LASERBAUTEIL MIT MEHREREN LASERDIODEN UND EINEM MONOLITISCHEM STRAHLKOMBINIERER

Es wird ein Laserbauteil angegeben .

Laserbauteile weisen typischerweise mindestens eine Laserdiode auf . Außerdem werden optische Elemente zur Kollimation von emittierter Laserstrahlung benötigt . Die optischen Elemente tragen dazu bei , dass der Aufbau des Laserbauteils komplexer und schwerer wird . Des Weiteren ist eine Justage der einzelnen Komponenten zueinander nötig, was den Herstellungsprozess verlängert . An den optischen Elementen können optische Verluste der Laserstrahlung auf treten .

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Laserbauteil anzugeben, das ef fi zient betrieben werden kann .

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , umfasst das Laserbauteil mindestens eine erste Laserdiode und mindestens eine zweite Laserdiode . Die erste Laserdiode kann einen Aufbau aufweisen, welcher verschieden vom Aufbau der zweiten Laserdiode ist . Weiter ist es möglich, dass die erste Laserdiode und die zweiten Laserdiode den gleichen Aufbau aufweisen . Bei der ersten Laserdiode und der zweiten Laserdiode kann es sich j eweils um einen Laserchip, insbesondere einen Halbleiterlaserchip, handeln . Die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode sind j eweils dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung zu erzeugen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , umfasst das Laserbauteil mindestens ein optisches Element , welches eine Eintritts fläche und eine Austritts fläche aufweist . Das optische Element kann ein optisch aktives Element sein . Das optische Element kann einstückig geformt sein . Bei dem optischen Element kann es sich um einen dreidimensionalen Körper handeln . Das optische Element kann eine Haupterstreckungsrichtung haben, entlang welcher es sich weiter erstreckt als entlang anderer Richtungen . Das optische Element kann einen Körper umfassen, welcher zur Transmission von Laserstrahlung vorgesehen ist . Das kann bedeuten, dass das optische Element zumindest stellenweise eine Transmissivität von mindestens 80 % für zumindest einige Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung aufweist . Das optische Element kann eine Transmissivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % für zumindest einige Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung aufweisen . Das optische Element kann Glas aufweisen . Es ist weiter möglich, dass das optische Element einen Kunststof f , Saphir und/oder Sili zium aufweist .

Bei der Eintritts fläche kann es sich um eine Strahlungseintritts fläche handeln . Das kann bedeuten, dass die Eintritts fläche dafür vorgesehen ist , dass elektromagnetische Strahlung durch die Eintritts fläche in das optische Element eintritt . Bei der Austritts fläche kann es sich um eine Strahlungsaustritts fläche handeln . Das kann bedeuten, dass die Austritts fläche dafür vorgesehen ist , dass elektromagnetische Strahlung durch die Austritts fläche aus dem optischen Element austritt . Die Eintritts fläche und die Austritts fläche können an gegenüberliegenden Seiten des optischen Elements angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass die Eintrittsfläche an einer Seite des optischen Elements angeordnet ist, welche der Seite, an welcher die Austrittsfläche angeordnet ist, abgewandt ist. Die Eintrittsfläche kann der ersten Laserdiode zugewandt sein.

Die Eintrittsfläche kann eine gekrümmte Fläche aufweisen. Es ist auch möglich, dass an der Eintrittsfläche eine Metalinse oder eine diffraktive optische Struktur angeordnet ist.

Die Austrittsfläche kann eine gekrümmte Fläche aufweisen. Es ist auch möglich, dass an der Austrittsfläche eine Metalinse oder eine diffraktive optische Struktur angeordnet ist.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils, umfasst das Laserbauteil einen monolithischen Strahlkombinierer . Dass der Strahlkombinierer monolithisch ist kann bedeuten, dass der Strahlkombinierer einstückig geformt ist, bis auf Beschichtungen. Das bedeutet, dass der Strahlkombinierer aus einem Teil besteht, auf dem zusätzlich Beschichtungen angeordnet sein können. Der Strahlkombinierer kann dazu ausgelegt sein verschiedene auf den Strahlkombinierer auftreffende Strahlen zu mischen oder zu kombinieren. Das kann bedeuten, dass der Strahlkombinierer dazu ausgelegt ist, mindestens zwei auf den Strahlkombinierer auftreffende Laserstrahlen zu überlagern. Der Strahlkombinierer kann somit eine Strahlungseintrittsseite und eine Strahlungsaustrittsseite aufweisen. An der Strahlungseintrittsseite können verschiedene Strahlen auf den Strahlkombinierer auftreffen. An der Strahlungsaustrittsseite kann ein kombinierter Strahl aus dem Strahlkombinierer austreten. Der Strahlkombinierer kann Glas, einen Kunststoff, Saphir oder Silizium aufweisen. Bei dem Strahlkombinierer kann es sich um einen winkelabhängigen Strahlkombinierer handelt .

