DE102008055128A1 - Faserträger für eine Lichtleitfaser und Laseranordnung mit einem derartigen Faserträger - Google Patents

Faserträger für eine Lichtleitfaser und Laseranordnung mit einem derartigen Faserträger Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Faserträger (100) zur Aufnahme und/oder Fixierung mindestens eines ersten Abschnitts, insbesondere eines Endabschnitts (110a), mindestens einer Lichtleitfaser (110), derart, dass der erste Abschnitt der Lichtleitfaser (110) im Wesentlichen in einer durch eine Oberfläche (101) des Faserträgers (100) definierten Ebene (E) liegt. Erfindungsgemäß weist diese Oberfläche (101) des Faserträgers (100) mindestens eine Ausnehmung (102) auf, um eine Montage des Faserträgers (100) direkt im Bereich einer Laserlichtquelle zu vereinfachen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Faserträger zur Aufnahme und/oder Fixierung mindestens eines ersten Abschnitts, insbesondere eines Endabschnitts, mindestens einer Lichtleitfaser derart, dass der erste Abschnitt der Lichtleitfaser im wesentlichen in einer durch eine Oberfläche des Faserträgers definierten Ebene liegt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Laseranordnung mit mindestens einer Substratanordnung zur Aufnahme eines Halbleiterlasers und mit einem derartigen Faserträger.
  • 3a zeigt eine Seitenansicht eines bekannten Faserträgers 100' in einem teilweisen Querschnitt. Wie aus 3a ersichtlich ist, ist eine Lichtleitfaser 110 so zwischen einem Oberteil 100a und einem Unterteil 100b des Faserträgers 100' eingebettet, dass eine nicht näher bezeichnete Stirnfläche ihres Endabschnitts 110a in einer durch eine Oberfläche 101 des Faserträgers 100' definierten Ebene liegt. Dies ermöglicht u. a. ein einfaches Polieren der Stirnfläche der Lichtleitfaser 110.
  • 3b zeigt eine Draufsicht auf den herkömmlichen Faserträger 100' ohne das Oberteil 100a, aus der ersichtlich ist, dass eine Mehrzahl von Lichtleitern 110 nebeneinander in dem Faserträger 100' angeordnet sind.
  • Nachteilig an dem bekannten Faserträger 100' ist das Erfordernis, dass eine zur Einkopplung von Laserlicht in die Lichtleitfaser 110 vorgesehene Substratanordnung 410, 420 (3a) mit einem darauf angeordneten Halbleiterlaser 300 sehr aufwändig gefertigt werden muss. Die Substratanordnung 410, 420 weist einen Wärmespreizer 410 auf, auf dem der Halbleiterlaser 300 angeordnet ist. Um eine effiziente Einkopplung des von dem Halbleiterlaser 300 erzeugten Laserlichts in die Lichtleitfaser 110 zu ermöglichen, darf der Abstand zwischen der Stirnfläche 101 des Faserträgers 100' und einer der Stirnfläche 101 des Faserträgers 100 gegenüberliegenden Stirnfläche 411 des Wärmespreizers 410 einen vorgebbaren Maximalabstand nicht überschreiten. Dies hat zur Folge, dass der Faserträger 100' bei der Fertigung der bekannten Laseranordnung mit großer Präzision an die Stirnfläche 411 des Wärmespreizers 410 angenähert werden muss, und dass der Wärmespreizer 410 eine Stirnfläche 411 mit besonders hoher Oberflächengüte, insbesondere sehr guter Ebenheit und geringer Rauheit, aufweisen muss. Es ist daher bei den bekanten Systemen erforderlich, die Stirnfläche 411 des Wärmespreizers 410 in einem separaten Fertigungsschritt z. B. mit einem Diamantfräser zu überfräsen, um die gewünschte Oberflächengüte herzustellen. Erst dann ist es möglich, den Faserträger 100' hinreichend nahe und genau gegenüber dem Wärmespreizer 410 und dem darauf angeordneten Halbleiterlaserbarren 300 anzuordnen, ohne dass das Unterteil 100b des Faserträgers 100' mit dem Wärmespreizer 410 in Kontakt kommt.
