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DE112011102811B4 - Faseroptikarrayverfahren und -vorrichtung - Google Patents

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DE112011102811B4
DE112011102811B4 DE112011102811.3T DE112011102811T DE112011102811B4 DE 112011102811 B4 DE112011102811 B4 DE 112011102811B4 DE 112011102811 T DE112011102811 T DE 112011102811T DE 112011102811 B4 DE112011102811 B4 DE 112011102811B4
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optical
fibers
fiber array
optical fibers
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Yongdan Hu
Charles A. Lemaire
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Lockheed Corp
Lockheed Martin Corp
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Abstract

Vorrichtung, umfassend:
eine Mehrzahl optischer Fasern (130; 430; 230; 240; 330) zum Übertragen einer Mehrzahl an optischen Signalen, einschließlich einer ersten optischen Faser und einer zweiten optischen Faser, wobei die erste optische Faser konfiguriert ist, um ein erstes optisches Signal zu übertragen, und wobei die zweite optische Faser konfiguriert ist, um ein zweites optisches Signal zu übertragen; und
eine Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610), die konfiguriert ist, um die Mehrzahl optischer Signale von der Mehrzahl der optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) zu empfangen und einen Kombinationsausgangsstrahl (177; 234) auszusenden, wobei die Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) eine erste Fläche (111; 211; 411; 611) und eine zweite Fläche (112; 212; 412; 612) aufweist, wobei die Mehrzahl optischer Fasern an der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) der Faserarrayplatte geschmolzen ist, wobei die zweite Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte eine gewölbte Krümmung zum Übertragen der mehreren optischen Signale durch die gewölbte zweite Fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) direkt an der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) befestigt sind, um eine nahtlose Schnittstelle für die Lichtübertragung zwischen den mehreren Fasern und der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) zu bilden.

Description

  • KREUZVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
  • Diese Erfindung ist verwandt mit dem bzw. der:
    • - US-amerikanischen Patent US 7,539,231 B1 mit der Bezeichnung „Apparatus and Method for Generating Controlled-Linewidth Laser-Seed-Signals for High-Powered Fiber-Laser Amplifier Systems“, erteilt am 26. Mai 2009 an Eric C. Honea et al.,
    • - US-amerikanischen Patent US 7,471,705 B2 mit der Bezeichnung „Ultraviolet Laser System and Method having Wavelength in the 200-nm Range“, erteilt am 30. Dezember 2008 an David C. Gerstenberger et al.,
    • - US-amerikanischen Patent US 7,391,561 B2 mit der Bezeichnung „Fiber- or Rod-Based Optical Source Featuring a Large-Core, Rare-Earth-Doped Photonic-Crystal Device for Generation of High-Power Pulsed Radiation and Method“, erteilt am 24. Juni 2008 an Fabio Di Teodoro et al.,
    • - US-amerikanischen Patent US 7,671,337 B1 mit der Bezeichnung „System and Method for Pointing a Laser Beam“, erteilt am 2. März 2010 an Steven C. Tidwell,
    • - US-amerikanischen Patent US 7,199,924 B1 mit der Bezeichnung „Apparatus and Method for Spectral-Beam Combining of High-Power Fiber Lasers“, erteilt am 3. April 2007 an Andrew J. W. Brown et al.,
    • - US-amerikanischen Patentanmeldung 11/565,619 mit der Bezeichnung „Method and Apparatus for Optical Gain Fiber having Segments of Differing Core Sizes“, eingereicht am 30. November 2006 von Matthias P. Savage -Leuchs (nun US-amerikanisches Patent US 7,768,700 B1 ),
    • - US-amerikanischen Patentanmeldung 11/688,854 , eingereicht am 20. März 2007 von John D. Minelly et al., mit der Bezeichnung „Method and Apparatus for Optical Delivery Fiber having Cladding with Absorbing Regions“ (nun US-amerikanisches Patent US 7,835,608 B2 ),
    • - US-amerikanischen Patentanmeldung 12/018,193 mit der Bezeichnung „High-Energy Eye-Safe Pulsed Fiber Amplifiers and Sources Operating in Erbium's L-Band“, eingereicht am 22. Januar 2008 von John D. Minelly et al. (nun US-amerikanisches Patent US 7,872,794 B1 ),
    • - US-amerikanischen Patentanmeldung 12/291,031 mit der Bezeichnung „Spectral-Beam Combining for High-Power Fiber-Ring-Laser Systems“, eingereicht am 17. Februar 2009 von Eric C. Honea et al. (nun US-Patent US 8,526,110 B1 ),
    • - US-amerikanischen Patentanmeldung 12/624,327 (offengelegt als US 2011/0122482 A1 ) mit der Bezeichnung „Spectrally Beam Combined Laser System and Method at Eye-Safer Wavelengths“, eingereicht am 23. November 2009 von Roy D. Mead,
    • - US-amerikanischen Patentanmeldung 12/793,508 (offengelegt als US 2011/0249935 A1 ) mit der Bezeichnung „Method and Apparatus for In-Line Fiber-Cladding-Light Dissipation“, eingereicht am 3, Juni 2010 von Yongdan Hu,
    • - vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung 61/263,736 (offengelegt als US 2015/0214690 A1 ) eingereicht am 23. November 2009 von Matthias P. Savage-Leuchs et al., mit der Bezeichnung „Q-switched oscillator seed-source for MOPA laser illuminator method and apparatus“,
    • - vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung 61/343,948 (offengelegt als US 2011/0249321 A1 ) eingereicht am 12. April 2010, mit der Bezeichnung „High Beam Quality and High Average Power from Large-Core-Size Optical-Fiber Amplifiers; Signal and Pump Mode-Field Adaptor for Double-Clad Fibers and Associated Method“ von Matthias Savage-Leuchs et al., und
    • - vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung 61/343,945 (nun US-Patent US 8,493,651 B1 ) eingereicht am 12. April 2010, mit der Bezeichnung „Apparatus for Optical Fiber Management and Cooling“ von Yongdan Hu et al.,
    die hiermit alle durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf optische Wellenleiter und im Besonderen auf Verfahren und Vorrichtungen zum mechanischen und optischen Koppeln von Faseroptikarrays, um eine Einheitsstruktur herzustellen, die einen Kombinationsausgangslichtstrahl aus dem Licht mehrerer optischer Wellenleiter, wie z.B. optischer Fasern, bildet.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bestehende Faseroptikarrays sind aufgrund der erforderlichen Ausrichtungsgenauigkeit zwischen Fasern gewöhnlich schwer zu fertigen. Zudem besitzen etliche herkömmliche Faserarraysysteme, etwa auf V-Nuten beruhende Substrate, die einen Array von Fasern halten, eine begrenzte Belastungsfähigkeit. Ferner weisen bestehende Faseroptikarrays hinsichtlich Anwendungen wie Spektralstrahlkombination übermäßige optische Aberrationen von ihrer ausgedehnten Lichtquelle auf.
  • Das US-amerikanische Patent US 7,058,275 B2 (nachstehend „Sezerman et al.“) mit der Bezeichnung „STRESS RELIEF IN FIBRE OPTIC ARRAYS“, erteilt am 6. Juni 2006, ist durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Sezerman et al. beschreiben einen Mechanismus zur Erzielung symmetrischer Spannungslasten auf in Faseroptikarrays gehaltene, arbeitende optische Fasern, der, in einer Ausführungsform, die Bereitstellung eines Paars nicht arbeitender Fasern oder Dummy-Fasern einschließt, die sich jeweils außerhalb der äußersten Fasern oder Randfasern des Arrays befinden. Alle der Fasern, ob arbeitend oder Dummy-Fasern, werden in entsprechenden Nuten in einem Substrat gehalten.
  • Das US-amerikanische Patent US 6,402,390 B1 (nachstehend „Anderson et al. ") mit der Bezeichnung „V-GROOVE ADAPTERS FOR INTERCONNECTING OPTICAL CONDUCTORS“, erteilt am 11. Juni 2002, ist durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Anderson et al. beschreiben einen V-Groove-Adapter zum Untereinanderverbinden optischer Leiter, der V-Nuten beinhaltet, die in Bezug zueinander präzise ausgerichtet sind, um eine gewünschte Ausrichtung der jeweiligen Kerne der optischen Leiter zu verschaffen, die innerhalb der jeweiligen V-Nuten aufgenommen werden.
  • Das US-amerikanische Patent US 7,738,751 B1 (nachstehend „Minden et al.“) mit der Bezeichnung „ALL-FlBER LASER COUPLER WITH HIGH STABILITY“, erteilt am 15. Juni 2010, ist durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Minden et al. beschreiben mehrere optische Fasern, die in einem eng bepackten hexagonalen Array angeordnet sind, der 1+3n(n+1) Fasern mit (3/2)(n2-n)+3 interferometrisch dunklen Fasern und (3/2)(n2+3n)-2 hellen Fasern aufweist, worin n für eine ganze Zahl größer oder gleich 1 steht. Jede optische Faser besitzt ein erstes Ende und ein zweites Ende. Die mehreren optischen Fasern werden entlang einem Abschnitt jeder optischen Faser nächst dem ersten Ende jeder optischen Faser miteinander verschmolzen, um einen verschmolzenen Abschnitt mit einer Faserachse zu bilden. Der verschmolzene Abschnitt der mehreren optischen Fasern ist abgeschrägt, um eine abgeschrägte Region zu bilden. An einem Ende des verschmolzenen Abschnitts befindet sich eine Facette. Diese Facette ist in einer zur Faserachse perpendikularen Richtung eingerichtet.
  • Das US-amerikanische Patent US 5,907,436 A mit der Bezeichnung „MULTILAYER DIELECTRIC DIFFRACTION GRATINGS“, erteilt am 25. Mai 1999 an Perry et al., ist durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Dieses Patent beschreibt die Gestaltung und Herstellung dielektrischer Gitterstrukturen mit hoher Beugungseffizienz. Die Gitter besitzen eine mehrlagige Struktur aus dielektrischen Materialien mit sich abwechselnden Indexen, mit einer Gitterstruktur auf dem Multilayer obendrauf, und so wird ein Beugungsgitter von einstellbarer Effizienz und variabler optischer Bandbreite erhalten.
  • Zu den weiteren Patenten, die sich mit oder in der vorliegenden Erfindung einsetzen lassen, zählen das US-amerikanische Patent US 6,172,812 B1 (nachstehend „Haaland et al.“) mit der Bezeichnung „ANTI-REFLECTION COATINGS AND COATED ARTICLES“, erteilt am 9. Januar 2001; das US-amerikanische Patent US 6,406,197 B1 (nachstehend „Okuda et al.") mit der Bezeichnung „OPTICAL FIBER COUPLER, A PROCESS FOR FABRICATING THE SAME AND AN OPTICAL AMPLIFIER USING THE SAME“, erteilt am 18. Juni 2002; das US-amerikanische Patent US 6,178,779 B1 (nachstehend „Drouart et al.") mit der Bezeichnung „BUTT WELDING OPTICAL FIBER PREFORMS WITH A PLASMA TORCH“, erteilt am 30. Januar 2001; das US-amerikanische Patent US 7,416,347 B2 (nachstehend „Livingston et al.“) mit der Bezeichnung „OPTICAL FIBER ARRAY CONNECTIVITY SYSTEM WITH INDICIA TO FACILITATE CONNECTIVITY IN FOUR ORIENTATIONS FOR DUAL FUNCTIONALITY“, erteilt am 26. August 2008; das US-amerikanische Patent US 7,707,541 B2 (nachstehend „Abrams et al.“) mit der Bezeichnung „SYSTEMS, MASKS, AND METHODS FOR PHOTOLITHOGRAPHY“, erteilt am 27. April 2010; das US-amerikanische Patent US 6,614,965 B2 (nachstehend „Yin“) mit der Bezeichnung „EFFICIENT COUPLING OF OPTICAL FIBER TO OPTICAL COMPONENT“, erteilt am 2. September 2003; das US-amerikanische Patent US 7,128,943 B1 (nachstehend „Djeu“) mit der Bezeichnung „METHODS FOR FABRICATING LENSES AT THE END OF OPTICAL FIBERS IN THE FAR FIELD OF THE FIBER APERTURE“, erteilt am 31. Oktober 2006; das US-amerikanische Patent US 3,728,117 A (nachstehend „Heidenhain et al.“) mit der Bezeichnung „OPTICAL DIFFRACTION GRID“, erteilt am 17. April 1973; das US-amerikanische Patent US 4,895,790 A (nachstehend „Swanson et al. ") mit der Bezeichnung „HIGH-EFFICIENCY, MULTILEVEL, DIFFRACTIVE OPTICAL ELEMENTS“, erteilt am 23. Januar 1990; das US-amerikanische Patent US 6,822,796 B2 (nachstehend „Takada et al.“) mit der Bezeichnung „DIFFRACTIVE OPTICAL ELEMENT“, erteilt am 23. November 2004; das US-amerikanische Patent US 6,958,859 B2 (nachstehend „Hoose et a/.“) mit der Bezeichnung „GRATING DEVICE WITH HIGH DIFFRACTION EFFICIENCY“, erteilt am 25. Oktober 2005; das US-amerikanische Patent US 7,680,170 B2 (nachstehend „Hu et al.“) mit der Bezeichnung „COUPLING DEVICES AND METHODS FOR STACKED LASER EMITTER ARRAYS“, erteilt am 16. März 2010; die jeweils durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind. Jedes dieser Dokumente beschreibt optische Systeme und/oder Komponenten, die mit diversen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kombiniert und/oder in diesen verwendet werden können.
