components of the laser component can be produced together. In this way, the beam formation of the laser radiation does not take place outside of the laser component, but already inside the laser component. This avoids components from different manufacturers having to be combined with one another and the various components of the laser component can be optimally matched to one another. In addition, the laser device can be compact in structure and light in weight as a whole.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für die Kollimation der von der ersten Laserdiode emittierten Laserstrahlung nur das optische Element benötigt wird . Es werden somit nicht wie sonst üblich zwei Linsen für die Kollimation benötigt . Das bedeutet , dass bei der Herstellung des Laserbauteils insgesamt weniger aufwändige Justage- oder Ausrichtungs- Schritte erforderlich sind . So wird statt der Montage von zwei Linsen und eventuell weiteren Spiegeln lediglich die Montage des optischen Elements benötigt . Deshalb wird auch nur ein aktiver Justage-Schritt benötigt . Außerdem werden weniger Trans ferschritte im Herstellungsverfahren benötigt , da für die erste Laserdiode nur ein optisches Element benötigt wird . Dies vereinfacht die Herstellung des Laserbauteils . A further advantage is that only the optical element is required for the collimation of the laser radiation emitted by the first laser diode. This means that two lenses are not required for collimation, as is usually the case. This means that less complex adjustment or alignment steps are required overall in the production of the laser component. Instead of mounting two lenses and possibly additional mirrors, only the mounting of the optical element is required. Therefore only one active adjustment step is required. In addition, fewer transfer steps are required in the manufacturing process, since only one optical element is required for the first laser diode. This simplifies the manufacture of the laser component.
Des Weiteren kann der Strahlkombinierer frei von organischen Materialien sein . Der Strahlkombinierer ist monolithisch, weshalb keine organischen Verbindungsmaterialien benötigt werden . Organische Materialien können ausgasen und somit zu einer Verunreinigung von Laserf acetten des Laserbauteils führen . Dies kann zu Aus fällen des Laserbauteils oder einzelner Komponenten führen . Durch die Verwendung des monolithischen Strahlkombinierers werden diese Nachteile vermieden . Furthermore, the beam combiner can be free of organic materials. The beam combiner is monolithic, eliminating the need for organic compound materials. Organic materials can outgas and thus lead to contamination of the laser facets of the laser component. This can lead to failure of the laser component or individual components. These disadvantages are avoided by using the monolithic beam combiner.
Insgesamt kann im Laserbauteil die Anzahl von Verbindungs flächen minimiert werden . So weist das optische Element zwei Oberflächen auf , welche Laserstrahlung im Betrieb passiert . Bei der Verwendung von zwei Linsen wären es insgesamt mindestens vier Oberflächen . Im Strahlkombinierer werden mehrere Verbindungs flächen vermieden, welche bei einem Strahlkombinierer, welcher nicht monolithisch ist , vorhanden wären . Durch die Minimierung der Anzahl von Verbindungs flächen werden optische Verluste im Laserbauteil an Verbindungs flächen minimiert . So kann elektromagnetische Strahlung, welche auf eine Verbindungs fläche auftri f ft , beispielsweise teilweise reflektiert werden . Diese Verluste werden im Laserbauteil minimiert . Daher kann das Laserbauteil ef fi zient betrieben werden . Overall, the number of connecting surfaces can be minimized in the laser component. The optical element thus has two surfaces through which laser radiation passes during operation. If two lenses were used, there would be at least four surfaces in total. Multiple bonding surfaces are avoided in the beam combiner, which would be present in a beam combiner that is not monolithic. By minimizing the number of connection surfaces, optical losses in the laser component at connection surfaces are minimized. For example, electromagnetic radiation that impinges on a connection surface can be partially reflected. These losses are minimized in the laser component. Therefore, the laser device can be operated efficiently.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist das Laserbauteil mindestens eine dritte Laserdiode auf . Die dritte Laserdiode kann einen Aufbau aufweisen, welcher verschieden vom Aufbau der ersten Laserdiode und der zweiten Laserdiode ist . Weiter ist es möglich, dass die dritte Laserdiode den gleichen Aufbau wie die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode aufweist . Bei der dritten Laserdiode kann es sich um einen Laserchip, insbesondere einen Halbleiterlaserchip, handeln . Die dritte Laserdiode ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung zu erzeugen . Die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode und die dritte Laserdiode können entlang einer lateralen Richtung nebeneinander angeordnet sein . Dabei können sich die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode und die dritte Laserdiode parallel zueinander erstrecken . Alternativ ist es auch möglich, dass sich mindestens zwei der Laserdioden unter einem Winkel von größer als 0 ° zueinander erstrecken . Beispielsweise können sich mindestens zwei der Laserdioden unter einem Winkel von 90 ° zueinander erstrecken . Durch die Verwendung der dritten Laserdiode kann vorteilhafterweise Laserstrahlung der drei Laserdioden kombiniert werden . Beispielsweise können die drei Laserdioden Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen emittieren . Somit kann die von den drei Laserdioden emittierte Laserstrahlung mit dem Strahlkombinierer zu Laserstrahlung verschiedener Farben kombiniert werden . According to at least one embodiment of the laser component, the laser component has at least one third laser diode. The third laser diode can have a structure which is different from the structure of the first laser diode and the second Laser diode is . It is also possible for the third laser diode to have the same structure as the first laser diode and the second laser diode. The third laser diode can be a laser chip, in particular a semiconductor laser chip. The third laser diode is designed to generate laser radiation during operation. The first laser diode, the second laser diode, and the third laser diode may be juxtaposed along a lateral direction. In this case, the first laser diode, the second laser diode and the third laser diode can extend parallel to one another. Alternatively, it is also possible for at least two of the laser diodes to extend at an angle of greater than 0° to one another. For example, at least two of the laser diodes can extend at an angle of 90° to one another. Laser radiation from the three laser diodes can advantageously be combined by using the third laser diode. For example, the three laser diodes can emit laser radiation of different wavelengths. The laser radiation emitted by the three laser diodes can thus be combined with the beam combiner to form laser radiation of different colors.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist die erste Laserdiode dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, die zweite Laserdiode ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren und der erste Wellenlängenbereich ist verschieden vom zweiten Wellenlängenbereich . Der erste Wellenlängenbereich umfasst mindestens eine Wellenlänge . Der zweite Wellenlängenbereich umfasst mindestens eine Wellenlänge . Somit kann im Strahlkombinierer Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen miteinander kombiniert werden . Daher kann das Laserbauteil Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen emittieren . According to at least one embodiment of the laser component, the first laser diode is designed to emit laser radiation in a first wavelength range during operation, the second laser diode is designed to emit laser radiation in a second wavelength range during operation and the first wavelength range is different from the second wavelength range. The first wavelength range includes at least one wavelength. The second wavelength range includes at least one wavelength. Thus, in the beam combiner, laser radiation of different wavelengths be combined with each other. Therefore, the laser device can emit laser radiation of different wavelengths.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist das Laserbauteil mindestens ein weiteres optisches Element auf , welches eine Eintritts fläche und eine Austritts fläche aufweist . Das weitere optische Element kann die gleichen Merkmale wie das optische Element aufweisen . Das kann bedeuten, dass das weitere optische Element zumindest einige Merkmale des optischen Elements aufweist . Das optische Element und das weitere optische Element können sich in ihrer Größe unterscheiden . Beispielsweise können sich das optische Element und das weitere optische Element unterschiedlich weit entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung erstrecken . Weiter ist es möglich, dass die Eintritts fläche des weiteren optischen Elements eine andere Form aufweist als die Eintritts fläche des optischen Elements . Die Austritts fläche des weiteren optischen Elements kann eine andere Form aufweisen als die Austritts fläche des optischen Elements . According to at least one embodiment of the laser component, the laser component has at least one further optical element, which has an entry surface and an exit surface. The further optical element can have the same features as the optical element. This can mean that the further optical element has at least some features of the optical element. The size of the optical element and the further optical element can differ. For example, the optical element and the further optical element can extend to different extents along their main direction of extension. It is also possible for the entry surface of the further optical element to have a different shape than the entry surface of the optical element. The exit surface of the further optical element can have a different shape than the exit surface of the optical element.
