CN209029679U - 具有壳体的二极管激光器以及一种用于对表面进行均匀照明的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种具有壳体的二极管激光器以及一种用于对表面进行均匀照明的装置，所述二极管激光器包括多个激光棒。所述激光棒被构造为具有安排在所述棒之间的导热体的激光器堆叠。所述激光棒安排在壳体的内部。所述壳体由装配在多层衬底上的框架以及窗口形成。空容积小于所述内部的总容积的一半。

Description

具有壳体的二极管激光器以及一种用于对表面进行均匀照明 的装置
技术领域
本实用新型涉及一种具有高功率密度的激光辐射源。这类激光辐射源可基于堆叠的二极管激光器元件(具体为激光棒)而产生。废热可在与朝向多层衬底的光束方向相反的方向上通过热传导来进行散热。这类激光辐射源在商业上被提供具体用于准连续操作(qcw)。此外，这类辐射源还可以适用于连续波操作(cw)或脉冲操作。
背景技术
例如，从US 4825081 A中已知激光棒的堆叠。开放式设计具有激光棒在处理期间或者在操作期间可能受到损坏的效果。例如，从US 6295307 B1、 US 20080037602 A1、US6188707和US 5835518 A中还已知具有相同缺点的相似激光辐射源。WO 2007/082508 A1公开了一种激光辐射源，其中，在两个激光棒之间，安排有在其之间具有对应气隙的两个导热体。污染物可同样在准直透镜之下的气隙中累积。因此激光器的寿命可能受到不利的影响。
US 2010/0040098 A1公开了具有光学系统固持器的激光棒堆叠。不利的是激光面可能在处理期间或在操作期间受到污染。
DE 102009040834 A1公开了一种激光器，在所述激光器中，激光棒设置有两个导热体。所述激光棒的前面通过窗口与环境密封。为此，在所述窗口与所述导热体之间设置密封件。这具有导热体之间的间隙必须单独密封的缺点。而且，此安排在激光器具有多个激光棒的情况下制造起来非常复杂。
DE 10229712 A1公开了一种半导体模块，所述半导体模块包括多层衬底，壳体放置在所述多层衬底上。内部存在较大容积。这具有位于内部的水分可凝结在激光面上并且因此激光棒可引发损坏的缺点。
US 20040022502 A1公开了一种对光子部件进行气密密封的方法。与部件容积相比，较大的空容积存在于所述内部。具有金属层的壳体的气密密封件被提供以便保护所述部件防止水分进入。这较复杂。而且，所包括的水分可能凝结在激光棒上。
US 2004/0082112 A1公开了一种激光二极管包装方法，在所述方法中，包括多个激光棒的激光器覆盖有透明密封材料。这具有激光棒的面处的功率密度必须足够低以使密封材料不会燃尽的缺点。因此，激光器的最大可实现输出功率可能受到限制。
CN 102324698 A公开了一种包括光漏斗的二极管激光器。不利的是激光棒不具有对抗损坏和污染的充足保护。
US 5 764 675 A公开了一种激光器，在所述激光器中，激光棒的堆叠安排在具有窗口或透镜的壳体中。在这种情况下使用触点弹簧来使得与激光棒堆叠接触。激光棒堆叠背后的高空间需求是不利的。因此，激光器的平坦结构是不可能的。
实用新型内容
本实用新型所解决的问题
本实用新型所解决的问题是提供高功率密度的允许以具有最小损坏风险的简单方式进行处理和操作的二极管激光器以及一种用于对表面进行均匀照明的装置。
解决问题的方案
所述问题通过一种二极管激光器来解决。
本实用新型优点
根据本实用新型的激光束源可以最小损坏风险来进行处理和操作。激光棒可靠地受到保护而免于受到环境影响，具体为免于受到机械环境影响、污染、白蚁和水分。而且，可以增强激光束源操作期间的安全性，并且可防止激光束源的错误使用。而且，可能的是避免由于扩散冷却水而对激光器造成的损坏。
说明书
根据本实用新型的二极管激光器包括二极管激光器元件的堆叠。所述二极管激光器元件可以是被配置为激光棒的束源。激光棒可以以已知的方式被配置为边缘发射部件，并且包括一个或者优选地多个发射器，所述激光棒可以以在y-方向上在任一种情况下相对于彼此偏移的方式被安排。激光棒在y-方向上可优选地具有在3mm与12mm之间的宽度。激光棒可包括多个发射器，所述多个发射器被安排成在方向y上相对于彼此偏移，并且每个发射器具有光出射面。所述发射器可在主辐射方向z上发射激光辐射。激光棒可优选地具有3与100之间的发射器；具体地，具有5个、7个、19个或49个发射器的激光棒是可商购的。相邻发射器之间的中心距可优选地在0.1mm与1mm 之间。激光棒的厚度在x方向上可优选地在0.05mm与0.2mm之间。激光棒的发射器的谐振器长度在z-方向上可以优选地是在0.5mm与6mm之间。所发射的激光辐射的中心射线的方向可以是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产生层序列作为与量子阱的p-n结。各个发射器可例如被配置为宽条形发射器或脊形波导。还可以存在多个层序列，每个层序列具有至少一个量子阱，即电串联布置的多个p-n结。这样的棒也称为纳米叠堆。多个发射器然后在x-方向上彼此上下堆叠。
