具有殼體的二極管激光器以及一種用于對表面進行均勻照明的裝置的制作方法

文檔序號:18021996發布日期:2019-06-26 01:21
具有殼體的二極管激光器以及一種用于對表面進行均勻照明的裝置的制作方法

本實用新型涉及一種具有高功率密度的激光輻射源。這類激光輻射源可基于堆疊的二極管激光器元件(具體為激光棒)而產生。廢熱可在與朝向多層襯底的光束方向相反的方向上通過熱傳導來進行散熱。這類激光輻射源在商業上被提供具體用于準連續操作(qcw)。此外,這類輻射源還可以適用于連續波操作(cw)或脈沖操作。



背景技術:

例如,從US 4825081 A中已知激光棒的堆疊。開放式設計具有激光棒在處理期間或者在操作期間可能受到損壞的效果。例如,從US 6295307 B1、 US 20080037602 A1、US 6188707和US 5835518 A中還已知具有相同缺點的相似激光輻射源。WO 2007/082508 A1公開了一種激光輻射源,其中,在兩個激光棒之間,安排有在其之間具有對應氣隙的兩個導熱體。污染物可同樣在準直透鏡之下的氣隙中累積。因此激光器的壽命可能受到不利的影響。

US 2010/0040098 A1公開了具有光學系統固持器的激光棒堆疊。不利的是激光面可能在處理期間或在操作期間受到污染。

DE 102009040834 A1公開了一種激光器,在所述激光器中,激光棒設置有兩個導熱體。所述激光棒的前面通過窗口與環境密封。為此,在所述窗口與所述導熱體之間設置密封件。這具有導熱體之間的間隙必須單獨密封的缺點。而且,此安排在激光器具有多個激光棒的情況下制造起來非常復雜。

DE 10229712 A1公開了一種半導體模塊,所述半導體模塊包括多層襯底,殼體放置在所述多層襯底上。內部存在較大容積。這具有位于內部的水分可凝結在激光面上并且因此激光棒可引發損壞的缺點。

US 20040022502 A1公開了一種對光子部件進行氣密密封的方法。與部件容積相比,較大的空容積存在于所述內部。具有金屬層的殼體的氣密密封件被提供以便保護所述部件防止水分進入。這較復雜。而且,所包括的水分可能凝結在激光棒上。

US 2004/0082112 A1公開了一種激光二極管包裝方法,在所述方法中,包括多個激光棒的激光器覆蓋有透明密封材料。這具有激光棒的面處的功率密度必須足夠低以使密封材料不會燃盡的缺點。因此,激光器的最大可實現輸出功率可能受到限制。

CN 102324698 A公開了一種包括光漏斗的二極管激光器。不利的是激光棒不具有對抗損壞和污染的充足保護。

US 5 764 675 A公開了一種激光器,在所述激光器中,激光棒的堆疊安排在具有窗口或透鏡的殼體中。在這種情況下使用觸點彈簧來使得與激光棒堆疊接觸。激光棒堆疊背后的高空間需求是不利的。因此,激光器的平坦結構是不可能的。



技術實現要素:

本實用新型所解決的問題

本實用新型所解決的問題是提供高功率密度的允許以具有最小損壞風險的簡單方式進行處理和操作的二極管激光器以及一種用于對表面進行均勻照明的裝置。

解決問題的方案

所述問題通過一種二極管激光器來解決。

本實用新型優點

根據本實用新型的激光束源可以最小損壞風險來進行處理和操作。激光棒可靠地受到保護而免于受到環境影響,具體為免于受到機械環境影響、污染、白蟻和水分。而且,可以增強激光束源操作期間的安全性,并且可防止激光束源的錯誤使用。而且,可能的是避免由于擴散冷卻水而對激光器造成的損壞。

