CN103891065B - 发射辐射的器件 - Google Patents
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Abstract
提出一种发射辐射的器件,具有:金属的载体本体(1),所述金属的载体本体包括用于电接触器件的至少两个连接部位(1a,1b);激光二极管芯片(2),所述激光二极管芯片固定在金属的载体本体(1)上并且与至少两个连接部位(1a,1b)导电地连接;壳体(3),所述壳体局部地包围金属的载体本体(1),其中壳体(3)由塑料构成,连接部位(1a,1b)分别至少局部地沿着壳体(3)的底面(3a)和横向于底面伸展的侧面(3b)延伸,并且器件能够借助于连接部位(1a,1b)进行表面安装,使得底面(3a)或侧面(3b)构成器件的安装面。在载体本体(1)上还能够安装有晶体管(5)和电容器(6)以用于操控激光二极管芯片(2)。
Description
技术领域
提出一种发射辐射的器件。
背景技术
文献WO 02/17451 A1说明一种发射辐射的器件。
发明内容
待实现的目的在于,提出一种尤其能多方面地使用的发射辐射的器件。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,发射辐射的器件包括金属的载体本体。金属的载体本体例如能够由金属构成。此外,金属的载体本体能够由在外面覆层有金属的基本材料构成。基本材料例如也能够是与在外面的金属不同的金属。在任何情况下,金属的载体本体至少在其外面上具有金属特性。
金属的载体本体在此优选多件式地构成。在此,金属的载体本体的部件不彼此直接导电地连接。也就是说,发射辐射的器件电连接在特定位置上时才建立在金属的载体本体的这些部件之间的导电的连接。
此外,金属的载体本体的不彼此电连接的部件通过接触金属线(所谓的接合线,例如由金构成的接合线)彼此连接。
金属的载体本体例如构成为所谓的导线框架(英语:leadframe)。也就是说,金属的载体本体由结构化的金属条构成。金属的载体本体包括用于电接触器件的至少两个连接部位。经由这两个连接部位,能够从外部电接触发射辐射的器件,也就是说,至少两个连接部位与发射辐射的器件的有源组件导电地连接。
根据发射辐射的器件的至少一个设计方案,发射辐射的器件包括固定在金属的载体本体上的激光二极管芯片。在此,激光二极管芯片经由金属的载体本体与至少两个连接部位导电地连接。激光二极管芯片例如是边缘发射的半导体激光二极管。
激光二极管芯片能够在工作时适合于产生在从UV辐射至红外辐射的光谱中的电磁辐射。尤其,激光二极管芯片也能够适合于产生彩色光,例如红光、蓝光或绿光。
为了将激光二极管芯片固定在金属的载体本体上,能够将所述激光二极管例如通过焊接或粘贴固定在金属的载体本体上。在此,经由设置在激光二极管芯片和金属的载体本体之间的连接介质也能够促成在激光二极管芯片和金属的载体本体之间的导电的接触。那么,连接介质尤其能够是导电的焊料或是导电的胶粘剂。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,发射辐射的器件包括局部地包围金属的载体本体的壳体。壳体构成发射辐射的器件的至少一部分。在此,金属的载体本体能够局部地直接地且形状配合地邻接于壳体并且例如嵌入到所述壳体中以用于与壳体连接。为此,金属的载体本体能够被壳体的材料例如压力注塑包封。
金属的载体本体的部件,例如至少用于电接触器件的连接部位不被壳体覆盖并且能够从发射辐射的器件外部至少局部地自由触及。当金属的载体本体多件式地构成时,通过壳体能够促成金属的载体本体的部件的机械接合。
壳体能够在其基本形状方面例如正六面体或直角平行六面体形地构成。发射辐射的器件由此能够特别简单地构造,因为所述外部的形状能够实现简单地且准确地抓取。
壳体不完全包围金属的载体本体和施加在金属的载体本体上的组件,而是所述壳体例如具有至少一个开口,由激光二极管芯片在工作时产生的电磁辐射能够穿过所述开口向外射出。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,壳体由塑料材料构成。在此,壳体能够构成为所谓的预模制的壳体。在此,壳体例如借助于压铸或注塑来制造。