激光棒可通过电流来进行泵送。针对电流输入，第一电触点垫和第二电触点垫可以设置在每个激光棒处。
激光棒可以在相对于以上提及的坐标系的多个平行xy-平面中的方向x上相对于彼此偏移的方式被安排。二极管激光器包括多个导电导热体，即其中的至少两个。导热体在x-方向上可具有大于或等于激光棒的谐振器长度的范围。通过示例的方式，导热体在z-方向上可具有大于激光棒的谐振器长度的为0.01mm至1mm的长度。导电导热体可安排在两个对应的激光棒之间。这可确保所提及的这两个对应的激光棒经由导热体而电连接。
作为替代性方案，在任一种情况下，两个导电导热体可安排在两个对应的激光棒之间，所述导热体经由第一金属层的对应层区域而彼此电连接。对应的间隙可设置在这两个导热体之间。
可替代地，两个或更多个激光棒还可以一个堆叠在另一个的正上方，即无需将导热体安排在所述激光棒之间。
激光棒和导热体可形成堆叠。相邻棒之间的距离(即在x-方向上的距离) 可例如有利地被选择为在0.5mm与5mm之间。然而，此距离还可以被选择为更小。在棒一个堆叠在另一个的正上方的情况下，所述距离对应于棒的厚度，并且可例如大约为0.1mm。在所述堆叠中，激光棒可串联电连接。第一和最后一个导热体可安排在堆叠的末端并且被设置成用于所述堆叠的电触点。所述第一导热体可连接至阴极触点。所述阴极触点可被配置为第一金属层的层区域。所述最后一个导热体可连接至阳极触点。所述阳极触点可被配置为第一金属层的进一步的层区域。激光棒的操作电流可以从阳极触点经过堆叠流向阴极触点。导热体的导电性可通过所述导电体由金属材料制成而产生。可替代地，导电性还可以通过导热体设置有导电表面涂层而产生。它们然后可传导操作电流，即使它们由电绝缘基本材料组成。
二极管激光器可包括至少一个多层衬底。所述层还可以被称为层片。因此，也可以使用同义术语多层片衬底。所述多层衬底可以被配置为载体并且对二极管激光器的机械稳定性做出显著贡献。有利地，所述多层衬底可以以平面方式(例如，以板状方式)被配置。所述多层衬底包括第一电绝缘层。所述第一电绝缘层可以被配置为由陶瓷材料组成的板。通过示例的方式，所述板可由Al2O3、AlN、BeO、SiC组成。而且，诸如塑料或金刚石等其他材料将是合适的。高导热性可以是有利的，以便能够使来自堆叠的废热消散。所述电绝缘层的厚度可以有利地为例如在0.2mm与5mm之间；通过示例的方式，可以使用0.25mm、0.38mm、0.5mm、0.63mm、1mm、2mm或5mm的标准厚度。所述载体的机械稳定性可以由足够厚的电绝缘层来提供。然而，也可以使用薄电绝缘层。例如，所述厚度可以在1μm与100μm之间。如果要求载体的机械稳定性，则此稳定性可由不同的层(例如，第二金属层)来提供。
所述多层衬底还包括至少一个第一金属层。所述第一金属层可以有利地为例如具有0.1μm到20μm层厚度(在z-方向上的范围)的薄膜敷金属，其可以被施加到被配置为陶瓷板的电绝缘层上。例如，所述第一金属层可通过溅射来产生。敷金属浆料的烧制也将是可能的。所述第一金属层还可以有利地被配置为具有10μm到500μm的厚度的厚膜敷金属。这种类型的层可例如通过已知的DCB方法(direct copper bonding，直接铜键合)来产生。电镀层构造也适用于制成第一金属层。
所述多层衬底具有安装表面。所述安装表面可处于xy-平面中。所述安装表面可通过堆叠和框架连接至此表面来确定。所述安装表面可以是第一金属层的表面。
第一金属层可以被细分为多个层区域。此细分的目的是避免经由导热体和第一金属层的激光棒的电短路。在这种情况下，短路可被理解为意指被馈送进入的操作电流的至少一部分(例如，超过1％)不流经激光棒，而是以某种其他方式从一个导热体传导到另一个导热体。所述层区域可例如通过首先在电绝缘层上制成连续第一金属层(例如，通过敷金属浆料的溅射或烧制)来产生。第一金属层还可以首先例如通过DCB方法而被产生作为连续厚膜。在此之后，所设置的层区域可以由蚀刻掩模来覆盖并且通过蚀刻工艺彼此间隔开。可替代地，所述层区域还可以通过选择性地移除第一金属层的材料(例如，通过使用激光束或研磨工具进行磨蚀)来产生。移除材料因此可引起中断间的中断(间隙)。此外，所述层区域还可以通过选择性地施加层材料(例如，通过对敷金属浆料进行丝网印刷)来产生。所述层区域还可以通过掩模来产生，其中，所述中断在层制造期间被所述掩模覆盖。所述层区域还可以被电镀加强以便增大层厚度。所述层区域可以是通过其互相之间并不通过第一金属层的材料而互连来限定的。因此，在数学意义上，关于第一金属层的层材料，可因此涉及非连续区域。因此，有利地，相邻的层区域可通过中断彼此间隔开。中断可通过第一金属层的非金属材料存在于第一金属层的平面中的对应位置处来确定。第一金属层的多个中断可存在于安装表面的区域中。通过示例的方式，阴极触点和阳极触点可被形成为层区域。二极管激光器可因此有利地具有至少一个阳极触点和至少一个阴极触点。从外部引入的操作电流可在yx-平面中通过阳极触点和阴极触点而被传导到内部中。所述安装表面(除了中断之外)可以是可位于xy-平面中的平面表面。所述安装表面可以是第一金属层的表面。
