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WO2013060534A2 - Laser light source - Google Patents

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WO2013060534A2
WO2013060534A2 PCT/EP2012/068479 EP2012068479W WO2013060534A2 WO 2013060534 A2 WO2013060534 A2 WO 2013060534A2 EP 2012068479 W EP2012068479 W EP 2012068479W WO 2013060534 A2 WO2013060534 A2 WO 2013060534A2
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WO
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laser
light source
laser light
emitter
surface emitter
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PCT/EP2012/068479
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French (fr)
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WO2013060534A3 (en
Inventor
Hans-Jochen Schwarz
Joern Ostrinsky
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2013060534A2 publication Critical patent/WO2013060534A2/en
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    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • H01S5/4056Edge-emitting structures emitting light in more than one direction

Definitions

  • the invention relates to a laser light source having a plurality of surface emitters arranged on a carrier element.
  • the resulting field characteristic of the laser light source can thereby be optimally adapted to the respective intended use of the laser light source.
  • At least two surface emitters are formed so that they each have a different field characteristic, in particular far field characteristic, whereby a further degree of freedom to achieve a desired resulting
  • Field characteristic in particular far field characteristic, is given for the laser light source.
  • At least two surface emitters differ from one another with regard to at least one of the following features: a. Training, in particular opening area and / or opening shape of a Stromapertur,
  • At least one surface emitter is arranged on the carrier element such that an optical axis of the surface emitter is not parallel to an optical axis of at least one further arranged on the carrier element
  • Surface emitter, in particular a predetermined angle with the optical axis of the at least one further surface emitter includes.
  • At least one surface emitter has a microlens for influencing the laser radiation generated by the surface emitter, in particular for influencing the main radiation direction of the field characteristic of the laser radiation generated. In a further advantageous embodiment it is provided that several
  • At least two microlenses each have different optical properties and / or a different orientation with respect to their respective associated surface emitter.
  • different surface emitters are each designed as a vertical cavity surface emitting laser, VCSEL, or as a vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL.
  • a laser ignition system for an internal combustion engine in particular a motor vehicle or a stationary motor, proposed with a solid-state laser for generating laser ignition pulses and with at least one inventive
  • Laser light source for providing laser radiation for optical pumping of the solid-state laser.
  • a pumping optics is provided, which is designed to shape the radiation emitted by the laser light source, in particular to focus on the solid-state laser.
  • the pumping optics at least one optical element with regions
  • the at least one optical element is, for example, a radially or circularly segmented lens with a partially different surface curvature or a free-form element.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a first embodiment of a laser light source according to the invention
  • FIG. 2a is a diagrammatic representation of FIG. 1a
  • FIG. 3 schematically shows a side view of a further embodiment of the invention
  • Figure 4 schematically shows a greatly enlarged cross-section of a
  • FIG. 5a
  • FIG. 5 b schematically shows a respective far-field characteristic as represented by
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a laser ignition system according to an embodiment, FIG. 7a,
  • FIG. 7b schematically shows a cross section of a further embodiment of a surface emitter in different operating states
  • FIG. 8a
  • FIGS. 7a, 7b schematically each show a far-field characteristic of the embodiments according to FIGS. 7a, 7b,
  • Figure 10 shows schematically a side view of yet another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a side view of a first embodiment of the laser light source 100 according to the invention.
  • the laser light source 100 has a carrier element 300 formed, for example, as a common substrate, on which, as shown in FIG. 1, a plurality of surface emitters 200a, 200b, 200c are arranged.
  • the surface emitters 200a, 200b, 200c are surface-emitting semiconductor diode lasers, the basic function and structure of which are known per se to a person skilled in the art.
  • different surface emitters 200a, 200b are each designed in such a way that main beam directions H1, H2 of the laser radiation emitted by them are not parallel to one another. This advantageously results in a degree of freedom in the synthesis of one of the
  • the main beam direction is that spatial direction in which the optical power radiated by a surface emitter has an absolute maximum ("main lobe").
  • the main radiation direction is understood to be an angle between one of the main lobes and a surface normal of a coupling-out mirror of the surface emitter.
  • Field characteristic (approximately circular intensity distribution in a plane orthogonal to the optical axis of the surface emitter), is understood by the main beam direction in the context of the present invention, the optical axis.
  • the laser light source 100 has the advantage that one or more surface emitter 200a, 200b, 200c each have different main beam directions H1, H2, H3 for the laser radiation generated by them, whereby the resulting field characteristic of the laser light source 100 total emitted laser radiation can be influenced within wide limits and thus optimally adapted to a target system.
  • the laser light source 100 has, for example, a total of four surface emitters of the type 200a, whose main radiation direction H1 is in each case substantially orthogonal to a surface of the carrier element 300. Furthermore, two surface emitters 200b are provided, the main radiation direction H2 of which in each case encloses an acute angle with the main radiation direction H 1 of the first surface emitter type 200a. The same applies to the third type of surface emitter 200c with the
  • Main beam direction H1, H2, H3 may be the resulting field characteristic of Laser radiation of the laser light source 100 can be influenced within wide limits.
  • numerical simulations can be used to simulate a multiplicity of different configurations of surface emitters 200a, 200b, 200c on the carrier element 300, each with different main beam directions H 1, H 2, H 3, and simulate them with respect to an objective function, for example a desired resulting field characteristic of the laser radiation one or more configurations can be obtained which satisfy the given requirements, for example a homogeneity of the far field characteristic over a predefinable solid angle range.
  • FIG. 2 a schematically shows a plan view of a laser light source 100 according to a further embodiment.
  • the surface emitters of the laser light source 100 symbolized here as a circle, have a non-constant packing density. That means not all
  • Surface emitters each have an equal distance to their adjacent surface emitters.
  • a horizontal location coordinate with the reference symbol x and a vertical location coordinate with the reference symbol y are defined.
  • all surface emitters have the same distance to their neighbors. This means that the horizontal rows of surface emitters depicted in FIG. 2a each have an identical spacing d3 from one another.
  • a distance between surface emitters adjacent along the x-coordinate is not constant over the entire carrier element 300.
  • a surface emitter 200d of the surface emitter 200c arranged on the top left in FIG. 2a has a horizontal distance d1 which is greater than the horizontal distance d2 between the surface emitter 200d and a further surface emitter 200d 'adjacent to the right in FIG. 2a.
  • a distance between the surface emitter 200d 'and a further surface emitter 200d is again d2, whereas a further distance between the surface emitter 200d" and a surface emitter d1, which is arranged to the right thereof in FIG. 2a, is d1.
  • Laser radiation of the laser light source 100 given.
  • all the surface emitters of the laser light source 100 according to FIG. 2a can be designed identically, and the shaping of the resulting field characteristic takes place solely by influencing the packing density.
  • surface emitters of different types may be used and combined with a non-constant packing density.
  • FIG. 2b shows a further embodiment of the invention in which a plurality of rows or columns of surface emitters 200e, 200f are again provided.
  • the outer surface emitters 200e of the embodiment according to FIG. 2b accordingly have a greater vertical distance d5 from them
  • adjacent inner surface emitters 200f which have a smaller distance d6 between them.
  • FIG. 2c shows a further embodiment of the invention, in which the
  • Packing density is not constant along the x coordinate as well as along the y coordinate over the carrier element 300.
  • an outer emitter group Arranged around this inner emitter group is an outer emitter group which extends along the edge of the carrier element 300 and whose emitters have a neighboring distance d8 between them. Furthermore, the outer surface emitters in FIG. 2c also have a neighboring distance d8 to the inner emitter group.
  • FIG. 3 shows schematically a side view of a further embodiment of the invention.
  • a support member 300 On a support member 300 a plurality of surface emitter 200g, 200h, 200i are arranged.
  • the surface emitters of the type 200g are arranged relative to the carrier element 300 and arranged thereon so that their optical axis OA is substantially perpendicular to a surface of the carrier element 300, ie parallel to the surface normal (not shown) of the carrier element 300 stands.
  • the surface emitters 200h, 200i are oriented with respect to the carrier element 300 such that their optical axes OA ', OA "are not parallel to the surface normal of the carrier element 300.
  • a further influencing of the resulting field characteristic of the laser light source 100 can be effected .
  • the different emitters 200g, 200h, 200i according to FIG. 3 can advantageously also have the same design parameters, but be aligned on the carrier element 300 by individual mounting such that their respective optical axes OA, OA ', OA2' satisfy the abovementioned criteria.
  • the surface emitters 200g, 200h, 200i may also constructively designed differently, for example, to each cause different field characteristics of the laser radiation generated by them, whereby further combination possibilities or degrees of freedom for obtaining a resulting field characteristic of the laser light source 100 are given.
  • the embodiment according to FIG. 3 has different effects
  • FIG. 4 schematically shows an enlarged cross section of a
  • the surface emitter 200 has a first mirror layer 202, which may be, for example, a distributed Bragg reflector (DBR), that is to say a layer sequence of substrate layers, each having a different refractive index, formed in a vertical direction in FIG.
  • a Auskoppelapttik 204 is also formed as a DBR and includes, together with the first mirror layer 202, an active region 206 of the surface emitter 200, for example, a
  • DBR distributed Bragg reflector
  • Quantum film 208 or other suitable elements, such as
  • Quantum dots Quantum dots, quantum wires may have to generate
  • a current density distribution in the region of the coupling-out mirror 204 and in the region of the active zone 206 can be influenced by a current diaphragm 210.
