WO2014026713A1 - Beam-shaping device and a laser device comprising at least one beam-shaping device - Google Patents

Beam-shaping device and a laser device comprising at least one beam-shaping device Download PDF

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WO2014026713A1
WO2014026713A1 PCT/EP2012/065966 EP2012065966W WO2014026713A1 WO 2014026713 A1 WO2014026713 A1 WO 2014026713A1 EP 2012065966 W EP2012065966 W EP 2012065966W WO 2014026713 A1 WO2014026713 A1 WO 2014026713A1
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WO
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laser
plane
shaping
light
shaping device
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/065966
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German (de)
French (fr)
Inventor
Björn LANGER
Original Assignee
Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0972—Prisms

Definitions

  • Beam-shaping device and laser device with at least one beam-shaping device are used
  • the present invention relates to a beam-shaping device and a laser device having a beam-shaping device.
  • propagation direction is understood to mean the average direction of propagation of the light, especially if it is not a plane wave, or at least partially convergent or divergent.
  • sub-beam or beam is not idealized Beam of the geometric optics meant, but a real light beam, such as a laser beam with a Gaussian profile, which has no infinitesimal small, but an extended beam cross-section.
  • Laser diode bars are known as laser light sources of the prior art and have a plurality of emitters arranged along a so-called slow axis in a row.
  • the slow axis direction is a first
  • Laser diode beams emitted laser light beams have in a direction corresponding to the fast axis direction substantially greater divergence than in a second, the slow axis direction.
  • a laser light source with at least one laser diode bar for beam shaping of laser light, that of a laser light source with at least one laser diode bar, in particular with a
  • Laser diode bars emitted partial beams are arranged one above the other in a working plane.
  • Partial beams to each other arise directly from the height of the steps of the base plate.
  • This beam-shaping concept allows a structurally simple to implement, reliable cooling of the emitters of the laser diode bars, since only the base plate has to be cooled.
  • a major disadvantage of this beam-forming concept is that a variance of the step dimensions can not be compensated because the step heights are fixed by the structure of the base plate. This has the consequence that partial beams with a too small beam diameter can not be brought closer together in the desired manner. In contrast, arise when superimposing partial beams with relatively large beam diameters high reflection losses at the deflecting mirrors.
  • the laser diode bars are arranged in a vertical orientation (ie rotated by 90 °) on a baseplate.
  • Deflecting mirror can be brought together as close as desired. However, this only applies to one beam direction (fast-axis or slow-axis direction). By manufacturing or assembly tolerances, the other beam direction can vary and thereby the increase geometric dimensions of the resulting overall beam in an undesirable manner.
  • a major disadvantage of this beamforming concept is that the
  • Laser diode bars must be mounted on suitable cooling devices in order to efficiently dissipate the resulting heat loss during operation of the laser diode bars in the form of heat.
  • water cooling systems are used.
  • these have the disadvantage that leaks can occur, so that there is a risk that water can escape from the water cooling and the
  • German patent application DE 102004016835 A1 discloses an optical device for processing a laser beam with a transparent body having two opposite surfaces and a coupling-in and a decoupling prism. When used for the beam shaping of laser diode stacks, several such devices are arranged one above the other.
  • the object of the present invention is to provide a
  • Beam shaping device and to provide an improved laser device with a beam shaping device.
  • a beam shaping device for shaping laser beams, comprising emitters of at least one laser diode bar or a plurality of laser diode bars arranged side by side in a row
  • Laser light source can be emitted in a first propagation direction comprises a monolithic beam shaping body
  • the beam forming body further comprises a first reflection surface and at least a second reflection surface, the like
  • Oriented light entrance surface and the light exit surface that the laser beams at the first reflection surface and the second reflection surface can experience total reflections, such that the laser beams are rotated after passing through the beam shaping body 90 ° and in a second propagation direction, in particular orthogonal to the first propagation direction is oriented, can emerge from the beam-shaping body.
  • the beam shaping body according to the invention is characterized by a simple construction. It allows in an advantageous manner a rotation of the - partial beams of a resulting overall beam forming - laser beams by 90 ° and a deflection of the propagation direction of the laser beams after passing through the beam-forming device. If the
  • Beam shaping body is the z-direction, the direction of propagation of the laser beams after exiting the light exit surface of the beam-forming body is in particular the x-direction.
  • Rotation by 90 ° is to be understood that the laser light of in a row (in the x direction) juxtaposed emitter (or laser diode bar) after passing through the beam shaping body appears as coming from a laser light source, wherein the emitter (or
  • Laser diode bars are arranged one above the other in the y direction.
  • Light entry surface is formed inclined. This allows the beam propagation direction (z-direction) of the first
  • the plane of the second reflection surface may be at 45 ° to the plane of
  • Light exit surface may be formed inclined. This allows the beam propagation direction (y-direction) of the first
  • Reflected reflection surface and incident on the second reflection surface laser beams in a simple manner in the desired direction perpendicular thereto propagation direction (x-direction).
  • Beam shaping device in an advantageous embodiment means for linear displacement of the beam shaping body in a first displacement direction, which is orthogonal to the plane of the light entry surface in an initial position of the beam forming body in which the light entrance surface extends in an x-y plane.
  • the beam shaping body can be displaced in the propagation direction of the laser beams emitted from the laser light source. This displacement causes advantageously that the resulting, from the light exit surface of the
  • Beam shaping device shifts emerging laser beam linearly in the z direction (the first displacement direction).
  • the beam-shaping device may further comprise means for linear displacement of the beam-shaping body in a second displacement direction, which is orthogonal to the plane of the light-emitting surface in an initial position of the beam-forming body in which the light exit surface extends in a yz plane.
  • Displacement direction causes in an advantageous manner that the resulting, from the light exit surface of the
  • Beam shaping device emerging overall beam and thus the working plane linearly displaced in the y direction.
  • the beam-shaping device has means for the linear displacement of the beam-shaping body in a third displacement direction, which extends parallel to a cutting edge, in which the light entry surface and the light exit surface in a
  • Beam-shaping body in the third direction of displacement (y-direction) advantageously causes the resulting emerging from the light exit surface of the beam-forming device
  • Laser beam shifts linearly in z-direction and in y-direction.
  • Beam shaping body about a first axis of rotation which extends in an initial position of the beam-forming body in which the light exit surface extends in a y-z plane, orthogonal to the plane of the light exit surface (and thus in the x direction).
  • Rotation of the beamforming body about the first axis of rotation advantageously effects a beam direction change in the x-z plane.
  • the beam-shaping device comprises means for rotating the beam-forming body about a second axis of rotation which extends in an initial position of the beam-forming body in which the light-entrance surface extends in an x-y plane orthogonal to the plane of the light entry surface.
  • Beamforming body about the second axis of rotation advantageously allows a beam direction change in the x-y plane.
  • the propagation directions of the laser beams can be adjusted after exiting the light exit surface in the desired manner, so that the Beam dimensions of the resulting, from the laser beams (partial beams) in the
  • Laser diode bars are identical (in other words, that all laser beams are parallel to each other).
  • the beam-shaping body is made of boron crown glass.
  • Boron Kronglas is characterized as a material for the production of the beam forming body by a high optical quality.
  • the light exit surface is a
  • a laser device comprises a laser light source with at least one
  • a laser diode bar comprising a plurality of emitters arranged side by side in a row and capable of emitting laser beams during operation, a beam shaping device for forming the
  • Laser beams the laser light source in
  • the propagation direction of the laser beams is arranged downstream and has a light entrance surface and a light exit surface.
  • the laser device is characterized in that the beam-shaping device is designed according to one of claims 1 to 11.
  • the laser device according to the invention has a simple structure.
  • the laser light source has a plurality of laser diode bars arranged one above the other in a row and / or as a stack one above the other
  • the laser device comprises a planar base plate to which the laser diode bars are fastened-in particular by screwing.
  • Fig. 1 is a perspective, schematically greatly simplified
  • Fig. 2 is a perspective, schematically greatly simplified
  • a Cartesian coordinate system is respectively defined in the figures, which defines the x-direction, the y-direction and the z-direction, which are respectively orthogonal to one another and define mutually perpendicular spatial directions.
  • a laser device 100 which according to a first
  • Embodiment of the present invention is implemented, comprises a laser light source 3, which during operation a
  • the laser light source 3 comprises a single laser diode bar 30 having a plurality of juxtaposed emitters 31 arranged in a first direction mentioned slow-axis direction, which in this case extends in the x-direction - in a row next to each other and from each other
  • the direction of the so-called fast axis extends perpendicularly in the y direction.
  • the laser beams 4a-4e emitted by the individual emitters 31 of the laser diode bar 30 have a greater divergence in the fast-axis direction than in the slow-axis direction.
  • the fast-axis direction there is the possibility that the laser beams 4a-4e emitted by the individual emitters 31 of the laser diode bar 30 have a greater divergence in the fast-axis direction than in the slow-axis direction.
  • Laser diode bar 30 is arranged rotated by 90 °, so that the emitters 31 of the laser diode bar 30 are arranged in the y-direction in a row next to each other.
  • the laser light source 3 further comprises a planar base plate 33 on which the laser diode bar 30 is mounted.
  • Laser diode bar 30 may in particular be screwed to the base plate 33.
  • the provision of the base plate 33 advantageously provides a simple cooling capability for the laser diode bar 30 during operation, regardless of the actual cooling method used (for example, water cooling or Peltier cooling), since only the actual cooling method used (for example, water cooling or Peltier cooling), since only the actual cooling method used (for example, water cooling or Peltier cooling), since only the actual cooling method used (for example, water cooling or Peltier cooling), since only the actual cooling method used (for example, water cooling or Peltier cooling), since only the actual cooling method used (for example, water cooling or Peltier cooling).
  • Laser diode bar 30 are cooled.
  • the laser light source 3 is a beam-forming device 1
  • the beam-shaping device 1 comprises in this case
  • Embodiment a monolithically formed, transparent beam-shaping body 2, which has a light entrance surface 20 and an orthogonal to this light-emitting surface 21 oriented.
