ВЫСОКОНАДЕЖНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ ДИОДНЫЕ СИСТЕМЫ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ И ВЫСОКОЙ ЯРКОСТИ СИНЕГО СВЕЧЕНИЯ И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Твердотельный лазерный модуль высокой мощности и высокой яркости для обеспечения высококачественного лазерного пучка синего свечения в течение длительных периодов времени без значительной деградации свойств лазерного пучка, содержащий:
а. кожух, образующий внутреннюю полость, причем внутренняя полость изолирована от среды, которая является внешней по отношению к кожуху;
2
b. твердотельное устройство для распространения лазерного пучка от поверхности распространения твердотельного устройства по пути лазерного пучка, причем лазерный пучок имеет длину волны в диапазоне от 410 нм до 500 нм; и причем лазерный пучок имеет плотность мощности по меньшей мере примерно 0,5 МВт/см на поверхности распространения;
с. оптический модуль, имеющий оптическую связь с твердотельным устройством и находящийся на пути лазерного пучка;
d. причем твердотельное устройство и оптический модуль расположены в кожухе и во внутренней полости, посредством чего твердотельное устройство и оптический модуль изолированы от внешней среды;
e. кожух содержит поверхность распространения кожуха, посредством чего лазерный пучок пропускается из кожуха во внешнюю среду по пути лазерного пучка, причем поверхность распространения кожуха имеет оптическую связь с оптическим модулем и находится на пути лазерного пучка;
f. лазерный пучок после выхода из поверхности распространения кожуха характеризуется свойствами пучка, включающими: (i) мощность по меньшей мере 100 Вт; и (ii) произведение параметров пучка (BPP) меньше 100 мм·мрад; и
2
2
g. внутренняя полость свободна от источников загрязняющих веществ на основе кремния, посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости предотвращается образование SiO; посредством чего во внутренней полости предотвращается наслоение SiO; при этом скорость деградации свойств пучка составляет 2,3% за 1000 ч или менее.
2. Модуль по п. 1,
а. причем твердотельное устройство выбрано из группы, состоящей из рамановского волоконного лазера, диодного лазера и рамановского лазера на основе кристалла; причем оптический модуль содержит оптические элементы, выбранные из группы, состоящей из коллимирующей оптики, фокусирующей оптики, линз, зеркал и объединяющей пучки оптики;
b. причем свойства пучка дополнительно содержат ширину спектральной полосы примерно 20 нм или менее;
c. причем поверхность распространения кожуха выбрана из группы, состоящей из окна и торца волокна;
d. причем BPP составляет меньше примерно 40 мм·мрад;
2
2
е. плотность мощности на поверхности распространения составляет от примерно 1 МВт/см до примерно 1000 МВт/см.
3. Модуль по пп. 1 и 2,
а. причем твердотельное устройство выбрано из группы, состоящей из рамановского волоконного лазера, диодного лазера и рамановского лазера на основе кристалла; и мощность лазерного пучка составляет от примерно 100 Вт до примерно 1000 Вт;
b. причем свойства пучка дополнительно содержат ширину спектральной полосы примерно 20 нм или менее;
2
2
c. плотность мощности на поверхности распространения составляет от примерно 0,5 МВт/см до примерно 1000 МВт/см; и
d. скорость деградации свойств пучка составляет меньше 2,0% за 1000 ч.
2
4. Модуль по пп. 1-3, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 1% кислорода; посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода; посредством чего на поверхности распространения твердотельного устройства и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
2
5. Модуль по пп. 1-3, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 10% кислорода; посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода; посредством чего на поверхности распространения твердотельного устройства и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
2
6. Модуль по пп. 1-3, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 40% кислорода; посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода; посредством чего на поверхности распространения твердотельного устройства и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
2
7. Модуль по пп. 1-3, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 60% кислорода; посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода; посредством чего на поверхности распространения твердотельного устройства и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
8. Модуль по пп. 1-7, причем скорость деградации свойств пучка составляет 2,0% за 1000 ч или менее.
9. Модуль по пп. 1-7, причем скорость деградации свойств пучка составляет 1,8% за 1000 ч или менее.
10. Модуль по пп. 1-9, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 10000 ч.
11. Модуль по пп. 1-9, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 30000 ч.
12. Модуль по пп. 1-9, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 50000 ч.
13. Модуль по пп. 1-9, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 70000 ч.
2
14. Модуль по пп. 1-13, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 1 МВт/см на поверхности распространения.