二极管激光器包括框架，所述框架通过电绝缘第一接合介质而连接至所述安装表面。电绝缘第一接合介质可以例如是粘合剂，例如丙烯酸盐、聚氨酯或环氧树脂胶。所述粘合剂可以有利地充满电绝缘粒子。
二极管激光器包括对于所述激光辐射而言透明的窗口，所述窗口被安排成与所述发射器的所述光出射面相距一定距离并且通过第二接合介质而连接至所述框架。窗口与光出射面之间的距离可具有辐射在撞击窗口时的功率密度由于激光辐射的发散而减小的效应。功率密度可被理解为意指每区域功率。为此目的，发射器的光出射面与窗口之间的距离aF可有利地被选择为大于0.05 mm。为了使得空容积保持较小，距离aF可有利地被选择为小于0.5mm。有利地，窗口的界面可设置有防反射涂层。窗口可被配置为平面平行板。窗口可被具体化为薄窗口，以便例如维持激光棒的射束质量。然而，所述窗口还可以被配置为厚板。所述板厚度的大小可以为使得相邻激光棒的发散激光辐射在从窗口出来时具有重叠。所述激光辐射可以以此方式进行混合并均匀化。因此可降低射束质量。这可意指辐射不再聚焦或者可仅在受限程度上聚焦。因此可避免对二极管激光器的错误使用。通过示例的方式，用于皮肤病治疗的激光辐射可以由根据本实用新型的二极管激光器来生成。所降低的聚焦性可对避免可能以其他方式由不利聚焦的激光辐射或由于不恰当使用而造成的损坏做出贡献。通过示例的方式，为此，窗口可有利地具有至少为1mm的厚度。
可替代地，窗口还可以被配置为透镜阵列，例如配置为圆柱形透镜阵列。其然后可以例如用于对激光棒的快轴发散进行准直。如果经准直辐射旨在由二极管激光器来产生，则这可能是有利的。
所述二极管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多层衬底的所述第一电绝缘层来界定的内部。所提及的部件的内表面可以被视为边界表面。所述内部具有内部容积VI。所述内部容积在根据本实用新型的二极管激光器中可以大于10mm3。导热体和激光棒设置在所述内部中。所述内部同样包括部件容积VB。所述部件容积应当被理解为意指由固态物质材料所占据的所述内部容积的比例。固态物质材料可以具体为激光棒和导热体。此外，可以添加第一金属层的位于内部中的那一部分(排除中断之外)。所述部件容积因此可以是导热体、激光棒和第一金属层的位于所述内部中的层区域的容积之和。此外，二极管激光器可具有空容积VL。所述内部容积的空容积比例可被视为空容积。所述空容积可充满气体或气体混合物或者作为真空而存在。根据本实用新型，所述部件容积大于所述内部容积的50％。换言之，所述空容积可以小于所述内部容积的一半。这可具有多个优点。可保持二极管激光器的结构尺寸较小。此外，由于较小的空容积，还可能仅存在采用水蒸气形式的极其少量的水分。因此可提高可靠性和寿命。此外，框架和窗口可被设置为可选部件。因此，可能的是可选地在具有窗口和框架的实施例中或者在不具有窗口和框架的第二实施例中提供一种类型的二极管激光器。因此，制作经费相较于所述实施例基于不同类型的二极管激光器的情况而言更低。此外，可以使得这两个实施例的二极管激光器的紧固手段是兼容的。
界定空容积的自由面可以存在于内部中。如果空容积与自由面的表面积之比小于1mm、具体有利地小于0.3mm并且尤其有利地小于0.1mm，则这可能是有利的。则可能位于内部中的水分(水蒸气)可以具有较大的潜在凝结面积。如果水分凝结发生在内部，则以上所提及的比率越小，就可以越有效地减少对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与所述xy-平面平行。窗口的安装则可以特别简单。此外，从窗口反射的激光辐射的一小部分可耦合回到激光棒的光入射面中。因此，可以使激光辐射的光谱稳定。具体地，为此，窗口可被具体化为窄带反射器或布拉格光栅。窗口同样可以有利地以相对于所述xy-平面而围绕所述y-轴倾斜了角度β的方式被安排。特别是在——例如在宽条形发射器的情况中——旨在避免以上所提及的反馈耦合的情况下，这可能是有利的。
内部可有利地是气密密封的。这可被理解为意指除去技术上指定的泄漏率，未能发生气体从内部的到外部的交换。可替代地，还可能有利的是不对内部进行气密密封，而是允许例如经由并入框架中的膜来与环境进行气体交换。因此，可实现压力平衡，并且穿透进入内部的水分可再次朝向外部排放。