  • the monolithic beam-shaping body 2 is made of boron crown glass. Both the light entry surface 20, and the Light exit surface 21 may advantageously a
  • Antireflection coating may have to
  • the orientation of the beam-shaping body 2 which is also referred to below as the "starting position" is Cartesian
  • Light exit surface 21 extends in the y-z plane.
  • Light entrance surface 20 and the light exit surface 21 form a common cutting edge 210 which extends in the starting position of the beam-forming body 2 parallel to the y-axis.
  • Beamforming body 2 is formed so that the emitted from the emitters 31 of the laser diode bar 30 laser beams 4a - 4e through the light entry surface 20 into the interior of the
  • Beam shaping body 2 can enter and inside the
  • Beam shaping body 2 are rotated by 90 ° and, moreover, deflected such that they from the light exit surface 21 of
  • Beam shaping body 2 emerge and can hit a working level 5. Both the light entry surface 20, and the
  • Light exit surface 21 in the present case have trapezoidal outline shapes.
  • the beam-shaping body 2 comprises a first reflection surface 22, which in the present case has a rectangular outline and is inclined at 45 ° to the plane of the light entry surface 20, so that the laser beams 4a - 4e impinging on the first reflection surface 22 at this total reflection (according to the physical principle of inner
  • the laser beams 4a - 4e are thus not at the interface between the reflection surface 22 and the environment broken, but only at this
  • Reflection surface 22 is not provided. After the total reflection at the first reflection surface 22, the laser beams 4a-4e propagate in the y direction and thus orthogonally to the original one
  • Beam shaping body 2 a second reflection surface 23, which is formed inclined by 45 ° to the plane of the light exit surface 21.
  • the laser beams 4a-4e reflected in the starting position of the beam-forming body 2 from the first reflection surface 22 and incident on the second reflection surface 23 at an angle of incidence of 45 ° also undergo total internal reflection (again according to the physical principle of total internal reflection) and then propagate in the x direction and step out of the
  • Intensity distribution can be obtained, which is rotated by 90 ° (in a vertical orientation). Furthermore, by means of the
  • Beam shaping body 2 the propagation direction of the laser beams 4a - 4e are rotated by 90 °, so that they can propagate in the x direction.
  • the beam-shaping device 1 further comprises means 6a, 6b, 6c for the translatory displacement of the
  • a displacement of the beam-shaping body 2 in the x direction (means 6b) with respect to the starting position shown in FIG. 1 causes the light emerging from the light exit surface 21
  • Cartesian coordinate system varies.
  • a translatory displacement of the beam-forming body 2 in the y-direction causes the laser beams 4a-4e emerging from the light-exit surface 21 to move linearly in the y-direction and in the z-direction.
  • a displacement of the beam-shaping body 2 in the z-direction causes the laser beams 4a-4e emerging from the light-emitting surface 21 to shift linearly in the z-direction.
  • the beam-forming apparatus 1 in Fig. 1 comprises only
  • the beam-forming device 1 in Fig. 1 also comprises only schematically greatly simplified means 9 for rotating the beam-forming body 2 about a parallel to the z-axis ( and thus parallel to the beam propagation direction in which the emitters 31 of the laser diode bar 30 emit the laser beams 4a-4e)
  • Rotation of the beamforming body 2 about the first axis of rotation 8 extending parallel to the x-axis causes an angular beam direction change of the laser beams 4a-4e in the xz-plane.
  • rotation of the beam-shaping body 2 about the second axis of rotation 8 extending parallel to the z-axis causes an angular beam direction change of the laser beams 4a-4e in the xy plane.
  • the propagation direction of the laser beams 4a - 4e can be adjusted in the desired directions, so that the beam dimensions of the resulting total beam formed from the individual laser beams 4a-4e in the working plane 5 along the two beam axes (the fast axis and the slow axis) are as small as possible and at the same time the angular beam directions of the individual emitters 31 of the laser diode bar 30 are identical (in other words, that means everyone
  • Laser beam 4a - 4e in the x-direction is usually not sought, since the x-direction ultimately the resulting
  • Beam propagation direction is in which the laser beams 4a - 4e propagate.
  • the second embodiment of the laser device 100 shown in Fig. 2 differs from the first one Embodiment merely in that the laser light source 3 has a plurality of laser diode bars 30 arranged side by side in the first direction (x direction, ie, the slow axis direction)
  • Each of the laser diode bars 30 is like that in FIG. 1
  • shown laser diode bar 30 executed and has a
  • the laser diode bars 30 are arranged rotated by 90 °, so that the laser diode bars 30 are arranged in the y-direction in a row next to one another.
  • the laser light source 3 comprises a plurality of laser diode bars 30, which are arranged next to one another in the x direction and, moreover, also in the y direction one above the other. The propagation direction of the laser beams 4a '- 4e' emitted from the laser diode bars 30 of the laser light source 3 during operation is present
  • the laser device 100 further comprises a single, level (and thus stepless)
  • Base plate 33 on which the laser diode bars 30 are mounted.
  • the laser diode bars 30 may in particular be screwed to the base plate 33.
  • the provision of the base plate 33 allows during operation of the laser light source 3 as in the first embodiment, a simple cooling of the laser diode bars 30, regardless of the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling), since only the base plate 33 and thus also the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling), since only the base plate 33 and thus also the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling), since only the base plate 33 and thus also the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling), since only the base plate 33 and thus also the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling), since only the base plate 33 and thus also the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling), since only the base plate 33 and thus also the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling
  • Laser diode bars 30 are cooled.
  • Base plate 33 for mounting the laser diode bars 30
  • the structure and operation of the beam-shaping device 1 corresponds to that of the first embodiment, so that at this point on its detailed description
  • the laser light 4a '- 4e' emitted from the laser diode bars 30 enters the interior of the beam-shaping body 2 through the light-entry surface 20 and becomes already in the above
  • the laser light 4a '- 4e' is totally reflected at the two reflection surfaces 22, 23 in the manner described above according to the physical principle of total internal reflection and then exits from the light exit surface 21 of the beam-forming body 2.
  • Beamforming body 2 to at least one of the two
  • Laser beams 4a '- 4e' are adjusted so that the desired minimum beam dimensions of the resulting, from the
  • Laser beams 4a '- 4e' formed total beam along the two beam axes (the fast axis and the slow axis) are as small as possible and at the same time the angular beam directions of the individual laser diode bars 30 are identical (which means that all

Abstract

The invention relates to a beam-shaping device (1) for shaping laser beams (4a - 4e, 4a' - 4e') that can be emitted, in a first propagation direction, from emitters (31) arranged side-by-side and in series on at least one laser diode bar (30), or a plurality of laser diode bars (30) of a laser light source (3) arranged side-by-side, the device comprising a monolithic beam-shaping body (2) that has a light entry surface (20) through which the laser beams (4a - 4e, 4a' - 4e) can enter into the interior of said beam-shaping body (2), and a light exit surface (21) whose plane extends orthogonally to the plane of the light entry surface (20), said beam-shaping body (2) also comprising a first reflection surface (22) and at least one second reflection surface (23) which are designed and oriented relative to one another, relative to the light entry surface (20) and relative the light exit surface (21) in such a manner that the laser beams (4a - 4e, 4a' - 4e') can undergo total reflection at the first reflection surface (22) and at the second reflection surface (23) such that the laser beams (4a - 4e, 4a' - 4e') are turned 90° after passing through the beam-shaping body (2) and can leave said beam-shaping body (2) in a second propagation direction that is, in particular, oriented orthogonally to the first propagation direction.

Description

„Strahlformungsvorrichtung und Laservorrichtung mit mindestens einer Strahlformungsvorrichtung"  "Beam-shaping device and laser device with at least one beam-shaping device"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlformungsvorrichtung und eine Laservorrichtung mit einer Strahlformungsvorrichtung. The present invention relates to a beam-shaping device and a laser device having a beam-shaping device.
Definitionen : Unter„Ausbreitungsrichtung" wird im Rahmen dieser Anmeldung die mittlere Ausbreitungsrichtung des Lichts verstanden, insbesondere wenn dieses keine ebene Welle ist oder zumindest teilweise konvergent oder divergent ist. Mit Lichtstrahl, Teilstrahl oder Strahl ist, wenn nicht ausdrücklich anderes angegeben ist, kein idealisierter Strahl der geometrischen Optik gemeint, sondern ein realer Lichtstrahl, wie beispielsweise ein Laserstrahl mit einem Gauß- Profil, der keinen infinitesimal kleinen, sondern einen ausgedehnten Strahlquerschnitt aufweist. Definitions: For purposes of this application, "propagation direction" is understood to mean the average direction of propagation of the light, especially if it is not a plane wave, or at least partially convergent or divergent.Without the light beam, sub-beam or beam, unless explicitly stated otherwise, is not idealized Beam of the geometric optics meant, but a real light beam, such as a laser beam with a Gaussian profile, which has no infinitesimal small, but an extended beam cross-section.
Laserdiodenbarren sind als Laserlichtquellen aus dem Stand der Technik bekannt und weisen eine Mehrzahl von Emittern auf, die entlang einer so genannten Slow-Axis (langsamen Achse) in einer Reihe angeordnet sind. Die Slow-Axis-Richtung ist eine erste Laser diode bars are known as laser light sources of the prior art and have a plurality of emitters arranged along a so-called slow axis in a row. The slow axis direction is a first
Richtung, in der sich die aktive Schicht der Halbleiterdiode erstreckt, wohingegen die so genannte Fast-Axis (schnelle Achse) die dazu senkrechte Richtung ist. Die von den einzelnen Emittern des Direction in which the active layer of the semiconductor diode extends, whereas the so-called fast-axis (vertical axis) is the direction perpendicular thereto. By the individual emitters of the
Laserdiodenbarrens emittierten Laserlichtstrahlen weisen in einer der Fast-Axis-Richtung entsprechenden Richtung eine wesentlich größere Divergenz auf als in einer zweiten, der Slow-Axis-Richtung. Laser diode beams emitted laser light beams have in a direction corresponding to the fast axis direction substantially greater divergence than in a second, the slow axis direction.
