| WO/2001/069661 | LASER EXPOSURE DEVICE |
| JP04294889 | MASK TYPE LASER MAKING DEVICE |
| WO/2007/056595 | OPTICAL SEAMING ADJUSTER |
WAGNER, Steffen (Südstraße 5, Auma, 07955, DE)
WOLF, Jürgen (Rabis 27, Schlöben, 07646, DE)
WAGNER, Steffen (Südstraße 5, Auma, 07955, DE)
| Patentansprüche 1 . Vorrichtung zur Strahlformung (1 ) mit mehreren nebeneinander angeordneten Lichtquellen (2 22, 23, 24), denen jeweils ein erstes und ein zweites Reflexionselement (10^ 102, 103, 104; 1 1 ^ 1 12, 1 13, 1 14) zugeordnet sind und die jeweils ein Strahlenbündel (5! , 52, 53, 54) entlang einer Abstrahlrichtung abgeben, wobei die abgegebenen Strahlenbündel (5! -54) in einer Abstrahlebene liegen, zueinander parallel verlaufen und die Reflexionselemente (1 Οτ -104; I H 4) so angeordnet sind, daß die abgegebenen Strahlenbündel (5! -54) jeweils am zugeordneten ersten Reflexionselement (10i -104) zum zugeordneten zweiten Reflexionselement (I H 4) reflektiert, von diesem erneut reflektiert werden, die von den zweiten Reflexionselementen (1 1 r1 14) kommenden Strahlenbündel zueinander parallel verlaufen und ein gemeinsames ausfallendes Strahlenbündel (12) bilden , das in senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen weder parallel noch senkrecht zur Abstrahlrichtung verläuft. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der das ausfallende Strahlenbündel (12) in senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen mit der Abstrahlrichtung einen Winkel einschließt, der zwischen 0 ° und 90 ° liegt. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der weder die ersten Reflexionselemente (K 104) noch die zweiten Reflexionselemente (I H4) in Abstrahlrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. 4. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die ersten Reflexionselemente (10i -104) so angeordnet sind, daß jeweils die Richtung des auf das erste Reflexionselement (10i -104) einfallenden Strahlenbündels (5i -54) und die Richtung des vom ersten Reflexionselement reflektierten Strahlenbündels eine Ebene aufspannen, die nicht senkrecht zur Abstrahlebene ist. 5. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die zweiten Reflexionselemente (1 1 i -1 14) so angeordnet sind, daß jeweils die Richtung des auf das zweite Reflexionselement (1 1 14) einfallenden Strahlenbündels und die Richtung des vom zweiten Reflexionselement (1 1 r1 14) reflektierten Strahlenbündels eine Ebene aufspannen, die nicht senkrecht zur Abstrahlebene ist. 6. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, mit einem Wärmeableitkörper (4), der eine Oberseite (3) mit einem planen Abschnitt (D) aufweist, wobei die Lichtquellen (5i -54) auf dem planen Abschnitt (D) angeordnet sind. 7. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die zweiten Reflexionselemente (1 1 1 -1 14), in Draufsicht auf die Abstrahlebene gesehen, jeweils oberhalb des zugeordneten ersten Reflexionselementes (10i -104) angeordnet sind. 8. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die ersten Reflexionselemente (I O1 -I O4) eine Umlenkung im Bereich von 60 bis 120 °, bewirken. 9. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die zweiten Reflexionselemente (I I 1 -H 4) eine Umlenkung im Bereich von 60 ° bis 120 °, bewirken. 10. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die ersten und zweiten Reflexionselemente (10i -1 04, 1 1 1 - 14) so angeordnet sind, daß das ausfallende Strahlenbündel (12) parallel zur Abstrahlebene verläuft. 1 1 . Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der zumindest zwei der ersten Reflexionselemente und/oder zumindest zwei der zweiten Reflexionselemente jeweils als zusammenhängendes Bauteil ausgebildet sind. 12. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der ein Fokussierelement (14) vorgesehen ist, welches das ausfallende Strahlenbündel (12) fokussiert. 13. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der für jede Lichtquelle (2r24) zwischen der Lichtquelle (2r24) und dem zugeordneten ersten Reflexionselement (10i -104) ein erstes optisches Element (81 , 82, 83, 84) zur Kollimation des Strahlenbündels (5i -54) angeordnet ist. 14. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der für jede Lichtquelle (2 24) zwischen der Lichtquelle (2r24) und dem zugeordneten zweiten Reflexionselement (ΐ ΐ 14) zumindest ein zweites optisches Element (9 92, 93, 94) zur Kollimation des Strahlenbündels (5r54) angeordnet ist. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der optische Weg jedes Strahlenbündels (5i -54) von der Lichtquelle (2 24) bis zu dem zugeordneten zweiten optischen Element (9 94) gleich ist. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der das zweite optische Element (9i -94) jeweils zwischen dem ersten und zweiten Reflexionselement (101 -104; ΐ ΐ 14) angeordnet ist. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der ein drittes optisches Element im Strahlengang nach den zweiten Reflexionselementen (ΐ ΐ 14) angeordnet ist, welches im ausfallenden Strahlenbündel (12) die Strahlung der einzelnen Strahlenbündel kollimiert. 18. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Lichtquellen (2 24) als Laserelemente ausgebildet sind. 19. Verfahren zur Strahlformung der Strahlenbündel mehrerer Lichtquellen, die jeweils ein Strahlenbündel entlang einer Abstrahlrichtung abgeben, wobei die abgegebenen Strahlenbündel in einer Abstrahlebene und zueinander parallel verlaufen, wobei bei dem Verfahren jedes der abgegebenen Strahlenbündel einmal um eine erste und danach einmal um eine zweite Achse so umgelenkt wird, daß die umgelenkten Strahlenbündel zueinander parallel verlaufen und ein gemeinsames ausfallendes Strahlenbündel bilden, das in senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen weder parallel noch senkrecht zur Abstrahlrichtung verläuft. |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strahlformung der Strahlenbündel mehrerer Lichtquellen, deren abgegebene Strahlenbündel zueinander parallel verlaufen, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Strahlformung.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 80 124 B4 bekannt, wobei die Oberseite des Wärmeableitkörpers gestuft ausgebildet ist, so daß die nebeneinander angeordneten Lichtquellen (hier Laserelemente) ihre Strahlenbündel jeweils in unterschiedlicher Höhe abgeben. Diese Strahlenbündel werden dann mit Umlenkspiegeln um 90° so umgelenkt, daß die einzelnen Strahlenbündel direkt übereinander liegen und ein gemeinsames Strahlenbündel bilden.
Nachteilig an diesem Aufbau ist einerseits, daß aufgrund der gestuften Ausbildung des Wärmeableitkörpers die Wärmeableitung sehr inhomogen ist. Es können von Stufe zu Stufe durchaus Temperaturunterschiede von 1 bis 4 und mehr auftreten. Bei einer Temperaturabhängigkeit der Wellenlänge der Laserstrahlung von ca. 0,4 nm pro °C und einer Bandbreite der abgegebenen Laserstrahlung von 3 bis 4 nm führt dies zu einer merklichen und unerwünschten Verschiebung der Wellenlänge der Strahlenbündel.
Andererseits ist die Fertigung einer solch gestuften Oberseite des Wärmeableitkörpers sehr aufwendig und nur mit einer Genauigkeit von etwa einigen 10 μιη möglich.
Aus der US 6,229,831 B1 ist eine Vorrichtung zur Strahlformung bekannt, bei der die einzelnen Lichtquellen (hier Laserelemente) über Keilelemente auf einer planen Oberseite eines Wärmeableitkörpers angeordnet sind. Die Keilelemente sind so gewählt, daß die Neigung der Oberseite gegenüber der Horizontalen kompensiert wird, so daß die einzelnen Laserelemente ihre Strahlenbündel in horizontaler Richtung abgeben. Bei dieser Ausgestaltung ist die Justierung mittels der Keilelemente aufwendig. Auch ist die Wärmeableitung aufgrund der Keilelemente bei jedem einzelnen Laserelement ungleichmäßig, was nachteilig ist. Außerdem wird die Wärmeableitung durch die zusätzlichen Fügestellen im Wärmeübertragungsweg verschlechtert.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zur Strahlformung zur Verfügung zu stellen. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zur Strahlformung bereitgestellt werden. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Strahlformung mit mehreren nebeneinander angeordneten Lichtquellen, denen jeweils ein erstes und ein zweites Reflexionselement zugeordnet sind und die jeweils ein Strahlenbündel entlang einer Abstrahlrichtung abgeben, wobei die abgegebenen Strahlenbündel in einer Abstrahlebene liegen, zueinander parallel verlaufen und die Reflexionselemente so angeordnet sind, daß die abgegebenen Strahlenbündel jeweils am zugeordneten ersten Reflexionselement zum zugeordneten zweiten Reflexionselement reflektiert, von diesem erneut reflektiert werden und die von den zweiten Reflexionselementen kommenden Strahlenbündel zueinander parallel verlaufen und ein gemeinsames ausfallendes Strahlenbündel bilden, das in senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen weder parallel noch senkrecht zur Abstrahlrichtung verläuft.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Strahlformung können die Lichtquellen auf einem planen Abschnitt einer Oberseite eines Wärmeableitkörpers angeordnet werden, so daß eine ausgezeichnete und homogene Wärmeableitung möglich ist. Des weiteren kann die Größe des planen Abschnitts relativ gering gehalten werden, so daß die erforderliche Grundfläche für eine erfindungsgemäße Strahlformungsvorrichtung klein gehalten werden kann. Somit kann eine äußerst kompakte erfindungsgemäße Strahlformungsvorrichtung bereitgestellt werden.
