專利名稱：用于內(nèi)燃機的激光點火設備及其運行方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的激光點火設備，具有擁有激光活性固體和優(yōu)選無源的品質(zhì)因數(shù)電路(GUteschaltung)的激光設備以及具有用于對激光設備進行光泵浦的泵浦光源。本發(fā)明還涉及一種用于運行這樣的激光點火設備的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是說明一種經(jīng)改進的激光點火設備和一種經(jīng)改進的運行方法。根據(jù)本發(fā)明，在開頭提到類型的激光點火設備中，該任務通過激光光源具有多個表面發(fā)射半導體激光器來解決。根據(jù)本發(fā)明的對表面發(fā)射半導體激光器(英語verticalcavity surface emitting laser (垂直腔表面發(fā)射激光器)，VCSEL)的使用提供了運行激光點火設備的多種優(yōu)點。與固體激光器相比更小的溫度敏感性有利地使得能夠在緊密接近內(nèi)燃機時仍然利用VCSEL激光源，使得不需要將泵浦光源布置為遠離內(nèi)燃機。在使用VCSEL方案的情況下，通常簡單的空氣冷卻就足夠了，使得可以放棄水冷，其中水冷從那時起就被設置為使用在內(nèi)燃機的范圍中運行的半導體激光器。另外，由于VCSEL激光器生成的波長的大致為0.06nm/K (納米每開爾文)的小溫度敏感度，使得能夠在半導體激光器處進行簡單的溫度調(diào)節(jié)。此外，VCSEL激光源的穩(wěn)健性尤其是實現(xiàn)了激光火花塞的較簡單的構造，其中激光火花塞通常容納了用于內(nèi)燃機的基于激光的點火設備的主要部件。特別是可以放棄激光火花塞中的截面轉換器，同樣不需要使用用于消除反饋效應的元件。這樣的元件在具有固體激光器的常規(guī)激光點火系統(tǒng)中通常被設置用于減小常規(guī)泵浦光源上的高能激光點火脈沖的反作用。VCSEL陣列的線寬通常低于邊發(fā)射激光器或其他半導體激光器的線寬。由此可以保證所泵浦的固體激光器材料中的由泵浦光源生成的泵浦輻射的特別有效的吸收。VCSEL陣列特別優(yōu)選地由許多單個的表面發(fā)射激光發(fā)射器構成，使得通過串聯(lián)和并聯(lián)電接線的相應組合可以將標稱工作電流和標稱工作電壓與內(nèi)燃機或者用于激光點火設備的控制設備的不同運行條件相匹配。尤其是因此也可以支持用于內(nèi)燃機的區(qū)域中的電磁兼容性的措施，所述措施可以由于以相對高的頻率被開關的相對高的電流強度而出現(xiàn)。通過許多單個的VCSEL發(fā)射器的個別化的電接線，可以將泵浦光源非常簡單地與用于VCSEL激光源的電源相匹配。此外，VCSEL陣列的輸出功率可以通過發(fā)射面來縮放，使得可以在不對激光點火設備的構造進行大的結構性改變的情況下改變激光點火脈沖的能量，也就是說通過設計具有相應輸出功率的泵浦光源。VCSEL陣列在用在激光點火設備中的另一優(yōu)點在于，可以通過幾何上簡單的泵浦裝置來容易地將附加的傳感器定位在具有泵浦光源的泵浦模塊中。在一個有利的實施方式中，設置有光導設備，通過該光導設備可以將由泵浦光源生成的泵浦輻射入射到激光設備中。該光導設備基本上具有錐形、棱柱、長方體、圓柱或棱錐形形狀，其中用來將泵浦光源生成的泵浦輻射耦合輸入到光導設備中的耦合輸入面優(yōu)選被布置為與耦合輸出面平行，所述耦合輸出面例如在錐形構造的情況下形成相應的截頂錐的頂面。通過泵浦光源中的VCSEL陣列的小的發(fā)散性以及發(fā)射泵浦光或泵浦輻射的面的幾乎任意的形狀，優(yōu)選地可以使用相對小構造和對稱的光導設備。