DE102014018821B4 - diode laser attachment - Google Patents

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DE102014018821B4 DE102014018821.3A DE102014018821A DE102014018821B4 DE 102014018821 B4 DE102014018821 B4 DE 102014018821B4 DE 102014018821 A DE102014018821 A DE 102014018821A DE 102014018821 B4 DE102014018821 B4 DE 102014018821B4
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Abstract

Lasermodul (1), umfassend ein Trägerelement (2), ein Diodenlaserelement (3), einen Bügel (4) und ein Spannelement (5),wobei das Diodenlaserelement (3) wenigstens einen Diodenlaserbarren (8) mit wenigstens einer ersten Kontaktfläche (9) und einer zweiten Kontaktfläche (10), einen ersten Wärmeleitkörper (11), welcher thermisch und elektrisch mit der ersten Kontaktfläche verbunden ist und eine Wärmeabgabefläche (12) aufweist, und einen Deckel (13) umfasst,wobei der Bügel einen Vorderabschnitt (21), einen Basisabschnitt (22), und einen Stützabschnitt (23) umfasst, wobei der Vorderabschnitt einen Kraftübertragungsabschnitt (16) und einen Biegebalkenabschnitt (19) umfasst und zwischen dem Stützabschnitt und dem Basisabschnitt (22) ein Gelenk (25 bzw. 27) vorgesehen ist, wobei der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Basisabschnitt (22) eine erste Verjüngung (30) aufweist und/oder der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Kraftübertragungsabschnitt eine zweite Verjüngung (31) aufweist,und das Spannelement (5) durch eine Spannkraft (7) eine elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts (19) bewirktund der Bügel im Kraftübertragungsabschnitt eine Kraft (29) auf den Deckel des Diodenlaserelements ausübtund die Kraft (29) das Diodenlaserelement auf das Trägerelement (2) drückt.Laser module (1), comprising a carrier element (2), a diode laser element (3), a bracket (4) and a clamping element (5), wherein the diode laser element (3) comprises at least one diode laser bar (8) with at least one first contact surface (9). and a second contact surface (10), a first heat conduction body (11) thermally and electrically connected to the first contact surface and having a heat dissipation surface (12), and a lid (13), the stirrup having a front portion (21), a base portion (22), and a support portion (23), the front portion comprising a power transmission portion (16) and a bending beam portion (19), and a hinge (25 and 27) is provided between the support portion and the base portion (22); wherein the bending beam portion (19) relative to the base portion (22) has a first taper (30) and / or the bending beam portion (19) opposite the power transmission portion has a second Verjüngun g (31), and the tensioning element (5) causes elastic deflection of the bending beam section (19) by a tensioning force (7) and the link in the power transmission section exerts a force (29) on the cover of the diode laser element and the force (29) applies to the diode laser element the support element (2) presses.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft die Befestigung eines Diodenlaserelements mit zwei elektrischen Kontakten, welcher einen Laserbarren und einen Wärmeleitkörper umfasst auf einem Trägerelement, welches beispielsweise als Kühlkörper ausgebildet sein kann. Das Diodenlaserelement wird zwecks Wärmeableitung thermisch mit dem Kühlkörper verbunden.The invention relates to the attachment of a diode laser element with two electrical contacts, which comprises a laser bar and a heat conducting body on a support element, which may be formed, for example, as a heat sink. The diode laser element is thermally connected to the heat sink for heat dissipation.

Stand der TechnikState of the art

Aus DE 10 2008 026 229 A1 ist ein Diodenlaserelement mit zwei Wärmeleitkörpern bekannt, welche über eine Fügemittelschicht verbunden sind. Aus DE 10 2008 026 801 A1 ist ein Verfahren zur Montage eines Diodenlasers mit zwei Wärmeleitkörpern bekannt, bei welchem die beiden Wärmeleitkörper mittels einer Fügemittelschicht verbunden werden. Solche Diodenlaserelemente bedürfen einer Befestigung auf einem Kühlkörper, die nach dem Stand der Technik mittels Schrauben bewerkstelligt werden kann. Beispielsweise ist aus DE 10 2008 027 468 A1 ein Lasermodul bekannt, bei welchem ein Diodenlaserelement, welches zwei Wärmeleitkörper umfasst, zwischen denen sich ein Laserbarren befindet. Dieses Laserelement wird mittels einer Schraube auf einem Kühlkörper befestigt. Diese Befestigung hat den Nachteil, dass ein Durchgangsloch durch das Laserelement erforderlich ist. Außerdem ist die Andruckkraft durch die Schraube unbestimmt und wirkt ungleichmäßig. Aus DE 10 2009 040 835 A1 ist ein Diodenlaserelement bekannt, bei welchem der Laserbarren nicht angelötet, sondern zwischen zwei Wärmeleitkörpern eingeklemmt wird. Eine Schraubenbefestigung eines solchen Laserelements hat den Nachteil, dass es zu einem schnabelähnlichen Öffnen des Spalts zwischen den Wärmeleitkörpern, in welchem sich der Laserbarren befindet, kommen kann, so dass die Kühlung des Laserbarrens im Bereich der Facette mangelhaft sein kann.Out DE 10 2008 026 229 A1 a diode laser element with two heat conduction bodies is known, which are connected via a joint layer. Out DE 10 2008 026 801 A1 a method for assembling a diode laser with two heat conducting bodies is known, in which the two heat conducting bodies are connected by means of a joining agent layer. Such diode laser elements require attachment to a heat sink, which can be accomplished by screws according to the prior art. For example, it is off DE 10 2008 027 468 A1 a laser module is known in which a diode laser element, which comprises two Wärmeleitkörper, between which is a laser bar. This laser element is fastened by means of a screw on a heat sink. This attachment has the disadvantage that a through hole is required by the laser element. In addition, the pressure force by the screw is indefinite and uneven. Out DE 10 2009 040 835 A1 a diode laser element is known in which the laser bar is not soldered, but is clamped between two Wärmeleitkörpern. A screw fastening of such a laser element has the disadvantage that it can lead to a beak-like opening of the gap between the Wärmeleitkörpern in which the laser bar is located, so that the cooling of the laser bar in the facet can be deficient.

Aus WO 97/ 03 487 A1 ist ein Lasermodul bekannt, bei welchem mehrere Laserbarren direkt übereinanderliegend gestapelt sind. Der Stapel wird mittels einer Schaubzwinge oder mittels einer Spannvorrichtung aus einem starren Bügel und einer U-förmigen Blattfeder eingeklemmt. Die einzelnen Barren sind nicht mit einzelnen Wärmeleitkörpern versehen. Der gesamte Stapel kann nur einseitig über die Grundfläche gekühlt werden. Dieses Lasermodul kann nur im Pulsbetrieb betrieben werden. Aufgrund der geringen Wärmeableitung ist kein Dauerstrichbetrieb (cw) möglich. Die Druckkraft auf den Barrenstapel kann undefiniert bzw. ungleichmäßig sein. Dadurch kann es zu mechanischen Spannungen und zu Hohlstellen innerhalb des Stapels kommen, wodurch das Lasermodul ausfallen kann.Out WO 97/03 487 A1 a laser module is known in which a plurality of laser bars are stacked directly one above the other. The stack is clamped by means of a Schaubzwinge or by means of a tensioning device of a rigid bracket and a U-shaped leaf spring. The individual bars are not provided with individual Wärmeleitkörpern. The entire stack can only be cooled on one side over the base. This laser module can only be operated in pulse mode. Due to the low heat dissipation no continuous wave operation (cw) is possible. The compressive force on the billet stack can be undefined or uneven. This can lead to mechanical stresses and voids within the stack, causing the laser module can fail.

Aus GB 1096575 A ist eine Klemmvorrichtung für Halbleiterchips bekannt, die zwei starre Schenkel aufweist.Out GB 1096575 A For example, a semiconductor chip clamping device is known that has two rigid legs.