  • Es besteht der Bedarf für ein verbessertes Faseroptikarrayverfahren und eine verbesserte Faseroptikarrayvorrichtung, insbesondere für Faseroptikarrays mit verbesserter Belastbarkeit und Funktionalität.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bzw. mit einem Verfahren gemäß Anspruch 12. Die vorliegende Erfindung bietet eine Vorrichtung, welche mehrere optische Fasern, einschließlich einer ersten optischen Faser und einer zweiten optischen Faser, beinhaltet, wobei die erste optische Faser ausgebildet ist, um ein erstes optisches Signal zu übertragen, und wobei die zweite optische Faser ausgebildet ist, um ein zweites optisches Signal zu übertragen, und welche eine Faserarrayplatte (in einigen Ausführungsformen z.B. eine monolithische Glas- oder Fused-Quartz-Platte) beinhaltet, die ausgebildet ist, um die mehreren optischen Signale aus den mehreren optischen Fasern zu empfangen und um einen Kombinationsausgangsstrahl auszusenden (in einigen Ausführungsformen schließt der Kombinationsausgangsstrahl mehrere Ausgangsstrahlen ein), wobei die Faserarrayplatte eine erste Fläche und eine zweite Fläche beinhaltet, wobei die mehreren optischen Fasern ausgebildet sind, um sich an die erste Fläche der Faserarrayplatte anzuschließen (z.B. sind in einigen Ausführungsformen die mehreren optischen Fasern an die erste Fläche der Faserarrayplatte stumpfgeschweißt). In einigen Ausführungsformen beinhaltet die erste Fläche der Faserarrayplatte Markierungen, die ausgebildet sind, um beim Ausrichten der mehreren optischen Fasern auf der Faserarrayplatte zu unterstützen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Vorrichtung strahlformende Strukturen (z.B. Lenslets und/oder Beugungsflächen oder Volumengitter), die ausgebildet sind, um die mehreren ausgesendeten Ausgangsstrahlen zu formen.
  • Die vorliegende Erfindung bietet auch ein Verfahren, das das Bereitstellen mehrerer optischer Fasern beinhaltet, einschließlich einer ersten optischen Faser und einer zweiten optischen Faser, das Bereitstellen einer Faserarray-platte, wobei die Faserarrayplatte eine erste Fläche und eine zweite Fläche beinhaltet, das Anschließen der mehreren optischen Fasern durch Schmelzen an die erste Fläche der Faserarrayplatte, das Übertragen mehrerer optischer Signale durch die mehreren optischen Fasern und in die Faserarrayplatte an der ersten Fläche der Faserarrayplatte, und das Aussenden eines Kombinationsausgangsstrahls (in einigen Ausführungsformen schließt das Aussenden des Kombinationsausgangsstrahls das Aussenden mehrerer Ausgangsstrahlen ein) aus der zweiten Fläche der Faserarrayplatte.
  • Figurenliste
  • Jedes der in der folgenden kurzen Beschreibung der Zeichnungen gezeigten Elemente stellt einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
    • 1A1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 101.1 mit gleich beabstandeten Faseranschlüssen an eine Arrayplatte 110.
    • 1A2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 101.2 mit ungleich beabstandeten Faseranschlüssen an eine Arrayplatte 110.
    • 1B1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 102.1.
    • 1B2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 102.2.
    • 1C1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 103.1.
    • 1C2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 103.2.
    • 1D ist ein Diagramm eines Gesamtsystems 10, das mehrere Anordnungen, einschließlich einer Faseroptikarrayanordnung (OFAA) 104, beinhaltet.
    • 2A ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 201.
    • 2B ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 202.
    • 2C ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 203.
    • 2D ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 204.
    • 2E ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 205.
    • 2F ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 2061.
    • 2G1 ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 206.
    • 2G2 ist eine schematische Seitenansicht einer Anordnung 206 aus 2G1.
    • 3A ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 301.
    • 3B1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 302.1.
    • 3B2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 302.2.
    • 3C1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 3030.
    • 3C2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 3031.
    • 3D ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 304.
    • 3E ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 305, die eine gewölbte zweite Fläche 315 beinhaltet.
    • 4A ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 401.
    • 4B ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 402.
    • 4C1 ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 403.1.
    • 4C2 ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 403.2.
    • 4D ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 404.
    • 4E ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 405.
    • 4F ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 406.
    • 4G ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 407.
    • 5A1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500.1, die eine Faseroptikarrayanordnung 501 beinhaltet.
    • 5A2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500.2, die eine Faseroptikarrayanordnung 501 beinhaltet.
    • 5A3 ist eine schematische Perspektivansicht einer Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500.2, die eine Faseroptikarrayanordnung 501 beinhaltet.
    • 5B ist ein schematisches Diagramm eines Spektralstrahl-kombinierenden Ringlasersystems 502, das In-Line-Isolatoren nutzt, um die Sicherstellung der unidirektionalen Fortbewegung der Laserstrahlen um die Ringe zu unterstützen.
    • 6A1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 601.
    • 6A2 ist eine schematische Ansicht einer Anordnung 601 im Querschnitt (durch Ebene 670 aus 6A1), die gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Ausgangsfenster 661 an einer zweiten Fläche 612 beinhaltet.
    • 6A3 ist eine schematische Ansicht einer Anordnung 601 im Querschnitt (durch Ebene 670 aus 6A1), die gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Ausgangs-Lenslet 664 für jeden mehrerer Ausgangsstrahlen an einer zweiten Fläche 612 beinhaltet.
    • 6A4 ist eine schematische Ansicht einer Anordnung 601 im Querschnitt (durch Ebene 670 aus 6A1), die gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung ein (konkav-konvexes) Ausgangs-Meniskus-Lenslet 665 für jeden mehrerer Ausgangsstrahlen an einer zweiten Fläche 612 beinhaltet.
    • 6B ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 602.
    • 6C ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 603.
    • 6D ist eine schematische Draufsicht auf die Faseroptikarrayanordnung 603 aus 6C.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Obgleich die folgende detaillierte Beschreibung etliche Einzelheiten zum Zwecke der Erläuterung enthält, wird der Durchschnittsfachmann dem Umstand Rechnung tragen, dass vielerlei Varianten und Änderungen an den folgenden Details innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen. Dementsprechend sind die folgenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dargelegt ohne irgendeine Beschränkung der Allgemeinheit der beanspruchten Erfindung und ohne dieser Eingrenzungen aufzuerlegen. Ferner wird in der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen dargestellt sind, in denen sich die Erfindung ausüben lässt. Selbstverständlich können andere Ausführungsformen verwendet werden, und strukturelle Veränderungen können vorgenommen werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Die erste(n) Stelle(n) von in den Figuren auftretenden Bezugsziffern entsprechen im Allgemeinen der Figurziffer, mit der die jeweilige Komponente zum ersten Mal eingeführt wird, so dass durchgängig die gleiche Bezugsziffer benutzt wird, um auf eine identische Komponente zu verweisen, die in mehreren Figuren erscheint. Auf Signale und Verbindungen kann durch die gleiche Bezugsziffer oder -markierung verwiesen werden, und die tatsächliche Bedeutung ergibt sich aus deren Gebrauch im Kontext der Beschreibung.
  • Im Sinne dieser Patentschrift ist ein optisches Signal (das Signal) Licht (jeder beliebigen geeigneten Wellenlänge, einschließlich Ultraviolett- und Infrarot-Wellenlängen sowie sichtbarer Wellenlängen) von einer Signalwellenlänge, die verstärkt wird, oder einer Laserausgabe (und kann mit Informationen moduliert sein oder nicht).
  • 1A1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 101.1 mit gleich beabstandeten Faseranschlüssen an eine Arrayplatte 110. Die Faseroptikarrayanordnung 101.1 weist eine Arrayplatte 110 und mehrere optische Fasern 130 auf, die an einer ersten Fläche 111 der Arrayplatte 110 angebracht sind. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Arrayplatte 110 eine obere Hauptseite 116. In einigen Ausführungsformen werden durch die mehreren optischen Fasern 130 übertragene optische Signale in die Arrayplatte 110 an der ersten Fläche 111 übertragen, dann durch die Arrayplatte 110 übertragen und schließlich als Kombinationsausgangsstrahl 177 aus der Arrayplatte 110 an einer zweiten Fläche 112 der Arrayplatte 110 ausgesendet. In einigen Ausführungsformen schließt der Kombinationsausgangsstrahl 177 mehrere Ausgangsstrahlen ein, wobei die Form der mehreren Ausgangsstrahlen (d.h. ob die Strahlen fokussiert, kollimiert, divergierend, polarisiert, interferierend oder dergleichen sind) auf den Geometrien der mehreren optischen Fasern 130 und auf der Geometrie der Arrayplatte 110 sowie den Charakteristiken der optischen Signale beruht, die von den optischen Fasern 130 zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Kombinationsausgangslichtmuster (auch Kombinations-„Strahl“ genannt) 177 (in einigen Ausführungsformen beispielsweise mehrere Ausgangsstrahlen) mehrere Wellenlängen (in einigen solchen Ausführungsformen besitzt ein jeder der mehreren Ausgangsstrahlen eine einmal vorkommende Wellenlänge). 1A2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 101.2. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faseroptikarrayanordnung 101.2 eine Arrayplatte 110 und mehrere optische Fasern 130, die an einer ersten Fläche 111 der Arrayplatte 110 mit einer Beabstandung von Faser zu Faser angebracht sind, die variiert. Beispielsweise sind in einigen Ausführungsformen die optischen Fasern 130.1 und 130.2 voneinander durch einen ersten Abstand getrennt, der größer als der Abstand zwischen 130.J und 130. K sowie größer als der Abstand zwischen 130.N-1 und 130.N ist.
  • In einigen Ausführungsformen von all den Ausführungsformen, die hierin in den diversen Figuren dargestellt sind, ist eine Arrayplatte 110 (oder 210, 310, 410, 501o oder 501i) aus hochreinem Glas gefertigt und absorbiert innen sehr wenig Licht, und da die Eingangsfasern direkt an die Arrayplatte 110 geschmolzen sind, wird sehr wenig Licht an der Eingangsseiten-111-Schnittstelle absorbiert. In einigen Ausführungsformen verbessert die ausgeweitete Strahlgröße im Innern der Arrayplatte 110 auch die Belastungsfähigkeit gegenüber Faserarrays des Stands der Technik. So kann die kontinuierliche Belastungsfähigkeit bis zu ein Megawatt oder mehr erreichen, und die Peak-Belastungsfähigkeit kann bis zu einhundert Megawatt oder mehr erreichen.
  • Beispielsweise zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 in einigen Ausführungsformen eine Peakleistung von mindestens 0,1 Megawatt (MW). In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 0,2 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 0,4 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 0,6 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 0,8 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 1 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 2 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 4 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 6 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 8 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 10 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 20 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 40 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 60 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 80 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Peakleistung von mindestens 100 MW.
  • In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine Dauerstrich- bzw. Continuous Wave-(CW)-Durchschnittsleistung von mindestens 100 Watt (W). In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 200 W. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 300 W. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 400 W. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 500 W. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 750 W. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 1 Kilowatt (kW). In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 2 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 4 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 6 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 8 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 10 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 20 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 40 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 60 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 80 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 100 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 200 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 400 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 500 kW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens einem Megawatt (1 MW). In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 2 MW. In einigen Ausführungsformen zeigt der Kombinationsausgangsstrahl 177 eine CW-Durchschnittsleistung von mindestens 5 MW.
  • In einigen Ausführungsformen wird eine Antireflex-(AR)-Beschichtung auf die zweite Fläche 112 aufgetragen, um die Lichtübertragung durch die Arrayplatte 110 zu verbessern. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es im Allgemeinen weitaus einfacher ist, die einzige Ausgangsseite der Arrayplatte 110 mit einer AR-Beschichtung zu versehen als die Spitzen der Fasern 130 oder als eine separate Endkappe auf jede mehrerer Fasern aufzubringen. Ein Verfahren zur Antireflexbeschichtung, das sich bei der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt, ist beschrieben im US-amerikanischen Patent US 6,172,812 B1 (nachstehend „Haaland et al.") mit der Bezeichnung „ANTI-REFLECTION COATINGS AND COATED ARTICLES“, erteilt am 9. Januar 2001 und durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Haaland et al. beschreiben beschichtete optische Substrate und ein Verfahren zur Beschichtung optischer Substrate mit Antireflex-(AR)-Beschichtungen. Die Zusammensetzung der Beschichtung ist festgelegt durch Materialvoraussetzungen, wie Adhäsion, Lebensdauer, Herstellungsfreundlichkeit und Kosten. Die Stärke einer oder mehrerer Lagen AR-Material ist festgelegt durch die Minimierung des Produkts der Fresnel-Reflexionskoeffizienten für den beschichteten Artikel mit der Winkel- und Wellenlängenabhängigen Empfindlichkeit des visuellen Systems des Menschen.
  • In einigen Ausführungsformen wird eine AR-Beschichtung auf die erste Fläche 111 und die zweite Fläche 112 aufgetragen. Ein Verfahren zur AR-Beschichtung der ersten Fläche 111, das sich bei der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt, ist beschrieben im US-amerikanischen Patent US 6,614,965 B2 (nachstehend „Yin“) mit der Bezeichnung „EFFICIENT COUPLING OF OPTICAL FIBER TO OPTICAL COMPONENT“, erteilt am 2. September 2003 und durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Yin beschreibt ein Verfahren zur Anfertigung einer optischen Komponente zwecks Kopplung mit einer optischen Faser. Das Verfahren beinhaltet das Feststellen der Stärke einer auf der optischen Komponente gebildeten Pufferschicht. Weiterhin beinhaltet das Verfahren die Bildung einer Antireflexbeschichtung angrenzend an die Pufferschicht. Die Antireflexbeschichtung wird mit einer Stärke gebildet, die in Reaktion auf die festgestellte Stärke der Pufferschicht gewählt wird.