Das Laserbauteil kann einen Träger aufweisen . Die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und der Strahlkombinierer können auf dem Träger angeordnet sein .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das optische Element dazu ausgelegt an der Eintritts fläche die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren . Bei der fast-Achse ( fast axis , fast = englisch : schnell ) kann es sich um die Achse in einem Querschnitt durch einen Laserstrahl handeln, entlang welcher die Divergenz des Laserstrahls maximal ist . Eine Kollimation der fast-Achse an der Eintritts fläche kann durch verschiedene Formen der Eintritts fläche erreicht werden . Die benötigte Form der Eintritts fläche für eine Kollimation der fast-Achse hängt unter anderem von der Wellenlänge der auf tref f enden Laserstrahlung und der Divergenz für die fast-Achse ab . Das optische Element kann dazu ausgelegt sein an der Eintritts fläche die fast-Achse von auf tref fender, von der ersten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das optische Element dazu ausgelegt an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren . Bei der slow-Achse ( slow axis ) kann es sich um die Achse in einem Querschnitt durch einen Laserstrahl handeln, entlang welcher die Divergenz des Laserstrahls minimal ist . Eine Kollimation der slow-Achse an der Austritts fläche kann durch verschiedene Formen der Austritts fläche erreicht werden . Die benötigte Form der Austritts fläche für eine Kollimation der slow-Achse hängt unter anderem von der Wellenlänge der auf tref f enden Laserstrahlung und der Divergenz für die slow-Achse ab . Das optische Element kann dazu ausgelegt sein an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender, von der ersten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren .

Die Eintritts fläche und die Austritts fläche können einen definierten Abstand zueinander aufweisen . Die Größe des Abstands zwischen der Eintritts fläche und der Austritts fläche kann von Eigenschaften der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängen . Beispielsweise kann die Größe des Abstands zwischen der Eintritts fläche und der Austritts fläche von der Wellenlänge der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängen . Es ist weiter möglich, dass die Größe des Abstands zwischen der Eintritts fläche und der Austritts fläche vom Verhältnis der Divergenz der fast-Achse und der slow-Achse der von der ersten Laserdiode im Betrieb emittierten Laserstrahlung abhängt .

Das optische Element kann dazu ausgelegt sein Laserstrahlung in einen Strahl mit einem kreis förmigen Querschnitt zu bündeln oder umzuwandeln . Das kann bedeuten, dass Laserstrahlung, welche an der Eintritts fläche in das optische Element eintritt , das optische Element an der Austritts fläche als Laserstrahlung mit einem kreis förmigen Querschnitt verlässt . Um einen Laserstrahl mit einem kreis förmigen Querschnitt zu erzeugen, ist es nötig die fast-Achse und die slow-Achse der auf tref f enden Laserstrahlung separat voneinander zu kollimieren . Dies erfolgt an der Eintritts fläche und der Austritts fläche des optischen Elements . Somit ist das Laserbauteil zur Strahl formung, Kollimation und Überlagerung vorgesehen . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das optische Element zwischen der ersten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet . Das optische Element kann entlang einer lateralen Richtung, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft , zwischen der ersten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet sein . Das optische Element kann beabstandet zur ersten Laserdiode angeordnet sein . Das optische Element kann beabstandet zum Strahlkombinierer angeordnet sein .

Dem hier beschriebenen Laserbauteil liegt unter anderem die Idee zugrunde , dass alle Komponenten des Laserbauteils gemeinsam hergestellt werden können . So findet die Strahl formung der Laserstrahlung nicht außerhalb des Laserbauteils sondern bereits im Laserbauteil statt . Dadurch wird vermieden, dass Komponenten verschiedener Hersteller miteinander kombiniert werden müssen und die verschiedenen Komponenten des Laserbauteils können optimal aufeinander abgestimmt werden . Außerdem kann das Laserbauteil insgesamt einen kompakten Aufbau aufweisen und leicht sein .

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für die Kollimation der von der ersten Laserdiode emittierten Laserstrahlung nur das optische Element benötigt wird . Es werden somit nicht wie sonst üblich zwei Linsen für die Kollimation benötigt . Das bedeutet , dass bei der Herstellung des Laserbauteils insgesamt weniger aufwändige Justage- oder Ausrichtungs- Schritte erforderlich sind . So wird statt der Montage von zwei Linsen und eventuell weiteren Spiegeln lediglich die Montage des optischen Elements benötigt . Deshalb wird auch nur ein aktiver Justage-Schritt benötigt . Außerdem werden weniger Trans ferschritte im Herstellungsverfahren benötigt , da für die erste Laserdiode nur ein optisches Element benötigt wird . Dies vereinfacht die Herstellung des Laserbauteils .

Des Weiteren kann der Strahlkombinierer frei von organischen Materialien sein . Der Strahlkombinierer ist monolithisch, weshalb keine organischen Verbindungsmaterialien benötigt werden . Organische Materialien können ausgasen und somit zu einer Verunreinigung von Laserf acetten des Laserbauteils führen . Dies kann zu Aus fällen des Laserbauteils oder einzelner Komponenten führen . Durch die Verwendung des monolithischen Strahlkombinierers werden diese Nachteile vermieden .

