[发明专利]均质线形强度轮廓的激光器模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括并排布置在公共载体上的若干个子模块的激光器模块，所述子模块中的每一个包括由一个或若干个半导体激光器阵列形成的激光器区域。

在许多现有和即将到来的应用领域中，利用半导体激光器加热是兴趣日益增长的话题。一些应用需要均质线形强度轮廓，意味着具有高边长比的顶帽（top-hat）矩形轮廓。一个示例为专业印刷机中墨水的干燥，需要长达1.1m长度和仅几毫米宽度的激光线。其它应用领域是金属或塑料的加热、脱毛、皮肤处理或在生产中对胶水和油漆的干燥。

背景技术

当使用激光器加热线用于印刷、墨水干燥、辊到辊制造过程或其它应用时，将在表面处被加热的对象在垂直于线方向的方向上经过加热线的下方。可替代地，加热线相对于该对象在垂直于线方向的方向上移动。为了利用半导体激光器产生具有充分高激光功率的激光线，必须在公共载体上并排布置载有表面发射半导体激光器阵列的若干个子模块。因此，单个半导体激光器的发射通过适当的透镜系统（具体地，柱面透镜）聚焦成为工作平面上期望的线形状。利用这样的模块，由于单独的子模块之间的不可避免的间隙而产生问题，这导致沿着激光线的若干个强度极小值。为了避免或减小这样的强度极小值，WO2011/21140A2提出了用于将激光辐射聚集到工作平面上的光学的专门设计，该设计使相邻子模块的强度分布沿着激光线重叠。因此，对于模块与工作平面之间的某些距离，两个子模块之间的光学间隙能够被封闭。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种激光器模块，该激光器模块包括若干个子模块，所述激光器模块允许产生激光线，该激光线具有沿着该线的均质强度分布，而无需专门设计的光学元件。

该目的通过根据权利要求1所述的激光器模块实现。该激光器模块的有利的实施例是从属权利要求的主题或在说明书的后续部分中被描述。

所提出的激光器模块包括沿着第一轴线并排布置在公共载体上的若干个子模块。这些子模块中的每一个包括激光器区域，该激光器区域由布置在子模块的表面上的一个或若干个半导体激光器阵列形成。由半导体激光器发射的激光辐射在面对子模块的所述表面的工作平面中形成强度分布。激光器区域可以与子模块的表面的表面面积完全相同或也可以小于该表面面积。子模块和激光器区域设计并布置成使得相邻子模块的激光器区域的投影在垂直于第一轴线的方向上部分地重叠。

激光器区域由半导体激光器阵列的布置形成，其包括两个平行的侧边缘。相邻子模块的激光器区域的平行侧边缘平行于彼此并且相对于所述第一轴线以角度β倾斜，其中，0°<β<90°。通常，激光器区域以及还有子模块的表面具有矩形形状，但是具有两个平行侧边缘的其它形状（例如，梯形几何设计）也是可能的。

利用这样的模块产生的强度分布优选地具有细长形式，例如在工作平面中长度比宽度大的矩形形式。在优选实施例中，强度轮廓具有线形形式。这样的线形的强度轮廓在半导体激光器和工作平面之间需要适当的光学元件，以便在垂直于激光线的方向上将发射的激光辐射聚焦到期望的线宽度。在工作平面中强度轮廓的较长侧的方向平行于第一轴线，多个子模块沿着该第一轴线布置在载体上。该载体可以是其上能够安装子模块的任意结构，例如板或框架。

子模块布置为激光器区域的平行侧边缘在载体上平行于彼此。与这些侧边缘相对于第一轴线的已知垂直布置相比，在提出的模块中，子模块布置为它们的激光器区域的侧边缘相对于第一轴线成大于0°且小于90°的角度。依据相邻子模块的表面的平行侧边缘之间的距离或相邻子模块的激光器区域之间的距离来选择角度，使得在平行于所述第一轴线的方向上在工作平面中的强度轮廓的强度变化相对于0°或90°的布置减小。