  • In einigen Ausführungsformen sind, wie aus 1A ersichtlich, die Fasern 130 an der ersten Fläche 111 der Arrayplatte 110 so angebracht, dass die Fasern 130 benachbart und im Wesentlichen parallel zueinander sind, wobei sich die Längsachse jeder Faser im Wesentlichen perpendikular zur Vorderseite der ersten Fläche 111 verhält. In einigen solchen Ausführungsformen wird das Material der Arrayplatte 110 so ausgewählt, dass es einen Brechungsindex aufweist, der mit dem Brechungsindex des Kerns der Fasern 130 übereinstimmt, um Reflexionen an der Faser/Arrayplatten-Grenze zu minimieren. In anderen Ausführungsformen (siehe z.B. 4E) fügt sich zumindest ein erster Abschnitt der Fasern 130 an die erste Fläche 111 in einem ersten Winkel, der nicht senkrecht ist, damit jegliche Reflexionen von der Faserkern/Arrayplatten-Grenze nicht sich rückwärts ausbreitend in den Kern gekoppelt werden, sondern stattdessen aus den Seiten der Fasern austreten. In einigen solchen Ausführungsformen (siehe z.B. 4F) fügt sich zumindest ein zweiter Abschnitt der Fasern 431 an die erste Fläche 411 in einem zweiten Winkel, der sich vom ersten Winkel unterscheidet. In noch weiteren Ausführungsformen sind die Fasern 130 an der ersten Fläche 111 der Arrayplatte 110 in irgendeiner anderen zweckmäßigen Konfiguration angebracht.
  • In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren optischen Fasern 130 eine Länge von mindestens 500 Millimetern (mm). In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren optischen Fasern 130 eine Länge von weniger als 500 mm. In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren optischen Fasern 130 eine Länge von etwa 500 mm bis etwa 1 Meter (m). In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren optischen Fasern 130 eine Länge zwischen etwa 500 mm und etwa 600 mm, eine Länge zwischen etwa 600 mm und etwa 700 mm, eine Länge zwischen etwa 700 mm und etwa 800 mm, eine Länge zwischen etwa 800 mm und etwa 900 mm, eine Länge zwischen etwa 900 mm und etwa 1000 mm. In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren optischen Fasern 130 eine Länge von mindestens 1 m. In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren optischen Fasern 130 eine Länge von etwa 1 m bis etwa 100 m. In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren Fasern 130 eine Länge zwischen etwa 1 m und etwa 5 m, eine Länge zwischen etwa 5 m und etwa 10 m, eine Länge zwischen etwa 10 m und etwa 50 m, eine Länge zwischen etwa 50 m und etwa 100 m. In einigen Ausführungsformen besitzt eine jede der mehreren Fasern 130 eine Länge von mindestens 100 m. In einigen Ausführungen sind die optischen Fasern 130 schraubenförmig gewunden.
  • In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens zwei Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens vier Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens acht Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 10 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 20 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 25 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 50 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 75 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 100 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 150 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 200 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mindestens 250 Fasern. In einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Fasern 130 mehr als 250 Fasern.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Arrayplatte 110 aus monolithischem Material ausgebildet. (In einigen anderen Ausführungsformen (siehe 6A1 - 6D nachstehend) ist eine entsprechende hohle Arrayplatte mit einem Innenraum ausgebildet, der mit Luft gefüllt ist oder in dem ein Vakuum herrscht.) In einigen Ausführungsformen wird die Basisplatte 110 aus einem Material hergestellt, das Glas beinhaltet. In einigen Ausführungsformen wird die Arrayplatte 110 aus einem Material hergestellt, das Fused Silica beinhaltet (in einigen solchen Ausführungsformen wird die Arrayplatte 110 aus monolithischem Fused Silica hergestellt). In einigen Ausführungsformen wird die Arrayplatte 110 aus einem Material hergestellt, das Fused Quartz beinhaltet (in einigen solchen Ausführungsformen wird die Arrayplatte 110 aus Fused Quartz hergestellt). In einigen Ausführungsformen wird die Arrayplatte 110 aus im Wesentlichen dem gleichen Material wie die mehreren optischen Fasern 130 hergestellt. In einigen Ausführungsformen wird die Basisplatte 110 aus irgendeinem anderen geeigneten Material hergestellt, das in der Lage ist, die aus den mehreren optischen Fasern 130 empfangenen optischen Signale zu übertragen.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Arrayplatte 110 etwa 1 bis 1,2 mm dick (in Z-Richtung der Lichtausbreitung) x 75 mm (in X-Richtung) x 25 mm hoch (in Y-Richtung) (ungefähr die Größe gewisser Standardobjektträger fürs Mikroskop). In einigen Ausführungsformen ist die Arrayplatte 110 etwa 1,2 mm dick (in Z-Richtung der Lichtausbreitung) x 25 mm (in X-Richtung) x 10 mm hoch (in Y-Richtung). In anderen Ausführungsformen ist die Arrayplatte 110 etwa 10 mm (in Z-Richtung der Lichtausbreitung) x 25 mm (in X-Richtung) x 1 mm hoch (in Y-Richtung) oder besitzt irgendeine andere zweckdienliche Größe. In einigen Ausführungsformen beträgt der Außendurchmesser der optischen Fasern ungefähr 500 Mikron (0,5 mm) (oder hat irgendeine andere geeignete Größe). In einigen anderen Ausführungsformen beträgt der Außendurchmesser der optischen Fasern ungefähr 1000 Mikron (1 mm) oder mehr (optische Fasern von solcher Größe werden häufig optische Stäbe genannt, aber für die Zwecke dieser Offenbarung werden auch sie als optische Fasern bezeichnet). In einigen Ausführungsformen besitzen die optischen Fasern längsgerichtete Löcher, die die optischen Wellenleiter definieren, und werden photonische Kristallfasern genannt, aber für die Zwecke dieser Offenbarung werden auch sie als optische Fasern bezeichnet.
  • Gemäß der Erfindung sind die mehreren Fasern 130 direkt an der ersten Fläche 111 der Arrayplatte 110 angebracht, um eine im Wesentlichen nahtlose Schnittstelle für die Lichtübertragung zwischen den mehreren Fasern 130 und der Arrayplatte 110 zu bilden. Dazu sind die Fasern 130 mit der ersten Fläche 111 verschmolzen (z.B. mittels Laserschweißens oder anderer adäquater Methoden). Ein Verfahren zum Verschmelzen optischer Fasern, das sich bei der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt, ist beschrieben im US-amerikanischen Patent US 6,406,197 B1 (nachstehend „Okuda et al.") mit der Bezeichnung „OPTICAL FIBER COUPLER, A PROCESS FOR FABRICATING THE SAME AND AN OPTICAL AMPLIFIER USING THE SAME“, erteilt am 18. Juni 2002 und durch Bezugnahme hierein aufgenommen. Okuda et al. beschreiben einen Faseroptikkoppler, der gefertigt wird durch die Schritte des Zusammenfügens einer Monomodefaser mit einer Seltenerd-dotierten Faser durch Verschmelzen aneinanderliegender Endseiten beider Fasern so, dass diese eine kombinierte Faser bilden; und des Verschmelzens paralleler Kontaktteile einer quasi Seltenerd-dotierten Faser und der Seltenerd-dotierten Faser aus der Kombinationsfaser und daraufhin des Ziehens der verschmolzenen Teile auf einen gewünschten Durchmesser, um einen verschmolzenen gezogenen Faserabschnitt zu bilden. In einigen Ausführungsformen ist das von Okuda et al. beschriebene Verfahren so abgewandelt, dass die Fasern 130 in adäquater Weise mit der Fläche 111 verschmolzen werden.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Fasern 130 an der ersten Fläche 111 durch Laser- (oder sonstiges) Schweißen angebracht. In einigen Ausführungsformen sind die Fasern 130 an die erste Fläche 111 stumpfgeschweißt. Ein Verfahren zum Stumpfschweißen optischer Fasern, das sich bei der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt, ist beschrieben im US-amerikanischen Patent US 6,178,779 B1 (nachstehend „Drouart et al.“) mit der Bezeichnung „BUTT WELDING OPTICAL FIBER PREFORMS WITH A PLASMA TORCH“, erteilt am 30. Januar 2001 und durch Bezugnahme hierein aufgenommen. Drouart et al. beschreiben ein Verfahren zum Zusammenfügen zweier optischer Faservorformen Ende an Ende, wobei das Verfahren die folgenden Vorgänge beinhaltet: In einer Linie ausgerichtet werden die beiden zylinderförmigen Vorformen entlang einer gemeinsamen Längsachse platziert; die Vorformen werden um die gemeinsame Längsachse gedreht; die einander zugewandten Enden der Vorformen werden durch eine Heizvorrichtung erhitzt; und die Vorformen werden parallel zur gemeinsamen Achse aufeinander zu bewegt, um sie gegeneinander zu pressen, damit nach Kühlung enger Kontakt zwischen den Enden entsteht. In einigen Ausführungsformen ist das von Drouart et al. beschriebene Verfahren so abgewandelt, dass die Fasern 130 zweckmäßig an die Fläche 111 stumpfgeschweißt werden.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet die erste Fläche 111 der Arrayplatte 110 Markierungen 115, die beim Positionieren der Fasern 130 an der richtigen Stelle auf der ersten Fläche 111 unterstützen (in einigen Ausführungsformen beinhalten die Markierungen 115 beispielsweise Anordnungslinien und Bezugspunkt, die anzeigen, wo die diversen Fasern 130 an der Arrayplatte 110 auszurichten und anzuschmelzen sind). Der Gebrauch von Markierungen 115 vereinfacht die Faserausrichtung und erhöht die Genauigkeit bei der Ausbildung eines Faserarrays 110. In einigen Ausführungsformen gehören zu den Markierungen 115 beispielsweise Linien, Formen, Buchstaben oder beliebige andere geeignete visuelle Darstellungen, die die richtige Positionierung der Fasern 130 angeben. In einigen Ausführungsformen zählen zu den Markierungen 115 visuelle Angaben der richtigen Polarisationsausrichtung der Fasern 130 (in einigen Ausführungsformen sind die mehreren Fasern 130 so geformt, dass sie den Polarisationsausrichtungsmarkierungen 115 entsprechen; siehe beispielsweise 2C).
  • Ein Verfahren zur Verwendung von Markierungen zwecks Ausrichtung eines Faseroptikarrays, das sich bei der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt, ist beschrieben im US-amerikanischen Patent US 7,416,347 B2 (nachstehend „Livingston et al.“) mit der Bezeichnung „OPTICAL FIBER ARRAY CONNECTIVITY SYSTEM WITH INDICIA TO FACILITATE CONNECTIVITY IN FOUR ORIENTATIONS FOR DUAL FUNCTIONALITY“, erteilt am 26. August 2008 und durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Livingston et al. beschreiben eine Fan-out-Einheit für ein Datenkommunikationssystem, die Folgendes beinhaltet: mehrere optische Fasern; und eine Frontplatte mit mehreren Ports, die in zumindest einer Reihe angeordnet sind, wobei jeder der Ports mit einer jeweiligen der optischen Fasern optisch verbunden und ausgebildet ist, um eine entsprechende optische Faser aufzunehmen. Die Frontplatte beinhaltet eine zu den Ports gehörende erste visuelle Markierung, die eine Anordnung anzeigt, in der entsprechende optische Fasern in die Ports einzufügen sind, wobei die ersten visuellen Markierungen leicht lesbar sind, wenn sich die Frontplatte in entweder einer ersten horizontalen Ausrichtung oder einer ersten vertikalen Ausrichtung befindet, jedoch schwer lesbar sind, wenn sich die Frontplatte in einer zweiten horizontalen Ausrichtung befindet, die gegenüber der ersten horizontalen Ausrichtung umgekehrt ist, oder in einer zweiten vertikalen Ausrichtung, die gegenüber der ersten vertikalen Ausrichtung umgekehrt ist.
  • In einigen Ausführungsformen werden die Markierungen 115 auf die erste Fläche 111 geätzt, mittels Laser in die erste Fläche 111 eingraviert oder auf der ersten Fläche 111 in irgendeiner anderen adäquaten Weise ausgebildet. In einigen Ausführungsformen werden die Markierungen 115 auf der ersten Fläche 111 mithilfe einer beliebigen geeigneten photolithographischen Technik ausgebildet. Ein Photolithographieverfahren, das sich bei der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt, ist beschrieben im US-amerikanischen Patent US 7,707,541 B2 (nachstehend „Abrams et al.“) mit der Bezeichnung „SYSTEMS, MASKS AND METHODS FOR PHOTOLITHOGRAPHY“, erteilt am 27. April 2010 und durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Abrams et al. beschreiben ein Verfahren zur Bestimmung eines Maskenmusters, das auf einer Photomaske in einem photolithographischen Prozess verwendet werden soll. Während des Verfahrens wird ein Zielmuster in Subsets unterteilt, die an Prozessoren verteilt werden. Dann wird ein Set zweiter Maskenmuster bestimmt, von denen jedes einem der Subsets entspricht.