說明書

根據本實用新型的二極管激光器包括二極管激光器元件的堆疊。所述二極管激光器元件可以是被配置為激光棒的束源。激光棒可以以已知的方式被配置為邊緣發射部件,并且包括一個或者優選地多個發射器,所述激光棒可以以在y-方向上在任一種情況下相對于彼此偏移的方式被安排。激光棒在y-方向上可優選地具有在3mm與12mm之間的寬度。激光棒可包括多個發射器,所述多個發射器被安排成在方向y上相對于彼此偏移,并且每個發射器具有光出射面。所述發射器可在主輻射方向z上發射激光輻射。激光棒可優選地具有3與100之間的發射器;具體地,具有5個、7個、19個或49個發射器的激光棒是可商購的。相鄰發射器之間的中心距可優選地在0.1mm與1mm 之間。激光棒的厚度在x方向上可優選地在0.05mm與0.2mm之間。激光棒的發射器的諧振器長度在z-方向上可以優選地是在0.5mm與6mm之間。所發射的激光輻射的中心射線的方向可以是z-方向。方向x、y和z可以彼此成直角。激光棒可以具有已知的外延產生層序列作為與量子阱的p-n結。各個發射器可例如被配置為寬條形發射器或脊形波導。還可以存在多個層序列,每個層序列具有至少一個量子阱,即電串聯布置的多個p-n結。這樣的棒也稱為納米疊堆。多個發射器然后在x-方向上彼此上下堆疊。

激光棒可通過電流來進行泵送。針對電流輸入,第一電觸點墊和第二電觸點墊可以設置在每個激光棒處。

激光棒可以在相對于以上提及的坐標系的多個平行xy-平面中的方向x上相對于彼此偏移的方式被安排。二極管激光器包括多個導電導熱體,即其中的至少兩個。導熱體在x-方向上可具有大于或等于激光棒的諧振器長度的范圍。通過示例的方式,導熱體在z-方向上可具有大于激光棒的諧振器長度的為0.01mm至1mm的長度。導電導熱體可安排在兩個對應的激光棒之間。這可確保所提及的這兩個對應的激光棒經由導熱體而電連接。

作為替代性方案,在任一種情況下,兩個導電導熱體可安排在兩個對應的激光棒之間,所述導熱體經由第一金屬層的對應層區域而彼此電連接。對應的間隙可設置在這兩個導熱體之間。

可替代地,兩個或更多個激光棒還可以一個堆疊在另一個的正上方,即無需將導熱體安排在所述激光棒之間。

激光棒和導熱體可形成堆疊。相鄰棒之間的距離(即在x-方向上的距離) 可例如有利地被選擇為在0.5mm與5mm之間。然而,此距離還可以被選擇為更小。在棒一個堆疊在另一個的正上方的情況下,所述距離對應于棒的厚度,并且可例如大約為0.1mm。在所述堆疊中,激光棒可串聯電連接。第一和最后一個導熱體可安排在堆疊的末端并且被設置成用于所述堆疊的電觸點。所述第一導熱體可連接至陰極觸點。所述陰極觸點可被配置為第一金屬層的層區域。所述最后一個導熱體可連接至陽極觸點。所述陽極觸點可被配置為第一金屬層的進一步的層區域。激光棒的操作電流可以從陽極觸點經過堆疊流向陰極觸點。導熱體的導電性可通過所述導電體由金屬材料制成而產生。可替代地,導電性還可以通過導熱體設置有導電表面涂層而產生。它們然后可傳導操作電流,即使它們由電絕緣基本材料組成。

二極管激光器可包括至少一個多層襯底。所述層還可以被稱為層片。因此,也可以使用同義術語多層片襯底。所述多層襯底可以被配置為載體并且對二極管激光器的機械穩定性做出顯著貢獻。有利地,所述多層襯底可以以平面方式(例如,以板狀方式)被配置。所述多層襯底包括第一電絕緣層。所述第一電絕緣層可以被配置為由陶瓷材料組成的板。通過示例的方式,所述板可由Al2O3、AlN、BeO、SiC組成。而且,諸如塑料或金剛石等其他材料將是合適的。高導熱性可以是有利的,以便能夠使來自堆疊的廢熱消散。所述電絕緣層的厚度可以有利地為例如在0.2mm與5mm之間;通過示例的方式,可以使用0.25mm、0.38mm、0.5mm、0.63mm、1mm、2mm或5mm的標準厚度。所述載體的機械穩定性可以由足夠厚的電絕緣層來提供。然而,也可以使用薄電絕緣層。例如,所述厚度可以在1μm與100μm之間。如果要求載體的機械穩定性,則此穩定性可由不同的層(例如,第二金屬層)來提供。

所述多層襯底還包括至少一個第一金屬層。所述第一金屬層可以有利地為例如具有0.1μm到20μm層厚度(在z-方向上的范圍)的薄膜敷金屬,其可以被施加到被配置為陶瓷板的電絕緣層上。例如,所述第一金屬層可通過濺射來產生。敷金屬漿料的燒制也將是可能的。所述第一金屬層還可以有利地被配置為具有10μm到500μm的厚度的厚膜敷金屬。這種類型的層可例如通過已知的DCB方法(direct copper bonding,直接銅鍵合)來產生。電鍍層構造也適用于制成第一金屬層。