  • a current diaphragm 210 In particular, through the opening width 210 a or Opening surface of the current diaphragm 210 a Stromapertur 210b are defined, which substantially the field characteristics, in particular
  • a current contact 212 is on the upper surface in FIG.
  • Auskoppelapt provided 204 and serves to supply the
  • control device 400 which supplies the surface emitter 200 by means of a drive signal A with electrical energy to put the surface emitter 200 in an active state in which it generates the laser radiation L.
  • Another power contact is not shown in FIG. 4, but may for example be provided between the components 202, 300 and also connected to the controller 400 to close a circuit between the controller 400 and the surface emitter 200.
  • the surface emitter 200 may be arranged on a surface of the carrier element 300 in the manner illustrated schematically in FIG. 4, as can further surface emitters 200 not shown in FIG.
  • Laser light source 100 at least two surface emitter 200 differ from each other with regard to at least one of the following features: a training, in particular opening area and / or opening shape of the current aperture 21 Ob,
  • Such surface emitter types can be combined with one another according to the invention in order to form the laser light source 100.
  • a non-constant packing density or a mechanical alignment of the individual surface emitters with respect to the common carrier element 200 can also be used.
  • FIG. 5a shows, by way of example, a first far-field characteristic FFC1 in the form of an optical power P of the laser radiation L (FIG. 4) plotted against an unspecified number, which extends in the horizontal direction in FIG. 5 and represents the angular coordinate.
  • This first far-field characteristic FFC1 can be achieved, for example, by a first configuration of a surface emitter 200 (FIG. 4) by means of the abovementioned measures a to d.
  • the current aperture 210b is preferably formed in approximately circular or oval, according to a further advantageous embodiment, the current aperture also substantially slot-shaped, that is rectangular, are formed with an aspect ratio of width to height greater than 2: 1, whereby a division of field characteristics the laser radiation L of the surface emitter 200 is possible from a single main lobe to two main lobes arranged symmetrically about the optical axis.
  • the main beam direction (angle between the main lobe and the optical axis of the surface emitter) can be influenced, in order in turn to provide different surface emitter 200 types.
  • FIG. 6 shows components of a laser ignition device 1000, as they are
  • the Laser ignition device 1000 has at least one laser light source 100 according to the present invention and a solid state laser 600, which is optically pumped by means of the laser control device L1 generated by the laser light source 100.
  • a configuration for the longitudinal optical pumping is shown, in which the pump radiation L1 in the left in Figure 6 end face 602 of the im
  • Essentially circular-cylindrical solid-state laser 600 is irradiated. Upon application of the pump radiation L1 generates the
  • Solid-state laser 600 in a conventional manner high-energy laser ignition pulses LZ.
  • Field characteristic in particular far field characteristic, for the pump radiation to achieve L1.
  • a very homogeneous pumping profile 604 are generated (constant optical power over the end face 604), which has a positive effect on the beam quality of the laser ignition pulses LZ and the efficiency in the optical pumping of the solid-state laser 600.
  • the main radiation direction HR of the generated laser radiation L1 and / or its distribution, e.g. over a predeterminable solid angle ⁇ be set within wide limits.
  • Figure 6 also in Figure 6 between the solid state laser 600 and the
  • Laser light source 100 pictured pumping optics 500 may be provided, which may be, for example, an optical element with partially different optical properties, in particular different focal length. These different areas can, for example, segmentally or annularly different in the radial direction over the optical
  • the at least one optical element has a radially or circularly segmented lens with regions of different surface curvature or a
  • FIG. 7a shows a further embodiment of a surface emitter which in the present case has two current contacts 212a, 212b, which are spaced apart from the current stop 210 by the distances d3 ', d4'.
  • FIG. 7a only the first current contact 212a is acted upon by the control device 400 by means of the drive signal A1, so that a first current density distribution results in the emitter in the operating state according to FIG. 7a.
  • This operating state corresponds to the far field characteristic FFC5 schematically illustrated in FIG. 8a.
  • Figure 7a By choosing a suitable operating state, Figure 7a, Figure 7b, therefore even dynamically, that is, during operation of the laser light source 100 (Figure 1) a far field characteristic FFC5, FFC6 individual surface emitter can be changed, so that a further increased flexibility in achieving a desired resulting field characteristic of the laser light source 100 is given.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the invention in a schematic side view.
  • a plurality of surface emitters 200j are juxtaposed.
  • Each surface emitter is a microlens
  • the microlens 2020 which is designed to shape the laser radiation L (FIG. 4) generated by the surface emitter 200j.
  • the microlens 2020 may be formed and arranged with respect to the surface emitter 200j to match the original main radiation direction H4 of the
  • a laser light source can advantageously also be indicated in the embodiment according to FIG. 9, in which different types of surface emitters are provided such that the laser radiation emitted by the individual surface emitters differs
  • FIG. 10 shows a side view of a further embodiment of the invention, in which, in turn, different surface emitters 200k are assigned different microlenses 2020a, 2020b. According to the invention
  • Microlenses 2020a, 2020b each formed differently or arranged differently with respect to their associated surface emitter 200k, so that for one or more surface emitter 200k individually shaping of the laser radiation generated by it is possible.
  • a combination of different types of surface emitters in particular of VCSEL types or of VECSEL types, is also conceivable, as is the combination of the formation of the different surface emitters with differing structural features and a non-constant packing density.
  • the use of surface emitters of different types achieves a resultant field characteristic for the laser radiation L1 emitted altogether by the laser light source 100, which corresponds to predefinable criteria or to a desired course.

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Abstract

The invention relates to a laser light source (100) comprising a plurality of surface emitters (200, 200a, 200b,...) which are arranged on a substrate element (300). The invention is characterized in that different surface emitters (200a, 200b) are each designed and/or arranged relative to one another on the substrate element (300) such that main beam directions (H1, H2) of the laser radiation emitted from said emitters are not parallel to one another and/or such that a packing density which describes a distance from a first surface emitter (200c) to at least one surface emitter (200d) that is adjacent to the first surface emitter in at least one dimension is not constant.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Laserlichtquelle Stand der Technik  Laser light source prior art
Die Erfindung betrifft eine Laserlichtquelle mit einer Mehrzahl von auf einem Trägerelement angeordneten Oberflächenemittern. The invention relates to a laser light source having a plurality of surface emitters arranged on a carrier element.
Es ist bereits bekannt, Laserlichtquellen mit einer Mehrzahl von identisch ausgebildeten Oberflächenemittern, die beispielsweise auf einem gemeinsamen Substrat bzw. Trägerelement angeordnet sind, herzustellen. Hierbei ergibt sich eine aggregierte Feldcharakteristik, insbesondere Fernfeldcharakteristik, für die von der Laserlichtquelle erzeugte Laserstrahlung, die von den It is already known to produce laser light sources with a plurality of identically designed surface emitters, which are arranged, for example, on a common substrate or carrier element. This results in an aggregated field characteristic, in particular far field characteristic, for the laser radiation generated by the laser light source, which differs from the
Feldcharakteristiken der einzelnen Oberflächenemitter abhängt, und die nachteilig nur eingeschränkt an ein Zielsystem anpassbar ist. Field characteristics of the individual surface emitter depends, and the disadvantage is only limited adaptable to a target system.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserlichtquelle der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine resultierende It is an object of the present invention to improve a laser light source of the type mentioned in that a resulting
Feldcharakteristik der Laserlichtquelle besser an den Einsatzzweck der Laserlichtquelle anpassbar ist. Field characteristic of the laser light source is better adapted to the intended use of the laser light source.
Diese Aufgabe wird bei der Laserlichtquelle der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass unterschiedliche Oberflächenemitter jeweils so ausgebildet und/oder relativ zueinander auf dem Trägerelement angeordnet sind, dass Hauptstrahlrichtungen der von ihnen emittierten Laserstrahlung nicht parallel zueinander sind, und/oder dass eine Packungsdichte, die einen Abstand eines ersten Oberflächenemitters zu mindestens einem hierzu benachbarten This object is achieved in the laser light source of the type mentioned in the present invention that different surface emitter are each formed and / or arranged relative to each other on the support member, that main beam directions of the laser radiation emitted by them are not parallel to each other, and / or a packing density which is a distance of a first surface emitter to at least one adjacent thereto
Oberflächenemitter in mindestens einer Dimension beschreibt, nicht konstant ist.  Surface emitter in at least one dimension describes, is not constant.