  • Die besondere Bearbeitung der Stirnfläche 411 des Wärmespreizers 410 kann i. d. R. nicht auf einfache Weise im Rahmen eines Batchprozesses durchgeführt werden, bei dem eine Vielzahl von Wärmespreizern 410 gleichzeitig verarbeitet wird, und bedingt daher verhältnismäßig hohe Fertigungskosten.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Faserträger und eine Laseranordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der Faserträger flexibler einsetzbar ist und insbesondere auch mit Wärmespreizern bzw. allgemein Substraten verwendet werden kann, deren Stirnfläche eine verminderte Oberflächengüte im Vergleich zu den bekannten Anordnungen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird bei dem Faserträger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine Ausnehmung in der Oberfläche des Faserträgers vorgesehen ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausnehmung in der Oberfläche des Faserträgers ergeben sich vorteilhaft Freiheitsgrade bei der Anordnung des Faserträgers relativ zu einer mit diesem zusammenwirkenden Komponente, beispielsweise einer Substratanordnung, auf der eine Laserlichtquelle zur Einkopplung von Laserlicht in die von dem Faserträger gehaltenen Lichtleitfasern vorgesehen ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass sich die Ausnehmung über die gesamte Breite des Faserträgers erstreckt, wodurch eine besonders hohe mechanische Kompatibilität mit bekannten Substratanordnungen gegeben ist. Eine derartige Ausnehmung ist mit einem ein Oberteil und ein Unterteil aufweisenden Faserträger beispielsweise dadurch realisierbar, dass das Unterteil bei der Montage um einen vorgebbaren Abstand weg von den Stirnflächen der zu fixierenden Lichtleitfasern angeordnet wird, so dass keine gesonderte Bearbeitung des Faserträgers erforderlich ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorsehung der Ausnehmung in der Oberfläche des Faserträgers ermöglicht es, auf die Oberflächengüte von bekannten Wärmespreizern bzw. Substraten verbessernde Maßnahmen, wie ein zusätzliches Überfräsen mit einem Diamantfräser oder dergleichen, zu verzichten, so dass sich die Fertigungskosten entsprechender Anordnungen reduzieren.
  • Um die Stabilität des Faserträgers und insbesondere die Fixierung der Lichtleitfasern in dem Faserträger sicherzustellen, sieht eine weitere vorteilhafte Erfindungsvariante vor, dass die Ausnehmung senkrecht zu der sie aufweisenden Oberfläche maximal eine Tiefe aufweist, die kleiner oder gleich einem vierfachen Durchmesser der Lichtleitfaser ist. Untersuchungen der Anmelderin zufolge ist bei einer derartigen Dimensionierung der erfindungsgemäßen Ausnehmung noch eine hinreichend große Stabilität des Faserträgers gegeben, so dass eine Stirnfläche des Endabschnitts der Lichtleitfasern beziehungsweise die Stirnfläche des gesamten Faserträgers unter Anwendung herkömmlicher Bearbeitungsverfahren geschliffen bzw. poliert werden kann, ohne dass die Fixierung der Lichtleitfasern in dem erfindungsgemäßen Faserträger hierdurch beeinträchtigt wird.
  • Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ausnehmung weisen einen im wesentlichen rechteckförmigen oder dreieckförmigen Quer schnitt auf. Elliptische oder in sonstiger Weise abgerundete Querschnittsformen sind ebenfalls denkbar.
  • Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faserträgers ist die Ausnehmung so ausgebildet, dass sie die Lichtleitfaser im wesentlichen radial umgibt, so dass der erste Abschnitt der Lichtleitfaser aus der durch die Oberfläche des Faserträgers definierten Ebene hervorragt. Diese Konfiguration ermöglicht vorteilhaft eine Montage des erfindungsgemäßen Faserträgers bei Substratanordnungen, die eine radial im wesentlichen allseitige Kontaktierung eines Halbleiterlaserbarrens vorsehen, beispielsweise zum Zwecke einer besseren Kühlung.