Das optische Element kann der ersten Laserdiode zugeordnet sein . Das weitere optische Element kann der zweiten Laserdiode zugeordnet sein . Das kann bedeuten, dass das weitere optische Element dazu ausgelegt sein kann an der Eintritts fläche die fast-Achse von auf tref fender, von der zweiten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren . Außerdem kann das weitere optische Element dazu ausgelegt sein an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender, von der zweiten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren . The optical element can be assigned to the first laser diode. The further optical element can be assigned to the second laser diode. This can mean that the further optical element can be designed to collimate the fast axis of incident laser radiation emitted by the second laser diode on the entry surface. In addition, the further optical element can be designed to collimate the slow axis of incident laser radiation emitted by the second laser diode at the exit surface.
Mit dem optischen Element und dem weiteren optischen Element kann für j ede der beiden Laserdioden die Laserstrahlung kollimiert werden . Dies führt dazu, dass aus dem Laserbauteil austretende Laserstrahlung eine gewünschte Form aufweisen kann . With the optical element and the further optical element, the laser radiation for each of the two laser diodes be collimated. This means that the laser radiation emerging from the laser component can have a desired shape.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das weitere optische Element zwischen der zweiten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet . Das weitere optische Element kann entlang einer lateralen Richtung, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft , zwischen der zweiten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet sein . Das weitere optische Element kann beabstandet zur zweiten Laserdiode angeordnet sein . Das weitere optische Element kann beabstandet zum Strahlkombinierer angeordnet sein . Somit kann von der zweiten Laserdiode emittierte Laserstrahlung auf das weitere optische Element auftref fen, um dort kollimiert zu werden . According to at least one embodiment of the laser component, the further optical element is arranged between the second laser diode and the beam combiner. The further optical element can be arranged between the second laser diode and the beam combiner along a lateral direction which runs parallel to the main extension plane of the carrier. The further optical element can be arranged at a distance from the second laser diode. The further optical element can be arranged at a distance from the beam combiner. Thus, laser radiation emitted by the second laser diode can impinge on the further optical element in order to be collimated there.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist die Eintritts fläche des optischen Elements gewölbt . Die Eintritts fläche kann zumindest stellenweise eine sphärische Form haben . Die Eintritts fläche kann nach außen gewölbt sein . Das kann bedeuten, dass das optische Element im Bereich der maximalen Wölbung eine größere Ausdehnung entlang einer lateralen Richtung aufweist als an einem Rand der Wölbung . Die Eintritts fläche kann zur ersten Laserdiode hin gewölbt sein . Durch die Wölbung hat die Eintritts fläche den Ef fekt einer Zylinderlinse . Die Eintritts fläche kann die Form einer Seite einer Zylinderlinse aufweisen . Somit kann auf die Eintritts fläche auftref fende Laserstrahlung an der Eintritts fläche kollimiert werden . According to at least one embodiment of the laser component, the entry surface of the optical element is curved. The entry surface can have a spherical shape at least in places. The entry surface can be curved outwards. This can mean that the optical element has a greater extension along a lateral direction in the area of the maximum curvature than at an edge of the curvature. The entry surface can be curved towards the first laser diode. Due to the curvature, the entry surface has the effect of a cylindrical lens. The entrance surface may have the shape of one side of a cylindrical lens. Thus, laser radiation impinging on the entry surface can be collimated at the entry surface.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist die Austritts fläche des optischen Elements gewölbt . Die Austrittsfläche kann zumindest stellenweise eine sphärische Form haben. Die Austrittsfläche kann nach außen gewölbt sein. Das kann bedeuten, dass das optische Element im Bereich der maximalen Wölbung eine größere Ausdehnung entlang einer lateralen Richtung aufweist als an einem Rand der Wölbung. Die Austrittsfläche kann zum Strahlkombinierer hin gewölbt sein. Durch die Wölbung hat die Austrittsfläche den Effekt einer Zylinderlinse. Die Austrittsfläche kann die Form einer Seite einer Zylinderlinse aufweisen. Somit kann auf die Austrittsfläche auftreffende Laserstrahlung an der Austrittsfläche kollimiert werden. According to at least one embodiment of the laser component, the exit surface of the optical element is curved. The Exit surface can have a spherical shape at least in places. The exit surface can be curved outwards. This can mean that the optical element has a greater extension along a lateral direction in the area of the maximum curvature than at an edge of the curvature. The exit surface can be curved toward the beam combiner. Due to the curvature, the exit surface has the effect of a cylindrical lens. The exit surface may have the shape of a side of a cylindrical lens. Thus, laser radiation impinging on the exit surface can be collimated at the exit surface.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils, weisen die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche des optischen Elements verschiedene Krümmungsradien auf. Die Eintrittsfläche kann einen Krümmungsradius aufweisen, der größer oder kleiner als der Krümmungsradius der Austrittsfläche ist. Somit können die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche unterschiedlich stark gekrümmt sein. Dadurch kann an der Eintrittsfläche eine andere Achse von auf tref fender Laserstrahlung als an der Austrittsfläche kollimiert werden. According to at least one embodiment of the laser component, the entry surface and the exit surface of the optical element have different radii of curvature. The entry surface may have a radius of curvature that is larger or smaller than the radius of curvature of the exit surface. Thus, the entry surface and the exit surface can be curved to different extents. As a result, a different axis of the laser radiation impinging on the entry surface than on the exit surface can be collimated.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils, weist das optische Element zwei gekreuzte Linsen auf. Dabei kann eine der Linsen an der Eintrittsfläche und die andere der Linsen an der Austrittsfläche angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass eine Linsenfacette an der Eintrittsfläche und eine weitere Linsenfacette an der Austrittsfläche angeordnet ist. Die zwei Linsen können einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen. Mit den zwei gekreuzten Linsen wird ermöglicht, dass an der Eintrittsfläche die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung kollimiert werden kann und dass an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender Laserstrahlung kollimiert werden kann . Im Vergleich zur Situation, dass zwei normale Linsen verwendet werden, ist bei zwei gekreuzten Linsen der Justage-Aufwand verringert . According to at least one embodiment of the laser component, the optical element has two crossed lenses. In this case, one of the lenses can be arranged on the entry surface and the other of the lenses on the exit surface. This can mean that one lens facet is arranged on the entrance surface and another lens facet is arranged on the exit surface. The two lenses can have a different construction. The two crossed lenses enable the almost axis of laser radiation to be collimated on the entry surface and that on the Exit surface, the slow axis can be collimated by the laser radiation hitting it. Compared to the situation in which two normal lenses are used, the adjustment effort is reduced with two crossed lenses.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist j ede der Linsen eine Zylinderlinse . Zylinderlinsen können vorteilhafterweise einfach hergestellt werden und ermöglichen eine Kollimation von Laserstrahlung . According to at least one embodiment of the laser component, each of the lenses is a cylindrical lens. Advantageously, cylindrical lenses can be manufactured easily and allow collimation of laser radiation.