Insgesamt kann im Laserbauteil die Anzahl von Verbindungs flächen minimiert werden . So weist das optische Element zwei Oberflächen auf , welche Laserstrahlung im Betrieb passiert . Bei der Verwendung von zwei Linsen wären es insgesamt mindestens vier Oberflächen . Im Strahlkombinierer werden mehrere Verbindungs flächen vermieden, welche bei einem Strahlkombinierer, welcher nicht monolithisch ist , vorhanden wären . Durch die Minimierung der Anzahl von Verbindungs flächen werden optische Verluste im Laserbauteil an Verbindungs flächen minimiert . So kann elektromagnetische Strahlung, welche auf eine Verbindungs fläche auftri f ft , beispielsweise teilweise reflektiert werden . Diese Verluste werden im Laserbauteil minimiert . Daher kann das Laserbauteil ef fi zient betrieben werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist das Laserbauteil mindestens eine dritte Laserdiode auf . Die dritte Laserdiode kann einen Aufbau aufweisen, welcher verschieden vom Aufbau der ersten Laserdiode und der zweiten Laserdiode ist . Weiter ist es möglich, dass die dritte Laserdiode den gleichen Aufbau wie die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode aufweist . Bei der dritten Laserdiode kann es sich um einen Laserchip, insbesondere einen Halbleiterlaserchip, handeln . Die dritte Laserdiode ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung zu erzeugen . Die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode und die dritte Laserdiode können entlang einer lateralen Richtung nebeneinander angeordnet sein . Dabei können sich die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode und die dritte Laserdiode parallel zueinander erstrecken . Alternativ ist es auch möglich, dass sich mindestens zwei der Laserdioden unter einem Winkel von größer als 0 ° zueinander erstrecken . Beispielsweise können sich mindestens zwei der Laserdioden unter einem Winkel von 90 ° zueinander erstrecken . Durch die Verwendung der dritten Laserdiode kann vorteilhafterweise Laserstrahlung der drei Laserdioden kombiniert werden . Beispielsweise können die drei Laserdioden Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen emittieren . Somit kann die von den drei Laserdioden emittierte Laserstrahlung mit dem Strahlkombinierer zu Laserstrahlung verschiedener Farben kombiniert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist die erste Laserdiode dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, die zweite Laserdiode ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren und der erste Wellenlängenbereich ist verschieden vom zweiten Wellenlängenbereich . Der erste Wellenlängenbereich umfasst mindestens eine Wellenlänge . Der zweite Wellenlängenbereich umfasst mindestens eine Wellenlänge . Somit kann im Strahlkombinierer Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen miteinander kombiniert werden . Daher kann das Laserbauteil Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen emittieren .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist das Laserbauteil mindestens ein weiteres optisches Element auf , welches eine Eintritts fläche und eine Austritts fläche aufweist . Das weitere optische Element kann die gleichen Merkmale wie das optische Element aufweisen . Das kann bedeuten, dass das weitere optische Element zumindest einige Merkmale des optischen Elements aufweist . Das optische Element und das weitere optische Element können sich in ihrer Größe unterscheiden . Beispielsweise können sich das optische Element und das weitere optische Element unterschiedlich weit entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung erstrecken . Weiter ist es möglich, dass die Eintritts fläche des weiteren optischen Elements eine andere Form aufweist als die Eintritts fläche des optischen Elements . Die Austritts fläche des weiteren optischen Elements kann eine andere Form aufweisen als die Austritts fläche des optischen Elements .

Das optische Element kann der ersten Laserdiode zugeordnet sein . Das weitere optische Element kann der zweiten Laserdiode zugeordnet sein . Das kann bedeuten, dass das weitere optische Element dazu ausgelegt sein kann an der Eintritts fläche die fast-Achse von auf tref fender, von der zweiten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren . Außerdem kann das weitere optische Element dazu ausgelegt sein an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender, von der zweiten Laserdiode emittierter Laserstrahlung zu kollimieren .