二极管激光器可用冷却剂(例如，水)来进行冷却。为此，多层衬底可具有冷却剂的入口和出口。有利地，入口和出口可设置在多层衬底背离框架的那一侧。因此，可能的是确保例如通过连接处的密封环发散出去的冷却水不能作为水蒸气到达激光棒。
框架在z-投影上可含有具有在x-方向上的第一边缘宽度bx的第一边缘、以及具有在y-方向上的第二边缘宽度by的第二边缘。有利地，所述第一边缘宽度bx可以小于所述第二边缘宽度by。在那种情况下，较宽的第二边缘可对增大多层衬底的抗挠刚度做出贡献，而较窄的第一边缘仅最小程度地限制用于紧固二极管激光器的空间。
所述第一边缘可以处于与所述导热体相距第一距离ax处，并且所述第二边缘可以处于与所述导热体相距第二距离ay处。距离ax可有利地小于距离ay。在那种情况下，不管框架的制造产生的内边缘半径如何，框架都可以装配为使得用于紧固二极管激光器的空间仅在最小程度地受到限制。
可以设置多层衬底中在方向x上与框架并排的至少一个第一切口以及在方向-x上与框架并排的至少一个第二切口。第一和第二切口可被设置用于通过旋拧与二极管激光器附接和/或用于使得与二极管激光器进行电接触。通过示例的方式，二极管激光器可旋拧到底板上，其中，可能的是通过螺钉头下方的触靴来馈送操作电流。有利地，可设置多个第一和第二切口，例如，在每种情况下设置其中的两个。二极管激光器则可使用多个螺钉(例如，其中的四个)来紧固。
框架可有利地由塑料、玻璃或陶瓷材料制成。然后可避免阳极与阴极之间的短路。所述框架可以同样有利地由Ti、Al、Mg、Zn或Si制成。
所述方法可例如通过常规加工方法(例如，铣削)来制成。由于制造指定，框架可包含具有内边缘半径的内边缘倒圆。有利地，可能的是通过一次成型 (例如，注入成型)或者通过3D打印来制造框架。一次成型或3D打印方法可以具有内边缘半径可被选择为比在加工方法的情况下可能的半径更小的优势。不管内边缘半径如何，为了使能紧凑设计，第一和最后一个导热体可在与框架的内边缘倒角相对的边缘处设置倒圆或倒角。
框架可有利地具有表面氧化物或氮化物层。因此，特别是在导电框架材料的情况下，可引起电绝缘。在Al的情况下，可以设置阳极化层。
根据本实用新型的二极管激光器可有利地与光漏斗(光管、光学波导、聚光器)一起使用，所述光漏斗在光束路径中布置在所述二极管激光器的下游以用于对表面进行均匀照明。例如在CN 102324698 A中描述了一种光漏斗。所述光漏斗具有光入射侧和光出射侧。所述光漏斗可以是具有从光入射侧到光出射侧逐渐变窄、变宽或保持恒定的横截面的光学波导。所述横截面可相对于其在x-方向和/或y-方向上的范围沿着z-方向而逐渐变窄。所述横截面还可相对于其在x-方向和/或y-方向上的范围沿着z-方向而逐渐变宽。所述横截面还可以被配置为相对于其在x-方向和/或y-方向上的范围沿着z-方向而保持恒定。所述横截面可有利地为矩形。所述横截面可被理解为意指其平面垂直于方向z的截面。所述光漏斗可具有反射侧表面。所述反射侧表面可反射激光束。在反射期间，如果所述横截面相对于其在x-方向和y-方向上的范围沿着z-方向而逐渐变窄，则激光束的光束方向的z-成分可减小。因此，激光辐射的发散在光出射侧可比在光入射侧大。所述反射侧表面可有利地是平面表面。通过示例的方式，可以存在四个反射表面。所述光漏斗可以是中空的。这意指在光反射表面之间不存在材料。中空空间可被配置成截棱锥形状。然而，所述中空空间还可以被配置为平行六面体。例如，所述反射表面可以是经抛光的铜表面。然而，其还可以是具有反射金属或电介质涂层的塑料或玻璃表面。可替代地，所述光漏斗可被配置为玻璃体。其侧表面可具有反射涂层和/或可以被提供用于全内反射。在此情况下，所述侧表面可以是所述玻璃体的外表面。所述玻璃体可被配置为具有矩形基表面的截棱锥。
以上部分中所描述的应用可有利地并入医疗设备的手持件中。因此可利用较强的光强来对表面(例如，皮肤部分)进行均匀照明。例如，这种类型的设备可以适用于脱毛。
根据本实用新型的二极管激光器在进一步有利实施例中可包括第一激光器安排以及至少一个进一步激光器安排。其可包括例如第一以及刚好一个进一步(即第二)激光器安排。然而，其还可以包括甚至更多的进一步激光器安排，例如，第三和第四激光器安排。第二以及每个进一步激光器安排可以与第一激光器安排相同的方式被构造。所述第一激光器安排包括多个激光棒，所述多个激光棒以在平行的yz-平面中在方向x上相对于彼此偏移的方式被安排，其中，每个激光棒包括以在方向y上相对于彼此偏移的方式被安排并且每一个都具有光出射面的多个发射器，所述多个发射器在主辐射方向z上发射激光辐射。所述第一激光器安排附加地包括多个导热体。所述进一步激光器安排中的每一个(具体为第二激光器安排)可包括多个激光棒，所述多个激光棒以在平行的yz-平面中在方向x上相对于彼此偏移的方式被安排，其中，每个激光棒包括以在方向y上相对于彼此偏移的方式被安排并且每一个都具有光出射面的多个发射器，所述多个发射器在主辐射方向z上发射激光辐射。