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , sind die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und der monolithische Strahlkombinierer gemeinsam verkapselt . Das Laserbauteil kann eine Verkapselung aufweisen, welche die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und den monolithischen Strahlkombinierer gemeinsam verkapselt . Die Verkapselung kann die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und den monolithischen Strahlkombinierer vollständig bedecken . Die Verkapselung kann hermetisch dicht sein . Durch die Verkapselung sind die Komponenten des Laserbauteils vorteilhafterweise vor Einflüssen von außerhalb des Laserbauteils geschützt . According to at least one embodiment of the laser component, the first laser diode, the second laser diode, the optical element and the monolithic beam combiner are encapsulated together. The laser device can have an encapsulation, which encapsulates the first laser diode, the second laser diode, the optical element and the monolithic beam combiner together. The encapsulation can completely cover the first laser diode, the second laser diode, the optical element and the monolithic beam combiner. The encapsulation can be hermetically sealed. The encapsulation advantageously protects the components of the laser component from influences from outside the laser component.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der ersten Laserdiode abgewandten Seite eine reflektierende Schicht auf . Die reflektierende Schicht kann den Strahlkombinierer stellenweise bedecken . Die reflektierende Schicht kann den Strahlkombinierer an der der ersten Laserdiode abgewandten Seite stellenweise bedecken . Die reflektierende Schicht kann ein Metall aufweisen . Es ist auch möglich, dass die reflektierende Schicht einen dichroitischen Spiegel oder einen Braggspiegel aufweist . Die reflektierende Schicht ermöglicht , dass auf die reflektierende Schicht auftref fende Laserstrahlung an dieser reflektiert und somit zunächst am Verlassen des Strahlkombinierers gehindert wird . Anschließend kann die reflektierte Strahlung mit weiterer Laserstrahlung überlagert werden . According to at least one embodiment of the laser component, the monolithic beam combiner has a reflective layer on a side facing away from the first laser diode. The reflective layer can partially cover the beam combiner. The reflective layer can cover the beam combiner in places on the side facing away from the first laser diode. The reflective layer may include a metal. It is also possible that the reflective layer is a dichroic mirror or has a Bragg mirror. The reflective layer enables laser radiation impinging on the reflective layer to be reflected on the latter and thus initially prevented from leaving the beam combiner. The reflected radiation can then be superimposed with further laser radiation.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist die reflektierende Schicht für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf . Die reflektierende Schicht kann für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % aufweisen . Somit kann ein Großteil der auf die reflektierende Schicht auf tref f enden Strahlung im Strahlkombinierer mit anderer Laserstrahlung überlagert werden . According to at least one embodiment of the laser component, the reflective layer has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode. The reflective layer can have a reflectivity of at least 90% or at least 95% for radiation emitted by the first laser diode. Thus, a large part of the radiation impinging on the reflective layer can be superimposed with other laser radiation in the beam combiner.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der zweiten Laserdiode zugewandten Seite eine Filterschicht auf , die für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % aufweist und für von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % aufweist . Die Filterschicht kann die der zweiten Laserdiode zugewandte Seite des Strahlkombinierers teilweise bedecken . Das kann bedeuten, dass mindestens ein Bereich der Seite des Strahlkombinierers , die der zweiten Laserdiode zugewandt ist , frei von der Filterschicht ist . Die Filterschicht kann in einem Bereich angeordnet sein, auf welchen im Betrieb von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung auftri f ft . Die Filterschicht kann für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % aufweisen . Die Filterschicht kann ein Metall aufweisen . Es ist auch möglich, dass die Filterschicht einen dichroitischen Spiegel oder einen Braggspiegel aufweist . Die Filterschicht kann für von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 70 % oder mindestens 90 % aufweisen . Die Filterschicht ermöglicht , dass an der reflektierenden Schicht reflektierte Strahlung der ersten Laserdiode an der Filterschicht nochmals reflektiert wird und somit im Strahlkombinierer verbleibt . Dort kann diese Strahlung der ersten Laserdiode mit anderer Laserstrahlung überlagert werden . Gleichzeitig kann durch die Filterschicht von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung in den Strahlkombinierer eintreten und mit von der ersten Laserdiode emittierter Strahlung überlagert werden . According to at least one embodiment of the laser component, the monolithic beam combiner has a filter layer on a side facing the second laser diode, which has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode and a transmissivity for radiation emitted by the second laser diode of at least 50%. The filter layer can partially cover that side of the beam combiner which faces the second laser diode. This can mean that at least an area of the side of the beam combiner that faces the second laser diode is free of the filter layer. The filter layer can be arranged in a region on which radiation emitted by the second laser diode during operation impinges. The filter layer can have a reflectivity of at least 90% or at least 95% for radiation emitted by the first laser diode. The Filter layer may include a metal. It is also possible for the filter layer to have a dichroic mirror or a Bragg mirror. The filter layer can have a transmissivity of at least 70% or at least 90% for radiation emitted by the second laser diode. The filter layer makes it possible for the radiation of the first laser diode reflected on the reflective layer to be reflected again on the filter layer and thus to remain in the beam combiner. There, this radiation of the first laser diode can be superimposed with other laser radiation. At the same time, radiation emitted by the second laser diode can enter the beam combiner through the filter layer and be superimposed with radiation emitted by the first laser diode.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der ersten Laserdiode zugewandten Seite eine Strahlungseintritts fläche auf , welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements erstreckt . Die Strahlungseintritts fläche des Strahlkombinierers kann auch der zweiten Laserdiode und/oder der dritten Laserdiode zugewandt sein . Die Draufsicht erfolgt entlang einer Richtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft . In der Draufsicht sind der Strahlkombinierer und das optische Element nebeneinander angeordnet . Somit schließen in der Draufsicht die Strahlungseintritts fläche des Strahlkombinierers und die Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements einen Winkel miteinander ein, der nicht 90 ° beträgt . Mit dieser Anordnung des Strahlkombinierers können auf den Strahlkombinierer auftref fende Strahlen in diesem umgelenkt und miteinander überlagert werden . Somit kann das Laserbauteil Laserstrahlung verschiedener Farben emittieren . According to at least one embodiment of the laser component, the monolithic beam combiner has a radiation entry surface on a side facing the first laser diode, which surface extends transversely to the main direction of extent of the optical element in a plan view. The radiation entry surface of the beam combiner can also face the second laser diode and/or the third laser diode. The plan view is along a direction which runs perpendicular to the main plane of extension of the carrier. In the top view, the beam combiner and the optical element are arranged next to one another. Thus, in the top view, the radiation entry surface of the beam combiner and the main direction of extension of the optical element enclose an angle that is not 90°. With this arrangement of the beam combiner, beams incident on the beam combiner can be deflected in this and connected to one another be superimposed. Thus, the laser component can emit laser radiation of different colors.
Im Folgenden wird das hier beschriebene Laserbauteil in Verbindung mit Aus führungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert . The laser component described here is explained in more detail below in connection with exemplary embodiments and the associated figures.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Laserbauteil gemäß einem Aus führungsbeispiel . Figures 1 and 2 show a laser component according to an exemplary embodiment.