Zur Strahlformung von Laserlicht, das von einer Laserlichtquelle mit mindestens einem Laserdiodenbarren, insbesondere mit einer For beam shaping of laser light, that of a laser light source with at least one laser diode bar, in particular with a
Mehrzahl von Laserdiodenbarren, emittiert wird, werden die von den Emittern der einzelnen Laserdiodenbarren generierten Teilstrahlen geometrisch (d.h. räumlich) derart überlagert, dass der aus der Überlagerung resultierende Laserstrahl in einer Arbeitsebene Plural of laser diode bars, is emitted, the partial beams generated by the emitters of the individual laser diode bars geometrically (ie spatially) superimposed so that from the Overlay resulting laser beam in a working plane
möglichst geringe geometrische Abmessungen aufweist. Has the lowest possible geometric dimensions.
Um dieses Ziel zu erreichen ist es zum Beispiel bereits bekannt, mehrere Laserdiodenbarren auf einer stufenförmigen Grundplatte anzubringen und im Strahlengang eine Anzahl von Umlenkspiegeln vorzusehen, die so angeordnet sind, dass die von den To achieve this goal, it is already known, for example, to attach a plurality of laser diode bars on a stepped base plate and to provide in the beam path a number of deflecting mirrors, which are arranged so that of the
Laserdiodenbarren emittierten Teilstrahlen in einer Arbeitsebene übereinander angeordnet sind. Die vertikalen Abstände der Laser diode bars emitted partial beams are arranged one above the other in a working plane. The vertical distances of the
Teilstrahlen zueinander ergeben sich unmittelbar aus der Höhe der Stufen der Grundplatte. Dieses Strahlformungskonzept ermöglicht eine konstruktiv einfach umsetzbare, sichere Kühlung der Emitter der Laserdiodenbarren, da lediglich die Grundplatte gekühlt werden muss. Ein wesentlicher Nachteil dieses Strahlformungskonzepts besteht darin, dass eine Varianz der Stufenabmessungen nicht kompensiert werden kann, da die Stufenhöhen durch den Aufbau der Grundplatte fest vorgegeben sind. Das hat zur Folge, dass Teilstrahlen mit einem zu kleinen Strahldurchmesser nicht in gewünschter Weise näher zusammengeführt werden können. Demgegenüber entstehen bei der Überlagerung von Teilstrahlen mit relativ großen Strahldurchmessern hohe Reflexionsverluste an den Umlenkspiegeln. Partial beams to each other arise directly from the height of the steps of the base plate. This beam-shaping concept allows a structurally simple to implement, reliable cooling of the emitters of the laser diode bars, since only the base plate has to be cooled. A major disadvantage of this beam-forming concept is that a variance of the step dimensions can not be compensated because the step heights are fixed by the structure of the base plate. This has the consequence that partial beams with a too small beam diameter can not be brought closer together in the desired manner. In contrast, arise when superimposing partial beams with relatively large beam diameters high reflection losses at the deflecting mirrors.
Bei einer weiteren, aus dem Stand der Technik bekannten Variante zur Strahlformung des von einer Mehrzahl von Laserdiodenbarren emittierten Laserlichts werden die Laserdiodenbarren in einer vertikalen Orientierung (also um 90° gedreht) auf einer Grundplatte angeordnet. Ein Vorteil dieses Strahlformungskonzepts besteht darin, dass die einzelnen Teilstrahlen mit Hilfe eines oder mehrerer In a further variant known from the prior art for beam shaping of the laser light emitted by a plurality of laser diode bars, the laser diode bars are arranged in a vertical orientation (ie rotated by 90 °) on a baseplate. An advantage of this beam-forming concept is that the individual partial beams with the help of one or more
Umlenkspiegel beliebig nahe zusammengeführt werden können. Dies gilt allerdings nur für eine Strahlrichtung (Fast-Axis- oder Slow-Axis- Richtung). Durch Fertigungs- oder Montagetoleranzen kann die jeweils andere Strahlrichtung variieren und dadurch die geometrischen Abmessungen des resultierenden Gesamtstrahls in unerwünschter Weise vergrößern. Ein wesentlicher Nachteil dieses Strahlformungskonzepts ist darin zu sehen, dass die Deflecting mirror can be brought together as close as desired. However, this only applies to one beam direction (fast-axis or slow-axis direction). By manufacturing or assembly tolerances, the other beam direction can vary and thereby the increase geometric dimensions of the resulting overall beam in an undesirable manner. A major disadvantage of this beamforming concept is that the
Laserdiodenbarren auf geeigneten Kühlvorrichtungen montiert werden müssen, um die während des Betriebs der Laserdiodenbarren entstehende Verlustleistung in Form von Wärme effizient abführen zu können. Um den technischen Aufwand für die Bereitstellung der Kühlung in vertretbaren Grenzen zu halten, kommen in der Regel Wasserkühlungen zum Einsatz. Diese haben allerdings den Nachteil, dass Undichtigkeiten auftreten können, so dass die Gefahr besteht, dass Wasser aus der Wasserkühlung austreten kann und die Laser diode bars must be mounted on suitable cooling devices in order to efficiently dissipate the resulting heat loss during operation of the laser diode bars in the form of heat. In order to keep the technical effort for the provision of cooling within reasonable limits, usually water cooling systems are used. However, these have the disadvantage that leaks can occur, so that there is a risk that water can escape from the water cooling and the
Laserdiodenbarren irreparabel beschädigen kann. Can damage laser diode bars irreparably.
Die deutsche Patentanmeldung DE 102004016835 A1 offenbart eine optische Vorrichtung zum Aufbereiten eines Laserstrahls mit einem transparenten Körper mit zwei gegenüberliegenden Oberflächen sowie einem Einkoppel- und einem Auskoppelprisma. Bei einer Verwendung für die Strahlformung von Laserdiodenstacks werden mehrere derartige Vorrichtungen übereinander angeordnet. German patent application DE 102004016835 A1 discloses an optical device for processing a laser beam with a transparent body having two opposite surfaces and a coupling-in and a decoupling prism. When used for the beam shaping of laser diode stacks, several such devices are arranged one above the other.
Weitere Strahlformungskonzepte sind zum Beispiel aus der WO Further beam-forming concepts are, for example, from WO
01/16628 A1, der US 6,377,410 B1, der EP 0676651 B1, der EP 2 309309 A2, der US 6,700.709 B1, der US 6,778,732 B1 sowie der US 7,489,840 B2 bekannt. No. 01/16628 A1, US Pat. No. 6,377,410 B1, EP 0676651 B1, EP 2 309309 A2, US Pat. No. 6,700,709 B1, US Pat. No. 6,778,732 B1 and US Pat. No. 7,489,840 B2.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine The object of the present invention is to provide a
gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik verbesserte improved over the prior art
Strahlformungsvorrichtung sowie eine verbesserte Laservorrichtung mit einer Strahlformungsvorrichtung anzugeben. Beam shaping device and to provide an improved laser device with a beam shaping device.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Strahlformungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich der Laservorrichtung wird diese Aufgabe durch eine Laservorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 12 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The solution to this problem is provided by a beam-shaping device of the type mentioned at the outset with the features of claim 1. With regard to the laser device, this object is achieved by a laser device having the features of the characterizing part of claim 12. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.
Eine erfindungsgemäße Strahlformungsvorrichtung zur Formung von Laserstrahlen die von in einer Reihe nebeneinander angeordneten Emittern mindestens eines Laserdiodenbarrens oder einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Laserdiodenbarren einer A beam shaping device according to the invention for shaping laser beams, comprising emitters of at least one laser diode bar or a plurality of laser diode bars arranged side by side in a row
Laserlichtquelle in einer ersten Ausbreitungsrichtung emittiert werden können, umfasst einen monolithischen Strahlformungskörper Laser light source can be emitted in a first propagation direction comprises a monolithic beam shaping body
- mit einer Lichteintrittsfläche, durch die die Laserstrahlen in das Innere des Strahlformungskörpers eintreten können, und - With a light entry surface through which the laser beams can enter the interior of the beam-forming body, and
- mit einer Lichtaustrittsfläche, deren Ebene sich orthogonal zur Ebene der Lichteintrittsfläche erstreckt, wobei der Strahlformungskörper weiterhin eine erste Reflexionsfläche und zumindest eine zweite Reflexionsfläche umfasst, die so with a light exit surface, the plane of which extends orthogonal to the plane of the light entry surface, wherein the beam forming body further comprises a first reflection surface and at least a second reflection surface, the like
ausgebildet und derart relativ zueinander sowie relativ zur formed and relative to each other and relative to
Lichteintrittsfläche und zur Lichtaustrittsfläche orientiert sind, dass die Laserstrahlen an der ersten Reflexionsfläche und an der zweiten Reflexionsfläche Totalreflexionen erfahren können, derart, dass die Laserstrahlen nach dem Durchqueren des Strahlformungskörpers um 90° gedreht sind und in einer zweiten Ausbreitungsrichtung, die insbesondere orthogonal zur ersten Ausbreitungsrichtung orientiert ist, aus dem Strahlformungskörper heraustreten können. Oriented light entrance surface and the light exit surface, that the laser beams at the first reflection surface and the second reflection surface can experience total reflections, such that the laser beams are rotated after passing through the beam shaping body 90 ° and in a second propagation direction, in particular orthogonal to the first propagation direction is oriented, can emerge from the beam-shaping body.