  • 1B1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 102.1, die eine gewölbte zweite Fläche 113.1 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 102.1 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 101.1 aus 1A1, außer dass Array 102.1 die gewölbte zweite Fläche 113.1 statt der planen zweiten Fläche 112 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen weist die gewölbte zweite Fläche 113.1 eine konvexe Wölbung entlang der X-Achse der Arrayplatte 110 und keine Wölbung entlang der Y-Achse der Arrayplatte 110 auf (siehe Bezugskoordinaten 199), so dass der aus der Arrayplatte 110 ausgesendete Kombinationsausgangsstrahl 177 in X-Richtung fokussiert oder kollimiert wird, jedoch in Y-Richtung divergiert (z.B. fungiert in einigen Ausführungsformen die gewölbte zweite Fläche 113.1 als positive Zylinderlinse). In anderen Ausführungsformen (siehe z.B. 3E und 6A4) beinhaltet die gewölbte zweite Fläche 113.1 eine Kombination aus konvexer und konkaver Wölbung entlang zumindest einer von der X-Achse und der Y-Achse. 1 B2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 102.2, die eine gewölbte zweite Fläche 113.2 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen weist die gewölbte zweite Fläche 113.2 eine konvexe Wölbung entlang der X-Achse der Arrayplatte 110 und eine konvexe Wölbung entlang der Y-Achse der Arrayplatte 110 so auf, dass der aus der Arrayplatte 110 ausgesendete Kombinationsausgangsstrahl 177 in X- und Y-Richtung fokussiert oder kollimiert wird (z.B. fungiert in einigen Ausführungsformen die gewölbte zweite Fläche 113.2 als positive sphärische Linse).
  • 1C1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 103.1, die eine gewölbte zweite Fläche 114.1 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 103.1 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 101.1 aus 1A1, außer dass Array 103.1 die gewölbte zweite Fläche 114.1 statt der planen zweiten Fläche 112 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen weist die gewölbte zweite Fläche 114.1 eine konkave Wölbung entlang der X-Achse der Arrayplatte 110 und keine Wölbung entlang der Y-Achse der Arrayplatte 110 auf, so dass der aus der Faseroptikarrayanordnung 110 ausgesendete Kombinationsausgangsstrahl 177 in X- und Y-Richtung divergiert (in einigen solchen Ausführungsformen ist die Größe der Divergenz in X-Richtung höher als in Y-Richtung). Beispielsweise fungiert in einigen Ausführungsformen die gewölbte zweite Fläche 114.1 als negative Zylinderlinse. 1C2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 103.2, die eine gewölbte zweite Fläche 114.2 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen weist die gewölbte zweite Fläche 114.2 eine konkave Wölbung entlang der X-Achse der Arrayplatte 110 und eine konvexe Wölbung entlang der Y-Achse der Arrayplatte 110 so auf, dass der aus der Arrayplatte 110 ausgesendete Kombinationsausgangsstrahl 177 in X-Richtung divergiert und in Y-Richtung fokussiert oder kollimiert wird.
  • 1D ist ein Diagramm eines Gesamtsystems 10, das mehrere Anordnungen beinhaltet, einschließlich einer Faseroptikarrayanordnung (OFAA: Optical-Fiber-Array Assembly) 104. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das System 10 eine Energieversorgung 20. In einigen Ausführungsformen übertragen optische Quellen 30 mehrere optische Signale in die OFAA 104. In einigen Ausführungsformen sendet die OFAA 104 einen Kombinationsausgangsstrahl 177 aus, der weitere optische Komponenten 40 passiert, und die optischen Komponenten 40 senden den Ausgangsstrahl 45 aus dem System 10 hinaus. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das System 10 Sensorkomponenten 50, die Umgebungsinputs 55 empfangen, die zur Bereitstellung von Rückkopplung und Kontrolle für das System 10 genutzt werden.
  • 2A ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 201. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faseroptikarrayanordnung 201 eine Arrayplatte 210 und mehrere optische Fasern 230, die an einer ersten Fläche 211 der Arrayplatte 210 angebracht sind. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Arrayplatte 210 eine obere Hauptseite 216. Die mehreren optischen Fasern 230 sind direkt an der ersten Fläche 211 der Arrayplatte 210 angebracht, um eine im Wesentlichen nahtlose Schnittstelle für die Lichtübertragung zwischen den mehreren Fasern 230 und der Arrayplatte 210 zu bilden. In einigen Ausführungsformen sind die Fasern 230 an die erste Fläche 211 geklebt. In einigen Ausführungsformen sind die Fasern 230 an die erste Fläche 211 geschmolzen. In einigen Ausführungsformen sind die Fasern 230 an der ersten Fläche 211 durch Laserschweißen oder Stumpfschweißen angebracht. In einigen Ausführungsformen werden durch die mehreren optischen Fasern 230 übertragene optische Signale in die Arrayplatte 210 an der ersten Fläche 211 übertragen, dann durch die Arrayplatte 210 übertragen und schließlich als (nicht dargestellter) Kombinationsausgangsstrahl aus der Arrayplatte 210 an einer (nicht veranschaulichten) zweiten Fläche der Arrayplatte 210 ausgesendet. In einigen Ausführungsformen schließt der Kombinationsausgangsstrahl mehrere Ausgangsstrahlen ein, wobei die Form der mehreren Ausgangsstrahlen (d.h. ob die Strahlen fokussiert, kollimiert, divergierend oder dergleichen sind) auf den Geometrien der mehreren optischen Fasern 230 und auf der Geometrie der Arrayplatte 210 beruht. In einigen Ausführungsformen beinhalten die mehreren Ausgangsstrahlen mehrere Wellenlängen (in einigen solchen Ausführungsformen besitzt ein jeder der mehreren Ausgangsstrahlen eine einmal vorkommende Wellenlänge). In einigen Ausführungsformen verbessern Markierungen (in einigen Ausführungsformen z.B. Faserpositionierungslinien) 215 die Ausrichtung zwischen individuellen Fasern der mehreren Fasern 230 und zwischen den mehreren Fasern 230 und der Arrayplatte 210.
  • 2B ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 202. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 202 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 201 aus 2A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 202 den zusätzlichen Aspekt einschließt, dass eine polarisationserhaltende Achse bzw. PM-(polarization maintaining)-Achse 231 einer jeden der mehreren Fasern 230 auf Grundlage der Faserpositionierungslinien 215 orientiert oder ausgerichtet ist. In einigen Ausführungsformen sind die PM-Achsen 231 sämtlicher Fasern 230 alle so ausgerichtet, dass sie im Wesentlichen parallel zu einer einzigen Ebene sind (in einigen Ausführungsformen z.B. zu einer Ebene, die sich perpendikular zu sowohl der ersten Fläche 211 als auch der oberen Hauptseite 216 der Arrayplatte 210 verhält).
  • 2C ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 203. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faseroptikarrayanordnung 203 mehrere optische Fasern 240, die jeweils einen Querschnitt haben mit nicht kreisförmigem Umfang, etwa mit einer polygonalen (z.B. achteckigen, sechseckigen oder anderen geeigneten vieleckigen) Form, oder mit einem gewölbten Umfang, der zumindest eine Abflachung (z.B. eine abgeflachte Seite an einem kreisförmigen Querschnitt) besitzt. In einigen Ausführungsformen beinhaltet eine jede der optischen Fasern 240 zumindest eine Verkleidungsschicht, die gestaltet ist, um Pumplicht weiterzuleiten, und ein nicht kreis-förmiger Umfang erzeugt Störungen innerhalb der Verkleidungsschicht, die bewirken, dass sich das Pumplicht über das gesamte Volumen der Verkleidungsschicht streut oder gleichmäßig verteilt, und die damit die Strahleinheitlichkeit verbessern. In einigen solchen Ausführungsformen kommt die durch den nicht kreisförmigen Umfang bewirkte Verbesserung der Strahleinheitlichkeit vor allem optischen Komponenten zugute, die der Anordnung 203 (z.B. einem Faserverstärker, der an die optischen Fasern 240 an einem Ende der optischen Fasern 240 gegenüber der Anordnung 203 angeschlossen ist) vorgelagert sind (d.h. näher an der Laserquelle entlang dem Pfad der Lichtausbreitung), da in einigen Ausführungsformen lediglich eine geringe Menge restlichen Pumplichts an der Verbindungsstelle von Anordnung 203 und optischen Fasern 240 vorhanden ist. In einigen Ausführungsformen wird ein nicht kreisförmiger Umfang auch benutzt, um das Ausrichten der PM-Achse 231 der Fasern 240 zu unterstützen. In einigen Ausführungsformen weist eine jede mehrerer optischer Fasern 240 irgendeine andere Form oder irgendeine Brechungsindexvariation auf, die die Pumpstrahleinheitlichkeit in der Verkleidung, die Pumplichtinjektion aus der Verkleidung in den Kern und/oder die Signalverstärkung im Kern verbessert und das Ausrichten der PM-Achse 231 jeder Faser 240 parallel zu irgendeiner Bezugsebene (in einigen Ausführungsformen z.B. hinsichtlich der Faserpositionierungslinien 215 oder sonstiger Markierungen) erleichtert oder zur Unterstützung davon in der Lage ist. Beispielsweise besitzt in einigen Ausführungsformen eine jede der mehreren optischen Fasern 240 einen Kern, der sich innerhalb der jeweiligen Faser 240 außermittig befindet, um die Pumplichtmenge, die in den Kern gelangt, zu erhöhen und so die Verstärkungseffizienz zu verbessern.
  • 2D ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 204. In einigen Ausführungsformen gleicht Anordnung 204 im Wesentlichen Anordnung 201 aus 2A, außer dass die mehreren Fasern 230 an der ersten Fläche 211 in zwei Faserreihen statt einer einzigen Reihe angebracht sind. In einigen Ausführungsformen verringert das Verwenden zweier Faserreihen statt einer einzigen Reihe den für die Anordnung 204 erforderlichen Gesamt-Footprint. In einigen Ausführungsformen sind zwei oder mehr Faserreihen in einer adäquaten Konfiguration angeordnet, die eine andere ist als die in 2D veranschaulichte versetzte Konfiguration (siehe z.B. 2G1).
  • 2E ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 205. In einigen Ausführungsformen gleicht Anordnung 205 im Wesentlichen Anordnung 202 aus 2B, außer dass die mehreren Fasern 230 an der ersten Fläche 211 in zwei Faserreihen statt in einer einzigen Reihe angebracht sind.
  • 2F ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 2061. In einigen Ausführungsformen gleicht Anordnung 2061 im Wesentlichen Anordnung 203 aus 2C, außer dass die mehreren Fasern 240 an der ersten Fläche 211 in zwei Faserreihen statt in einer einzigen Reihe angebracht sind.
  • 2G1 ist eine schematische Endansicht einer Faseroptikarrayanordnung 206. In einigen Ausführungsformen gleicht Anordnung 206 im Wesentlichen Anordnung 205 aus 2E, außer dass die mehreren Fasern 230 an der ersten Fläche 211 in zwei Reihen (236 und 237) direkt in einer Linie zueinander angebracht sind (im Gegensatz zur versetzten Anordnung der beiden Faserreihen 230 aus 2E). In einigen Ausführungsformen unterscheidet sich Anordnung 206 weiter von Anordnung 205, da eine Faserreihe 236 eine PM-Achse 232 aufweist, wohingegen die andere Faserreihe 237 eine PM-Achse 233 aufweist, die sich im Wesentlichen perpendikular zu PM-Achse 232 verhält. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Arrayplatte 210 eine Polarisationskombinationseinrichtung (z.B. eine Struktur, damit sich die beiden Sätze polarisierter Strahlen überlappen oder kombinieren) am Ausgangsende der Arrayplatte 210, die die beiden unterschiedlichen Polarisationen der beiden Faserreihen 230 zu einem einzigen Output 234 kombiniert, der im Wesentlichen unpolarisiert ist, falls die relativen Intensitäten der Lichtsignale mit PM-Achse 232 und der Lichtsignale mit PM-Achse 233 im Wesentlichen die gleiche Stärke besitzen. Einige der Polarisationskombinationseinrichtungen, die sich mit der vorliegenden Erfindung einsetzen lassen, sind beschrieben im US-amerikanischen Patent US 7,680,170 B2 (nachstehend „Hu et a/.“) mit der Bezeichnung „COUPLING DEVICES AND METHODS FOR STACKED LASER EMITTER ARRAYS“, erteilt am 16. März 2010 und durch Bezugnahme hierin aufgenommen (siehe beispielsweise 8, 9 und 10 von Hu et al.).
  • 2G2 ist eine schematische Seitenansicht der Anordnung 206 aus 2G1.
  • 3A ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 301. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faseroptikarrayanordnung 301 eine Arrayplatte 310 und mehrere optische Fasern 330, die an einer ersten Fläche 311 der Arrayplatte 310 angebracht sind. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Arrayplatte 310 eine obere Hauptseite 316.Gemäß der Erfindung sind die Fasern 330 an die erste Fläche 311 geschmolzen. In einigen Ausführungsformen sind die Fasern 330 an der ersten Fläche 311 durch Laserschweißen oder Stumpfschweißen angebracht. In einigen Ausführungsformen werden durch die mehreren optischen Fasern 330 übertragene optische Signale in die Arrayplatte 310 an der ersten Fläche 311 übertragen, dann durch die Arrayplatte 310 übertragen und schließlich als Kombinationsausgangsstrahl 177 (der, in einigen Ausführungsformen, mehrere Ausgangsstrahlen einschließt) aus der Arrayplatte 310 an einer zweiten Fläche 312 der Arrayplatte 310 ausgesendet. In einigen Ausführungsformen ist die zweite Fläche 312 plan. In einigen Ausführungsformen ist eine Antireflex-(AR)-Beschichtung auf die zweite Fläche 312 aufgetragen, um die Lichtübertragung durch die Arrayplatte 310 zu verbessern (in einigen solchen Ausführungsformen ist die erste Fläche 311 nicht AR-beschichtet).