所存在的所有激光器安排的所有光出射面可被安排在一个平面中。所述进一步激光器安排中的每一个(具体为第二激光器安排)可包括多个导热体。所述二极管激光器包括多层衬底，所述多层衬底包括至少一个第一电绝缘层和至少一个第一金属层，其中，所述多层衬底在xy-平面中具有安装表面。所述二极管激光器附加地包括：框架，所述框架通过电绝缘第一接合介质而连接至所述安装表面；以及窗口，对于激光辐射而言是透明的，所述窗口被安排成与所述发射器的所述光出射面相距一定距离并且通过第二接合介质而连接至所述框架。在此情况下，所述至少一个进一步激光器安排可以在方向x和/ 或方向y上偏移的方式而与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与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为具体意指平行或反向平行安排。平行安排可被理解为意指第一和第二激光器安排分别具有第一和第二操作电流方向，并且第一和第二操作电流方向是平行的(例如在x-方向上)。反向平行安排可被理解为意指第二操作电流方向(例如，在–x-方向上)被安排成与第一操作电流方向(例如，在x-方向上)反向平行。还可能的是，分别以在方向x和/或方向y上偏移的方式将第一激光器安排和进一步激光器安排彼此并排地安排。所述二极管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多层衬底的所述第一电绝缘层来界定的内部。所述第一和进一步激光器安排的导热体(6，43)和激光棒(2，42)可被安排在内部中。所述内部具有内部容积VI以及附加地部件容积VB。所述部件容积可以是由固态物质材料所占据的所述内部容积的比例。所述部件容积可以是导热体、激光棒和第一金属层的位于所述内部中的层区域的容积之和。所述容积可被认为是包括位于内部中的第一和所有现有进一步激光器安排的部件的容积。所述部件容积大于所述内部容积的50％。
附图说明
这些附图示出如下：
图1示出了第一示例性实施例。
图2在截面图示AA中示出了第一示例性实施例。
图3示出了第一示例性实施例的多层衬底。
图4示出了第二示例性实施例。
图5示出了第三示例性实施例。
图6示出了第四示例性实施例。
图7在第一示例性实施例的基础上展示了内部。
图8示出了对二极管激光器的首次使用。
图9在xy-视图中示出了对二极管激光器的首次使用。
图10示出了第五示例性实施例。
图11示出了第五示例性实施例的多层衬底。
附图标记：
1 二极管激光器
2 激光棒
a. 第一激光棒
b. 第二激光棒
c. 最后一个激光棒
3 光出射面
4 主辐射方向
5 激光辐射
6 导热体
a. 第一导热体
b. 第二导热体
c. 第三导热体
d. 最后一个导热体
7 倒圆或倒角
8 多层衬底
9 第一电绝缘层
10 第二电绝缘层
11 第一金属层
12 中断
13 第二金属层
14 冷却器结构
15 安装表面
16 框架
17 第一边缘
18 第二边缘倒圆
19 内边缘倒圆
20 第一接合介质
21 窗口
22 第二接合介质
23 内部
24 冷却剂入口
25 冷却剂出口
26 阳极触点
27 阴极触点
28 第一切口
29 第二切口
30 第一螺钉
31 第二螺钉
32 密封件
33 底板
34 光漏斗
35 反射表面
36 光入射侧
37 光出射侧
38 第三切口
39 第一堆叠
40 第二堆叠
41 电连接
42 第二堆叠的激光棒
a. 第二堆叠的第一激光棒
b. 第二堆叠的第二激光棒
c. 第二堆叠的最后一个激光棒
43 第二堆叠的导热体
a. 第二堆叠的第一导热体
b. 第二堆叠的第二导热体
c. 第二堆叠的第三导热体
d. 第二堆叠的最后一个导热体
44 第一操作电流方向
45 第二操作电流方向
具体实施方式
图1示出了第一示例性实施例。在图中展示了根据本实用新型的二极管激光器1，所述二极管激光器被旋拧到底板33上。二极管激光器1包括多个激光棒2，所述多个激光棒以在平行的yz-平面中在方向x上相对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。每个激光棒2包括多个发射器，所述多个发射器以在方向y上相对于彼此偏移的方式被安排并且每个发射器具有光出射面3，所述多个发射器在主辐射方向z4上发射激光辐射5。
二极管激光器1包括多个导热体6。展示了第一导热体6a、第二导热体 6b、第三导热体6c。所述导热体和所述激光棒在方向x上堆叠。第一导热体 6a和最后一个导热体6d形成堆叠的末端。在此示例性实施例中，每个激光棒连接至两个导热体，并且每个导热体连接至一个棒。第一导热体6a连接至阴极触点27。最后一个导热体6d连接至阳极触点26。