Figur 3 zeigt ein optisches Element gemäß einem Aus führungsbeispiel . FIG. 3 shows an optical element according to one exemplary embodiment.
Die Figuren 4 , 5 und 6 zeigen einen Strahlkombinierer gemäß einem Aus führungsbeispiel . FIGS. 4, 5 and 6 show a beam combiner according to one embodiment.
Figur 7 zeigt ein Laserbauteil gemäß einem weiteren Aus führungsbeispiel . FIG. 7 shows a laser component according to a further exemplary embodiment.
Figur 8 zeigt einen Teil eines weiteren Aus führungsbeispiels des Laserbauteils . FIG. 8 shows part of a further exemplary embodiment of the laser component.
Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten . Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein . Elements that are the same, of the same type or have the same effect are provided with the same reference symbols in the figures. The figures and the relative sizes of the elements shown in the figures are not to be regarded as being to scale. Rather, individual elements can be shown in an exaggerated size for better representation and/or for better comprehensibility.
In Figur 1 ist ein Aus führungsbeispiel eines Laserbauteils 20 gezeigt . Das Laserbauteil 20 weist eine erste Laserdiode 21 , eine zweite Laserdiode 22 und eine dritte Laserdiode 27 auf . Die drei Laserdioden 21, 22, 27 sind nebeneinander auf einem Montagebereich 33 angeordnet. Der Montagebereich 33 mit den Laserdioden 21, 22, 27 ist auf einem Träger 34 des Laserbauteils 20 angeordnet. Die erste Laserdiode 21 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im roten Wellenlängenbereich zu emittieren. Die zweite Laserdiode 22 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im grünen Wellenlängenbereich zu emittieren. Die dritte Laserdiode 27 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im blauen Wellenlängenbereich zu emittieren. Es ist jedoch auch möglich, dass die Laserdioden 21, 22, 27 Laserstrahlung in anderen Wellenlängenbereichen emittieren. Die drei Laserdioden 21, 22, 27 sind parallel zueinander angeordnet.FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a laser component 20 . The laser component 20 has a first laser diode 21 , a second laser diode 22 and a third laser diode 27 . The three laser diodes 21, 22, 27 are arranged next to one another on a mounting area 33. FIG. The mounting area 33 with the laser diodes 21 , 22 , 27 is arranged on a carrier 34 of the laser component 20 . The first laser diode 21 is designed to emit laser radiation in the red wavelength range during operation. The second laser diode 22 is designed to emit laser radiation in the green wavelength range during operation. The third laser diode 27 is designed to emit laser radiation in the blue wavelength range during operation. However, it is also possible for the laser diodes 21, 22, 27 to emit laser radiation in other wavelength ranges. The three laser diodes 21, 22, 27 are arranged parallel to one another.
Das bedeutet, dass die drei Laserdioden 21, 22, 27 im Betrieb in die gleiche Richtung Laserstrahlung emittieren. This means that the three laser diodes 21, 22, 27 emit laser radiation in the same direction during operation.
Das Laserbauteil 20 weist weiter ein optisches Element 23 auf, welches eine Eintrittsfläche 24 und eine Austrittsfläche 25 aufweist. Das optische Element 23 ist benachbart und beabstandet zur ersten Laserdiode 21 angeordnet. Das optische Element 23 ist an der Seite der ersten Laserdiode 21 angeordnet, an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der ersten Laserdiode 21 austritt. Somit kann im Betrieb aus der ersten Laserdiode 21 austretende Laserstrahlung auf das optische Element 23 auftreffen. The laser component 20 also has an optical element 23 which has an entry surface 24 and an exit surface 25 . The optical element 23 is arranged adjacent to and at a distance from the first laser diode 21 . The optical element 23 is arranged on the side of the first laser diode 21 at which laser radiation emerges from the first laser diode 21 during operation. Laser radiation emerging from the first laser diode 21 can thus impinge on the optical element 23 during operation.
Die Eintrittsfläche 24 des optischen Elements 23 ist gewölbt. Außerdem ist die Austrittsfläche 25 des optischen Elements 23 gewölbt. Insgesamt weist das optische Element 23 zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf. Dabei weisen die Eintrittsfläche 24 und die Austrittsfläche 25 verschiedene Krümmungsradien auf. Das Laserbauteil 20 weist zwei weitere optische Elemente 28 , 38 auf . Ein erstes weiteres optisches Element 28 ist benachbart und beabstandet zur zweiten Laserdiode 22 angeordnet . Das erste weitere optische Element 28 ist an der Seite der zweiten Laserdiode 22 angeordnet , an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der zweiten Laserdiode 22 austritt . Somit kann im Betrieb aus der zweiten Laserdiode 22 austretende Laserstrahlung auf das erste weitere optische Element 28 auftref fen . Ein zweites weiteres optisches Element 38 ist benachbart und beabstandet zur dritten Laserdiode 27 angeordnet . Das zweite weitere optische Element 38 ist an der Seite der dritten Laserdiode 27 angeordnet , an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der dritten Laserdiode 27 austritt . Somit kann im Betrieb aus der dritten Laserdiode 27 austretende Laserstrahlung auf das zweite weitere optische Element 38 auftref fen . The entry surface 24 of the optical element 23 is curved. In addition, the exit surface 25 of the optical element 23 is curved. Overall, the optical element 23 has two crossed cylindrical lenses. The entry surface 24 and the exit surface 25 have different radii of curvature. The laser component 20 has two further optical elements 28 , 38 . A first further optical element 28 is arranged adjacent to and at a distance from the second laser diode 22 . The first further optical element 28 is arranged on the side of the second laser diode 22 at which laser radiation emerges from the second laser diode 22 during operation. Thus, during operation, laser radiation emerging from the second laser diode 22 can impinge on the first additional optical element 28 . A second further optical element 38 is arranged adjacent to and at a distance from the third laser diode 27 . The second further optical element 38 is arranged on the side of the third laser diode 27 at which laser radiation emerges from the third laser diode 27 during operation. Thus, during operation, laser radiation emerging from the third laser diode 27 can impinge on the second further optical element 38 .
Die weiteren optischen Elemente 28 , 38 können das gleiche Material und in etwa die gleiche Form wie das optische Element 23 aufweisen . Jedoch erstrecken sich das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 j eweils unterschiedlich lang entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung . Außerdem sind das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 j eweils unterschiedlich weit von der ihnen zugeordneten Laserdiode 21 , 22 , 27 angeordnet . So ist das optische Element 23 weiter entfernt von der ersten Laserdiode 21 angeordnet als das erste weitere optische Element 28 von der zweiten Laserdiode 22 . The further optical elements 28 , 38 can have the same material and approximately the same shape as the optical element 23 . However, the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 each extend for different lengths along their main direction of extension. In addition, the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 are each arranged at different distances from the laser diode 21 , 22 , 27 assigned to them. The optical element 23 is thus arranged further away from the first laser diode 21 than the first further optical element 28 from the second laser diode 22 .