所述多層襯底具有安裝表面。所述安裝表面可處于xy-平面中。所述安裝表面可通過堆疊和框架連接至此表面來確定。所述安裝表面可以是第一金屬層的表面。

第一金屬層可以被細分為多個層區域。此細分的目的是避免經由導熱體和第一金屬層的激光棒的電短路。在這種情況下,短路可被理解為意指被饋送進入的操作電流的至少一部分(例如,超過1%)不流經激光棒,而是以某種其他方式從一個導熱體傳導到另一個導熱體。所述層區域可例如通過首先在電絕緣層上制成連續第一金屬層(例如,通過敷金屬漿料的濺射或燒制)來產生。第一金屬層還可以首先例如通過DCB方法而被產生作為連續厚膜。在此之后,所設置的層區域可以由蝕刻掩模來覆蓋并且通過蝕刻工藝彼此間隔開。可替代地,所述層區域還可以通過選擇性地移除第一金屬層的材料(例如,通過使用激光束或研磨工具進行磨蝕)來產生。移除材料因此可引起中斷間的中斷(間隙)。此外,所述層區域還可以通過選擇性地施加層材料(例如,通過對敷金屬漿料進行絲網印刷)來產生。所述層區域還可以通過掩模來產生,其中,所述中斷在層制造期間被所述掩模覆蓋。所述層區域還可以被電鍍加強以便增大層厚度。所述層區域可以是通過其互相之間并不通過第一金屬層的材料而互連來限定的。因此,在數學意義上,關于第一金屬層的層材料,可因此涉及非連續區域。因此,有利地,相鄰的層區域可通過中斷彼此間隔開。中斷可通過第一金屬層的非金屬材料存在于第一金屬層的平面中的對應位置處來確定。第一金屬層的多個中斷可存在于安裝表面的區域中。通過示例的方式,陰極觸點和陽極觸點可被形成為層區域。二極管激光器可因此有利地具有至少一個陽極觸點和至少一個陰極觸點。從外部引入的操作電流可在yx-平面中通過陽極觸點和陰極觸點而被傳導到內部中。所述安裝表面(除了中斷之外)可以是可位于xy-平面中的平面表面。所述安裝表面可以是第一金屬層的表面。

二極管激光器包括框架,所述框架通過電絕緣第一接合介質而連接至所述安裝表面。電絕緣第一接合介質可以例如是粘合劑,例如丙烯酸鹽、聚氨酯或環氧樹脂膠。所述粘合劑可以有利地充滿電絕緣粒子。

二極管激光器包括對于所述激光輻射而言透明的窗口,所述窗口被安排成與所述發射器的所述光出射面相距一定距離并且通過第二接合介質而連接至所述框架。窗口與光出射面之間的距離可具有輻射在撞擊窗口時的功率密度由于激光輻射的發散而減小的效應。功率密度可被理解為意指每區域功率。為此目的,發射器的光出射面與窗口之間的距離aF可有利地被選擇為大于0.05 mm。為了使得空容積保持較小,距離aF可有利地被選擇為小于0.5mm。有利地,窗口的界面可設置有防反射涂層。窗口可被配置為平面平行板。窗口可被具體化為薄窗口,以便例如維持激光棒的射束質量。然而,所述窗口還可以被配置為厚板。所述板厚度的大小可以為使得相鄰激光棒的發散激光輻射在從窗口出來時具有重疊。所述激光輻射可以以此方式進行混合并均勻化。因此可降低射束質量。這可意指輻射不再聚焦或者可僅在受限程度上聚焦。因此可避免對二極管激光器的錯誤使用。通過示例的方式,用于皮膚病治療的激光輻射可以由根據本實用新型的二極管激光器來生成。所降低的聚焦性可對避免可能以其他方式由不利聚焦的激光輻射或由于不恰當使用而造成的損壞做出貢獻。通過示例的方式,為此,窗口可有利地具有至少為1mm的厚度。

可替代地,窗口還可以被配置為透鏡陣列,例如配置為圓柱形透鏡陣列。其然后可以例如用于對激光棒的快軸發散進行準直。如果經準直輻射旨在由二極管激光器來產生,則這可能是有利的。