  • 3B1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 302.1, die eine gewölbte zweite Fläche 313.1 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 302.1 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 301 aus 3A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 302.1 die gewölbte zweite Fläche 313.1 statt der planen zweiten Fläche 312 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen besitzt die gewölbte zweite Fläche 313.1 eine Wölbung, die im Wesentlichen der gewölbten zweiten Fläche 113.1 aus 1B1 gleicht (d.h. in einigen Ausführungsformen fungiert die gewölbte zweite Fläche 313.1 als positive Zylinderlinse). 3B2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 302.2, die eine gewölbte zweite Fläche 313.2 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen besitzt die gewölbte zweite Fläche 313.2 eine Wölbung, die der gewölbten zweiten Fläche 113.2 aus 1B2 im Wesentlichen gleicht (d.h. in einigen Ausführungsformen fungiert die gewölbte zweite Fläche 313.2 als positive sphärische Linse).
  • 3C1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 3030. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 3030 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 301 aus 3A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 3030 eine gewölbte zweite Fläche 314 statt der planen zweiten Fläche 312 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen besitzt die gewölbte zweite Fläche 314 eine Wölbung, die der gewölbten zweiten Fläche 114.1 aus 1C1 im Wesentlichen gleicht (d.h. in einigen Ausführungsformen fungiert die gewölbte zweite Fläche 314 als negative Zylinderlinse).
  • 3C2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 3031. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 3031 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 301 aus 3A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 3031 mehrere Lenslets 350 auf einer konkav gewölbten zweiten Fläche 314 statt auf der planen zweiten Fläche 312 aufweist. In einigen Ausführungsformen besitzt die konkav gewölbte zweite Fläche 314 eine Wölbung, die synergetisch mit den Kollimations-Lenslets 350 arbeitet, um mehrere konvergierende kollimierte Strahlen zu bilden.
  • 3D ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 304. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 304 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 301 aus 3A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 304 mehrere Lenslets (oder andere optische Elemente wie gewölbte brechende Elemente (z.B. bikonvex, plankonvex, positiver Meniskus, negativer Meniskus, plankonkav, bikonkav oder Verbundlinsen bzw. Linsensysteme) oder reflektierende Flächen (z.B. gewölbte Spiegel, die die Ausgangsstrahlen durch die obere Fläche 316 (siehe 3B1) oder die untere Fläche reflektieren und fokussieren), GRIN-Linsen (Gradientenindexfaserlinsen), holographische oder beugende Strukturen, Gitterstrukturen oder sonstige optische Elemente) 350 beinhaltet, die gestaltet sind, um individuelle Ausgangsstrahlen des Kombinationsausgangsstrahls 177 der Faseroptikarrayanordnung 304 zu formen (z.B. zu fokussieren, kollimieren, divergieren oder dergleichen). Beispielsweise werden in einigen Ausführungsformen individuelle optische Signale durch die Faseroptikarrayanordnung 304 so übertragen, dass die mehreren Ausgangsstrahlen, die zu den individuellen optischen Signalen gehören, als kollimierte Ausgangsstrahlen 351 aus der Faseroptikarrayanordnung 304 ausgesendet werden. In einigen Ausführungsformen sind die Lenslets 350 weiterhin so gestaltet, dass sie Aberration reduzieren. In einigen Ausführungsformen werden die Lenslets 350 separat von der Arrayplatte 310 ausgebildet und später an der zweiten Fläche 312 der Arrayplatte 310 durch Schmelzen, Stumpf- (oder sonstiges) Schweißen, Kleben oder dergleichen befestigt. In anderen Ausführungsformen werden die Lenslets 350 als Teil der Arrayplatte 310 ausgebildet. Ein Verfahren zur Herstellung von Lenslets, das sich bei der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt, ist beschrieben im US-amerikanischen Patent US 7,128,943 B1 (nachstehend „Djeu“) mit der Bezeichnung „METHODS FOR FABRICATING LENSES AT THE END OF OPTICAL FIBERS IN THE FAR FIELD OF THE FIBER APERTURE“, erteilt am 31. Oktober 2006 und durch Bezugnahme hierin aufgenommen. Djeu beschreibt eine Mikrolinse, die im Fernfeld einer optischen Faser befestigt ist, um einen Strahl, der entweder in die Faser ein- oder aus ihr austritt, räumlich zu transformieren. In einer ersten Ausführungsform wird ein Tröpfchen Photopolymer auf dem Ende einer optischen Faser platziert, und zur Erzeugung künstlicher Schwerkraft wird die Faser schnell gedreht. Während des schnellen Drehens wird das Tröpfchen durch UV-Strahlung ausgehärtet. In einigen Ausführungsformen wird das von Djeu beschriebene Verfahren so abgewandelt, dass die Lenslets 350 auf der Fläche 312 der Arrayplatte 310 zweckgemäß ausgebildet werden.
  • In einigen Ausführungsformen werden mehrere Lenslets 319, die sich zwischen den Enden von jeder mehrerer Fasern 330 befinden, unter Verwendung sehr kurzer Abschnitte fokussierender GRIN-Fasern ausgebildet, die an die Lichtausgangsenden der Fasern geschmolzen werden, wie beschrieben in der vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung 61/343,948 , eingereicht am 12. April 2010, mit der Bezeichnung „HIGH BEAM QUALITY AND HIGH AVERAGE POWER FROM LARGE-CORE-SIZE OPTICAL-FIBER AMPLIFIERS; SIGNAL AND PUMP MODE-FIELD ADAPTOR FOR DOUBLE-CLAD FIBERS AND ASSOCIATED METHOD“ von Matthias Savage-Leuchs et al., wobei die entgegengesetzten Enden der sehr kurzen Abschnitte von GRIN-Lenslets 319 an die Arrayplatten geschmolzen oder geklebt werden, wie hierin erläutert, und die GRIN-Lenslets 319 eine Fokussierfunktion am Eingangslicht erfüllen, das in die Arrayplatte 310 tritt. In einigen Ausführungsformen werden, anstelle der Lenslets 350 aus 3C2, sehr kurze Abschnitte fokussierender GRIN-Fasern (ohne Abbildung) an die Ausgangsseite 314 der Arrayplatte 310 geschmolzen und erfüllen eine Fokussierfunktion am Ausgangslicht. In einigen Ausführungsformen sind (nicht dargestellte) Beugungsgitter oder Hologramme oder sonstige Fokussierelemente auf der Ausgangsseite 314 der Arrayplatte 310 anstelle der Lenslets 350 aus 3C2 ausgebildet und erfüllen eine Fokussierfunktion am Ausgangslicht. In einigen Ausführungsformen wird auf die sehr kurzen Abschnitte fokussierender Eingangs-GRIN-Fasern 319 verzichtet, und die Fasern 330 werden direkt an die Eingangsseite 311 der Arrayplatte 310 geschmolzen (wie bezüglich 3C1 dargelegt).
  • In einigen Ausführungsformen werden Lenslets 350 durch einen Hochleistungslaser (z.B. einen Kohlendioxid-(CO2)-Laser in einigen Ausführungsformen) in einem Verfahren, wie es angewandt wird von OZ Optics, 219 Westbrook Road, Ottawa, Ontario, KOA 1 LO, Kanada, ausgebildet, um angeschrägte und mit Linsen ausgestattete Fasern zu schaffen (www.ozoptics.com/ALLNEW_PDF/DTS0080. pdf).
  • 3E ist eine schematische Draufsicht auf eine Faseroptikarrayanordnung 305, die eine gewölbte zweite Fläche 315 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 305 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 301 aus 3A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 305 die gewölbte zweite Fläche 315 statt der planen zweiten Fläche 312 beinhaltet.
  • 4A ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 401. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faseroptikarrayanordnung 401 eine Arrayplatte 410 und mehrere optische Fasern 430, die an einer ersten Fläche 411 der Arrayplatte 410 angebracht sind. Gemäß der Erfindung sind die Fasern 430 an die erste Fläche 411 geschmolzen. In einigen Ausführungsformen sind die Fasern 430 an der ersten Fläche 411 durch Laserschweißen, oder Stumpfschweißen angebracht. In einigen Ausführungsformen werden durch die mehreren optischen Fasern 430 übertragene optische Signale in die Arrayplatte 410 an der ersten Fläche 411 übertragen, dann durch die Arrayplatte 410 übertragen und schließlich als Kombinationsausgangsstrahl (der in einigen Ausführungsformen mehrere Ausgangsstrahlen einschließt) aus der Arrayplatte 410 an einer planen zweiten Fläche 412 der Arrayplatte 410 ausgesendet.
  • 4B ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 402. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 402 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 401 aus 4A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 402 eine Faserarraystütze 460 beinhaltet, die gestaltet ist, um die mehreren Fasern 430 zu stützen (und somit die Ausrichtung der Fasern 430 zu unterstützen) vor (und in einigen Ausführungsformen nach) Befestigung der mehreren optischen Fasern 430 an der Arrayplatte 410. In einigen Ausführungsformen ist die Faserarraystütze 460 aus dem gleichen Material hergestellt wie die Arrayplatte 410 (beispielsweise ist in einigen Ausführungsformen die Faserarraystütze 460 aus Quarzglas bzw. Fused Silica hergestellt). In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faserarraystütze 460 eine V-Nut-Struktur, wie beschrieben in den US-amerikanischen Patenten US 7,058,275 B2 an Sezerman et al. und US 6,402,390 B1 an Anderson et al. (siehe den Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ der vorliegenden Anmeldung). In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Stütze 460 weiterhin (oder ist daran befestigt) mehrere Kühllamellen 490 und/oder eine aktive Kühleinheit (etwa einen wassergekühlten Kühlkörper, wobei das Wasser von einem Rohr oder einer Leitung zu einer von der Arrayplatte 410 entfernten Abkühlstelle gebracht wird, um Wärme abzuführen, die von der teilweisen Absorption des die Vorrichtung passierenden Lichts verursacht wird), die an zumindest einer Seitenfläche der transparenten Arrayplatte 410 angebracht oder platziert ist bzw. sind, und in einigen Ausführungsformen ist ein zweiter Kühlkörper oder eine zweite aktive Kühleinheit 491 auch an der gegenüberliegenden Seitenfläche angebracht oder platziert (wie durch den gestrichelten Pfeil in 4B angezeigt).
  • 4C1 ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 403.1, die eine gewölbte zweite Fläche 413.1 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 403.1 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 401 aus 4A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 403.1 die gewölbte zweite Fläche 413.1 statt der planen zweiten Fläche 412 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen besitzt die gewölbte zweite Fläche 413.1 eine Wölbung, die im Wesentlichen der gewölbten zweiten Fläche 113.1 aus 1B1 und der gewölbten zweiten Fläche 313.1 aus 3B1 gleicht (d.h. in einigen Ausführungsformen fungiert die gewölbte zweite Fläche 413.1 als positive Zylinderlinse). 4C2 ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 403.2, die eine gewölbte zweite Fläche 413.2 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen besitzt die gewölbte zweite Fläche 413.2 eine Wölbung, die im Wesentlichen der gewölbten zweiten Fläche 113.2 aus 1 B2 und der gewölbten zweiten Fläche 313.2 aus 3B2 gleicht (d.h. in einigen Ausführungsformen fungiert die gewölbte zweite Fläche 413.2 als positive sphärische Linse).
  • 4D ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 404. In einigen Ausführungsformen gleicht die Faseroptikarrayanordnung 404 im Wesentlichen der Faseroptikarrayanordnung 401 aus 4A, außer dass die Faseroptikarrayanordnung 404 mehrere Lenslets (oder sonstige strahlformende/beugende Optiken) 450 beinhaltet, die gestaltet sind, um individuelle Ausgangsstrahlen des Kombinationsausgangsstrahls der Faseroptikarrayanordnung 404 zu formen (z.B. zu fokussieren, kollimieren, divergieren oder dergleichen). Beispielsweise werden in einigen Ausführungsformen individuelle optische Signale durch die Faseroptikarrayanordnung 404 in einem Muster 451 so übertragen, dass die mehreren Ausgangsstrahlen, die zu den individuellen optischen Signalen gehören, als kollimierte Strahlen aus der Faseroptikarrayanordnung 404 ausgesendet werden.
  • 4E ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 405. In einigen Ausführungsformen gleicht die Anordnung 405 im Wesentlichen der Anordnung 401 aus 4A, außer dass die mehreren optischen Fasern 430 der Anordnung 405 an der ersten Fläche 411 in einem ersten Winkel α1 angebracht sind, der nicht rechtwinklig ist, damit jegliche Reflexionen von der Faserkern/Arrayplatten-Grenze nicht sich rückwärts ausbreitend in den Kern gekoppelt werden, sondern stattdessen aus den Seiten der Faser austreten.