Das optische Element 23 ist dazu ausgelegt an der Eintritts fläche 24 die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren . Das bedeutet , dass das optische Element 23 dazu ausgelegt ist an der Eintritts fläche 24 die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 zu kollimieren . Außerdem ist das optische Element 23 dazu ausgelegt an der Austritts fläche 25 die slow- Achse von auftref fende Laserstrahlung zu kollimieren . Das bedeutet , dass das optische Element 23 dazu ausgelegt ist an der Austritts fläche 25 die slow-Achse von auf tref fender Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 zu kollimieren . Das gleiche gilt für die weiteren optischen Elemente 28 , 38 und ihre j eweils zugeordnete Laserdiode 22 , 27 . Das bedeutet unter anderem, dass auch die weiteren optischen Elemente 28 , 38 j eweils eine Eintritts fläche 24 und eine Austritts flächeThe optical element 23 is designed to collimate the near axis of the laser radiation hitting it on the entry surface 24 . This means that the optical element 23 is designed for this purpose on the entry surface 24 to collimate the fast axis of laser radiation from the first laser diode 21 that is incident on it. In addition, the optical element 23 is designed to collimate the slow axis of impinging laser radiation on the exit surface 25 . This means that the optical element 23 is designed to collimate the slow axis of impinging laser radiation from the first laser diode 21 on the exit surface 25 . The same applies to the further optical elements 28, 38 and their respective associated laser diodes 22, 27. This means, among other things, that the further optical elements 28, 38 each have an entry surface 24 and an exit surface
25 aufweisen . Insgesamt weist j edes der weiteren optischen Elemente 28 , 38 zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf . 25 have . Overall, each of the further optical elements 28 , 38 has two crossed cylindrical lenses.
Das Laserbauteil 20 weist einen monolithischen Strahlkombinierer 26 auf . Das optische Element 23 ist zwischen der ersten Laserdiode 21 und dem StrahlkombiniererThe laser device 20 includes a monolithic beam combiner 26 . The optical element 23 is between the first laser diode 21 and the beam combiner
26 angeordnet . Das erste weitere optische Element 28 ist zwischen der zweiten Laserdiode 22 und dem Strahlkombinierer 26 angeordnet . Das zweite weitere optische Element 38 ist zwischen der dritten Laserdiode 27 und dem Strahlkombinierer 26 angeordnet . Das optische Element 23 , die weiteren optischen Elemente 28 , 38 und der Strahlkombinierer 26 sind ebenfalls auf dem Träger 34 angeordnet . Der Strahlkombinierer 26 weist an einer der ersten Laserdiode 21 zugewandten Seite eine Strahlungseintritts fläche 32 auf , welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 erstreckt . 26 arranged. The first further optical element 28 is arranged between the second laser diode 22 and the beam combiner 26 . The second further optical element 38 is arranged between the third laser diode 27 and the beam combiner 26 . The optical element 23 , the further optical elements 28 , 38 and the beam combiner 26 are also arranged on the carrier 34 . On a side facing the first laser diode 21 , the beam combiner 26 has a radiation entry surface 32 which, in a plan view, extends transversely to the main direction of extent of the optical element 23 .
Der Strahlkombinierer 26 ist dazu ausgelegt auf den Strahlkombinierer 26 auftref fende Laserstrahlung zu überlagern . An der dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28 , 38 zugewandten Seite kann Laserstrahlung auf den Strahlkombinierer 26 auftref fen . Somit kann im Betrieb des Laserbauteils 20 die erste Laserdiode 21 Laserstrahlung emittieren, welche auf das optische Element 23 auftri f ft und dort kollimiert wird . Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem optischen Element 23 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf . Die kollimierte Laserstrahlung ist j eweils als zylinderförmiger Strahl dargestellt . Genauso kann die zweite Laserdiode 22 Laserstrahlung emittieren, welche auf das erste weitere optische Element 28 auftri f ft und dort kollimiert wird . Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem ersten weiteren optischen Element 28 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf . Genauso kann die dritte Laserdiode 27 Laserstrahlung emittieren, welche auf das zweite weitere optische Element 38 auftri f ft und dort kollimiert wird . Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf . Im Strahlkombinierer 26 wird die auftref fende Laserstrahlung überlagert und diese tritt als ein Laserstrahl an einer dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28 , 38 abgewandten Seite aus dem Strahlkombinierer 26 aus . The beam combiner 26 is designed to superimpose laser radiation incident on the beam combiner 26 . On the side facing the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 Laser radiation impinges on the beam combiner 26 . Thus, during operation of the laser component 20, the first laser diode 21 can emit laser radiation, which impinges on the optical element 23 and is collimated there. The collimated laser radiation emerges from the optical element 23 on the side facing the beam combiner 26 and impinges on the beam combiner 26 . The collimated laser radiation is shown as a cylindrical beam. Likewise, the second laser diode 22 can emit laser radiation, which impinges on the first additional optical element 28 and is collimated there. The collimated laser radiation emerges from the first further optical element 28 on the side facing the beam combiner 26 and impinges on the beam combiner 26 . In exactly the same way, the third laser diode 27 can emit laser radiation, which impinges on the second further optical element 38 and is collimated there. The collimated laser radiation emerges from the second further optical element 38 on the side facing the beam combiner 26 and impinges on the beam combiner 26 . The incident laser radiation is superimposed in the beam combiner 26 and emerges from the beam combiner 26 as a laser beam on a side remote from the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 .
In Figur 2 ist eine andere Ansicht auf das Aus führungsbeispiel des Laserbauteils 20 aus Figur 1 gezeigt . Figur 2 zeigt eine Ansicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 , aus welcher die überlagerte Strahlung austritt . An dieser Seite weist der Strahlkombinierer 26 eine Strahlungsaustritts fläche 37 auf . Figur 3 zeigt ein Aus führungsbeispiel des optischen Elements 23 . Auch die weiteren optischen Elemente 28 , 38 können diesen oder einen ähnlichen Aufbau aufweisen . In Figur 3 ist eine 3- dimensionale Sicht auf das optische Element 23 gezeigt . Die Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 verläuft entlang der x-Achse . Das optische Element 23 weist zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf . An der Austritts fläche 25 ist die Wölbung des optischen Elements 23 um 90 ° gedreht im Vergleich zur Eintritts fläche 24 . Das bedeutet , dass die Eintritts fläche 24 eine Linie aufweist , entlang welcher das optische Element 23 entlang der x-Achse die längste Erstreckung aufweist . Diese Linie verläuft parallel zur y- Achse . Auch die Austritts fläche 25 weist eine Linie auf , entlang welcher das optische Element 23 entlang der x-Achse die längste Erstreckung aufweist . Diese Linie verläuft an der Austritts fläche 25 parallel zur z-Achse . FIG. 2 shows another view of the exemplary embodiment of the laser component 20 from FIG. FIG. 2 shows a view of the side of the beam combiner 26 from which the superimposed radiation emerges. The beam combiner 26 has a radiation exit surface 37 on this side. FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the optical element 23 . The other optical elements 28 , 38 can also have this or a similar structure. A 3-dimensional view of the optical element 23 is shown in FIG. The main extension direction of the optical element 23 runs along the x-axis. The optical element 23 has two crossed cylindrical lenses. At the exit surface 25 the curvature of the optical element 23 is rotated by 90° compared to the entry surface 24 . This means that the entry surface 24 has a line along which the optical element 23 has the longest extension along the x-axis. This line is parallel to the y-axis. The exit surface 25 also has a line along which the optical element 23 has the longest extension along the x-axis. This line runs parallel to the z-axis at the exit surface 25 .