Der erfindungsgemäße Strahlformungskörper zeichnet sich durch einen einfachen konstruktiven Aufbau aus. Er möglicht auf in vorteilhafter Weise eine Drehung der - Teilstrahlen eines resultierenden Gesamtstrahls bildenden - Laserstrahlen um 90° und eine Umlenkung der Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen nach dem Hindurchtritt durch die Strahlformungsvorrichtung. Wenn die The beam shaping body according to the invention is characterized by a simple construction. It allows in an advantageous manner a rotation of the - partial beams of a resulting overall beam forming - laser beams by 90 ° and a deflection of the propagation direction of the laser beams after passing through the beam-forming device. If the
Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen vor dem Eintritt in den Propagation direction of the laser beams before entering the
Strahlformungskörper die z-Richtung ist, ist die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen nach dem Austritt aus der Lichtaustrittsfläche des Strahlformungskörpers die insbesondere die x-Richtung. Unter Beam shaping body is the z-direction, the direction of propagation of the laser beams after exiting the light exit surface of the beam-forming body is in particular the x-direction. Under
Drehung um 90° soll verstanden werden, dass das Laserlicht der in einer Reihe (in x-Richtung) nebeneinander angeordneten Emitter (beziehungsweise Laserdiodenbarren) nach dem Hindurchtritt durch den Strahlformungskörper so erscheint als stamme es von einer Laserlichtquelle, bei der die Emitter (beziehungsweise Rotation by 90 ° is to be understood that the laser light of in a row (in the x direction) juxtaposed emitter (or laser diode bar) after passing through the beam shaping body appears as coming from a laser light source, wherein the emitter (or
Laserdiodenbarren) in y-Richtung übereinander angeordnet sind. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Laser diode bars) are arranged one above the other in the y direction. By the use of the invention
Strahlformungskörpers lassen sich in vorteilhafter Weise Beam shaping body can be in an advantageous manner
Umlenkspiegel zum Umlenken der Laserstrahlen vermeiden, deren Justage erfahrungsgemäß relativ aufwändig ist. Avoid deflecting mirror for deflecting the laser beams, the adjustment is relatively complex according to experience.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Ebene der ersten Reflexionsfläche um 45° zur Ebene der In an advantageous embodiment, it is proposed that the plane of the first reflection surface at 45 ° to the plane of
Lichteintrittsfläche geneigt ausgebildet ist. Dadurch lässt sich die Strahlausbreitungsrichtung (z-Richtung) der auf die erste Light entry surface is formed inclined. This allows the beam propagation direction (z-direction) of the first
Reflexionsfläche treffenden Laserstrahlen in eine dazu senkrechte Ausbreitungsrichtung (y-Richtung) umlenken. Vorzugsweise kann die Ebene der zweiten Reflexionsfläche um 45° zur Ebene der Reflecting reflecting laser beam in a direction perpendicular thereto propagation direction (y-direction). Preferably, the plane of the second reflection surface may be at 45 ° to the plane of
Lichtaustrittsfläche geneigt ausgebildet sein. Dadurch lässt sich die Strahlausbreitungsrichtung (y-Richtung) der von der ersten Light exit surface may be formed inclined. This allows the beam propagation direction (y-direction) of the first
Reflexionsfläche reflektierten und auf die zweite Reflexionsfläche treffenden Laserstrahlen auf einfache Weise in die gewünschte, dazu senkrechte Ausbreitungsrichtung (x-Richtung) umlenken. Reflected reflection surface and incident on the second reflection surface laser beams in a simple manner in the desired direction perpendicular thereto propagation direction (x-direction).
Um die Ausbreitungsrichtungen der Laserstrahlen nach dem Austritt aus dem Strahlformungskörper beziehungsweise die Position der Arbeitsebene einstellen zu können, weist die To the directions of propagation of the laser beams after exiting the beam-shaping body or the position of the To be able to adjust working level, the
Strahlformungsvorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform Mittel zur linearen Verschiebung des Strahlformungskörpers in einer ersten Verschieberichtung auf, die in einer Ausgangsposition des Strahlformungskörpers, in der sich die Lichteintrittsfläche in einer x-y- Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichteintrittsfläche ist. Somit kann der Strahlformungskörper in Ausbreitungsrichtung der von der Laserlichtquelle emittierten Laserstrahlen verschoben werden. Diese Verschiebung bewirkt in vorteilhafter Weise, dass sich der resultierende, aus der Lichtaustrittsfläche der Beam shaping device in an advantageous embodiment means for linear displacement of the beam shaping body in a first displacement direction, which is orthogonal to the plane of the light entry surface in an initial position of the beam forming body in which the light entrance surface extends in an x-y plane. Thus, the beam shaping body can be displaced in the propagation direction of the laser beams emitted from the laser light source. This displacement causes advantageously that the resulting, from the light exit surface of the
Strahlformungsvorrichtung austretende Laserstrahl linear in z- Richtung (der ersten Verschieberichtung) verschiebt. Beam shaping device shifts emerging laser beam linearly in the z direction (the first displacement direction).
Vorteilhaft kann die Strahlformungsvorrichtung des Weiteren Mittel zur linearen Verschiebung des Strahlformungskörpers in einer zweiten Verschieberichtung aufweisen, die in einer Ausgangsposition des Strahlformungskörpers, in der sich die Lichtaustrittsfläche in einer y- z-Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichtaustrittsfläche ist. Eine Verschiebung des Strahlformungskörpers in der zweiten Advantageously, the beam-shaping device may further comprise means for linear displacement of the beam-shaping body in a second displacement direction, which is orthogonal to the plane of the light-emitting surface in an initial position of the beam-forming body in which the light exit surface extends in a yz plane. A shift of the beam-shaping body in the second
Verschieberichtung (x-Richtung) bewirkt in vorteilhafter Weise, dass sich der resultierende, aus der Lichtaustrittsfläche der Displacement direction (x-direction) causes in an advantageous manner that the resulting, from the light exit surface of the
Strahlformungsvorrichtung austretende Gesamtstrahl und damit auch die Arbeitsebene linear in y-Richtung verschiebt. Beam shaping device emerging overall beam and thus the working plane linearly displaced in the y direction.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Strahlformungsvorrichtung Mittel zur linearen Verschiebung des Strahlformungskörpers in einer dritten Verschieberichtung aufweist, die sich parallel zu einer Schnittkante erstreckt, in der sich die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche in einer In a further advantageous embodiment, it is proposed that the beam-shaping device has means for the linear displacement of the beam-shaping body in a third displacement direction, which extends parallel to a cutting edge, in which the light entry surface and the light exit surface in a
Ausgangsposition, in der sich die Lichteintrittsfläche in einer x-y- Ebene erstreckt und in der sich die Lichtaustrittsfläche in einer y-z- Ebene erstreckt, schneiden. Eine Verschiebung des Starting position in which the light entrance surface extends in an x-y plane and in which the light exit surface extends in a y-z plane intersect. A shift in the
Strahlformungskörpers in der dritten Verschieberichtung (y-Richtung) bewirkt in vorteilhafter Weise, dass sich der resultierende, aus der Lichtaustrittsfläche der Strahlformungsvorrichtung austretende Beam-shaping body in the third direction of displacement (y-direction) advantageously causes the resulting emerging from the light exit surface of the beam-forming device
Laserstrahl linear in z-Richtung und in y-Richtung verschiebt. Laser beam shifts linearly in z-direction and in y-direction.
Um weitere Justagemöglichkeiten zu schaffen, wird in einer To create more adjustment options, is in a
besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Strahlformungsvorrichtung Mittel zur Rotation des Particularly advantageous embodiment proposed that the beam-shaping device means for rotating the
Strahlformungskörpers um eine erste Rotationsachse aufweist, die sich in einer Ausgangsposition des Strahlformungskörpers, in der sich die Lichtaustrittsfläche in einer y-z-Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichtaustrittsfläche (und somit in x-Richtung) erstreckt. Eine Drehung des Strahlformungskörpers um die erste Rotationsachse bewirkt in vorteilhafter Weise eine Strahlrichtungsänderung in der x-z- Ebene. Beam shaping body about a first axis of rotation, which extends in an initial position of the beam-forming body in which the light exit surface extends in a y-z plane, orthogonal to the plane of the light exit surface (and thus in the x direction). Rotation of the beamforming body about the first axis of rotation advantageously effects a beam direction change in the x-z plane.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die In a further advantageous embodiment, the
Möglichkeit, dass die Strahlformungsvorrichtung Mittel zur Rotation des Strahlformungskörpers um eine zweite Rotationsachse aufweist, die sich in einer Ausgangsposition des Strahlformungskörpers, in der sich die Lichteintrittsfläche in einer x-y-Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichteintrittsfläche erstreckt. Eine Drehung des Possibility that the beam-shaping device comprises means for rotating the beam-forming body about a second axis of rotation which extends in an initial position of the beam-forming body in which the light-entrance surface extends in an x-y plane orthogonal to the plane of the light entry surface. A turn of the
Strahlformungskörpers um die zweite Rotationsachse ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Strahlrichtungsänderung in der x-y-Ebene. Beamforming body about the second axis of rotation advantageously allows a beam direction change in the x-y plane.
Durch eine entsprechende Justage des Strahlformungskörpers der Strahlformungsvorrichtung durch Translationen (lineare By a corresponding adjustment of the beam-shaping body of the beam-shaping device by translations (linear
Verschiebebewegungen) in x- und/oder y- und/oder z-Richtung und/oder durch Rotation des Strahlformungskörpers um zumindest eine der beiden Rotationsachsen können die Ausbreitungsrichtungen der Laserstrahlen nach dem Austritt aus der Lichtaustrittsfläche in der gewünschten Weise justiert werden, so dass die Strahlabmessungen des resultierenden, aus den Laserstrahlen (Teilstrahlen) in der Shifting movements) in the x- and / or y- and / or z-direction and / or by rotation of the beam forming body about at least one of the two axes of rotation, the propagation directions of the laser beams can be adjusted after exiting the light exit surface in the desired manner, so that the Beam dimensions of the resulting, from the laser beams (partial beams) in the
Arbeitsebene gebildeten Gesamtstrahls entlang der beiden Strahlachsen (der Fast-Axis und der Slow-Axis) möglichst klein werden und gleichzeitig die angulären Strahlrichtungen der einzelnen Emitter des Laserdiodenbarrens beziehungsweise der Working plane formed overall beam along the two Beam axes (the fast axis and the slow axis) are as small as possible and at the same time the angular beam directions of the individual emitter of the laser diode bar or the
Laserdiodenbarren identisch sind (das bedeutet mit anderen Worten, dass alle Laserstrahlen parallel zueinander verlaufen). Laser diode bars are identical (in other words, that all laser beams are parallel to each other).
