DE3317093A1

DE3317093A1 - Vorrichtung zum koppeln eines lichtstrahlgenerators an einem lichtleiter

Info

Publication number: DE3317093A1
Application number: DE19833317093
Authority: DE
Inventors: Pierre 91940 Les Ulis Nory
Original assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Current assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1983-11-17
Also published as: GB8312476D0; JPS58208717A; FR2526961A1; GB2120400A; FR2526961B1; GB2120400B

Description

VORRICHTUNG ZUM KOPPELN EINES LICHTSTRAHLGENERATORS AN EINEN LICHTLEITER

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Koppeln eines Lichtstrahlgenerators an einen Lichtleiter über Mittel zur Konzentration des Strahls.

In einer bekannten derartigen Vorrichtung ist ein Laserstrahlsender mit gleicher Achse mit einem optischen Sammelsystem fluchtend angeordnet, das das Strahlenbündel auf den Eingang einer Lichtleitfaser zentriert.

Diese Vorrichtung verlangt eine genaue Einstellung der Entfernung zwischen dem optischen System und dem Eingang der Faser, da die Verteilung der Laserenergie im Konzentrationsbereich des Strahlenbündels von dieser Einstellung abhängt.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesen Nachteil zu beseitigen.

Sie betrifft eine Vorrichtung zum Koppeln eines Lichtstrahlgenerators an einen Lichtleiter über Mittel zur Konzentration des Strahls, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Konzentration des Strahls aus einem lichtdurchlässigen Block bestehen, der eine das Licht als paralleles Strahlenbündel empfangende konvexe Eingangsfläche und dieser gegenüber eine das Licht an die Stirnseite des Lichtleiters als paralleles Strahlenbündel abgebende konkave Ausgangsfläche aufweist, und daß die Krümmung der Eingangsfäche so gewählt ist, daß das Eingangsstrahlenbündel nach Brechung im Block auf die Ausgangsfläche konzentriert wird, während die Krümmung der Ausgangsfläche so gewählt ist, daß aus dieser Fläche wieder ein paralleles Strahlenbündel austritt, dessen Durchmesser kleiner als der des Exngangsstrahlenbündels ist.

Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher beschrieben, in denen

Fig. 1 im Längsschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 in Perspektive eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

In Fig. 1 sieht man einen Lasergenerator 1, der ein paralleles Strahlenbündel 2 entlang einer Achse 3 aussendet. Ein für das Laserlicht durchlässiger Block 4, der auf die Achse 3 zentriert ist, befindet sich im Weg des Strahlenbündels 2. Der Block 4 weist zwei Elemente 5 und 6 auf, die aus zwei Materialien bestehen, welche verschiedene optische Eigenschaften aufweisen. So können diese Materialien unterschiedliche Brechungsindices, unterschiedliche Streuung, oder gleichzeitig unterschiedliche Brechungsindices und unterschiedliche Streuungen aufweisen. Die Elemente 5 und 6 sind entlang einer Verbindungsfläche 7 aufeinandergeklebt. Eine Grundfläche der äußeren Oberfläche des Blocks 4 weist eine konvex gekrümmte Fläche 8 auf, die z.B. kugelförmig und auf die Achse 3 zentriert ist, durch die das Strahlenbündel 2 in den Block eindringt. Die andere Grundfläche der äußeren Oberfläche des Blocks 4 weist eine ebenfalls kugelförmige aber konkav gekrümmte Fläche 9 auf, die der Fläche 8 gegenüberliegt und ebenfalls auf die Achse 3 zentriert ist. Das Strahlenbündel 2 wird im Block 4 entlang eines konvergierenden Strahls 10 auf die Fläche 9 konzentriert, die kleiner ist als die Fläche 8. Die Krümmung der Fläche 9 wird so bestimmt, daß das Strahlenbündel 10 aus dem Block 4 entlang eines parallelen Strahlenbündels 11 austritt.

Die Eingangsfläche 13 einer Lichtleitfaser 12 ist auf die Achse 3 so zentriert, daß sie das Strahlenbündel 11 empfängt. Der Durchmesser des Strahlenbündels 11 ist geringer oder gleich dem der Faser 12, so daß diese die gesamte Laserenergie überträgt.

