(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエミッタ（１０１，１０２，１０３）を備える、少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）であって、該エミッタ（１０１，１０２，１０３）は、第１方向に相並んで配設され、運転中部分ビーム（１０，１１，１２）を放射可能であり、該部分ビーム（１０，１１，１２）は、遅軸方向である第１方向において、速軸方向である、第１方向に垂直な第２方向におけるよりもわずかなビームダイバージェンスを有し、エミッタ（１０１，１０２，１０３）のいくつかは、他のエミッタ（１０１，１０２，１０３）よりも高いずれを有し、これによってこれらエミッタ（１０１，１０２，１０３）が照射装置（１）の光学軸の高さで部分ビーム（１０，１１，１２）を放射しない、少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）と、
遅軸方向および速軸方向に対して垂直なビーム伝播方向において、前記少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）後方に配設される速軸コリメーション手段（２）と、
ビーム伝播方向において、速軸コリメーション手段２の後方に配設されるビーム変換手段（３）であって、部分ビーム（１０，１１，１２）が通過する場合、該部分ビーム（１０，１１，１２）の向きを９０°変えるように構成されるビーム変換手段（３）と、
を含み、
照射装置（１）は、プリズムアレイ（４）であって、ビーム伝播方向においてビーム変換手段（３）後方に配設され、エミッタ（１０１，１０２，１０３）の数に対応する数のプリズム手段（４０，４０’）を含むプリズムアレイ（４）を含み、該プリズム手段（４０，４０’）は、第１方向において相並んで配設され、それぞれが、部分ビーム（１０，１１，１２）の１つのための光入射面（４００，４００’）および光出射面（４０１，４０１’）を有し、
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有する部分ビーム（１２）を通過させる各プリズム手段（４０’）の光入射面（４００’）および／または光出射面（４０１’）は、
ポインティング誤差［ｍｒａｄ］＝高さ誤差［μｍ］／速軸コリメーション手段（２）の焦点距離［ｍｍ］
を、部分ビーム（１２）の並列化によって補償することが可能となるように構成されてなり、
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有しない部分ビーム（１０，１１）を通過させるプリズム手段（４０）は、互いに平行な光入射面（４００）と光出射面（４０１）とを有し、
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有する部分ビーム（１２）を通過させるプリズム手段（４０’）は、互いに非平行な光入射面（４００’）と光出射面（４０１’）とを有することを特徴とする照射装置（１）。
【請求項２】
ビーム伝播方向においてプリズムアレイ後方に少なくとも１つのビーム拡大手段が配設されてなることを特徴とする、請求項１に記載の照射装置（１）。
【請求項３】
ビーム拡大手段は、第１方向に互いに相並んで複数のテレスコープ手段を有するテレスコープアレイを備えることを特徴とする、請求項２に記載の照射装置（１）。
【請求項４】
複数のエミッタ（１０１，１０２，１０３）を備える、少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）であって、該エミッタ（１０１，１０２，１０３）は、第１方向に相並んで配設され、運転中部分ビーム（１０，１１，１２）を放射可能であり、該部分ビーム（１０，１１，１２）は、遅軸方向である第１方向において、速軸方向である、第１方向に垂直な第２方向におけるよりもわずかなビームダイバージェンスを有し、エミッタ（１０１，１０２，１０３）の少なくともいくつかは、他のエミッタ（１０１，１０２，１０３）と比べて高さのずれを有する、レーザダイオードバー（１００）と、
遅軸方向および速軸方向に対して垂直なビーム伝播方向において、前記少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）後方に配設される速軸コリメーション手段（２）と、