例如,通过用壳体材料压力注塑包封金属的载体本体,也就是说例如已经结构化的金属条来制造壳体。由此产生具有至少一个腔室的壳体,在所述腔室中能够设置有壳体的有源元件。例如,激光二极管芯片设置在壳体腔室中。
金属的载体本体的部件伸展穿过壳体并且在壳体的背离有源组件、尤其是激光二极管芯片的侧上尤其构成用于电接触器件的连接部位,在所述连接部位上能够从外部电接触发射辐射的器件。
为了构成壳体,例如能够使用液晶聚合物或其他塑料。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,连接部位分别至少局部地沿着壳体的底面和横向于底面伸展的侧面延伸。在此,壳体的底面和侧面彼此直接邻接并且例如也能够彼此垂直。因此,连接部位不仅沿着底面或仅沿着侧面伸展,而且至少局部地跨过对壳体向外限界的至少两个面。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,所述器件能够借助于连接部位表面安装,使得底面或侧面构成器件的安装面。也就是说,发射辐射的器件能够借助于表面安装技术(英语:surface-mounting technology,SMT)固定在期望的使用地点上并且在该处电接触。因此,发射辐射的器件是能表面安装的器件(surface-mounted device,SMD)。
在此,发射辐射的器件能够以至少两个、尤其刚好两个取向安装在目标位置上。底面构成器件的安装面或者横向于底面伸展的侧面构成安装面。因此,器件能够——与底面相对于侧面的伸展相关地——以至少两个不同的取向安装。这尤其通过使连接部位不仅沿着底面而且沿着侧面延伸的方式实现。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,发射辐射的器件包括:金属的载体本体,所述金属的载体本体包括用于电接触器件的至少两个连接部位;激光二极管芯片,所述激光二极管芯片固定在金属的载体本体上并且与至少两个连接部位导电地连接;和壳体,所述壳体局部地包围金属的载体本体。在此,壳体由塑料构成,连接部位分别至少局部地沿着壳体的底面和横向于所述底面伸展的侧面延伸,并且器件能够借助于连接部位表面安装,使得底面或侧面构成器件的安装面。
在此,基于在此描述的发射辐射的器件所基于的想法在于,通过用底面作为安装面或者用侧面作为安装面来安装器件能够特别简单地匹配于器件的使用条件。激光二极管芯片具有平行于或垂直于有源区域、例如pn结的不同的发散角(所谓的快轴fast axis和慢轴slow axis)。根据期望的应用,改变发散角的在空间中期望的定向。通过用底面作为安装面或用侧面作为安装面安装发射辐射的器件,能够以简单的方式选择沿哪些方向应得到较大的或较小的发散角。例如,壳体的底面平行于有源区的pn结伸展。因此,壳体的侧面能够横向于、尤其垂直于pn结伸展。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,激光二极管芯片的不朝向金属的载体本体的区域邻接于空气或其他气体。换言之,激光二极管芯片在此不以辐射能穿透的材料浇注,而是除了激光二极管芯片在金属的载体本体上所固定的区域以外,激光二极管芯片具有露出的和能自由触及的外面。也就是说,在激光二极管芯片和例如构成发射辐射的器件的壳体的塑料之间不存在直接的接触。以这种方式,由于在激光二极管芯片的半导体材料和塑料之间的不同的线性膨胀系数也能够不出现机械应力。因此,以激光二极管芯片至少局部地邻接于空气或其他气体的方式构成的发射辐射的器件的特征在于特别高的老化稳定性和故障安全性。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,在壳体的底面和侧面上分别构成有至少一个配合销。在此,配合销能够是壳体的集成的组成部分,也就是说配合销能够与壳体一件式地构成,并且由与壳体相同的材料构成。
例如,在底面和侧面上分别构成有两个配合销,其中连接部位至少局部地沿着所述底面和侧面延伸。经由配合销能够实现在安装器件时的发射辐射的器件的调整。也就是说,经由安装在壳体上或集成到壳体中的配合销能够实现到例如电路板的相应的孔中的形状配合的定位。