Dre Block 4 bildet also ein afokales kompaktes optisches System. Die Herstellung dieses Blocks in zwei Elementen mit unterschiedlichen Eigenschaften, die aneinander haften, ermöglicht die Korrektur eventueller chromatischer oder geometrischer Abweichungen.

Es ist klar, daß der Betrieb der Vorrichtung von einer Verschiebung des Blocks 4 entlang der Achse 3 zwischen dem Sender 1 und der Faser 2 nicht betroffen ist. Außerdem bewirkt eine solche Verschiebung keine Veränderung der transversalen Verteilung der Laserenergie im Strahlenbündel 11.

In Fig. 2 ist ein Halbleiter-Lasersender 14 zu sehen, dessen Sendeoberfläche 15 die Form eines länglichen Rechtecks aufweist. In diesem Fall hat der lichtdurchlässige Block 16 die Form eines Parallelepipeds mit geringer Dicke. Die Laserstrahlung (nicht dargestellt) des Senders 14 tritt in den Block 16 durch eine konvexe Eingangsfläche 17 ein, die gegenüber der Sendeoberfläche 15 des Lasergenerators 14 angeordnet ist. Die Ausgangsfläche 18 ist dagegen wieder konkav. Wie in der Figur zu sehen, befinden sich die beiden Flächen 17 und 18 an einander entgegengesetzten Seiten des großen Querschnitts des Blocks 16. Das vom Block 16 ausgehende Strahlenbündel hat einen allgemein rechteckigen Querschnitt, so daß es ganz durch die Stirnseite eines flachen Lichtleiters 19 in diesen eintreten kann, der ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

Natürlich kann der lichtdurchlässige Block aus einem einzigen Glas geformt sein oder mehr als zwei Gläser unterschiedlicher optischer Eigenschaften aufweisen. Außerdem können die gekrümmten Oberflächen 8 und 9 anders als kugelförmig gekrümmt sein.

Leerseite

Claims

Fo 12815 D

COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES LASERS

CILAS ALCATEL 5·Α· Route de Nozay, 91460 MARCOUSSIS Frankreich

VORRICHTUNG ZUM KOPPELN EINES LICHTSTRAHLGENERATORS AN EINEN LICHTLEITER

PATENTANSPRÜCHE

1 - Vorrichtung zum Koppeln eines Lichtstrahlgenerators an einen Lichtleiter über Mittel zur Konzentration des Strahls, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Konzentration des Strahls aus einem lichtdurchlässigen Block (4) bestehen, der eine das Licht als paralleles Strahlenbündel empfangende konvexe Eingangsfläche (8) und dieser gegenüber eine das Licht an die Stirnseite (13) des Lichtleiters (12) als paralleles Strahlenbündel (11) abgebende konkave Ausgangsfläche (9) aufweist, und daß die Krümmung der Eingangsfläche so gewählt ist, daß das Eingangsstrahlenbündel nach Brechnung (10) im Block (4) auf die Ausgangsfläche (9) konzentriert wird, während die Krümmung der Ausgangsfläche (9) so gewählt ist, daß aus dieser Fläche wieder ein paralleles Strahlenbündel austritt, dessen Durchmesser kleiner als der des Eingangsstrahlenbündels ist.

2 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige Block (4) mehrere aneinanderhängende Elemente (5, 6) aufweist, die aus Materialien mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften bestehen.

3 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block eine allgemein zylindrische Form aufweist, wobei die

gekrümmten Eingangs- und^usgangsflachen (8, 9) auf den Grundflächen des zylindrischen Blocks (4) angeordnet sind.

4 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block eine parallelepipedische Form aufweist und von geringer Dicke ist, wobei die Eingangs- und Ausgangsflächen (17, 18) an zwei einander entgegengesetzten Seiten des großen Querschnitts des Blocks angeordnet sind.

5 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsstrahlenbündel (12), die Eingangs- und Ausgangsflächen (8, 9) und die Stirnseite (13) des Lichtleiters (12) auf die gleiche Achse (3) zentriert sind.

6 - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangsflächen (8, 9) kugelförmig sind.

7 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) ein Lasersender und der Lichtleiter eine
Lichtleitfaser (12) ist.