二极管激光器1包括多层衬底8。所述多层衬底包括第一电绝缘层9、第二电绝缘层10、第一金属层11、第二金属层13、以及位于所述第一电绝缘层与所述第二电绝缘层之间的冷却器结构14。所述冷却器结构被提供用于冷却剂(例如，水)的通流。所述冷却器结构包括多个层。这种类型的冷却器是例如从DE 10229712 A1中已知的。所述多层衬底具有冷却剂入口24和冷却剂出口25。被配置为O-环的密封件32设置在冷却剂入口处和冷却剂出口处。截面图示附加地展示了第一切口28和第二切口29、以及还有第一螺钉30和第二螺钉31。所述螺钉用于将二极管激光器紧固在底板上。还可能的是存在多个第一和第二切口以及多个第一和第二螺钉。此外，所述螺钉带来用于密封件的所需的压紧力。
第一金属层被细分为通过中断12彼此间隔开的多个层区域。阴极触点27 和阳极触点26被配置为层区域。
多层衬底8具有在xy-平面中的安装表面15。二极管激光器1包括框架 16，所述框架通过电绝缘第一接合介质20而连接至所述安装表面。
二极管激光器1包括对于所述激光辐射而言是透明的窗口21，所述窗口被安排成与所述发射器的所述光出射面3相距一定距离并且通过第二接合介质22而连接至所述框架。所述窗口与所述光出射面之间的距离由来aF表示。光在窗口中的部分由通过示例展示的激光束5的弯曲来展示。
所述二极管激光器具有由所述框架16、所述窗口21和所述多层衬底的所述第一电绝缘层9来界定的内部23。导热体6和激光棒2设置在所述内部中。所述内部具有内部容积VI。所述内部附加地具有部件容积VB。所述部件容积是由固态物质材料所占据的所述内部容积的比例。所述部件容积包括位于框架的中空空间的z-投影内的激光棒、导热体和第一金属层的层区域的容积。所述内部同样具有空容积，所述空容积可填充有气体(例如，干空气)、氮气或氩气。所述部件容积大于所述内部容积的50％。所述空容积小于所述内部容积的50％。
附加地指示了截面AA的位置。
图2在截面图示AA中示出了第一示例性实施例。每个激光棒2包括多个发射器，所述多个发射器以在方向y上相对于彼此偏移的方式被安排并且每个发射器具有光出射面3。此外，可看出此处提供了用于通过旋拧来附接二极管激光器的两个第一螺钉30和两个第二螺钉31。
框架在z-投影上含有具有在x-方向上的第一边缘宽度bx的第一边缘17、以及具有在y-方向上的第二边缘宽度by的第二边缘18。所述第一边缘宽度bx小于所述第二边缘宽度by。因此，所述螺钉可被安排成更靠近所述第一和最后一个导热体。此外，以较宽方式被配置的第二边缘对二极管激光器进行抗弯曲杀菌。
第一边缘17处于与导热体相距第一距离ax处。第二边缘18处于与导热体相距第二距离ay处。所述第一距离ax小于所述第二距离ay。
图3示出了第一示例性实施例的多层衬底。所述多层衬底中存在两个第一切口28和两个第二切口29。第一金属层的层区域通过中断12彼此电隔离。
图4示出了第二示例性实施例。二极管激光器1包括多个导热体6。所述导热体和所述激光棒在方向x上堆叠。第一导热体6a和最后一个导热体6d 形成堆叠的末端。在此示例性实施例中，每个激光棒连接至两个导热体，并且除第一和最后一个导热体之外的每个导热体连接至两个激光棒。光出射面被安排在xy-平面中。窗口21以相对于所述xy-平面而围绕所述y轴倾斜了角度β的方式被安排。
图5示出了第三示例性实施例。二极管激光器1包括两个导热体6和多个激光棒2。所述导热体和所述激光棒在方向x上堆叠。第一导热体6a和最后一个导热体6d形成堆叠的末端。在此示例性实施例中，激光棒在导热体并未位于两个激光棒之间的情况下进行堆叠。所述堆叠以第一和最后一个导热体终止。各个棒的激光辐射5在此显著叠加。
图6示出了第四示例性实施例。框架16具有内边缘倒圆19。为了节省结构空间，倒角或倒圆7设置在第一和最后一个导热体上。
图7在第一示例性实施例的基础上展示了内部。内部23被理解为意指由框架、窗口和第一电绝缘层形成的中空空间。应当伴随地添加第一金属层位于框架下方的那一部分。因此，伴随地将位于中断12中的空容积考虑在内。
图8示出了对二极管激光器的首次使用。图9在xy-视图中示出了对二极管激光器的首次使用。光漏斗34在光束路径中布置在二极管激光器1的下游。所述光漏斗具有四个平面反射表面35。所述光漏斗具有光入射侧36和光出射侧37。在所述光出射侧发出的光是均匀的并且可用于对表面进行均匀照明。
