[发明专利]用于将激光辐射转换成带有M形轮廓的激光辐射的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于将激光辐射转换成带有M形轮廓的激光辐射的装置。

背景技术

定义：尤其是当激光辐射不是平面波或者至少部分是发散时，沿激光辐射的传播方向指的是激光辐射的平均传播方向。如果未明确地不同地说明，则激光束、光束、子射束或射束指的并不是几何光学的理想射束，而实际的光束、例如激光束，其并不具有无穷小的射束横截面而是具有伸展的射束横截面。用M形轮廓表示激光辐射的强度轮廓，该激光辐射的横截面在中心与在一个或多个偏心的区域中相比具有更小的强度。

开头所述类型的装置例如由WO93/14430A1已知。在其中所描述的装置中，光导纤维以用作分离器件（Separiermittel）的圆锥形端区段结束。从该圆锥形端区段出射的激光辐射在光导纤维之后不远处在垂直于圆锥轴线的工作面中具有环形强度分布，该环形强度分布可以被称为M形轮廓。

在此，在工作面中的差的射束质量被证实是不利的，尤其在耦合输入到光导纤维中的激光辐射由一个激光二极管线阵或多个激光二极管线阵产生的情况下。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种开头所述类型的装置，该装置能够以更好的射束质量产生带有M形轮廓的激光辐射。

按照本发明，该任务通过开头所述类型的、带有权利要求1的特征部分的特征的装置来实现。从属权利要求涉及本发明的优选的扩展方案。

按照权利要求1设计为，分离器件包括至少一个带有至少两个透镜的透镜阵列。通过所述至少一个透镜阵列可以产生至少两个沿不同方向运动的子射束。按照这种方式在激光辐射的横截面中尤其是居中地形成较低强度的区域或者孔。该较低强度的区域或者该孔能够传递到工作面上或者到光导纤维的入射面上。由此，在工作面中或者在光导纤维的输出端上得到带有M形轮廓和良好射束质量的激光辐射。

存在如下可能性，即所述分离器件包括至少一个基板，该基板至少部分地是透明的并且具有用于激光辐射的入射面以及出射面，其中，在入射面和/或出射面上布置所述至少一个透镜阵列。

在一种简单的实施形式中设计为，所述至少一个透镜阵列具有凹透镜并且布置在至少一个基板的出射面上并且在所述至少一个基板的入射面上设有单独的凸透镜。利用该实施形式例如可以将激光二极管线阵的激光辐射引入到光导纤维中，其中，然后在光导纤维的输出端上出射带有M形轮廓的激光辐射。

在另一种实施形式设计为，所述分离器件包括各带有至少两个透镜的至少一个第一透镜阵列和至少一个第二透镜阵列，其中，在所述至少一个基板的入射面上布置有所述至少一个第一透镜阵列并且在所述至少一个基板的出射面上布置有所述至少一个第二透镜阵列。如果要转换多个激光二极管线阵的激光辐射，则该实施形式是特别适合的。

在此可以设计，通过所述至少一个基板的入射面和出射面形成一个伽利略望远镜或者多个伽利略望远镜。由此可以实现，在相应地选择望远镜的缩小时产生多个子射束，这些子射束保持入射的激光辐射的发散性。

可以设计的是，所述至少一个透镜阵列的透镜是柱面透镜。

此外可以设计的是，所述入射面和/或出射面具有至少两个不同的部段，其中，透镜在这些部段的第一部段中的圆柱轴线与透镜在这些部段的第二部段中的圆柱轴线不同地定向。通过带有圆柱轴线的不同定向的不同部段能够达到例如光导纤维的更好的补充。

附图说明

借助以下参照所附的附图对优选实施例的说明而使本发明的其他特征和优点变清楚。图中：

图1示出激光束在穿过按照本发明的装置之前和之后的示例性的轮廓的比较，其中，相对于任意单位的半径绘出任意单位的强度；

图2示出子午线射束在光导纤维中的强度分布示例图；

图3示出弧矢射束在光导纤维中的强度分布示例图；

图4示出另一个弧矢射束在光导纤维中的强度分布示例图；

图5示出激光束的典型M形轮廓的三维示图，其中，相对于半径在两个相互垂直的方向上垂直地绘出光强度；

图6示出按照本发明的装置的分离器件的第一种实施形式的侧视图；

图7示意性地示出激光束通过按照图6的分离器件的分开；

图8示出带有按照图6的分离器件的按照本发明的装置的第一种实施形式的侧视图；

图9示出由按照图8的装置在光导纤维的入射面上产生的强度分布；

图10示出在激光穿过光导纤维之后的按照图9的强度分布；

图11示出带有示例性光路的按照本发明的装置的第二种实施形式的侧视图；