Generation of high-power, high brightness optical beams by optical cutting and beam-shaping of diode lasers

   
   

An optical beam-shaping element is used to produce a high brightness laser beam from a diode bar or a single emitter diode, allowing for efficient coupling of the beam into an optical fiber. An embodiment of the beam-shaping element allows the construction of a quasi-monolithic beam shaper incorporating both fast axis collimation as well as beam rotation. Additional slow axis collimation of the individual emitting elements of the diode bar is also possible in one quasi-monolithic design. The beam rotation element may comprise an array of beam-inverting planar grin lenses aligned with their axes of equal refractive index at an angle of .+-.45.degree. with respect to the slow axes of the emitters. Alternative embodiments comprise beam rotation elements based on Fresnel lens arrays or aspheric cylindrical lens arrays. The beam-shaping element can be used in conjunction with stacks of diode bars, where optical cutting of the diode bar beams in a parallelepiped coated with multiple reflective stripes can be further implemented to symmetrize the resulting optical beam. Alternatively optical beams of ultra-high power can be generated by combining multiple fiber coupled diode bars in a fiber bundle incorporating rectangular fiber cores, metallization and a heat sink.

Ein optisches Lichtstrahl-formendes Element wird benutzt, um einen hohe Helligkeit Laserstrahl aus einem Diode Stab oder einer einzelnen Emitterdiode zu produzieren und läßt leistungsfähige Koppelung des Lichtstrahls in eine optische Faser zu. Eine Verkörperung des Lichtstrahl-formenden Elements erlaubt dem Aufbau eines quasi-monolithischen Lichtstrahlformerverbindens beides schnellen Mittellinie Collimation sowie Lichtstrahlumdrehung. Zusätzlicher langsamer Mittellinie Collimation der Einzelperson, die Elemente des Diode Stabes ausstrahlt, ist auch in einem quasi-monolithischen Design möglich. Das Lichtstrahlumdrehung Element kann eine Reihe von den Lichtstrahl-umkehrenden planaren Grinsenobjektiven enthalten, die schräg mit ihren Äxten gleichen Brechungsindex von +-.45.degree. in Bezug auf die langsamen Äxte der Emitter ausgerichtet sind. Alternative Verkörperungen enthalten die Lichtstrahlumdrehung Elemente, die auf Fresnel Objektivreihen oder aspheric zylinderförmigen Objektivreihen basieren. Das Lichtstrahl-formende Element kann in Verbindung mit Stapeln Diode Stäben benutzt werden, in denen optischer Ausschnitt der Diode Stablichtstrahlen in einem Parallelepiped, der mit mehrfachen reflektierenden Streifen beschichtet wird, weiter eingeführt werden kann symmetrize den resultierenden optischen Lichtstrahl. Wechselweise optische Lichtstrahlen der Ultrahochenergie können erzeugt werden, indem man mehrfache Faser verbundene Diode Stäbe in einem Faserbündel kombiniert, das rechteckige Faserkerne, Metallization und ein Kühlblech enthält.

 
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