CN112585825A - 二极管激光器组件和用于制造二极管激光器组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二极管激光器组件(1)，其具有至少一个发射器(4)、第一冷却装置(13)、第二冷却装置(15)和第一连接层(17，17*)，其中，所述至少一个发射器(4)设置为用于发射激光射束，其中，所述至少一个发射器(4)布置在所述第一冷却装置(13)和所述第二冷却装置(15)之间，其中，所述第一冷却装置(13)和所述第二冷却装置(15)分别设置为用于冷却所述至少一个发射器(4)，其中，所述至少一个发射器(4)通过所述第一连接层(17，17*)与所述第一冷却装置(13)连接，其中，所述第一连接层(17，17*)具有如下连接材料或包括如下连接材料：所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
Description
技术领域
本发明涉及一种二极管激光器组件和一种用于制造二极管激光器组件的方法。
背景技术
在发射器、例如高功率二极管激光器条(尤其在高功率范围内)的运行中，产生损耗热，为了在同时存在高使用寿命、高射束质量以及预期的恒定射束参数(例如高且均匀的偏振度)的情况下达到高输出功率，所述损耗热必须从那个或者那些发射器导出。典型地，具有这种发射器的二极管激光器组件具有冷却装置，所述冷却装置与那个/那些发射器热耦合并且设置用于将损耗热输出。已知，至少一个发射器布置在两个这类的冷却装置之间，以便提高冷却功率或者实现一种在热机械学上对称的构造。为了使这种冷却装置与至少一个发射器连接，使用一些典型的材料(例如硬焊料)，所述材料由于其在接合配件方面较高的弹性模量而促进或者引起尤其在至少一个发射器的激光活性的材料中的机械应力。这类应力尤其取决于接合材料(例如硬焊料)和接合配件的热膨胀系数的差以及在焊料组织中金属间化合相的膨胀差。这类应力高程度地对使用寿命、射束质量和偏振产生不利影响并且极度限定二极管激光器组件的适用性。
发明内容
本发明所基于的任务在于实现一种二极管激光器组件和一种用于制造二极管激光器组件的方法，其中，尤其在以下方面实现相对于已知二极管激光器组件的优点：在高使用寿命、高射束质量和预期射束参数的同时实现高输出功率。
通过实现独立权利要求的主题来解决该任务。有利的构型从从属权利要求中得出。
尤其通过这种方式解决该任务：实现一种具有至少一个发射器、第一冷却装置、第二冷却装置和第一连接层的二极管激光器组件。至少一个发射器设置为用于发射激光射束。在此，激光射束也可以包括多个部分激光射束。例如当至少一个发射器构造为二极管激光器条时就是这种情况。至少一个发射器布置在第一冷却装置和第二冷却装置之间。第一冷却装置和第二冷却装置分别设置为用于冷却至少一个发射器。在此，至少一个发射器通过第一连接层与第一冷却装置连接。第一连接层具有连接材料或包括连接材料，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。锡合金或铅合金可以具有例如铅锡。
根据本发明的二极管激光器组件相较于现有技术具有优点。由于将至少一个发射器与第一冷却装置连接的第一连接层具有连接材料或包括连接材料，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组，因此可以显著减小或者甚至避免在二极管激光器组件运行时、尤其在至少一个发射器具有高运行温度时的应力。例如，可以显著减小或者甚至避免构造为二极管激光器条的至少一个发射器的由温度决定的变形。可以显著提高二极管激光器组件、尤其至少一个发射器的使用寿命。此外，可以在高使用寿命和高射束质量的同时实现高的或较高的输出功率。此外，可以使所发射的激光射束的光谱特性和几何特性(例如偏振度、波长或波束角)在较窄范围内保持恒定。此外，可以提高偏振度。此外，可以使二极管激光器组件在较高温度下也预期地运行。
至少一个发射器可以构造为单发射器。这种发射器优选构造为边缘发射器。优选地，这种发射器构造为高功率发射器。特别优选地，至少一个发射器构造为具有优选布置成一维行列(阵列)的多个发射器的二极管激光器条。优选地，这种二极管激光器条构造为边缘发射器。特别优选地，这种二极管激光器条构造为高功率二极管激光器条。