Hierdurch besteht vorteilhaft die Möglichkeit, die während des Betriebs der Laserlichtquelle resultierende Feldcharakteristik der Laserstrahlung, welche sich aus einer Überlagerung der Feldcharakteristiken der einzelnen In this way, there is advantageously the possibility of the field characteristic of the laser radiation resulting during operation of the laser light source, which results from a superimposition of the field characteristics of the individual
Oberflächenemitter ergibt, so zu ändern, dass sich eine gewünschte Form für die resultierende Feldcharakteristik ergibt. Insbesondere kann dadurch die resultierende Feldcharakteristik der Laserlichtquelle optimal an den jeweiligen Einsatzzweck der Laserlichtquelle angepasst werden. Surface emitter results to be changed so as to give a desired shape for the resulting field characteristic. In particular, the resulting field characteristic of the laser light source can thereby be optimally adapted to the respective intended use of the laser light source.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens zwei Oberflächenemitter so ausgebildet sind, dass sie jeweils eine unterschiedliche Feldcharakteristik, insbesondere Fernfeldcharakteristik, aufweisen, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad zur Erreichung einer gewünschten resultierenden In an advantageous embodiment, it is provided that at least two surface emitters are formed so that they each have a different field characteristic, in particular far field characteristic, whereby a further degree of freedom to achieve a desired resulting
Feldcharakteristik, insbesondere Fernfeldcharakteristik, für die Laserlichtquelle gegeben ist. Field characteristic, in particular far field characteristic, is given for the laser light source.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens zwei Oberflächenemitter sich hinsichtlich mindestens eines der nachfolgend genannten Merkmale voneinander unterscheiden: a. Ausbildung, insbesondere Öffnungsfläche und/oder Öffnungsform einer Stromapertur, In a further advantageous embodiment, it is provided that at least two surface emitters differ from one another with regard to at least one of the following features: a. Training, in particular opening area and / or opening shape of a Stromapertur,
b. Anordnung einer Stromapertur relativ zu einem Stromkontakt im Bereich eines Auskoppelspiegels des Oberflächenemitters, c. Form und/oder Orientierung eines Stromkontakts zur Versorgung des Oberflächenemitters mit elektrischer Energie, d. Anzahl von Stromkontakten zur Versorgung des  b. Arrangement of a current aperture relative to a current contact in the region of a coupling-out mirror of the surface emitter, c. Form and / or orientation of a current contact to supply the surface emitter with electrical energy, d. Number of power contacts to supply the
Oberflächenemitters mit elektrischer Energie.  Surface emitter with electrical energy.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, das mindestens ein Oberflächenemitter so auf dem Trägerelement angeordnet ist, dass eine optische Achse des Oberflächenemitters nicht parallel ist zu einer optischen Achse mindestens eines weiteren auf dem Trägerelement angeordneten Oberflächenemitters, insbesondere einen vorgebbaren Winkel mit der optischen Achse des mindestens einen weiteren Oberflächenemitters einschließt. In a further advantageous embodiment, it is provided that at least one surface emitter is arranged on the carrier element such that an optical axis of the surface emitter is not parallel to an optical axis of at least one further arranged on the carrier element Surface emitter, in particular a predetermined angle with the optical axis of the at least one further surface emitter includes.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein Oberflächenemitter eine Mikrolinse zur Beeinflussung der von dem Oberflächenemitter erzeugten Laserstrahlung aufweist, insbesondere zur Beeinflussung der Hauptstrahlrichtung der Feldcharakteristik der erzeugten Laserstrahlung. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrerenIn a further advantageous embodiment, it is provided that at least one surface emitter has a microlens for influencing the laser radiation generated by the surface emitter, in particular for influencing the main radiation direction of the field characteristic of the laser radiation generated. In a further advantageous embodiment it is provided that several
Oberflächenemittern jeweils mindestens eine Mikrolinse zugeordnet ist, wobei mindestens zwei Mikrolinsen jeweils unterschiedliche optische Eigenschaften und/oder eine unterschiedliche Ausrichtung bezüglich des ihnen jeweils zugeordneten Oberflächenemitters aufweisen. At least two microlenses each have different optical properties and / or a different orientation with respect to their respective associated surface emitter.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass unterschiedliche Oberflächenemitter jeweils als vertical cavity surface emitting laser, VCSEL, oder als vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL, ausgebildet sind. In a further advantageous embodiment, it is provided that different surface emitters are each designed as a vertical cavity surface emitting laser, VCSEL, or as a vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Laserzündsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder eines Stationärmotors, vorgeschlagen, mit einem Festkörperlaser zum Erzeugen von Laserzündimpulsen und mit mindestens einer erfindungsgemäßen In a further advantageous embodiment, a laser ignition system for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle or a stationary motor, proposed with a solid-state laser for generating laser ignition pulses and with at least one inventive
Laserlichtquelle zur Bereitstellung von Laserstrahlung zum optischen Pumpen des Festkörperlasers. Laser light source for providing laser radiation for optical pumping of the solid-state laser.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Pumpoptik vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die von der Laserlichtquelle abgegebene Strahlung zu formen, insbesondere auf den Festkörperlaser zu bündeln. In a further advantageous embodiment it is provided that a pumping optics is provided, which is designed to shape the radiation emitted by the laser light source, in particular to focus on the solid-state laser.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Pumpoptik mindestens ein optisches Element mit bereichsweise In a further advantageous embodiment, it is provided that the pumping optics at least one optical element with regions
unterschiedlichen optischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlicherdifferent optical properties, in particular different
Brennweite, aufweist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine optische Element eine beispielsweise radial oder kreisförmig segmentierte Linse mit bereichsweise unterschiedlicher Oberflächenkrümmung oder ein Freiformelement ist. Focal length, has. In a further advantageous embodiment, it is provided that the at least one optical element is, for example, a radially or circularly segmented lens with a partially different surface curvature or a free-form element.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their
Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.
In der Zeichnung zeigt: In the drawing shows:
Figur 1 schematisch eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserlichtquelle, FIG. 1 shows a schematic side view of a first embodiment of a laser light source according to the invention,
Figur 2a, FIG. 2a,
2b, 2c schematisch jeweils eine Draufsicht auf weitere Ausführungsformen der Erfindung mit jeweils unterschiedlicher Packungsdichte von  2b, 2c schematically each show a plan view of further embodiments of the invention, each with a different packing density of
Oberflächenemittern,  Surface emitters,
Figur 3 schematisch eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; FIG. 3 schematically shows a side view of a further embodiment of the invention;
Figur 4 schematisch einen stark vergrößerten Querschnitt eines Figure 4 schematically shows a greatly enlarged cross-section of a
Oberflächenemitters gemäß einer weiteren Ausführungsform,  Surface emitter according to a further embodiment,
Figur 5a, FIG. 5a,
5b schematisch jeweils eine Fernfeldcharakteristik, wie sie durch  FIG. 5 b schematically shows a respective far-field characteristic as represented by
unterschiedliche Konfigurationen des Emitters gemäß Figur 4 erhalten werden kann,  different configurations of the emitter according to FIG. 4 can be obtained,
Figur 6 schematisch eine Seitenansicht eines Laserzündsystems gemäß einer Ausführungsform, Figur 7a, FIG. 6 shows a schematic side view of a laser ignition system according to an embodiment, FIG. 7a,
7b schematisch jeweils einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Oberflächenemitters in unterschiedlichen Betriebszuständen,  FIG. 7b schematically shows a cross section of a further embodiment of a surface emitter in different operating states, FIG.
Figur 8a, FIG. 8a,
8b schematisch jeweils eine Fernfeldcharakteristik der Ausführungsformen gemäß Figur 7a, 7b,  8b schematically each show a far-field characteristic of the embodiments according to FIGS. 7a, 7b,
Figur 9 schematisch eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und 9 shows schematically a side view of a further embodiment of the invention, and
Figur 10 schematisch eine Seitenansicht noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Figure 10 shows schematically a side view of yet another embodiment of the invention.
Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laserlichtquelle 100. Die Laserlichtquelle 100 weist ein beispielsweise als gemeinsames Substrat ausgebildetes Trägerelement 300 auf, auf dem, wie aus Figur 1 ersichtlich, mehrere Oberflächenemitter 200a, 200b, 200c angeordnet sind. Bei den Oberflächenemittern 200a, 200b, 200c handelt es sich um oberflächenemittierende Halbleiter-Diodenlaser, deren grundsätzliche Funktion und Aufbau dem Fachmann an sich bekannt ist. FIG. 1 schematically shows a side view of a first embodiment of the laser light source 100 according to the invention. The laser light source 100 has a carrier element 300 formed, for example, as a common substrate, on which, as shown in FIG. 1, a plurality of surface emitters 200a, 200b, 200c are arranged. The surface emitters 200a, 200b, 200c are surface-emitting semiconductor diode lasers, the basic function and structure of which are known per se to a person skilled in the art.
Bei dem Betrieb der Laserlichtquelle 100 werden bevorzugt alle In the operation of the laser light source 100, all are preferred
Oberflächenemitter 200a, 200b, 200c gleichzeitig oder zumindest teilweise zeitlich überlappend angesteuert, um Laserstrahlung zu erzeugen. Hierbei ergibt sich eine Überlagerung der Feldcharakteristiken der einzelnen Surface emitter 200a, 200b, 200c simultaneously or at least partially timed overlapping to generate laser radiation. This results in a superposition of the field characteristics of the individual
Oberflächenemitter derart, dass für die Laserlichtquelle 100 insgesamt eine Feldcharakteristik der erzeugten Laserstrahlung erhalten wird, die unter anderem von den Feldcharakteristiken der einzelnen Oberflächenemitter und deren Anordnung auf dem Trägerelement 300 abhängig ist. Surface emitter such that for the laser light source 100 a total of field characteristics of the laser radiation generated is obtained, which is dependent inter alia on the field characteristics of the individual surface emitter and their arrangement on the support member 300.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass unterschiedliche Oberflächenemitter 200a, 200b jeweils so ausgebildet sind, dass Hauptstrahlrichtungen H1 , H2 der von ihnen emittierten Laserstrahlung nicht parallel zueinander sind. Dadurch ergibt sich vorteilhaft ein Freiheitsgrad bei der Synthese eines von der According to the invention, different surface emitters 200a, 200b are each designed in such a way that main beam directions H1, H2 of the laser radiation emitted by them are not parallel to one another. This advantageously results in a degree of freedom in the synthesis of one of the
Laserlichtquelle 100 zu erzeugenden Strahlungsfelds. Unter der Hauptstrahlrichtung wird vorliegend diejenige Raumrichtung bezeichnet, in der die von einem Oberflächenemitter abgestrahlte optische Leistung ein absolutes Maximum („Hauptkeule") aufweist. Laser light source 100 to be generated radiation field. Under the In the present case, the main beam direction is that spatial direction in which the optical power radiated by a surface emitter has an absolute maximum ("main lobe").