在另一優(yōu)選的實施方式中，光導設備至少部分地由玻璃和/或晶體和/或陶瓷材料構成。在此，尤其有利的是高折射率和良好的可加工性。光導的幾何形狀優(yōu)選地與泵浦光源的表面發(fā)射半導體激光器的發(fā)散度相匹配，使得對于全部所生成的泵浦輻射來說滿足光導設備的外罩面處的全反射條件。光導設備的長度例如可以通過所期望的度數(shù)與發(fā)射面的減小相匹配。在另一優(yōu)選的實施方式中規(guī)定:光導設備直接地、或者借助于接觸介質(zhì)、比如折射率匹配膏接觸泵浦光源和/或激光設備，由此給定泵浦輻射到激光設備或者激光設備的激光活性固體中的特別有效的耦合輸入。直接的接觸例如可以通過粘接、抵靠(Ansprengen)來產(chǎn)生。本發(fā)明的該實施方式具有針對部件的失配的特別高的文件性以及小的耦合損失?？商娲鼗蜃鳛檠a充地，可以在光導設備與激光設備之間置入輻射成形的光學器件。除了將泵浦輻射直接耦合輸入到激光設備中以外，還可以在使用根據(jù)本發(fā)明的光導設備的情況下將泵浦輻射耦合輸入到光導纖維中。在另一有利的實施方式中規(guī)定，泵浦光源具有多個在空間上彼此分開布置的表面發(fā)射半導體激光器、尤其是半導體激光器組，并且由半導體激光器組生成的泵浦輻射可以直接地或者通過聚焦光學器件入射到激光設備中。由此可以特別有利地實現(xiàn)激光設備或其激光活性固體中的彼此分開的泵浦體積，使得可以有利地同時生成多個激光脈沖。在此，個別化地被施加泵浦輻射的泵浦體積彼此獨立地充當激光諧振器。在另一優(yōu)選的實施方式中規(guī)定，泵浦光源具有多個泵浦光單元，其中第一泵浦光單元被布置和構造為使得其可以縱向地泵浦激光設備，并且其中至少一個另外的泵浦光單元被布置和構造為使得其可以橫向地泵浦激光設備。橫向泵浦有利地負責泵浦能量到激光介質(zhì)、即激光活性固體中的特別簡單的能量輸入，并且縱向泵浦輻射導致在激光活性固體中形成具有良好輻射質(zhì)量的激光模。另外的實施方式在如下情況下得出要橫向輸送的泵浦輻射到激光設備中的特別有效的耦合輸入:被設置為橫向光學泵浦的泵浦光單元分別具有基本上條形扁平布置，所述布置與激光設備的長軸基本平行地延伸。附加地可以給被設置為橫向光學泵浦的泵浦光單元分配柱面透鏡以用于將泵浦輻射集束到激光設備中。作為本發(fā)明的任務的另一解決方案，說明了根據(jù)權利要求10所述的方法。該根據(jù)本發(fā)明的方法規(guī)定，泵浦光源具有多個表面發(fā)射半導體激光器(VCSEL)，所述表面發(fā)射半導體激光器光學泵浦激光設備。在根據(jù)本發(fā)明的運行方法的一個優(yōu)選的實施方式中規(guī)定，給激光設備或激光活性固體的不同體積區(qū)域彼此分開地施加泵浦光。由此可以特別優(yōu)選地基本同時生成多個激光脈沖。
在另一有利的實施方式中規(guī)定，借助于第一泵浦光單元縱向地泵浦激光設備，并且借助于至少一個另外的泵浦光單元橫向地泵浦激光設備。第一泵浦光單元特別有利地生成具有基本圓形的射束截面的泵浦輻射，所述泵浦輻射被用于縱向地泵浦激光設備，由此產(chǎn)生質(zhì)量特別好的激光模。


本發(fā)明的其它特征、應用可能性和優(yōu)點從下面對本發(fā)明的在附圖的圖中所示的實施例的描述中得出。在此，所有所描述或所示出的特征本身或以任意組合構成本發(fā)明的主題，而與其在權利要求書中的總結或其回引無關以及與其在說明書或附圖中的表達或圖示無關。在附圖中:
圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的基于激光的點火系統(tǒng)的內(nèi)燃機，
圖2示意性地詳細示出了來自圖1的激光火花塞的第一實施方式，