第一冷却装置和/或第二冷却装置尤其分别构造为热沉。优选地，第一冷却装置和/或第二冷却装置分别构型为可主动冷却。特别优选地，第一冷却装置和/或第二冷却装置构造为可流通冷却流体，从而可以排出热量。
优选地，冷却流体到/从第一冷却装置和/或第二冷却装置的输入和导出不通过第一冷却装置和/或第二冷却装置的连接面进行。所提及类型的连接面尤其分别是指第一冷却装置和/或第二冷却装置的在其上/中布置有第一连接层或第二连接层的表面，或者说是面向至少一个发射器的表面。优选地，分别用于输入和/或导出冷却流体的接头分别布置在第一冷却装置和/或第二冷却装置的侧面。由此，第一冷却装置和/或第二冷却装置可以独立于彼此地流通冷却流体。因此可以以有利的方式减小或者甚至避免在至少一个发射器的n侧和p侧上的温度差。
第一冷却装置和第二冷却装置尤其分别布置在至少一个发射器的两个彼此相反而置的侧上。例如，第一冷却装置可以与至少一个发射器的第一侧相邻地布置，而第二冷却装置可以与至少一个发射器的与第一侧相反而置的第二侧相邻地布置。例如，至少一个发射器的p侧可以布置在第一侧的区域中，而至少一个发射器的n侧可以布置在第二侧的区域中。
在二极管激光器组件的一种优选的实施方式中，第一连接层设置为用于将至少一个发射器与第一冷却装置固定连接。在至少一个发射器和第一冷却装置之间可能布置有基板，其中，至少一个发射器通过第一连接层与基板固定连接或者基板通过第一连接层与第一冷却装置固定连接。这种(第一)基板在后面被作为二极管激光器组件的优选实施方式进行说明。此外，第一连接层可以多件式地构造。然后，至少一个发射器尤其可以通过第一连接层与基板固定连接，并且基板可以通过另一第一连接层与第一冷却装置固定连接。这种连接尤其构造为通过第一连接层实现的材料锁合连接和/或形状锁合连接。这种连接尤其通过扩散、粘结或微啮合实现。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，二极管激光器组件具有第二连接层。优选地，至少一个发射器通过第二连接层与第二冷却装置连接。这种连接也可以借助布置在至少一个发射器和第二冷却装置之间的基板实现。第二连接层尤其具有连接材料或包括连接材料，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。锡合金或铅合金可以具有例如铅锡。借助第二连接层可以以有利的方式在至少一个发射器与第二冷却装置之间实现低应力或者甚至无应力的连接，尤其在二极管激光器组件运行时。
第二连接层尤其设置为用于将至少一个发射器与第二冷却装置固定连接。在至少一个发射器和第二冷却装置之间可能布置有基板，其中，至少一个发射器尤其通过第二连接层与基板固定连接或者基板通过第二连接层与第二冷却装置固定连接。这种(第二)基板在后面被作为二极管激光器组件的优选实施方式进行说明。此外，第二连接层可以多件式地构造。然后，至少一个发射器尤其可以通过第二连接层与基板固定连接，并且基板可以通过另一第二连接层与第二冷却装置固定连接。这种连接尤其构造为通过第二连接层实现的材料锁合连接和/或形状锁合连接。这种连接尤其通过扩散、粘结或微啮合实现。
二极管激光器组件可以具有夹紧设备，所述夹紧设备设置为用于，使至少一个发射器与第一冷却装置和/或至少一个发射器与第二冷却装置相对于彼此保持在预确定位置上和/或彼此连接，例如通过相互压紧的方式。尤其使所提及类型的基板(若被设置)与至少一个发射器和/或冷却装置相对于彼此保持在预确定位置上和/或彼此连接。借助这种夹紧设备尤其不需要：至少一个发射器与第一冷却装置通过第一连接层如此彼此连接和/或至少一个发射器与第二冷却装置通过第二连接层如此彼此连接，使得仅通过第一连接层或第二连接层将至少一个发射器和第一冷却装置或第二冷却装置以符合规定的方式保持在一起。所提及的部件尤其可以松散地彼此贴靠，其中，借助夹紧设备实现固定连接。