Mit dem optischen Element und dem weiteren optischen Element kann für j ede der beiden Laserdioden die Laserstrahlung kollimiert werden . Dies führt dazu, dass aus dem Laserbauteil austretende Laserstrahlung eine gewünschte Form aufweisen kann .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist das weitere optische Element zwischen der zweiten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet . Das weitere optische Element kann entlang einer lateralen Richtung, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft , zwischen der zweiten Laserdiode und dem Strahlkombinierer angeordnet sein . Das weitere optische Element kann beabstandet zur zweiten Laserdiode angeordnet sein . Das weitere optische Element kann beabstandet zum Strahlkombinierer angeordnet sein . Somit kann von der zweiten Laserdiode emittierte Laserstrahlung auf das weitere optische Element auftref fen, um dort kollimiert zu werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist die Eintritts fläche des optischen Elements gewölbt . Die Eintritts fläche kann zumindest stellenweise eine sphärische Form haben . Die Eintritts fläche kann nach außen gewölbt sein . Das kann bedeuten, dass das optische Element im Bereich der maximalen Wölbung eine größere Ausdehnung entlang einer lateralen Richtung aufweist als an einem Rand der Wölbung . Die Eintritts fläche kann zur ersten Laserdiode hin gewölbt sein . Durch die Wölbung hat die Eintritts fläche den Ef fekt einer Zylinderlinse . Die Eintritts fläche kann die Form einer Seite einer Zylinderlinse aufweisen . Somit kann auf die Eintritts fläche auftref fende Laserstrahlung an der Eintritts fläche kollimiert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist die Austritts fläche des optischen Elements gewölbt . Die Austrittsfläche kann zumindest stellenweise eine sphärische Form haben. Die Austrittsfläche kann nach außen gewölbt sein. Das kann bedeuten, dass das optische Element im Bereich der maximalen Wölbung eine größere Ausdehnung entlang einer lateralen Richtung aufweist als an einem Rand der Wölbung. Die Austrittsfläche kann zum Strahlkombinierer hin gewölbt sein. Durch die Wölbung hat die Austrittsfläche den Effekt einer Zylinderlinse. Die Austrittsfläche kann die Form einer Seite einer Zylinderlinse aufweisen. Somit kann auf die Austrittsfläche auftreffende Laserstrahlung an der Austrittsfläche kollimiert werden.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils, weisen die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche des optischen Elements verschiedene Krümmungsradien auf. Die Eintrittsfläche kann einen Krümmungsradius aufweisen, der größer oder kleiner als der Krümmungsradius der Austrittsfläche ist. Somit können die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche unterschiedlich stark gekrümmt sein. Dadurch kann an der Eintrittsfläche eine andere Achse von auf tref fender Laserstrahlung als an der Austrittsfläche kollimiert werden.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils, weist das optische Element zwei gekreuzte Linsen auf. Dabei kann eine der Linsen an der Eintrittsfläche und die andere der Linsen an der Austrittsfläche angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass eine Linsenfacette an der Eintrittsfläche und eine weitere Linsenfacette an der Austrittsfläche angeordnet ist. Die zwei Linsen können einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen. Mit den zwei gekreuzten Linsen wird ermöglicht, dass an der Eintrittsfläche die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung kollimiert werden kann und dass an der Austritts fläche die slow-Achse von auf tref fender Laserstrahlung kollimiert werden kann . Im Vergleich zur Situation, dass zwei normale Linsen verwendet werden, ist bei zwei gekreuzten Linsen der Justage-Aufwand verringert .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , ist j ede der Linsen eine Zylinderlinse . Zylinderlinsen können vorteilhafterweise einfach hergestellt werden und ermöglichen eine Kollimation von Laserstrahlung .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , sind die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und der monolithische Strahlkombinierer gemeinsam verkapselt . Das Laserbauteil kann eine Verkapselung aufweisen, welche die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und den monolithischen Strahlkombinierer gemeinsam verkapselt . Die Verkapselung kann die erste Laserdiode , die zweite Laserdiode , das optische Element und den monolithischen Strahlkombinierer vollständig bedecken . Die Verkapselung kann hermetisch dicht sein . Durch die Verkapselung sind die Komponenten des Laserbauteils vorteilhafterweise vor Einflüssen von außerhalb des Laserbauteils geschützt .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der ersten Laserdiode abgewandten Seite eine reflektierende Schicht auf . Die reflektierende Schicht kann den Strahlkombinierer stellenweise bedecken . Die reflektierende Schicht kann den Strahlkombinierer an der der ersten Laserdiode abgewandten Seite stellenweise bedecken . Die reflektierende Schicht kann ein Metall aufweisen . Es ist auch möglich, dass die reflektierende Schicht einen dichroitischen Spiegel oder einen Braggspiegel aufweist . Die reflektierende Schicht ermöglicht , dass auf die reflektierende Schicht auftref fende Laserstrahlung an dieser reflektiert und somit zunächst am Verlassen des Strahlkombinierers gehindert wird . Anschließend kann die reflektierte Strahlung mit weiterer Laserstrahlung überlagert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist die reflektierende Schicht für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf . Die reflektierende Schicht kann für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % aufweisen . Somit kann ein Großteil der auf die reflektierende Schicht auf tref f enden Strahlung im Strahlkombinierer mit anderer Laserstrahlung überlagert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der zweiten Laserdiode zugewandten Seite eine Filterschicht auf , die für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % aufweist und für von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % aufweist . Die Filterschicht kann die der zweiten Laserdiode zugewandte Seite des Strahlkombinierers teilweise bedecken . Das kann bedeuten, dass mindestens ein Bereich der Seite des Strahlkombinierers , die der zweiten Laserdiode zugewandt ist , frei von der Filterschicht ist . Die Filterschicht kann in einem Bereich angeordnet sein, auf welchen im Betrieb von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung auftri f ft . Die Filterschicht kann für von der ersten Laserdiode emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 90 % oder mindestens 95 % aufweisen . Die Filterschicht kann ein Metall aufweisen . Es ist auch möglich, dass die Filterschicht einen dichroitischen Spiegel oder einen Braggspiegel aufweist . Die Filterschicht kann für von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 70 % oder mindestens 90 % aufweisen . Die Filterschicht ermöglicht , dass an der reflektierenden Schicht reflektierte Strahlung der ersten Laserdiode an der Filterschicht nochmals reflektiert wird und somit im Strahlkombinierer verbleibt . Dort kann diese Strahlung der ersten Laserdiode mit anderer Laserstrahlung überlagert werden . Gleichzeitig kann durch die Filterschicht von der zweiten Laserdiode emittierte Strahlung in den Strahlkombinierer eintreten und mit von der ersten Laserdiode emittierter Strahlung überlagert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Laserbauteils , weist der monolithische Strahlkombinierer an einer der ersten Laserdiode zugewandten Seite eine Strahlungseintritts fläche auf , welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements erstreckt . Die Strahlungseintritts fläche des Strahlkombinierers kann auch der zweiten Laserdiode und/oder der dritten Laserdiode zugewandt sein . Die Draufsicht erfolgt entlang einer Richtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft . In der Draufsicht sind der Strahlkombinierer und das optische Element nebeneinander angeordnet . Somit schließen in der Draufsicht die Strahlungseintritts fläche des Strahlkombinierers und die Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements einen Winkel miteinander ein, der nicht 90 ° beträgt . Mit dieser Anordnung des Strahlkombinierers können auf den Strahlkombinierer auftref fende Strahlen in diesem umgelenkt und miteinander überlagert werden . Somit kann das Laserbauteil Laserstrahlung verschiedener Farben emittieren .