发射辐射的器件能够以这种方式特别准确地安装在特定位置上,而不需进行耗费的调整。因为构成为预模制的壳体的壳体具有特别小的制造公差,所以当壳体是预模制的壳体并且在用于安装的底面和侧面上具有配合销时,无需高的调整耗费就能够实现发射辐射的器件在特定位置上的特别准确的调整。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,发射辐射的器件包括在壳体的另一侧面上的辐射出射窗口,其中辐射出射窗口是朝向激光二极管芯片的辐射出射面。也就是说,辐射出射窗口沿激光二极管芯片的放射方向设置在激光二极管芯片的下游并且至少大部分的由激光二极管芯片在工作时发射的电磁辐射射到辐射出射窗口上。大部分的射到辐射出射窗口上的辐射,优选所述辐射中的至少75%穿过辐射出射窗口射出并且以这种方式离开发射辐射的器件。
辐射出射窗口至少在由激光二极管芯片在工作时产生的电磁辐射的辐射通道的区域中构成为是对于所述辐射能穿透的。壳体不存在于辐射出射窗口的区域中,例如在制造壳体时已经制造相对于壳体的其他侧面降低的侧面,辐射出射窗口连接在所述降低的侧面上。为此辐射出射窗口能够例如由清晰透明的壳体盖构成。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,辐射出射窗口至少在辐射通道的区域中具有有针对性地设定的平均粗糙度。也就是说,辐射出射窗口在辐射通道的区域中不平坦地构成,而是有针对性地进行粗化。
在此确定的是,辐射出射窗口的粗化能够至少在辐射穿过辐射出射窗口的区域使由激光二极管芯片在工作时产生的电磁辐射的不均匀的强度分布均匀化。尤其当激光二极管芯片是宽带激光器或多模激光器时,观察者能够在远场中感知到局部最大值,即所谓的热点。通过至少在辐射通道的区域中的有针对性的粗化能够降低所述不均匀性。
在此,粗化优选以统计学的方式进行,也就是说借助于分析法、例如傅里叶变换不能识别出粗化的周期性。粗化的平均粗糙度位于由激光二极管芯片在工作时产生的电磁辐射的波长的范围中。在此,平均粗糙度尤其能够位于由激光二极管芯片在工作时产生的辐射的峰值波长的至少0.5至最高1.5的范围中。峰值波长是所发射的辐射的最大强度的波长。优选地,平均粗糙度位于由激光二极管芯片在工作时产生的辐射的峰值波长的至少0.75至最高1.25的范围中。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,发射辐射的器件包括用于开关激光二极管芯片的晶体管和用于为激光二极管芯片供电的至少两个电容器的并联电路,其中晶体管和所述电容器固定在金属的载体上并且与至少两个连接部位导电地连接,并且所述器件适合于产生激光脉冲。
尤其多个电容器的使用能够缩短储存在电容器中的电能的放电的时间常数,即电流注入到激光二极管芯片中的时间常数。由于晶体管、电容器和连接部位设置在相同的金属的载体上进而在空间上彼此特别近地设置的事实,在发射辐射的器件中的信号路径缩短,这降低了系统的电感并且能够实现特别短的激光脉冲序列。例如,发射辐射的器件能够以这种方式适合于产生纳秒激光脉冲。
在此所描述的发射辐射的器件的特征尤其在于其小的外部尺寸,所述小的外部尺寸能够实现发射辐射的器件的组件如晶体管、电容器和激光二极管芯片彼此间的在空间上特别近的设置方式。例如,发射辐射的器件的长度位于至少7.5mm和最高12.5mm之间,宽度位于至少5mm和最高9mm之间并且高度位于至少3mm和最高7mm之间。在这样的发射辐射的器件中,晶体管、电容器和激光二极管芯片能够以彼此间小于或等于10mm的、优选小于或等于7mm的间距相互设置。也就是说,在所述组件之间的间距成对地小于或等于10mm、优选小于或等于7mm。这能够实现特别短的开关时间。
根据发射辐射的器件的至少一个实施形式,晶体管经由至少两个接触金属线与激光二极管芯片导电地连接。接触金属线能够分别构成在金属的载体本体的分别与晶体管或激光二极管芯片导电地连接的区域上。经由多个接触金属线的使用,能够进一步降低电感,这能够实现激光脉冲的特别快的脉冲序列。
在这里所描述的发射辐射的器件中,发射辐射的器件还能够包括两个或多个激光二极管芯片。在此,激光二极管芯片能够相同方式地构成,也就是说例如产生在相同波长范围中的辐射,或者不同地构成进而例如发射不同颜色的光。优选地,发射辐射的器件对于每个激光二极管芯片包括刚好一个晶体管,所述晶体管与激光二极管芯片一一对应地相关联并且对于每个激光二极管芯片包括仅与所述激光二极管芯片相关联的至少两个电容器的并联电路。