Aus US 2005/0069266 A1 ist ein Lasermodul bekannt, bei welchem Laserelemente mit einer quer verformbaren Spulenelektrode elastisch geklemmt werden. Nachteilig ist der geringe Federweg, der ein Nachlassen der Klemmkraft zur Folge haben kann.Out US 2005/0069266 A1 a laser module is known in which laser elements are elastically clamped with a transversely deformable coil electrode. A disadvantage is the small spring travel, which can have a decrease in the clamping force result.

Aus US 2013/0003764 A1 ist ein Lasermodul bekannt, bei welchem ein Laserelement mit einem starren Bügel festgeklemmt wird. Nachteiligerweise ist die Klemmkraft bei dieser Anordnung schwer zu kontrollieren.Out US 2013/0003764 A1 a laser module is known in which a laser element is clamped with a rigid strap. Disadvantageously, the clamping force is difficult to control in this arrangement.

Aus US 5592021 A ist eine Klemme für ein elektronisches Bauelement bekannt, welches in einem Epoxidharzblock (TO-220, TO2018 oder TO-247) gekapselt ist. Das Bauelement wird hier nur einseitig gekühlt. Die Klemme ist aus einem Material von einheitlicher Dicke hergestellt, wobei kein Gelenk vorgesehen ist. Dadurch kann es zu Schubkräften auf das Bauteil kommen. Solche Schubkräfte sind für gekapselte elektronische Bauteile in o. g. Gehäuse unschädlich. Diodenlaserelemente vertragen jedoch im Betrieb keine mechanischen Schubspannungen. Außerdem ist kein verjüngter Biegebalkenabschnitt vorgesehen. Dadurch kann der Andruck des Bauelements ungleichmäßig sein. Daher können Klemmen dieser bekannten Bauart nicht für Diodenlaserelemente verwendet werden.Out US 5592021 A For example, a terminal for an electronic component is known, which is encapsulated in an epoxy resin block (TO-220, TO2018 or TO-247). The component is cooled here only on one side. The clamp is made of a material of uniform thickness, with no hinge provided. This can lead to shear forces on the component. Such shear forces are harmless for encapsulated electronic components in the above-mentioned housing. However, diode laser elements do not tolerate mechanical shear stresses during operation. In addition, no tapered bending beam section is provided. As a result, the pressure of the component can be uneven. Therefore, clamps of this known type can not be used for diode laser elements.

Eine weitere Klemme ist aus US 4259685 A bekannt. Diese Klemme ist aus einem dünnen Blech gefertigt und hat daher nur eine geringe Andruckkraft, die zur Kühlung eines Diodenlasers nicht ausreichen würde. Die Druckkraft ist kleinflächig und es ist ebenfalls kein Gelenk vorgesehen. Daher kann auch diese Klemme nicht für Diodenlaser verwendet werden.Another clamp is off US 4259685 A known. This clamp is made of a thin sheet metal and therefore has only a small pressure force, which would not be sufficient for cooling a diode laser. The compressive force is small and there is also no joint provided. Therefore, this terminal can not be used for diode lasers.

Zwei weitere Klemmen sind aus US 5825088 A und US 5825089 A bekannt. Diese Klemmen haben eine geringe Andruckkraft.Two more terminals are off US 5825088 A and US 5825089 A known. These clamps have a low pressure force.

Aus US 6282761 B1 ist eine Klemmvorrichtung für eine Wärmesenke bekannt. Hier wird ein starrer Druckarm verwendet. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie ab und an nachgespannt werden muss. Daher ist kein wartungsfreier Betrieb möglich. Nachteilig ist außerdem, dass zwei Schrauben als Spannelemente erforderlich sind. Darüber hinaus befindet sich das Gelenk an einer gegenüber der Stelle der Druckübertragung erhöhten Position, so dass die Kraft auf das zu klemmende Bauteil nicht in senkrechter Richtung, d. h. parallel zur Schraube festgelegt ist. Dadurch können schädliche Querkräfte auf das Bauteil wirken.Out US 6282761 B1 a clamping device for a heat sink is known. Here a rigid pressure arm is used. This device has the disadvantage that it must be tightened now and then. Therefore, no maintenance-free operation is possible. Another disadvantage is that two screws are required as clamping elements. In addition, the joint is located at an elevated position relative to the point of pressure transfer, so that the force is not fixed to the component to be clamped in the vertical direction, ie parallel to the screw. As a result, harmful lateral forces can act on the component.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lasermodul, d.h. eine Vorrichtung zur Emission von Laserstrahlung, anzugeben, bei welchem ein Diodenlaserelement, welches einen Wärmeleitkörper und einen Deckel umfasst, auf einem Trägerelement befestigt ist. Es kann sich dabei um die Befestigung eines oder mehrerer Diodenlaserelemente auf einem Trägerelement handeln. Insbesondere sollen solche Diodenlaserelemente befestigt werden, bei welchen der Deckel ebenfalls zur Wärmeleitung vorgesehen ist.The object of the invention is to provide a laser module, i. a device for emission of laser radiation to specify, in which a diode laser element, which comprises a heat conducting body and a lid, is mounted on a carrier element. It may be the attachment of one or more diode laser elements on a support element. In particular, such diode laser elements are to be fastened, in which the cover is likewise provided for heat conduction.