  • 4F ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 406. In einigen Ausführungsformen gleicht die Anordnung 406 im Wesentlichen der Anordnung 405 aus 4E, außer dass die mehreren optischen Fasern 430 eine erste Untergruppe optischer Fasern 431 beinhalten, die an der ersten Fläche 411 in einem ersten Winkel α1 angebracht sind, der nicht perpendikular ist, und eine zweite Untergruppe optischer Fasern 432, die an der ersten Fläche 411 in einem zweiten Winkel α2 angebracht sind, der sich vom ersten Winkel unterscheidet. Die variierenden Anbringungswinkel der Fasern verringern wesentlich die Reflexionen von der Faserkern/Basis-platten-Grenze, die sich rückwärts ausbreitend in den Kern gekoppelt werden (und in einigen Ausführungsformen bewirken die variierenden Anbringungswinkel der Fasern, dass die Reflexionen aus den Seiten der Fasern austreten). In einigen Ausführungsformen sind die mehreren optischen Fasern 430 an der ersten Fläche 411 der Arrayplatte 410 in irgendeiner anderen geeigneten Konfiguration angebracht.
  • 4G ist eine schematische Seitenansicht einer Faseroptikarrayanordnung 407. In einigen Ausführungsformen gleicht die Anordnung 407 im Wesentlichen der Anordnung 401 aus 4A, außer dass die erste Fläche 411 und die zweite Fläche 412 in der Y-Z-Ebene (der allgemeinen Y-Richtung) nicht parallel zueinander sind (z.B. ist in Anordnung 407 aus 4G die zweite Fläche 412 in einem Winkel ausgebildet, der nicht perpendikular zur oberen Fläche 416 der Arrayplatte 410 ist, wohingegen die erste Fläche 411 einen perpendikularen Winkel mit der oberen Fläche 416 der Arrayplatte 410 bildet). Das Ausbilden der zweiten Fläche 412 in solcher Weise, dass sie nicht rechtwinklig zur oberen Fläche 416 ist, verringert wesentlich die Reflexionen an der zweiten Fläche 412, die sich rückwärts ausbreitend zur ersten Fläche 411 hin und in den Kern gekoppelt werden. In ähnlicher Weise verringert das Ausbilden der ersten Fläche 411 in solcher Weise, dass sie nicht rechtwinklig zur oberen Fläche 416 ist, die Reflexionen aus der Faserkern/Arrayplatten-Grenze wesentlich, die sich rückwärts ausbreitend in den Kern gekoppelt werden.
  • 5A1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500.1, die eine Faseroptikarrayanordnung 501 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen umfasst die Faseroptikarrayanordnung 501 eine der in der vorliegenden Anmeldung behandelten Faseroptikarrayanordnungen (z.B. Faseroptikarrayanordnung 101.1, 101.2, 102.1, 102.2, 103.1, 103.2, 104, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 301, 302.1, 302.2, 3030, 3031, 304, 401, 402, 403.1, 403.2, 404, 405, 406, 601, 602 oder 603). In einigen Ausführungsformen schließt der aus der Faseroptikarrayanordnung 501 ausgesendete Kombinationsausgangsstrahl mehrere Ausgangsstrahlen ein, die als Eingangsstrahlen 96, 97, 98, 99 für das Gitter G1 551 dienen (in einigen solchen Ausführungsformen passieren die mehreren Ausgangsstrahlen mehrere kollimierende fokussierende Elemente (z.B. einen Linsenarray) nach Verlassen der Faseroptikarrayanordnung 501 und vor Kontakt mit Gitter G1 551). In einigen Ausführungsformen hat Eingangsstrahl 96 Wellenlänge λ1, Eingangsstrahl 97 hat Wellenlänge λ2, Eingangsstrahl 98 hat Wellenlänge λ3, und Eingangsstrahl 99 hat Wellenlänge λN. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500 Wellenlängendispersionskompensation mittels mehrerer Gitter (z.B. 551 und 552). In einigen Ausführungsformen ist jedes Gitter unter Anwendung herkömmlicher Verfahren zur Herstellung einzelner Gitter gefertigt, beispielsweise in solcher Weise, wie beschrieben im US-amerikanischen Patent US 5,907,436 A an Perry et al., US-amerikanischen Patent US 7,199,924 B1 an Brown et al., US-amerikanischen Patent US 3,728,117 A an Heidenhain et al., US-amerikanischen Patent US 4,895,790 A an Swanson et al., US-amerikanischen Patent US 6,822,796 B2 an Takada et al. und/oder US-amerikanischen Patent US 6,958,859 B2 an Hoose et al., (von denen jedes durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist). In einigen Ausführungsformen sind asymmetrische Spalte in den Gittern G1 551 und G2 552 dielektrisch beschichtet und besitzen ein Spaltprofil und eine periodische Beabstandung, die so gewählt sind, dass die Effizienz der Beugung der höchsten Leistung in einer Single-Order-Mode maximiert wird (d.h. jener Ordnung, die in Richtung des zweiten Gitters geht) und dass die von den Gittern absorbierte Leistung minimiert wird, damit die Wärmedistorsion des Gitters minimiert wird und die Ausgangsleistung und -intensität maximiert werden. In einigen Ausführungsformen fällt jeder Eingangsstrahl 96, 97, 98, 99 im gleichen Winkel in das erste Gitter G1 551 ein, aber jeder Zwischenstrahl verlässt das erste Gitter G1 551 in einem anderen Winkel, der von der Wellenlänge des jeweiligen Strahls abhängt, und jeder Zwischenstrahl konvergiert zu einem einzigen Punkt und trifft auf dem zweiten Gitter 552 (dessen Oberfläche parallel zum ersten Gitter G1 551 ist) auf unter Verwendung des jeweiligen Winkels für die jeweilige Wellenlänge, der der gleiche ist wie der Austrittswinkel aus dem ersten Gitter G1 551, und jeder Strahl verlässt das zweite Gitter mit dem gleichen Austrittswinkel in einem einzigen kombinierten Strahl 90, der sich parallel zu den Eingangsstrahlen verhält und in die gleiche Richtung geht. In einigen Ausführungsformen bringt das Eingangsgitter 551 eine kompensierende Dispersion in einer Richtung ein, die zu jener des Ausgangsgitters 552 entgegengesetzt ist, so dass der Ausgangsstrahl 90 wesentlich kollimiert wird und chromatische Dispersion wegen des Ausweitens von Linienbreiten, das auftritt, wenn lediglich ein einziges Gitter eingesetzt wird, minimal oder nicht vorhanden ist.
  • 5A2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500.2, die eine Faseroptikarrayanordnung 501 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faseroptikarrayanordnung 501 eine der in der vorliegenden Anmeldung behandelten Faseroptikarrayanordnungen (z.B. Faseroptikarrayanordnung 101.1, 101.2, 102.1, 102.2, 103.1, 103.2, 104, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 301, 302.1, 302.2, 3030, 3031, 304, 401, 402, 403.1, 403.2, 404, 405, 406, 601, 602 oder 603). In einigen Ausführungsformen schließt der aus der Faseroptikarrayanordnung 501 ausgesendete Kombinationsausgangsstrahl mehrere Ausgangsstrahlen ein, die als Eingangsstrahlen 96, 97, 98, 99 für einen Parabelabschnittspiegel M1 555 dienen (in einigen Ausführungsformen ist der Spiegel ein dielektrisch beschichteter Spiegel mit mehreren dielektrischen Schichten, um das Reflexionsvermögen zu verstärken, und ist ein Abschnitt einer parabolischen Form, der alle der Eingangsstrahlen 96, 97, 98, 99 zu einer einzigen Stelle auf dem Ausgangsgitter 552 lenkt und/oder fokussiert. In einigen solchen Ausführungsformen passieren die mehreren Ausgangsstrahlen mehrere kollimierende fokussierende Elemente (z.B. einen Linsenarray) nach Verlassen der Faseroptikarrayanordnung 501 und vor Kontakt mit Spiegel M1 555, so dass jeder Strahl (Beam) kollimiert wird (parallele Rays aufweist). In einigen Ausführungsformen ist der Spiegel M1 555 eine Parabel in der X-Z-Ebene, aber die Schnittstelle der Spiegelfläche mit Ebenen von konstantem Z bilden gerade Linien, und so werden die kollimierten Eingangsstrahlen 96 - 99 in X-Z-Richtung fokussiert, behalten jedoch ihre kollimierte Breite in Y-Richtung bei, und in einigen Ausführungsformen werden die Eingangsstrahlen 96 - 99 so kollimiert, dass ihr Querschnitt in X-Richtung breiter ist als in Y-Richtung, bevor sie vom Spiegel M1 555 reflektiert werden, damit der Ausgangsstrahl 90 eine im Wesentlichen kreisrunde Form mit einem Querschnitt von im Wesentlichen Gauß'scher Intensität hat. In einigen Ausführungsformen hat der Eingangsstrahl 96 die Wellenlänge λ1, Eingangsstrahl 97 hat Wellenlänge λ2, Eingangsstrahl 98 hat Wellenlänge λ3, und Eingangsstrahl 99 hat Wellenlänge λN. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500.2 Wellenlängendispersionskompensation mittels Spiegel M1 555 und Gitter 552. In einigen Ausführungsformen ist das Gitter G2 552 so, wie vorstehend bezüglich 5A1 beschrieben. In einigen Ausführungsformen ist jeder Eingangsstrahl 96, 97, 98, 99 parallel und fällt demzufolge mit dem gleichen Winkel im Spiegel M1 555 ein, jedoch verlässt jeder Zwischenstrahl den Spiegel M1 555 mit einem anderen Winkel, der von der Position (und somit von der Wellenlänge) des jeweiligen Strahls abhängt, und jeder Zwischenstrahl konvergiert zu einem einzigen Punkt, und jeder Strahl verlässt das Gitter G2 552 mit dem gleichen Austrittswinkel in einem einzigen koaxialen kombinierten Strahl 90, der parallel zu den Eingangsstrahlen ist und in die gleiche Richtung geht. In anderen Ausführungsformen sind der Spiegel M1 555 und die Eingangsstrahlen 96 - 99 in irgendeiner anderen geeigneten Weise (die hier nicht erläutert ist) so gestaltet, dass die Zwischenstrahlen 95 zu einer einzigen Stelle auf dem Ausgangsgitter 552 konvergieren, wie 5A2 zeigt, und dass der Ausgangsstrahl 90 im Wesentlichen kollimiert wird (abgesehen von einer geringfügigen chromatischen Dispersion der Linienbreiten jedes Laserstrahls, die verbleibt, da der Spiegel M1 555 die vorkompensierende entgegengesetzte chromatische Dispersion nicht zur Verfügung stellt, die durch Eingangsgitter G1 551 des komplexeren Systems 500.1 aus 5A1 erzielt wird).
  • 5A3 ist eine schematische Perspektivansicht einer Spektralstrahlkombinationsvorrichtung 500.2, die eine Faseroptikarrayanordnung 501 beinhaltet. Hierbei gilt die Beschreibung von 5A2. Zusätzlich sind in 5A3 die Eingangsfasern 530 für die Faseroptikarrayanordnung 501 dargestellt. Weiterhin steht ein Ausgangsfenster oder -port 509 für den vom Gitter 552 abgehenden Strahl nullter Ordnung zur Verfügung, der dann zu einem (nicht abgebildeten) Beam Dump gelenkt wird, um das nicht gewünschte Licht zu absorbieren, oder der zu irgendeiner anderen Anwendung gelenkt wird.
  • 5B ist ein schematisches Diagramm eines Ring-SBC-Systems 502. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das System 502 mehrere optische Fasern 510 (die beiden dargestellten sowie gegebenenfalls eine oder mehrere weitere, die sich an voneinander beabstandeten Positionen zwischen den dargestellten befinden), geschmolzen (in einigen Ausführungsformen z.B. geschweißt an die Faseroptikarrayanordnung 501i oder 501o an Stumpfschweißverbindungsstelle 517) an Eingangs-Faseroptikarrayanordnung 501i, um chromatisch dispergierte optische Rückkopplung aus Gitter 521 und Fokussierelement 522 (z.B. Linse oder Spiegel) zu empfangen. Jedes der optischen Signale in den Fasern 510 wird durch deren jeweiligen Vorverstärker 511 - 512 und jeweiligen Leistungsverstärker 515 - 516 verstärkt. In einigen Ausführungsformen ist ein optischer Isolator 513 für jeden optischen Pfad zwischen den jeweiligen Vorverstärkern 511 - 512 und den jeweiligen Leistungsverstärkern 515 - 516 vorgesehen. Das Ausgangsende jeder Faser ist an der Ausgangs-Faseroptikarrayanordnung 501o angebracht (z.B. ist in einigen Ausführungsformen jede Faser an Stumpfschweißverbindungsstelle 517 angeschweißt). In einigen Ausführungsformen besitzt das Ausgangsende jeder Faser eine strahlausweitende Endkappe (wie in 1B1, 1B2, 2G2, 3B1, 3B2, 3C2, 4C1 und 4C2 veranschaulicht) und/oder einen Hohlkernfaserabschluss (wie in 6A3 und 6A4 abgebildet) in Entsprechung zu jenen, die beschrieben sind im US-amerikanischen Patent US 7,391,561 B2 eingereicht am 26. Mai 2006 und erteilt am 24. Juni 2008, mit der Bezeichnung „FIBER- OR ROD-BASED OPTICAL SOURCE FEATURING A LARGE-CORE, RARE-EARTH-DOPED PHOTONIC-CRYSTAL DEVICE FOR GENERATION OF HIGH-POWER PULSED RADIATION AND METHOD“, das durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Die mehreren Ausgangsstrahlen 81 - 82 (und gegebenenfalls einer oder mehrere weitere), von denen jeder eine andere Wellenlänge besitzt, werden jeweils durch Fokussierelement 518 (z.B. eine Linse, wie hier dargestellt, mehrere Lenslets, wie in 3C2 veranschaulicht, oder ein beugendes fokussierendes optisches Element oder einen Spiegel, die die entsprechende Funktion erfüllen) kollimiert zu ihrem eigenen jeweiligen angular konvergierenden kollimierten Strahl, der jeweils auf das Gitter 519 in einem sich von den anderen Winkeln unterscheidenden Winkel auftrifft, und aufgrund der jeweiligen sich von den anderen Wellenlängen unterscheidenden Wellenlänge wird jeder Strahl zu einem Einzelstrahl 88 spektral kombiniert. In einigen Ausführungsformen reflektiert ein hauptsächlich reflektierender, jedoch teilweise durchlässiger, Ausgangsspiegel 520 (auch Strahlsampler 520 genannt) den Großteil des Strahls 88 zu Ausgangsstrahl 89, der, aufgrund des einzigen Ausgangsgitters 519, chromatische Dispersion aufweist. In einigen Ausführungsformen reflektiert Ausgangsspiegel 520 etwa 99% des Strahls 88 zu Ausgangsstrahl 89 und überträgt etwa 1 % als Rückkopplungsstrahl 87, der dann durch Eingangsgitter 521 gebrochen und durch Fokussierelement 522 (z.B. eine Linse, wie abgebildet, oder ein beugendes fokussierendes optisches Element oder einen Spiegel, die die entsprechende Funktion erfüllen) fokussiert wird, so dass jede unterschiedliche Wellenlänge in ihre eigene jeweilige optische Faser 510 gelenkt wird, die von Eingangs-Faseroptikarrayanordnung 501i gehalten wird. In einigen Ausführungsformen umfasst bzw. umfassen Faseroptikarrayanordnung 501i und/oder 501o eine der in der vorliegenden Anmeldung behandelten Faseroptikarrayanordnungen (z.B. Faseroptikarrayanordnung 102.1, 102.2, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 302.1, 302.2, 3031, 304, 403.1, 403.2, 404, 670B, 670C oder 603).