在这里所描述的发射辐射的器件中有利地得出,由于在操控电子装置、即例如晶体管和激光二极管芯片之间的短的信号路径能够降低脉冲工作的参数、例如激光脉冲的脉冲宽度以及上升时间和下降时间。通过使用由塑料构成的壳体能够实现特别低成本的发射辐射的器件,例如与具有金属的壳体的发射辐射的器件相比能够特别便宜地生产所述壳体。
附图说明
在下文中,借助于实施例和相关联的附图详细描述这里所描述的发射辐射的器件。
图1A、1B、2、3、4A、4B、5A、5B和6的示意图示出在此所描述的发射辐射的器件的实施形式,借助在此所描述的发射辐射的器件的所述实施形式的特性详细地阐述。
图7A和7B的图形用于阐述在此所描述的发射辐射的器件的实施例的特性。
结合图8A、8B、8C、8D、9A、9B、9C、10的示意图详细地阐述在此所描述的发射辐射的器件的其他实施例。
相同的、相同类型的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和在附图中所示出的元件彼此间的大小关系不视为是合乎比例的。更确切地说,为了更好的可示出性和/或为了更好的理解能够夸大地示出个别元件。
具体实施方式
图1A示出在此所描述的发射辐射的器件的示意立体图。发射辐射的器件包括例如由铜构成的金属的载体本体1,所述发射辐射的器件在其外面上能够由金属如银或金来覆层。金属的载体本体划分为多个彼此电绝缘的区域(对此也参见图3的示意立体图)。
在载体本体1上施加有发射辐射的器件的有源组件。例如,在载体本体上施加有激光二极管芯片2、晶体管5和两个电容器6。在此,晶体管5用于开关激光二极管芯片2并且彼此并联连接的电容器6用于供电。由此,发射辐射的器件适合于产生激光脉冲。
发射辐射的器件还包括局部地包围载体本体1的壳体3。在此,载体本体1局部地嵌入到壳体3中,例如用壳体3的材料压力注塑包封。
在此,壳体3例如能够用塑料材料构成。
壳体3包围金属的载体本体1,使得构成腔室,在所述腔室中设置有发射辐射的器件的有源组件。
发射辐射的器件还包括辐射出射窗口4,所述辐射出射窗口对于由激光二极管芯片2在工作时产生的电磁辐射例如透明地构成。在图1A中示出的实施例中壳体3在连接于辐射出射窗口4的侧面3c上具有降低的侧壁。辐射出射窗口4也构成发射辐射的器件的背离底面3a的上侧并且在那里直接邻接于壳体3的其余侧面。
金属的载体本体1包括沿着壳体3的底面3a和横向于底面伸展的侧面3b延伸的多个连接部位1a、1b。在此,连接部位1a、1b在壳体的底面3a和壳体的侧面3b上能够从发射辐射的器件外部自由触及。由此,发射辐射的器件的安装能够不仅在壳体的底面3a上经由连接部位1a而且在壳体的侧面3b上经由连接部位1b进行。
连接部位1a、1b由金属的载体本体1的外面构成。金属的载体本体1具有U型弯曲部,以便不仅在壳体3的侧面上而且在底面上产生连接部位,所述U型弯曲部借助于其背离连接面的侧包围壳体3的一部分并且在那里直接邻接于壳体3。
金属的载体本体1的示出的实施方案能够实现将发射辐射的器件借助于表面安装技术沿两个不同的取向安装。也就是说,发射辐射的器件能够沿两个不同的取向进行表面安装。
图2示出在此所描述的发射辐射的器件的一个实施例的示意俯视图。对图1A和1B补充地,在图2中能识别出,晶体管借助于多个接触金属线7与激光二极管芯片2导电地连接。在此,如在图2中示出的,接触金属线能够从金属的载体本体1的与晶体管5相关联的部件延伸到金属的载体本体1的与激光二极管芯片2相关联的部件。但是,也能够将接触金属线以一端固定在晶体管5上并且以另一端固定在激光二极管芯片2上。
此外,从图2中能识别出,激光二极管芯片2的辐射出射面2a朝向辐射出射窗口4,使得由激光二极管芯片2在工作时放射的电磁辐射射到辐射出射窗口4上,其中从所述辐射出射面中在激光二极管芯片工作时的电磁辐射从所述激光二极管芯片射出。