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Strahlformungskörper aus Bor-Kronglas hergestellt ist. Bor-Kronglas zeichnet sich als Werkstoff für die Herstellung des Strahlformungskörpers durch eine hohe optische Qualität aus. In a particularly preferred embodiment it can be provided that the beam-shaping body is made of boron crown glass. Boron Kronglas is characterized as a material for the production of the beam forming body by a high optical quality.
Um mögliche Reflexionsverluste an der Lichteintrittsfläche zu To possible reflection losses at the light entry surface too
verringern, kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Lichteintrittsfläche eine reduce, may be provided in a particularly advantageous embodiment that the light entrance surface a
Antireflexionsbeschichtung aufweist. Having antireflection coating.
Um mögliche Reflexionsverluste an der Lichtaustrittsfläche zu verringern, kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsfläche eine In order to reduce possible reflection losses at the light exit surface, it can be provided in a particularly advantageous embodiment that the light exit surface is a
Antireflexionsbeschichtung aufweist. Having antireflection coating.
Gemäß Anspruch 12 umfasst eine erfindungsgemäße Laservorrichtung eine Laserlichtquelle mit mindestens einem According to claim 12, a laser device according to the invention comprises a laser light source with at least one
Laserdiodenbarren, der eine Mehrzahl von Emittern umfasst, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und während des Betriebs Laserstrahlen emittieren können, eine Strahlformungsvorrichtung zur Formung der  A laser diode bar comprising a plurality of emitters arranged side by side in a row and capable of emitting laser beams during operation, a beam shaping device for forming the
Laserstrahlen, die der Laserlichtquelle in  Laser beams, the laser light source in
Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen nachgeordnet ist und eine Lichteintrittsfläche sowie eine Lichtaustrittsfläche aufweist. Die Laservorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Strahlformungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Laservorrichtung weist einen einfachen Aufbau auf. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Strahlformungskörpers lassen sich in vorteilhafter Weise The propagation direction of the laser beams is arranged downstream and has a light entrance surface and a light exit surface. The laser device is characterized in that the beam-shaping device is designed according to one of claims 1 to 11. The laser device according to the invention has a simple structure. By using the beam shaping body according to the invention can be in an advantageous manner
Umlenkspiegel zum Umlenken der Laserstrahlen vermeiden, deren Justage relativ aufwändig ist. Avoid deflection mirrors for deflecting the laser beams whose adjustment is relatively complex.
Um höhere optische Leistungen erzielen zu können, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Laserlichtquelle eine Mehrzahl von Laserdiodenbarren aufweist, die in einer Reihe nebeneinander und/oder als Stapel übereinander In order to be able to achieve higher optical powers, it is proposed in a particularly advantageous embodiment that the laser light source has a plurality of laser diode bars arranged one above the other in a row and / or as a stack one above the other
angeordnet sind. are arranged.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Laservorrichtung eine ebene Grundplatte umfasst, an der die Laserdiodenbarren - insbesondere durch Verschrauben - befestigt sind. Durch das Vorsehen der ebenen (und somit stufenfreien) In a particularly advantageous embodiment, it is proposed that the laser device comprises a planar base plate to which the laser diode bars are fastened-in particular by screwing. By providing the flat (and thus stepless)
Grundplatte, auf der die Laserdiodenbarren angebracht sind, kann die Herstellung der Laservorrichtung vereinfacht werden. Base plate on which the laser diode bars are mounted, the manufacture of the laser device can be simplified.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Embodiments with reference to the accompanying
Abbildungen. Darin zeigen Illustrations. Show in it
Fig. 1 eine perspektivische, schematisch stark vereinfachte Fig. 1 is a perspective, schematically greatly simplified
Ansicht einer Laservorrichtung mit einer Laserlichtquelle und einer Strahlformungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,  View of a laser device with a laser light source and a beam shaping device according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 eine perspektivische, schematisch stark vereinfachte Fig. 2 is a perspective, schematically greatly simplified
Ansicht einer Laservorrichtung mit einer Laserlichtquelle und einer Strahlformungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.  View of a laser device with a laser light source and a beam shaping device according to a second embodiment of the present invention.
Zur Vereinfachung der weiteren Darstellung findet sich in den Figuren jeweils ein kartesisches Koordinatensystem, welches die x-Richtung, die y-Richtung sowie die z-Richtung definiert, die jeweils orthogonal zueinander orientiert sind und zueinander senkrechte Raumrichtungen festlegen. To simplify the further illustration, a Cartesian coordinate system is respectively defined in the figures, which defines the x-direction, the y-direction and the z-direction, which are respectively orthogonal to one another and define mutually perpendicular spatial directions.
Eine Laservorrichtung 100, die gemäß einem ersten A laser device 100, which according to a first
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, umfasst eine Laserlichtquelle 3, die während des Betriebs eine Embodiment of the present invention is implemented, comprises a laser light source 3, which during operation a
Mehrzahl von Laserstrahlen 4a - 4e, welche Teilstrahlen eines resultierenden Gesamtstrahls bilden, emittieren kann und eine der Laservorrichtung 100 in Strahlausbreitungsrichtung nachgeordnete Strahlformungsvorrichtung 1. Die Ausbreitungsrichtung der von der Laserlichtquelle 3 während des Betriebs emittierten Laserstrahlen 4a - 4e ist im vorliegenden Koordinatensystem die z-Richtung. Die Laserlichtquelle 3 umfasst im ersten Ausführungsbeispiel einen einzelnen Laserdiodenbarren 30 mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Emitter 31, die in einer ersten Richtung - der so genannten Slow-Axis-Richtung, die sich vorliegend in x-Richtung erstreckt - in einer Reihe nebeneinander und voneinander The propagation direction of the laser beams 4a-4e emitted from the laser light source 3 during operation is the z-direction in the present coordinate system , In the first exemplary embodiment, the laser light source 3 comprises a single laser diode bar 30 having a plurality of juxtaposed emitters 31 arranged in a first direction mentioned slow-axis direction, which in this case extends in the x-direction - in a row next to each other and from each other
beabstandet angeordnet sind. Die Richtung der so genannten Fast- Axis (schnellen Achse) erstreckt sich senkrecht dazu in y-Richtung. Die von den einzelnen Emittern 31 des Laserdiodenbarrens 30 emittierten Laserstrahlen 4a - 4e weisen in der Fast-Axis-Richtung eine größere Divergenz auf als in der Slow-Axis-Richtung. Es besteht alternativ zum Beispiel auch die Möglichkeit, dass der spaced apart. The direction of the so-called fast axis extends perpendicularly in the y direction. The laser beams 4a-4e emitted by the individual emitters 31 of the laser diode bar 30 have a greater divergence in the fast-axis direction than in the slow-axis direction. Alternatively, for example, there is the possibility that the
Laserdiodenbarren 30 um 90° gedreht angeordnet ist, so dass die Emitter 31 des Laserdiodenbarrens 30 in y-Richtung in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind. Laser diode bar 30 is arranged rotated by 90 °, so that the emitters 31 of the laser diode bar 30 are arranged in the y-direction in a row next to each other.
Die Laserlichtquelle 3 umfasst ferner eine ebene Grundplatte 33, auf welcher der Laserdiodenbarren 30 angebracht ist. Der The laser light source 3 further comprises a planar base plate 33 on which the laser diode bar 30 is mounted. Of the
Laserdiodenbarren 30 kann insbesondere mit der Grundplatte 33 verschraubt sein. Das Vorsehen der Grundplatte 33 stellt während des Betriebs in vorteilhafter Weise eine einfache Kühlungsmöglichkeit für den Laserdiodenbarren 30 zur Verfügung, und zwar unabhängig von dem tatsächlich eingesetzten Kühlverfahren (zum Beispiel einer Wasserkühlung oder einer Peltierkühlung), da lediglich die Laser diode bar 30 may in particular be screwed to the base plate 33. The provision of the base plate 33 advantageously provides a simple cooling capability for the laser diode bar 30 during operation, regardless of the actual cooling method used (for example, water cooling or Peltier cooling), since only the
Grundplatte 33 und damit die Emitter 31 des mindestens einen Base plate 33 and thus the emitter 31 of the at least one
Laserdiodenbarrens 30 gekühlt werden. Laser diode bar 30 are cooled.
In Strahlausbreitungsrichtung (z-Richtung) der Laserstrahlen 4a - 4e ist der Laserlichtquelle 3 eine Strahlformungsvorrichtung 1 In the beam propagation direction (z-direction) of the laser beams 4a-4e, the laser light source 3 is a beam-forming device 1
nachgeordnet, deren Aufbau nachfolgend im Detail erläutert werden soll. Die Strahlformungsvorrichtung 1 umfasst in diesem downstream, the structure of which will be explained in detail below. The beam-shaping device 1 comprises in this
Ausführungsbeispiel einen monolithisch ausgebildeten, transparenten Strahlformungskörper 2, der eine Lichteintrittsfläche 20 und eine orthogonal zu dieser orientierte Lichtaustrittsfläche 21 aufweist. Embodiment a monolithically formed, transparent beam-shaping body 2, which has a light entrance surface 20 and an orthogonal to this light-emitting surface 21 oriented.
Vorzugsweise ist der monolithische Strahlformungskörper 2 aus Bor- Kronglas hergestellt. Sowohl die Lichteintrittsfläche 20, als auch die Lichtaustrittsfläche 21 können vorteilhaft eine Preferably, the monolithic beam-shaping body 2 is made of boron crown glass. Both the light entry surface 20, and the Light exit surface 21 may advantageously a
Antireflexionsbeschichtung aufweisen, um unter Umständen Antireflection coating may have to
auftretende Reflexionsverluste möglichst minimieren zu können. Diese Antireflexionsbeschichtungen können fertigungstechnisch sehr einfach und mit geringem Aufwand hergestellt werden. to minimize occurring reflection losses as possible. These antireflection coatings can be produced very easily and with little effort in terms of manufacturing technology.