所述二極管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多層襯底的所述第一電絕緣層來界定的內部。所提及的部件的內表面可以被視為邊界表面。所述內部具有內部容積VI。所述內部容積在根據本實用新型的二極管激光器中可以大于10mm3。導熱體和激光棒設置在所述內部中。所述內部同樣包括部件容積VB。所述部件容積應當被理解為意指由固態物質材料所占據的所述內部容積的比例。固態物質材料可以具體為激光棒和導熱體。此外,可以添加第一金屬層的位于內部中的那一部分(排除中斷之外)。所述部件容積因此可以是導熱體、激光棒和第一金屬層的位于所述內部中的層區域的容積之和。此外,二極管激光器可具有空容積VL。所述內部容積的空容積比例可被視為空容積。所述空容積可充滿氣體或氣體混合物或者作為真空而存在。根據本實用新型,所述部件容積大于所述內部容積的50%。換言之,所述空容積可以小于所述內部容積的一半。這可具有多個優點。可保持二極管激光器的結構尺寸較小。此外,由于較小的空容積,還可能僅存在采用水蒸氣形式的極其少量的水分。因此可提高可靠性和壽命。此外,框架和窗口可被設置為可選部件。因此,可能的是可選地在具有窗口和框架的實施例中或者在不具有窗口和框架的第二實施例中提供一種類型的二極管激光器。因此,制作經費相較于所述實施例基于不同類型的二極管激光器的情況而言更低。此外,可以使得這兩個實施例的二極管激光器的緊固手段是兼容的。

界定空容積的自由面可以存在于內部中。如果空容積與自由面的表面積之比小于1mm、具體有利地小于0.3mm并且尤其有利地小于0.1mm,則這可能是有利的。則可能位于內部中的水分(水蒸氣)可以具有較大的潛在凝結面積。如果水分凝結發生在內部,則以上所提及的比率越小,就可以越有效地減少對激光棒有害的水滴形成。

光出射面可被安排在xy-平面中。窗口可有利地被安排成與所述xy-平面平行。窗口的安裝則可以特別簡單。此外,從窗口反射的激光輻射的一小部分可耦合回到激光棒的光入射面中。因此,可以使激光輻射的光譜穩定。具體地,為此,窗口可被具體化為窄帶反射器或布拉格光柵。窗口同樣可以有利地以相對于所述xy-平面而圍繞所述y-軸傾斜了角度β的方式被安排。特別是在——例如在寬條形發射器的情況中——旨在避免以上所提及的反饋耦合的情況下,這可能是有利的。

內部可有利地是氣密密封的。這可被理解為意指除去技術上指定的泄漏率,未能發生氣體從內部的到外部的交換。可替代地,還可能有利的是不對內部進行氣密密封,而是允許例如經由并入框架中的膜來與環境進行氣體交換。因此,可實現壓力平衡,并且穿透進入內部的水分可再次朝向外部排放。

二極管激光器可用冷卻劑(例如,水)來進行冷卻。為此,多層襯底可具有冷卻劑的入口和出口。有利地,入口和出口可設置在多層襯底背離框架的那一側。因此,可能的是確保例如通過連接處的密封環發散出去的冷卻水不能作為水蒸氣到達激光棒。

框架在z-投影上可含有具有在x-方向上的第一邊緣寬度bx的第一邊緣、以及具有在y-方向上的第二邊緣寬度by的第二邊緣。有利地,所述第一邊緣寬度bx可以小于所述第二邊緣寬度by。在那種情況下,較寬的第二邊緣可對增大多層襯底的抗撓剛度做出貢獻,而較窄的第一邊緣僅最小程度地限制用于緊固二極管激光器的空間。

所述第一邊緣可以處于與所述導熱體相距第一距離ax處,并且所述第二邊緣可以處于與所述導熱體相距第二距離ay處。距離ax可有利地小于距離ay。在那種情況下,不管框架的制造產生的內邊緣半徑如何,框架都可以裝配為使得用于緊固二極管激光器的空間僅在最小程度地受到限制。

可以設置多層襯底中在方向x上與框架并排的至少一個第一切口以及在方向-x上與框架并排的至少一個第二切口。第一和第二切口可被設置用于通過旋擰與二極管激光器附接和/或用于使得與二極管激光器進行電接觸。通過示例的方式,二極管激光器可旋擰到底板上,其中,可能的是通過螺釘頭下方的觸靴來饋送操作電流。有利地,可設置多個第一和第二切口,例如,在每種情況下設置其中的兩個。二極管激光器則可使用多個螺釘(例如,其中的四個)來緊固。