ビーム伝播方向において、速軸コリメーション手段（２）の後方に配設されるビーム変換手段（３）であって、部分ビーム（１０，１１，１２）が通過する場合、該部分ビーム（１０，１１，１２）の向きを９０°変えるように構成されるビーム変換手段（３）と、
テレスコープアレイ（５）であって、ビーム伝播方向においてビーム変換手段（３）後方に配設され、エミッタ（１０１，１０２，１０３）の数に対応する数のテレスコープ手段（５０，５０’）を備え、該テレスコープ手段（５０，５０’）は、第１方向において相並んで配設され、それぞれが、部分ビーム（１０，１１，１２）の１つのための光入射面（５００，５００’）および光出射面（５０１，５０１’）を有し、光入射面（５００，５００’）および光出射面（５０１，５０１’）は、部分ビーム（１０，１１，１２）のそれぞれを、それがテレスコープ手段（５０，５０’）を通過する時に拡大することが可能であり、隣接した部分ビーム（１０，１１，１２）間の間隙を閉じることが可能なように構成される、テレスコープ手段（５）と、
を含み、
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有する各部分ビーム（１２）を通過させるテレスコープ手段（５０’）の、光入射面（５００’）および／または光出射面（５０１’）は、
ポインティング誤差［ｍｒａｄ］＝高さ誤差［μｍ］／速軸コリメーション手段（２）の焦点距離［ｍｍ］
を、部分ビーム（１２）の並列化によって補償することが可能であるように構成されてなる、
ことを特徴とする照射装置（１）。
【請求項５】
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有する各部分ビーム（１２）を通過させるテレスコープ手段（５０’）の、光入射面（５００’）および／または光出射面（５０１’）は、各テレスコープ手段に割り当てられた部分ビーム（１２）の光学軸に関して非対称に形成されることを特徴とする、請求項４に記載の照射装置（１）。
【請求項６】
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有する部分ビーム（１２）を通過させるテレスコープ手段（５０）は、光学軸に対して、側方にずれを有することを特徴とする、請求項４に記載の照射装置（１）。
【請求項７】
テレスコープ手段（５）の光入射面（５００，５００’）は、凹状に形成され、テレスコープ手段（５）の光出射面（５０１，５０１’）は、凸状に形成されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の照射装置（１）。
【請求項８】
複数のエミッタ（１０１，１０２，１０３）を備える、少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）であって、該エミッタ（１０１，１０２，１０３）は、第１方向に相並んで配設され、運転中部分ビーム（１０，１１，１２）を放射可能であり、該部分ビーム（１０，１１，１２）は、遅軸方向である第１方向において、速軸方向である、第１方向に垂直な第２方向におけるよりもわずかなビームダイバージェンスを有し、エミッタ（１０１，１０２，１０３）のいくつかは、他のエミッタ（１０１，１０２，１０３）よりも高いずれを有する、少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）と、
遅軸方向および速軸方向に対して垂直なビーム伝播方向において、前記少なくとも１つのレーザダイオードバー（１００）後方に配設される速軸コリメーション手段（２）と、
ビーム伝播方向において、速軸コリメーション手段２の後方に配設されるビーム変換手段（３）であって、部分ビーム（１０，１１，１２）が通過する場合、該部分ビーム（１０，１１，１２）の向きを９０°変えるように構成され、光入射側面（３０）にも、光出射側面（３１）にも、光学的に機能する境界面であって、エミッタ（１０１，１０２，１０３）の数に対応する数のシリンダレンズセグメント（８，８’）を有し、それらのシリンダ軸が実質的に互いに平行に方向づけられ、第１方向に延びる光学的なビーム変換手段（３）の底面と４５°の角度をなす、光学的に機能する境界面を備えるビーム変換手段（３）と、
を含み、
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有する部分ビーム（１２）を通過させる、光入射側面（３０）および／または光出射側面（３１）のシリンダレンズセグメント（８’）は、