  • Der erfindungsgemäße Faserträger kann mindestens eine Lichtleitfaser, vorzugsweise jedoch auch mehrere Lichtleitfasern, aufweisen. Wenn die Lichtleitfasern, wie vorstehend beschrieben, mit ihrem Endabschnitt beziehungsweise mit einer Stirnfläche ihres Endabschnitts bündig oder parallel zu der Oberfläche des Faserträgers in diesem fixiert sind, ist eine besonders effiziente Einkopplung beziehungsweise Auskopplung von Laserstrahlung möglich.
  • Es ist darüberhinaus jedoch auch denkbar, dass eine oder mehrere Lichtleitfasern in dem erfindungsgemäßen Faserträger derart aufgenommen und/oder fixiert sind, dass nicht ihre Endabschnitte, sondern mindestens ein mittlerer Abschnitt einer Lichtleitfaser in einer durch eine Oberfläche des Faserträgers definierten Ebene liegt. In diesem Fall kann beispielsweise durch entsprechende Gegenüberanordnung zweier gleichartiger Faserträger eine optische Koppleranordnung realisiert werden, die beispielsweise das Einspeisen eines zusätzlichen optischen Signals in eine Lichtleitfaser ermöglicht.
  • Eine besonders reflexionsarme Einkopplung von Strahlung in die durch den erfindungsgemäßen Faserträger gehaltenen Lichtleitfasern ergibt sich bei einer weiteren sehr vorteilhaften Erfindungsvariante dadurch, dass ein im wesentlichen in einer durch die Oberfläche des Faserträgers definierten Ebene liegender oder aus dieser Ebene hervorragender erster Abschnitt der Lichtleitfaser mit einer optischen Anpassungsschicht versehen ist, die dazu geeignet ist, eine Brechzahlanpassung zwischen dem Material der Lichtleitfaser und einem den ersten Abschnitt umgebenden Medium zu realisieren.
  • Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Laseranordnung gemäß Patentanspruch 9 angegeben. Die erfindungsgemäße Laseranordnung weist mindestens eine Substratanordnung zur Aufnahme eines Halbleiterlasers auf und einen erfindungsgemäßen Faserträger.
  • Eine besonders effiziente Fertigung der erfindungsgemäßen Laseranordnung ergibt sich einer weiteren Erfindungsvariante zufolge dann, wenn die Ausnehmung des Faserträgers so angeordnet und ausgebildet ist, dass eine hieraus resultierende Stirnflächenkontur der die Ausnehmung aufweisenden Oberfläche des Faserträgers zumindest teilweise im wesentlichen komplementär ist zu einer Stirnflächenkontur einer der Oberfläche des Faserträgers gegenüberliegenden Oberfläche der Substratanordnung. D. h. die erfindungsgemäßen Ausnehmungen des Faserträgers sind vorteilhaft so angeordnet, dass sie sich bei einer Montage des Faserträgers im Bereich des Halbleiterlasers bzw. der Substratanordnung gegenüber ggf. hervorragenden Bereichen oder solchen Oberflächenabschnitten der Substratanordnung befinden, die keine besonders geringe Rauheit aufweisen. Die erfindungsgemäßen Ausnehmungen erlauben gleichsam einen Toleranzausgleich im Bereich der Stirnfläche des Substrats.
  • Durch diese besondere erfindungsgemäße Konfiguration kann die Stirnfläche der Lichtleitfasern sehr dicht gegenüber der Substratanordnung und dem darauf befindlichen Halbleiterlaser positioniert werden, so dass eine effiziente Einkopplung von Laserstrahlung in die von dem Faserträger gehaltenen Lichtleitfasern möglich ist. Insbesondere ist hierfür keine besonders hohe Oberflächengüte für die Oberfläche der Substratanordnung erforderlich, da die Stirnflächenkontur des erfindungsgemäßen Faserträgers insbesondere aufgrund der Ausnehmungen vorteilhaft an die gegebenenfalls eine geringere Oberflächengüte aufweisende Oberfläche der Substratanordnung „angepasst” ist.