框架可有利地由塑料、玻璃或陶瓷材料制成。然后可避免陽極與陰極之間的短路。所述框架可以同樣有利地由Ti、Al、Mg、Zn或Si制成。

所述方法可例如通過常規加工方法(例如,銑削)來制成。由于制造指定,框架可包含具有內邊緣半徑的內邊緣倒圓。有利地,可能的是通過一次成型 (例如,注入成型)或者通過3D打印來制造框架。一次成型或3D打印方法可以具有內邊緣半徑可被選擇為比在加工方法的情況下可能的半徑更小的優勢。不管內邊緣半徑如何,為了使能緊湊設計,第一和最后一個導熱體可在與框架的內邊緣倒角相對的邊緣處設置倒圓或倒角。

框架可有利地具有表面氧化物或氮化物層。因此,特別是在導電框架材料的情況下,可引起電絕緣。在Al的情況下,可以設置陽極化層。

根據本實用新型的二極管激光器可有利地與光漏斗(光管、光學波導、聚光器)一起使用,所述光漏斗在光束路徑中布置在所述二極管激光器的下游以用于對表面進行均勻照明。例如在CN 102324698 A中描述了一種光漏斗。所述光漏斗具有光入射側和光出射側。所述光漏斗可以是具有從光入射側到光出射側逐漸變窄、變寬或保持恒定的橫截面的光學波導。所述橫截面可相對于其在x-方向和/或y-方向上的范圍沿著z-方向而逐漸變窄。所述橫截面還可相對于其在x-方向和/或y-方向上的范圍沿著z-方向而逐漸變寬。所述橫截面還可以被配置為相對于其在x-方向和/或y-方向上的范圍沿著z-方向而保持恒定。所述橫截面可有利地為矩形。所述橫截面可被理解為意指其平面垂直于方向z的截面。所述光漏斗可具有反射側表面。所述反射側表面可反射激光束。在反射期間,如果所述橫截面相對于其在x-方向和y-方向上的范圍沿著z-方向而逐漸變窄,則激光束的光束方向的z-成分可減小。因此,激光輻射的發散在光出射側可比在光入射側大。所述反射側表面可有利地是平面表面。通過示例的方式,可以存在四個反射表面。所述光漏斗可以是中空的。這意指在光反射表面之間不存在材料。中空空間可被配置成截棱錐形狀。然而,所述中空空間還可以被配置為平行六面體。例如,所述反射表面可以是經拋光的銅表面。然而,其還可以是具有反射金屬或電介質涂層的塑料或玻璃表面。可替代地,所述光漏斗可被配置為玻璃體。其側表面可具有反射涂層和/或可以被提供用于全內反射。在此情況下,所述側表面可以是所述玻璃體的外表面。所述玻璃體可被配置為具有矩形基表面的截棱錐。