Eine Ausbildung von Oberflächenemittern derart, dass sie zwei oder mehr etwa gleich große Hauptkeulen ausbilden, ist ebenfalls denkbar. In diesem Fall wird unter Hauptstrahlrichtung ein Winkel zwischen einer der Hauptkeulen und einer Oberflächennormalen eines Auskoppelspiegels des Oberflächenemitters verstanden. It is also conceivable to form surface emitters in such a way that they form two or more main lobes of approximately the same size. In this case, the main radiation direction is understood to be an angle between one of the main lobes and a surface normal of a coupling-out mirror of the surface emitter.
Bei Oberflächenemittern, welche eine im wesentlichen donutförmige For surface emitters which are essentially donut-shaped
Feldcharakteristik (etwa kreisringförmige Intensitätsverteilung in einer Ebene orthogonal zur optischen Achse des Oberflächenemitters) aufweisen, wird unter der Hauptstrahlrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung die optische Achse verstanden. Field characteristic (approximately circular intensity distribution in a plane orthogonal to the optical axis of the surface emitter), is understood by the main beam direction in the context of the present invention, the optical axis.
Gegenüber herkömmlichen, auch als VCSEL-Array bezeichneten Compared to conventional, also known as VCSEL array
Laserlichtquellen, bei denen eine Vielzahl identisch ausgebildeter und Laser light sources, where a variety of identically designed and
angeordneter Emitter vorgesehen ist, weist die Laserlichtquelle 100 gemäß Figur 1 den Vorteil auf, dass einzelne oder mehrere Oberflächenemitter 200a, 200b, 200c jeweils unterschiedliche Hauptstrahlrichtungen H1 , H2, H3 für die von ihnen erzeugte Laserstrahlung aufweisen, wodurch die resultierende Feldcharakteristik der von der Laserlichtquelle 100 insgesamt abgegebenen Laserstrahlung in weiten Grenzen beeinflussbar und damit optimal an ein Zielsystem anpassbar ist. arranged emitter is provided, the laser light source 100 according to Figure 1 has the advantage that one or more surface emitter 200a, 200b, 200c each have different main beam directions H1, H2, H3 for the laser radiation generated by them, whereby the resulting field characteristic of the laser light source 100 total emitted laser radiation can be influenced within wide limits and thus optimally adapted to a target system.
Bei der in Figur 1 abgebildeten Konfiguration verfügt die Laserlichtquelle 100 beispielhaft über insgesamt vier Oberflächenemitter vom Typ 200a, deren Hauptstrahlrichtung H1 jeweils im Wesentlichen orthogonal zu einer Oberfläche des Trägerelements 300 ist. Ferner sind zwei Oberflächenemitter 200b vorgesehen, deren Hauptstrahlrichtung H2 jeweils einen spitzen Winkel mit der Hauptstrahlrichtung H 1 des ersten Oberflächenemittertyps 200a einschließt. Dasselbe gilt für den dritten Oberflächenemittertyp 200c mit der In the configuration depicted in FIG. 1, the laser light source 100 has, for example, a total of four surface emitters of the type 200a, whose main radiation direction H1 is in each case substantially orthogonal to a surface of the carrier element 300. Furthermore, two surface emitters 200b are provided, the main radiation direction H2 of which in each case encloses an acute angle with the main radiation direction H 1 of the first surface emitter type 200a. The same applies to the third type of surface emitter 200c with the
Hauptstrahlrichtung H3. Main beam direction H3.
Durch geeignete Anordnung der Oberflächenemitter 200a, 200b, 200c auf dem Trägerelement 300 und weiter geeignete Auswahl der entsprechenden By suitable arrangement of the surface emitter 200a, 200b, 200c on the carrier element 300 and further suitable selection of the corresponding
Hauptstrahlrichtung H1 , H2, H3 kann die resultierende Feldcharakteristik der Laserstrahlung der Laserlichtquelle 100 in weiten Grenzen beeinflusst werden. Beispielsweise kann mittels numerischer Simulationen eine Vielzahl von unterschiedlichen Konfigurationen von Oberflächenemittern 200a, 200b, 200c auf dem Trägerelement 300, jeweils mit unterschiedlichen Hauptstrahlrichtungen H 1 , H2, H3, vorgesehen und hinsichtlich einer Zielfunktion, beispielsweise einer erwünschten resultierenden Feldcharakteristik der Laserstrahlung simuliert werden, wodurch eine oder mehrere Konfigurationen erhalten werden können, welche den vorgegebenen Anforderungen, beispielsweise einer Homogenität der Fernfeldcharakteristik über einen vorgebbaren Raumwinkelbereich, genügen. Main beam direction H1, H2, H3 may be the resulting field characteristic of Laser radiation of the laser light source 100 can be influenced within wide limits. For example, numerical simulations can be used to simulate a multiplicity of different configurations of surface emitters 200a, 200b, 200c on the carrier element 300, each with different main beam directions H 1, H 2, H 3, and simulate them with respect to an objective function, for example a desired resulting field characteristic of the laser radiation one or more configurations can be obtained which satisfy the given requirements, for example a homogeneity of the far field characteristic over a predefinable solid angle range.
Figur 2a zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Laserlichtquelle 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform weisen die vorliegend als Kreis symbolisierten Oberflächenemitter der Laserlichtquelle 100 eine nichtkonstante Packungsdichte auf. Das bedeutet, nicht alle FIG. 2 a schematically shows a plan view of a laser light source 100 according to a further embodiment. In this embodiment, the surface emitters of the laser light source 100, symbolized here as a circle, have a non-constant packing density. That means not all
Oberflächenemitter haben jeweils einen gleichen Abstand zu ihren benachbarten Oberflächenemittern. Surface emitters each have an equal distance to their adjacent surface emitters.
In Figur 2a ist eine horizontale Ortskoordinate mit dem Bezugszeichen x und eine vertikale Ortskoordinate mit dem Bezugszeichen y definiert. Entlang der vertikalen Ortskoordinate y weisen vorliegend alle Oberflächenemitter jeweils den gleichen Abstand zu ihren Nachbarn auf. Das bedeutet, dass die in Figur 2a abgebildeten horizontalen Reihen von Oberflächenemittern jeweils einen identischen Abstand d3 voneinander haben. In FIG. 2a, a horizontal location coordinate with the reference symbol x and a vertical location coordinate with the reference symbol y are defined. In the present case, along the vertical spatial coordinate y, all surface emitters have the same distance to their neighbors. This means that the horizontal rows of surface emitters depicted in FIG. 2a each have an identical spacing d3 from one another.
Im Unterschied hierzu ist ein Abstand zwischen entlang der x-Koordinate benachbarten Oberflächenemittern nicht über das gesamte Trägerelement 300 hinweg konstant. In contrast, a distance between surface emitters adjacent along the x-coordinate is not constant over the entire carrier element 300.
Vielmehr weist ein Oberflächenemitter 200d von dem in Figur 2a links oben angeordneten Oberflächenemitter 200c einen horizontalen Abstand d1 auf, der größer ist als der horizontale Abstand d2 zwischen dem Oberflächenemitter 200d und einem in Figur 2a rechts benachbarten weiteren Oberflächenemitter 200d'. Ein Abstand zwischen dem Oberflächenemitter 200d' und einem weiteren Oberflächenemitter 200d" beträgt wiederum d2, wohingegen ein weiterer Abstand zwischen dem Oberflächenemitter 200d" und einem in Figur 2a rechts davon angeordneten, nicht näher bezeichneten Oberflächenemitter d1 beträgt. Zusammengefasst weisen also die in Figur 2a drei mittleren Spalten von Instead, a surface emitter 200d of the surface emitter 200c arranged on the top left in FIG. 2a has a horizontal distance d1 which is greater than the horizontal distance d2 between the surface emitter 200d and a further surface emitter 200d 'adjacent to the right in FIG. 2a. A distance between the surface emitter 200d 'and a further surface emitter 200d "is again d2, whereas a further distance between the surface emitter 200d" and a surface emitter d1, which is arranged to the right thereof in FIG. 2a, is d1. In summary, therefore, in FIG. 2a, three middle columns of
Oberflächenemittern untereinander einen verhältnismäßig geringen Abstand d2 in horizontaler Richtung auf, während die äußeren Spalten jeweils einen größeren Abstand d1 zu der jeweils benachbarten inneren Spalte aufweisen. Surface emitters with each other on a relatively small distance d2 in the horizontal direction, while the outer columns each have a greater distance d1 to the respective adjacent inner column.