  • In Erweiterung des Erfindungsgedankens kann auch ein Oberflächenprofil, d. h. die gesamte Fläche, des erfindungsgemäßen Faserträgers durch ein oder mehrere Ausnehmungen so gestaltet werden, dass es gleichsam komplementär ist zu einer Stirnfläche des den Halbleiterlaser tragenden Substrats, so dass die Ausnehmungen in dem Faserträger ggf. aus einer Stirnflächenebene der Substrat anordnung hervorragende Abschnitte aufnehmen, ohne dass diese in Kontakt mit dem Faserträger kommen.
  • Bei einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laseranordnung ist vorgesehen, dass die Substratanordnung mindestens ein vorzugsweise als Mehrschichtsubstrat ausgebildetes Substrat aufweist, wobei vorzugsweise ein direct copper bonded, DCB, -Substrat verwendet wird.
  • Die erfindungsgemäße Ausnehmung in der Oberfläche des Faserträgers ermöglicht vorteilhaft eine Kombination des Faserträgers mit DCB-Substrate aufweisenden Substratanordnungen derart, dass die DCB-Substrate in dem Bereich ihrer Stirnflächen, insbesondere der dem Faserträger gegenüberliegenden Stirnflächen, nicht abgeschliffen beziehungsweise poliert werden müssen, weil die erfindungsgemäße Ausnehmung in dem Faserträger gegebenenfalls aus der Stirnfläche der DCB-Substrate hervorstehende Komponenten aufnehmen kann.
  • Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laseranordnung ist vorgesehen, dass ein Immersionsmedium, insbesondere ein Immersionsgel, zwischen dem Faserträger und der Substratanordnung, insbesondere dem Halbleiterlaser, vorgesehen ist, um auch bei größeren Abständen zwischen der Stirnfläche des Faserträgers und der Stirnfläche der Substratanordnung beziehungsweise dem hierauf angeordneten Halbleiterlaserbarren eine effiziente Einkopplung von Laserstrahlung in die Lichtleitfasern zu ermöglichen.
  • Gleichzeitig ergibt sich durch das die optischen Flächen des Faserträgers und des Halbleiterlasers umgebende Immersionsmedium ein Schutz vor Umwelteinflüssen wie beispielsweise Partikeln und Dämpfen. Dadurch kann besonders vorteilhaft auf ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse für die erfindungsgemäße Laseranordnung verzichtet werden, was die Fertigungskosten weiter reduziert.
  • Da das erfindungsgemäß vorgeschlagene Immersionsmedium neben der Verringerung des Divergenzwinkels der Laserstrahlung zwischen dem Halbleiterlaser und dem Faserträger an optischen Grenzflächen auftretende Reflexionen vermindert, kann vorteilhaft auf einfachere Antireflexbeschichtungen im Bereich der Faseroberfläche zurückgegriffen werden. Besonders bevorzugt wird Silicongel als Immersionsmedium verwendet, das zwischen die betreffenden Komponenten eingebracht und in an sich bekannter Weise ausgehärtet werden kann.
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen und dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung.
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine Draufsicht auf eine Stirnfläche einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faserträgers,
  • 2a bis 2d Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Faserträgers in teilweisem Querschnitt,
  • 3a eine Seitenansicht eines herkömmlichen Faserträgers in einem teilweisen Querschnitt,
  • 3b eine Draufsicht auf den herkömmlichen Faserträger gemäß 3a ohne Oberteil,
  • 4 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laseranordnung mit einem Faserträger gemäß 2a,
  • 5a bis 5c jeweils eine Detailansicht weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Laseranordnung,
  • 6 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laseranordnung mit einem Immersionsmedium, und
  • 7a und 7b weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Laseranordnung mit einem Immersionsmedium.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnfläche einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faserträgers 100, der zur Aufnahme und Fixierung mehrerer Lichtleitfasern 110 dient. Bei der vorliegenden Konfiguration sind die Lichtleitfasern 110 so in dem Faserträger 100 angeordnet und fixiert, dass die Stirnseiten der Lichtleitfasern 110 im wesentlichen in einer durch die stirnseitige Oberfläche 101 des Faserträgers 100 definierten Ebene liegen.