Die Befestigung des Diodenlaserelements auf dem Trägerelement soll mit einer reproduzierbaren Andruckkraft erfolgen, die Verteilung der Druckkraft soll reproduzierbar sein und es sollen Schubkräfte, d.h. Kraftkomponenten parallel zur Grundfläche, vermieden werden. Die Befestigung soll langzeitstabil und im Servicefall zum Austausch des Laserelements leicht lösbar sein.The attachment of the diode laser element on the support element should be made with a reproducible pressure force, the distribution of the compressive force should be reproducible and it shear forces, i. Force components parallel to the base, to be avoided. The attachment should be long-term stable and easy to replace in case of service to replace the laser element.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Lasermodul, welches ein Trägerelement, ein Diodenlaserelement, einen Bügel und ein Spannelement umfasst. Das Diodenlaserelement weist wenigstens einen Diodenlaserbarren mit wenigstens einer ersten Kontaktfläche und einer zweiten Kontaktfläche auf, sowie einen ersten Wärmeleitkörper, welcher thermisch und elektrisch mit der ersten Kontaktfläche verbunden ist. Der erste Wärmeleitkörper weist eine Wärmeabgabefläche auf und umfasst einen Deckel. Der Bügel umfasst einen Vorderabschnitt, einen Basisabschnitt, und einen Stützabschnitt. Der Vorderabschnitt umfasst einen Kraftübertragungsabschnitt und einen Biegebalkenabschnitt. Zwischen dem Stützabschnitt und dem Basisabschnitt ist ein Gelenk vorgesehen. Das Spannelement bewirkt durch eine Spannkraft eine elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts. Dadurch kann der Bügel im Kraftübertragungsabschnitt eine Kraft auf den Deckel des Diodenlaserelements ausüben, wobei die Kraft das Diodenlaserelement auf das Trägerelement drückt.The object is achieved by a laser module, which comprises a carrier element, a diode laser element, a bracket and a clamping element. The diode laser element has at least one diode laser bar with at least one first contact surface and a second contact surface, and a first heat conducting body, which is thermally and electrically connected to the first contact surface. The first heat-conducting body has a heat-dissipating surface and comprises a lid. The bracket includes a front portion, a base portion, and a support portion. The front portion includes a power transmission portion and a bending beam portion. Between the support portion and the base portion, a hinge is provided. The clamping element causes by a clamping force an elastic deflection of the bending beam section. Thereby, the bracket in the power transmission section exert a force on the cover of the diode laser element, wherein the force presses the diode laser element on the support member.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Befestigung des o. g. Diodenlaserelements auf dem o. g. Trägerelement mittels des o. g. Bügels umfasst folgende Schritte: a) Bereitstellen des Diodenlaserelements, des Trägerelements und des Bügels; b) Anordnen des Diodenlaserelements auf dem Trägerelement; c) Bereitstellen des Spannelements; d) Spannen des Spannelements. Beim Spannen des Spannelements tritt eine Verformung des Gelenks ein. Eine Vorderkante des Bügels drückt zuerst auf den Deckel, und beim Spannen tritt weiterhin eine elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts ein. Einhergehend mit der Durchbiegung des Balkenabschnitts ändert sich der Winkel α zwischen dem Vorderabschnitt des Bügels und der Normalen der Druckfläche des Deckels.The method according to the invention for fastening the above-mentioned diode laser element to the abovementioned carrier element by means of the abovementioned stirrup comprises the following steps: a) providing the diode laser element, the carrier element and the stirrup; b ) Arranging the diode laser element on the carrier element; c ) Providing the tensioning element; d ) Clamping the clamping element. When clamping the clamping element occurs a deformation of the joint. A leading edge of the yoke first presses on the lid, and during clamping, an elastic deflection of the bending bar section continues to occur. Along with the deflection of the beam portion, the angle α between the front portion of the yoke and the normal of the pressure surface of the lid changes.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit der Erfindung lässt sich ein Diodenlaserelement vorteilhaft auf einem Trägerelement befestigen. Ebenso ist es möglich, mehrere Diodenlaserelemente platzsparend auf einem Trägerelement zu befestigen. Die Befestigung ist langzeitstabil. Ein unbeabsichtigtes Lockern der Verbindung, welches bei herkömmlichen Befestigungen infolge einer Relaxation der Spannkraft einer Schraube auftreten kann, wird durch die erfindungsgemäße Lösung vermieden. Außerdem erfolgt die Befestigung mit einer reproduzierbaren und gleichmäßigen Andruckkraft. Weiterhin können schädliche Querkräfte vermieden werden. Das angegebene Befestigungsverfahren ist leicht und schnell auszuführen und führt zu reproduzierbaren Ergebnissen. Somit ist eine besonders hohe Qualität bei der Befestigung von Diodenlaserelementen erreichbar.With the invention, a diode laser element can advantageously be fastened on a carrier element. It is also possible to save a plurality of diode laser elements to save space on a support element. The attachment is long-term stable. Unintentional loosening of the connection, which can occur in conventional fasteners as a result of relaxation of the clamping force of a screw, is avoided by the solution according to the invention. In addition, the attachment is made with a reproducible and uniform pressure force. Furthermore, harmful lateral forces can be avoided. The specified fastening method is easy and fast to carry out and leads to reproducible results. Thus, a particularly high quality in the attachment of diode laser elements can be achieved.

Die Verwendung der Klemme zur Befestigung mehrerer Laserelemente auf einem Trägerelement erlaubt eine platzsparende Anordnung der Laserelemente.The use of the clamp for fastening a plurality of laser elements on a carrier element allows a space-saving arrangement of the laser elements.

Beschreibungdescription

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Emission von Laserstrahlung, kurz als Lasermodul bezeichnet. Zum besseren Verständnis kann ein kartesisches xyz-Koordinatensystem zur Beschreibung der Richtungen verwendet werden.A device for emitting laser radiation, referred to as laser module for short, is described. For better understanding, a Cartesian xyz coordinate system can be used to describe the directions.

Das Lasermodul umfasst ein Diodenlaserelement. Ein Diodenlaserelement ist eine Vorrichtung zur Emission von Laserstrahlung, welche wenigstens einen Diodenlaserbarren als Strahlquelle aufweist. Der Diodenlaserbarren kann in bekannter Weise als kantenemittierendes Bauteil ausgebildet sein und einen oder bevorzugt mehrere Emitter umfassen, welche in einer Richtung, die als y-Richtung des Koordinatensystems gewählt werden kann, jeweils versetzt zueinander angeordnet sein können. Der Laserbarren kann bevorzugt in dieser Richtung eine Breite zwischen 3 mm und 12 mm haben. Er kann bevorzugt zwischen 3 und 120 Emitter aufweisen, besonders bevorzugt 5, 7 oder 19 oder 49 Emitter. Der Mittenabstand benachbarter Emitter kann bevorzugt zwischen 0.15 mm und 1 mm betragen. Zwischen den Emittern können Bereiche vorhanden sein, die keine Laserstrahlung emittieren. Die Dicke des Laserbarrens kann in einer z-Richtung bevorzugt zwischen 0,05 mm und 0,2 mm betragen. Die Resonatorlänge der Emitter des Laserbarrens kann bevorzugt zwischen 0,5 mm und 6 mm liegen. Die x-Richtung des Koordinatensystems kann in Richtung der Resonatoren der Emitter des Laserbarrens gewählt werden, d.h. in Richtung der Normalen der Spiegel, die den Resonator begrenzen. Die Richtung der Zentralstrahlen der emittierten Laserstrahlung kann die -x-Richtung sein. Die Richtungen x, y und z können rechtwinklig zueinander sein und das oben genannte kartesische xyz-Koordinatensystem aufspannen. Der Laserbarren kann eine bekannte epitaktisch hergestellte Schichtfolge als p-n-Übergang mit einem Quantengraben aufweisen. Die einzelnen Emitter können als Breitstreifenemitter ausgebildet sein. Es können auch mehrere Schichtfolgen mit jeweils wenigstens einem Quantengraben, d. h. mehrere elektrisch in Serie liegende p-n Übergänge vorhanden sein. Solche Barren werden auch als Nanostack bezeichnet. Dann sind mehrere Emitter in z-Richtung übereinander gestapelt.The laser module comprises a diode laser element. A diode laser element is a device for emitting laser radiation which has at least one diode laser bar as the beam source. The diode laser bar can be formed in a known manner as an edge-emitting component and comprise one or preferably a plurality of emitters, which can be arranged offset to one another in a direction which can be selected as the y-direction of the coordinate system. The laser bar may preferably have a width between 3 mm and 12 mm in this direction. He prefers between 3 and 120 Emitter have, particularly preferred 5, 7 or 19 or 49 Emitter. The center distance of adjacent emitters may preferably be between 0.15 mm and 1 mm. There may be areas between the emitters that emit no laser radiation. The thickness of the laser bar may preferably be between 0.05 mm and 0.2 mm in a z-direction. The resonator length of the emitter of the laser bar may preferably be between 0.5 mm and 6 mm. The x-direction of the coordinate system may be in the direction of the resonators the emitter of the laser bar, that is, in the direction of the normal of the mirror, which limit the resonator. The direction of the central rays of the emitted laser radiation may be the -x direction. The directions x, y and z may be orthogonal to each other and span the above-mentioned Cartesian xyz coordinate system. The laser bar can have a known epitaxially produced layer sequence as a pn junction with a quantum well. The individual emitters can be designed as broad-band emitters. It is also possible for there to be a plurality of layer sequences each having at least one quantum well, ie a plurality of pn junctions lying electrically in series. Such bars are also called nanostack. Then several emitters are stacked in z-direction.

Der Laserbarren wird durch einen elektrischen Strom gepumpt. Zum Stromeintrag sind eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontaktfläche am Laserbarren vorgesehen. Die erste Kontaktfläche kann als Anode (p-Kontakt) ausgebildet sein, während die zweite Kontaktfläche als Kathode (n-Kontakt) ausgebildet sein kann.The laser bar is pumped by an electric current. For current input, a first contact surface and a second contact surface are provided on the laser bar. The first contact surface may be formed as an anode (p-contact), while the second contact surface may be formed as a cathode (n-contact).