圖3示出了具有遠程布置的泵浦光源的基于激光的點火系統(tǒng)的實施方式，
圖4示出了具有集成到激光火花塞中的泵浦光源的激光點火設備的實施方式，
圖5a至5d示出了具有用于將泵浦輻射耦合輸入到激光設備中的光導設備的激光點火設備的其它實施方式，
圖6a示出了泵浦光源的另一實施方式，
圖6b示意性地示出了通過根據(jù)圖6a的泵浦光源給激光設備施加泵浦光，
圖6c示出了根據(jù)本發(fā)明的泵浦光源的另一實施方式，
圖7a示意性地示出了另一實施方式的側視圖，以及 圖7b示意性地示出了根據(jù)圖7a的實施方式的俯視圖。
具體實施例方式在圖1中，內(nèi)燃機總體上攜帶附圖標記10。內(nèi)燃機用于驅(qū)動未示出的機動車輛或者在靜止運行中發(fā)電。內(nèi)燃機10包括多個汽缸，在圖1僅僅以附圖標記12示出了其中一個。汽缸12的燃燒室14由活塞16來限制。燃料直接通過噴油嘴18到達燃燒室14中，該噴油嘴18連接到亦被稱為導軌(Rail)的燃料壓力儲罐20上。噴射到燃燒室14中的燃料22借助于激光束24被點燃，所述激光束24優(yōu)選地以激光脈沖24的形式從具有激光設備26的激光火花塞100輻射到燃燒室14中。為此，激光設備26通過光導設備28被饋送泵浦光，該泵浦光由泵浦光源30來提供。泵浦光源30由控制設備31來控制，該控制設備31還激勵噴油嘴18。泵浦光源30與光導設備28和具有激光設備26的激光火花塞100 —起構成內(nèi)燃機10的基于激光的點火系統(tǒng)27。從圖2中可以看出，根據(jù)本發(fā)明，激光設備26除了激光活性固體44以外還具有無源品質(zhì)因數(shù)電路46，使得部件44、46與耦合輸入鏡42和耦合輸出鏡48 —起構成激光振蕩器。激光設備26的基本工作方式如下:通過光導設備28被輸送給激光設備26的泵浦光60通過對于泵浦光60的波長來說可透過的耦合輸入鏡42進入激光活性固體44。在那里，泵浦光60被吸收，這導致占用反轉。無源品質(zhì)因數(shù)電路46的首先為高的傳輸損失防止了激光設備26中的激光振蕩。但是隨著泵浦時長升高，由激光活性固體44和無源品質(zhì)因數(shù)電路46以及鏡42、48構成的諧振器內(nèi)部的輻射密度也升高。從一定輻射密度起，無源品質(zhì)因素電路46或無源品質(zhì)因數(shù)電路46的可飽和吸收體褪色，使得實現(xiàn)諧振器中的激光振蕩。通過該機制，激光束24以所謂的巨脈沖的形成被生成，其穿過耦合輸出鏡48并且接下來被稱為激光點火脈沖。替代于前述無源品質(zhì)因數(shù)電路46也可以設想使用有源品質(zhì)因數(shù)電路。根據(jù)本發(fā)明，泵浦光源40具有多個表面發(fā)射半導體激光器，其在英語中被稱為vertical cavity surface emitting laser (VCSEL,垂直腔表面發(fā)射激光器)。圖3示意性示出了已通過圖1示意性說明的激光點火設備27的側視圖。激光火花塞100具有布置在火花塞殼體102中的激光設備26，該激光設備26例如是根據(jù)圖2構造的并且用于生成激光脈沖24。給激光火花塞100分配有泵浦光源30，該泵浦光源30具有多個VCSEL激光源、即至少一個所謂VCSEL陣列32，其中VCSEL陣列的各個表面發(fā)射半導體激光器32a、32b...被布置在共同的熱沉34上。在VCSEL陣列32之后光學地布置有聚焦光學器件36，其將由VCSEL陣列生成的泵浦輻射60集束到光導設備28的在圖3中未示出的耦合輸出面上。通過光導設備28，將泵浦福射60輸送給激光火花塞100。在激光火花塞100中，由光導設備28輸送的泵浦福射60被重新成形、在此由聚焦光學器件104來成形，該聚焦光學器件104將以一定發(fā)散角離開光導設備28的泵浦輻射60集束到激光設備26或激光設備26的激光活性固體44上。