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Stand der Technik
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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.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Laseranordnung mit mindestens einer
Substratanordnung zur Aufnahme eines Halbleiterlasers und mit einem
derartigen Faserträger.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Offenbarung der Erfindung
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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.
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Diese
Aufgabe wird bei dem Faserträger
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
mindestens eine Ausnehmung in der Oberfläche des Faserträgers vorgesehen
ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf eine Stirnfläche
einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Faserträgers,
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2a bis 2d Seitenansichten
verschiedener Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Faserträgers in
teilweisem Querschnitt,
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3a eine
Seitenansicht eines herkömmlichen
Faserträgers
in einem teilweisen Querschnitt,
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3b eine
Draufsicht auf den herkömmlichen
Faserträger
gemäß 3a ohne
Oberteil,
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4 eine
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Laseranordnung
mit einem Faserträger
gemäß 2a,
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5a bis 5c jeweils
eine Detailansicht weiterer Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Laseranordnung,
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6 eine
Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laseranordnung
mit einem Immersionsmedium, und
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7a und 7b weitere
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Laseranordnung
mit einem Immersionsmedium.
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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.
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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.
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Der
Faserträger 100 kann
z. B. aus Glas oder Keramik bestehen, und eine Bearbeitung kann z.
B. mittels Schleif- und Poliermaschinen erfolgen.
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Anschließend kann
die Oberfläche 101 poliert
werden, insbesondere mit dem Ziel, die Stirnflächen der Lichtleitfasern 110 zur
effizienten Einkopplung von Laserstrahlung herzurichten.
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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.
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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.
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Die
Ausnehmung 102 erstreckt sich bevorzugt über die
gesamte Breite B (1) des Faserträgers 100.
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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.
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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.
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2d zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, bei der die im wesentlichen eine Rechteckform aufweisende
Querschnittsform der Ausnehmung 102c mindestens eine Rundung 102c' aufweist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei
dem Mehrschichtsubstrat 210 handelt es sich bevorzugt um
ein direct copper bonded, DCB-, Substrat.
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Das
Mehrschichtsubstrat 210 und der Faserträger 100 sind bevorzugt
jeweils über
eine Klebeschicht 221 mit dem Wärmespreizer 220 verbunden.
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Der
Wärmespreizer 220 ist
auf einem Kühlkörper 230 angeordnet
und thermisch mit diesem verbunden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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5a zeigt
eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Laseranordnung 1000 mit
einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Faserträgers 100 gemäß 2a.
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5b zeigt
eine vergleichbare Detailansicht, bei der der Faserträger 100 jedoch
hinsichtlich seiner Ausnehmung gemäß 2b ausgebildet
ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.