  • Im Ring-SBC-System 502 wird der Output aus Multifaserkanälen, genauso wie in einem Einzelgitter-MOPA-System, mithilfe eines Gitters kombiniert, jedoch wird ein Teil des kombinierten Strahls mithilfe eines zweiten Gitters (in einigen Ausführungsformen mithilfe eines zum ersten Gitter identischen Gitters) in die individuellen Wellenlängen getrennt und zurückgeführt, um den Ringoszillator zu bilden. Die Analyse der Strahlqualität des kombinierten Strahls gleicht jener des Einzelgitter-MOPA-Systems. Obgleich das Linienbreitenerfordernis des Ring-SBC-Systems jenem des Einzelgitter-MOPA-Systems gleicht, wird die Systemkomplexität im Ring-SBC-System signifikant reduziert, da Wellenlänge und Linienbreite der individuellen Faserlaser durch das System automatisch festgelegt werden. Dies ist besonders vorteilhaft für ein System mit einer großen Anzahl von Kanälen.
  • 6A1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 601. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Faseroptikarrayanordnung 601 eine Arrayplatte 610 und mehrere optische Fasern 630 (in einigen Ausführungsformen z.B. optische Fasern 630.1 bis 630.N), die an einer ersten Fläche 611 der Arrayplatte 610 angebracht sind. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Arrayplatte 610 eine obere Hauptseite 616. In einigen Ausführungsformen werden durch die mehreren optischen Fasern 630 übertragene optische Signale in die Arrayplatte 610 an der ersten Fläche 611 übertragen, dann durch die Arrayplatte 610 übertragen und schließlich als Kombinationsausgangsstrahl 177 aus der Arrayplatte 610 an einer zweiten Fläche 612 der Arrayplatte 610 ausgesendet. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Arrayplatte 610 eine Hohlplatte 660 mit einem Innenraum (in einigen Ausführungsformen ist der Innenraum der Hohlplatte 660 mit Luft gefüllt, oder es herrscht ein Vakuum in ihm). Die Hohlplatte 660 ermöglicht, dass sich die durch die mehreren optischen Fasern übertragenen optischen Signale innerhalb der Arrayplatte 610 ausweiten, ohne dass sie viel Material (z.B. Glas) durchqueren müssen, was zu einer geringeren Leistungsabsorption führt. In einigen Ausführungsformen beinhalten die mehreren optischen Fasern 630 mehrere Hohlkern-Photonik-Bandlücken-Fasern, und in einigen solchen Ausführungsformen sind die mehreren Hohlkernfasern 630 an eine entsprechende Mehrzahl kapillarer Löcher 631 (z.B. an kapillare Löcher 631.1 bis 631. N in einigen Ausführungsformen) an der ersten Fläche 611 so stumpfgeschweißt, dass die Mitte einer individuellen Faser 630 mit der Mitte eines entsprechenden kapillaren Lochs 631 in einer Linie liegt. In einigen Ausführungsformen schließen sich die kapillaren Löcher 631 direkt an die Hohlplatte 660 an, so dass durch die mehreren optischen Fasern 630 übertragene optische Signale durch die kapillaren Löcher 631 und in die Hohlplatte 660 übertragen werden.
  • 6A2 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt (durch Ebene 670 aus 6A1) der Anordnung 601, die gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Ausgangsfenster 661 an der zweiten Fläche 612 enthält. In einigen Ausführungsformen ist die Arrayplatte 610 aus Glas hergestellt und an einem Ende an das Ausgangsende der optischen Faser 630 (z.B. einer Hohlkern-Photonik-Bandlücken-Faser in einigen Ausführungsformen) lasergeschweißt (Verbindungsstelle 640) und am anderen Ende an das Ausgangsfenster 661 lasergeschweißt, um Kontaminanten aus den PCF-Löchern und dem Hohlkern der Faser 630 durch Versiegelung herauszuhalten. In einigen Ausführungsformen enthält die optische Faser 630 einen festen Kern. In einigen Ausführungsformen ist das Ausgangsfenster 661 angewinkelt und an seiner Innen- und/oder Außenfläche Antireflexbeschichtet, um schädliche Reflexionen zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen reicht die Länge der Arrayplatte 610 aus, so dass die Länge der Hohlplatte 660 etwas Ausbreitung des Ausgangssignalstrahls zulässt, um die Leistungsdichte zu senken, während der Strahl auf Fenster 661 trifft, und um so eine optische Beschädigung an dem Fenster 661 und den Fensterflächen 662 bei hohen Strahlleistungen zu verringern.
  • 6A3 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt (durch Ebene 670 aus 6A1) der Anordnung 601, die gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Ausgangs-Lenslet 664 für jeden mehrerer Ausgangsstrahlen an der zweiten Fläche 612 enthält. In einigen Ausführungsformen ist die Arrayplatte 610 aus Glas hergestellt und an einem Ende an das Ausgangsende der optischen Faser (630) (z.B. einer Hohlkern-Photonik-Bandlücken-Faser in einigen Ausführungsformen) lasergeschweißt (Verbindungsstelle 640) und am anderen Ende an Ausgangs-Lenslets 664 lasergeschweißt, um Kontaminanten aus den PCF-Löchern und dem Hohlkern der Faser 630 durch Versiegelung herauszuhalten. In einigen Ausführungsformen weisen die Ausgangs-Lenslets 664 Antireflexbeschichtungen an ihrer Innen- und/oder Außenfläche auf, um schädliche Reflexionen zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen reicht die Länge der Arrayplatte 610 aus, so dass die Länge der Hohlplatte 660 zulässt, dass die Ausgangs-Lenslets 664 den Ausgangssignalstrahl fokussieren.
  • 6A4 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt (durch Ebene 670 aus 6A1) einer Anordnung 601, die gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung ein (konkav-konvexes) Ausgangs-Meniskus-Lenslet 665 für jeden mehrerer Ausgangsstrahlen an der zweiten Fläche 612 enthält. In einigen Ausführungsformen ist die Arrayplatte 610 aus Glas hergestellt und ist an einem Ende an das Ausgangsende der optischen Faser 630 (z.B. einer Hohlkern-Photonik-Bandlücken-Faser in einigen Ausführungsformen) lasergeschweißt (Verbindungsstelle 640) und am anderen Ende an Ausgangs-Lenslets 665 lasergeschweißt, um Kontaminanten aus den PCF-Löchern und dem Hohlkern von Faser 630 durch Versiegelung herauszuhalten. In einigen Ausführungsformen weisen die Ausgangs-Lenslets 665 Antireflexbeschichtungen an ihrer Innen- und/oder Außenfläche auf, um schädliche Reflexionen zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen reicht die Länge der Arrayplatte 610 aus, so dass die Länge der Hohlplatte 660 zulässt, dass die Ausgangs-Lenslets 665 den Ausgangssignalstrahl fokussieren.
  • In einigen Ausführungsformen schließt der Kombinationsausgangsstrahl 177 mehrere Ausgangsstrahlen ein, wobei die Form der mehreren Ausgangsstrahlen (d.h. ob die Strahlen fokussiert, kollimiert, divergierend, polarisiert, interferierend oder dergleichen sind) auf den Geometrien der mehreren optischen Fasern 630 und auf der Geometrie der Arrayplatte 610 sowie den Charakteristiken der optischen Signale beruht, die von den optischen Fasern 630 zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Kombinationsausgangslichtmuster (auch Kombinations-„Strahl“ genannt) 177 (z.B. mehrere Ausgangsstrahlen in einigen Ausführungsformen) mehrere Wellenlängen (in einigen solchen Ausführungsformen besitzt ein jeder der mehreren Ausgangsstrahlen eine einmal vorkommende Wellenlänge).
  • 6B ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 602. In einigen Ausführungsformen gleicht Anordnung 602 im Wesentlichen Anordnung 601 aus 6A, außer dass sich die mehreren optischen Fasern 630 in Anordnung 602 direkt an die Fläche der Hohlplatte 660 anschließen im Gegensatz zum Anschluss an Fläche 611 der Arrayplatte 610. Durch die Konfiguration der Anordnung 602 wird noch mehr Material entfernt, durch das sich die optischen Signale, die sich innerhalb der Arrayplatte 610 ausweiten, andernfalls fortbewegen müssten.
  • 6C ist eine schematische Perspektivansicht einer Faseroptikarrayanordnung 603. In einigen Ausführungsformen gleicht Anordnung 603 im Wesentlichen Anordnung 601 aus 6A, außer dass die Arrayplatte 610 weiterhin mehrere strahlformende Einrichtungen beinhaltet (in einigen Ausführungsformen z.B. mehrere Lenslets) 650, die gestaltet sind, um individuelle Ausgangsstrahlen des Kombinationsausgangsstrahls 177 der Faseroptikarrayanordnung 603 zu formen (zu fokussieren, kollimieren, divergieren oder dergleichen). In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Anordnung 603 weiterhin mehrere strahlformende Einrichtungen 652 am Eingangsende von Hohlplatte 660, die gestaltet sind, um die mehreren optischen Signale zu formen, die aus den optischen Fasern 630 in die Hohlplatte 660 treten.
  • 6D ist eine schematische Draufsicht auf die Faseroptikarrayanordnung 603 aus 6C. In einigen Ausführungsformen werden individuelle optische Signale durch die Faseroptikarrayanordnung 603 so übertragen, dass die mehreren Ausgangsstrahlen, die zu den individuellen optischen Signalen gehören, als kollimierte Ausgangsstrahlen 651 aus der Faseroptikarrayanordnung 603 ausgesendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine Vorrichtung, die mehrere optische Fasern, einschließlich einer ersten optischen Faser und einer zweiten optischen Faser, beinhaltet, wobei die erste optische Faser ausgebildet ist, um ein erstes optisches Signal zu übertragen, und wobei die zweite optische Faser ausgebildet ist, um ein zweites optisches Signal zu übertragen; und eine Faserarrayplatte, die ausgebildet ist, um die mehreren optischen Signale aus den mehreren optischen Fasern zu empfangen und einen Kombinationsausgangsstrahl auszusenden, wobei die Faserarrayplatte eine erste Fläche und eine zweite Fläche beinhaltet, wobei die mehreren optischen Fasern ausgebildet sind, um sich an die erste Fläche der Faserarrayplatte anzuschließen. In einigen Ausführungsformen schließt der Kombinationsausgangsstrahl mehrere Ausgangsstrahlen ein.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet die zweite Fläche der Faserarrayplatte mehrere Strahlformungsoptiken, die ausgebildet sind, um den Kombinationsausgangsstrahl zu formen. In einigen Ausführungsformen beinhalten die Strahlformungsoptiken mehrere Lenslets.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Vorrichtung weiterhin eine Stützstruktur, die ausgebildet ist, um die mehreren optischen Fasern zu stützen, die an die erste Seite der Faserarrayplatte angeschlossen sind. In einigen Ausführungsformen ist die Stützstruktur aus einem Material hergestellt, das Glas beinhaltet.
  • Gemäß der Erfindung beinhaltet die zweite Seite der Faserarrayplatte eine konvexe Wölbung. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die zweite Seite der Faserarrayplatte auch eine konkave Wölbung [Paragraph [0072], [00106]].