In Figur 4 ist ein Querschnitt durch den Strahlkombinierer 26 gemäß einem Aus führungsbeispiel gezeigt . Dabei ist eine Draufsicht auf den Strahlkombinierer 26 gezeigt . Von der linken Bildseite her kann aus dem optischen Element 23 und aus den weiteren optischen Elementen 28 , 38 austretende Laserstrahlung auf den Strahlkombinierer 26 auftref fen . Die Laserstrahlung ist j eweils als durch gestrichelte Linien begrenzt dargestellt . Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen ist mit unterschiedlich gestrichelten Linien dargestellt . In Richtung der rechten Bildseite kann überlagerte Laserstrahlung aus dem Strahlkombinierer 26 austreten . Bei dem Strahlkombinierer 26 kann es sich um einen Block handeln . Der Strahlkombinierer 26 kann ein transparentes Material aufweisen . Der Strahlkombinierer 26 weist an einer dem optischen Element 23 zugewandten Seite eine erste Filterschicht 31 auf . Die erste Filterschicht 31 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % auf . FIG. 4 shows a cross section through the beam combiner 26 according to one exemplary embodiment. A plan view of the beam combiner 26 is shown. Laser radiation emerging from the optical element 23 and from the further optical elements 28 , 38 can impinge on the beam combiner 26 from the left-hand side of the image. The laser radiation is shown in each case as limited by dashed lines. Laser radiation of different wavelengths is shown with different dashed lines. Superimposed laser radiation can emerge from the beam combiner 26 in the direction of the right-hand side of the figure. The beam combiner 26 can be a block. Beam combiner 26 may comprise a transparent material. The beam combiner 26 has a first filter layer 31 on a side facing the optical element 23 . The first filter layer 31 has a transmissivity of at least 50% for radiation emitted by the first laser diode 21 .
An einer dem optischen Element 23 abgewandten Seite weist der Strahlkombinierer 26 eine reflektierende Schicht 29 auf . Die reflektierende Schicht 29 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf . Die Ref lektivität der reflektierenden Schicht 29 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängen . Die reflektierende Schicht 29 bedeckt nur einen Teil der dem optischen Element 23 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 . Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 in dem Bereich, welcher einem Bereich gegenüberliegt , durch welchen Laserstrahlung, welche aus dem optischen Element 23 austritt und auf den Strahlkombinierer 26 auftri f ft , in diesen eintritt . On a side facing away from the optical element 23 , the beam combiner 26 has a reflective layer 29 . The reflecting layer 29 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode 21 . The reflectivity of the reflecting layer 29 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation. The reflective layer 29 covers only part of the side of the beam combiner 26 facing away from the optical element 23 . The reflective layer 29 covers the beam combiner 26 in the area opposite to an area through which laser radiation exiting the optical element 23 and impinging on the beam combiner 26 enters the same.
Der Strahlkombinierer 26 weist weiter an einer dem ersten weiteren optischen Element 28 zugewandten Seite eine zweite Filterschicht 36 auf . Die zweite Filterschicht 36 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf und für von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % . Die Ref lektivität der zweiten Filterschicht 36 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängig sein . An einer dem ersten weiteren optischen Element 28 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 ist die reflektierende Schicht 29 angeordnet . Die reflektierende Schicht 29 weist für von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf . Die Ref lektivität der reflektierenden Schicht 29 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängen . Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 in dem Bereich, welcher einem Bereich gegenüberliegt , durch welchen Laserstrahlung, welche aus dem ersten weiteren optischen Element 28 austritt und auf den Strahlkombinierer 26 auftri f ft , in diesen eintritt . The beam combiner 26 also has a second filter layer 36 on a side facing the first further optical element 28 . The second filter layer 36 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode 21 and a transmissivity of at least 50% for radiation emitted by the second laser diode 22 . The reflectivity of the second filter layer 36 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation. The reflective layer 29 is arranged on a side of the beam combiner 26 facing away from the first further optical element 28 . The reflecting layer 29 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the second laser diode 22 . The reflectivity of the reflecting layer 29 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation. The reflective layer 29 covers the beam combiner 26 in the area opposite to an area through which laser radiation exiting the first further optical element 28 and impinging on the beam combiner 26 enters the latter.
Der Strahlkombinierer 26 weist weiter an einer dem zweiten weiteren optischen Element 38 zugewandten Seite eine dritte Filterschicht 35 auf . Die dritte Filterschicht 35 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung und von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf und für von der dritten Laserdiode 27 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % . Die Ref lektivität der dritten Filterschicht 35 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängig sein . The beam combiner 26 also has a third filter layer 35 on a side facing the second further optical element 38 . The third filter layer 35 has a reflectivity of at least 80% for radiation emitted by the first laser diode 21 and radiation emitted by the second laser diode 22 and a transmissivity of at least 50% for radiation emitted by the third laser diode 27 . The reflectivity of the third filter layer 35 can depend on the wavelength of the incident radiation and/or on the polarization of the incident radiation.
Die Überlagerung von Laserstrahlung im Strahlkombinierer 26 kann wie folgt erfolgen . Die aus dem optischen Element 23 austretende , von der ersten Laserdiode 21 emittierte Laserstrahlung tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf und tritt durch die erste Filterschicht 31 in diesen ein . Die von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung wird an der reflektierenden Schicht 29 größtenteils in Richtung der zweiten Filterschicht 36 reflektiert . Dies wird dadurch ermöglicht , dass der Strahlkombinierer 26 so angeordnet ist , dass die Strahlungseintritts fläche 32 sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 erstreckt . An der zweiten Filterschicht 36 wiederum wird ein Großteil der auf tref f enden Laserstrahlung, welche von der ersten Laserdiode 21 emittiert wurde , in Richtung der reflektierenden Schicht 29 reflektiert . Außerdem kann durch die zweite Filterschicht 36 die aus dem ersten weiteren optischen Element 28 austretende und von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintreten . Somit werden zwischen der zweiten Filterschicht 36 und der reflektierenden Schicht 29 bereits Laserstrahlung, welche von der ersten Laserdiode 21 emittiert wurde und Laserstrahlung, welche von der zweiten Laserdiode 22 emittiert wurde , überlagert . An der reflektierenden Schicht 29 werden ein Großteil der auf tref f enden, von der ersten Laserdiode 21 emittierten Strahlung und ein Großteil der auf tref f enden, von der zweiten Laserdiode 22 emittierten Strahlung in Richtung der dritten Filterschicht 35 reflektiert . An der dritten Filterschicht 35 wiederum wird ein Großteil der auf tref f enden, von der ersten Laserdiode 21 emittierten Strahlung und ein Großteil der auf tref f enden, von der zweiten Laserdioden 22 emittierten Strahlung reflektiert . Außerdem kann durch die dritte Filterschicht 35 die aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 und von der dritten Laserdiode 27 emittierte Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintreten . Somit werden zwischen der dritten Filterschicht 36 und der Strahlungsaustritts fläche 37 des Strahlkombinierers 26 von der ersten Laserdiode 21 emittierte Laserstrahlung, von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Laserstrahlung und von der dritten Laserdiode 27 emittierte Laserstrahlung überlagert . Die überlagerte Laserstrahlung kann an der Strahlungsaustrittsfläche 37 aus dem Strahlkombinierer 26 austreten. An der Strahlungsaustrittsfläche 37 ist der Strahlkombinierer 26 frei von der reflektierenden Schicht 29. The superimposition of laser radiation in the beam combiner 26 can take place as follows. The laser radiation exiting the optical element 23 and emitted by the first laser diode 21 impinges on the beam combiner 26 and enters it through the first filter layer 31 . The radiation emitted by the first laser diode 21 is largely reflected at the reflective layer 29 in the direction of the second filter layer 36 . This will thereby enables the beam combiner 26 to be arranged in such a way that the radiation entry surface 32 extends transversely to the main extension direction of the optical element 23 in a plan view. At the second filter layer 36, in turn, a large part of the incident laser radiation, which was emitted by the first laser diode 21, is reflected in the direction of the reflecting layer 29. In addition, the laser radiation emerging from the first further optical element 28 and emitted by the second laser diode 22 can enter the beam combiner 26 through the second filter layer 36 . Thus, between the second filter layer 36 and the reflective layer 29, laser radiation that was emitted by the first laser diode 21 and laser radiation that was emitted by the second laser diode 22 are already superimposed. A large part of the incident radiation emitted by the first laser diode 21 and a large portion of the incident radiation emitted by the second laser diode 22 are reflected in the direction of the third filter layer 35 at the reflective layer 29 . At the third filter layer 35 in turn a large part of the incident radiation emitted by the first laser diode 21 and a large part of the incident radiation emitted by the second laser diode 22 is reflected. In addition, the laser radiation emitted from the second further optical element 38 and from the third laser diode 27 can enter the beam combiner 26 through the third filter layer 35 . Thus, between the third filter layer 36 and the radiation exit surface 37 of the beam combiner 26, laser radiation emitted by the first laser diode 21, laser radiation emitted by the second laser diode 22 and laser radiation emitted by the third laser diode 27 are superimposed. The superimposed laser radiation can at the Radiation exit surface 37 emerge from the beam combiner 26. At the radiation exit surface 37, the beam combiner 26 is free of the reflective layer 29.