Bevorzugt umfaßt die Strahlformungsvorrichtung einen Wärmeableitkörper mit einer Oberseite, die einen planen Abschnitt aufweist, auf dem die Laserelemente (bevorzugt direkt) angeordnet sind.
Der plane bzw. ebene Abschnitt der Oberseite kann insbesondere als zusammenhängender Abschnitt ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, daß zwischen den nebeneinander angeordneten Laserelementen beispielsweise Vertiefungen in der Oberseite ausgebildet sind, die dazu führen, daß der plane Abschnitt zwischen den Lichtquellen unterbrochen ist. Es ist bevorzugt, daß die Bereiche der Oberseite des Wärmeableitkörpers, auf denen die Lichtquellen positioniert sind, in derselben Ebene liegen und dadurch den planen Abschnitt bilden. Es ist weiterhin bevorzugt, daß der plane Abschnitt als durchgehender bzw. zusammenhängender Abschnitt der Oberseite ausgebildet ist.
Die Lichtquellen können insbesondere Laserelemente und/oder LED-Elemente sein. Die von der Lichtquelle abgegebene Strahlung kann im sichtbaren Bereich, im Infrarotbereich oder auch im UV-Bereich liegen, so daß die Lichtquelle auch als Strahlungsquelle bezeichnet werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung verläuft das gemeinsame (nach Prinzip der Vorrichtung) ausfallende Strahlenbündel bevorzugt parallel zum planen Abschnitt. Im Querschnitt gesehen kann das ausfallende Strahlenbündel eine rechteckförmige Umhüllende oder eine parallelogrammförmige Umhüllende aufweisen.
Das ausfallende Strahlenbündel kann, in senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen, mit der Abstrahlrichtung der emittierenden Lichtquelle ein Winkel einschließen, der zwischen 0 ° und 90 ° liegt. Dieser Winkel kann auch als Azimut-Winkel bezeichnet werden.
Bevorzugt sind bei der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung weder die ersten Reflexionselemente noch die zweiten Reflexionselemente in Abstrahlrichtung zueinander versetzt angeordnet. Sie sind insbesondere jeweils auf eine Linie angeordnet, wobei die beiden Linien zueinander parallel sein können. Als Bezugspunkte kann man dabei jeweils die Reflexionspunkte eines Zentralstrahls des jeweiligen Strahlenbündels betrachten.
Bei der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung können die ersten Reflexionselemente so angeordnet sein, daß die an den Reflexionselementen reflektierten Strahlenbündel schräg zur Abstrahlebene verlaufen. Insbesondere kann jeweils die Richtung des auf das erste Reflexionselement einfallenden Strahlenbündels und die Richtung des vom ersten Reflexionselement reflektierten Strahlenbündels eine Ebene aufspannen, die nicht senkrecht zur Abstrahlebene ist.
Ferner können die zweiten Reflexionselemente so angeordnet sein, daß jeweils die Richtung des auf das zweite Reflexionselement einfallenden Strahlenbündels und die Richtung des vom zweiten Reflexionselement reflektierten Strahlenbündels eine Ebene aufspannen, die nicht senkrecht zur Abstrahlebene ist.