  • Der erfindungsgemäße Faserträger 100 kann beispielsweise ein Oberteil 100a und ein hierzu im wesentlichen symmetrisch ausgebildetes Unterteil 100b aufweisen, in denen jeweils entsprechende, nicht näher bezeichnete Nuten zur Aufnahme der Lichtleitfasern 110a vorgesehen sind. Zur Fertigung des erfindungsgemäßen Faserträgers 100 werden das Oberteil 100a und das Unterteil 100b nach der Ausrichtung der Lichtleitfasern 110 in den hierfür vorgesehenen Nuten miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben.
  • Der Faserträger 100 kann z. B. aus Glas oder Keramik bestehen, und eine Bearbeitung kann z. B. mittels Schleif- und Poliermaschinen erfolgen.
  • Anschließend kann die Oberfläche 101 poliert werden, insbesondere mit dem Ziel, die Stirnflächen der Lichtleitfasern 110 zur effizienten Einkopplung von Laserstrahlung herzurichten.
  • 2a zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Faserträgers 100 aus 1 in einem teilweisen Querschnitt. Wie aus 2a ersichtlich ist, weist die Oberfläche 101 des Faserträgers 100, die die Ebene E definiert, eine Ausnehmung 102 auf, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch realisiert worden ist, dass das Unterteil 100b eine entsprechende, im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweisende Aussparung aufweist. Die Ausnehmung 102 kann erfindungsgemäß beispielsweise durch einen entsprechenden Materialabtrag von dem Unterteil 100b hergestellt werden. Alternativ hierzu kann auch das Unterteil 100b vor dem Verbinden mit dem Oberteil 100a relativ hierzu versetzt werden, beispielsweise in 2a nach rechts.
  • Die Tiefe h der Ausnehmung 102 ist bei einer besonders bevorzugten Erfindungsvariante so gewählt, dass sie kleiner oder gleich einem vierfachen Durchmesser D der Lichtleitfaser 110 ist, so dass sich trotz der mit der Ausnehmung 102 verbundenen Materialschwächung nach wie vor eine sehr stabile Konfiguration ergibt.
  • Die Ausnehmung 102 erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Breite B (1) des Faserträgers 100.
  • 2b zeigt eine weitere Erfindungsvariante, bei der die Ausnehmung 102a im wesentlichen ebenfalls rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Im Unterschied zu der Erfindungsvariante gemäß 2a weist das Unterteil 100b jedoch einen Vorsprung 100b' im Bereich des Endabschnitts 110a der Lichtleitfaser 110 auf, was die Fixierung der Lichtleitfaser 110 in dem Faserträger 100 weiter stabilisiert.
  • 2c zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faserträgers 100, bei der die erfindungsgemäße Ausnehmung 102b nicht durch eine im wesentlichen rechteckförmige Querschnittsform gekennzeichnet ist, sondern durch einen etwa parabolischen Verlauf.
  • 2d zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die im wesentlichen eine Rechteckform aufweisende Querschnittsform der Ausnehmung 102c mindestens eine Rundung 102c' aufweist.
  • Anstelle einer rechteckförmigen Querschnittsform kann die erfindungsgemäße Ausnehmung auch einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt (nicht gezeigt) besitzen. Weitere Formen, insbesondere auch unregelmäßige Formen, sind ebenfalls denkbar.
  • Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Ausnehmung 102 eine Steigerung bei der Flexibilität der Anordnung des erfindungsgemäßen Faserträgers 100 im Bereich einer Substratanordnung, die beispielsweise einen Halbleiterlaser auf weist, der zur Einkopplung von Laserstrahlung in die Lichtleitfasern 110 vorgesehen ist.
  • Bevorzugt wird die Ausnehmung 102 daher so ausgebildet, dass sie an die Form der Substratanordnung angepasst ist, um ein möglichst dichtes Annähern des Faserträgers 100 an die Substratanordnung zu erlauben.
  • 4 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laseranordnung 1000, bei der der erfindungsgemäße Faserträger 100 direkt gegenüber einem Halbleiterlaser 300 angeordnet ist, der seinerseits auf einer Substratanordnung 200 befestigt ist.