图3借助于示意立体图示出不具有壳体3和辐射出射窗口4的发射辐射的器件。从所述视图中能特别好地识别出金属的载体本体1的部件和器件的有源组件2、5、6相对于彼此的相对设置方式。器件的有源组件2、5、6例如能够分别借助于能导电的胶粘剂固定在金属的载体本体1的相关联的部件上。在此,电容器6经由金属的载体本体的相应的部件相互并联地连接。晶体管5和激光二极管芯片2之间的电连接经由接触金属线7得到。
在所有的实施形式和实施例中,金属的载体本体1包括包含铜或由铜构成的基体。例如,基体也能够由铜合金、例如黄铜构成。
然后,其他的金属的一个或多个层例如能够通电地或不通电地沉积到载体本体1的基体上。例如,下述层或层序列尤其能够通电地施加到金属的载体本体的基体上:银、镍银、镍金、镍钯金。
在所有的实施形式和实施例中,在此描述的发射辐射的器件的壳体3能够由耐高温的塑料如PP、PPA、PPS、LCP、PEEK、环氧树脂构成。
在所有的实施形式和实施例中,辐射出射窗口4能够由玻璃构成,所述玻璃也能够包括防反射覆层。此外,辐射出射窗口4能够由耐高温的、光学透明的塑料例如环氧树脂构成。两种材料的组合也是可能的。因此,出射窗口例如能够包括例如由玻璃构成的、辐射能穿透的区域4a(对此也参见图10)。此外,辐射通道窗口包括由辐射能穿透的、例如能够由黑色的或有色的耐高温的塑料如PP、PPA、PPS、LCP、PEEK或环氧树脂构成的覆盖件4b。
结合图4A、4B和5A、5B的示意立体图详细地阐述在安装这里所描述的发射辐射的器件时的不同的取向。在图4A和4B的实施例中,壳体的底面3a构成发射辐射的器件的安装面。也就是说,将连接介质8例如焊料施加在沿着壳体的底面3a延伸的连接部位1a上。由此,激光二极管芯片2定向为,使得由激光二极管芯片在工作时产生的电磁辐射的垂直于发射辐射的器件所固定于的电路板的射束锥大于沿平行于电路板方向的射束锥。
反之,对于结合图5A和5B所示出的情况为,垂直于壳体3的底面3a伸展的侧面3b构成器件的安装面。在器件的相对于安装面的在图5A中所示出的取向中,连接介质8、例如焊料设置在沿着侧面3b延伸的连接部位1b和例如器件所施加的并且电连接的电路板之间。
结合图6的示意立体图示出发射辐射的器件,其中配合销9不仅构成在壳体3的底面3a上而且构成在侧面3b上。在此,配合销是壳体3的集成的组成部分并且例如在与壳体3相同的制造过程中与壳体3一起制造。在表面安装发射辐射的器件时,配合销3能够用于在特定位置、例如电路板上调整器件。也就是说,配合销9能够接合到例如电路板的相应的孔中,由此发射辐射的器件仅能够安装在电路板的为此所设的位置上。
在所有的实施形式中,辐射出射窗口4能够至少在辐射通道4a的区域中(对此参照图4A、4B、5A、5B)具有粗糙部,所述粗糙部为激光二极管芯片在工作时产生的电磁辐射的波长的量级。所述粗糙部造成尤其在远场中的强度分布均匀化。图7A和7B的图形示出在远场中的具有粗糙部(图7A)和不具有粗糙部(图7B)的激光二极管芯片2的所发射的辐射的关于两个不同的取向(即平行于pn结和垂直于pn结)的强度I。在此可见的是,例如能够防止双最大值的出现(参见图7B左图与图7A左图)。
例如辐射出射窗口4的外面的粗糙部在此构成为,使得不平坦程度统计学地分布并且粗糙部的不平坦程度的大小为激光二极管芯片2在工作时发射的光的波长的量级。
总的来说,在此描述的器件的特征尤其在于下述优点:
能够以简单的方式选择由激光二极管芯片在工作时产生的辐射的不同的发散角的取向,其中器件相应地安装在电路板上。在此,器件能够用壳体3的底面3a作为安装面或者相对于其转动90°角地安装到电路板上。壳体3的进一步加工或例如电路板的匹配在此是不必要的。
此外,在激光二极管芯片和金属的载体本体1之间的唯一的机械连接以粘接或焊接在金属的载体本体上的方式产生。在壳体3之内仅存在空气或其他气体。由于缺少激光二极管芯片的浇注,在激光二极管芯片上的机械应力和器件的与其关联的在可靠性方面的负面效果被降低。
通过优化电设计、即将有源组件彼此间在空间上邻近的设置和至少两个电容器6的应用,能够改进由发射辐射的器件在工作时发射的激光辐射的短脉冲特性。因此,辐射的特征尤其在于特别短的脉冲宽度和脉冲的短的上升时间和下降时间。