VCSEL陣列32優(yōu)選地為所謂的高功率VCSEL陣列，其本身以公知方式安裝在熱沉34上并且被電接觸得使得其可以通過激勵線路(未示出)被供能，以便控制泵浦輻射60的生成。為了將泵浦輻射60耦合輸入到光導設備28中，可以使用被構造成簡單的、經(jīng)壓制的光學器件的聚焦透鏡36。根據(jù)另一有利的實施方式，還可以給VCSEL陣列32的各個激光發(fā)射器分配微透鏡(未示出)，所述微透鏡高度減小泵浦輻射60的發(fā)散度。圖4示意性地示出了激光點火設備的另一布置，其中泵浦光源130——與根據(jù)圖3的實施方式不同一直接集成到激光火花塞100中。因此，在根據(jù)圖4的實施方式中，不需要單獨的光導設備28，而是泵浦輻射60可以直接從VCSEL陣列132通過聚焦光學器件104a入射到激光設備26中，該激光設備26然后以已經(jīng)描述的方式生成激光脈沖24。VCSEL陣列132布置在熱沉134上，該熱沉134優(yōu)選以粘接牢固的方式或者甚至以一體化的方式與激光火花塞100的殼體102 (圖3)連接。在根據(jù)圖4的實施方式中，通過取消光導設備28和被布置為遠離激光火花塞100的泵浦光源(參見根據(jù)圖3的實施方式)得出具有減小的易錯性的特別低成本的配置。在前面參照圖3、4描述的配置中，還可以附加地進行橫向光泵浦，其中相應的附加的VCSEL陣列(未示出)布置在激光設備26的側向上。泵浦光源30、130的VCSEL陣列的特別有利的波長是806納米(nm)、885nm、914nm、946nm、975nm和980nm。通過VCSEL陣列32、132的小的線寬也可以使用激光活性固體44的具有小寬度的吸收線。因此例如可以與例如具有邊發(fā)射半導體激光器的常規(guī)泵浦光源相比更容易實現(xiàn)Nd = YAG在885nm下的泵浦。另外的公知的激光器方案、比如使用具有后置的或集成到諧振器中的光學放大器的振蕩器，可以轉用于具有VCSEL陣列32、132的泵浦。圖5a示意性地示出了激光點火設備的另一實施方式，其中VCSEL陣列132再次被布置在熱沉134上并且生成用于入射到激光設備26中的泵浦輻射60。在根據(jù)圖5a的配置中，有利地設置光導設備120，其使得能夠有效地將泵浦輻射60從VCSEL陣列132入射或引導到激光設備26。如從圖5a中可以看出的，光導設備120優(yōu)選地具有錐形或截頂錐形。其他形狀(棱柱、長方體、棱錐、圓柱)同樣是可設想的。特別有利地，光導設備120盡可能密集地被定位在VCSEL陣列132之前，以便盡可能收集全部的泵浦輻射60。通過光導設備120的在圖5a中在水平方向上延伸的長度，泵浦輻射60被濃縮，并且因此可以被耦合輸入到固體激光器26中。替代于耦合輸入到固體激光器或激光設備26中，也可以將配置132、120用于將泵浦輻射60有效地耦合輸入到例如在根據(jù)圖3的實施方式中所使用的光導設備28中。這意味著，在根據(jù)圖5a的實施方式中，泵浦輻射60替代于直接耦合輸入到激光設備26中也可以被稱合輸入到光導設備28 (圖3)中。相同的情況適用于在下面參照圖5b至5d所述的具有光導設備的另外的實施方式。圖5b示意性地示出了激光點火設備的另一實施方式，其中光導設備120a設置在VCSEL陣列132與激光設備26之間，該光導設備120a可以與根據(jù)圖5a的實施方式的光導設備120類似地來構造。在圖5b所示的實施方式中，存在光導設備120a的耦合輸入面120a’ ’，其與VCSEL陣列132的光學表面直接接觸，這導致將泵浦輻射特別有效地耦合輸入到光導設備120a中。與此類似,光導設備120a的稱合輸出面120a’同樣與激光設備26的端面直接接觸。