以上部分中所描述的應用可有利地并入醫療設備的手持件中。因此可利用較強的光強來對表面(例如,皮膚部分)進行均勻照明。例如,這種類型的設備可以適用于脫毛。

根據本實用新型的二極管激光器在進一步有利實施例中可包括第一激光器安排以及至少一個進一步激光器安排。其可包括例如第一以及剛好一個進一步(即第二)激光器安排。然而,其還可以包括甚至更多的進一步激光器安排,例如,第三和第四激光器安排。第二以及每個進一步激光器安排可以與第一激光器安排相同的方式被構造。所述第一激光器安排包括多個激光棒,所述多個激光棒以在平行的yz-平面中在方向x上相對于彼此偏移的方式被安排,其中,每個激光棒包括以在方向y上相對于彼此偏移的方式被安排并且每一個都具有光出射面的多個發射器,所述多個發射器在主輻射方向z上發射激光輻射。所述第一激光器安排附加地包括多個導熱體。所述進一步激光器安排中的每一個(具體為第二激光器安排)可包括多個激光棒,所述多個激光棒以在平行的yz-平面中在方向x上相對于彼此偏移的方式被安排,其中,每個激光棒包括以在方向y上相對于彼此偏移的方式被安排并且每一個都具有光出射面的多個發射器,所述多個發射器在主輻射方向z上發射激光輻射。所存在的所有激光器安排的所有光出射面可被安排在一個平面中。所述進一步激光器安排中的每一個(具體為第二激光器安排)可包括多個導熱體。所述二極管激光器包括多層襯底,所述多層襯底包括至少一個第一電絕緣層和至少一個第一金屬層,其中,所述多層襯底在xy-平面中具有安裝表面。所述二極管激光器附加地包括:框架,所述框架通過電絕緣第一接合介質而連接至所述安裝表面;以及窗口,對于激光輻射而言是透明的,所述窗口被安排成與所述發射器的所述光出射面相距一定距離并且通過第二接合介質而連接至所述框架。在此情況下,所述至少一個進一步激光器安排可以在方向x和/ 或方向y上偏移的方式而與第一激光器安排并排地安排。有利地,第二激光器安排可被配置成與第一激光器安排平行或反向平行。因此,偏移安排在此可被理解為具體意指平行或反向平行安排。平行安排可被理解為意指第一和第二激光器安排分別具有第一和第二操作電流方向,并且第一和第二操作電流方向是平行的(例如在x-方向上)。反向平行安排可被理解為意指第二操作電流方向(例如,在–x-方向上)被安排成與第一操作電流方向(例如,在x-方向上)反向平行。還可能的是,分別以在方向x和/或方向y上偏移的方式將第一激光器安排和進一步激光器安排彼此并排地安排。所述二極管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多層襯底的所述第一電絕緣層來界定的內部。所述第一和進一步激光器安排的導熱體(6,43)和激光棒(2,42)可被安排在內部中。所述內部具有內部容積VI以及附加地部件容積VB。所述部件容積可以是由固態物質材料所占據的所述內部容積的比例。所述部件容積可以是導熱體、激光棒和第一金屬層的位于所述內部中的層區域的容積之和。所述容積可被認為是包括位于內部中的第一和所有現有進一步激光器安排的部件的容積。所述部件容積大于所述內部容積的50%。

附圖說明

這些附圖示出如下:

圖1示出了第一示例性實施例。

圖2在截面圖示AA中示出了第一示例性實施例。

圖3示出了第一示例性實施例的多層襯底。

圖4示出了第二示例性實施例。

圖5示出了第三示例性實施例。

圖6示出了第四示例性實施例。

圖7在第一示例性實施例的基礎上展示了內部。

圖8示出了對二極管激光器的首次使用。

圖9在xy-視圖中示出了對二極管激光器的首次使用。

圖10示出了第五示例性實施例。

圖11示出了第五示例性實施例的多層襯底。

附圖標記:

1 二極管激光器

2 激光棒

a. 第一激光棒

b. 第二激光棒

c. 最后一個激光棒

3 光出射面

4 主輻射方向

5 激光輻射

6 導熱體

a. 第一導熱體

b. 第二導熱體

c. 第三導熱體

d. 最后一個導熱體

7 倒圓或倒角

8 多層襯底

9 第一電絕緣層

10 第二電絕緣層

11 第一金屬層

12 中斷

13 第二金屬層

14 冷卻器結構

15 安裝表面

16 框架

17 第一邊緣

18 第二邊緣倒圓

19 內邊緣倒圓

20 第一接合介質

21 窗口

22 第二接合介質

23 內部

24 冷卻劑入口

25 冷卻劑出口

26 陽極觸點

27 陰極觸點

28 第一切口

29 第二切口

30 第一螺釘

31 第二螺釘

32 密封件

33 底板

34 光漏斗

35 反射表面

36 光入射側

37 光出射側

38 第三切口

39 第一堆疊

40 第二堆疊

41 電連接

42 第二堆疊的激光棒

a. 第二堆疊的第一激光棒

b. 第二堆疊的第二激光棒

c. 第二堆疊的最后一個激光棒

43 第二堆疊的導熱體

a. 第二堆疊的第一導熱體

b. 第二堆疊的第二導熱體

c. 第二堆疊的第三導熱體

d. 第二堆疊的最后一個導熱體

44 第一操作電流方向

45 第二操作電流方向

具體實施方式

圖1示出了第一示例性實施例。在圖中展示了根據本實用新型的二極管激光器1,所述二極管激光器被旋擰到底板33上。二極管激光器1包括多個激光棒2,所述多個激光棒以在平行的yz-平面中在方向x上相對于彼此偏移的方式被安排。展示了第一激光棒2a和第二激光棒2b。每個激光棒2包括多個發射器,所述多個發射器以在方向y上相對于彼此偏移的方式被安排并且每個發射器具有光出射面3,所述多個發射器在主輻射方向z4上發射激光輻射5。