与第一连接层和/或第二连接层相关地提及的连接材料金尤其是软金。软金尤其理解为特别纯的金或具有软的成分的金合金。所提及类型的金合金具有优选金锡或包括金锡。所提及类型的银烧结材料作为原材料例如可作为膏、预制件或薄膜获得。例如，可以借助树脂分散系统将膏式银烧结材料施覆在第一冷却装置和/或第二冷却装置和/或至少一个发射器上，以便制造第一或第二连接层。同样地，这种施覆也可以在前文和下文所述类型的第一和/或第二基板上进行。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，二极管激光器组件具有二极管激光器装置，所述二极管激光器装置具有至少一个发射器，其中，二极管激光器装置还具有第一基板或第二基板或者替代地具有第一基板和第二基板。在此，第一连接层和/或第二连接层可以分别多件式地、尤其两件式地构造。至少一个发射器优选通过第一连接层与第一基板连接和/或通过第二连接层与第二基板连接。替代地或附加地，优选第一基板通过第一连接层或通过另一第一连接层与第一冷却装置尤其固定地连接。尤其在至少一个发射器通过所提及类型的第一连接层与第一基板连接时设置这种另一第一连接层。尤其设置两个类似地构造的第一连接层。替代地或附加地，优选第二基板通过第二连接层或通过另一第二连接层与第二冷却装置尤其固定地连接。尤其在至少一个发射器通过所提及类型的第二连接层与第二基板连接时设置这种另一第二连接层。尤其设置两个类似地构造的第二连接层。
替代于通过第一或第二连接层在至少一个发射器和第一或第二基板之间形成连接，也可以借助钎焊或借助接触薄膜实现连接。这种替代性连接方式也可以设置在第一或第二基板与第一或第二冷却装置之间。替代地或附加地，至少一个发射器与第一基板和/或第二基板也可以借助所提及类型的夹紧设备固定在一起。
所提及类型的基板尤其构造为散热器，其中，至少一个发射器的余热可以被特别有效地朝第一冷却装置和第二冷却装置的方向传递。此外，可以借助这种基板对由于至少一个发射器的与第一或第二冷却装置不同的热膨胀系数而产生的机械应力进行补偿。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，第一连接层或第二连接层或者替代地第一连接层和第二连接层分别构造为连续层。连续层尤其理解为在一个或多个方向上连贯的层，所述层借助相应的连接材料制成、具有或包括相应的连接材料。
第一连接层和/或第二连接层尤其构造为厚的金层，所述厚的金层具有优选最小1μm和最大100μm的厚度。
第一连接层和/或第二连接层尤其构造为厚的银层，所述厚的银层具有优选最小3μm和最大100μm的厚度。
第一连接层和/或第二连接层尤其构造为接触薄膜、尤其接触银薄膜。这种接触薄膜尤其具有导电材料或者导电地构型。借助这种连续层可以以有利的方式确保在至少一个发射器与第一和第二冷却装置之间的符合规定的连接和/或良好的电流流动。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，第一连接层或第二连接层或者替代地第一连接层和第二连接层分别具有多个可在几何上分界的部分区域。即第一和第二连接层并非分别构造为连续层，而是分别具有尤其彼此间隔开的部分区域。可能的是：在组装二极管激光器组件之前、例如在至少一个发射器与冷却装置或基板连接之前或者在基板和冷却装置之间形成连接之前，第一连接层和/或第二连接层分别具有多个可在几何上分界的部分区域，其中，在组装之后，第一连接层和/或第二连接层分别至少局部地构造为连续层。
通过第一连接层和/或第二连接层实现的连接尤其通过第一连接层和第二连接层的各个部分区域实现。
第一连接层和第二连接层的部分区域可以分别尤其基本上凸起状地、滴状地或半球状地构造。相应的连接材料特别优选地具有金或包括金。由金或金合金制成的这类部分区域也称为金压焊点。所提及的部分区域、尤其构造为金压焊点的部分区域优选地具有最小5μm和最大30μm的厚度。以这种方式可以实现在二极管激光器组件运行时在所配属的部件之间的低机械应力的或者甚至无应力的连接。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，第一连接层的连接材料或第二连接层的连接材料或者替代地第一连接层的连接材料和第二连接层的连接材料分别至少局部地纳米多孔地构造。在此，相应的连接材料尤其具有孔，所述孔的直径位于从最小1nm到最大100nm的范围内。