Im Folgenden wird das hier beschriebene Laserbauteil in Verbindung mit Aus führungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Laserbauteil gemäß einem Aus führungsbeispiel .

Figur 3 zeigt ein optisches Element gemäß einem Aus führungsbeispiel .

Die Figuren 4 , 5 und 6 zeigen einen Strahlkombinierer gemäß einem Aus führungsbeispiel .

Figur 7 zeigt ein Laserbauteil gemäß einem weiteren Aus führungsbeispiel .

Figur 8 zeigt einen Teil eines weiteren Aus führungsbeispiels des Laserbauteils .

Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten . Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein .

In Figur 1 ist ein Aus führungsbeispiel eines Laserbauteils 20 gezeigt . Das Laserbauteil 20 weist eine erste Laserdiode 21 , eine zweite Laserdiode 22 und eine dritte Laserdiode 27 auf . Die drei Laserdioden 21, 22, 27 sind nebeneinander auf einem Montagebereich 33 angeordnet. Der Montagebereich 33 mit den Laserdioden 21, 22, 27 ist auf einem Träger 34 des Laserbauteils 20 angeordnet. Die erste Laserdiode 21 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im roten Wellenlängenbereich zu emittieren. Die zweite Laserdiode 22 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im grünen Wellenlängenbereich zu emittieren. Die dritte Laserdiode 27 ist dazu ausgelegt im Betrieb Laserstrahlung im blauen Wellenlängenbereich zu emittieren. Es ist jedoch auch möglich, dass die Laserdioden 21, 22, 27 Laserstrahlung in anderen Wellenlängenbereichen emittieren. Die drei Laserdioden 21, 22, 27 sind parallel zueinander angeordnet.

Das bedeutet, dass die drei Laserdioden 21, 22, 27 im Betrieb in die gleiche Richtung Laserstrahlung emittieren.

Das Laserbauteil 20 weist weiter ein optisches Element 23 auf, welches eine Eintrittsfläche 24 und eine Austrittsfläche 25 aufweist. Das optische Element 23 ist benachbart und beabstandet zur ersten Laserdiode 21 angeordnet. Das optische Element 23 ist an der Seite der ersten Laserdiode 21 angeordnet, an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der ersten Laserdiode 21 austritt. Somit kann im Betrieb aus der ersten Laserdiode 21 austretende Laserstrahlung auf das optische Element 23 auftreffen.

Die Eintrittsfläche 24 des optischen Elements 23 ist gewölbt. Außerdem ist die Austrittsfläche 25 des optischen Elements 23 gewölbt. Insgesamt weist das optische Element 23 zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf. Dabei weisen die Eintrittsfläche 24 und die Austrittsfläche 25 verschiedene Krümmungsradien auf. Das Laserbauteil 20 weist zwei weitere optische Elemente 28 , 38 auf . Ein erstes weiteres optisches Element 28 ist benachbart und beabstandet zur zweiten Laserdiode 22 angeordnet . Das erste weitere optische Element 28 ist an der Seite der zweiten Laserdiode 22 angeordnet , an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der zweiten Laserdiode 22 austritt . Somit kann im Betrieb aus der zweiten Laserdiode 22 austretende Laserstrahlung auf das erste weitere optische Element 28 auftref fen . Ein zweites weiteres optisches Element 38 ist benachbart und beabstandet zur dritten Laserdiode 27 angeordnet . Das zweite weitere optische Element 38 ist an der Seite der dritten Laserdiode 27 angeordnet , an welcher im Betrieb Laserstrahlung aus der dritten Laserdiode 27 austritt . Somit kann im Betrieb aus der dritten Laserdiode 27 austretende Laserstrahlung auf das zweite weitere optische Element 38 auftref fen .

