DISPOSITIVO LÁSER.

Dispositivo láser (1) con una pluralidad de diodos láser (2) cuyos rayos de salida individuales (3) se superponen para formar un rayo de salida global (4),



- donde a cada diodo láser monoemisor (2) le corresponde un primer colimador (7) para concentrar cada rayo de salida individual (3),

- donde los rayos de salida individuales (3), de por lo menos un grupo (8) de diodos láser monoemisores (2) se reúnen mediante una pluralidad de espejos de envío de concentración (10b al 10d, 14, 18) para formar por lo menos un haz de rayos agrupados (20, 23) en el que los rayos de salida individuales (3) transcurren estrechamente contiguos entre sí por lo menos durante un primer recorrido común de los rayos,

- donde en cada espejo de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18) se reúne por lo menos un primer rayo de salida individual (3a) no reflejado por el espejo de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18) con por lo menos un segundo rayo de salida individual (3b) reflejado por el espejo de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18), caracterizado porque por lo menos en uno de los espejos de reenvío de concentración individuales (10b al 10d, 14, 18) se recorta una parte del rayo de salida individual (3) no reflejado (3a) una parte del rayo de salida individual (3) reflejado (3b), de modo que las partes de sección recortadas no contribuyen al haz de rayos agrupados (20, 23).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08011020.

Solicitante: ARCTOS SHOWLASERTECHNIK E.K.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: SÄGEWERKSTRASSE 22 83416 SAALDORF-SURHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: Hafner,Thomas.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 18 de Junio de 2008.

Clasificación PCT:

  • H01S5/40 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01S DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA.H01S 5/00 Láseres de semiconductor. › Disposición de dos o más láseres de semiconductor, no previstas en los grupos H01S 5/02 - H01S 5/30 (H01S 5/50 tiene prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2372883_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un dispositivo láser con una pluralidad de diodos láser monoemisores cuyos rayos de salida individuales se superponen para formar un rayo de salida global, según el preámbulo de la reivindicación 1. Un dispositivo láser de esta clase se conoce por el documento DE 20 2005 009 294 U1. Para emplear un dispositivo láser de esta clase para fines de proyección de presentación es de importancia esencial que exista un rayo de salida global lo más concentrado posible con una potencia media lo más alta posible. Constituye por lo tanto el objetivo de la presente invención perfeccionar un dispositivo láser de la clase citada inicialmente, de tal modo que para una potencia media dada se pueda conseguir en el rayo láser de salida global una mayor concentración de este rayo de salida. Este objetivo se resuelve conforme a la invención mediante un dispositivo láser que presenta las características indicadas en la parte identificativa de la reivindicación 1. De acuerdo con la invención se ha comprobado que sorprendentemente es perfectamente posible cortar en unos elementos de reenvío y concentración una parte de los rayos de salida individuales empleados, de modo que la parte cortada no esté disponible como luz útil. El aparente inconveniente que es consecuencia de este corte debido a una reducción de la intensidad global útil, se compensa con creces mediante la ventaja de tener la posibilidad de tener una concentración más estrecha de los rayos de salida individuales que transcurren unos junto a otros. En conjunto se obtiene un rayo de salida global bien concentrado, que se puede emplear bien para fines de proyección. También es sorprendente que los efectos de refracción debidos a los componentes de rayos individuales cortados no tienen ninguna influencia negativa sobre la calidad de proyección del rayo de salida global. Las intensidades cortadas según la reivindicación 2 representan un buen compromiso entre una posible parte de intensidad lo más reducida posible que se trata de cortar, por una parte, y la reunión lo más estrecha posible de rayos de salida individuales que transcurren contiguos entre sí. Ahora bien, no se debería cortar más del 20% de la intensidad total de un rayo de salida individual. La parte cortada puede contener como mínimo el 10% de la intensidad total del rayo de salida individual antes del espejo de reenvío y concentración. Un dispositivo láser según la reivindicación 3 asegura la obtención un rayo de salida global en el que todos los rayos de salida individuales transcurren ventajosamente muy próximos entre sí. Un colimador global según la reivindicación 4 da lugar a otro estrechamiento del haz del rayo de salida global, allí donde para la proyección se requiere un diámetro reducido del haz. Una típica sección de haz 1/e es una sección del haz 1/e promediada a lo largo de todas las direcciones de la sección del haz. Un haz elíptico que se propaga en dirección z, que presenta por ejemplo en la dirección x una sección de haz 1/e de 3 mm y en la dirección y una sección de haz 1/e de 7 mm, presenta una sección de haz 1/e típica de aproximadamente 5 mm. Las secciones de haz 1/e según la reivindicación 4 han resultado preferentes para generar una buena calidad de proyección. La sección de haz 1/e puede reducirse mediante el colimador global a un máximo de 8 mm, más preferentemente a por lo menos 6 mm y aún más preferentemente a un máximo de 5 mm. Los espejos de reenvío ajustados de acuerdo con la reivindicación 5 provocan otro estrechamiento adicional del rayo de salida global. Para ello se aprovecha la estructura del rayo de salida global a base de varios rayos de salida individuales, pudiendo ajustarse la dirección de los rayos de salida individuales de forma independiente entre sí. Los rayos energéticos principales de los rayos de salida individuales dentro del conjunto de rayos del grupo se aproximan entonces entre sí a lo largo del recorrido de los rayos del haz de grupos de rayos, si se reduce la separación entre los rayos energéticos principales de los rayos de salida individuales a lo largo del recorrido de los rayos. En el perfeccionamiento según la reivindicación 6 se aprovecha la posibilidad de poder efectuar un ajuste independiente de los rayos de salida individuales de forma especialmente ventajosa para generar una sección reducida del rayo de salida global. Los rayos energéticos principales de los rayos de salida individuales pueden coincidir después de un recorrido de la luz del haz del grupo de rayos superior a 5 m, de más de 10 m o de más de 20 m. Las especificaciones de las emisiones de los diodos láser monoemisores según las reivindicaciones 7 a 10 han resultado especialmente adecuadas para emplear esta clase de diodos láser en el dispositivo láser conforme a la invención. La relación del aspecto de la superficie de emisión de los diodos láser monoemisores pueden estar dentro de un campo entre 1:1,3 y 1:1,7. Un eje principal largo de la superficie de emisión no puede tener una longitud superior a 1,7 µm. Una relación del aspecto de una divergencia del rayo de salida individual de los diodos láser monoemisores puede estar dentro de un campo de 1:1,3 y 1:1,7. Un límite superior de la divergencia máxima del rayo de los diodos láser monoemisores puede estar en 20 mrad, de modo que la divergencia máxima de los rayos no es superior a 20 mrad. 2   Un ejemplo de realización de la invención se explica a continuación con mayor detalle sirviéndose del dibujo. En este muestran: la fig.1 una vista de conjunto esquemática de un dispositivo láser con una pluralidad de iodos láser monoemisores cuyos rayos de salida individuales se superponen para obtener un rayo de salida global, siendo este dispositivo láser parte de un dispositivo general representado esquemáticamente para la proyección de un láser de presentación que efectúa un escaneado; la fig. 2 una vista esquemática del dispositivo láser conforme a la línea de sección II-II de la fig. 1; la fig. 3 una ampliación del detalle según el detalle III de la fig. 1; la fig. 4 una ampliación del detalle de la fig. 2; la fig.5 un perfil de intensidad de