ポインティング誤差［ｍｒａｄ］＝高さ誤差［μｍ］／速軸コリメーション手段（２）の焦点距離［ｍｍ］
を、部分ビーム（１２）の並列化によって補償することが可能であるように構成されてなり、
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有しない部分ビーム（１０，１１）が割り当てられている、光入射側面（３０）および／または光出射側面（３１）上のシリンダレンズセグメント（８）は、それらに割り当てられた部分ビーム（１０，１１）の光学軸に関して対称であり、
ビーム変換手段（３）によって向きを変える前では高さのずれを有する部分ビーム（１２）が割り当てられている、光入射側面（３０）および／または光出射側面（３１）上のシリンダレンズセグメント（８’）は、それらに割り当てられた部分ビーム（１２）の光学軸に関して非対称であることを特徴とする照射装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に従った照射装置に関する。さらにまた、本発明は、請求項５の上位概念に従った照射装置に関する。さらにまた、本発明は、請求項９の上位概念に従った照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定義：“伝播方向”とは、特に、光が平面波ではない、または少なくとも部分的に収束もしくは発散している場合には、光の中間伝播方向を意味する。光ビーム、部分ビームまたはビームについては、明確に別段の記載がない場合には、幾何光学の理想的ビームを意味するのではなく、現実の光ビーム、たとえば、ガウスプロファイルを有するレーザビームであって、無限小ではなく、拡大するビーム断面を有するレーザビームを意味する。
【０００３】
レーザダイオードバーは、レーザ光源として技術の水準から知られており、第１方向において、すなわちいわゆる遅軸方向（長軸）において、距離をあけて互いに相並んで配設されている、複数の半導体エミッタを有している。この遅軸方向は、半導体ダイオードの活性層が延びる方向であり、それに対して、いわゆる速軸方向（短軸）は、それに垂直な方向である。レーザダイオードバーの各エミッタから放射された部分ビームは、速軸方向において、遅軸方向よりも実質的に大きく発散する。その結果、部分ビームは短軸上で、長軸上よりも速く拡がることになる。
【０００４】
技術の水準において、少なくとも１つのレーザダイオードバーを有する、特にファイバ結合された照射装置は、このレーザダイオードバーのビームパラメータ積が、たとえばＥＰ１００６３８２Ａ１に公開されているように、光学的ビーム変換手段によって対称化されるように構成されてなる。このような光学的ビーム変換手段は、レーザ光が通過して入射する光入射側面であって、いくつかの互いに平行に配設されたシリンダレンズセグメントを有する光入射側面と、いくつかの互いに平行に配設されたシリンダレンズセグメントを有する光出射側面とを含む。光入射側面および光出射側面上のシリンダレンズセグメントの軸は、第１方向（ｘ方向）に延びるビーム変換手段の底面と４５°の角度をなす。レーザダイオードバーによって生じさせることが可能であるような、ビーム変換手段上に線形的に入射するレーザビームが通過する場合、ビーム変換手段を通過する場合部分ビームは、９０°向きを変えることになる。
【０００５】
幾何学上の理由から、ビーム変換手段から出射する各部分ビーム間には、比較的大きな間隔を設ける必要がある。この必要な間隔が、ビームの質と、したがって、レーザビームの集束性とを表すことが可能である物理的パラメータである、ビームパラメータ積を、ビーム変換手段後方の長軸において、理論的に可能な値よりも相当悪い値にする。ビームパラメータ積を改善するために可能な方法として、たとえば、ビーム変換手段後方に、ビーム拡大手段を、特に、複数のテレスコープ手段を有するテレスコープアレイを配設することがある。こうすることによって、各部分ビームのダイバージェンスを低下させることが可能となる。さらにまた、各ビーム幅が大きくなり、隣接した部分ビーム間の理論的に不必要な間隙を閉じることが可能となる。しかしながら、実際に利用する場合、このような方法は、いわゆる、レーザダイオードバーのエミッタの“スマイル”歪みによってうまくいかない。この“スマイル”歪みの原因は、結果として、ビーム変換手段後方の部分ビームが、互いに平行には伝播しないことになる、レーザダイオードバーの製造に依存する撓みである。