所涉及的面120a’、120a’’的接觸例如可以通過粘接、抵靠、接合或者通過使用接觸介質(zhì)、比如折射率匹配膏來實現(xiàn)。該配置的特別的優(yōu)點是針對失配的高穩(wěn)健性和特比小的耦合損失。圖5c示出了激光點火設備的另一實施方式，其中設置光導設備120b以用于引導泵浦輻射60。附加于光導設備120b設置有聚焦光學器件104b，該聚焦光學器件104b布置在光導設備120b與激光設備26之間并且將從光導設備120b中發(fā)出的泵浦福射(未不出)集束到激光設備26上，以便縱向地對其進行泵浦。通過聚焦光學器件104b可以將泵浦輻射60最優(yōu)地成形。圖5d不出了激光點火設備的另一實施方式,其中光導設備120c的I禹合輸入面未被構造為平坦的、而是被構造為彎曲的，以便提高泵浦輻射從V CSE L陣列132到光導設備120c中的耦合輸入效率。同時，可以由于彎曲的耦合輸出面明顯減小光導設備120c的長度。耦合輸入面的彎曲例如可以通過打磨或者通過安裝透鏡元件來實現(xiàn)，所述透鏡元件例如可以被接合到光導元件120c的首先為平坦的耦合輸入面上。圖6a示意性地示出了比如優(yōu)選可以集成到激光火花塞100 (圖2)中的泵浦光源130的另一實施方式。泵浦光源130具有布置在共同的載體裝置136上的多個VCSEL陣列組138a、138b、138c。載體裝置136再次布置在熱沉134上。不同VCSEL陣列138a、138b、138c...的編組優(yōu)選地進行為使得其在空間上彼此遠距離地間隔開，以至于其不同的泵浦射束不重疊。由此可以將激光設備26或激光活性固體44的不同的體積區(qū)域V1、V2、V3彼此分開地進行光泵浦，對此參見根據(jù)圖6a的側視圖?？蛇x地可以設置聚焦光學器件104a,其以合適方式將泵浦部分射束60a、60b、60c集束到所期望的體積元素V1、V2、V3上。每個VCSEL陣列組138a、138b、138c都優(yōu)選地具有近似以圓形布置的多個單個的表面發(fā)射器，以便實現(xiàn)盡可能圈形或圓形的泵浦模。各個組138a、138b、138c應當具有足夠大的輸出功率，以便能夠在固體激光器44中生成激光脈沖24a、24b、24c (圖6c)。對于VCSEL陣列132的經(jīng)優(yōu)化的成像有利的是，通過微透鏡(未示出)將所發(fā)射的輻射60a、60b、60c準直化，所述微透鏡優(yōu)選地再次直接布置在各個VCSEL發(fā)射器上。從圖6a中可以看出，各個激光脈沖24a、24b、24c在空間上如何彼此分開地產(chǎn)生，通過在空間上彼此分開的、個別化地被泵浦的體積區(qū)域V1、V2、V3得出什么。為了所有激光脈沖24a、24b、24c盡可能同時地被發(fā)射，對泵浦光源130的電激勵例如可以進行得使得在實際觸發(fā)激光脈沖(無源品質(zhì)因數(shù)電路46的可飽和吸收體褪色)前的幾微秒顯著提高VCSEL陣列的激勵電流。由此使所有激光脈沖24a、24b、24c的觸發(fā)加速并且激光脈沖在時間上也彼此更加靠攏。圖6c示出了具有多個VCSEL陣列132的泵浦光源的另一實施方式的側視圖。在該實施方式中，各個VCSEL陣列被構造為大得使得其在其面積方面對應于固體激光器44中的要泵浦的模的直徑。在VCSEL陣列132的準直發(fā)射的情況下，可以實現(xiàn)泵浦模和固體模的良好重疊。固體激光器44可以有利地與VCSEL陣列接觸，這也可以從圖6c中看出。由于在此在泵浦光源中總共設置了 5個離散的VCSEL陣列132，因此由激光設備26在相應地施加泵浦光時生成5個離散的激光脈沖24a、24b、24c、24e，使得可以實現(xiàn)空間上的多重點火。圖7a示出了激光點火設備的另一實施方式，其中第一泵浦光單元130a被設置為縱向地泵浦激光設備26或激光活性固體44。