  • Die Substratanordnung 200 weist einen Wärmespreizer 220 auf, auf dem, wie aus 4 ersichtlich, sowohl der Faserträger 100 als auch ein den Halbleiterlaser 300 tragendes Mehrschichtsubstrat 210 angeordnet ist.
  • Bei dem Mehrschichtsubstrat 210 handelt es sich bevorzugt um ein direct copper bonded, DCB-, Substrat.
  • Das Mehrschichtsubstrat 210 und der Faserträger 100 sind bevorzugt jeweils über eine Klebeschicht 221 mit dem Wärmespreizer 220 verbunden.
  • Der Wärmespreizer 220 ist auf einem Kühlkörper 230 angeordnet und thermisch mit diesem verbunden.
  • Wie aus 4 ersichtlich ist, kann der erfindungsgemäße Faserträger 100 aufgrund der Ausnehmung 102 vorteilhaft besonders dicht gegenüber dem Mehrschichtsubstrat 210 und damit auch gegenüber dem Halbleiterlaser 300 positioniert werden, wodurch eine effiziente Einkopplung von Laserstrahlung in die Lichtleitfaser 110 ermöglicht ist.
  • Durch die Ausnehmung 102 in dem Faserträger 100 besteht besonders vorteilhaft nicht das Erfordernis, eine dem Unterteil 100b des Faserträgers 100 zugewandte Stirnfläche des Mehrschichtsubstrats 210 zu polieren. Vielmehr kann diese Stirnfläche des Mehrschichtsubstrats 210 im wesentlichen unbearbeitet bleiben gegenüber herkömmlichen Anordnungen, bei denen das Mehrschichtsub strat 210 nach dem Separieren aus einem DCB-panel individuell überfräst werden muss.
  • Der aufgrund der geringeren Oberflächengüte des erfindungsgemäß hinsichtlich seiner Stirnfläche im wesentlichen unbearbeiteten Mehrschichtsubstrats 210 erforderliche Toleranzausgleich gegenüber dem Faserträger 100 erfolgt erfindungsgemäß durch die besondere Formanpassung des Faserträgers 100, vgl. die Ausnehmung 102.
  • Lediglich die Oberfläche A des Mehrschichtsubstrats 210 ist bevorzugt mit einer verhältnismäßig geringen Rauheit auszuführen, insbesondere mittels eines Fräs- beziehungsweise Polierprozesses, um eine gute mechanische und thermische Verbindung des Halbleiterlasers 300 mit dem Mehrschichtsubstrat 210 zu ermöglichen. Das Polieren der Oberfläche A kann vorteilhaft jedoch bereits dann erfolgen, wenn das Mehrschichtsubstrat 210 noch nicht vereinzelt worden ist, so dass gleichzeitig eine Vielzahl von Mehrschichtsubstraten 210, d. h. ein ganzes DCB-panel, bearbeitet werden kann.
  • Im Unterschied zu der im noch nicht vereinzelten Zustand des Mehrschichtsubstrats 210 effizient bearbeitbaren Oberfläche A müsste eine dem Faserträger 100 zugewandte Stirnfläche des Mehrschichtsubstrats 210 bei herkömmlichen Vorrichtungen jeweils individuell nach der Vereinzelung poliert werden, was zu deutlich höheren Fertigungskosten führt. Auf diesen Aufwand kann durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Faserträgers 100 verzichtet werden.
  • 5a zeigt eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Laseranordnung 1000 mit einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Faserträgers 100 gemäß 2a.
  • 5b zeigt eine vergleichbare Detailansicht, bei der der Faserträger 100 jedoch hinsichtlich seiner Ausnehmung gemäß 2b ausgebildet ist.
  • 5c zeigt eine Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Laseranordnung, bei der eine Querschnittskontur der erfindungsgemäßen Ausnehmung eine Rundung 102c' aufweist, die aufgrund ihrer zu der Ätzkante A' des Mehrschichtsubstrats 210 näherungsweise komplementären Struktur eine besonders dichte Annäherung des Faserträgers 100 an das Mehrschichtsubstrat 210 und damit auch an den Halbleiterlaser 300 ermöglicht.