2
15. Модуль по пп. 1-13, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 5 МВт/см на поверхности распространения.
2
16. Модуль по пп. 1-13, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 10 МВт/см на поверхности распространения.
2
17. Модуль по пп. 1-13, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 20 МВт/см на поверхности распространения.
18. Модуль по пп. 1-17, причем количество загрязняющих веществ на основе кремния во внутренней полости меньше 0,001 г.
19. Модуль по пп. 1-17, причем количество загрязняющих веществ на основе кремния во внутренней полости меньше 0,0001 г.
20. Модуль по пп. 1-17, причем количество загрязняющих веществ на основе кремния во внутренней полости меньше 0,00001 г.
-1
21. Модуль по пп. 1-17, причем количество кремния во внутренней полости меньше 0,01 млн.
-1
22. Модуль по пп. 1-17, причем количество кремния во внутренней полости меньше 0,001 млн.
-1
23. Модуль по пп. 1-17, причем количество кремния во внутренней полости меньше 0,0001 млн.
24. Модуль по пп. 1-23, причем твердотельное устройство содержит корпус типа ТО-9.
2
25. Модуль по пп. 1-24, причем внутренняя полость свободна от источников загрязняющих веществ на основе кремния, посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости не образуется SiO.
26. Твердотельный лазерный модуль высокой мощности и высокой яркости для обеспечения высококачественного лазерного пучка синего свечения в течение длительных периодов времени без значительной деградации свойств лазерного пучка, содержащий:
а. кожух, образующий внутреннюю полость, причем внутренняя полость изолирована от среды, которая является внешней по отношению к кожуху;
2
b. множество диодных лазерных устройств для распространения множества лазерных пучков из множества граней по множеству путей диодных лазерных пучков, причем лазерные пучки имеют длину волны в диапазоне от 400 нм до 500 нм; и причем каждый лазерный пучок имеет плотность мощности по меньшей мере примерно 0,5 МВт/см награнях;
с. оптический модуль, имеющий оптическую связь с диодными лазерными устройствами и находящийся на путях лазерных пучков, причем оптический модуль содержит коллимирующую оптику и объединяющую пучки оптику;
d. оптический модуль объединяет упомянутое множество диодных лазерных пучков для обеспечения объединенного лазерного пучка по пути объединенного лазерного пучка;
e. причем упомянутое множество диодных лазерных устройств и оптический модуль расположены в кожухе и во внутренней полости, посредством чего упомянутое множество диодных лазерных устройств и оптический модуль изолированы от внешней среды;
f. кожух содержит поверхность распространения кожуха, посредством чего объединенный лазерный пучок пропускается из кожуха во внешнюю среду по пути объединенного лазерного пучка, причем поверхность распространения кожуха имеет оптическую связь с оптическим модулем и находится на пути объединенного лазерного пучка;
g. объединенный лазерный пучок после выхода из поверхности распространения кожуха характеризуется свойствами пучка, включающими: (i) мощность по меньшей мере 100 Вт; и (ii) BPP меньше 40 мм·мрад; и
2
2
h. причем внутренняя полость свободна от источников загрязняющих веществ на основе кремния, посредством чего во время эксплуатации упомянутого множества диодных лазерных устройств во внутренней полости не образуется SiO; посредством чего во внутренней полости предотвращается наслоение SiO; при этом скорость деградации свойств объединенного пучка составляет 2,3% за 1000 ч или менее.
27. Модуль по п. 26,
а. причем свойства пучка дополнительно содержат ширину спектральной полосы примерно 15 нм или менее;
b. причем поверхность распространения кожуха выбрана из группы, состоящей из окна и торца волокна;
c. причем BPP составляет меньше примерно 15 мм·мрад; и
2
2
d. плотность мощности на поверхности распространения составляет от примерно 0,5 МВт/см до примерно 1000 МВт/см.
28. Модуль по пп. 26 и 27,
а. причем свойства пучка дополнительно содержат ширину спектральной полосы примерно 15 нм или менее; причем мощность объединенного лазерного пучка составляет по меньшей мере примерно 500 Вт;
b. причем поверхность распространения кожуха выбрана из группы, состоящей из окна и торца волокна;
c. причем BPP меньше примерно 30 мм·мрад; и
2
2
d. плотность мощности на поверхности распространения составляет от примерно 0,5 МВт/см до примерно 1000 МВт/см.
2
29. Модуль по пп. 27 и 28, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 5 МВт/см на поверхности распространения.
2
30. Модуль по пп. 27 и 28, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 10 МВт/см на поверхности распространения.