Der Laserbarren kann so ausgebildet sein, dass er selbstständig Laserstrahlung emittiert, wenn er gepumpt wird. Die Wellenlängen der von den einzelnen Emittern emittierten Strahlung können gleich sein. Es kann aber auch ein Laserbarren verwendet werden, der erst im Zusammenwirken mit einem externen Resonator zur Emission von Laserstrahlung vorgesehen ist. Die Wellenlängen der einzelnen Emitter können, müssen aber nicht, zueinander sukzessive versetzt sein. Ein solcher Versatz ist beispielsweise mit einem Gitter im externen oder im internen Resonator erreichbar, durch welches für jeden Emitter eine spezielle Wellenlänge rückgekoppelt wird. Der Laserbarren kann auch als optischer Verstärker ausgebildet sein, der einfallende Saat-Strahlung (seed laser radiation) verstärkt. Unter einem Laserbarren wird hier also ein Laserstrahlung erzeugendes optisches Verstärkungselement verstanden, das über wenigstens einen pn-Übergang elektrisch gepumpt wird.The laser bar may be configured to autonomously emit laser radiation when pumped. The wavelengths of the radiation emitted by the individual emitters can be the same. However, it is also possible to use a laser bar which is only provided in cooperation with an external resonator for emitting laser radiation. The wavelengths of the individual emitters can, but need not, be successively offset from one another. Such an offset can be achieved, for example, with a grating in the external or in the internal resonator, by means of which a specific wavelength is fed back for each emitter. The laser bar can also be designed as an optical amplifier that amplifies incident seed radiation. In this case, a laser bar is understood as meaning an optical amplification element which generates laser radiation and which is electrically pumped via at least one pn junction.

Der Laserbarren kann im Betrieb Abwärme entwickeln, welche abgeführt werden muss. Dazu ist ein Wärmeleitkörper vorgesehen. Der Wärmeleitkörper kann die Abwärme des Laserbarrens von der ersten Kontaktfläche abführen. Die Abwärme kann zum überwiegenden Teil in den Emitterstreifen des Laserbarrens entstehen, während in den Bereichen zwischen den Emittern keine Abwärme entsteht. Daher kann der Wärmeleitkörper auch dazu vorgesehen sein, den Wärmestrom in zu spreizen, um die Wärme über die Wärmeabgabefläche abzugeben. Um die Abwärme vom Laserbarren aufzunehmen, ist der Laserbarren mit der ersten Kontaktfläche thermisch verbunden. Außerdem ist die erste Kontaktfläche des Laserbarrens elektrisch mit dem Wärmeleitkörper verbunden. Das hat den Vorteil, dass das Diodenlaserelement mittels des Wärmeleitkörpers elektrisch kontaktiert werden kann. Der Wärmeleitkörper kann vorteilhafterweise elektrisch leitend sein, er kann beispielsweise aus einem Metall, einem Metall-Verbundwerkstoff wie beispielsweise Kupfer-Diamant oder Silber-Diamant bestehen. Der Wärmeleitkörper kann aber auch aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Keramik, beispielsweise AIN oder BeO bestehen. Der Wärmeleitkörper kann auch aus pyrolytischem Grafit bestehen oder ein solches Material umfassen. Der Wärmeleitkörper kann metallisch beschichtet sein. Die Verbindung des Laserbarrens zum Wärmeleitkörper kann als Lötverbindung ausgeführt sein mit einem metallischen Lot, beispielsweise ein Gold-Zinn Lot oder ein Weichlot, welches Zinn und/oder Indium enthält. Die Verbindung kann aber auch mit einer Zwischenschicht beispielsweise aus Indium durch Andrücken hergestellt werden, ohne dass die Indiumschicht zum Aufschmelzen gebracht wird. In diesem Fall kann es sich um eine Klemmverbindung handeln. Anstelle einer Indiumschicht kann bei einer Klemmverbindung beispielsweise auch eine Karbonfolie verwendet werden. Der Wärmeleitkörper kann eine Wärmeabgabefläche aufweisen. Die Wärmeabgabefläche kann vorteilhaft als ebene Fläche ausgeführt sein. Die Wärmeabgabefläche kann in einer xy-Ebene liegen und eine Normale in z-Richtung aufweisen. Die Wärmeabgabefläche kann bevorzugt vollflächig mit einem Trägerelement verbunden sein. Das Trägerelement kann als Kühlkörper ausgebildet sein. Im Trägerelement können Kanäle für ein Kühlmittel vorgesehen sein. Das Kühlmittel kann über Kühlmittelanschlüsse zu- bzw. abgeführt werden.The laser bar can develop waste heat during operation, which must be dissipated. For this purpose, a heat-conducting body is provided. The heat-conducting body can dissipate the waste heat of the laser bar from the first contact surface. The waste heat can for the most part arise in the emitter strips of the laser bar, while no heat is generated in the areas between the emitters. Therefore, the heat-conducting body can also be provided to spread the heat flow in order to release the heat via the heat-emitting surface. In order to absorb the waste heat from the laser bar, the laser bar is thermally connected to the first contact surface. In addition, the first contact surface of the laser bar is electrically connected to the heat conducting body. This has the advantage that the diode laser element can be electrically contacted by means of the heat conducting body. The heat-conducting body may advantageously be electrically conductive, it may for example consist of a metal, a metal composite material such as copper-diamond or silver-diamond. The heat-conducting body can also consist of an electrically insulating material, for example ceramic, for example AIN or BeO. The heat-conducting body can also consist of pyrolytic graphite or comprise such a material. The heat-conducting body can be coated metallically. The connection of the laser bar to the heat-conducting body can be designed as a solder joint with a metallic solder, for example a gold-tin solder or a soft solder containing tin and / or indium. However, the compound can also be produced with an intermediate layer, for example of indium, by pressing, without the indium layer being brought to melt. In this case, it may be a clamp connection. Instead of an indium layer, for example, a carbon foil may also be used in the case of a clamping connection. The heat-conducting body may have a heat-releasing surface. The heat transfer surface may advantageously be designed as a flat surface. The heat release surface may lie in an xy plane and have a normal in the z direction. The heat-dissipating surface may preferably be connected over its full area to a carrier element. The support member may be formed as a heat sink. Channels for a coolant may be provided in the carrier element. The coolant can be supplied or removed via coolant connections.

Das Diodenlaserelement kann außerdem einen Deckel aufweisen. Der Deckel kann bevorzugt ebenfalls zur Wärmeableitung beitragend vorgesehen sein. Der Deckel kann zu diesem Zweck thermisch mit der zweiten Kontaktfläche des Laserbarrens verbunden sein. Besonders vorteilhaft kann es sein, den Deckel ebenfalls elektrisch mit der zweiten Kontaktfläche zu verbinden. Das hat den Vorteil, dass das Diodenlaserelement mittels des Deckels elektrisch kontaktiert werden kann. Der Deckel kann vorteilhafterweise elektrisch leitend sein, er kann beispielsweise aus einem Metall, einem Metall-Verbundwerkstoff wie beispielsweise Kupfer-Diamant oder Silber-Diamant bestehen. Der Deckel kann aber auch aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Keramik, beispielsweise AIN oder BeO bestehen. Der Deckel kann auch aus pyrolytischem Grafit bestehen oder ein solches Material umfassen. Der Deckel kann metallisch beschichtet sein. Die Verbindung des Laserbarrens zum Deckel kann als Lötverbindung ausgeführt sein mit einem metallischen Lot, beispielsweise ein Gold-Zinn Lot oder ein Weichlot, welches Zinn und/oder Indium enthält. Die Verbindung kann aber auch mit einer Zwischenschicht beispielsweise aus Indium durch Andrücken hergestellt werden, ohne dass die Indiumschicht zum Aufschmelzen gebracht wird. In diesem Fall kann es sich um eine Klemmverbindung handeln. Anstelle einer Indiumschicht kann bei einer Klemmverbindung beispielsweise auch eine Karbonfolie verwendet werden.The diode laser element may also include a lid. The lid may preferably also be provided for heat dissipation contributing. The lid may for this purpose be thermally connected to the second contact surface of the laser bar. It may be particularly advantageous to connect the lid also electrically with the second contact surface. This has the advantage that the diode laser element can be electrically contacted by means of the cover. The cover may advantageously be electrically conductive, it may for example consist of a metal, a metal composite material such as copper-diamond or silver-diamond. The cover may also consist of an electrically insulating material, such as ceramic, for example AIN or BeO. The lid may also consist of pyrolytic graphite or comprise such a material. The lid can be coated with metal. The connection of the laser bar to the cover can be designed as a solder connection with a metallic solder, for example a gold-tin solder or a solder, which contains tin and / or indium. However, the compound can also be produced with an intermediate layer, for example of indium, by pressing, without the indium layer being brought to melt. In this case, it may be a clamp connection. Instead of an indium layer, for example, a carbon foil may also be used in the case of a clamping connection.