Die weiteren optischen Elemente 28 , 38 können das gleiche Material und in etwa die gleiche Form wie das optische Element 23 aufweisen . Jedoch erstrecken sich das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 j eweils unterschiedlich lang entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung . Außerdem sind das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 j eweils unterschiedlich weit von der ihnen zugeordneten Laserdiode 21 , 22 , 27 angeordnet . So ist das optische Element 23 weiter entfernt von der ersten Laserdiode 21 angeordnet als das erste weitere optische Element 28 von der zweiten Laserdiode 22 .

Das optische Element 23 ist dazu ausgelegt an der Eintritts fläche 24 die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung zu kollimieren . Das bedeutet , dass das optische Element 23 dazu ausgelegt ist an der Eintritts fläche 24 die fast-Achse von auf tref fender Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 zu kollimieren . Außerdem ist das optische Element 23 dazu ausgelegt an der Austritts fläche 25 die slow- Achse von auftref fende Laserstrahlung zu kollimieren . Das bedeutet , dass das optische Element 23 dazu ausgelegt ist an der Austritts fläche 25 die slow-Achse von auf tref fender Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 zu kollimieren . Das gleiche gilt für die weiteren optischen Elemente 28 , 38 und ihre j eweils zugeordnete Laserdiode 22 , 27 . Das bedeutet unter anderem, dass auch die weiteren optischen Elemente 28 , 38 j eweils eine Eintritts fläche 24 und eine Austritts fläche

25 aufweisen . Insgesamt weist j edes der weiteren optischen Elemente 28 , 38 zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf .

Das Laserbauteil 20 weist einen monolithischen Strahlkombinierer 26 auf . Das optische Element 23 ist zwischen der ersten Laserdiode 21 und dem Strahlkombinierer

26 angeordnet . Das erste weitere optische Element 28 ist zwischen der zweiten Laserdiode 22 und dem Strahlkombinierer 26 angeordnet . Das zweite weitere optische Element 38 ist zwischen der dritten Laserdiode 27 und dem Strahlkombinierer 26 angeordnet . Das optische Element 23 , die weiteren optischen Elemente 28 , 38 und der Strahlkombinierer 26 sind ebenfalls auf dem Träger 34 angeordnet . Der Strahlkombinierer 26 weist an einer der ersten Laserdiode 21 zugewandten Seite eine Strahlungseintritts fläche 32 auf , welche sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 erstreckt .

Der Strahlkombinierer 26 ist dazu ausgelegt auf den Strahlkombinierer 26 auftref fende Laserstrahlung zu überlagern . An der dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28 , 38 zugewandten Seite kann Laserstrahlung auf den Strahlkombinierer 26 auftref fen . Somit kann im Betrieb des Laserbauteils 20 die erste Laserdiode 21 Laserstrahlung emittieren, welche auf das optische Element 23 auftri f ft und dort kollimiert wird . Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem optischen Element 23 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf . Die kollimierte Laserstrahlung ist j eweils als zylinderförmiger Strahl dargestellt . Genauso kann die zweite Laserdiode 22 Laserstrahlung emittieren, welche auf das erste weitere optische Element 28 auftri f ft und dort kollimiert wird . Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem ersten weiteren optischen Element 28 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf . Genauso kann die dritte Laserdiode 27 Laserstrahlung emittieren, welche auf das zweite weitere optische Element 38 auftri f ft und dort kollimiert wird . Die kollimierte Laserstrahlung tritt aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 an der dem Strahlkombinierer 26 zugewandten Seite wieder aus und tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf . Im Strahlkombinierer 26 wird die auftref fende Laserstrahlung überlagert und diese tritt als ein Laserstrahl an einer dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28 , 38 abgewandten Seite aus dem Strahlkombinierer 26 aus .

In Figur 2 ist eine andere Ansicht auf das Aus führungsbeispiel des Laserbauteils 20 aus Figur 1 gezeigt . Figur 2 zeigt eine Ansicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 , aus welcher die überlagerte Strahlung austritt . An dieser Seite weist der Strahlkombinierer 26 eine Strahlungsaustritts fläche 37 auf . Figur 3 zeigt ein Aus führungsbeispiel des optischen Elements 23 . Auch die weiteren optischen Elemente 28 , 38 können diesen oder einen ähnlichen Aufbau aufweisen . In Figur 3 ist eine 3- dimensionale Sicht auf das optische Element 23 gezeigt . Die Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 verläuft entlang der x-Achse . Das optische Element 23 weist zwei gekreuzte Zylinderlinsen auf . An der Austritts fläche 25 ist die Wölbung des optischen Elements 23 um 90 ° gedreht im Vergleich zur Eintritts fläche 24 . Das bedeutet , dass die Eintritts fläche 24 eine Linie aufweist , entlang welcher das optische Element 23 entlang der x-Achse die längste Erstreckung aufweist . Diese Linie verläuft parallel zur y- Achse . Auch die Austritts fläche 25 weist eine Linie auf , entlang welcher das optische Element 23 entlang der x-Achse die längste Erstreckung aufweist . Diese Linie verläuft an der Austritts fläche 25 parallel zur z-Achse .