速軸コリメーション手段とビーム変換手段とを有する照射装置を実際に製造する場合には、レーザダイオードバーのエミッタのいくつかが、光学軸の高さで放射しない方法において、“スマイル”歪みの影響を受ける。その場合、各エミッタの光学軸は、好ましくはシリンダレンズ手段として構成された速軸コリメーション手段の頂点によって定義される。速軸コリメーション手段に、“間違った”高さでぶつかる、レーザダイオードバーの各エミッタの部分ビームは、うまくコリメートされるけれども、これらのエミッタのコリメートされた部分ビームのポインティング（Poynting）は、残りの、正しい高さに置かれたエミッタよりも誤差が大きい。このポインティング誤差は、以下のように表される：
高さ誤差［μｍ］／速軸コリメーション手段の焦点距離［ｍｍ］＝ポインティング誤差［ｍｒａｄ］
【０００６】
ビーム変換手段によって部分ビームの向きを変更させた後、ポインティング誤差も向きが変わる。その結果、対応するレーザダイオードバーの全エミッタの角度分布の包絡線が大きくなる（拡がる）。
【発明の概要】
【０００７】
本発明が基礎とする課題は、ビームパラメータ積をできる限り理論的に可能な限度に近づけるために、“スマイル”歪みを実際に補償することを可能にする照射装置を提供することである。
【０００８】
この課題の解決手段は、請求項１の特徴を記した部分の特徴を有する照射装置を提供する。この課題の別の解決手段は、請求項５の特徴を記した部分の特徴を有する照射装置を提供する。この課題のさらに別の解決手段は、請求項９の特徴を記した部分の特徴を有する照射装置を提供する。下位の請求項は、本発明の好ましいさらなる形態に該当する。
【０００９】
請求項１に従えば、発明に従った照射装置は、プリズムアレイを備え、該プリズムアレイは、ビーム伝播方向においてビーム変換手段後方に配設され、エミッタの数に対応する数のプリズム手段を含み、該プリズム手段は、第１方向に互いに相並んで配設され、それぞれ、部分ビームの内の１つの部分ビームのための光入射面と光出射面とを含み、高さのずれを有する部分ビームを通過させるプリズム手段の光入射面および／または光出射面は、これら部分ビームの並置によって、ポインティング誤差を補償することが可能となるように構成されてなる。
プリズムアレイは、換言すれば、ポインティング誤差が、ビーム伝播方向において、各エミッタのためのビーム変換手段後方で、適切な方法によって形成されたプリズム手段によって補正可能であるように構成されてなる。したがって、“スマイル”歪みの効果的な補償が達成され、したがって、ビームパラメータ積を、理論的に可能な限界値にできる限り近づけることが可能である。
【００１０】
“スマイル”歪みを特に有効に補償することは、高さのずれを有する部分ビームを通過させるプリズム手段の光出射面が、第１方向においてくさび形に構成されることによって達成可能である。このプリズム手段の光入射面は、好ましくは平らに構成されてなる。
【００１１】
“スマイル”歪みをプリズムアレイを介して補償した後に、コリメートされた部分ビーム間の間隙を埋め、ダイバージェンスを効果的に低下させるために、特に好ましい実施形態においては、ビーム伝播方向においてプリズムアレイ後方に少なくとも１つのビーム拡大手段が配設されてなる。このビーム拡大手段は、特に好ましい実施形態において、第１方向に互いに相並んで複数のテレスコープ手段を有するテレスコープアレイを備えることが可能である。その場合特に、エミッタのそれぞれに、または部分ビームのそれぞれに、１つのテレスコープ手段を割り当てる。
【００１２】
請求項５に従えば、本発明の課題の別の解決手段においては、高さのずれを有する部分ビームを通過させるテレスコープ手段の、光入射面および／または光出射面が、ポインティング誤差を、部分ビームの並列化によって補償することが可能であるように構成されてなる。請求項１において記載された解決手段とは対照的に、照射装置は、部分ビームを拡大し、ビームダイバージェンスを低下させるためのテレスコープアレイを含み、テレスコープ手段のいくつかは、特に、ポインティング誤差を補償するように構成されてなる。それによって、“スマイル”歪みの有効な補償が達成され、したがって、ビームパラメータ積を可能な限り、理論的に可能な限度に近づけることが可能となる。
【００１３】
好ましい実施形態において、高さのずれを有する部分ビームを通過させるテレスコープ手段の、光入射面および／または光出射面は、各テレスコープ手段に割り当てられた部分ビームの光学軸に関して非対称に形成されてもよい。