Durch diese nichtkonstante Packungsdichte der einzelnen Oberflächenemitter auf dem Trägerelement 300 ist bevorzugt ein weiterer Freiheitsgrad bei der Erzielung einer gewünschten resultierenden Feldcharakteristik für die Due to this non-constant packing density of the individual surface emitters on the carrier element 300, a further degree of freedom is preferred in achieving a desired resulting field characteristic for the
Laserstrahlung der Laserlichtquelle 100 gegeben. Beispielsweise können alle Oberflächenemitter der Laserlichtquelle 100 gemäß Figur 2a gleichartig ausgebildet sein, und die Formung der resultierenden Feldcharakteristik erfolgt allein über die Beeinflussung der Packungsdichte. Laser radiation of the laser light source 100 given. For example, all the surface emitters of the laser light source 100 according to FIG. 2a can be designed identically, and the shaping of the resulting field characteristic takes place solely by influencing the packing density.
Alternativ hierzu können auch Oberflächenemitter unterschiedlichen Typs verwendet und mit einer nichtkonstanten Packungsdichte kombiniert werden. Alternatively, surface emitters of different types may be used and combined with a non-constant packing density.
Figur 2b zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der wiederum mehrere Reihen beziehungsweise Spalten von Oberflächenemittern 200e, 200f vorgesehen sind. FIG. 2b shows a further embodiment of the invention in which a plurality of rows or columns of surface emitters 200e, 200f are again provided.
Vorliegend weisen alle Oberflächenemitter in horizontaler Richtung (x- Koordinate) denselben Abstand d4 auf, während die verschiedenen In the present case, all surface emitters in the horizontal direction (x-coordinate) have the same distance d4, while the different
Emitterreihen unterschiedliche Abstände d5, d6, wie in Figur 2b abgebildet, aufweisen. Das bedeutet, im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Figur 2a variiert die Packungsdichte bei der Ausführungsform gemäß Figur 2b in vertikaler Richtung (y-Koordinate). Emitter rows different distances d5, d6, as shown in Figure 2b, have. This means that in contrast to the embodiment according to FIG. 2a, the packing density in the embodiment according to FIG. 2b varies in the vertical direction (y-coordinate).
Die äußeren Oberflächenemitter 200e der Ausführungsform gemäß Figur 2b weisen demnach einen größeren vertikalen Abstand d5 zu den ihnen The outer surface emitters 200e of the embodiment according to FIG. 2b accordingly have a greater vertical distance d5 from them
benachbarten, inneren Oberflächenemittern 200f auf, welche untereinander über einen geringeren Abstand d6 verfügen. adjacent inner surface emitters 200f, which have a smaller distance d6 between them.
Figur 2c zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Figure 2c shows a further embodiment of the invention, in which the
Packungsdichte sowohl entlang der x-Koordinate als auch entlang der y- Koordinate über das Trägerelement 300 hinweg nicht konstant ist. Das Verteilungsmuster der einzelnen, in Figur 2c der Übersichtlichkeit halber nicht näher bezeichneten Oberflächenemitter, kann beispielsweise als Packing density is not constant along the x coordinate as well as along the y coordinate over the carrier element 300. The distribution pattern of the individual, in Figure 2c for clarity, unspecified surface emitter, for example, as
rechteckförmige Anordnung von drei mal drei inneren Oberflächenemittern angesehen werden, welche untereinander einen Nachbarabstand von d7 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung aufweisen. rectangular arrangement of three times three inner surface emitters are considered, which have an adjacent distance of d7 in both the horizontal and in the vertical direction with each other.
Um diese innere Emittergruppe herum ist eine äußere Emittergruppe angeordnet, welche sich entlang des Rands des Trägerelements 300 erstreckt und deren Emitter untereinander einen Nachbarabstand d8 aufweisen. Ferner weisen die in Figur 2c äußeren Oberflächenemitter ebenfalls einen Nachbarabstand d8 zu der inneren Emittergruppe auf. Arranged around this inner emitter group is an outer emitter group which extends along the edge of the carrier element 300 and whose emitters have a neighboring distance d8 between them. Furthermore, the outer surface emitters in FIG. 2c also have a neighboring distance d8 to the inner emitter group.
Weitere Konfigurationen für eine nicht konstante Packungsdichte sind ebenfalls denkbar, insbesondere auch rotationssymmetrische Anordnungen oder Other configurations for a non-constant packing density are also conceivable, in particular rotationally symmetrical arrangements or
Kreisringgeometrie aufweisende Emittergruppen und dergleichen. Having circular ring geometry emitter groups and the like.
Figur 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Auf einem Trägerelement 300 sind mehrere Oberflächenemitter 200g, 200h, 200i angeordnet. FIG. 3 shows schematically a side view of a further embodiment of the invention. On a support member 300 a plurality of surface emitter 200g, 200h, 200i are arranged.
Die Oberflächenemitter des Typs 200g sind, wie aus Figur 3 ersichtlich, so relativ zu dem Trägerelement 300 und auf diesem angeordnet, dass ihre optische Achse OA im Wesentlichen senkrecht auf einer Oberfläche des Trägerelements 300, also parallel zur Flächennormalen (nicht gezeigt) des Trägerelements 300 steht. As is apparent from FIG. 3, the surface emitters of the type 200g are arranged relative to the carrier element 300 and arranged thereon so that their optical axis OA is substantially perpendicular to a surface of the carrier element 300, ie parallel to the surface normal (not shown) of the carrier element 300 stands.
Im Unterschied hierzu sind die Oberflächenemitter 200h, 200i so bezüglich des Trägerelements 300 ausgerichtet, dass ihre optischen Achsen OA', OA" jeweils nicht parallel zu der Oberflächennormale des Trägerelements 300 sind. Dadurch kann vorteilhaft eine weitere Beeinflussung der resultierenden Feldcharakteristik der Laserlichtquelle 100 bewirkt werden. In contrast to this, the surface emitters 200h, 200i are oriented with respect to the carrier element 300 such that their optical axes OA ', OA "are not parallel to the surface normal of the carrier element 300. Advantageously, a further influencing of the resulting field characteristic of the laser light source 100 can be effected ,
Die unterschiedlichen Emitter 200g, 200h, 200i gemäß Figur 3 können vorteilhaft auch dieselben konstruktiven Parameter aufweisen, jedoch durch individuelle Montage auf dem Trägerelement 300 so ausgerichtet sein, dass ihre jeweiligen optischen Achsen OA, OA', OA2' den vorstehend genannten Kriterien genügen. Alternativ oder ergänzend können die Oberflächenemitter 200g, 200h, 200i auch konstruktiv unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise um jeweils unterschiedliche Feldcharakteristiken der von ihnen erzeugten Laserstrahlung hervorzurufen, wodurch weitere Kombinationsmöglichkeiten beziehungsweise Freiheitsgrade zur Erlangung einer resultierenden Feldcharakteristik der Laserlichtquelle 100 gegeben sind. The different emitters 200g, 200h, 200i according to FIG. 3 can advantageously also have the same design parameters, but be aligned on the carrier element 300 by individual mounting such that their respective optical axes OA, OA ', OA2' satisfy the abovementioned criteria. Alternatively or additionally, the surface emitters 200g, 200h, 200i may also constructively designed differently, for example, to each cause different field characteristics of the laser radiation generated by them, whereby further combination possibilities or degrees of freedom for obtaining a resulting field characteristic of the laser light source 100 are given.
Die Ausführungsform gemäß Figur 3 bewirkt durch unterschiedliche The embodiment according to FIG. 3 has different effects
mechanische Ausrichtung der einzelnen Oberflächenemitter 200g, 200h, 200i jeweils die Erlangung unterschiedlicher Hauptstrahlrichtungen für die von den einzelnen Oberflächenemittern erzeugte Laserstrahlung. Insoweit stellt sich ein ähnlicher Effekt ein, wie bei der unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebenen Ausführungsform, bei der ebenfalls unterschiedliche Hauptstrahlrichtungen H 1 , H2, H3 gegeben sind. Im Unterschied zu der Konfiguration gemäß Figur 1 werden die unterschiedlichen Hauptstrahlrichtungen bei der Konfiguration gemäß Figur 3 jedoch jeweils primär über die mechanische Ausrichtung der individuellen Oberflächenemitter gegenüber dem Trägerelement 300 und anderen darauf angeordneten Emittern erzeugt. Zusätzlich kann gegebenenfalls durch mechanical alignment of the individual surface emitter 200g, 200h, 200i, respectively, the acquisition of different main beam directions for the laser radiation generated by the individual surface emitters. In that regard, a similar effect arises, as in the embodiment described with reference to Figure 1, in which also different main beam directions H 1, H2, H3 are given. In contrast to the configuration according to FIG. 1, however, the different main beam directions in the configuration according to FIG. 3 are generated primarily via the mechanical alignment of the individual surface emitter with respect to the carrier element 300 and other emitters arranged thereon. Additionally, if necessary, by
Verwendung unterschiedlicher Emittertypen, wie vorstehend bereits erwähnt, eine weitere Beeinflussung der Hauptstrahlrichtungen der von den einzelnen Emittern abgegebenen Laserstrahlung erfolgen. Use of different emitter types, as already mentioned above, a further influence on the main beam directions of the output from the individual emitters laser radiation.