Ferner können die zweiten Reflexionselemente, in Draufsicht auf die Abstrahlebene gesehen, jeweils direkt oberhalb des zugeordneten ersten Reflexionselementes angeordnet sein. Es ist jedoch auch ein Versatz möglich. Die ersten Reflexionselemente können eine Umlenkung der abgegebenen Strahlenbündel im Bereich von 60 ° bis 120 ° bewirken. Diese umgelenkten Strahlenbündel können dann mittels der zweiten Reflexionselemente im Bereich von 60 ° bis 120 umgelenkt werden.
Ferner können die ersten und zweiten Reflexionselemente jeweils eine Umlenkung um eine erste bzw. eine zweite Achse bewirken, wobei beide Achsen einen Winkel aus dem Bereich von 60 ° bis 120 °, insbesondere von 90 °, einschließen. Die ersten und zweiten Reflexionselemente können bei der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung so angeordnet sein, daß das ausfallende Strahlenbündel parallel zur Abstrahlebene verläuft. Es ist jedoch auch möglich , daß das ausfallende Strahlenbündel nicht parallel zur Abstrahlebene verläuft. Bei der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung können zumindest zwei der ersten Reflexionselemente und/oder zumindest zwei der zweiten Reflexionselemente jeweils als zusammenhängendes Bauteil ausgebildet sein. Beispielsweise können die Reflexionselemente als einzelne Flächen eines Kupferspiegelbauteils ausgebildet sein. Natürlich können die Reflexionselemente auch separate Elemente sein.
Der Wärmeableitkörper kann aus einem hoch wärmeleitfähigen Material, insbesondere Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Aluminium oder einem Kompositwerkstoff bestehen oder dieses aufweisen. Die Reflexionselemente können als metallische Flächen oder als metallische oder dielektrische Schichten auf einem Trägermaterial ausgebildet sein.
Bevorzugt weist die Strahlformungsvorrichtung ein optisches Fokussierelement auf, welches die von den zweiten Reflexionselementen reflektierten Strahlenbündel fokussiert. Das Fokussierelement ist bevorzugt refraktiv und kann ein Element oder auch mehrere Elemente aufweisen. Damit ist beispielsweise die Einkopplung der Laserstrahlung in eine Lichtfaser mit beispielsweise rundem oder rechteckigem, speziell beispielsweise quadratischem Querschnitt möglich.
Die Vorrichtung kann für jede Lichtquelle zwischen der Lichtquelle und dem zugeordneten ersten Reflexionselement zumindest ein erstes optisches Element zur Kollimation des Strahlenbündels (z.B. in der fast-axis) aufweisen. Das erste optische Element kann als Zylinderlinse oder auch als rotationssymmetrische Linse ausgebildet sein. Die Linsen können separat oder, insbesondere bei der Ausbildung als Zylinderlinsen, als einzelne Segmente eines zusammenhängenden Körpers verwirklicht sein. Eine rotationssymmetrische Linse wird vorteilhaft als Kollimationselement für die fast-axis ausgelegt, während in der slow-axis wegen der linienförmigen Art der Licht- bzw. Strahlungsquelle bei Verwendung von z.B. einem Halbleiter-Laserelement auch nach dem ersten optischen Element noch eine Divergenz vorhanden ist.
Ferner kann die Vorrichtung für jede Lichtquelle zwischen der Lichtquelle und dem zugeordneten zweiten Reflexionselement zumindest ein zweites optisches Element zur Kollimation (beispielsweise in der slow-axis) aufweisen. Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß der optische Weg von jeder Lichtquelle bis zu dem zugeordneten zweiten optischen Element gleich ist.
Bei der Strahlformungsvorrichtung kann die Wellenlänge der abgegebenen Strahlenbündel im Bereich von ca. 190 nm bis ca. 2000 nm, besonders im Bereich von 250 nm - 2000 nm und insbesondere im Bereich von 600 nm bis 1500 nm liegen.