二極管激光器1包括多個導熱體6。展示了第一導熱體6a、第二導熱體 6b、第三導熱體6c。所述導熱體和所述激光棒在方向x上堆疊。第一導熱體 6a和最后一個導熱體6d形成堆疊的末端。在此示例性實施例中,每個激光棒連接至兩個導熱體,并且每個導熱體連接至一個棒。第一導熱體6a連接至陰極觸點27。最后一個導熱體6d連接至陽極觸點26。

二極管激光器1包括多層襯底8。所述多層襯底包括第一電絕緣層9、第二電絕緣層10、第一金屬層11、第二金屬層13、以及位于所述第一電絕緣層與所述第二電絕緣層之間的冷卻器結構14。所述冷卻器結構被提供用于冷卻劑(例如,水)的通流。所述冷卻器結構包括多個層。這種類型的冷卻器是例如從DE 10229712 A1中已知的。所述多層襯底具有冷卻劑入口24和冷卻劑出口25。被配置為O-環的密封件32設置在冷卻劑入口處和冷卻劑出口處。截面圖示附加地展示了第一切口28和第二切口29、以及還有第一螺釘30和第二螺釘31。所述螺釘用于將二極管激光器緊固在底板上。還可能的是存在多個第一和第二切口以及多個第一和第二螺釘。此外,所述螺釘帶來用于密封件的所需的壓緊力。

第一金屬層被細分為通過中斷12彼此間隔開的多個層區域。陰極觸點27 和陽極觸點26被配置為層區域。

多層襯底8具有在xy-平面中的安裝表面15。二極管激光器1包括框架 16,所述框架通過電絕緣第一接合介質20而連接至所述安裝表面。

二極管激光器1包括對于所述激光輻射而言是透明的窗口21,所述窗口被安排成與所述發射器的所述光出射面3相距一定距離并且通過第二接合介質22而連接至所述框架。所述窗口與所述光出射面之間的距離由來aF表示。光在窗口中的部分由通過示例展示的激光束5的彎曲來展示。

所述二極管激光器具有由所述框架16、所述窗口21和所述多層襯底的所述第一電絕緣層9來界定的內部23。導熱體6和激光棒2設置在所述內部中。所述內部具有內部容積VI。所述內部附加地具有部件容積VB。所述部件容積是由固態物質材料所占據的所述內部容積的比例。所述部件容積包括位于框架的中空空間的z-投影內的激光棒、導熱體和第一金屬層的層區域的容積。所述內部同樣具有空容積,所述空容積可填充有氣體(例如,干空氣)、氮氣或氬氣。所述部件容積大于所述內部容積的50%。所述空容積小于所述內部容積的50%。

附加地指示了截面AA的位置。

圖2在截面圖示AA中示出了第一示例性實施例。每個激光棒2包括多個發射器,所述多個發射器以在方向y上相對于彼此偏移的方式被安排并且每個發射器具有光出射面3。此外,可看出此處提供了用于通過旋擰來附接二極管激光器的兩個第一螺釘30和兩個第二螺釘31。

框架在z-投影上含有具有在x-方向上的第一邊緣寬度bx的第一邊緣17、以及具有在y-方向上的第二邊緣寬度by的第二邊緣18。所述第一邊緣寬度bx小于所述第二邊緣寬度by。因此,所述螺釘可被安排成更靠近所述第一和最后一個導熱體。此外,以較寬方式被配置的第二邊緣對二極管激光器進行抗彎曲殺菌。

第一邊緣17處于與導熱體相距第一距離ax處。第二邊緣18處于與導熱體相距第二距離ay處。所述第一距離ax小于所述第二距離ay。

圖3示出了第一示例性實施例的多層襯底。所述多層襯底中存在兩個第一切口28和兩個第二切口29。第一金屬層的層區域通過中斷12彼此電隔離。

圖4示出了第二示例性實施例。二極管激光器1包括多個導熱體6。所述導熱體和所述激光棒在方向x上堆疊。第一導熱體6a和最后一個導熱體6d 形成堆疊的末端。在此示例性實施例中,每個激光棒連接至兩個導熱體,并且除第一和最后一個導熱體之外的每個導熱體連接至兩個激光棒。光出射面被安排在xy-平面中。窗口21以相對于所述xy-平面而圍繞所述y軸傾斜了角度β的方式被安排。

圖5示出了第三示例性實施例。二極管激光器1包括兩個導熱體6和多個激光棒2。所述導熱體和所述激光棒在方向x上堆疊。第一導熱體6a和最后一個導熱體6d形成堆疊的末端。在此示例性實施例中,激光棒在導熱體并未位于兩個激光棒之間的情況下進行堆疊。所述堆疊以第一和最后一個導熱體終止。各個棒的激光輻射5在此顯著疊加。