2
31. Модуль по пп. 27 и 28, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 20 МВт/см на поверхности распространения.
32. Модуль по пп. 26-31, причем скорость деградации свойств пучка составляет 2,0% за 1000 ч или менее.
33. Модуль по пп. 26-31, причем скорость деградации свойств пучка составляет 1,8% за 1000 ч или менее.
34. Модуль по пп. 26-33, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 10000 ч.
35. Модуль по пп. 26-33, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 30000 ч.
36. Модуль по пп. 26-33, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 50000 ч.
37. Модуль по пп. 26-33, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 70000 ч.
2
38. Модуль по пп. 26-37, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 1% кислорода; посредством чего во время эксплуатации упомянутого множества диодных лазерных устройств во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода, посредством чего на поверхности распространения граней и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
2
39. Модуль по пп. 26-37, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 10% кислорода; посредством чего во время эксплуатации упомянутого множества диодных лазерных устройств во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода, посредством чего на поверхности распространения граней и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
2
40. Модуль по пп. 26-37, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 40% кислорода; посредством чего во время эксплуатации упомянутого множества диодных лазерных устройств во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода, посредством чего на поверхности распространения граней и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
2
41. Модуль по пп. 26-37, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 60% кислорода; посредством чего во время эксплуатации упомянутого множества диодных лазерных устройств во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода, посредством чего на поверхности распространения граней и оптического модуля предотвращается наслоение углерода.
2
42. Модуль по пп. 1-37, причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 20% кислорода; посредством чего во время эксплуатации упомянутого множества диодных лазерных устройств во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода, посредством чего поверхность распространения граней и оптического модуля остается свободной от наслоений углерода.
43. Модуль по пп. 26-42, причем количество загрязняющих веществ на основе кремния во внутренней полости меньше 0,001 г.
44. Модуль по пп. 26-42, причем количество загрязняющих веществ на основе кремния во внутренней полости меньше 0,0001 г.
45. Модуль по пп. 26-42, причем количество загрязняющих веществ на основе кремния во внутренней полости меньше 0,00001 г.
-1
46. Модуль по пп. 26-42, причем количество кремния во внутренней полости меньше 0,01 млн.
-1
47. Модуль по пп. 26-42, причем количество кремния во внутренней полости меньше 0,001 млн.
-1
48. Модуль по пп. 26-42, причем количество кремния во внутренней полости меньше 0,0001 млн.
49. Модуль по пп. 26-48, причем твердотельное устройство содержит корпус типа ТО-9.
2
50. Модуль по пп. 26-49, причем внутренняя полость свободна от источников загрязняющих веществ на основе кремния, посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости не образуется SiO.
51. Твердотельный лазерный модуль высокой мощности и высокой яркости для обеспечения высококачественного лазерного пучка синего свечения в течение длительных периодов времени без значительной деградации свойств лазерного пучка, содержащий:
а. кожух, образующий внутреннюю полость, причем внутренняя полость образует изолированную среду;
b. множество оптически активных поверхностей, причем лазерный пучок синего свечения распространяется из, проходит в или отражается оптически активными поверхностями; упомянутое множество оптически активных поверхностей расположено в изолированной среде внутренней полости кожуха; по меньшей мере одна из оптически активных поверхностей расположена на твердотельном лазерном устройстве;
2
c. причем лазерный пучок имеет плотность мощности по меньшей мере примерно 0,5 МВт/см на одной или более оптически активных поверхностях; и
2
2
d. внутренняя полость свободна от источников загрязняющих веществ на основе кремния, посредством чего во время эксплуатации твердотельного лазерного устройства во внутренней полости предотвращается образование SiO; причем внутренняя полость содержит газ, содержащий кислород; посредством чего во время эксплуатации твердотельного лазерного устройства во внутренней полости создается COиз загрязняющих веществ на основе углерода;
2
е. посредством чего на упомянутом множестве оптически активных поверхностей предотвращается наслоение углерода и SiO; при этом скорость деградации мощности лазерного пучка синего свечения составляет 2,3% за 1000 ч или менее.
52. Модуль по п. 51, причем модуль характеризуется наличием увеличенного срока службы не менее 5000 ч.
53. Модуль по пп. 51 и 52, причем скорость деградации свойств пучка составляет 2,0% за 1000 ч или менее.
54. Модуль по пп. 51 и 52, причем скорость деградации свойств пучка составляет 1,8% за 1000 ч или менее.
55. Модуль по пп. 51 и 52, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 10000 ч.