图10示出了第五示例性实施例。二极管激光器1包括第一激光器安排39 和至少一个进一步激光器安排40。激光器安排中的每一个还可以被称为堆叠。第二激光器安排以与第一激光器安排相同的方式被构造。第一激光器安排包括多个激光棒2，所述多个激光棒被安排成在平行的yz-平面中在方向x上相对于彼此偏移，其中，每个激光棒包括被安排成在方向y上相对于彼此偏移并且每一个都具有光出射面3的多个发射器，所述多个发射器在主辐射方向z 4上发射激光辐射5。所述第一激光器安排附加地包括多个导热体6。所述进一步激光器安排中的每一个(具体为第二激光器安排)可包括多个激光棒42，所述多个激光棒被安排成在yz-平面中的方向x上相对于彼此偏移，其中，每个激光棒包括被安排成在方向y上相对于彼此偏移并且每一个都具有光出射面3的多个发射器，所述多个发射器在主辐射方向z4上发射激光辐射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个平面中。所述进一步激光器安排中的每一个(具体为第二激光器安排)可包括多个导热体43。所述二极管激光器包括多层衬底8，所述多层衬底包括至少一个第一电绝缘层9 和至少一个第一金属层11，其中，所述多层衬底在xy-平面中具有安装表面 15。所述二极管激光器附加地包括：框架16，所述框架通过电绝缘第一接合介质20而连接至所述安装表面；以及窗口21，对于激光辐射而言是透明的，所述窗口被安排成与所述发射器的所述光出射面相距一定距离并且通过第二接合介质22而连接至所述框架。在此情况下，第二激光器安排40以在方向y上偏移的方式与第一激光器安排39并排地安排。第二激光器安排40被安排成与第一激光器安排39反向平行。这意指第二操作电流方向45(例如，此处为在-x-方向上)被安排成与第一操作电流方向44(例如，此处为在+x-方向上) 反向平行。所述二极管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多层衬底的所述第一电绝缘层来界定的内部23。所述第一和进一步激光器安排的导热体 6、43以及激光棒2、42都被安排在内部中。所述内部具有内部容积VI以及附加地部件容积VB。所述部件容积可以是由固态物质材料所占据的所述内部容积的比例。所述部件容积是导热体6、43、激光棒2、42、和第一金属层的位于所述内部中的层区域的容积之和。所述部件容积大于所述内部容积的 50％。第一激光器安排39的激光棒2(遵循第一电流方向44的顺序)可被编号为第一激光棒2a、第二激光棒2b直至最后一个激光棒2c。第二激光器安排 40的激光棒42(遵循第二电流方向45的顺序)可被编号为第一激光棒42a、第二激光棒42b直至最后一个激光棒42c。以相同的方式，第一激光器安排 39的导热体6(遵循第一电流方向44的顺序)可被编号为第一导热体6a、第二导热体6b直至最后一个导热体6d。第二激光器安排40的导热体43(遵循第二电流方向45的顺序)可被编号为第一导热体43a、第二导热体43b直至最后一个导热体43d。
图11示出了第五示例性实施例的多层衬底。由于激光器安排的反向平行安排，阳极触点26和阴极触点27被安排在所述衬底的一侧。第一激光器安排与第二激光器安排的电连接41设置在相对侧。第三切口38在此仅用于紧固二极管激光器，而第一切口28和第二切口29分别可附加地用于进行电接触。
作为预防，应当指出的是，附图未按比例绘制。

Claims (16)

1.一种具有壳体的二极管激光器(1)，包括：
a)多个激光棒(2)，所述多个激光棒被安排成在平行的yz平面中在方向x上相对于彼此偏移，其中，每个激光棒包括被安排成在方向y上相对于彼此偏移并且每一个都具有光出射面(3)的多个发射器，所述多个发射器在主辐射方向z(4)上发射激光辐射(5)，
b)多个导热体(6)，
c)多层衬底(8)，所述多层衬底包括至少一个第一电绝缘层(9)和至少一个第一金属层(11)，其中，所述多层衬底在xy平面中具有安装表面(15)，
d)框架(16)，所述框架通过电绝缘第一接合介质(20)而连接至所述安装表面，
e)窗口(21)，对于所述激光辐射而言是透明的，所述窗口被安排成与所述发射器的所述光出射面相距一定距离并且通过第二接合介质(22)而连接至所述框架，
其中，所述二极管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多层衬底的所述第一电绝缘层来界定的内部(23)，并且
所述导热体和所述激光棒被安排在所述内部中，并且所述内部具有内部容积VI并且所述内部附加地具有部件容积VB，其中，所述部件容积VB是由固态物质材料所占据的所述内部容积VI的比例，并且
所述部件容积VB大于所述内部容积VI的50％。
2.一种具有壳体的二极管激光器(1)，包括
a.第一激光器安排(39)，包括：
i.多个激光棒(2)，所述多个激光棒被安排成在平行的yz平面中在方向x上相对于彼此偏移，其中，每个激光棒包括被安排成在方向y上相对于彼此偏移并且每一个都具有光出射面(3)的多个发射器，所述多个发射器在主辐射方向z(4)上发射激光辐射(5)，
ii.多个导热体(6)，
b.至少一个进一步激光器安排(40)，包括：