第一连接层和/或第二连接层的连接材料尤其分别具有纳米多孔金、纳米多孔银或纳米多孔铂或者包括纳米多孔金、纳米多孔银或纳米多孔铂。这类贵金属尤其由于其抗氧化性和可延展性而是有利的。例如，纳米多孔金可以由金银材料制成，其中，通过例如借助酸溶解出不那么珍贵的银而在一定程度上实现海绵金。可以以类似的方式由银铜材料制成纳米多孔银。如此构造的第一或第二连接层具有例如最小20μm和最大50μm的厚度。第一连接层和第二连接层的这种构造确保在二极管激光器组件运行时在所配属的部件之间特别低机械应力的或者甚至无应力的连接。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，第一连接层的连接材料或第二连接层的连接材料或者替代地第一连接层的连接材料和第二连接层的连接材料分别具有少于5％的缩孔。这种缩孔比例尤其与第一连接层和/或第二连接层的总材料体积有关。如果第一连接层和/或第二连接层分别具有多个可在几何上定界的部分区域，则缩孔比例针对所提及的部分区域的总材料体积。第一连接层和第二连接层的这种结构可以实现在二极管激光器组件运行时所配属的部件的特别低机械应力的或者甚至无应力的连接。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，第一冷却装置或第二冷却装置或者替代地第一冷却装置和第二冷却装置分别设置为用于将至少一个发射器电接通。优选地，第一连接层和/或第二连接层或者说相应的连接材料构造为可导电，使得至少一个发射器可以通过第一冷却装置和第一连接层和/或通过第二冷却装置和第二连接层实现尤其电接通。所提及类型的第一基板和/或第二基板尤其构造为可导电，从而优选在冷却装置和至少一个发射器之间可以实现电流流动。借助根据本发明的二极管激光器组件可以实现至少一个发射器的特别可靠的电接通。
尤其也通过实现一种用于制造二极管激光器组件的方法来解决该任务。特别优选地，在该方法的框架下制造一种根据上述实施方式之一的二极管激光器组件。在该方法的框架下，至少一个发射器布置在第一冷却装置和第二冷却装置之间。在此，至少一个发射器通过第一连接层与第一冷却装置连接。在此，借助如下连接材料制造第一连接层：所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。在该方法的框架下，尤其得出上文已结合二极管激光器组件所阐述的优点。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，至少一个发射器通过第二连接层与第二冷却装置连接。在此，优选借助如下连接材料制造第二连接层：所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。优选地，第一连接层和第二连接层分别具有相同的材料。以此方式可以特别经济地制造二极管激光器组件。替代地，第一连接层和第二连接层也可以分别具有不同地构造的连接材料。以此方式可以实现连接层的特性(例如热膨胀系数)与分别不同的要求的匹配。尤其可以更好地补偿接合配件的膨胀差或者说不同热膨胀系数的差。此外，通过实现具有不同熔点的连接层例如可以执行二极管激光器组件的逐级组装。由此可以避免现有连接被后续连接过程的热输入损坏。在方法步骤和材料上以有利的方式得出较大的选择余地。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，借助结合方法(压接)制造第一连接层或第二连接层或者替代地第一连接层和第二连接层。在执行结合方法时，尤其根据所使用的连接材料和结合方法的构型来选择温度和压力。
二极管激光器组件的一种实施方式是优选的，其特征在于，结合方法是选自包括热压缩法(尤其热压缩焊接)、烧结和真空钎焊的组的方法。就制造方法而言，第一连接层特别优选地类似于第二连接层地实现。以此方式可以特别经济地制造二极管激光器组件。
对一方面二极管激光器组件以及另一方面用于制造二极管激光器组件的方法的说明可以彼此互补地理解。结合该方法明确地或隐含地阐述的二极管激光器组件的特征优选是二极管激光器组件的优选实施方式的单个特征或彼此组合的特征。结合该二极管激光器组件明确地或隐含地阐述的方法步骤优选是方法的优选实施方式的单个步骤或彼此组合的步骤。该方法的特征优选在于如下至少一个方法步骤：所述至少一个方法步骤由二极管激光器组件的根据本发明的或优选实施方式的至少一个特征决定。二极管激光器组件的特征优选在于如下至少一个特征：所述至少一个特征由所述方法的根据本发明的或优选实施方式的至少一个步骤决定。
附图说明
接下来根据附图进一步阐述本发明。在此示出：
图1以纵截面示出二极管激光器组件的第一实施例的示意性示图，
图2以纵截面示出二极管激光器组件的第二实施例的示意性示图，
图3以纵截面示出二极管激光器组件的第三实施例的示意性示图，
图4以纵截面示出二极管激光器组件的第四实施例的示意性示图，和
图5以纵截面示出二极管激光器组件的第五实施例的示意性示图。
具体实施方式