In Fig. 1 ist die nachfolgend auch als„Ausgangsposition" bezeichnete Orientierung des Strahlformungskörpers 2 im kartesischen In FIG. 1, the orientation of the beam-shaping body 2, which is also referred to below as the "starting position", is Cartesian
Koordinatensystem dargestellt. In dieser Ausgangsposition erstreckt sich die Lichteintrittsfläche 20 in der x-y-Ebene und die Coordinate system shown. In this initial position, the light entry surface 20 extends in the x-y plane and the
Lichtaustrittsfläche 21 erstreckt sich in der y-z-Ebene. Die Light exit surface 21 extends in the y-z plane. The
Lichteintrittsfläche 20 und die Lichtaustrittsfläche 21 bilden eine gemeinsame Schnittkante 210, die sich in der Ausgangsposition des Strahlformungskörpers 2 parallel zur y-Achse erstreckt. Der Light entrance surface 20 and the light exit surface 21 form a common cutting edge 210 which extends in the starting position of the beam-forming body 2 parallel to the y-axis. Of the
Strahlformungskörper 2 ist so ausgebildet, dass die von den Emittern 31 des Laserdiodenbarrens 30 emittierten Laserstrahlen 4a - 4e durch die Lichteintrittsfläche 20 in das Innere des Beamforming body 2 is formed so that the emitted from the emitters 31 of the laser diode bar 30 laser beams 4a - 4e through the light entry surface 20 into the interior of the
Strahlformungskörper 2 eintreten können und im Inneren des Beam shaping body 2 can enter and inside the
Strahlformungskörpers 2 um 90° gedreht und darüber hinaus derart umgelenkt werden, dass sie aus der Lichtaustrittsfläche 21 des Beam shaping body 2 are rotated by 90 ° and, moreover, deflected such that they from the light exit surface 21 of
Strahlformungskörpers 2 heraustreten und auf eine Arbeitsebene 5 treffen können. Sowohl die Lichteintrittsfläche 20, als auch die Beam shaping body 2 emerge and can hit a working level 5. Both the light entry surface 20, and the
Lichtaustrittsfläche 21 weisen vorliegend trapezförmige Umrissformen auf. Light exit surface 21 in the present case have trapezoidal outline shapes.
Der Strahlformungskörper 2 umfasst eine erste Reflexionsfläche 22, die vorliegend einen rechteckigen Umriss aufweist und um 45° zur Ebene der Lichteintrittsfläche 20 geneigt ist, so dass die auf die erste Reflexionsfläche 22 treffenden Laserstrahlen 4a - 4e an dieser eine Totalreflexion (nach dem physikalischen Prinzip der inneren The beam-shaping body 2 comprises a first reflection surface 22, which in the present case has a rectangular outline and is inclined at 45 ° to the plane of the light entry surface 20, so that the laser beams 4a - 4e impinging on the first reflection surface 22 at this total reflection (according to the physical principle of inner
Totalreflexion) erfahren können. Die Laserstrahlen 4a - 4e werden somit nicht an der Grenzfläche zwischen der Reflexionsfläche 22 und der Umgebung gebrochen, sondern ausschließlich an dieser Total reflection). The laser beams 4a - 4e are thus not at the interface between the reflection surface 22 and the environment broken, but only at this
reflektiert. Eine zusätzliche Verspiegelung der ersten reflected. An additional mirroring of the first
Reflexionsfläche 22 ist nicht vorgesehen. Nach der Totalreflexion an der ersten Reflexionsfläche 22 breiten sich die Laserstrahlen 4a - 4e in y-Richtung und damit orthogonal zur ursprünglichen Reflection surface 22 is not provided. After the total reflection at the first reflection surface 22, the laser beams 4a-4e propagate in the y direction and thus orthogonally to the original one
Ausbreitungsrichtung (z-Richtung) aus. Ferner weist der Propagation direction (z-direction). Furthermore, the
Strahlformungskörper 2 eine zweite Reflexionsfläche 23 auf, die um 45° zur Ebene der Lichtaustrittsfläche 21 geneigt ausgebildet ist. Die in der Ausgangsposition des Strahlformungskörpers 2 von der ersten Reflexionsfläche 22 reflektierten und unter einem Einfallswinkel von 45° auf die zweite Reflexionsfläche 23 treffenden Laserstrahlen 4a - 4e erfahren an dieser ebenfalls eine Totalreflexion (wiederum nach dem physikalischen Prinzip der inneren Totalreflexion) und breiten sich anschließend in x-Richtung aus und treten aus der Beam shaping body 2, a second reflection surface 23, which is formed inclined by 45 ° to the plane of the light exit surface 21. The laser beams 4a-4e reflected in the starting position of the beam-forming body 2 from the first reflection surface 22 and incident on the second reflection surface 23 at an angle of incidence of 45 ° also undergo total internal reflection (again according to the physical principle of total internal reflection) and then propagate in the x direction and step out of the
Lichtaustrittsfläche 21 des Strahlformungskörpers 2 aus. Eine zusätzliche Verspiegelung der zweiten Reflexionsfläche 23 ist ebenfalls nicht vorgesehen. Anhand der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass mittels des Strahlformungskörpers 2 in einer Arbeitsebene 5 (vorliegend in einer y-z-Ebene) eine Light exit surface 21 of the beam-forming body 2 from. An additional mirroring of the second reflection surface 23 is also not provided. From the above description it is clear that by means of the beam-forming body 2 in a working plane 5 (in this case in a y-z-plane) a
Intensitätsverteilung erhalten werden kann, die um 90° (in eine vertikale Orientierung) gedreht ist. Ferner kann mittels des Intensity distribution can be obtained, which is rotated by 90 ° (in a vertical orientation). Furthermore, by means of the
Strahlformungskörpers 2 die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen 4a - 4e um 90° gedreht werden, so dass diese sich in x-Richtung ausbreiten können. Beam shaping body 2, the propagation direction of the laser beams 4a - 4e are rotated by 90 °, so that they can propagate in the x direction.
Um die Intensitätsverteilung in der Arbeitsebene 5 verändern und geeignet anpassen zu können, weist die Strahlformungsvorrichtung 1 ferner Mittel 6a, 6b, 6c zur translatorischen Verschiebung des In order to be able to change the intensity distribution in the working plane 5 and to adapt it appropriately, the beam-shaping device 1 further comprises means 6a, 6b, 6c for the translatory displacement of the
Strahlformungskörpers 2 in z-, x- und y-Richtung auf. Diese Mittel 6a, 6b, 6c, die mit dem Strahlformungskörper 2 in Wirkverbindung sind in Fig. 1 (und Fig. 2) lediglich stark vereinfacht als die Verschieberichtungen repräsentierende Doppelpfeile gezeichnet, um die Darstellung nicht zu verkomplizieren. Beam shaping body 2 in the z, x and y directions. These means 6a, 6b, 6c, which are in operative connection with the beam-shaping body 2 in FIG. 1 (and FIG Drawings representing representing double arrows, so as not to complicate the presentation.
Eine Verschiebung des Strahlformungskörpers 2 in x-Richtung (Mittel 6b) in Bezug auf die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition bewirkt, dass sich die aus der Lichtaustrittsfläche 21 austretenden A displacement of the beam-shaping body 2 in the x direction (means 6b) with respect to the starting position shown in FIG. 1 causes the light emerging from the light exit surface 21
Laserstrahlen 4a - 4e linear in y-Richtung verschieben. Mit anderen Worten wird dadurch die„Höhenposition" der Arbeitsebene 5, auf die die Laserstrahlen 4a - 4e treffen, relativ zum Nullpunkt des Move laser beams 4a - 4e linearly in y-direction. In other words, the "height position" of the working plane 5, which is hit by the laser beams 4a - 4e, becomes relative to the zero point of the
kartesischen Koordinatensystems variiert. Cartesian coordinate system varies.
Ausgehend von der oben definierten Ausgangsposition bewirkt eine translatorische Verschiebung des Strahlformungskörpers 2 in y- Richtung (Mittel 6c), dass sich die aus der Lichtaustrittsfläche 21 austretenden Laserstrahlen 4a - 4e linear in y-Richtung und in z- Richtung verschieben. Eine Verschiebung des Strahlformungskörpers 2 in z-Richtung (Mittel 6a) bewirkt demgegenüber, dass sich die aus der Lichtaustrittsfläche 21 austretenden Laserstrahlen 4a - 4e linear in z-Richtung verschieben. Starting from the starting position defined above, a translatory displacement of the beam-forming body 2 in the y-direction (means 6c) causes the laser beams 4a-4e emerging from the light-exit surface 21 to move linearly in the y-direction and in the z-direction. In contrast, a displacement of the beam-shaping body 2 in the z-direction (means 6a) causes the laser beams 4a-4e emerging from the light-emitting surface 21 to shift linearly in the z-direction.
Ferner umfasst die Strahlformungsvorrichtung 1 in Fig. 1 nur Further, the beam-forming apparatus 1 in Fig. 1 comprises only
schematisch stark vereinfacht dargestellte Mittel 7 zur Rotation des Strahlformungskörpers 2 um eine sich parallel zur x-Achse (und damit parallel zu derjenigen Richtung, in der die Emitter 31 des schematically greatly simplified means 7 shown for rotating the beam forming body 2 about a parallel to the x-axis (and thus parallel to that direction in which the emitter 31 of
Laserdiodenbarrens 30 nebeneinander angeordnet sind und welche die Slow-Axis bildet) erstreckende erste Rotationsachse 8. Darüber hinaus umfasst die Strahlformungsvorrichtung 1 in Fig. 1 ebenfalls nur schematisch stark vereinfacht dargestellte Mittel 9 zur Rotation des Strahlformungskörpers 2 um eine sich parallel zur z-Achse (und damit parallel zur Strahlausbreitungsrichtung, in der die Emitter 31 des Laserdiodenbarrens 30 die Laserstrahlen 4a - 4e abstrahlen) In addition, the beam-forming device 1 in Fig. 1 also comprises only schematically greatly simplified means 9 for rotating the beam-forming body 2 about a parallel to the z-axis ( and thus parallel to the beam propagation direction in which the emitters 31 of the laser diode bar 30 emit the laser beams 4a-4e)
erstreckende zweite Rotationsachse 10. Eine Rotation des Strahlformungskörpers 2 um die erste, sich parallel zur x-Achse erstreckende Rotationsachse 8 bewirkt eine anguläre Strahlrichtungsänderung der Laserstrahlen 4a - 4e in der x-z-Ebene. Demgegenüber bewirkt eine Rotation des Strahlformungskörpers 2 um die zweite, sich parallel zur z-Achse erstreckende Rotationsachse 8 eine anguläre Strahlrichtungsänderung der Laserstrahlen 4a - 4e in der x-y-Ebene. extending second rotation axis 10th Rotation of the beamforming body 2 about the first axis of rotation 8 extending parallel to the x-axis causes an angular beam direction change of the laser beams 4a-4e in the xz-plane. On the other hand, rotation of the beam-shaping body 2 about the second axis of rotation 8 extending parallel to the z-axis causes an angular beam direction change of the laser beams 4a-4e in the xy plane.