i.多个激光棒(42)，所述多个激光棒被安排成在平行的yz平面中在方向x上相对于彼此偏移，其中，每个激光棒包括被安排成在方向y上相对于彼此偏移并且每一个都具有光出射面(3)的多个发射器，所述多个发射器在所述主辐射方向z(4)上发射激光辐射(5)，
ii.多个导热体(43)，
c)多层衬底(8)，所述多层衬底包括至少一个第一电绝缘层(9)和至少一个第一金属层(11)，其中，所述多层衬底在xy平面中具有安装表面(15)，
d)框架(16)，所述框架通过电绝缘第一接合介质(20)而连接至所述安装表面，
e)窗口(21)，对于所述激光辐射而言是透明的，所述窗口被安排成与所述发射器的所述光出射面相距一定距离并且通过第二接合介质(22)而连接至所述框架，
其中，所述至少一个进一步激光器安排(40)以在方向x和/或方向y上偏移的方式与所述第一激光器安排(39)并排地被安排，或者所述第一激光器安排(39)和所述进一步激光器安排(40)以在方向x和/或方向y中的任一种情况下偏移的方式而彼此并排地被安排，并且
所述二极管激光器具有由所述框架、所述窗口和所述多层衬底的所述第一电绝缘层来界定的内部(23)，
所述导热体(6，43)和所述激光棒(2，42)被安排在所述内部中，并且所述内部具有内部容积VI并且所述内部附加地具有部件容积VB，其中，所述部件容积VB是由固态物质材料所占据的所述内部容积VI的比例，并且
所述部件容积VB大于所述内部容积VI的50％。
3.如权利要求2所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述进一步激光器安排(40)被安排成与所述第一激光器安排(39)反向平行。
4.如前述权利要求中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述光出射面被安排在xy-平面中，并且所述窗口被安排成与所述xy平面平行或者所述窗口以相对于所述xy-平面而围绕所述y-轴倾斜了角度β的方式被安排。
5.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述发射器的所述光出射面与所述窗口之间的距离aF大于0.05mm和/或小于0.5mm。
6.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述内部是气密密封的。
7.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述多层衬底具有冷却剂的入口(24)和出口(25)。
8.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述框架在z-投影上含有在所述方向x上具有第一边缘宽度bx的第一边缘(17)、以及在所述方向y上具有第二边缘宽度by的第二边缘(18)，并且所述第一边缘宽度bx小于所述第二边缘宽度by。
9.如权利要求8所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述第一边缘处于与所述导热体相距第一距离ax处并且所述第二边缘处于与所述导热体相距第二距离ay处，并且所述距离ax小于所述距离ay。
10.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述窗口具有至少为1mm的厚度。
11.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述第一金属层具有至少一个阳极触点(26)和至少一个阴极触点(27)，并且从外部馈送的操作电流在yx平面中被传导到所述内部中。
12.如权利要求中1-3任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，设置了所述多层衬底中在所述方向x上与所述框架并排的至少一个第一切口(28)以及在方向-x上与所述框架并排的至少一个第二切口(29)，其中，所述第一和第二切口被提供用于通过旋拧来附接所述二极管激光器和/或用于与所述二极管激光器电接触。
13.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述框架是由塑料、陶瓷材料或玻璃制成的。
14.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述框架由Ti、Al、Mg、Zn或Si制成。
15.如权利要求1-3中任一项所述的具有壳体的二极管激光器，其中，所述框架具有表面氧化物或氮化物层。
16.一种用于对表面进行均匀照明的装置，所述装置包括如权利要求1至15中任一项所述的具有壳体的二极管激光器以及在光束路径中布置在所述二极管激光器下游的光漏斗。
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