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Optische Anordnung zur Strahlfuehrung

Laser beam guidance system uses ring lens so incident beam diameter, focal length and irradiation angle retain sought distant-plane distribution at maximal power transmission.
 
: Schreiber, P.; Heinemann, S.; Hoeller, F.; Sand, R.; Juranek, H.; Langenbach, E.; Heimbeck, H.

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DE 2000-10044522 A: 20000904
DE 2000-10044522 A: 20000904
DE 10044522 C2: 20020801
G02B0027
German
Patent, Electronic Publication
Fraunhofer IOF ()

Abstract
Bei einer optischen Anordnung zur Strahlfuehrung soll ein Laserstrahl (1), durch eine ringfoermige Aperturoeffnung, die in einer im Nahbereich befindlichen ersten Ebene (7) angeordnet ist, gefuehrt werden und gleichzeitig eine maximale Intensitaet im Zentrum einer zweiten, sehr weit entfernten Ebene (11) aufweisen. Hierzu ist ein strahlformendes Element vorgesehen, das die Laserstrahlung nahezu beugungsbegrenzt so in einen Ring fokussiert, dass die so erzeugte ringfoermige Intensitaetsverteilung in ihren lateralen Abmessungen der ringfoermigen Aperturoeffnung in der ersten Ebene angepasst ist. Weiterhin sind der Durchmesser des auf das strahlformende Element einfallenden Laserstrahls, die durch das strahlformende Element realisierte Brennweite und der Abstrahlwinkel des Ringstrahls in der ersten Ebene so optimiert, dass eine vorgegebene Fernfeldverteilung bei maximaler Leistungstransmission erhalten wird. Die ringfoermige Intensitaetsverteilung wird somit bei der Freiraumausbreitung nach den Gesetzen der Wellenoptik im Fernfeld in eine Verteilung mit hoher Intensitaet im Zentrum umgewandelt, ohne dass weitere optische Elemente zusaetzlich zum strahlformenden Element erforderlich sind. Das strahlformende Element kann als Ringlinse (3) oder als mit einer Kollimationsoptik kombiniertes Axicon ausgebildet sein.

 

DE 10044522 A UPAB: 20020618 NOVELTY - The diameter of the laser beam (1) striking the first beam-forming element, the focal length realized by this same element and the irradiation angle of the ring in the first plane (7) are all so optimized as to maintain a given remote-field distribution at maximum power transmission. The beam-forming element takes the preferred form of a ring lens (3) or an axicon combined with a collimating optical system. Ring lens or axicon form an optical deflection phase element in the form of a microstructured lens surface. The beam-forming element (3) has a reflecting surface. The annular aperture in the first near-field plane (7) forms part of a Cassegrain telescope, the whole forming part of an optical satellite communications system. USE - Satellite communications science. ADVANTAGE - The laser beam is focussed free of deflection to give maximum intensity in a remote plane and in this way convert to a Bessel type beam without further optical systems.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/PX-72719.html