用于偏轉(zhuǎn)激光輻射的裝置以及帶有這種裝置的激光設(shè)備的制作方法
【專利摘要】用于偏轉(zhuǎn)激光輻射（8）的裝置，包括：帶有入射面（6）和出射面（7）的波導（1），該入射面和出射面沿Z方向相互間具有距離（L），其中，所述波導（1）沿X方向具有比沿Y方向更大的延伸尺寸；以及至少兩個電極（4、5），這些電極設(shè)置在波導（1）上，其中，在所述至少兩個電極（4、5）上能夠施加偏轉(zhuǎn)電壓（+V、-V），從而激光輻射在波導（1）中關(guān)于X方向按電場光學偏轉(zhuǎn)，其中，在波導（1）的入射面（6）和出射面（7）之間沿Z方向的距離（L）具有這樣的大小，使得激光輻射在從出射面（7）射出之后的輪廓與激光輻射在射入到入射面（6）中之前的輪廓相當。在此，距離（L）特別是等于激光輻射的塔爾博特長度。
【專利說明】用于偏轉(zhuǎn)激光輻射的裝置以及帶有這種裝置的激光設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分的、用于偏轉(zhuǎn)激光輻射的裝置以及涉及一種按照權(quán)利要求10的前序部分的激光設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]定義:沿激光輻射的傳播方向指的是激光輻射的平均傳播方向，特別是當該激光輻射不是平面波或者是至少部分地發(fā)散的時。如果未另作明確說明，則激光射線、光射線、局部射線或者射線指的不是幾何光學上的理想射線，而是實際的光射線，如例如一種激光射線，該激光射線不是具有無窮小的射線橫截面、而是具有延伸的射線橫截面。
[0003]開頭所述類型的裝置例如由US6，449，084B1已知。在其中描述的裝置包括一個構(gòu)成為長方體的波導，該波導沿第一橫向方向明顯地比沿垂直于第一橫向方向的第二橫向方向延伸得更寬。因此產(chǎn)生很大程度上平面的幾何結(jié)構(gòu)，在該平面的幾何結(jié)構(gòu)中在延伸的面狀側(cè)面上設(shè)置有用于偏轉(zhuǎn)激光輻射的電極。平面的幾何結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點在于控制電壓的顯著縮小，盡管有可能的大偏轉(zhuǎn)角。
[0004]這種現(xiàn)有技術(shù)中的波導幾何結(jié)構(gòu)的缺點是激光射線束在其傳播通過波導時的橫向延伸的輪廓的畸變。因為激光射線束的輪廓在出口中是波導的模式的疊加并且在不同的模式之間的相位關(guān)系在傳播通過波導期間改變，所以激光射線束在從波導射出之后的輪廓與激光射線束在射入到波導中之前的輪廓不同。這點在圖4中通過在穿過波導I’之后分離的激光輻射8’、8"來表示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的問題是創(chuàng)造一種開頭所述類型的裝置，該裝置能夠防止或者至少減少激光輻射的輪廓的改變。此外，應(yīng)給出一種帶有這種裝置的激光設(shè)備。
[0006]按照本發(fā)明，這點通過一種開頭所述類型的、帶有權(quán)利要求1特征部分特征的裝置和一種帶有權(quán)利要求10的特征部分特征的激光設(shè)備來達到。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明優(yōu)選的構(gòu)造形式。
[0007]按照權(quán)利要求1規(guī)定，在所述至少一個波導的入射面和出射面之間沿第一方向的距離具有這樣的大小，使得激光輻射在從出射面射出之后的輪廓與激光輻射在射入到入射面中之前的輪廓相當。通過保持激光射線的輪廓例如產(chǎn)生如下的可能性，即，相繼地設(shè)置兩個相互垂直的波導，以便依次沿兩個相互垂直的方向偏轉(zhuǎn)激光輻射?？赡艿膽?yīng)用例如是在激光電視中的水平偏轉(zhuǎn)和豎直偏轉(zhuǎn)。此外，由于保持輪廓可以相對自由地選擇電極的形狀。
[0008]特別是可以規(guī)定，在所述至少一個波導的入射面和出射面之間沿第一方向的距離等于對于帶有要偏轉(zhuǎn)的激光輻射的波長的光的塔爾博特長度或者等于該塔爾博特長度的整數(shù)多倍。由此通過外部幾何上的預先規(guī)定達到激光輻射的輪廓保持。
[0009]備選地也可以規(guī)定，在所述至少一個波導的入射面和出射面之間沿第一方向的距離等于對于帶有要偏轉(zhuǎn)的激光輻射的波長的光的塔爾博特長度的二分之一或者等于該塔爾博特長度的二分之一的奇數(shù)多倍。
[0010]優(yōu)選對于塔爾博特長度Lt適用:
[0011]LT=8nD2A0
[0012]其中，n為所述至少一個波導的折射率，
[0013]D為所述至少一個波導沿第三方向的延伸尺寸，以及
[0014]A ^為要偏轉(zhuǎn)的激光輻射的真空波長。