此外,在此弃用昂贵的金属壳体的公差重要的应用并且代替于此使用成本更低的壳体3,所述壳体尤其由塑料构成。由此,得到改进的公差。所述公差使得光学系统的有源调整成为不必要的。尤其,通过使用构成在壳体3上的配合销9,能够建立与例如电路板的形状配合的连接,发射辐射的器件安装到所述电路板上。此外,通过配合销9防止在安装过程、例如焊接过程期间的沉积。
沉积例如能够是壳体在液态的焊料上悬浮或所谓的元件竖立(tomb-stoning)、即在焊料变硬时器件的倾斜。当配合销在压配合的范围中装入到电路板的相应的孔中时,配合销9特别有效地防止所述沉积,其中器件安装在所述电路板上。
结合图8A至8D详细阐述在此所描述的发射辐射的器件的另一实施例。与前述实施例不同,发射辐射的器件包括两件式的辐射出射窗口。辐射出射窗口4包括由玻璃构成的、辐射能穿透的区域4a。此外,辐射出射窗口4包括设置在器件的背离底面3a的侧上并且由耐高温的塑料例如PP、PPA、PPS、LCP、PEEK、环氧树脂构成的覆盖件4b。在此,覆盖件4b能够构成为辐射能穿透的或者辐射不能穿透。此外,在图8B和8C中示出长度L、高度H、宽度B1、在激光二极管芯片2和其他侧面3c之间的间距B2、在连接部位1b之间的间距D1以及连接部位的宽度D2。例如,下述值证实为有利的:
L=8.55mm
H=3.85mm
D1=1.75mm
D2=0.80mm
B1=6.45mm
B2=3.225mm
在此,所述值能够关于给出的值波动±20%,优选±10%。
从图8D的示意立体图中还可见的是,连接部位1a、1b能够得到不同的功能。因此,端子101能够设为用于器件的接地,端子104也同样如此。端子102能够用于对器件供电,而端子103设为用于从外部操控发射辐射的器件。
结合图9A、9B和9C的示意图描述用于将一件式的辐射出射窗口4固定在壳体3上的不同的可能性。辐射出射窗口4在此例如由辐射能穿透的耐高温的塑料构成。如从图9B的剖面图中可见的,壳体3在朝向辐射出射窗口4的侧上具有突出部40,所述突出部接合到辐射出射窗口4的相应的凹槽41中。以这种方式,例如能够实现在两个组件之间的锁定连接。那么突出部40尤其能够是锁定突起。所述连接类型也能够实现在辐射出射窗口4和壳体3之间的不具有连接介质的连接。
附加地,如在图9C中示出的,在塑料壳体3和辐射出射窗口4之间能够设置有连接介质42、例如胶粘剂。连接介质42例如能够设置在壳体3的沿着侧面延伸的凸出部43上。
结合图10详细阐述在此描述的发射辐射的器件的一个实施例,其中辐射出射窗口4两件式地构成。辐射出射窗口4包括辐射能穿透的区域4a,所述辐射能穿透的区域沿放射方向设置在激光二极管芯片2的下游。此外,辐射出射窗口4包括辐射不能穿透地构成的覆盖件4b。辐射不能穿透的区域4例如构成为插入到塑料壳体3的凹槽或导向轨中的板、例如玻璃板。
覆盖件4b具有将板沿朝塑料壳体3的底面3a的方向按压的凸出部。覆盖件4b例如能够借助于胶粘剂通过粘接固定在塑料壳体3的凸出部43上。也就是说,在图10的实施例中,辐射出射窗口4是两件式的。覆盖件4b尤其能够由与塑料壳体3相同的材料构成。替选于借助于连接介质固定、例如替选于粘接,覆盖件4b也能够再通过形状配合的连接例如上文描述的锁定连接而固定在塑料壳体3上。
本发明不由于借助于实施例的描述而局限于此。更确切地说,本发明包括每个新的特征以及特征的任意组合,即使所述特征或所述组合本身并未在实施例中明确说明也如此。
本专利申请要求德国专利申请102011116534.0的优先权,其公开内容通过参引结合于此。
Claims (9)
1.一种发射辐射的器件,具有:
-金属的载体本体(1),所述金属的载体本体包括用于电接触所述器件的至少两个连接部位(1a,1b);
-激光二极管芯片(2),所述激光二极管芯片固定在所述金属的载体本体(1)上并且与至少两个所述连接部位(1a,1b)导电地连接;
-壳体(3),所述壳体局部地包围所述金属的载体本体(1),并且所述壳体包括底面(3a)、侧面(3b)和另一侧面(3c),其中所述侧面(3b)和所述另一侧面(3c)横向于所述底面(3a)伸展并且彼此横向地伸展;
-在所述壳体(3)的所述另一侧面(3c)上的辐射出射窗口(4),其中
-所述壳体(3)用塑料构成,
-所述连接部位(1a,1b)分别至少局部地沿着所述壳体(3)的所述底面(3a)和横向于所述底面伸展的所述侧面(3b)延伸,