  • Generell ist es für die dichte Nebeneinanderpositionierung der Substratanordnung 200 und des Faserträgers 100 von Vorteil, wenn die Ausnehmung 102 des Faserträgers 100 so angeordnet und ausgebildet ist, dass eine hieraus resultierende Stirnflächenkontur 103 der die Ausnehmung 102 aufweisenden Oberfläche 101 des Faserträgers 100 zumindest teilweise im wesentlichen komplementär ist zu einer Stirnflächenkontur 203 einer der Oberfläche 101 des Faserträgers 100 gegenüberliegenden Oberfläche 201 der Substratanordnung 200.
  • Es ist erfindungsgemäß ferner möglich, dass ein oder mehrere Ausnehmungen 102 des Faserträgers 100 so angeordnet und ausgebildet sind, dass ein hieraus resultierendes Oberflächenprofil der die Ausnehmungen 102 aufweisenden Oberfläche 101 des Faserträgers 100 im wesentlichen komplementär ist zu einem Oberflächenprofil der der Oberfläche 101 des Faserträgers 100 gegenüberliegenden Oberfläche 201 der Substratanordnung 200.
  • 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laseranordnung im Detail, bei der zwischen dem Faserträger 100 und dem Mehrschichtsubstrat 210 ein Immersionsmedium 500 vorgesehen ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Immersionsmedium 500 um ein Silicongel. Das Immersionsmedium 500 bewirkt vorteilhaft eine Verringerung des Divergenzwinkels der aus dem Halbleiterlaser 300 austretenden Laserstrahlung, so dass eine effiziente Einkopplung der Laserstrahlung in die Lichtleitfaser 110 auch bei größeren Abständen des Faserträgers 100 von dem Halbleiterlaser 300 möglich ist. Ein weiterer Vorteil des Immersionsmediums 500 besteht darin, dass es die optischen Oberflächen der Lichtleitfaser 110 und des Halbleiterlasers 300 vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Partikeln und Dämpfen, schützt. Dadurch kann für die erfindungsgemäße Laseranordnung vorteilhaft auf ein hermetisch dichtes Gehäuse verzichtet werden, was die Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Laseranordnung weiter reduziert.
  • Besonders vorteilhaft ergibt sich durch das Immersionsmedium 500 auch eine Verringerung von Reflexionen an den optischen Grenzflächen der Komponenten 110, 300, wodurch eine große Effizienz bei der Einkopplung der Laserstrahlung in die Lichtleitfaser 110 gegeben ist.
  • 7a zeigt eine Detailansicht einer Erfindungsvariante, bei der der Halbleiterlaser 300 von zwei Seiten durch ein entsprechendes Mehrschichtsubstrat 210, 210a umgeben ist, was zu einer weiter verbesserten Kühlung des Halbleiterlasers 300 führt. Auch bei dieser Erfindungsvariante wird ein Immersionsmedium 500 verwendet, um die Einkopplungseffizienz von Laserstrahlung in die Lichtleitfaser 110 zu steigern.
  • Um die in 7a gezeigte dichte Annäherung des Faserträgers 100 an die die beiden Mehrschichtsubstrate 210, 210a aufweisende Substratanordnung zu ermöglichen, weist der Faserträger 100 gemäß 7a eine besondere Ausnehmung 102 auf, die so ausgebildet ist, dass sie die Lichtleitfaser 110 im wesentlichen radial umgibt, so dass der in 7a links angeordnete Endabschnitt der Lichtleitfaser 110 aus der durch die Oberfläche 101 des Faserträgers definierten Ebene E hervorragt.
  • 7b zeigt eine weitere Erfindungsvariante, bei der im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 7a eine optische Anpassungsschicht 111 auf der dem Halbleiterlaser 300 zugewandten Stirnfläche der Lichtleitfaser 110 vorgesehen ist. Die optische Anpassungsschicht 111 ist in an sich bekannter Weise dazu geeignet, eine Brechzahlanpassung zwischen dem Material der Lichtleitfaser 110 und einem den Endabschnitt der Lichtleitfaser 110 umgebenden Medium, vorliegend dem Immersionsmedium 500, zu realisieren, wodurch eine weitere Steigerung bei der Effizienz der Einkopplung von Laserstrahlung die Lichtleitfaser 110 gegeben ist.