  • In einigen Ausführungsformen sind zumindest einige der optischen Fasern an die erste Fläche der Faserarrayplatte durch stumpfschweißen an die erste Fläche der Faserarrayplatte geschmolzen.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet die erste Fläche der Faserarrayplatte Markierungen, die ausgebildet sind, um bei der Ausrichtung der mehreren optischen Fasern auf der ersten Fläche der Faserarrayplatte zu unterstützen. In einigen Ausführungsformen beinhalten die Markierungen Faserpositionierungslinien. In einigen Ausführungsformen sind die Faserpositionierungslinien ausgebildet, um beim Ausrichten polarisationserhaltender Achsen der mehreren optischen Fasern zu unterstützen. In einigen Ausführungsformen ist eine jede der mehreren optischen Fasern so geformt, dass die polarisationserhaltenden Achsen einer jeden der mehreren optischen Fasern nach den Faserpositionierungslinien auf der ersten Fläche der Faserarrayplatte ausgerichtet sind. In einigen Ausführungsformen sind die mehreren optischen Fasern an die erste Fläche so angeschlossen, dass die erste optische Faser im Wesentlichen parallel zur zweiten optischen Faser ist. In einigen Ausführungsformen sind die mehreren optischen Fasern an die erste Fläche so angeschlossen, dass die erste optische Faser benachbart und im Wesentlichen parallel zur zweiten optischen Faser ist.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Faserarrayplatte aus einem Material hergestellt, das monolithisches Quarzglas bzw. Fused Silica beinhaltet.
  • Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren, das das Bereitstellen mehrerer optischer Fasern, einschließlich einer ersten optischen Faser und einer zweiten optischen Faser, beinhaltet; das Bereitstellen einer Faserarrayplatte, wobei die Faserarrayplatte eine erste Fläche und eine zweite Fläche beinhaltet; das Anschließen der mehreren optischen Fasern an die erste Fläche der Faserarrayplatte; das Übertragen mehrerer optischer Signale durch die mehreren optischen Fasern und in die Faserarrayplatte an der ersten Fläche der Faserarrayplatte; und das Aussenden eines Kombinationsausgangsstrahls aus der zweiten Fläche der Faserarrayplatte. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Aussenden des Kombinationsausgangsstrahls das Aussenden mehrerer Ausgangsstrahlen.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Anschließen der mehreren optischen Fasern das Schmelzen durch Stumpfschweißen der mehreren optischen Fasern an die erste Fläche der Faserarrayplatte.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Aussenden des Kombinationsausgangsstrahls das Formen des Ausgangsstrahls. Gemäß der Erfindung beinhaltet das Bereitstellen der Faserarrayplatte das Bereitstellen einer konvexen zweiten Fläche der Faserarrayplatte, wobei das Formen des Kombinationsausgangsstrahls das Übertragen der mehreren optischen Signale durch die konvexe zweite Fläche beinhaltet. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Bereitstellen der Faserarrayplatte das Bereitstellen mehrerer Lenslets auf der zweiten Fläche der Faserarrayplatte, wobei das Formen des Kombinationsausgangsstrahls das Übertragen der mehreren optischen Signale durch die mehreren Lenslets beinhaltet.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren weiterhin das Bereitstellen einer Stützstruktur; und das Stützen der mehreren optischen Fasern mittels der Stützstruktur während des Anschließens der mehreren optischen Fasern an die erste Fläche der Faserarrayplatte.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Bereitstellen des Faserarrays das Bereitstellen von Markierungen auf der ersten Fläche, um die Ausrichtung der mehreren optischen Fasern während des Anschließens der mehreren optischen Fasern an die erste Fläche zu unterstützen.
  • In einigen Ausführungsformen wird eine Faseroptikarrayanordnung (OFAA: Optical-Fiber Array Assembly) an den Ausgangsenden mehrerer Fasern eingesetzt, wobei Licht aus den Ausgangsenden der Fasern ausgesendet wird und aus einer gegenüberliegenden Fläche der Arrayanordnung austritt. In einigen anderen Ausführungsformen wird eine Faseroptikarrayanordnung an den Eingangsenden mehrerer Fasern eingesetzt, wobei Licht in eine Fläche der Faseroptikarrayanordnung eintritt und ein Teil jenes Lichts dann aus der Faseroptikarrayanordnung austritt, und zwar in die Eingangsenden der Fasern hinein. In einigen Ausführungsformen wird eine Faseroptikarrayanordnung an jedem von zwei Enden mehrerer Fasern eingesetzt, wobei an einer OFAA Licht aus den Ausgangsenden der Fasern ausgesendet wird und aus einer gegenüberliegenden Fläche der OFAA austritt; eine weitere Faseroptikarrayanordnung wird an den Eingangsenden mehrerer Fasern eingesetzt, wobei Licht in eine Fläche der zweiten Faseroptikarrayanordnung eintritt und ein Teil jenes Lichts dann aus der Faseroptikarrayanordnung austritt, und zwar in die Eingangsenden der Fasern hinein. Auf diese Weise wird in einigen solcher Ausführungsformen ein Ringlaser implementiert (wie in 5B erläutert oder in den zahlreichen Ausführungsformen, die dargestellt sind in der US-amerikanischen Patentanmeldung 12/291,031 mit der Bezeichnung „SPECTRAL-BEAM COMBINING FOR HIGH-POWER FIBER-RING-LASER SYSTEMS“, eingereicht am 17. Februar 2009 von Eric C. Honea et al., nun US-Patent US 8,526,110 B1 , und durch Bezugnahme hierin aufgenommen).
  • Es ist ausdrücklich vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung Ausführungsformen mit Kombinationen und Subkombinationen der diversen Ausführungsformen und Merkmale einbegreift, die hierin individuell beschrieben sind (d.h. anstatt jede Kombinationsmöglichkeit der Elemente aufzulisten, enthält diese Patentschrift Beschreibungen repräsentativer Ausführungsformen und betrachtet Ausführungsformen, die einige der Merkmale aus einer Ausführungsform in Kombination mit einigen der Merkmale aus einer anderen Ausführungsform beinhalten). Weiterhin ist ausdrücklich vorgesehen, dass einige Ausführungsformen der Erfindung Supersets und/oder Subsets der Ausführungsformen und Kombinationen, die hierin beschrieben sind, in Kombination mit einer oder mehreren Ausführungsformen der hierin angeführten verwandten Anmeldungen beinhalten, einschließlich der US-amerikanischen Patente US 7,539,231 B1 , US 7,471,705 B2 , US 7,391,561 B2 , US 7,671,337 B1 , US 7,199,924 B1 , US 7,768,700 B1 , US 7,835,608 B2 und US 7,872,794 B1 , der US-amerikanischen Patentanmeldungen US 2011/0122482 A1 und US 2011/0249935 A1 , und der vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldungen 61/263,736 , 61/343,948 und 61/343,945 (nun die Patentanmeldungen US 2015/0214690 A1 und US 2011/0249321 A1 und das Patent US 8,493,651 B1 ) oder jedes bzw. jeder beliebigen der anderen hierin aufgelisteten Patente, Patentanmeldungen und vorläufigen Patentanmeldungen, die hiermit alle durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind. Ferner enthalten einige Ausführungsformen weniger als alle der Komponenten, die als Teil irgendeiner der hierin erläuterten Ausführungsformen beschrieben sind.
  • Selbstverständlich ist die obige Beschreibung zur Veranschaulichung bestimmt und nicht zur Eingrenzung. Obgleich zahlreiche Charakteristiken und Vorteile diverser Ausführungsformen in der vorstehenden Beschreibung dargelegt worden sind, gemeinsam mit Einzelheiten der Struktur und Funktion verschiedener Ausführungsformen, werden sich Fachleuten bei Durchsicht der vorstehenden Beschreibung etliche weitere Ausführungsformen und Änderungen an Details erschließen. Deshalb sollte der Schutzbereich der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden, in Kombination mit dem gesamten Umfang an äquivalenten Lösungen, die von solchen Ansprüchen abgedeckt werden. In den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „einschließlich“ bzw. „beinhaltend“ und „in dem, der, denen“ als klare Entsprechungen zu den jeweiligen Begriffen „umfassend“ und „wobei“ gebraucht. Darüber hinaus werden die Begriffe „erster“, „zweiter“ und „dritter“ lediglich als Kennzeichnungen verwendet und dienen nicht zur Festlegung eines zahlenmäßigen Bedarfs an ihren Objekten.

Claims (18)

  1. Vorrichtung, umfassend: eine Mehrzahl optischer Fasern (130; 430; 230; 240; 330) zum Übertragen einer Mehrzahl an optischen Signalen, einschließlich einer ersten optischen Faser und einer zweiten optischen Faser, wobei die erste optische Faser konfiguriert ist, um ein erstes optisches Signal zu übertragen, und wobei die zweite optische Faser konfiguriert ist, um ein zweites optisches Signal zu übertragen; und eine Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610), die konfiguriert ist, um die Mehrzahl optischer Signale von der Mehrzahl der optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) zu empfangen und einen Kombinationsausgangsstrahl (177; 234) auszusenden, wobei die Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) eine erste Fläche (111; 211; 411; 611) und eine zweite Fläche (112; 212; 412; 612) aufweist, wobei die Mehrzahl optischer Fasern an der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) der Faserarrayplatte geschmolzen ist, wobei die zweite Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte eine gewölbte Krümmung zum Übertragen der mehreren optischen Signale durch die gewölbte zweite Fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) direkt an der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) befestigt sind, um eine nahtlose Schnittstelle für die Lichtübertragung zwischen den mehreren Fasern und der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) zu bilden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) mehrere Strahlformungsoptiken beinhaltet, die konfiguriert sind, um den Kombinationsausgangsstrahl (177; 234) zu formen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Strahlformungsoptiken mehrere Lenslets (450; 664; 665) beinhalten.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Stützstruktur umfasst, um die mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) zu stützen, die an die erste Seite der Faserarrayplatte angeschmolzen sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Seite der Faserarrayplatte eine konvexe Wölbung beinhaltet.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte eine konkave Wölbung beinhaltet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) an die erste Fläche (111; 211; 411; 611) der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) stumpfgeschweißt sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Fläche (111; 211; 411; 611) der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) Markierungen (115) beinhaltet, die konfiguriert sind, um bei der Ausrichtung der mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) auf der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) der Faserarrayplatte zu unterstützen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) an die erste Fläche (111; 211; 411; 611) so angeschmolzen sind, dass die erste optische Faser im Wesentlichen parallel zur zweiten optischen Faser ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) aus einem Material gefertigt ist, das monolithisches Quarzglas bzw. Fused Silica beinhaltet.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der optische Signale, die durch die Vielzahl von optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) übertragen werden, in die Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) an der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) übertragen werden.
  12. Verfahren, umfassend: Bereitstellen einer Mehrzahl optischer Fasern (130; 430; 230; 240; 330), einschließlich einer ersten optischen Faser und einer zweiten optischen Faser; Bereitstellen einer Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610), wobei die Faserarrayplatte eine erste Fläche (111; 211; 411; 611) und eine zweite Fläche (112; 212; 412; 612) hat; Verschmelzen der mehreren optischen Fasern an die erste Fläche der Faserarrayplatte; Übertragen mehrerer optischer Signale durch die mehreren optischen Fasern und in die Faserarrayplatte an der ersten Fläche der Faserarrayplatte; und Aussenden eines Kombinationsausgangsstrahls (177; 234) aus der zweiten Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610), wobei das Emittieren des Kombinationsausgangsstrahls (177; 234) ein Formen des Kombinationsausgangsstrahls beinhaltet, wobei das Vorsehen der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) das Vorsehen einer gewölbten zweiten Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte beinhaltet, und wobei das Formen des Kombinationsausgangsstrahls (177; 234) ein Übertragen der Mehrzahl optischer Signale durch die gewölbte zweite Fläche beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschmelzen der Vielzahl von optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) das direkte Anbringen der Vielzahl von optischen Fasern an der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) einschließt, um eine nahtlose Schnittstelle für die Lichtübertragung zwischen der Vielzahl von Fasern und der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) zu bilden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Anschmelzen der mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) das Stumpfschweißen der mehreren optischen Fasern an die erste Fläche (111; 211; 411; 611) der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) beinhaltet.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Bereitstellen der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) das Bereitstellen einer konvexen zweiten Fläche der Faserarrayplatte beinhaltet, und wobei das Formen des Kombinationsausgangsstrahls das Übertragen der mehreren optischen Signale durch die konvexe zweite Fläche (112; 212; 412; 612) beinhaltet.
  15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Bereitstellen der Faserarrayplatte das Bereitstellen einer konkaven zweiten Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) beinhaltet, und wobei das Formen des Kombinationsausgangsstrahls das Übertragen der mehreren optischen Signale durch die konkave zweite Fläche beinhaltet.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Bereitstellen der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610) das Bereitstellen mehrerer Lenslets (450; 664; 665) auf der zweiten Fläche (112; 212; 412; 612) der Faserarrayplatte beinhaltet, und wobei das Formen des Kombinationsausgangsstrahls (177; 234) das Übertragen der mehreren optischen Signale durch die mehreren Lenslets beinhaltet.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, das weiterhin umfasst: Bereitstellen einer Stützstruktur; und Stützen der mehreren optischen Fasern mittels der Stützstruktur während des Anschließens der Mehrzahl optischer Fasern (130; 430; 230; 240; 330) an die erste Fläche (111; 211; 411; 611) der Faserarrayplatte (110; 210; 310; 410; 610).
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei das Bereitstellen des Faserarrays das Bereitstellen von Markierungen (215) auf der ersten Fläche (111; 211; 411; 611) beinhaltet, um die Ausrichtung der mehreren optischen Fasern (130; 430; 230; 240; 330) während des Anschließens der mehreren optischen Fasern an die erste Fläche zu unterstützen.
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