56. Модуль по пп. 51 и 52, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 30000 ч.
57. Модуль по пп. 51 и 52, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 50000 ч.
58. Модуль по пп. 51 и 52, причем модуль характеризуется наличием срока службы не менее 70000 ч.
2
59. Модуль по пп. 51-58, причем упомянутое множество оптически активных поверхностей свободно от наслоений углерода и SiO.
60. Модуль по пп. 51-58, содержащий по меньшей мере примерно 10% кислорода.
61. Модуль по пп. 51-58, содержащий по меньшей мере примерно 20% кислорода.
62. Модуль по пп. 51-58, содержащий по меньшей мере примерно 40% кислорода.
63. Модуль по пп. 51-58, содержащий по меньшей мере примерно 60% кислорода.
64. Корпус c твердотельными лазерными устройствами высокой мощности и высокой яркости для встраивания в лазерные системы, обеспечивающие высококачественный лазерный пучок синего свечения в течение длительных периодов времени без значительной деградации свойств лазерного пучка, содержащий:
а. кожух, образующий внутреннюю полость, причем внутренняя полость изолирована от среды, которая является внешней по отношению к кожуху;
b. кожух содержит окно, причем окно образует часть внутренней полости;
2
с. твердотельное устройство для распространения лазерного пучка из поверхности распространения твердотельного устройства по пути лазерного пучка, причем лазерный пучок имеет длину волны в диапазоне от 410 нм до 500 нм; и причем лазерный пучок имеет плотность мощности по меньшей мере примерно 0,5 МВт/см на поверхности распространения;
d. окно имеет оптическую связь с твердотельным устройством и находится на пути лазерного пучка;
e. причем твердотельное устройство расположено в кожухе и во внутренней полости, и причем внутренняя поверхность окна не выставлена во внешнюю среду, посредством чего твердотельное устройство и внутренняя поверхность окна изолированы от внешней среды;
f. посредством чего лазерный пучок пропускается из кожуха через окно во внешнюю среду по пути лазерного пучка;
2
2
g. причем внутренняя полость свободна от источников загрязняющих веществ на основе кремния, посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости предотвращается образование SiO; посредством чего во внутренней полости предотвращается наслоение SiO; при этом скорость деградации свойств пучка составляет 2,3% за 1000 ч или менее;
2
h. причем внутренняя полость содержит газ, содержащий по меньшей мере 1% кислорода; посредством чего во время эксплуатации твердотельного устройства во внутренней полости создается CO из загрязняющих веществ на основе углерода, посредством чего поверхность распространения твердотельного устройства и внутренняя поверхность окна остаются свободными от наслоений углерода.
65. Корпус по п. 64, причем твердотельное устройство состоит из единственного диодного лазера.
66. Корпус по п. 65, причем диодный лазер имеет корпус типа ТО-9.
67. Корпус по п. 64, причем твердотельное устройство состоит из множества диодных лазеров.
68. Корпус по пп. 67, причем упомянутое множество диодных лазеров имеют корпуса типа ТО-9.
2
69. Корпус по пп. 64-68, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 10 МВт/см, лазерный пучок имеет мощность по меньшей мере примерно 2 Вт, скорость деградации составляет 2,0% за 1000 ч или менее.
2
70. Корпус по пп. 64-68, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 5 МВт/см, лазерный пучок имеет мощность по меньшей мере примерно 1,5 Вт, скорость деградации составляет 1,8% за 1000 ч или менее.
2
71. Корпус по пп. 64-68, причем плотность мощности составляет по меньшей мере примерно 15 МВт/см, лазерный пучок имеет мощность по меньшей мере примерно 5 Вт, скорость деградации составляет 2,3% за 1000 ч или менее.
72. Корпус по пп. 64-71, содержащий по меньшей мере 10% кислорода.
73. Корпус по пп. 64-71, содержащий по меньшей мере 40% кислорода.
74. Корпус по пп. 64-71, содержащий по меньшей мере 60% кислорода.
75. Модуль по пп. 26-63, причем твердотельное устройство содержит корпус типа ТО-9.
76. Модуль и корпус по пп. 1-75, причем источники загрязняющих веществ на основе кремния выбраны из группы, состоящей из силоксанов, полимеризованных силоксанов, линейных силоксанов, циклических силоксанов, циклометиконов и полисилоксанов.
77. Модуль и корпус по пп. 1-75, причем источники загрязняющих веществ на основе углерода выбраны из группы, состоящей из остатков растворителей, масел, отпечатков пальцев и углеводородов.