第一泵浦光單元130a為此如前述那樣具有一個或多個VCSEL激光器陣列。在光學上在第一泵浦光單元130a之后布置有聚焦光學器件，該聚焦光學器件將泵浦輻射60’集束到激光設備26或其激光活性固體44中，由此縱向地泵浦激光活性固體26。附加于第一泵浦光單元30a設置有另外的泵浦光單元130b、130c、130d (參見圖7d)，所述泵浦光單元26附加于縱向光學泵浦還借助于泵浦輻射60’將激光設備26橫向地光泵浦，即利用由其生成的泵浦輻射60’ ’。此外，給被設置為用于橫向光學泵浦的泵浦光單元130b、130c、130d分別分配有柱面透鏡130b’、130c’、130d’(圖7)。泵浦光單元130b、130c、130d優(yōu)選地具有條形或矩形構造的VCSEL陣列，所述VCSEL陣列以其長軸與激光設備26的長軸26a (圖7a)大致平行地延伸并且例如可以直接布置在激光火花塞100 (圖1)的殼體102的內(nèi)側。在圖7a、7b所示的泵浦配置中，為了橫向泵浦需要相對小的射束密度，因為泵浦功率可以被引入到吸收材料44的整個長度上并且僅須弱地聚焦。用于小功率密度的VCSEL陣列可以特別簡單地制造，因為其不需要微光學器件。激光設備26中的起振模的形狀通過借助于第一泵浦光單元130a的縱向泵浦而被積極地影響或確定。因此，針對第一泵浦光單元130a優(yōu)選地使用環(huán)形的VCSEL陣列或者被直接成像到固體激光器44中的多個VCSEL陣列的環(huán)形構造的布置。通過這種方式，可以與純粹橫向泵浦布置相比明顯更好地配置固體激光器44中的起振模的形狀。縱向泵浦也可以替代于局部設置的第一泵浦光單元130a通過光導纖維或射束成形光學器件來進行。盡管前面參照圖7a、7b描述了用于橫向光學泵浦的總共3個另外的泵浦光單元130b、130c、130d，但是可以設置任意數(shù)目的橫向泵浦的泵浦光單元。特別優(yōu)選2至6個橫向泵浦的VCSEL陣列。在泵浦過程期間未被激光設備26吸收的功率可以附加地通過鏡(未示出)被輻射回固體激光器44中。替代于將VCSEL陣列用于橫向泵浦單元130b、130c、130d，也可以將其他半導體激光器用于此、例如邊發(fā)射邊導體激光器。在這樣的配置中也可以利用VCSEL陣列通過附加的橫向泵浦正面地影響激光器44的模。基于激光的點火系統(tǒng)27的前述實施方式也可以彼此組合。
權利要求
1.用于內(nèi)燃機(10)的激光點火設備(27)，該激光點火設備(27)具有擁有激光活性固體(44)和優(yōu)選無源的品質(zhì)因數(shù)電路(46)的激光設備(26)以及具有用于對激光設備(26)進行光學泵浦的泵浦光源(30; 130)，其特征在于，泵浦光源(30; 130)具有多個(32; 132)表面發(fā)射半導體激光器(32a，32b,...)。
2.根據(jù)權利要求1所述的激光點火設備(27)，其特征在于，設置有光導設備(120，120a, 120b,...)，通過所述光導設備(120，120a, 120b,...)能夠?qū)⒂杀闷止庠?130)生成的泵浦輻射(60)入射到激光設備(26)中。
3.根據(jù)權利要求2所述的激光點火設備(27)，其特征在于，光導設備(120，120a, 120b,...)基本上具有下列形狀之一:錐形、棱柱、長方體、棱錐、圓柱。
4.根據(jù)權利要求2至3之一所述的激光點火設備(27),其特征在于，光導設備(120，120a, 120b,...)至少部分地由玻璃和/或晶體和/或陶瓷材料構成。
5.根據(jù)權利要求2至4之一所述的激光點火設備(27),其特征在于，光導設備(120，120a, 120b,...)直接地或者借助于接觸介質(zhì)接觸泵浦光源(130)和/或激光設備(26)。