rayos de salida individuales seleccionados conforme a las líneas de sección V-V en las fig. 3 y 4; la fig. 6 esquemáticamente la superficie de emisión de uno de los diodos láser monoemisores; la fig. 7 una sección a través del rayo de salida global según la línea VII-VII de la fig.1, estando representados únicamente los rayos de salida individuales de los diodos láser monoemisores; y las fig. 8 y 9 secciones a través del rayo de salida global según la línea VIII-VIII de la fig. 1 en una representación semejante a la fig. 7, en diversos estados de ajuste del dispositivo láser. Para aclarar las relaciones de posición se le ha asignado a la fig. 1 y a las demás fig. del dibujo un sistema de coordenadas cartesianas x-y-z. En la fig. 1 el eje x transcurre hacia arriba. El eje z transcurre perpendicular al plano del dibujo de la fig. 1, dirigido hacia el observador, y el eje z transcurren hacia la derecha. Un dispositivo láser 1 consta de una pluralidad de diodos láser monoemisores 2 cuyos rayos de salida individuales 3 se superponen para formar un rayo de salida global 4. El rayo de salida global 4 formado se acopla entonces junto con la luz de otros láser, de modo que se produce un rayo de luz blanca, que a continuación se escanea para el fin de obtener un láser de presentación, por ejemplo sobre una superficie de proyección 5. De este modo el dispositivo láser 1 genera la componente de luz roja del rayo de luz blanca que se ha de escanear. Como diodos láser monoemisores 2 se emplean por ejemplo diodos láser con una longitud de onda de salida de 660 nm y una potencia de salida media de 130 mW en régimen cw (continuous wave, onda continua). La fig. 6 muestra una superficie de emisión típica 6 de uno de los diodos láser monoemisores 2. La superficie de emisión 6 es aproximadamente elíptica y tiene en la dirección x una extensión típica de 1,5 µm y en la dirección y una extensión típica de 1,0 µm. correspondiéndose con esta extensión en la dirección x e y respectivamente hay una divergencia del rayo típica del rayo de salida individual 3 de este diodo láser monoemisor 2. Cuanto menor es la extensión transversal de la superficie de emisión 6, tanto mayor es la divergencia del rayo en el diodo láser monoemisor 2, en el plano principal que contiene esta extensión transversal. Cada uno de los diodos láser monoemisores 2 presenta inmediatamente después de la superficie de emisión 6 un primer colimador 7 que reduce la divergencia del rayo de salida individual 3 en la dirección x a unos 7 mrad y en la dirección y a unos 16 mrad. En el ulterior transcurso a través del dispositivo láser 1 prácticamente no existe ningún ensanchamiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo láser (1) con una pluralidad de diodos láser (2) cuyos rayos de salida individuales (3) se superponen para formar un rayo de salida global (4), - donde a cada diodo láser monoemisor (2) le corresponde un primer colimador (7) para concentrar cada rayo de salida individual (3), - donde los rayos de salida individuales (3), de por lo menos un grupo (8) de diodos láser monoemisores (2) se reúnen mediante una pluralidad de espejos de envío de concentración (10b al 10d, 14, 18) para formar por lo menos un haz de rayos agrupados (20, 23) en el que los rayos de salida individuales (3) transcurren estrechamente contiguos entre sí por lo menos durante un primer recorrido común de los rayos, - donde en cada espejo de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18) se reúne por lo menos un primer rayo de salida individual (3a) no reflejado por el espejo de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18) con por lo menos un segundo rayo de salida individual (3b) reflejado por el espejo de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18), caracterizado porque por lo menos en uno de los espejos de reenvío de concentración individuales (10b al 10d, 14, 18) se recorta una parte del rayo de salida individual (3) no reflejado (3a) una parte del rayo de salida individual (3) reflejado (3b), de modo que las partes de sección recortadas no contribuyen al haz de rayos agrupados (20, 23). 2. Dispositivo láser según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte recortada (16) contiene por lo menos el 5% de la intensidad total del rayo de salida individual (3), antes del espejo de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18). 3. Dispositivo láser según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en todos los espejos de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18), se recorta una parte de por lo menos uno de los rayos de salida individuales (3) que no contribuye al haz de rayos agrupados (20, 23). 4. Dispositivo láser según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por un colimador global (21) destinado a reducir una sección del haz del por lo menos un haz de rayos agrupados producido (20, 23), en particular a una sección típica de haz 1/e que es como máximo de 10 mm. 5. Dispositivo láser según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los espejos de reenvío de concentración (10b al 10d, 14, 18) y eventualmente otros espejos de reenvío (10a, 13) están ajustados de tal modo que los rayos energéticos principales de los rayos de salida individuales (3) se aproximan entre sí dentro del haz de rayos agrupados (20, 23) a lo largo del recorrido de los rayos del haz de rayos agrupados (20, 23). 6. Dispositivo láser según la reivindicación 5, caracterizado porque los rayos energéticos principales de los rayos de salida individuales (3) se reúnen después de un recorrido de la luz del haz de rayos agrupados (20, 23) superior a 1m. 7. Dispositivo láser según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el empleo de diodos láser monoemisores (2) con una relación de aspecto (x/y) de una superficie de emisión (6), que está entre 1:1 y 1:5. 8. Dispositivo láser según la reivindicación 7, caracterizado porque un eje principal largo (x) de la superficie de emisión (6) no tiene una longitud superior a 2 µm. 9. Dispositivo láser según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por el empleo de diodos láser monoemisores (2) con una relación de aspecto de una divergencia (x/y) del rayo de salida individual (3) que está situado entre 1:1 y 1:2. 10. Dispositivo láser según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la divergencia máxima de los rayos de los diodos láser monoemisores (2) no es superior a 30 mrad. 6   7   8

 

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