在图1中以纵截面示意性地示出二极管激光器组件1的第一实施例。二极管激光器组件1具有二极管激光器装置3。二极管激光器装置3具有构造为边缘发射器的至少一个发射器4、例如高功率二极管激光器条。至少一个发射器4设置为用于发射激光射束。激光射束的激光射束轴线以箭头P示意性地标记。根据图1以及图2至5的纵截面沿着该激光射束轴线P延伸。
二极管激光器装置3还具有第一基板5。第一基板5布置在至少一个发射器4的第一侧7上。第一基板5尤其与至少一个发射器4例如通过钎焊固定连接。例如，至少一个发射器4的p侧可以布置在第一侧7的区域中。此外，二极管激光器装置3具有第二基板9。第二基板9布置在至少一个发射器4的第二侧11上。第二基板9尤其与至少一个发射器4例如通过钎焊固定连接。例如，至少一个发射器4的n侧可以布置在第二侧11的区域中。至少一个发射器4在此如三明治般布置在第一基板5和第二基板9之间。第一基板5和第二基板9在此分别板状地构造。
二极管激光器组件1还具有第一冷却装置13和第二冷却装置15。至少一个发射器4或者说二极管激光器装置3布置在第一冷却装置13和第二冷却装置15之间。第一冷却装置13和第二冷却装置15分别设置为用于冷却至少一个发射器4。
借助第一基板5和第二基板9可以将至少一个发射器4的余热尤其通过热分散的方式特别有效地传递至第一冷却装置13和第二冷却装置15。此外，借助第一基板5和第二基板9可以尤其对由于至少一个发射器4和第一冷却装置13以及第二冷却装置15的不同热膨胀系数而产生的机械应力进行补偿。当至少一个发射器4构造为高功率发射器时，这种实施方案尤其适合。
二极管激光器组件1还具有第一连接层17。至少一个发射器4通过第一连接层17与第一冷却装置13连接。在该实施例中，至少一个发射器4通过第一基板5并且通过第一连接层17与第一冷却装置13连接。即第一基板5在此通过第一连接层17与第一冷却装置13连接。
第一连接层17具有连接材料或包括连接材料，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
二极管激光器组件1还具有第二连接层19，其中，至少一个发射器4通过第二连接层19(在此通过第二基板9和第二连接层19)与第二冷却装置15连接。即第二基板9在此通过第二连接层19与第二冷却装置15连接。
第二连接层19尤其具有连接材料或包括连接材料，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
为清楚起见，第一连接层17和第二连接层19在图1中尤其在其厚度方面示意性地示出，其中，在实际实施二极管激光器组件1时，各个厚度相比于二极管激光器装置3可能明显更小。
二极管激光器组件1具有间距元件21，所述间距元件与二极管激光器装置3相对置地布置。间距元件21尤其设置为用于设定第一冷却装置13和第二冷却装置15之间限定的距离。
可选地，第一冷却装置13和/或第二冷却装置15分别构造为可被冷却流体流过，从而可以排出至少一个发射器4的余热。优选地，冷却流体到/从第一冷却装置13的输入和/或导出不通过第一冷却装置13的第一连接面23进行，第一连接层17布置在第一连接面上/中，或者说第一连接面面向至少一个发射器4。以类似的方式，优选冷却流体到/从第二冷却装置15的输入和/或导出不通过第二冷却装置15的第二连接面25进行，第二连接层19布置在第二连接面上/中，或者说第二连接面面向至少一个发射器4。优选地，在第一冷却装置13和/或第二冷却装置15的侧面分别布置有用于输入和/或导出冷却流体的一个或多个接头。这种侧面布置尤其是指布置在第一冷却装置13的邻接第一连接层23的表面或侧面上或者说布置在第二冷却装置15的邻接第二连接面25的表面或侧面上。也可以是，这种接头分别布置在第一冷却装置13的与第一连接面23相反而置的表面上和/或第二冷却装置15的与第二连接面25相反而置的侧面上。由此，第一冷却装置13和/或第二冷却装置15可以独立于彼此地被冷却流体流过。
如在图1中示出，第一连接层17和/或第二连接层19可选地分别构造为连续层。第一连接层17和/或第二连接层19尤其可以构造为厚的金层、厚的银层或者接触薄膜。
替代地，第一连接层17和/或第二连接层19可以分别具有多个可在几何上分界、尤其彼此间隔开的部分区域——这在图1中未示出。这些部分区域可以例如构造为金压焊点。
可选地，第一连接层17和/或第二连接层19的连接材料分别至少局部地纳米多孔地构造。例如，连接材料具有纳米多孔的金、银或铂或者包括纳米多孔的金、银或铂。