Der Deckel kann mit dem Wärmeleitkörper über eine Fügezone mechanisch verbunden sein. Die Fügezone kann dadurch entstehen, dass ein Spalt zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Deckel mit einem elektrisch isolierenden Fügemittel ganz oder zumindest teilweise ausgefüllt ist. Die Fügezone kann derart ausgebildet sein, dass ein Wärmeübergang zwischen dem Deckel und dem Wärmeleitkörper möglich ist. Der Diodenlaserbarren kann an der zweiten Kontaktfläche flächig mit dem Deckel verbunden sein. Der Deckel kann über eine elektrisch isolierende Fügemittelschicht flächig mit dem ersten Wärmeleitkörper verbunden sein. Die Fügemittelschicht kann ein Wärmeleitkleber sein.The cover may be mechanically connected to the heat-conducting body via a joining zone. The joining zone may arise because a gap between the heat conducting body and the lid is completely or at least partially filled with an electrically insulating joining agent. The joining zone can be designed such that a heat transfer between the lid and the heat conducting body is possible. The diode laser bar may be connected to the second contact surface areally with the lid. The cover can be connected to the first heat-conducting body over an electrically insulating joining agent layer. The joining agent layer may be a thermal adhesive.

Weiterhin ist ein Bügel vorgesehen. Ein Bügel ist ein Befestigungselement, mit dem ein Laserelement auf dem Trägerelement befestigt werden kann. Statt „Bügel“ könnte man auch den Ausdruck „Klemmvorrichtung“ verwenden. Der Bügel umfasst einen Vorderabschnitt und einen Basisabschnitt, welcher sich an den Vorderabschnitt in x-Richtung anschließen kann. Der Vorderabschnitt kann sich von dem Laserelement in x-Richtung bis zum Spannelement erstrecken und der Basisabschnitt kann sich dann in x-Richtung jenseits des Spannelements anschließen. Als Bezugskoordinate kann die x-Koordinate einer Mittellinie des Spannelements angenommen werden. Der Basisabschnitt kann also eine Verlängerung des Vorderabschnitts in x-Richtung darstellen. Der Bügel kann bezüglich einer xz-Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet sein.Furthermore, a bracket is provided. A bracket is a fastener with which a laser element can be mounted on the support element. Instead of "bracket" you could also use the term "clamp". The bracket comprises a front portion and a base portion which can be connected to the front portion in the x direction. The front portion may extend from the laser element in the x direction to the tension member, and the base portion may then connect in the x direction beyond the tension member. As a reference coordinate, the x-coordinate of a center line of the clamping element can be assumed. The base section can thus represent an extension of the front section in the x direction. The bracket may be mirror-symmetrical with respect to an xz plane.

Der Bügel umfasst weiterhin einen Stützabschnitt. Der Stützabschnitt kann zum Abstützen des Bügels in -z-Richtung vorgesehen sein. Der Stützabschnitt kann eine Auflagerkraft vom Basisabschnitt auf das Trägerelement übertragen, wobei die Auflagerkraft in -z-Richtung wirken kann.The bracket further comprises a support portion. The support portion may be provided for supporting the bracket in the -z direction. The support portion can transmit a bearing force from the base portion to the support member, wherein the support force can act in the -z direction.

Zwischen dem Basisabschnitt und dem Stützabschnitt ist ein Gelenk vorgesehen. Das Gelenk kann als Drehgelenk ausgebildet sein, welches wenigstens eine Drehachse in y-Richtung hat. Durch das Gelenk kann eine Änderung des Winkels zwischen dem Basisabschnitt und dem Stützabschnitt ermöglicht werden. Es können, müssen aber nicht, beispielsweise weitere Drehachsen in x-Richtung und/oder in z-Richtung vorgesehen sein.Between the base portion and the support portion, a hinge is provided. The joint may be formed as a hinge, which has at least one axis of rotation in the y-direction. By the hinge, a change of the angle between the base portion and the support portion can be made possible. It may, but need not, be provided, for example, further axes of rotation in the x-direction and / or in the z-direction.

Der Vorderabschnitt umfasst einen Kraftübertragungsabschnitt. Der Kraftübertragungsabschnitt dient der Übertragung einer Kraft auf den Deckel. Die Kraft kann flächig übertragen werden. Dazu kann auf dem Deckel eine Druckfläche vorgesehen sein. Das kann die in der Seitenansicht (xz-Ebene) obenliegende Fläche des Deckels sein. Diese Fläche kann parallel zur Wärmeübertragungsfläche sein. Die Kraft kann flächig von dem Kraftübertragungsabschnitt auf den Deckel übertragen werden. Es ist aber auch möglich, die Kraft linienförmig oder punktförmig vom Kraftübertragungsabschnitt auf den Deckel zu übertragen. Im Fall einer linienförmigen Kraftübertragung kann die Kraft entlang einer Vorderkante des Vorderabschnitts, welche in einer y-Richtung angeordnet sein kann, übertragen werden.The front portion includes a power transmission portion. The power transmission section serves to transmit a force to the cover. The force can be transferred flat. For this purpose, a printing surface can be provided on the lid. This can be the top side of the lid (xz-plane) in the side view. This surface can be parallel to the heat transfer surface. The force can be transferred flat from the power transmission section to the cover. But it is also possible to transmit the force linear or punctiform from the power transmission section on the lid. In the case of a linear force transmission, the force can be transmitted along a front edge of the front portion, which may be arranged in a y-direction.

Der Vorderabschnitt umfasst außerdem einen Biegebalkenabschnitt. Das Spannelement kann durch eine Spannkraft eine elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts bewirken. Die Durchbiegung stellt eine Formänderung des Bügels dar, die durch das Spannen des Spannelements bewirkt wird. Ausgangszustand zur Bestimmung der Durchbiegung ist der kräftefreie Zustand, d. h. wenn das Spannelement noch nicht gespannt ist. Die elastische Durchbiegung kann also nach der bekannten Balkentheorie als Abweichung des Verlaufs der neutralen Faser im belasteten Zustand zum Verlauf im unbelasteten Zustand betrachtet werden. Diese Größe kann mit w bezeichnet werden und die Dimension einer Länge (Einheit Meter) haben. Man kann gemäß der bekannten Balkentheorie eine Biegelinie einführen, die der neutralen Faser des Bauteils entspricht. Die Krümmung w" der Biegelinie ist bekanntlich proportional zum Biegemoment und invers proportional zum axialen Flächenträgheitsmoment des Bauteils. Die Durchbiegung w kann man gemäß der Balkentheorie durch zweimalige Integration der Krümmung entlang der Länge des betrachteten Bauteils, in diesem Falle des Biegebalkenabschnitts, erhalten.The front portion also includes a bending beam portion. The clamping element can cause a resilient deflection of the bending beam section by a clamping force. The deflection represents a change in shape of the bracket, which is caused by the tensioning of the clamping element. Initial state for determining the deflection is the force-free state, d. H. if the clamping element is not yet tensioned. The elastic deflection can thus be considered according to the known bar theory as a deviation of the course of the neutral fiber in the loaded state to the course in the unloaded state. This size can be called w and have the dimension of a length (unit meters). It is possible, according to the known beam theory, to introduce a bending line which corresponds to the neutral fiber of the component. The curvature w of the bending line is known to be proportional to the bending moment and inversely proportional to the axial moment of inertia of the component The deflection w can be obtained according to the beam theory by integrating the curvature twice along the length of the considered component, in this case the bending beam section.