Durch eine entsprechende Justage des Strahlformungskörpers 2 der Strahlformungsvorrichtung 1 durch Translationen (lineare By a corresponding adjustment of the beam-shaping body 2 of the beam-shaping device 1 by translations (linear
Verschiebebewegungen) in x- und/oder y- und/oder z-Richtung und/oder durch Rotation des Strahlformungskörpers 2 um zumindest eine der beiden Rotationsachsen 8, 10 kann die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen 4a - 4e in den gewünschten Richtungen justiert werden, so dass die Strahlabmessungen des resultierenden, aus den einzelnen Laserstrahlen 4a - 4e in der Arbeitsebene 5 gebildeten Gesamtstrahls entlang der beiden Strahlachsen (der Fast-Axis und der Slow-Axis) möglichst klein werden und gleichzeitig die angulären Strahlrichtungen der einzelnen Emitter 31 des Laserdiodenbarrens 30 identisch sind (das bedeutet mit anderen Worten, dass alle Shifting movements) in x and / or y and / or z direction and / or by rotation of the beam forming body 2 about at least one of the two axes of rotation 8, 10, the propagation direction of the laser beams 4a - 4e can be adjusted in the desired directions, so that the beam dimensions of the resulting total beam formed from the individual laser beams 4a-4e in the working plane 5 along the two beam axes (the fast axis and the slow axis) are as small as possible and at the same time the angular beam directions of the individual emitters 31 of the laser diode bar 30 are identical (in other words, that means everyone
Laserstrahlen 4a - 4e parallel zueinander verlaufen). Laser beams 4a - 4e parallel to each other).
Es soll an dieser Stelle angemerkt werden, dass eine lineare It should be noted at this point that a linear
Verschiebung der aus der Lichtaustrittsfläche 21 austretenden Displacement of emerging from the light exit surface 21
Laserstrahlen 4a - 4e in x-Richtung üblicherweise nicht angestrebt wird, da die x-Richtung letztlich die resultierende Laser beam 4a - 4e in the x-direction is usually not sought, since the x-direction ultimately the resulting
Strahlausbreitungsrichtung ist, in der sich die Laserstrahlen 4a - 4e ausbreiten. Beam propagation direction is in which the laser beams 4a - 4e propagate.
Das zweite Ausführungsbeispiel der Laservorrichtung 100, welches in Fig. 2 dargestellt ist, unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Laserlichtquelle 3 eine Mehrzahl in der ersten Richtung (x-Richtung; Slow-Axis- Richtung) nebeneinander angeordneter Laserdiodenbarren 30 The second embodiment of the laser device 100 shown in Fig. 2 differs from the first one Embodiment merely in that the laser light source 3 has a plurality of laser diode bars 30 arranged side by side in the first direction (x direction, ie, the slow axis direction)
aufweist. Jeder der Laserdiodenbarren 30 ist wie der in Fig. 1 having. Each of the laser diode bars 30 is like that in FIG. 1
dargestellte Laserdiodenbarren 30 ausgeführt und weist eine shown laser diode bar 30 executed and has a
Mehrzahl in x-Richtung nebeneinander angeordneter, in Fig. 2 nicht explizit dargestellter Emitter auf. Es besteht alternativ zum Beispiel auch die Möglichkeit, dass die Laserdiodenbarren 30 um 90° gedreht angeordnet sind, so dass die Laserdiodenbarren 30 in y-Richtung in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind. In einer weiteren alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass die Laserlichtquelle 3 eine Mehrzahl von Laserdiodenbarren 30 umfasst, die in x-Richtung nebeneinander und darüber hinaus auch in y- Richtung übereinander angeordnet sind. Die Ausbreitungsrichtung der von den Laserdiodenbarren 30 der Laserlichtquelle 3 während des Betriebs emittierten Laserstrahlen 4a' - 4e' ist im vorliegenden A plurality of emitters arranged side by side in the x-direction and not explicitly shown in FIG. 2. Alternatively, for example, there is also the possibility that the laser diode bars 30 are arranged rotated by 90 °, so that the laser diode bars 30 are arranged in the y-direction in a row next to one another. In a further alternative embodiment, there is also the possibility that the laser light source 3 comprises a plurality of laser diode bars 30, which are arranged next to one another in the x direction and, moreover, also in the y direction one above the other. The propagation direction of the laser beams 4a '- 4e' emitted from the laser diode bars 30 of the laser light source 3 during operation is present
Koordinatensystem wiederum die z-Richtung. Die Laservorrichtung 100 weist ferner eine einzige, ebene (und somit stufenfreie) Coordinate system turn the z-direction. The laser device 100 further comprises a single, level (and thus stepless)
Grundplatte 33 auf, an der die Laserdiodenbarren 30 angebracht sind. Die Laserdiodenbarren 30 können insbesondere mit der Grundplatte 33 verschraubt sein. Das Vorsehen der Grundplatte 33 ermöglicht während des Betriebs der Laserlichtquelle 3 wie schon im ersten Ausführungsbeispiel eine einfache Kühlung der Laserdiodenbarren 30, und zwar unabhängig vom tatsächlich eingesetzten Kühlverfahren (zum Beispiel einer Wasserkühlung oder einer Peltierkühlung), da lediglich die Grundplatte 33 und damit ebenfalls die Base plate 33 on which the laser diode bars 30 are mounted. The laser diode bars 30 may in particular be screwed to the base plate 33. The provision of the base plate 33 allows during operation of the laser light source 3 as in the first embodiment, a simple cooling of the laser diode bars 30, regardless of the actual cooling method used (for example, a water cooling or Peltier cooling), since only the base plate 33 and thus also the
Laserdiodenbarren 30 gekühlt werden. Eine ebene, stufenfreie Laser diode bars 30 are cooled. A level, stepless
Grundplatte 33 für die Anbringung der Laserdiodenbarren 30 Base plate 33 for mounting the laser diode bars 30
vereinfacht in vorteilhafter Weise deren Fertigung, da keine advantageously simplifies their production, since no
fertigungstechnisch schwierig herzustellenden Stufen erzeugt werden müssen. Der Aufbau und die Funktionsweise der Strahlformungsvorrichtung 1 entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, so dass an dieser Stelle insoweit auf dessen ausführliche Beschreibung production-technically difficult to produce stages must be produced. The structure and operation of the beam-shaping device 1 corresponds to that of the first embodiment, so that at this point on its detailed description
verwiesen werden kann. Das von den Laserdiodenbarren 30 emittierte Laserlicht 4a' - 4e' tritt durch die Lichteintrittsfläche 20 in das Innere des Strahlformungskörper 2 ein und wird in der oben bereits can be referenced. The laser light 4a '- 4e' emitted from the laser diode bars 30 enters the interior of the beam-shaping body 2 through the light-entry surface 20 and becomes already in the above
ausführlich erläuterten Weise im Inneren des Strahlformungskörpers 2 um 90° gedreht und darüber hinaus derart umgelenkt, dass es aus der Lichtaustrittsfläche 21 des Strahlformungskörpers 2 heraustreten und auf eine Arbeitsebene 5 treffen kann. Das Laserlicht 4a' - 4e' wird an den beiden Reflexionsflächen 22, 23 in der oben beschriebenen Weise nach dem physikalischen Prinzip der inneren Totalreflexion totalreflektiert und tritt anschließend aus der Lichtaustrittsfläche 21 des Strahlformungskörpers 2 aus. in the manner explained in detail in the interior of the beam-forming body 2 rotated by 90 ° and also deflected such that it can emerge from the light exit surface 21 of the beam-forming body 2 and hit a working plane 5. The laser light 4a '- 4e' is totally reflected at the two reflection surfaces 22, 23 in the manner described above according to the physical principle of total internal reflection and then exits from the light exit surface 21 of the beam-forming body 2.
Durch eine entsprechende Justage des Strahlformungskörpers 2 der Strahlformungsvorrichtung 1 durch Translationen in x- und/oder y- und/oder z-Richtung und/oder durch Rotation des By a corresponding adjustment of the beam-shaping body 2 of the beam-shaping device 1 by translations in x- and / or y- and / or z-direction and / or by rotation of the
Strahlformungskörpers 2 um zumindest eine der beiden Beamforming body 2 to at least one of the two
Rotationsachsen 8, 10 kann die Ausbreitungsrichtung der Rotation axes 8, 10, the propagation direction of the
Laserstrahlen 4a' - 4e' justiert werden, so dass die gewünschten minimalen Strahlabmessungen des resultierenden, aus den Laser beams 4a '- 4e' are adjusted so that the desired minimum beam dimensions of the resulting, from the
Laserstrahlen 4a' - 4e' gebildeten Gesamtstrahls entlang der beiden Strahlachsen (der Fast-Axis und der Slow-Axis) möglichst klein werden und gleichzeitig die angulären Strahlrichtungen der einzelnen Laserdiodenbarren 30 identisch sind (das bedeutet, dass alle Laser beams 4a '- 4e' formed total beam along the two beam axes (the fast axis and the slow axis) are as small as possible and at the same time the angular beam directions of the individual laser diode bars 30 are identical (which means that all
Laserstrahlen 4a' - 4e' parallel zueinander verlaufen). Laser beams 4a '- 4e' parallel to each other).