In Figur 5 ist eine Sicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 gezeigt, an welcher die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 angeordnet sind. Die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 sind übereinander und beabstandet zueinander angeordnet. Die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 bedecken den Strahlkombinierer 26 jeweils stellenweise. FIG. 5 shows a view of the side of the beam combiner 26 on which the first filter layer 31, the second filter layer 36 and the third filter layer 35 are arranged. The first filter layer 31, the second filter layer 36 and the third filter layer 35 are arranged one above the other and at a distance from one another. The first filter layer 31, the second filter layer 36 and the third filter layer 35 each cover the beam combiner 26 in places.
In Figur 6 ist eine Sicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 gezeigt, an welcher die reflektierende Schicht 29 angeordnet ist. Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 an dieser Seite stellenweise. An der Strahlungsaustrittsfläche 37 ist der Strahlkombinierer 26 frei von der reflektierenden Schicht 29. FIG. 6 shows a view of the side of the beam combiner 26 on which the reflective layer 29 is arranged. The reflective layer 29 partially covers the beam combiner 26 on this side. At the radiation exit surface 37, the beam combiner 26 is free of the reflective layer 29.
In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Laserbauteils 20 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Laserdiode 21, die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27, das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und der Strahlkombinierer 26 gemeinsam verkapselt. Auf dem Träger 34 ist eine Verkapselung 30 angeordnet, welche die erste Laserdiode 21, die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27, das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und den Strahlkombinierer 26 bedeckt. In Figur 8 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren Aus führungsbeispiels des Laserbauteils 20 gezeigt . In diesem Aus führungsbeispiel sind die erste Laserdiode 21 , die zweite Laserdiode 22 , die dritte Laserdiode 27 , das optische Element 23 , die weiteren optischen Elemente 28 , 38 und der Strahlkombinierer 26 anders als in dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel angeordnet . Die erste Laserdiode 21 und das optische Element 23 sind an der gleichen Seite des Strahlkombinierers 26 angeordnet wie dessen Strahlungsaustritts fläche 37 . Die zweite Laserdiode 22 , die dritte Laserdiode 27 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 sind an der der Strahlungsaustritts fläche 37 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 angeordnet . Das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 sind derart angeordnet , dass aus dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28 , 38 austretende Laserstrahlung unter einem Winkel auf den Strahlkombinierer 26 auftri f ft , welcher verschieden von 90 ° ist . Aus dem ersten weiteren optischen Element 28 ausgetretene und in den Strahlkombinierer 26 eingetretene Laserstrahlung wird an einem Bereich, durch welchen aus dem optischen Element 23 ausgetretene Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintritt , reflektiert . Somit werden Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 und Laserstrahlung der zweiten Laserdiode 22 überlagert . An einem Bereich, durch welchen aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 ausgetretene Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintritt , wird die überlagerte Laserstrahlung reflektiert . Dadurch wird insgesamt Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 , Laserstrahlung der zweiten Laserdiode 22 und Laserstrahlung der dritten Laserdiode 27 überlagert . Diese überlagerte Strahlung kann durch die Strahlungsaustritts fläche 37 aus dem Strahlkombinierer 26 austreten . Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Aus führungsbeispiele können gemäß weiteren Aus führungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen expli zit beschrieben sind . Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Aus führungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen . A further exemplary embodiment of the laser component 20 is shown in FIG. In this exemplary embodiment, the first laser diode 21, the second laser diode 22, the third laser diode 27, the optical element 23, the further optical elements 28, 38 and the beam combiner 26 are encapsulated together. An encapsulation 30 is arranged on the carrier 34 and covers the first laser diode 21 , the second laser diode 22 , the third laser diode 27 , the optical element 23 , the further optical elements 28 , 38 and the beam combiner 26 . FIG. 8 shows a plan view of part of a further exemplary embodiment of the laser component 20 . In this exemplary embodiment, the first laser diode 21, the second laser diode 22, the third laser diode 27, the optical element 23, the further optical elements 28, 38 and the beam combiner 26 are arranged differently than in the exemplary embodiment shown in FIG. The first laser diode 21 and the optical element 23 are arranged on the same side of the beam combiner 26 as its radiation exit surface 37 . The second laser diode 22 , the third laser diode 27 and the further optical elements 28 , 38 are arranged on the side of the beam combiner 26 facing away from the radiation exit surface 37 . The optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 are arranged in such a way that laser radiation emerging from the optical element 23 and the further optical elements 28 , 38 impinges on the beam combiner 26 at an angle which is different from 90°. Laser radiation exiting from the first further optical element 28 and entering the beam combiner 26 is reflected at a region through which laser radiation exiting from the optical element 23 enters the beam combiner 26 . Thus, laser radiation from the first laser diode 21 and laser radiation from the second laser diode 22 are superimposed. The superimposed laser radiation is reflected at a region through which laser radiation exiting from the second further optical element 38 enters the beam combiner 26 . As a result, laser radiation from the first laser diode 21 , laser radiation from the second laser diode 22 and laser radiation from the third laser diode 27 are superimposed overall. This superimposed radiation can exit the beam combiner 26 through the radiation exit surface 37 . The features and exemplary embodiments described in connection with the figures can be combined with one another according to further exemplary embodiments, even if not all combinations are explicitly described. Furthermore, the exemplary embodiments described in connection with the figures can alternatively or additionally have further features in accordance with the description in the general part.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele auf diese beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Aus führungsbeispielen angegeben ist . The invention is not limited to the description based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or exemplary embodiments.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2021 134 547 . 2 , deren Inhalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird . This patent application claims the priority of German patent application 10 2021 134 547. 2 , the content of which is hereby incorporated by reference .