可选地，第一连接层17和/或第二连接层19的连接材料分别具有少于5％的缩孔。
可选地，第一冷却装置13和/或第二冷却装置15分别设置为用于电接通至少一个发射器4。第一连接层17和/或第二连接层19尤其构造为可导电，从而可以实现至少一个发射器4在其上的电接通。
在图2中以纵截面示意性地示出二极管激光器组件1的第二实施例。相同元件和功能相同元件设有相同的附图标记，因此相关内容请参阅前述说明。不同于图1，根据该实施例的二极管激光器装置3不具有第一基板5和第二基板9。而是，至少一个发射器4在第一侧7上直接通过第一连接层17布置在第一冷却装置13上。以类似的方式，至少一个发射器4在第二侧11上直接通过第二连接层19布置在第二冷却装置15上。这种实施方案可以特别经济地实现。
在图3中以纵截面示意性地示出二极管激光器组件1的第三实施例。相同元件和功能相同元件设有相同的附图标记，因此相关内容请参阅前述说明。二极管激光器装置3在此具有所提及类型的第一基板5，而不设置所提及类型的第二基板9。当在例如位于至少一个发射器4的p侧区域中的第一侧7附近发射激光射束时，这种实施方案是特别合适的。在这种情况下，在第一侧7的区域中比在第二侧11的区域中沉积更多的余热，其中，这些余热可以通过第一基板5尤其分散地导出。
在图4中以纵截面示意性地示出二极管激光器组件1的第四实施例。相同元件和功能相同元件设有相同的附图标记，因此相关内容请参阅前述说明。二极管激光器组件1原则上类似于图1地构型，但是具有两个第一连接层17、17’和两个第二连接层19、19’。在此，至少一个发射器4通过第一连接层17与第一基板5连接并且通过第二连接层19与第二基板9连接。此外，第一基板5通过另一第一连接层17’与第一冷却装置13连接。第二基板9通过另一第二连接层19’与第二冷却装置15连接。
在未以图示出的另一实施例中，二极管激光器组件1构造为根据图1和4的实施例的组合。在此，二极管激光器组件1具有在至少一个发射器4和第一基板5之间的第一连接层17和在第一基板5和第一冷却装置13之间的另一第一连接层17’。此外，二极管激光器组件1在第二基板9和第二冷却装置15之间具有恰好一个第二连接层19。在至少一个发射器4和第二基板9之间的连接以其他方式、例如借助钎焊或接触薄膜实现。替代地，也可以设置根据图1的恰好一个第一连接层17和根据图4的两个第二连接层19、19’。
在图5中以纵截面示意性地示出二极管激光器组件1的第五实施例。相同元件和功能相同元件设有相同的附图标记，因此相关内容请参阅前述说明。二极管激光器组件1在此类似于图3地构造，但是在至少一个发射器4和第一基板5之间设置第一连接层17并且在第一基板5和第一冷却装置13之间设置另一第一连接层17’。
应当理解，可以通过组合前述特征而形成另外的实施例，但为了清楚起见并未以图示出。
接下来说明一种用于制造二极管激光器组件1、尤其根据前述实施例之一的二极管激光器组件1的方法。在该方法的框架中，将至少一个发射器4布置在第一冷却装置13和第二冷却装置15之间。在此，将至少一个发射器4通过第一连接层17、17’与第一冷却装置13连接。在此，借助连接材料制造第一连接层17、17’，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
可选地，将至少一个发射器4通过第二连接层19、19’与第二冷却装置15连接。尤其借助如下连接材料制造第二连接层19、19’：所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
可选地，借助结合方法制造第一连接层17、17’和/或第二连接层19、19’。可选地，结合方法是选自包括热压缩法(尤其热压缩焊接)、烧结和真空钎焊的组的方法。
总体而言，借助根据本发明的二极管激光器组件1和用于制造二极管激光器组件1的方法可以以经济的方式实现至少一个发射器4与第一冷却装置13和第二冷却装置15的低机械应力的或者甚至无应力的连接。
Claims (12)
1.一种二极管激光器组件(1)，其具有：
-至少一个发射器(4)，
-第一冷却装置(13)，
-第二冷却装置(15)，和
-第一连接层(17，17’)，其中，
-所述至少一个发射器(4)设置为用于发射激光射束，其中，
-所述至少一个发射器(4)布置在所述第一冷却装置(13)和所述第二冷却装置(15)之间，其中，