In Figur 4 ist ein Querschnitt durch den Strahlkombinierer 26 gemäß einem Aus führungsbeispiel gezeigt . Dabei ist eine Draufsicht auf den Strahlkombinierer 26 gezeigt . Von der linken Bildseite her kann aus dem optischen Element 23 und aus den weiteren optischen Elementen 28 , 38 austretende Laserstrahlung auf den Strahlkombinierer 26 auftref fen . Die Laserstrahlung ist j eweils als durch gestrichelte Linien begrenzt dargestellt . Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen ist mit unterschiedlich gestrichelten Linien dargestellt . In Richtung der rechten Bildseite kann überlagerte Laserstrahlung aus dem Strahlkombinierer 26 austreten . Bei dem Strahlkombinierer 26 kann es sich um einen Block handeln . Der Strahlkombinierer 26 kann ein transparentes Material aufweisen . Der Strahlkombinierer 26 weist an einer dem optischen Element 23 zugewandten Seite eine erste Filterschicht 31 auf . Die erste Filterschicht 31 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % auf .

An einer dem optischen Element 23 abgewandten Seite weist der Strahlkombinierer 26 eine reflektierende Schicht 29 auf . Die reflektierende Schicht 29 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf . Die Ref lektivität der reflektierenden Schicht 29 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängen . Die reflektierende Schicht 29 bedeckt nur einen Teil der dem optischen Element 23 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 . Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 in dem Bereich, welcher einem Bereich gegenüberliegt , durch welchen Laserstrahlung, welche aus dem optischen Element 23 austritt und auf den Strahlkombinierer 26 auftri f ft , in diesen eintritt .

Der Strahlkombinierer 26 weist weiter an einer dem ersten weiteren optischen Element 28 zugewandten Seite eine zweite Filterschicht 36 auf . Die zweite Filterschicht 36 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf und für von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % . Die Ref lektivität der zweiten Filterschicht 36 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängig sein . An einer dem ersten weiteren optischen Element 28 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 ist die reflektierende Schicht 29 angeordnet . Die reflektierende Schicht 29 weist für von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf . Die Ref lektivität der reflektierenden Schicht 29 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängen . Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 in dem Bereich, welcher einem Bereich gegenüberliegt , durch welchen Laserstrahlung, welche aus dem ersten weiteren optischen Element 28 austritt und auf den Strahlkombinierer 26 auftri f ft , in diesen eintritt .

Der Strahlkombinierer 26 weist weiter an einer dem zweiten weiteren optischen Element 38 zugewandten Seite eine dritte Filterschicht 35 auf . Die dritte Filterschicht 35 weist für von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung und von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Strahlung eine Ref lektivität von mindestens 80 % auf und für von der dritten Laserdiode 27 emittierte Strahlung eine Transmissivität von mindestens 50 % . Die Ref lektivität der dritten Filterschicht 35 kann von der Wellenlänge der auf tref f enden Strahlung und/oder von der Polarisation der auf tref f enden Strahlung abhängig sein .

Die Überlagerung von Laserstrahlung im Strahlkombinierer 26 kann wie folgt erfolgen . Die aus dem optischen Element 23 austretende , von der ersten Laserdiode 21 emittierte Laserstrahlung tri f ft auf den Strahlkombinierer 26 auf und tritt durch die erste Filterschicht 31 in diesen ein . Die von der ersten Laserdiode 21 emittierte Strahlung wird an der reflektierenden Schicht 29 größtenteils in Richtung der zweiten Filterschicht 36 reflektiert . Dies wird dadurch ermöglicht , dass der Strahlkombinierer 26 so angeordnet ist , dass die Strahlungseintritts fläche 32 sich in einer Draufsicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des optischen Elements 23 erstreckt . An der zweiten Filterschicht 36 wiederum wird ein Großteil der auf tref f enden Laserstrahlung, welche von der ersten Laserdiode 21 emittiert wurde , in Richtung der reflektierenden Schicht 29 reflektiert . Außerdem kann durch die zweite Filterschicht 36 die aus dem ersten weiteren optischen Element 28 austretende und von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintreten . Somit werden zwischen der zweiten Filterschicht 36 und der reflektierenden Schicht 29 bereits Laserstrahlung, welche von der ersten Laserdiode 21 emittiert wurde und Laserstrahlung, welche von der zweiten Laserdiode 22 emittiert wurde , überlagert . An der reflektierenden Schicht 29 werden ein Großteil der auf tref f enden, von der ersten Laserdiode 21 emittierten Strahlung und ein Großteil der auf tref f enden, von der zweiten Laserdiode 22 emittierten Strahlung in Richtung der dritten Filterschicht 35 reflektiert . An der dritten Filterschicht 35 wiederum wird ein Großteil der auf tref f enden, von der ersten Laserdiode 21 emittierten Strahlung und ein Großteil der auf tref f enden, von der zweiten Laserdioden 22 emittierten Strahlung reflektiert . Außerdem kann durch die dritte Filterschicht 35 die aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 und von der dritten Laserdiode 27 emittierte Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintreten . Somit werden zwischen der dritten Filterschicht 36 und der Strahlungsaustritts fläche 37 des Strahlkombinierers 26 von der ersten Laserdiode 21 emittierte Laserstrahlung, von der zweiten Laserdiode 22 emittierte Laserstrahlung und von der dritten Laserdiode 27 emittierte Laserstrahlung überlagert . Die überlagerte Laserstrahlung kann an der Strahlungsaustrittsfläche 37 aus dem Strahlkombinierer 26 austreten. An der Strahlungsaustrittsfläche 37 ist der Strahlkombinierer 26 frei von der reflektierenden Schicht 29.