Figur 4 zeigt schematisch einen vergrößerten Querschnitt eines FIG. 4 schematically shows an enlarged cross section of a
Oberflächenemitters 200, wie er für die Ausbildung der erfindungsgemäßen Laserlichtquelle 100 (Figur 1 ) verwendet werden kann. Der Oberflächenemitter 200 verfügt über eine erste Spiegelschicht 202, bei der es sich beispielsweise um einen Distributed Bragg Reflector (DBR) handeln kann, also einer in Figur 4 in vertikaler Richtung ausgebildeten Schichtfolge von Substratschichten mit jeweils unterschiedlicher Brechzahl. Eine Auskoppelspiegelschicht 204 ist ebenfalls als DBR ausgebildet und schließt zusammen mit der ersten Spiegelschicht 202 eine aktive Zone 206 des Oberflächenemitters 200 ein, die beispielsweise einenSurface emitter 200, as it can be used for the formation of the laser light source 100 of the invention (Figure 1). The surface emitter 200 has a first mirror layer 202, which may be, for example, a distributed Bragg reflector (DBR), that is to say a layer sequence of substrate layers, each having a different refractive index, formed in a vertical direction in FIG. A Auskoppelspiegelschicht 204 is also formed as a DBR and includes, together with the first mirror layer 202, an active region 206 of the surface emitter 200, for example, a
Quantenfilm 208 oder andere geeignete Elemente, wie beispielsweise Quantum film 208 or other suitable elements, such as
Quantenpunkte, Quantendrähte aufweisen kann zur Erzeugung von Quantum dots, quantum wires may have to generate
Laserstrahlung. Laser radiation.
Eine Stromdichteverteilung im Bereich des Auskoppelspiegels 204 und im Bereich der aktiven Zone 206 kann durch eine Stromblende 210 beeinflusst werden. Insbesondere kann durch die Öffnungsweite 210a beziehungsweise Öffnungsfläche der Stromblende 210 eine Stromapertur 210b definiert werden, welche im Wesentlichen die Feldcharakteristik, insbesondere A current density distribution in the region of the coupling-out mirror 204 and in the region of the active zone 206 can be influenced by a current diaphragm 210. In particular, through the opening width 210 a or Opening surface of the current diaphragm 210 a Stromapertur 210b are defined, which substantially the field characteristics, in particular
Fernfeldcharakteristik, des Oberflächenemitters 200 beziehungsweise der hiervon erzeugten Laserstrahlung L steuert. Far field characteristic of the surface emitter 200 and the laser radiation generated therefrom L controls.
Ein Stromkontakt 212 ist auf der in Figur 4 oberen Oberfläche des A current contact 212 is on the upper surface in FIG
Auskoppelspiegels 204 vorgesehen und dient zur Versorgung des Auskoppelspiegel provided 204 and serves to supply the
Oberflächenemitters 200 mit elektrischer Energie. Ebenfalls in Figur 4 Surface emitter 200 with electrical energy. Also in FIG. 4
angedeutet ist eine Steuereinrichtung 400, die den Oberflächenemitter 200 mittels eines Ansteuersignais A mit elektrischer Energie versorgt, um den Oberflächenemitter 200 in einen aktiven Zustand zu versetzen, in dem er die Laserstrahlung L erzeugt. Ein weiterer Stromkontakt ist in Fig. 4 nicht abgebildet, kann aber beispielsweise zwischen den Komponenten 202, 300 vorgesehen und ebenfalls mit der Steuereinrichtung 400 verbunden sein, um einen Stromkreis zwischen der Steuereinrichtung 400 und dem Oberflächenemitter 200 zu schließen. indicated is a control device 400, which supplies the surface emitter 200 by means of a drive signal A with electrical energy to put the surface emitter 200 in an active state in which it generates the laser radiation L. Another power contact is not shown in FIG. 4, but may for example be provided between the components 202, 300 and also connected to the controller 400 to close a circuit between the controller 400 and the surface emitter 200.
Der Oberflächenemitter 200 kann in der in Figur 4 schematisch abgebildeten Weise auf einer Oberfläche des Trägerelements 300 angeordnet sein, ebenso wie weitere, nicht in Figur 4 abgebildete Oberflächenemitter 200. The surface emitter 200 may be arranged on a surface of the carrier element 300 in the manner illustrated schematically in FIG. 4, as can further surface emitters 200 not shown in FIG.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der According to a further embodiment it is provided that in the
Laserlichtquelle 100 mindestens zwei Oberflächenemitter 200 sich hinsichtlich mindestens eines der nachfolgend genannten Merkmale voneinander unterscheiden: a Ausbildung, insbesondere Öffnungsfläche und/oder Öffnungsform der Stromapertur 21 Ob, Laser light source 100 at least two surface emitter 200 differ from each other with regard to at least one of the following features: a training, in particular opening area and / or opening shape of the current aperture 21 Ob,
b Anordnung der Stromapertur 200b relativ zu dem Stromkontakt 212 im Bereich eines Auskoppelspiegels 204 des Oberflächenemitters 200, c Form und/oder Orientierung eines Stromkontakts 212 zur Versorgung des Oberflächenemitters 200 mit elektrischer Energie,  b arrangement of the current aperture 200b relative to the current contact 212 in the region of a coupling-out mirror 204 of the surface emitter 200, c shape and / or orientation of a current contact 212 for supplying the surface emitter 200 with electrical energy,
d Anzahl von Stromkontakten 212 zur Versorgung des  d number of power contacts 212 to supply the
Oberflächenemitters 200 mit elektrischer Energie.  Surface emitter 200 with electrical energy.
Die vorstehend genannten Merkmale können einzeln oder in Kombination miteinander dazu verwendet werden, unterschiedlich konfigurierte Oberflächenemitter 200 bereitzustellen, welche beispielsweise eine von ihrer optischen Achse (Normale zur Auskoppelspiegelfläche 204) abweichende Hauptstrahlrichtung der erzeugten Laserstrahlung L aufweisen. The above features may be used individually or in combination with each other, differently configured Surface emitter 200 to provide, for example, one of its optical axis (normal to the Auskoppelspiegelfläche 204) deviating main beam direction of the laser radiation generated L have.
Solche Oberflächenemittertypen können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden, um die Laserlichtquelle 100 auszubilden. Alternativ oder ergänzend können auch eine nichtkonstante Packungsdichte beziehungsweise eine mechanische Ausrichtung der einzelnen Oberflächenemitter bezüglich des gemeinsamen Trägerelements 200 eingesetzt werden. Such surface emitter types can be combined with one another according to the invention in order to form the laser light source 100. Alternatively or additionally, a non-constant packing density or a mechanical alignment of the individual surface emitters with respect to the common carrier element 200 can also be used.
Figur 5a zeigt beispielhaft eine erste Fernfeldcharakteristik FFC1 in Form einer über einer nicht näher bezifferten, sich in Figur 5 in horizontaler Richtung erstreckenden, Winkelkoordinate aufgetragenen optischen Leistung P der Laserstrahlung L (Figur 4). Diese erste Fernfeldcharakteristik FFC1 ist beispielsweise durch eine erste Konfiguration eines Oberflächenemitters 200 (Figur 4) mittels der vorstehend genannten Maßnahmen a bis d erzielbar. FIG. 5a shows, by way of example, a first far-field characteristic FFC1 in the form of an optical power P of the laser radiation L (FIG. 4) plotted against an unspecified number, which extends in the horizontal direction in FIG. 5 and represents the angular coordinate. This first far-field characteristic FFC1 can be achieved, for example, by a first configuration of a surface emitter 200 (FIG. 4) by means of the abovementioned measures a to d.
Durch eine Modifikation der Form der Stromapertur 210b (Figur 4) kann beispielsweise eine andere Fernfeldcharakteristik FFC2, wie sie beispielhaft in Figur 5b abgebildet ist, realisiert werden. By a modification of the shape of the current aperture 210b (FIG. 4), for example, another far-field characteristic FFC2, as illustrated by way of example in FIG. 5b, can be realized.
Obwohl die Stromapertur 210b bevorzugt in etwa kreisförmig oder oval ausgebildet ist, kann einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge die Stromapertur auch im Wesentlichen schlitzförmig, das bedeutet rechteckförmig, mit einem Seitenverhältnis von Breite zu Höhe größer als 2:1 ausgebildet werden, wodurch eine Aufteilung der Feldcharakteristik der Laserstrahlung L des Oberflächenemitters 200 von einer einzigen Hauptkeule zu zwei symmetrisch um die optische Achse herum angeordneten Hauptkeulen möglich ist. Although the current aperture 210b is preferably formed in approximately circular or oval, according to a further advantageous embodiment, the current aperture also substantially slot-shaped, that is rectangular, are formed with an aspect ratio of width to height greater than 2: 1, whereby a division of field characteristics the laser radiation L of the surface emitter 200 is possible from a single main lobe to two main lobes arranged symmetrically about the optical axis.
Je nach Seitenverhältnis der schlitzförmig ausgebildeten Stromapertur kann die Hauptstrahlrichtung (Winkel zwischen Hauptkeule und optischer Achse des Oberflächenemitters) beeinflusst werden, um wiederum unterschiedliche Oberflächenemittertypen 200 bereitzustellen. Depending on the aspect ratio of the slit-shaped current aperture, the main beam direction (angle between the main lobe and the optical axis of the surface emitter) can be influenced, in order in turn to provide different surface emitter 200 types.