-所述第一冷却装置(13)和所述第二冷却装置(15)分别设置用于，冷却所述至少一个发射器(4)，其中，
-所述至少一个发射器(4)通过所述第一连接层(17，17’)与所述第一冷却装置(13)连接，其中，
-所述第一连接层(17，17’)具有连接材料或包括连接材料，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
2.根据权利要求1所述的二极管激光器组件(1)，其具有第二连接层(19，19’)，其中，所述至少一个发射器(4)通过所述第二连接层(19，19’)与所述第二冷却装置(15)连接，其中，所述第二连接层(19，19’)具有连接材料或包括连接材料，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
3.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其具有二极管激光器装置(3)，所述二极管激光器装置具有所述至少一个发射器(4)，其中，所述二极管激光器装置(3)具有第一基板(5)和/或第二基板(9)，其中，所述至少一个发射器(4)通过所述第一连接层(17)与所述第一基板(5)连接和/或通过所述第二连接层(19)与所述第二基板(9)连接，和/或，其中，所述第一基板(5)通过所述第一连接层(17)或另一第一连接层(17’)与所述第一冷却装置(13)连接，和/或所述第二基板(9)通过所述第二连接层(19)或另一第二连接层(19’)与所述第二冷却装置(15)连接。
4.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述第一连接层(17，17’)和/或所述第二连接层(19，19’)分别构造为连续层。
5.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述第一连接层(17，17’)和/或所述第二连接层(19，19’)分别具有多个能在几何上分界的部分区域。
6.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述第一连接层(17，17’)的连接材料和/或所述第二连接层(19，19’)的连接材料分别至少局部地纳米多孔地构造。
7.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述第一连接层(17，17’)的连接材料和/或所述第二连接层(19，19’)的连接材料分别具有少于5％的缩孔。
8.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述第一冷却装置(13)和/或所述第二冷却装置(15)分别设置为用于将所述至少一个发射器(4)电接通。
9.一种用于制造二极管激光器组件(1)、尤其根据权利要1至8中任一项所述的二极管激光器组件(1)的方法，其中，至少一个发射器(4)布置在第一冷却装置(13)和第二冷却装置(15)之间，其中，所述至少一个发射器(4)通过第一连接层(17，17’)与所述第一冷却装置(13)连接，其中，借助连接材料制造所述第一连接层(17，17’)，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个发射器(4)通过第二连接层(19，19’)与所述第二冷却装置(15)连接，其中，借助连接材料制造所述第二连接层(19，19’)，所述连接材料选自包括金、金合金、银、银合金、银烧结材料、铜、铜合金、镍、镍合金、钯、钯合金、铂、铂合金、铑、铑合金、铱、铱合金、锗、锗合金、锡、锡合金、铝、铝合金、铟、铟合金、铅和铅合金的组。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，借助结合方法制造所述第一连接层(17，17’)和/或所述第二连接层(19，19’)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，所述结合方法是选自包括热压缩法、烧结和真空钎焊的组的方法。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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