Der Bügel kann im Kraftübertragungsabschnitt eine Kraft auf den Deckel des Diodenlaserelements ausüben. Diese Kraft kann durch das Spannen des Spannelements bewirkt werden.The bracket may exert a force on the cover of the diode laser element in the power transmission section. This force can be effected by the tensioning of the tensioning element.

Diese Kraft, die infolge des Spannens des Spannelements auftreten kann, drückt das Diodenlaserelement auf das Trägerelement. Durch diesen Andruck kann ein guter Wärmeübergang von der Wärmeabgabefläche auf das Trägerelement erreicht werden.This force, which may occur as a result of the tensioning of the tension member, pushes the diode laser element onto the support member. By this pressure, a good heat transfer from the heat transfer surface can be achieved on the support element.

Das Gelenk kann als Drehgelenk ausgeführt sein, welches eine Winkeländerung zwischen dem Basisabschnitt und dem Stützabschnitt zulässt. Eine solche Winkeländerung kann infolge der Spannkraft auftreten. Das bedeutet, dass sich der Winkel zwischen dem Basisabschnitt und dem Stützabschnitt beim Spannen des Spannelements ändern kann. Als Bezug kann eine Mittellinie des Basisabschnitts und eine Mittellinie des Stützabschnitts herangezogen werden.The joint may be designed as a pivot, which allows a change in angle between the base portion and the support portion. Such an angle change can occur due to the clamping force. This means that the angle between the base section and the Can change support section during clamping of the clamping element. As a reference, a centerline of the base portion and a centerline of the support portion may be used.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Gelenk als Auflager ausgeführt sein. Der Begriff Auflager wird im Sinne der Statik verstanden. Beim Auflager ist im Gegensatz zur Einspannung nur die Ortskoordinate festgelegt, nicht aber die Richtung der Biegelinie am Ort des Lagers. Ein Auflager ist also dadurch gekennzeichnet, dass keine Drehmomente in diesem Fall bezüglich einer im Richtung y orientierten Drehachse übertragen werden können. Das Auflager kann als Festlager oder als Loslager ausgeführt sein. Das Auflager kann so ausgeführt sein, dass der Basisabschnitt auf dem Stützabschnitt aufliegt. Diese Auflage kann punktförmig, linienförmig oder flächig sein.In a further advantageous embodiment, the joint may be designed as a support. The term support is understood in the sense of statics. In contrast to the restraint, only the location coordinate is specified for the support, not the direction of the bending line at the location of the bearing. A support is thus characterized in that no torques can be transmitted in this case with respect to an axis of rotation oriented in the direction y. The support can be designed as a fixed bearing or floating bearing. The support may be designed so that the base portion rests on the support portion. This edition may be punctiform, linear or flat.

Der Bügel kann die Kraft auf den Deckel an wenigstens einer Stelle übertragen, welche in einer Laserelementhöhe hL über der Wärmeabgabefläche angeordnet ist und das Gelenk in einer zur Wärmeabgabefläche parallelen Ebene angeordnet ist, die sich in einer Gelenkhöhe von wenigstens 0,5* hL und höchstens 2* hL über der Wärmeabgabefläche befindet. Die Laserelementhöhe hL kann dann die Höhe des Laserelements von der Wärmeabgabefläche bis zur Oberseite des Deckels sein. Diese Laserelementhöhe kann man in einer Seitenansicht (xz-Ebene) in Richtung z messen. Es kann vorteilhaft sein, das Gelenk über der Ebene der Wärmeabgabefläche anzuordnen, um Querkräfte in Richtung x beim Spannen des Spannelements zu vermeiden. Zur Bestimmung der Ebene, in welcher das Gelenk angeordnet ist kann die Lage der Drehachse des Gelenks herangezogen werden. Dafür kann die z-Koordinate der Drehachse in y-Richtung als maßgeblich betrachtet werden.The stirrup can transmit the force to the lid at at least one location, which is at a laser element height h l is disposed above the heat discharge surface and the joint is disposed in a plane parallel to the heat discharge surface, which is at a joint height of at least 0.5 * h l and at most 2 * h l located above the heat delivery surface. The laser element height h l may then be the height of the laser element from the heat delivery surface to the top of the lid. This laser element height can be measured in a side view (xz-plane) in the direction z. It may be advantageous to arrange the joint above the plane of the heat discharge surface to avoid lateral forces in the direction x during clamping of the clamping element. To determine the plane in which the joint is arranged, the position of the axis of rotation of the joint can be used. For this, the z-coordinate of the axis of rotation in the y-direction can be regarded as decisive.

Der Biegebalkenabschnitt kann gegenüber dem Basisabschnitt eine erste Verjüngung aufweisen. Der Biegebalkenabschnitt kann gegenüber dem Kraftübertragungsabschnitt eine zweite Verjüngung aufweisen. Unter einer Verjüngung kann eine Verringerung des Querschnitts bezüglich einer yz-Ebene verstanden werden. Der Biegebalkenabschnitt kann also eine geringere Breite b und/oder eine geringere Höhe h aufweisen, als der Basisabschnitt und/oder der Kraftübertragungsabschnitt. Dadurch kann erreicht werden, dass die erfindungsgemäße Durchbiegung vorwiegend im Biegebalkenabschnitt auftritt, während der Basisabschnitt und/oder der Kraftübertragungsabschnitt keine oder nur eine geringe Durchbiegung erfahren, wenn das Spannelement gespannt wird. Die Breite kann hier als räumliche Ausdehnung in y-Richtung, die Höhe als Ausdehnung in z-Richtung verstanden werden.The bending beam section may have a first taper relative to the base section. The bending beam section may have a second taper relative to the power transmission section. A taper can be understood as a reduction of the cross section with respect to a yz plane. The bending beam section can thus have a smaller width b and / or a lower height h than the base section and / or the power transmission section. As a result, it can be achieved that the deflection according to the invention occurs predominantly in the bending beam section, while the base section and / or the power transmission section experience no or only slight deflection when the tensioning element is tensioned. The width can be understood here as a spatial extent in the y-direction, the height as an extent in the z-direction.

Der Vorderabschnitt kann außerdem einen an den Basisabschnitt angrenzenden starren Abschnitt aufweisen. Der starre Abschnitt kann seinerseits an den Biegebalkenabschnitt angrenzen. Der starre Abschnitt erfährt durch die Spannkraft keine wesentliche Durchbiegung. Eine vernachlässigbare Durchbiegung soll außer Betracht bleiben. Als vernachlässigbar kann eine Durchbiegung betrachtet werden, die wenigstens den dreifachen Biegeradius aufweist gegenüber dem minimalen Biegeradius im Biegebalkenabschnitt. Der starre Abschnitt kann also einen minimalen Biegeradius aufweisen, der wenigstens dreimal so groß ist wie der minimale Biegeradius im Biegebalkenabschnitt. Ein starrer Abschnitt kann vorteilhaft sein, um ein Abknicken des Bügels in dem Bereich der Ansatzfläche des Spannelements zu vermeiden. Der starre Abschnitt kann bezüglich von yz-Ebenen den gleichen Querschnitt aufweisen, wie der Basisabschnitt.The front portion may also include a rigid portion adjacent the base portion. The rigid section may itself adjoin the bending beam section. The rigid section experiences by the clamping force no significant deflection. A negligible deflection should be disregarded. As a negligible bending can be considered, which has at least three times the bending radius compared to the minimum bending radius in the bending beam section. The rigid portion may thus have a minimum bending radius which is at least three times as large as the minimum bending radius in the bending beam section. A rigid portion may be advantageous to avoid kinking of the bracket in the region of the approach surface of the clamping element. The rigid portion may have the same cross section with respect to yz planes as the base portion.