Bei den Laserelementen handelt es sich bevorzugt um Halbleiter-Laserelemente bzw. Laserdioden. Die Laserelemente können als separate Laserelemente und/oder als Laserbarren ausgebildet sein. Die Laserelemente sind bevorzugt als Breitstreifenemitter ausgeführt, welche eine in fast-axis einmodige und in slow-axis multimodige Strahlung emittieren. Die Laserresonatoren dieser multimodigen Laserelemente sind bevorzugt als flächige Wellenleiter ausgebildet. Die Lichtaustrittsflächen dieser Laserelemente stellen linienförmige Strahlquellen dar. Unter parallel wird hier insbesondere verstanden, daß möglichst eine mathematisch exakte Parallelität vorliegt. Jedoch können Abweichungen im einstelligen Gradbereich beabsichtigt oder unbeabsichtigt vorliegen, was dann immer noch als parallel anzusehen ist. Der Wärmeableitkörper kann insbesondere als im wesentlichen planparallele Platte oder zumindest abschnittsweise keilförmig ausgebildet sein.
Das gemeinsame ausfallende Strahlenbündel weist - im Querschnitt gesehen, bevorzugt eine Umhüllende auf, die rechteckig oder quadratisch ist. Es können zwei oder mehrere der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung so vorgesehen werden, daß die gemeinsamen ausfallenden Strahlenbündel der einzelnen Strahlformungsvorrichtungen zu einem größeren Gesamtstrahlenbündel überlagert werden. Dies kann beispielsweise für zwei Strahlformungsvorrichtungen mittels eines teiltransparenten Spiegels oder mittels eines polarisationsselektiven Spiegels realisiert werden, der eine Polarisationsrichtung transmittiert und eine dazu orthogonale Transmissionsrichtung reflektiert. Dazu kann die vorliegende Polarisation der jeweiligen gemeinsamen Strahlenbündel ausgenutzt werden. Natürlich ist es auch möglich, polarisationsdrehende Elemente vorzusehen, falls dies notwendig ist. Bevorzugt wird die Polarisationsrichtung der Strahlung einer Strahlformungsvorrichtung um 90° gedreht, während die Polarisationsrichtung der Strahlung einer weiteren Strahlformungsvorrichtung unverändert bleibt. Dann können die Strahlenbündel dieser beiden Strahlformungsvorrichtungen mit einem polarisationsselektiven Spiegel kombiniert werden, indem eines der Strahlenbündel in Transmission durch den Spiegel hindurchgeht du das andere Strahlenbündel um einen Winkel von bevorzugt 90° am Spiegel reflektiert wird und nach dem Spiegel die Strahlengänge beider Strahlformungsvorrichtungen überlagert sind.
Bei der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung kann, in senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen, das bzw. die Strahlenbündel zwischen den beiden Reflexionselementen (also das vom ersten zum zweiten Reflexionselement reflektierte Strahlenbündel) mit dem ausfallenden Strahlenbündel zusammenfallen.
Es wird ferner bereitgestellt ein Verfahren zur Strahlformung der Strahlenbündel mehrerer Lichtquellen (z. B. Laserelemente und/oder LED-Elemente), die jeweils ein Strahlenbündel entlang einer Abstrahlrichtung abgeben, wobei die abgegebenen Strahlenbündel in einer Abstrahlebene und zueinander parallel verlaufen, wobei bei dem Verfahren jedes der abgegebenen Strahlenbündel einmal um eine erste und danach einmal um eine zweite Achse so umgelenkt wird, daß die umgelenkten Strahlenbündel zueinander parallel verlaufen und ein gemeinsames ausfallendes Strahlenbündel bilden, das in senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen weder parallel noch senkrecht zur Abstrahlrichtung verläuft. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in entsprechender Weise wie die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitergebildet werden.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung; Fig. 2 eine Draufsicht der Strahlformungsvorrichtung von Fig. 1 , wobei die Linsen 9 ausgeblendet sind;
Fig. 3 eine Vorderansicht der Strahlformungsvorrichtung von Fig. 1 ;
Fig. 4 eine Ansicht von vorne auf ein Laserelement der Vorrichtung von Fig. 1 bis 3;
Fig. 5 eine Schnittansicht A-A gemäß Fig. 2;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlformungsvorrichtung, und
Fig. 7 eine Draufsicht der Strahlformungsvorrichtung von Fig. 6, wobei die Linsen 9 ausgeblendet sind;
Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Strahlformungsvorrichtung 1 vier Lichtquellen, die hier als Halbleiter-Laserelemente 2 2 2 , 2 3 und 2 4 ausgebildet sind und die in einer x-Richtung nebeneinander auf einem planen Abschnitt D einer Oberseite 3 eines Wärmeableitkörpers 4 angeordnet sind. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist die gesamte Oberseite 3 plan ausgebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Die Laserelemente 2 2 4 geben jeweils ein Laserstrahlenbündel 5i , 5 2 , 5 3 und 5 4 ab, das jeweils in z-Richtung läuft, so daß die Abstrahlrichtungen (jeweils z-Richtung) der einzelnen Laserelemente 2 r 2 4 zueinander parallel sind und die abgegebenen Strahlenbündel 5r5 4 in einer Abstrahlebene liegen, die hier parallel zum planen Abschnitt D ist. Die verwendeten Laserelemente 2 r 2 4 sind alle gleich ausgebildet und umfassen jeweils, wie in Fig. 4 für das Laserelement gezeigt ist, einen Wellenleiter 7, der eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Mittellinie M sowie einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Die Höhe des Wellenleiters in y-Richtung beträgt ca. 3 μιη und die Breite in x-Richtung beträgt ca. 100 μιη . Das abgestrahlte Strahlenbündel weist hier eine Wellenlänge aus dem Bereich von 630-1 100 nm auf.