【００１４】
さらなる好ましい実施形態においては、高さのずれを有する部分ビームを通過させるテレスコープ手段は、光学軸に対して、側方にずれを有していてもよい。
【００１５】
特に好ましい実施形態において、テレスコープ手段の光入射面は、凹状に形成され、テレスコープ手段の光出射面は、凸状に形成される。そうすることによって、部分ビームを効果的に拡大することが可能となる。
【００１６】
請求項９に従えば、本発明のさらに別の解決手段において、高さのずれを有する部分ビームを通過させる、光入射側面および／または光出射側面上のシリンダレンズセグメントは、ポインティング誤差を、部分ビームの並列化によって補償することが可能であるように構成されてなる。このようにすることによって、“スマイル”誤差は有効に補償され、したがって、ビームパラメータ積を理論的に可能な限度にできるだけ近づけることが可能となる。本発明のこの第３の変形例によって達成される“スマイル”補償は、２つの軸、すなわち、遅軸方向および速軸方向における第１および第２の変形例とは異なった作用となる。しかしながら、まだコリメートされていない軸に至ることになるポインティング誤差は、この軸のダイバージェンスとはあまり対比されない。遅軸コリメーション手段で遅軸コリメートした後、ビーム直径は、前よりもわずかに大きくなるだけである。
【００１７】
好ましい実施形態において、高さのずれを有する部分ビームを通過させるテレスコープ手段の、光入射面および／または光出射面は、それらテレスコープ手段に割り当てられた部分ビームの光学軸に関して非対称に形成されてなる。
【００１８】
別の実施形態において、高さのずれを有する部分ビームが割り当てられている、光入射側面および／または光出射側面上のシリンダレンズセグメントは、対称的に形成され、それらに割り当てられた部分ビームの光学軸に対して側方にずれを有していてもよい。
【００１９】
本発明の基本概念は、たとえば、ファイバ結合のために意図することが可能である、少なくとも１つのレーザダイオードバーのエミッタによって発射されたレーザビームのビームダイバージェンスの低下を目的としている。発明に従った照射装置は、各エミッタのポインティング誤差を再度補正することが可能である状態にあり、したがって、角度分布の包絡線は、エミッタの角度分布に対応している。
【００２０】
“スマイル”歪みを補償した後に、照射装置のここに示した全実施形態におけるシリンダレンズは、遅軸のダイバージェンスをコリメートすることが可能である。このようにコリメートされて対称化されたレーザビームは、２つのシリンダレンズ、または球状にもしくは非球状に構成されたレンズによって、光ファイバ内に結合されることが可能である。
【００２１】
本発明のさらなる特徴と利点は、添付の図を参照して、以下の好適な実施形態についての説明によって明らかになるであろう。図において、
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例に従って実施される照射装置の、概略的に非常に単純化された側面図である。
【図２】本発明の第２実施例に従って実施される照射装置の、概略的に非常に単純化された側面図である。
【図３】本発明の第３実施例に従って実施される照射装置の、概略的に非常に単純化された側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照して、以下に、照射装置１の第１実施例について詳細に説明する。さらなる記載を簡略化するために、図１においては、ｚ方向がレーザ光の伝播方向であるデカルト座標を用いた。
【００２４】
照射装置１は、レーザダイオードバー１００を備えるレーザ光源を含む。レーザダイオードバー１００は、第１方向（ｘ方向）に相並んで配設され、互いに離間されたエミッタ１０１，１０２，１０３を含む。レーザダイオードバー１００の各エミッタ１０１，１０２，１０３によって放射されたレーザビーム（以下において部分ビーム１０，１１，１２と称する）は、ｘ方向に対応する長軸において、第２の、ｙ方向に対応する短軸におけるよりも明らかに小さいダイバージェンスを有する。通常、より大きなダイバージェンスの方向（短軸）とより小さなダイバージェンスの方向（長軸）とは、それぞれ“速軸方向”および“遅軸方向”と記載される。複数のエミッタ１０１，１０２，１０３が、一列に互いに相並んで配設される上述のタイプのレーザダイオードバー１００の場合、いわゆる“スマイル”歪みが生じ得ることが知られている。この“スマイル”歪みは、第１直線における、製造時のレーザダイオードバー１００のねじれに由来する。