Der Biegebalkenabschnitt kann ein erstes axiales Flächenträgheitsmoment und der Basisabschnitt ein zweites axiales Flächenträgheitsmoment aufweisen. Das erste axiale Flächenträgheitsmoment kann vorteilhafterweise kleiner sein als das zweite axiale Flächenträgheitsmoment. Dadurch kann man erreichen, dass die Durchbiegung vorwiegend im Biegebalkenabschnitt auftritt, während der Basisabschnitt keine bzw. eine vergleichsweise geringe Durchbiegung erfährt. Eine Verringerung des axialen Flächenträgheitsmoments im Biegebalkenabschnitt kann man dadurch erreichen, dass der Biegebalkenabschnitt eine geringere Breite, d. h. die räumliche Ausdehnung in y-Richtung und/oder eine geringere Höhe, d. h. Ausdehnung in z-Richtung aufweist. Das erste axiale Flächenträgheitsmoment kann beispielsweise vorteilhaft zwischen 2mm4 und 500mm4 gewählt werden, besonders vorteilhaft zwischen 20mm4 und 200mm4.The bending beam section may have a first axial area moment of inertia and the base section a second axial area moment of inertia. The first axial area moment of inertia can advantageously be smaller than the second axial area moment of inertia. As a result, it can be achieved that the deflection occurs predominantly in the bending beam section, while the base section experiences no or a comparatively slight deflection. A reduction in the axial area moment of inertia in the bending beam section can be achieved in that the bending beam section has a smaller width, ie the spatial extent in the y direction and / or a smaller height, ie expansion in the z direction. The first axial surface moment of inertia can for example advantageously be chosen between 2 mm and 500 mm 4 4, particularly advantageously between 4 and 20mm 200mm. 4

Der Biegebalkenabschnitt kann ein erstes polares Flächenträgheitsmoment und der Basisabschnitt ein zweites polares Flächenträgheitsmoment aufweisen. Das erste polare Flächenträgheitsmoment kann vorteilhafterweise kleiner sein als das zweite polare Flächenträgheitsmoment. Der Bügel kann dadurch derart vorgesehen werden, dass der Kraftübertragungsabschnitt gegenüber dem Basisabschnitt um eine Drehachse in x-Richtung nachgeben kann. Mittels einer solchen Torsion kann der Bügel etwas nachgeben, wenn beispielsweise die obere Deckelfläche aufgrund fertigungsbedingter Toleranzen nicht ganz parallel zur Wärmeübertragungsfläche ist. Solche Keilfehler können dann durch eine Torsion des Bügels vorzugsweise im Biegebalkenabschnitt ausgeglichen werden. Durch die in die vorgeschlagene Ausprägung der polaren Flächenträgheitsmomente kann man erreichen, dass eine eventuelle Torsion vorwiegend im Biegebalkenabschnitt auftritt, während der Basisabschnitt keine bzw. eine vergleichsweise geringe Torsion erfährt. Außerdem kann durch die Verringerung des polaren Flächenträgheitsmoments im Biegebalkenabschnitt eine gleichmäßigere Verteilung der Andruckkraft auf den Deckel erreicht werden, selbst wenn ein Keilfehler vorliegen sollte. Eine Verringerung des polaren Flächenträgheitsmoments im Biegebalkenabschnitt kann man dadurch erreichen, dass der Biegebalkenabschnitt eine geringere Breite, d. h. die räumliche Ausdehnung in y-Richtung und/oder eine geringere Höhe, d. h. die Ausdehnung in z-Richtung aufweist.The bending beam section may have a first polar area moment of inertia and the base section a second polar area moment of inertia. The first polar area moment of inertia can advantageously be smaller than the second polar area moment of inertia. The bracket can thereby be provided such that the power transmission section can yield relative to the base section about an axis of rotation in the x direction. By means of such a torsion, the bow can yield slightly, if, for example, the upper cover surface is not completely parallel to the heat transfer surface due to production-related tolerances. Such wedge errors can then be compensated by a twist of the bracket preferably in the bending beam section. By in the proposed expression of the polar moments of inertia can be achieved that a possible torsion occurs predominantly in the bending beam section, while the base section no or one comparatively low torsion experiences. In addition, by reducing the polar area moment of inertia in the bending beam section, a more even distribution of the pressing force on the cover can be achieved even if there is a wedge error. A reduction in the polar area moment of inertia in the bending beam section can be achieved by virtue of the fact that the bending beam section has a smaller width, ie the spatial extent in the y direction and / or a smaller height, ie the extension in the z direction.

Die Verringerung des axialen und/oder polaren Flächenträgheitsmoments im Biegebalkenabschnitt kann vorteilhaft durch die oben beschriebene Verjüngung des Biegebalkenabschnitts gegenüber dem Basisabschnitt bewerkstelligt werden. Besonders vorteilhaft kann es sein, in -x-Richtung anschließend an den Basisabschnitt einen starren Abschnitt vorzusehen, der denselben Querschnitt aufweist, wie der Basisabschnitt. Anschließend an den starren Abschnitt kann der Biegebalkenabschnitt vorgesehen sein, der einen gegenüber dem starren Abschnitt verjüngten Querschnitt aufweist. Angemerkt sei noch, dass die axialen und polaren Flächenträgheitsmomente bezüglich der neutralen Faser zu berechnen sind, bzw. mit dem Satz von Steiner entsprechend umgerechnet werden können. Zur praktischen Handhabung kann es in den meisten Fällen ausreichend genau sein, die axialen und polaren Flächenträgheitsmomente auf die Flächenschwerpunkte zu beziehen.The reduction of the axial and / or polar area moment of inertia in the bending beam section can advantageously be achieved by the above-described narrowing of the bending beam section relative to the base section. It may be particularly advantageous to provide in the -x direction following the base section a rigid section which has the same cross-section as the base section. Subsequent to the rigid portion of the bending beam portion may be provided which has a relation to the rigid portion tapered cross-section. It should also be noted that the axial and polar area moments of inertia with respect to the neutral fiber are to be calculated, or can be converted accordingly with Steiner's theorem. For practical handling, it may in most cases be sufficiently accurate to relate the axial and polar area moments of inertia to the centroid areas.

Es kann vorteilhaft sein, dass der Bügel aus einem Stück gefertigt ist. Das bedeutet, dass der Vorderabschnitt, der Basisabschnitt und der Stützabschnitt aus einem stofflich zusammenhängenden Material bestehen. Der Bügel kann in der Seitenansicht (xz-Ebene) L-förmig ausgebildet sein, wobei sich der lange Schenkel in -x-Richtung erstreckt und den Basisabschnitt und den Vorderabschnitt umfasst. Der kurze Schenkel kann sich in z-Richtung erstrecken und den Stützabschnitt umfassen. Das Gelenk kann vorteilhaft als Festkörpergelenk ausgeführt sein. Ein Festkörpergelenk kann in bekannter Weise eine oder mehrere Schwächungen des Materialquerschnitts aufweisen. Eine Schwächung des Materialquerschnitts kann vorteilhaft im Knie des Bügels vorgesehen sein. Das Knie des Bügels ist die Stelle an welcher sich der Basisabschnitt an den Stützabschnitt anschließt. Bei einem L-förmigen Bügel kann das die Stelle sein, an welcher sich die beiden Schenkel treffen.It may be advantageous that the bracket is made in one piece. This means that the front portion, the base portion and the support portion made of a material-related material. The bracket may be L-shaped in the side view (xz-plane), wherein the long leg extends in the -x direction and includes the base portion and the front portion. The short leg may extend in the z-direction and comprise the support section. The joint can advantageously be designed as a solid-body joint. A solid-state joint may, in a known manner, have one or more weakenings of the material cross-section. A weakening of the material cross-section can be advantageously provided in the knee of the bracket. The knee of the stirrup is the point at which the base portion adjoins the support portion. For an L-shaped bracket, this may be the location where the two legs meet.