  • Das erfindungsgemäße Prinzip der Ausnehmung 102 ist auch auf andere optische Elemente übertragbar, die zur Einkopplung bzw. Auskopplung von Laserstrahlung verwendet werden, und die in unmittelbarer Nähe zu weiteren Komponenten positioniert werden müssen, so z. B. auf slab waveguides und FAC(fast axis collimation)-Linsen.

Claims (14)

  1. Faserträger (100) zur Aufnahme und/oder Fixierung mindestens eines ersten Abschnitts, insbesondere eines Endabschnitts (110a), mindestens einer Lichtleitfaser (110) derart, dass der erste Abschnitt der Lichtleitfaser (110) im wesentlichen in einer durch eine Oberfläche (101) des Faserträgers (100) definierten Ebene (E) liegt, gekennzeichnet durch mindestens eine Ausnehmung (102) in der Oberfläche (101) des Faserträgers (100).
  2. Faserträger (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (102) über die gesamte Breite (B) des Faserträgers (100) erstreckt.
  3. Faserträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (102) senkrecht zu der Oberfläche (101) maximal eine Tiefe (h) aufweist, die kleiner oder gleich einem vierfachen Durchmesser (D) der Lichtleitfaser (110) ist.
  4. Faserträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (102) einen im wesentlichen rechteckförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweist.
  5. Faserträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (102) begrenzende Bereiche (102c') des Faserträgers (100) zumindest teilweise abgerundet sind.
  6. Faserträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (102) so ausgebildet ist, dass sie die Lichtleitfaser (110) im wesentlichen radial umgibt, so dass der erste Abschnitt der Lichtleitfaser (110) aus der durch die Oberfläche (101) des Faserträgers (100) definierten Ebene (E) hervorragt.
  7. Faserträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Lichtleitfaser (110).
  8. Faserträger (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesentlichen in einer durch die Oberfläche (101) des Faserträgers (100) definierten Ebene (E) liegender oder aus dieser Ebene (E) hervorragender erster Abschnitt (110a) der Lichtleitfaser (110) mit einer optischen Anpassungsschicht (111) versehen ist, die dazu geeignet ist, eine Brechzahlanpassung zwischen dem Material der Lichtleitfaser (110) und einem den ersten Abschnitt (110a) umgebenden Medium zu realisieren.
  9. Laseranordnung (1000) mit mindestens einer Substratanordnung (200) zur Aufnahme eines Halbleiterlasers (300) und mit einem Faserträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  10. Laseranordnung (1000) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (102) des Faserträgers (100) so angeordnet und ausgebildet ist, dass eine hieraus resultierende Stirnflächenkontur (103) der die Ausnehmung (102) aufweisenden Oberfläche (101) des Faserträgers (100) zumindest teilweise im wesentlichen komplementär ist zu einer Stirnflächenkontur (203) einer der Oberfläche (101) des Faserträgers (100) gegenüberliegenden Oberfläche (201) der Substratanordnung (200).
  11. Laseranordnung (1000) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (102) des Faserträgers (100) so angeordnet und ausgebildet ist, dass ein hieraus resultierendes Oberflächenprofil der die Ausnehmung (102) aufweisenden Oberfläche (101) des Faserträgers (100) im wesentlichen komplementär ist zu einem Oberflächenprofil einer der Oberfläche (101) des Faserträgers (100) gegenüberliegenden Oberfläche (201) der Substratanordnung (200).
  12. Laseranordnung (1000) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratanordnung (200) mindestens ein vorzugsweise als Mehrschichtsubstrat ausgebildetes Substrat (210) aufweist.
  13. Laseranordnung (1000) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (210) ein direct copper bonded, DCB-, Substrat ist.
  14. Laseranordnung (1000) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Immersionsmedium (500), insbesondere ein Immersionsgel, vorzugsweise Silicongel, zwischen dem Faserträger (100) und der Substratanordnung (200), insbesondere dem Halbleiterlaser (300), vorgesehen ist.
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