【００２５】
ビーム伝播方向（ｚ方向）において、レーザダイオードバー１００後方に速軸コリメーション手段２が配設され、該速軸コリメーション手段２は、好ましくは、多数のアパーチャを有する平凸シリンダレンズとして構成され、シリンダ軸は第１方向（ｘ方向）に延び、該第１方向には、レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２，１０３が、互いに相並んで配設されている。特に、このシリンダレンズは、焦点距離を非常に小さくすることが可能であり、好ましくは、レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２，１０３に非常に近接させて配設される。ビーム伝播方向において、速軸コリメーション手段２の後方には、光学的ビーム変換手段３が配設され、該ビーム変換手段３は、レーザダイオードバー１００のｘ方向において互いに相並んで配設されたエミッタ１０１、０２，１０３から放射される部分ビーム１０，１１，１２が、共に９０°向きを変えることが可能であるように構成される。ビーム変換手段３の基本的構成は、たとえば、ＥＰ１００６３８２Ａ１から知られ、したがって、以下においては、ビーム変換手段３の基本的機能原理を手短に述べるにとどめる。ビーム変換手段３は、透明材料から作製され、光入射側面３０にも、光出射側面３１にも、光学的に機能する境界面であって、それぞれ複数のシリンダレンズセグメント８，８’を有し、それらのシリンダ軸が実質的に互いに平行に方向づけられた光学的に機能する境界面を含む。シリンダレンズセグメント８，８’のシリンダ軸はすべて、ｘ方向に延びる光学的なビーム変換手段３の底面と４５°の角度をなす。その場合、複数のシリンダレンズセグメント８，８‘は、ビーム変換手段３のｘ，ｙ面それぞれの上に相並んで形成される部分ビーム１０，１１，１２は、光学的ビーム変換手段３を通過する場合、共に、９０°その方向を変える。“スマイル”歪みの作用によって、レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２，１０３の一部は、光学軸の高さでは放射しなくなる。その場合、エミッタ１０１，１０２，１０３の光学軸は、シリンダレンズ手段として構成される速軸コリメーション手段２の頂点によって規定される。部分ビーム１０，１１，１２が速軸コリメーション手段２に、“誤った”高さにおいてぶつかる、レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２，１０３は、うまくコリメートされるが、これらエミッタ１０１，１０２，１０３のコリメートされた部分ビーム１０，１１，１２のポインティングは、その他の、“正しい”高さにあるエミッタ１０１，１０２，１０３と比べて誤差がある。このポインティング誤差は、以下のように表すことが可能である：
高さ誤差［μｍ］／速軸コリメーション手段２の焦点距離［ｍｍ］＝ポインティング誤差［ｍｒａｄ］
部分ビーム１０，１１，１２の向きをビーム変換手段３によって変えた後、同様に、ポインティング誤差の向きも変えられる。それによって、レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２，１０３すべての角度分布の包絡線が、それに対応して拡大（拡幅）されることになる。
【００２６】
“スマイル”歪みの補償を達成するために、本実施形態においては、照射装置１は、いくつかの、第１方向（ｘ方向）に相並んで配設され、それぞれ光入射面４００，４００’および光出射面４０１，４０１’を備えるプリズム手段４０，４０’を有するプリズムアレイ４を含む。このプリズムアレイ４は、ビーム伝播方向（ｚ方向）において、光学的ビーム変換手段３の後方に配設される。各部分ビーム１０，１１，１２は、プリズム手段４０，４０’の１つを横切り、したがって、プリズムアレイ４のプリズム手段４０，４０’は、部分ビーム１０，１１，１２のそれぞれに正確に割り当てられる。
【００２７】