Das austretende Strahlenbündel 5^ weist im Querschnitt typischerweise einen elliptischen Strahlkegel auf (im Fernfeld), wobei die kleine Achse in x-Richtung verläuft. Diese Richtung wird häufig als„slow axis" bezeichnet, wobei der typische Divergenzwinkel in dieser Richtung häufig etwa 7 bis 15° beträgt. Der Divergenzwinkel in y-Richtung, der häufig als„fast axis" bezeichnet wird, beträgt typischerweise 90 ° (die x-, y- und z-Richtung spannen ein kartesisches Koordinatensystem auf).
Da die Emitterhöhe entlang der y-Richtung des Laserelementes 2 2 4 nur wenige μιη beträgt, wird das abgegebene Strahlenbündel mittels einer ersten Kollimationslinse 8 8 2 , 8 3 , 8 4 mit kurzer Brennweite, die häufig zwischen 100 μιη und 1 .000 μιη liegt, sehr gut kollimiert, so daß die Restdivergenz des Strahlenbündels nach der ersten Kollimationslinse 81 -84 in der fast axis sehr klein ist. Die erste Kollimationslinse 81 -84 ist dazu bevorzugt in sehr geringem Abstand vor der Strahlaustrittsfläche des Laserelementes 2 2 4 angeordnet, wie in den Fig. 2 und 3 angedeutet ist.
Ferner sind für jedes der Laserelemente 2 2 4 noch eine zweite Kollimationslinse 9i , 9 2 , 9 3 und 9 4 , ein erster Umlenkspiegel 10^ 10 2 , 10 3 und 10 4 sowie ein zweiter Umlenkspiegel 1 1 ^ 1 1 2 , 1 1 3 und 1 1 4 vorgesehen. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. 2 die zweiten Kollimationslinsen 9 r 9 4 nicht eingezeichnet und sind in Fig. 3 nur das Laserelement 2 4 mit den zugeordneten weiteren optischen Elementen (8 4 , 10 4 , 9 4 , 1 1 4 ) eingezeichnet. Die reflektierende Fläche der ersten Umlenkspiegel 10 r 10 4 ist bevorzugt um a=45 ° gegenüber der y-Richtung geneigt, wie in Fig. 3 für den ersten Umlenkspiegel 10 4 eingezeichnet ist. Die ersten Umlenkspiegel 10r10 4 führen eine Umlenkung durch, so daß die an den ersten Umlenkspiegeln 10i -10 4 reflektierten Strahlenbündel 5i -5 4 nach oben (Fig. 1 ) verlaufen. Dabei spannen die Richtung des auf den jeweiligen Umlenkspiegel 10i -10 4 treffenden Strahlenbündels 5r5 4 (also die Abstrahlrichtung) und die Richtung des am jeweiligen Umlenkspiegel 10r10 4 reflektierenden Strahlenbündels eine Ebene auf, die nicht senkrecht zur Abstrahlebene (xz-Ebene) ist. Man kann auch sagen, daß die reflektierten Strahlenbündel schräg zur Abstrahlebene verlaufen.