[0015]按照權(quán)利要求10，激光設(shè)備的特征在于，用于偏轉(zhuǎn)激光輻射的裝置是按照本發(fā)明的裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點借助對優(yōu)選實施例的以下說明參照附圖變清楚。圖中:
[0017]圖1示出一個按照本發(fā)明的裝置的一種第一實施形式的示意性側(cè)視圖；
[0018]圖2示出按照圖1的裝置的俯視圖；
[0019]圖3示出按照圖1的裝置連同一條示意性表示的激光射線的與圖1相應(yīng)的示意性側(cè)視圖；
[0020]圖4示出一個按照現(xiàn)有技術(shù)的裝置的與圖1相應(yīng)的示意性側(cè)視圖；
[0021]圖5示出一個按照本.發(fā)明的裝置的一種第二實施形式的示意性側(cè)視圖；
[0022]圖6示出按照圖5的裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0023]為了說明，在一些附圖中畫出笛卡爾坐標系。此外，在附圖中相同的或者功能上相同的部件配設(shè)有相同的附圖標記。
[0024]一個按照本發(fā)明的裝置的由圖1和圖2可看出的實施形式包括一個波導1，該波導具有一個透明的基質(zhì)2和多個薄的、面狀的電極3、4、5。電極3、4、5或者可以直接安置到基質(zhì)2上，但或者可以與該基質(zhì)相應(yīng)地通過一個或多個合適的中間層分開。
[0025]基質(zhì)是長方體形的并且沿第一方向Z具有延伸尺寸L，沿第二方向X具有延伸尺寸B并且沿第三方向Y具有延伸尺寸D。在此，沿第二方向X的延伸尺寸B明顯更大，例如是沿第三方向Y的延伸尺寸D的5至10倍。
[0026]在基質(zhì)2的在圖1和圖2中的下側(cè)上設(shè)置有一個特別是整面地覆蓋下側(cè)的電極3，該電極與第一電勢連接。第一電勢可以接地，如這點在圖1中示意性地表示。
[0027]在基質(zhì)2的在圖1和圖2中的上側(cè)上設(shè)置有兩個帶有三角形外形的電極4、5。在此，各電極的三角形彼此位錯180°，從而其中一個三角形的頂點與另一個三角形的底面齊平并且反之亦然。這兩個電極僅示意性地示出，并且在此除了在這兩個電極之間的狹長縫隙之外可以共同在基質(zhì)2的幾乎整個上側(cè)上延伸。
[0028]這兩個電極中的第一電極4與第二電勢連接，其中，在第二電勢和第一電勢之間可以施加電壓+V。這兩個電極中的第二電極5與第三電勢連接，其中，在第三電勢和第一電勢之間可以施加電壓-V。電壓+V和-V的絕對值特別是可以是相同大小的。
[0029]電極3、4、5的幾何結(jié)構(gòu)和基質(zhì)2的幾何結(jié)構(gòu)以及電壓+V、-V這樣選擇，使得射入到入射面6中的激光福射在施加電壓時向X方向偏轉(zhuǎn)。[0030]基質(zhì)2在其在圖1和圖2中的左側(cè)上具有一個入射面6，要偏轉(zhuǎn)的激光輻射能夠射入到該入射面中。基質(zhì)2在其在圖1和圖2中的右側(cè)上具有一個出射面7，要偏轉(zhuǎn)的激光輻射能夠從該出射面射出。入射面6和出射面7分別在X-Y平面中延伸并且沿Z方向通過一段距離相互間隔開，該距離等于基質(zhì)2沿Z方向的延伸尺寸L。
[0031]該延伸尺寸L或者說入射面6離出射面7的該距離與對于要偏轉(zhuǎn)的激光輻射的塔爾博特長度Lt相等。因此，L=Lt。對于塔爾博特長度(Lt)適用:
[0032]LT=8nD2/ 入。
[0033]其中，n為波導I的折射率或者說波導I的基質(zhì)2的折射率，D為波導I沿Y方向的延伸尺寸或者說波導I的基質(zhì)2沿Y方向的延伸尺寸，以及X ^為要偏轉(zhuǎn)的激光輻射的真空波長。
[0034]備選于此地，延伸尺寸L或者說入射面6離出射面7的距離可以等于塔爾博特長度Lt的整數(shù)多倍。備選于此地，延伸尺寸L或者說入射面6離出射面7的距離可以等于塔爾博特長度Lt的二分之一或者塔爾博特長度Lt的二分之一的奇數(shù)多倍。
[0035]通過延伸尺寸L或者說入射面6離出射面7的距離相對于塔爾博特長度Lt的上述選擇可以達到，穿過基質(zhì)2的激光輻射保持其輪廓。
[0036]這點在圖3中說明。在那里，激光輻射8傾斜地由下方射入到入射面6中并且從出射面7傾斜地向上方射出。因此，激光輻射關(guān)于Y方向不改變其原始的傳播方向，而是僅通過施加相應(yīng)的電壓+V和-V而關(guān)于X方向偏轉(zhuǎn)。
[0037]與此相對地，圖4示出 可相比擬的激光輻射8穿過按照現(xiàn)有技術(shù)的波導I’。因為在該波導中，沿Z方向的延伸尺寸L’既不等于塔爾博特長度Lt，也不等于塔爾博特長度Lt的整數(shù)多倍，還不等于塔爾博特長度Lt的二分之一，更不等于塔爾博特長度Lt的二分之一的奇數(shù)多倍，所以激光輻射8未保持其輪廓并且在從出射面7’射出之后在Y方向上分離。這點在圖4中通過沿兩個方向傳播的激光輻射8’和8"表示。