6.根據(jù)前述權利要求之一所述的激光點火設備(27)，其特征在于，泵浦光源(130)具有多個在空間上彼此分開布置的表面發(fā)射半導體激光器、尤其是半導體激光器組(138a，138b, 138c)，并且由半導體激光器組(138a，138b, 138c)生成的泵浦輻射(60a, 60b, 60c)能夠直接地或者通過聚焦光學器件(104a)入射到激光設備(26)中。
7.根據(jù)前述權利要求之一所述的激光點火設備(27)，其特征在于，泵浦光源(130)具有多個泵浦光單元(130a，130b, 130c, 130d)，其中第一泵浦光單元(130a)被布置和構造為使得其能夠縱向地泵浦激光設備(26)，并且其中至少一個另外的泵浦光單元(130b)被構造和布置為使得其能夠橫向地泵浦激光設備(26 )。
8.根據(jù)權利要求7所述的激光點火設備(27)，其特征在于，被設置為橫向光學泵浦的泵浦光單元(130b，130c, 130d)分別具有基本上條形扁平的布置，所述布置與激光設備(26)的長軸(26a)基本平行地延伸。
9.根據(jù)權利要求7所述的激光點火設備(27)，其特征在于，給至少一個被設置為橫向光學泵浦的泵浦光單元(130b，130c, 130d)分配柱面透鏡(130b，，130c，，130d，)以用于將所述泵浦輻射集束到激光設備中(26)。
10.用于運行內(nèi)燃機(10)的激光點火設備(27)的方法，所述激光點火設備(27)具有擁有激光活性固體(44)和優(yōu)選無源的品質(zhì)因數(shù)電路(46)的激光設備(26)以及具有用于對激光設備(26)進行光學泵浦的泵浦光源(30; 130)，其特征在于，泵浦光源(30; 130)具有對激光設備(26)進行光學泵浦的多個(32; 132)表面發(fā)射半導體激光器(32a，32b,...)。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，給激光設備(26)或激光活性固體(44)的不同體積區(qū)域(VI，V2, V3)彼此分開地施加泵浦光(60a，60b, 60c)。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，基本同時生成多個激光脈沖(24a, 24b, 24c)。
13.根據(jù)權利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，借助于第一泵浦光單元(130a)縱向地泵浦激光設備(26)， 并且借助于至少一個另外的泵浦光單元(130b)橫向地泵浦激光設備(26)。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，第一泵浦光單元(130a)生成具有基本圓形的射束截面的 泵浦輻射(60 ’)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(10)的激光點火設備(27)，該激光點火設備具有擁有激光活性固體(44)和優(yōu)選無源的品質(zhì)因數(shù)電路(46)的激光設備(26)以及具有用于對激光設備(26)進行光學泵浦的泵浦光源(30;130)。根據(jù)本發(fā)明，泵浦光源(30;130)具有多個(32;132)表面發(fā)射半導體激光器(32a,32b,...)。
文檔編號F02P23/04GK103154502SQ201180049667
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權日2010年10月14日
發(fā)明者R.哈特克, H.里德布施 申請人:羅伯特·博世有限公司