Die so umgelenkten Strahlenbündel 5i -5 4 laufen jeweils durch die zugeordnete zweite Kollimatorlinse 9 r 9 4 , die eine Kollimation der slow-axis durchführt, und treffen dann auf den jeweiligen zweiten Umlenkspiegel ΐ ΐ 1 4 , die eine Umlenkung bewirken, so daß die reflektierten Strahlenbündel 5r5 4 zueinander parallel und parallel zur Abstrahlebene verlaufen. Sie bilden zusammen einen ausfallendes Strahlenbündel 12, dessen Querschnitt (Schnitt A-A gemäß Fig. 2) in Fig. 5 gezeigt ist. Die einzelnen reflektierten Strahlenbündel 5 5 4 sind parallel so zueinander angeordnet, daß die Umhüllende U1 ein Rechteck ist. In Draufsicht auf den planen Abschnitt D gesehen, schließt das Strahlenbündel 12 mit der Abstrahlrichtung (z- Richtung) einen Azimut-Winkel ß zwischen 0° und 90 ° ein (hier etwa 80 °). Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform weisen die zweiten Kollimationslinsen 9 9 4 jeweils den gleichen Abstand zur Oberseite 3 des Wärmeableitkörpers 4 auf. Nachdem auch der Abstand zwischen Laserelement 21 -24 und zugeordnetem ersten Umlenkspiegel 10i -10 4 für jedes Laserelement 2 r 2 4 gleich ist, führt dies dazu, daß die optische Weglänge für alle Strahlenbündel 5 ! -5 4 vom Laserelement 2 r 2 4 bis zur entsprechenden zweiten Kollimatorlinse 9 9 4 gleich ist. Damit wird eine sehr kompakte Strahlformungsvorrichtung 1 bereitgestellt, die eine äu ßerst geringe Grundfläche (Größe des planen Abschnittes D) aufweist und bei der das ausfallende Strahlenbündel 12 eine rechteckförmige Umhüllende aufweist. Es kann ferner eine Fokussierlinse 14 (gestrichelt und nur in Fig. 2 dargestellt) für das Strahlenbündel 12 vorgesehen sein, die dazu dient, das ausfallende Strahlenbündel 12 zu fokussieren, um es beispielsweise in eine Lichtleitfaser (nicht gezeigt) einkoppeln zu können.
Die Lichtleitfaser kann beispielsweise einen runden oder rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Kernquerschnitt, aufweisen.
In Figuren 6 und 7 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlformungsrichtung 1 gezeigt, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und zu deren Beschreibung auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Da in der Darstellung von Fig. 7 die ersten Umlenkspiegel 10i -10 4 fast vollständig durch die zweiten Umlenkspiegel 1 1 i-1 1 und die eingezeichneten Strahlenbündel 5i-5 4 verdeckt sind, ist nur der erste Umlenkspiegel 10i mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet. In Fig. 7 sind die Linsen 9 nicht eingezeichnet. Die Ausführungsform gemäß Figuren 6 und 7 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figuren 1 bis 3 dadurch, daß die ersten Umlenkspiegel 10r10 4 so orientiert sind, daß sie die einfallenden Strahlenbündel 5i-5 4 um 90° in y-Richtung umlenkt. Daher sind die zweiten Umlenkspiegel 1 V1 1 4 direkt oberhalb des jeweils zugeordneten Umlenkspiegels 10r10 4 positioniert. Die zweiten Umlenkspiegel 1 1 i-1 1 sind dabei so orientiert, daß die reflektierten Strahlenbündel zwar parallel zum planen Abschnitt D verlaufen, jedoch nicht direkt in x- Richtung. In senkrechter Projektion auf die Abstrahlebene gesehen können die reflektierten Strahlenbündel mit der Abstrahlrichtung (z-Richtung) einen Winkel einschließen , der bevorzugt zwischen größer 0° und kleiner 90° liegt. Dieser Winkel kann als Azimut-Winkel ß bezeichnet werden.
Bei dieser Ausführungsform ist Umhüllende des Strahlquerschnittes des ausfallenden Strahlenbündels 12 nicht mehr rechteckig, sondern parallelogrammförmig. Die Umlenkspiegel 10i-10 4 sowie 1 1 i-1 1 4 können beispielsweise aus metallischem Vollmaterial bestehen. Es ist auch möglich, daß die reflektierenden Flächen der Umlenkspiegel 10i-10 4 , 1 1 1 4 als metallische oder dielektrische Schichten auf einem Trägermaterial ausgebildet sind.