説明を簡略化するために、図１においては、さらにまたその他の図においても、３つの部分ビーム１０，１１，１２だけを記している。中間の部分ビーム１２は、レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２，１０３の“スマイル”歪みのために、他の部分ビーム１０，１１よりも、ｙ方向において３μｍずれている。２つのエミッタ１０１，１０２は、速軸コリメーション手段２の頂点の高さにある。このずれを補償するために、この部分ビーム１２に割り当てられたプリズム手段４０はくさび形を有している。このことは、このプリズム手段４０’は、第１方向（ｘ方向）に見て、部分ビーム１２と平行とするには、わずかに斜めの光出射面４００’を含む。エミッタ１０１，１０２はずれを有していない部分ビーム１０，１１に割り当てられたプリズム手段４０は、互いに平行な光入射面４００と光出射面４０１とを有し、したがって、くさび形は有していない。
【００２８】
光学的ビーム変換手段３後方のポインティング誤差は、各エミッタ１０１，１０２，１０３全体のためのプリズムアレイ４によって、プリズム手段４０，４０’のそれぞれに適切に対応されたくさび形によって補正することが可能であり、その場合、好ましくは、適切な傾斜を光出射面４０１，４０１’の範囲においてのみ設けられている。
【００２９】
好ましい方法において、コリメートされた部分ビーム１０，１１，１２間の間隙を埋め、ビームダイバージェンスを小さくするために、ビーム伝播方向において、プリズムアレイ４後方に、ここでは明確に示していないビーム拡大手段を設けてもよい。このビーム拡大手段は、特に、複数の、ｘ方向に相並んで配設された、部分ビーム１０，１１，１２を拡大可能なテレスコープ手段としてもよい。テレスコープ手段は、特に、凹状に形成された光入射側面と凸状に形成された光出射側面とを備えるガリレイテレスコープ手段として構成することが可能である。
【００３０】
照射装置１は、“スマイル”歪みを有効に補償することを可能とし、したがって、ビームパラメータ積を、理論的に可能な限界値に非常に近づけることが可能となる。
【００３１】
図２を参照して、以下に、照射装置１の第２実施例について詳細に説明する。照射装置１は、第１方向（ｘ方向）に相並んで配設された複数のエミッタ１０１，１０２，１０３を有するレーザダイオードバー１００を備え、第１方向（ｘ方向）に延びるシリンダ軸を有する平凸シリンダレンズとして、以上に図１を参照して記載されたように構成される速軸コリメーション手段２を備え、そして、部分ビーム１０，１１，１２が、上述のように共に９０°方向を変えることが可能であるように構成されるビーム変換手段３を備える。
【００３２】
“スマイル”歪みを補償するために、照射装置１は、本実施例においては、第１方向（ｘ方向）に相並んで配設され、部分ビーム１０，１１，１２が通過した後にそれらを拡大することが可能である複数のテレスコープ手段５０，５０’を有する、特別に構成されるテレスコープアレイ５を含む。テレスコープ手段５０，５０’の数は、レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２，１０３の数に対応しており、したがって、部分ビーム１０，１１，１２のそれぞれには、テレスコープ手段５０，５０’が配設されている。テレスコープ手段５０，５０’のそれぞれは、部分ビーム１０，１１，１２のための凹状に形成された光入射面５１０，５１０’、および凸状に形成された光出射面５１１，５１１’を備えている。“スマイル”歪みの補償は、テレスコープアレイ５内に機能として統合されている。これは、テレスコープ手段５０，５０’の少なくともいくつかが、それらに配設された部分ビーム１０，１１，１２の光学軸に関して非対称に形成される、またはその光学軸に対して側方にずれを有していることによって達成される。テレスコープ手段５０，５０’の光入射面５１０，５１０’を非対称に形成することは、この関連において特に有益であり、その理由は、この方法では、テレスコープ手段５０，５０’の１つに入射した部分ビーム１０，１１，１２は、“スマイル”歪みに原因して、他のテレスコープ手段（特に隣接したテレスコープ手段）の光出射面５１１，５１１’から出射するからである。
【００３３】