Figur 6 zeigt Komponenten einer Laserzündeinrichtung 1000, wie sie FIG. 6 shows components of a laser ignition device 1000, as they are
beispielsweise für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder einen stationären Großgasmotor oder dergleichen verwendet werden kann. Die Laserzündeinrichtung 1000 verfügt über mindestens eine Laserlichtquelle 100 gemäß der vorliegenden Erfindung und einen Festkörperlaser 600, der mittels der von der Laserlichtquelle 100 erzeugten Lasersteuerung L1 optisch gepumpt wird. Vorliegend ist eine Konfiguration für das longitudinale optische Pumpen gezeigt, bei der die Pumpstrahlung L1 in die in Figur 6 linke Stirnseite 602 des imFor example, for an internal combustion engine of a motor vehicle or a stationary large gas engine or the like can be used. The Laser ignition device 1000 has at least one laser light source 100 according to the present invention and a solid state laser 600, which is optically pumped by means of the laser control device L1 generated by the laser light source 100. In the present case, a configuration for the longitudinal optical pumping is shown, in which the pump radiation L1 in the left in Figure 6 end face 602 of the im
Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildeten Festkörperlasers 600 eingestrahlt wird. Unter Beaufschlagung mit der Pumpstrahlung L1 erzeugt der Essentially circular-cylindrical solid-state laser 600 is irradiated. Upon application of the pump radiation L1 generates the
Festkörperlaser 600 in an sich bekannter Weise energiereiche Laserzündimpulse LZ. Solid-state laser 600 in a conventional manner high-energy laser ignition pulses LZ.
Aus Figur 6 ist ersichtlich, dass die Laserlichtquelle 100 wiederum From Figure 6 it can be seen that the laser light source 100 in turn
unterschiedliche Oberflächenemitter 200a, 200b mit jeweils unterschiedlichen Fernfeldcharakteristiken FFC1 , FFC2 aufweist, um eine resultierende different surface emitters 200a, 200b, each having different far field characteristics FFC1, FFC2, to obtain a resultant
Feldcharakteristik, insbesondere Fernfeldcharakteristik, für die Pumpstrahlung L1 zu erzielen. Dadurch kann z.B. ein sehr homogenes Pumpprofil 604 erzeugt werden (konstante optische Leistung über der Stirnfläche 604), was sich positiv auf die Strahlqualität der Laserzündimpulse LZ und den Wirkungsgrad bei dem optischen Pumpen des Festkörperlasers 600 auswirkt. Durch die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen können u.a. die Hauptstrahlrichtung HR der erzeugten Laserstrahlung L1 und/oder ihre Verteilung, z.B. über einen vorgebbaren Raumwinkel Ω, in weiten Grenzen eingestellt werden. Optional kann auch die in Figur 6 zwischen dem Festkörperlaser 600 und derField characteristic, in particular far field characteristic, for the pump radiation to achieve L1. Thereby, e.g. a very homogeneous pumping profile 604 are generated (constant optical power over the end face 604), which has a positive effect on the beam quality of the laser ignition pulses LZ and the efficiency in the optical pumping of the solid-state laser 600. By the measures according to the invention described above u.a. the main radiation direction HR of the generated laser radiation L1 and / or its distribution, e.g. over a predeterminable solid angle Ω, be set within wide limits. Optionally, also in Figure 6 between the solid state laser 600 and the
Laserlichtquelle 100 abgebildete Pumpoptik 500 vorgesehen sein, bei der es sich beispielsweise um ein optisches Element mit bereichsweise unterschiedlichen optischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Brennweite, handeln kann. Diese unterschiedlichen Bereiche können beispielsweise segmentweise oder auch kreisringförmig in radialer Richtung unterschiedlich über das optischeLaser light source 100 pictured pumping optics 500 may be provided, which may be, for example, an optical element with partially different optical properties, in particular different focal length. These different areas can, for example, segmentally or annularly different in the radial direction over the optical
Element verteilt sein. Be distributed element.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine optische Element eine radial oder kreisförmig segmentierte Linse mit bereichsweise unterschiedlicher Oberflächenkrümmung oder einIn a further advantageous embodiment, it is provided that the at least one optical element has a radially or circularly segmented lens with regions of different surface curvature or a
Freiformelement ist. Figur 7 a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Oberflächenemitters, der vorliegend über zwei Stromkontakte 212a, 212b verfügt, welche um die Abstände d3', d4' von der Stromblende 210 beabstandet sind. In Figur 7a wird mittels des Ansteuersignais A1 von der Steuereinrichtung 400 nur der erste Stromkontakt 212a beaufschlagt, so dass sich eine erste Stromdichteverteilung in dem Emitter in dem Betriebszustand gemäß Figur 7a ergibt. Diesem Betriebszustand entspricht die in Figur 8a schematisch abgebildete Fernfeldcharakteristik FFC5. Freeform element is. FIG. 7a shows a further embodiment of a surface emitter which in the present case has two current contacts 212a, 212b, which are spaced apart from the current stop 210 by the distances d3 ', d4'. In FIG. 7a, only the first current contact 212a is acted upon by the control device 400 by means of the drive signal A1, so that a first current density distribution results in the emitter in the operating state according to FIG. 7a. This operating state corresponds to the far field characteristic FFC5 schematically illustrated in FIG. 8a.
In einem zweiten Betriebszustand, der in Figur 7b veranschaulicht ist, wird nur der zweite Stromkontakt 212b durch die Steuereinrichtung 400 mit einem weiteren Ansteuersignal A2 beaufschlagt, wodurch sich eine von der In a second operating state, which is illustrated in FIG. 7b, only the second current contact 212b is acted upon by the control device 400 with a further drive signal A2, whereby one of the
Konfiguration gemäß Figur 7a abweichende Stromdichteverteilung in dem Oberflächenemitter, insbesondere in seiner aktiven Zone 206, ergibt. Dadurch wird eine andere Fernfeldcharakteristik FFC6 (Figur 8b) erzielt. Configuration according to Figure 7a deviating current density distribution in the surface emitter, in particular in its active zone 206 results. As a result, another far field characteristic FFC6 (FIG. 8b) is achieved.
Durch Wahl eines geeigneten Betriebszustands, Figur 7a, Figur 7b, kann daher sogar dynamisch, das heißt während des Betriebs der Laserlichtquelle 100 (Figur 1 ) eine Fernfeldcharakteristik FFC5, FFC6 einzelner Oberflächenemitter verändert werden, so dass eine weiter gesteigerte Flexibilität bei der Erzielung einer gewünschten resultierenden Feldcharakteristik der Laserlichtquelle 100 gegeben ist. By choosing a suitable operating state, Figure 7a, Figure 7b, therefore even dynamically, that is, during operation of the laser light source 100 (Figure 1) a far field characteristic FFC5, FFC6 individual surface emitter can be changed, so that a further increased flexibility in achieving a desired resulting field characteristic of the laser light source 100 is given.
Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Seitenansicht. Auf dem Trägerelement 300 sind mehrere Oberflächenemitter 200j nebeneinander angeordnet. Jedem Oberflächenemitter ist eine MikrolinseFIG. 9 shows a further embodiment of the invention in a schematic side view. On the support member 300, a plurality of surface emitters 200j are juxtaposed. Each surface emitter is a microlens
2020 zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, die durch den Oberflächenemitter 200j erzeugte Laserstrahlung L (Figur 4) zu formen. Insbesondere kann die Mikrolinse 2020 so ausgebildet und bezüglich des Oberflächenemitters 200j angeordnet sein, dass sie die ursprüngliche Hauptstrahlrichtung H4 des 2020, which is designed to shape the laser radiation L (FIG. 4) generated by the surface emitter 200j. In particular, the microlens 2020 may be formed and arranged with respect to the surface emitter 200j to match the original main radiation direction H4 of the
Oberflächenemitters 200j in eine hiervon abweichende Hauptstrahlrichtung H4' transformiert. Dadurch kann auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 9 vorteilhaft eine Laserlichtquelle angegeben werden, bei der unterschiedliche Oberflächenemittertypen derart vorgesehen sind, dass die von den einzelnen Oberflächenemittern abgegebene Laserstrahlung in unterschiedlichen Surface emitter 200j in a deviating main beam direction H4 'transformed. As a result, a laser light source can advantageously also be indicated in the embodiment according to FIG. 9, in which different types of surface emitters are provided such that the laser radiation emitted by the individual surface emitters differs
Hauptstrahlrichtungen emittiert wird. Figur 10 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der wiederum unterschiedlichen Oberflächenemittern 200k unterschiedliche Mikrolinsen 2020a, 2020b zugeordnet sind. Erfindungsgemäß sind die Main beam directions is emitted. FIG. 10 shows a side view of a further embodiment of the invention, in which, in turn, different surface emitters 200k are assigned different microlenses 2020a, 2020b. According to the invention
Mikrolinsen 2020a, 2020b jeweils unterschiedlich ausgebildet beziehungsweise bezüglich des ihnen zugeordneten Oberflächenemitters 200k unterschiedlich angeordnet, so dass für einen oder mehrere Oberflächenemitter 200k individuell eine Formung der von ihm erzeugten Laserstrahlung möglich ist. Microlenses 2020a, 2020b each formed differently or arranged differently with respect to their associated surface emitter 200k, so that for one or more surface emitter 200k individually shaping of the laser radiation generated by it is possible.