Bezugs zeichenliste reference character list
20 Laserbauteil 20 laser component
21 erste Laserdiode 21 first laser diode
22 zweite Laserdiode 22 second laser diode
23 optisches Element 23 optical element
24 Eintritts fläche 24 entrance area
25 Austritts fläche 25 exit surface
26 Strahlkombinierer 26 beam combiner
27 dritte Laserdiode 27 third laser diode
28 erstes weiteres optisches Element28 first additional optical element
29 reflektierende Schicht 29 reflective layer
30 Verkapselung 30 encapsulation
31 erste Filterschicht 31 first filter layer
32 Strahlungseintritts fläche 32 radiation entry surface
33 Montagebereich 33 assembly area
34 Träger 34 carriers
35 dritte Filterschicht 35 third filter layer
36 zweite Filterschicht 36 second filter layer
37 Strahlungsaustritts fläche 37 radiation exit surface
38 zweites weiteres optisches Element 38 second further optical element

Claims

28 28
Patentansprüche patent claims
1. Laserbauteil (20) mit: 1. Laser component (20) with:
- mindestens einer ersten Laserdiode (21) und mindestens einer zweiten Laserdiode (22) , - At least one first laser diode (21) and at least one second laser diode (22),
- mindestens einem optischen Element (23) , welches eine Eintrittsfläche (24) und eine Austrittsfläche (25) aufweist,- at least one optical element (23) which has an entry surface (24) and an exit surface (25),
- einem monolithischen Strahlkombinierer (26) , und - A monolithic beam combiner (26), and
- mindestens einer dritten Laserdiode (27) , wobei - At least one third laser diode (27), wherein
- das optische Element (23) dazu ausgelegt ist an der Eintrittsfläche (24) die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren, - the optical element (23) is designed to collimate the fast axis of impinging laser radiation on the entry surface (24),
- das optische Element (23) dazu ausgelegt ist an der Austrittsfläche (25) die slow-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren, - the optical element (23) is designed to collimate the slow axis of impinging laser radiation on the exit surface (25),
- das optische Element (23) zwischen der ersten Laserdiode (21) und dem Strahlkombinierer (26) angeordnet ist, - the optical element (23) is arranged between the first laser diode (21) and the beam combiner (26),
- ein erstes weiteres optisches Element (28) benachbart und beabstandet zur zweiten Laserdiode (22) angeordnet ist,- a first further optical element (28) is arranged adjacent to and at a distance from the second laser diode (22),
- ein zweites weiteres optisches Element (38) benachbart und beabstandet zur dritten Laserdiode (27) angeordnet ist,- a second further optical element (38) is arranged adjacent to and at a distance from the third laser diode (27),
- die erste Laserdiode (21) und das optische Element (23) an der gleichen Seite des Strahlkombinierers (26) angeordnet sind wie dessen Strahlungsaustrittsfläche (37) , und - The first laser diode (21) and the optical element (23) are arranged on the same side of the beam combiner (26) as its radiation exit surface (37), and
- die zweite Laserdiode (22) , die dritte Laserdiode (27) und die weiteren optischen Elemente (28, 38) an der der Strahlungsaustrittsfläche (37) abgewandten Seite des Strahlkombinierers (26) angeordnet sind. - The second laser diode (22), the third laser diode (27) and the further optical elements (28, 38) are arranged on the side of the beam combiner (26) facing away from the radiation exit surface (37).
2. Laserbauteil (20) gemäß Anspruch 1, wobei an der Eintrittsfläche (24) des optischen Elements (23) eine Metalinse oder eine diffraktive optische Struktur angeordnet ist . 3. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Laserdiode (21) dazu ausgelegt ist im Betrieb Laserstrahlung in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, die zweite Laserdiode (22) dazu ausgelegt ist im Betrieb Laserstrahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren und der erste Wellenlängenbereich verschieden vom zweiten Wellenlängenbereich ist. 2. Laser component (20) according to claim 1, wherein a metal lens or a diffractive optical structure is arranged on the entry surface (24) of the optical element (23). 3. Laser component (20) according to one of the preceding claims, wherein the first laser diode (21) is designed to emit laser radiation in a first wavelength range during operation, the second laser diode (22) is designed to emit laser radiation in a second wavelength range during operation and the first wavelength range is different from the second wavelength range.
4. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das weitere optische Element (28) eine Eintrittsfläche4. Laser component (20) according to any one of the preceding claims, wherein the further optical element (28) has an entrance surface
(24) und eine Austrittsfläche (25) aufweist. (24) and an exit surface (25).
5. Laserbauteil (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das weitere optische Element (28) zwischen der zweiten Laserdiode (22) und dem Strahlkombinierer (26) angeordnet ist. 5. Laser component (20) according to the preceding claim, wherein the further optical element (28) is arranged between the second laser diode (22) and the beam combiner (26).
6. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Eintrittsfläche (24) des optischen Elements (23) gewölbt ist. 6. Laser component (20) according to any one of the preceding claims, wherein the entry surface (24) of the optical element (23) is curved.
7. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Austrittsfläche (25) des optischen Elements (23) gewölbt ist. 7. Laser component (20) according to any one of the preceding claims, wherein the exit surface (25) of the optical element (23) is curved.
8. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Eintrittsfläche (24) und die Austrittsfläche (25) des optischen Elements (23) verschiedene Krümmungsradien aufweisen . 8. Laser component (20) according to any one of the preceding claims, wherein the entry surface (24) and the exit surface (25) of the optical element (23) have different radii of curvature.
9. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optische Element (23) zwei gekreuzte Linsen aufweist . 10. Laserbauteil (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei jede der Linsen eine Zylinderlinse ist. 9. Laser component (20) according to any one of the preceding claims, wherein the optical element (23) has two crossed lenses. 10. Laser device (20) according to the preceding claim, wherein each of the lenses is a cylindrical lens.
11. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Laserdiode (21) , die zweite Laserdiode (22) , das optische Element (23) und der monolithische Strahlkombinierer (26) gemeinsam verkapselt sind. 11. Laser component (20) according to any one of the preceding claims, wherein the first laser diode (21), the second laser diode (22), the optical element (23) and the monolithic beam combiner (26) are encapsulated together.
12. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der monolithische Strahlkombinierer (26) an einer der ersten Laserdiode (21) abgewandten Seite eine reflektierende Schicht (29) aufweist. 12. Laser component (20) according to one of the preceding claims, wherein the monolithic beam combiner (26) on a side facing away from the first laser diode (21) has a reflective layer (29).
13. Laserbauteil (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die reflektierende Schicht (29) für von der ersten Laserdiode (21) emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % aufweist. 13. The laser component (20) according to the preceding claim, wherein the reflective layer (29) for the radiation emitted by the first laser diode (21) has a reflectivity of at least 80%.
14. Laserbauteil (20) gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der monolithische Strahlkombinierer (26) an einer der zweiten Laserdiode (22) zugewandten Seite eine Filterschicht (31) aufweist, die für von der ersten Laserdiode (21) emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % aufweist und für von der zweiten Laserdiode (22) emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % aufweist. 14. Laser component (20) according to one of claims 12 or 13, wherein the monolithic beam combiner (26) has a filter layer (31) on a side facing the second laser diode (22) which is for radiation emitted by the first laser diode (21). Re lectivity of at least 80% and for the second laser diode (22) emitted radiation has a transmissivity of at least 50%.
15. Laserbauteil (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der monolithische Strahlkombinierer (26) an einer der ersten Laserdiode (21) zugewandten Seite eine Strahlungseintrittsfläche (32) aufweist, welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements (23) erstreckt. 15. Laser component (20) according to one of the preceding claims, wherein the monolithic beam combiner (26) has a radiation entry surface (32) on a side facing the first laser diode (21) which, in a plan view, extends transversely to the main direction of extension of the optical element (23). extends.
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