図２には、第１部分ビーム１０と第２部分ビーム１１を放射する、レーザダイオードバー１００の２つのエミッタ１０１，１０２は、シリンダレンズとして構成される速軸コリメーション手段２の頂点のところにある。レーザダイオードバー１００のエミッタ１０１，１０２の間に配設されたエミッタ１０３であって、そのエミッタ１０３に割り当てられたテレスコープ手段５０’を通過する第３部分ビーム１２を放射するエミッタ１０３は、他の２つのエミッタ１０１，１０２に対して高さのずれ（ここでは３μｍ）を有している。図２から明らかなように、第１部分ビーム１０と第２部分ビーム１１が通過するテレスコープ手段５０は、対応する部分ビーム１０，１１の光学軸に対して対称に構成される。第３のレーザビーム束に割り当てられるテレスコープ手段５０は、その凹状の光入射面５１０’およびその凸状の光出射面５１１’上に、その範囲においては、第３レーザビーム束１２の光学軸に関して非対称となり、その第３レーザビーム束をそのテレスコープ手段５０を通過した後には平行化することが可能であるように構成されてなる。この非対称性は、特に簡単な方法で、第３のレーザビーム束１２の光学軸に関して対称な他のテレスコープ手段５０’が、光入射面５１０’および光出射面５１１’上で、図２に示された形を得るために、偏心して切り取られることによって達成可能である。基本的に、光入射面５１０’と光出射面５１１’とは、光学軸に関して異なって分散させるか、または非対称に構成されてなる。
【００３４】
この照射装置１も、エミッタ１０３が高さのずれを有する部分ビーム１２を平行化することによって、“スマイル”歪みを有効に補償することが可能であり、したがって、ビームパラメータ積を、理論的に可能な限界値に非常に近づけることが可能となる。
【００３５】
図３を参照して、以下に、照射装置１の第３実施例を詳細に説明する。照射装置１も、第１方向（ｘ方向）に相並んで配設された複数のエミッタを有する（ここでは明確に表されていない）レーザダイオードバーを備え、以上において図１を参照して記載されたように、第１方向（ｘ方向）にシリンダ軸を有する平凸レンズとして構成される速軸コリメーション手段２を備え、そして、部分ビーム１０，１１，１２が、上述のように共に９０°方向を変えることが可能であるように構成されるビーム変換手段３を備える。本第３実施例においては、光学ビーム変換手段３は、“スマイル”歪みを補償するために、光入射側面３０上と光出射側面３１上とに、特別に形成されたシリンダレンズセグメント８，８‘を有している。これは、ビーム変換手段３のシリンダレンズセグメント８，８’のいくつかがそれらに割り当てられた部分ビーム１０，１１，１２の光学軸に関して非対称に形成されている、または、光学軸に対して側方にずれており、よって偏心していることによって達成される。
【００３６】
図３においても、第１部分ビーム１０と第２部分ビーム１１を放射するレーザダイオードバーの２つのエミッタは、シリンダレンズとして構成された速軸コリメーション手段２の頂点の高さにある。これら２つのエミッタ間に配設された、割り当てられたシリンダレンズセグメント８’を通過する第３部分ビーム１２を放射するレーザダイオードバーのエミッタは、上記の２つのエミッタと比べて高いずれ（ここでは３μｍ）を有している。第１部分ビーム１０および第２部分ビーム１１を通過する各シリンダレンズセグメント８は、光学軸に対して対称に構成される。光入射面または光出射面の、第３部分ビーム１２に配設されたシリンダレンズセグメント８’の少なくとも１つは、第３部分ビーム１２の光学軸に関して非対称性を有するように形成される。光入射面３０および光出射面３１上の、第３部分ビーム１２に配設された２つのシリンダレンズセグメント８’が、第３部分ビーム１２の光学軸に関して非対称性を有するように形成してもよい。また、光入射面３０および／または光出射面３１上の、第３部分ビーム１２に配設されたそれらのシリンダレンズセグメント８’が、対称に形成されるが、第３部分ビーム１２の光学軸に関して側方にずれるようにすることも可能である。
【００３７】
照射装置１の第３実施例によって達成することが可能である“スマイル”歪みは、第１および第２実施例とは異なり、２つの軸、すなわち、遅軸方向および速軸方向において作用する。まだ補正されていない軸に現れるポインティング誤差は、これらの軸のダイバージェンスと比べて非常に小さい。遅軸コリメーション手段による遅軸コリメーションの後、ビーム直径は、その前よりもわずかに大きいだけである。
【００３８】
“スマイル”歪みを補償した後、シリンダレンズは、いずれの実施例においても、遅軸のダイバージェンスを補正することが可能である。このように補正され対称化されたレーザビームは、２つのシリンダレンズによって、または球状もしくは非球状に構成されたレンズによって、ファイバ内に結合されることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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