[0038]由于延伸尺寸L與塔爾博特長度LT相協(xié)調(diào)的保持輪廓的效果，可以沿Z方向相繼地設(shè)置兩個按照本發(fā)明構(gòu)造的波導1、10。這點在圖5和圖6中繪出。
[0039]激光輻射被第一波導I沿X方向正向偏轉(zhuǎn)，而在此不發(fā)生激光輻射8的擴張。此夕卜，也不沿Y方向影響激光輻射8。
[0040]激光輻射被第二波導10沿Y方向正向偏轉(zhuǎn)，而在此不發(fā)生激光輻射8的擴張。此夕卜，也不沿X方向影響激光輻射8。
[0041 ] 在穿過這兩個波導1、10之后，激光輻射8不僅沿X方向、而且沿Y方向被偏轉(zhuǎn)，而不改變激光輻射的輪廓。
【權(quán)利要求】
1.用于偏轉(zhuǎn)激光輻射(8)的裝置，包括 ——至少一個波導(1、10)，該波導帶有用于激光輻射(8)的入射面(6)和出射面(7)，其中，所述入射面(6)和出射面(7)相互間沿第一方向(Z)具有距離(L)，其中，所述波導(1、10)沿垂直于第一方向的第二方向(X)具有比沿垂直于第一方向且垂直于第二方向的第三方向(Y)更大的延伸尺寸； —至少兩個電極(3、4、5)，這些電極設(shè)置在所述至少一個波導(1、10)上或者設(shè)置在所述至少一個波導附近，其中，在所述至少兩個電極(3、4、5)上能夠施加偏轉(zhuǎn)電壓(+V、-V)，從而激光輻射(8)在所述至少一個波導(1、10)中和/或在從所述至少一個波導(1、10)射出時至少關(guān)于第二方向(X)按電場光學偏轉(zhuǎn)， 其特征在于，在所述至少一個波導(1、10)的入射面(6)和出射面(7)之間沿第一方向(Z)的距離(L)具有這樣的大小，使得激光輻射(8)在從出射面(7)射出之后的輪廓與激光輻射(8)在射入到入射面(6)中之前的輪廓相當。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述至少一個波導(1、10)的入射面(6)和出射面(7)之間沿第一方向(Z)的距離(L)等于對于帶有要偏轉(zhuǎn)的激光輻射(8)的波長(入。)的光的塔爾博特長度(Lt)或者等于該塔爾博特長度(Lt)的整數(shù)多倍。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述至少一個波導(1、10)的入射面(6)和出射面(7)之間沿第一方向(Z)的距離(L)等于對于帶有要偏轉(zhuǎn)的激光輻射(8)的波長(入。)的光的塔爾博特長度(Lt)的二分之一或者等于該塔爾博特長度(Lt)的二分之一的奇數(shù)多倍。
4.按照權(quán)利要求2或3之一所述的裝置，其特征在于，對于塔爾博特長度(Lt)適用:
LT=8nD2/ 入 0 —其中，n為所述至少 一個波導(1、10)的折射率， —D為所述至少一個波導(1、10)沿第三方向(Y)的延伸尺寸，以及 —入^為要偏轉(zhuǎn)的激光輻射(8)的真空波長。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，其特征在于，所述至少一個波導(1、10)沿第二方向(X)的延伸尺寸(B)為沿第三方向(Y)的延伸尺寸(D)的兩倍之上、優(yōu)選五倍之上。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于，在所述至少一個波導(1、10)的、沿第三方向(Y)相互對置的兩個面上直接或間接地分別設(shè)置有至少一個電極(3、4、5)。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在沿第三方向(Y)相互對置的所述兩個面之一上設(shè)置有兩個相互隔開的電極(4、5)。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括兩個波導(1、10)，這兩個波導相繼地設(shè)置，使得要偏轉(zhuǎn)的激光輻射(8)能夠依次穿過所述兩個波導(1、10)。
9.按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述兩個波導(1、10)在第一方向(Z)上相對彼此轉(zhuǎn)動了 90°，從而所述裝置能夠沿兩個相互垂直的方向(X、Y)偏轉(zhuǎn)激光輻射(8)。
10.激光設(shè)備，包括 ——激光源，該激光源能夠發(fā)射出帶有波長(Xci)的激光輻射(8)； ——用于偏轉(zhuǎn)激光輻射(8)的裝置， 其特征在于，所述用于偏轉(zhuǎn)激光輻射(8)的裝置是按照權(quán)利要求1至9之一所述的裝置。
【文檔編號】G02B26/08GK103430081SQ201280013688
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月29日
【發(fā)明者】A·米哈伊洛夫, A·克拉斯納伯斯基, Y·科洛圖什金 申請人:Limo專利管理有限及兩合公司