Eine Kombination unterschiedlicher Oberflächenemittertypen, insbesondere von VCSEL-Typen oder auch von VECSEL-Typen, ist ebenfalls denkbar, ebenso wie die Kombination der Ausbildung der unterschiedlichen Oberflächenemitter mit voneinander abweichenden konstruktiven Merkmalen und einer nicht konstanten Packungsdichte. A combination of different types of surface emitters, in particular of VCSEL types or of VECSEL types, is also conceivable, as is the combination of the formation of the different surface emitters with differing structural features and a non-constant packing density.
Erfindungsgemäß können unterschiedliche Hauptstrahlrichtungen für die individuell von einzelnen Oberflächenemittern erzeugte Laserstrahlung auf verschiedene Arten realisiert werden: Räumliche Anordnung eines According to the invention, different main beam directions for the laser radiation generated individually by individual surface emitters can be realized in different ways: Spatial arrangement of a
Oberflächenemitters bezüglich eines mehrere Oberflächenemitter aufnehmenden Trägerelements 300 der Laserlichtquelle 100, konstruktive Ausbildung Surface emitter with respect to a multiple surface emitter receiving support member 300 of the laser light source 100, constructive training
(Stromapertur, Stromkontakt, Anzahl von Stromkontakten usw., oder eine Kombination hieraus). (Current aperture, current contact, number of power contacts, etc., or a combination thereof).
Besonders vorteilhaft kann durch die Verwendung von Oberflächenemittern unterschiedlichen Typs eine resultierende Feldcharakteristik für die von der Laserlichtquelle 100 insgesamt abgegebene Laserstrahlung L1 erzielt werden, die vorgebbaren Kriterien beziehungsweise einem gewünschten Verlauf entspricht. Particularly advantageously, the use of surface emitters of different types achieves a resultant field characteristic for the laser radiation L1 emitted altogether by the laser light source 100, which corresponds to predefinable criteria or to a desired course.

Claims

Ansprüche claims
1 . Laserlichtquelle (100) mit einer Mehrzahl von auf einem Trägerelement (300) angeordneten Oberflächenemittern (200, 200a, 200b, ..), dadurch gekennzeichnet, dass 1 . Laser light source (100) having a plurality of surface emitters (200, 200a, 200b, ..) arranged on a carrier element (300), characterized in that
unterschiedliche Oberflächenemitter (200a, 200b) jeweils so ausgebildet und/oder relativ zueinander auf dem Trägerelement (300) angeordnet sind, dass Hauptstrahlrichtungen (H1 , H2) der von ihnen emittierten Laserstrahlung nicht parallel zueinander sind, und/oder dass  different surface emitters (200a, 200b) are each formed and / or arranged relative to one another on the carrier element (300) such that main beam directions (H1, H2) of the laser radiation emitted by them are not parallel to one another, and / or
eine Packungsdichte, die einen Abstand eines ersten  a packing density that is a distance of a first
Oberflächenemitters (200c) zu mindestens einem hierzu benachbarten Oberflächenemitter (200d) in mindestens einer Dimension beschreibt, nicht konstant ist.  Surface emitter (200c) to at least one adjacent thereto surface emitter (200d) in at least one dimension describes, is not constant.
2. Laserlichtquelle (100) nach Anspruch 1 , wobei mindestens zwei 2. Laser light source (100) according to claim 1, wherein at least two
Oberflächenemitter (200e, 200f) so ausgebildet sind, dass sie jeweils eine unterschiedliche Feldcharakteristik, insbesondere Fernfeldcharakteristik (FFC1 , FFC2), aufweisen.  Surface emitter (200e, 200f) are formed so that they each have a different field characteristics, in particular far field characteristic (FFC1, FFC2).
3. Laserlichtquelle (100) nach Anspruch 2, wobei mindestens zwei 3. laser light source (100) according to claim 2, wherein at least two
Oberflächenemitter (200) sich hinsichtlich mindestens eines der nachfolgend genannten Merkmale voneinander unterscheiden: a. Ausbildung, insbesondere Öffnungsfläche und/oder Öffnungsform, einer Stromapertur (210b),  Surface Emitters (200) differ from each other in at least one of the following features: a. Training, in particular opening area and / or opening shape, a Stromapertur (210b),
b. Anordnung einer Stromapertur (210b) relativ zu einem Stromkontakt (212) im Bereich eines Auskoppelspiegels (204) des  b. Arrangement of a current aperture (210b) relative to a current contact (212) in the region of a coupling-out mirror (204) of the
Oberflächenemitters (200),  Surface emitter (200),
c. Form und/oder Orientierung eines Stromkontakts (212) zur  c. Shape and / or orientation of a current contact (212) to
Versorgung des Oberflächenemitters (200) mit elektrischer Energie, d. Anzahl von Stromkontakten (212) zur Versorgung des  Supplying the surface emitter (200) with electrical energy, d. Number of power contacts (212) to supply the
Oberflächenemitters (200) mit elektrischer Energie. Laserlichtquelle (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Oberflächenemitter (200h, 200i) so auf dem Trägerelement (300) angeordnet ist, dass eine optische Achse (ΟΑ', OA") des Surface emitter (200) with electrical energy. Laser light source (100) according to one of the preceding claims, wherein at least one surface emitter (200h, 200i) is arranged on the carrier element (300) such that an optical axis (ΟΑ ', OA ") of the
Oberflächenemitters (200h, 200i) nicht parallel ist zu einer optische Achse (OA) mindestens eines weiteren auf dem Trägerelement (300) angeordneten Oberflächenemitters (200g), insbesondere einen vorgebbaren Winkel mit der optischen Achse (OA) des mindestens einen weiteren Oberflächenemitters (200g) einschließt. Surface emitter (200h, 200i) is not parallel to an optical axis (OA) of at least one further surface emitter (200g) arranged on the carrier element (300), in particular a predeterminable angle with the optical axis (OA) of the at least one further surface emitter (200g). includes.
Laserlichtquelle (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Oberflächenemitter (200j) eine Mikrolinse (2020) zur Beeinflussung der von dem Oberflächenemitter (200j) erzeugten A laser light source (100) according to any one of the preceding claims, wherein at least one surface emitter (200j) has a microlens (2020) for influencing that produced by the surface emitter (200j)
Laserstrahlung aufweist, insbesondere zur Beeinflussung der Has laser radiation, in particular for influencing the
Hauptstrahlrichtung. Boresight.
Laserlichtquelle (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehreren Oberflächenemittern (200k, 200k') jeweils mindestens eine Mikrolinse (2020a, 2020b) zugeordnet ist, wobei mindestens zwei Laser light source (100) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of surface emitters (200k, 200k ') are each assigned at least one microlens (2020a, 2020b), wherein at least two
Mikrolinsen (2020a, 2020b) jeweils unterschiedliche optische Eigenschaften und/oder eine unterschiedliche Ausrichtung bezüglich des ihnen jeweils zugeordneten Oberflächenemitters (200k, 200k') aufweisen. Microlenses (2020a, 2020b) each have different optical properties and / or a different orientation with respect to their respective associated surface emitter (200k, 200k ').
Laserlichtquelle (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei unterschiedliche Oberflächenemitter (200) jeweils als vertical cavity surface emitting laser, VCSEL, oder als vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL, ausgebildet sind. Laser light source (100) according to any one of the preceding claims, wherein different surface emitter (200) each as vertical cavity surface emitting laser, VCSEL, or as a vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL, are formed.
Laserzündsystem (1000) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder eines Stationärmotors, mit einem Festkörperlaser (600) zum Erzeugen von Laserzündimpulsen (LZ) und mit mindestens einer Laserlichtquelle (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Laser ignition system (1000) for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle or a stationary motor, comprising a solid-state laser (600) for generating laser ignition pulses (LZ) and having at least one laser light source (100) according to one of the preceding claims
Bereitstellung von Laserstrahlung (L1 ) zum optischen Pumpen des Provision of laser radiation (L1) for optical pumping of the
Festkörperlasers (600). Solid state laser (600).
Laserzündsystem (1000) nach Anspruch 8, wobei eine Pumpoptik (500) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die von der Laserlichtquelle (100) abgegebene Strahlung zu formen, insbesondere auf den Festkörperlaser (600) zu bündeln. Laser ignition system (1000) according to claim 8, wherein a pumping optics (500) is provided which is adapted to shape the radiation emitted by the laser light source (100) radiation, in particular to focus on the solid-state laser (600).
10. Laserzündsystem (1000) nach Anspruch 9, wobei die Pumpoptik (500) mindestens ein optisches Element mit bereichsweise unterschiedlichen optischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Brennweite, aufweist. 10. laser ignition system (1000) according to claim 9, wherein the pumping optics (500) has at least one optical element with regions of different optical properties, in particular different focal length.
1 1 . Laserzündsystem (1000) nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine optische Element eine, insbesondere radial oder kreisförmig, segmentierte Linse mit bereichsweise unterschiedlicher Oberflächenkrümmung oder ein Freiformelement ist. 1 1. Laser ignition system (1000) according to claim 10, wherein the at least one optical element is a, in particular radial or circular, segmented lens with partially different surface curvature or a free-form element.
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