圖6示出了第四示例性實施例。框架16具有內邊緣倒圓19。為了節省結構空間,倒角或倒圓7設置在第一和最后一個導熱體上。

圖7在第一示例性實施例的基礎上展示了內部。內部23被理解為意指由框架、窗口和第一電絕緣層形成的中空空間。應當伴隨地添加第一金屬層位于框架下方的那一部分。因此,伴隨地將位于中斷12中的空容積考慮在內。

圖8示出了對二極管激光器的首次使用。圖9在xy-視圖中示出了對二極管激光器的首次使用。光漏斗34在光束路徑中布置在二極管激光器1的下游。所述光漏斗具有四個平面反射表面35。所述光漏斗具有光入射側36和光出射側37。在所述光出射側發出的光是均勻的并且可用于對表面進行均勻照明。

圖10示出了第五示例性實施例。二極管激光器1包括第一激光器安排39 和至少一個進一步激光器安排40。激光器安排中的每一個還可以被稱為堆疊。第二激光器安排以與第一激光器安排相同的方式被構造。第一激光器安排包括多個激光棒2,所述多個激光棒被安排成在平行的yz-平面中在方向x上相對于彼此偏移,其中,每個激光棒包括被安排成在方向y上相對于彼此偏移并且每一個都具有光出射面3的多個發射器,所述多個發射器在主輻射方向z 4上發射激光輻射5。所述第一激光器安排附加地包括多個導熱體6。所述進一步激光器安排中的每一個(具體為第二激光器安排)可包括多個激光棒42,所述多個激光棒被安排成在yz-平面中的方向x上相對于彼此偏移,其中,每個激光棒包括被安排成在方向y上相對于彼此偏移并且每一個都具有光出射面3的多個發射器,所述多個發射器在主輻射方向z4上發射激光輻射5。所存在的所有激光器安排的所有光出射面可被安排在一個平面中。所述進一步激光器安排中的每一個(具體為第二激光器安排)可包括多個導熱體43。所述二極管激光器包括多層襯底8,所述多層襯底包括至少一個第一電絕緣層9 和至少一個第一金屬層11,其中,所述多層襯底在xy-平面中具有安裝表面 15。所述二極管激光器附加地包括:框架16,所述框架通過電絕緣第一接合介質20而連接至所述安裝表面;以及窗口21,對于激光輻射而言是透明的,所述窗口被安排成與所述發射器的所述光出射面相距一定距離并且通過第二接合介質22而連接至所述框架。在此情況下,第二激光器安排40以在方向y 上偏移的方式與第一激光器安排39并排地安排。第二激光器安排40被安排成與第一激光器安排39反向平行。這意指第二操作電流方向45(例如,此處為在-x-方向上)被安排成與第一操作電流方向44(例如,此處為在+x-方向上) 反向平行。所述二極管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多層襯底的所述第一電絕緣層來界定的內部23。所述第一和進一步激光器安排的導熱體 6、43以及激光棒2、42都被安排在內部中。所述內部具有內部容積VI以及附加地部件容積VB。所述部件容積可以是由固態物質材料所占據的所述內部容積的比例。所述部件容積是導熱體6、43、激光棒2、42、和第一金屬層的位于所述內部中的層區域的容積之和。所述部件容積大于所述內部容積的 50%。第一激光器安排39的激光棒2(遵循第一電流方向44的順序)可被編號為第一激光棒2a、第二激光棒2b直至最后一個激光棒2c。第二激光器安排 40的激光棒42(遵循第二電流方向45的順序)可被編號為第一激光棒42a、第二激光棒42b直至最后一個激光棒42c。以相同的方式,第一激光器安排 39的導熱體6(遵循第一電流方向44的順序)可被編號為第一導熱體6a、第二導熱體6b直至最后一個導熱體6d。第二激光器安排40的導熱體43(遵循第二電流方向45的順序)可被編號為第一導熱體43a、第二導熱體43b直至最后一個導熱體43d。

圖11示出了第五示例性實施例的多層襯底。由于激光器安排的反向平行安排,陽極觸點26和陰極觸點27被安排在所述襯底的一側。第一激光器安排與第二激光器安排的電連接41設置在相對側。第三切口38在此僅用于緊固二極管激光器,而第一切口28和第二切口29分別可附加地用于進行電接觸。

作為預防,應當指出的是,附圖未按比例繪制。

再多了解一些
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