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Strahlformungsvorrichtung (1) zur Formung von Laserstrahlen (4a - 4e, 4a' - 4e'), die von in einer Reihe nebeneinander angeordneten Emittern (31) mindestens eines 1. beam-shaping device (1) for shaping laser beams (4a - 4e, 4a '- 4e') of at least one of a series juxtaposed emitters (31)
Laserdiodenbarrens (30) oder einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Laserdiodenbarren (30) einer Laserlichtquelle (3) in einer ersten Ausbreitungsrichtung emittiert werden können, umfassend einen monolithischen Strahlformungskörper (2)  Laser diode bar (30) or a plurality of juxtaposed laser diode bars (30) of a laser light source (3) can be emitted in a first propagation direction, comprising a monolithic beam-shaping body (2)
- mit einer Lichteintrittsfläche (20), durch die die Laserstrahlen (4a - 4e, 4a' - 4e') in das Innere des Strahlformungskörpers (2) eintreten können, und - With a light entrance surface (20) through which the laser beams (4a - 4e, 4a '- 4e') can enter into the interior of the beam-forming body (2), and
- mit einer Lichtaustrittsfläche (21), deren Ebene sich - With a light exit surface (21) whose plane is
orthogonal zur Ebene der Lichteintrittsfläche (20) erstreckt, wobei der Strahlformungskörper (2) weiterhin eine erste  orthogonal to the plane of the light entry surface (20), wherein the beam forming body (2) further comprises a first
Reflexionsfläche (22) und zumindest eine zweite  Reflection surface (22) and at least a second
Reflexionsfläche (23) umfasst, die so ausgebildet und derart relativ zueinander sowie relativ zur Lichteintrittsfläche (20) und zur Lichtaustrittsfläche (21) orientiert sind, dass die  Reflection surface (23) which are formed and oriented relative to each other and relative to the light entry surface (20) and the light exit surface (21) that the
Laserstrahlen (4a - 4e, 4a' - 4e') an der ersten  Laser beams (4a - 4e, 4a '- 4e') at the first
Reflexionsfläche (22) und an der zweiten Reflexionsfläche (23) Totalreflexionen erfahren können, derart, dass die  Reflection surface (22) and on the second reflection surface (23) can experience total reflections, such that the
Laserstrahlen (4a - 4e, 4a' - 4e') nach dem Durchqueren des Strahlformungskörpers (2) um 90° gedreht sind und in einer zweiten Ausbreitungsrichtung, die insbesondere orthogonal zur ersten Ausbreitungsrichtung orientiert ist, aus dem  Laser beams (4a - 4e, 4a '- 4e') after passing through the beam shaping body (2) are rotated by 90 ° and in a second propagation direction, which is oriented in particular orthogonal to the first propagation direction, from the
Strahlformungskörper (2) heraustreten können.  Beam shaping body (2) can emerge.
2. Strahlformungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch 2. beam-shaping device (1) according to claim 1, characterized
gekennzeichnet, dass die Ebene der ersten Reflexionsfläche (22) um 45° zur Ebene der Lichteintrittsfläche (20) geneigt ausgebildet ist characterized in that the plane of the first reflection surface (22) is inclined at 45 ° to the plane of the light entry surface (20)
3. Strahlformungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der zweiten Reflexionsfläche (23) um 45° zur Ebene der Lichtaustrittsfläche (21) geneigt ausgebildet ist. 3. beam-shaping device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the plane of the second reflection surface (23) is inclined by 45 ° to the plane of the light exit surface (21).
4. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die 4. beam-shaping device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the
Strahlformungsvorrichtung (1) Mittel (6a) zur linearen  Beam shaping device (1) means (6a) for linear
Verschiebung des Strahlformungskörpers (2) in einer ersten Verschieberichtung aufweist, die in einer Ausgangsposition des Strahlformungskörpers (2), in der sich die Lichteintrittsfläche (20) in einer x-y-Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichteintrittsfläche (20) ist.  Displacement of the beam-shaping body (2) in a first displacement direction, which is orthogonal to the plane of the light entry surface (20) in an initial position of the beam forming body (2) in which the light entrance surface (20) extends in an x-y plane.
5. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die 5. beam-shaping device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the
Strahlformungsvorrichtung (1) Mittel (6b) zur linearen  Beam shaping device (1) means (6b) for linear
Verschiebung des Strahlformungskörpers (2) in einer zweiten Verschieberichtung aufweist, die in einer Ausgangsposition des Strahlformungskörpers (2), in der sich die Lichtaustrittsfläche (21) in einer y-z-Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichtaustrittsfläche (21) ist.  Displacement of the beam-shaping body (2) in a second direction of displacement, which is orthogonal to the plane of the light exit surface (21) in an initial position of the beam forming body (2) in which the light exit surface (21) extends in a y-z plane.
6. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 6. beam-shaping device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the
Strahlformungsvorrichtung (1) Mittel (6c) zur linearen  Beam shaping device (1) means (6c) for linear
Verschiebung des Strahlformungskörpers (2) in einer dritten Verschieberichtung (y-Richtung) aufweist, die sich parallel zu einer Schnittkante (210) erstreckt, in der sich die  Displacement of the beam-shaping body (2) in a third displacement direction (y-direction), which extends parallel to a cutting edge (210) in which the
Lichteintrittsfläche (20) und die Lichtaustrittsfläche (21) in einer Ausgangsposition, in der sich die Lichteintrittsfläche (20) in einer x-y-Ebene erstreckt und in der sich die Lichtaustrittsfläche (21) in einer y-z-Ebene erstreckt, schneiden. Light entry surface (20) and the light exit surface (21) in one Starting position in which the light entry surface (20) extends in an xy plane and in which the light exit surface (21) extends in a yz plane intersect.
7. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis7. beam shaping device (1) according to one of claims 1 to
6, dadurch gekennzeichnet, dass die 6, characterized in that the
Strahlformungsvorrichtung (1) Mittel (7) zur Rotation des  Beam shaping device (1) means (7) for rotating the
Strahlformungskörpers (2) um eine erste Rotationsachse (8) aufweist, die sich in einer Ausgangsposition des  Beam shaping body (2) about a first axis of rotation (8), which is in an initial position of the
Strahlformungskörpers (2), in der sich die Lichtaustrittsfläche (21) in einer y-z-Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichtaustrittsfläche (21) erstreckt.  Beam shaping body (2), in which the light exit surface (21) extends in a y-z plane, orthogonal to the plane of the light exit surface (21).
8. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis8. beam shaping device (1) according to one of claims 1 to
7, dadurch gekennzeichnet, dass die 7, characterized in that the
Strahlformungsvorrichtung (1) Mittel (9) zur Rotation des  Beam shaping device (1) means (9) for rotating the
Strahlformungskörpers (2) um zweite Rotationsachse (10) aufweist, die sich in einer Ausgangsposition des  Beam shaping body (2) about the second axis of rotation (10), which are in an initial position of the
Strahlformungskörpers (2), in der sich die Lichteintrittsfläche (20) in einer x-y-Ebene erstreckt, orthogonal zur Ebene der Lichteintrittsfläche (20) erstreckt.  Beamforming body (2) in which the light entry surface (20) extends in an x-y plane, orthogonal to the plane of the light entry surface (20).
9. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis9. beam shaping device (1) according to one of claims 1 to
8, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlformungskörper (2) aus Borosilikat-Kronglas hergestellt ist. 8, characterized in that the beam-shaping body (2) is made of borosilicate crown glass.
10. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis10. beam shaping device (1) according to one of claims 1 to
9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteintrittsfläche (20) eine Antireflexionsbeschichtung aufweist. 9, characterized in that the light entry surface (20) has an anti-reflection coating.
11. Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis11. beam shaping device (1) according to one of claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (21) eine Antireflexionsbeschichtung aufweist. 10, characterized in that the light exit surface (21) has an anti-reflection coating.
12. Laservorrichtung (100), umfassend eine Laserlichtquelle (3) mit mindestens einem 12. A laser device (100), comprising a laser light source (3) with at least one
Laserdiodenbarren (30), der eine Mehrzahl von Emittern (31) umfasst, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und während des Betriebs Laserstrahlen (4a - 4e, 4a' - 4e') emittieren können, eine Strahlformungsvorrichtung (1) zur Formung der Laserstrahlen (4a - 4e, 4a' - 4e'), die der Laserlichtquelle (3) in Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen (4a - 4e, 4a' - 4e') nachgeordnet ist und eine Lichteintrittsfläche (20) sowie eine Lichtaustrittsfläche (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlformungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.  A laser diode bar (30) comprising a plurality of emitters (31) arranged side by side in a row and capable of emitting laser beams (4a - 4e, 4a '- 4e') during operation, a beam shaping device (1) for shaping the laser beams (4a - 4e, 4a '- 4e') which is arranged downstream of the laser light source (3) in the propagation direction of the laser beams (4a - 4e, 4a '- 4e') and has a light entry surface (20) and a light exit surface (21) in that the beam-shaping device (1) is designed according to one of claims 1 to 11.
13. Laservorrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch 13. Laser device (100) according to claim 12, characterized
gekennzeichnet, dass die Laserlichtquelle (3) eine Mehrzahl von Laserdiodenbarren (30) aufweist, die in einer Reihe  characterized in that the laser light source (3) comprises a plurality of laser diode bars (30) arranged in a row
nebeneinander und/oder als Stapel übereinander angeordnet sind.  are arranged side by side and / or stack on top of each other.
14. Laservorrichtung (100) nach 13, dadurch gekennzeichnet, 14. Laser device (100) according to 13, characterized
dass die Laservorrichtung (100) eine ebene Grundplatte (33) umfasst, an der die Laserdiodenbarren (30) befestigt sind.  in that the laser device (100) comprises a planar base plate (33) to which the laser diode bars (30) are attached.
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