In Figur 5 ist eine Sicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 gezeigt, an welcher die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 angeordnet sind. Die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 sind übereinander und beabstandet zueinander angeordnet. Die erste Filterschicht 31, die zweite Filterschicht 36 und die dritte Filterschicht 35 bedecken den Strahlkombinierer 26 jeweils stellenweise.

In Figur 6 ist eine Sicht auf die Seite des Strahlkombinierers 26 gezeigt, an welcher die reflektierende Schicht 29 angeordnet ist. Die reflektierende Schicht 29 bedeckt den Strahlkombinierer 26 an dieser Seite stellenweise. An der Strahlungsaustrittsfläche 37 ist der Strahlkombinierer 26 frei von der reflektierenden Schicht 29.

In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Laserbauteils 20 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Laserdiode 21, die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27, das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und der Strahlkombinierer 26 gemeinsam verkapselt. Auf dem Träger 34 ist eine Verkapselung 30 angeordnet, welche die erste Laserdiode 21, die zweite Laserdiode 22, die dritte Laserdiode 27, das optische Element 23, die weiteren optischen Elemente 28, 38 und den Strahlkombinierer 26 bedeckt. In Figur 8 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren Aus führungsbeispiels des Laserbauteils 20 gezeigt . In diesem Aus führungsbeispiel sind die erste Laserdiode 21 , die zweite Laserdiode 22 , die dritte Laserdiode 27 , das optische Element 23 , die weiteren optischen Elemente 28 , 38 und der Strahlkombinierer 26 anders als in dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel angeordnet . Die erste Laserdiode 21 und das optische Element 23 sind an der gleichen Seite des Strahlkombinierers 26 angeordnet wie dessen Strahlungsaustritts fläche 37 . Die zweite Laserdiode 22 , die dritte Laserdiode 27 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 sind an der der Strahlungsaustritts fläche 37 abgewandten Seite des Strahlkombinierers 26 angeordnet . Das optische Element 23 und die weiteren optischen Elemente 28 , 38 sind derart angeordnet , dass aus dem optischen Element 23 und den weiteren optischen Elementen 28 , 38 austretende Laserstrahlung unter einem Winkel auf den Strahlkombinierer 26 auftri f ft , welcher verschieden von 90 ° ist . Aus dem ersten weiteren optischen Element 28 ausgetretene und in den Strahlkombinierer 26 eingetretene Laserstrahlung wird an einem Bereich, durch welchen aus dem optischen Element 23 ausgetretene Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintritt , reflektiert . Somit werden Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 und Laserstrahlung der zweiten Laserdiode 22 überlagert . An einem Bereich, durch welchen aus dem zweiten weiteren optischen Element 38 ausgetretene Laserstrahlung in den Strahlkombinierer 26 eintritt , wird die überlagerte Laserstrahlung reflektiert . Dadurch wird insgesamt Laserstrahlung der ersten Laserdiode 21 , Laserstrahlung der zweiten Laserdiode 22 und Laserstrahlung der dritten Laserdiode 27 überlagert . Diese überlagerte Strahlung kann durch die Strahlungsaustritts fläche 37 aus dem Strahlkombinierer 26 austreten . Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Aus führungsbeispiele können gemäß weiteren Aus führungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen expli zit beschrieben sind . Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Aus führungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen .

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele auf diese beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Aus führungsbeispielen angegeben ist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2021 134 547 . 2 , deren Inhalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird .

Bezugs zeichenliste

20 Laserbauteil

21 erste Laserdiode

22 zweite Laserdiode

23 optisches Element

24 Eintritts fläche

25 Austritts fläche

26 Strahlkombinierer

27 dritte Laserdiode

28 erstes weiteres optisches Element

29 reflektierende Schicht

30 Verkapselung

31 erste Filterschicht

32 Strahlungseintritts fläche

33 Montagebereich

34 Träger

35 dritte Filterschicht

36 zweite Filterschicht

37 Strahlungsaustritts fläche

38 zweites weiteres optisches Element