-所述器件能够借助于所述连接部位(1a,1b)进行表面安装,使得所述底面(3a)或所述侧面(3b)构成所述器件的安装面,
-所述辐射出射窗口(4)朝向所述激光二极管芯片(2)的辐射出射面(2a),
-所述辐射出射窗口(4)至少在由所述激光二极管芯片(2)在工作时产生的辐射的辐射通道(4a)的区域中对于所述辐射是能穿透的,
-由所述激光二极管芯片(2)在运行时所产生的辐射的射束锥横向于所述连接部位(1a,1b)的相应的安装方向延伸,
-所述器件能够沿两个取向安装在目标位置上,使得在第一取向上垂直于所述目标位置的所述射束锥大于在平行于所述目标位置的方向上的射束锥,并且在第二取向上垂直于所述目标位置的所述射束锥小于在平行于所述目标位置的方向上的射束锥,其中,所述底面(3a)沿第一取向构成所述器件的所述安装面,并且横向于所述底面(3a)伸展的所述侧面(3b)沿第二取向构成所述器件的所述安装面,并且
-所述壳体不存在于所述辐射出射窗口(4)的区域中或者相对于所述壳体的其余的侧面具有降低的侧面,所述辐射出射窗口连接到所述降低的侧面上。
2.根据权利要求1所述的发射辐射的器件,其中
-所述辐射出射窗口(4)至少在所述辐射通道(4a)的区域中具有有针对性地设定的平均粗糙度。
3.根据权利要求2所述的发射辐射的器件,
其中所述平均粗糙度位于由所述激光二极管芯片(2)在工作时产生的辐射的峰值波长的至少0.5至最高1.5的范围中。
4.根据权利要求1或2所述的发射辐射的器件,
其中所述激光二极管芯片(2)的不朝向所述金属的载体本体(1)的区域邻接于空气或其他的气体。
5.根据权利要求1或2所述的发射辐射的器件,
其中所述金属的载体本体(1)局部地嵌入到所述壳体(3)中。
6.根据权利要求1或2所述的发射辐射的器件,
其中在所述壳体的所述底面(3a)和所述侧面(3b)上分别构成有至少一个配合销(9)。
7.根据权利要求6所述的发射辐射的器件,
其中所述至少一个配合销(9)设为用于在安装所述器件时进行调整。
8.根据权利要求1或2所述的发射辐射的器件,具有:
-用于开关所述激光二极管芯片(2)的晶体管(5),和
-用于对所述激光二极管芯片供电的至少两个电容器(6)的并联电路,其中
-所述晶体管(5)和所述电容器(6)固定在所述金属的载体(1)上并且与至少两个所述连接部位(1a,1b)导电地连接,并且
-所述器件适合于产生激光脉冲。
9.根据权利要求8所述的发射辐射的器件,
其中所述晶体管(5)经由至少两个接触金属线(7)与所述激光二极管芯片导电地连接。
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US5689520A (en) * | 1995-10-31 | 1997-11-18 | Xintec Corporation | Method and apparatus for variable waveform output in surgical lasers |
US5838703A (en) | 1996-09-30 | 1998-11-17 | Motorola, Inc. | Semiconductor laser package with power monitoring system and optical element |
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CN100399078C (zh) * | 2004-10-07 | 2008-07-02 | 日本电气株式会社 | Lsi插件对光电布线板的安装结构、安装方法 |
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JP2009152330A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Panasonic Corp | 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置および光ピックアップ装置ならびに光ディスクドライブ装置 |
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