In einer weiteren ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform kann ein erster Teil des Bügels umfassend den Kraftübertragungsabschnitt, den Biegebalkenabschnitt und den Basisabschnitt aus einem ersten Stück gefertigt sein. Der Stützabschnitt kann aus einem zweiten Stück gefertigt sein, welches stofflich nicht mit dem ersten Teil zusammenhängt. Der erste Teil des Bügels kann im Bereich des Basisabschnitts auf dem Stützabschnitt aufliegt. Das Gelenk kann dann vorteilhaft in oben beschriebener Weise als Auflager ausgebildet sein.In a further likewise advantageous embodiment, a first part of the strap comprising the force transmission section, the bending beam section and the base section can be manufactured from a first piece. The support portion may be made of a second piece, which is not materially related to the first part. The first part of the bracket can rest on the support section in the area of the base section. The joint can then be advantageously designed in the manner described above as a support.

Der Bügel kann vorteilhaft aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Beispielsweise können Edelstahl, Stahl oder Aluminium geeignet sein. Um einen Kurzschluss zu vermeiden, kann an zwischen dem Trägerelement und der Wärmeabgabefläche und/oder zwischen dem Deckel und dem Kraftübertragungsabschnitt und/oder zwischen dem Stützabschnitt und dem Trägerelement jeweils eine elektrisch isolierende Zwischenschicht vorgesehen sein. An weiteren Stellen kann ebenfalls eine elektrische Isolation vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Schraube als Spannelement mit einer Isolierbuchse gegenüber dem Bügel elektrisch isoliert werden.The bracket can advantageously consist of a metallic material. For example, stainless steel, steel or aluminum may be suitable. In order to avoid a short circuit, an electrically insulating intermediate layer can be provided between the carrier element and the heat-dissipating surface and / or between the cover and the force-transmitting section and / or between the support section and the carrier element. In other places, an electrical insulation can also be provided. For example, a screw can be electrically isolated as a clamping element with a Isolierbuchse opposite the bracket.

Der Biegebalkenabschnitt kann eine Breite b und eine Höhe h aufweisen, wobei das Verhältnis der Höhe h zur Breite b des Biegebalkenabschnitts einen Wert zwischen 1:3 und 3:1 aufweist. Der Biegebalkenabschnitt kann beispielsweise vorteilhaft eine Breite zwischen 2 mm und 8 mm und eine Höhe zwischen 2 mm und 8 mm aufweisen. Während bekannte Bügel aus Blech zum Festklemmen von Leistungstransistoren nach dem bisherigen Stand der Technik mit einem Verhältnis von Höhe zu Breite von beispielsweise 1:10 nur eine geringe Andruckkraft aufbringen können, kann sich das genannte Aspektverhältnis des erfindungsgemäßen Biegebalkenabschnitts als besonders vorteilhaft zum Befestigen von Diodenlaserelementen erweisen. Vorteilhaft ist eine Andruckkraft zwischen 0,1 kN und 20kN, besonders vorteilhaft zwischen 0,2kN und 15kN. Praktisch ganz besonders vorteilhaft hat sich eine Andruckkraft zwischen 0,5kN und 5kN erwiesen. Obwohl ein über den größten Teil der Länge konstanter Querschnitt des Biegebalkenabschnitts vorteilhaft sein kann, kann der Biegebalkenabschnitt auch einen entlang der Länge (x Richtung) variablen Querschnitt aufweisen.The bending beam portion may have a width b and a height h, wherein the ratio of the height h to the width b of the bending beam portion is a value between 1: 3 and 3: 1 having. For example, the bending beam section may advantageously have a width between 2 mm and 8 mm and a height between 2 mm and 8 mm. While known bracket made of sheet metal for clamping power transistors of the prior art with a height-to-width ratio of, for example 1:10 can apply only a small pressure, the said aspect ratio of the bending beam portion of the invention may prove to be particularly advantageous for attaching diode laser elements. A pressure force between 0.1 kN and 20 kN, particularly advantageously between 0.2 kN and 15 kN, is advantageous. Practically very particularly advantageous has a pressure between 0.5kN and 5kN proven. Although a constant cross-section of the flexbeam section over most of the length may be advantageous, the flexbeam section may also have a variable cross-section along the length (x direction).

Der Stützabschnitt kann auf dem Trägerelement flächig aufliegen. Das muss aber nicht notwendigerweise so sein. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Stützabschnitt auf dem Trägerelement linienförmig oder punktförmig aufliegen. Eine linienförmiges Fußauflager kann beispielsweise durch einen abgerundeten Fuß des Stützabschnitts bewerkstelligt werden oder durch einen abgeschrägten Fuß, wobei der Stützabschnitt auf einer Fußkante auf dem Trägerelement aufliegen kann. Als Fuß ist hier der untere Abschnitt des Stützabschnitts zu verstehen, der auf dem Trägerelement aufliegen kann. Ein linienförmiges Fußauflager kann man beispielsweise auch dadurch bewerkstelligen, dass der Bügel in o. g. Weise aus zwei Teilen besteht, wobei der Stützabschnitt walzenförmig, d. h. als Rundstab bzw. Rundstababschnitt mit der Achse in y-Richtung ausgebildet ist. Analog kann man ein punktförmiges Fußauflager durch eine kugelförmige Ausbildung des Stützabschnitts bewirken.The support portion can rest flat on the support element. But that does not necessarily have to be the case. In a further preferred embodiment, the support portion may rest linearly or punctiformly on the carrier element. A linear footrest can be accomplished, for example, by a rounded foot of the support section or by a bevelled foot, wherein the support section can rest on a foot edge on the support element. As a foot here is the lower portion of the support portion to understand, which can rest on the support member. A linear Fußauflager can be accomplished, for example, also by the fact that the bracket in the above manner consists of two parts, wherein the support portion like a roller, ie as a round rod or round rod portion is formed with the axis in the y-direction. Similarly, one can effect a punctiform Fußauflager by a spherical configuration of the support portion.

Bezüglich der x-Koordinate kann das Fußauflager gegenüber der Drehachse des Gelenks in Richtung Laserelement (-x-Richtung) vorverlagert sein. Das kann den Vorteil haben, dass eine Querkraft in x-Richtung infolge der Durchbiegung des Bügels und/oder der Rückstellkraft des Gelenks kompensiert werden können. Der Bügel kann also mit seinem Stützabschnitt mit einem punkt- oder linienförmigen Fußauflager auf dem Trägerelement aufliegen. Dieses Auflager kann eine direkte Auflage sein, oder es kann ein Distanzstück dazwischen gelegt sein. Das Fußauflager kann dabei in einer Projektion auf eine zur Wärmeabgabefläche parallelen Ebene gegenüber der Drehachse des Gelenks in Richtung des Laserelements (-x-Richtung) vorverlagert sein.With regard to the x-coordinate, the footrest can be advanced relative to the axis of rotation of the joint in the direction of the laser element (-x direction). This can have the advantage that a transverse force in the x-direction can be compensated as a result of the deflection of the bracket and / or the restoring force of the joint. The bracket can therefore rest with its support portion with a point or linear Fußauflager on the support element. This support may be a direct support, or a spacer may be placed therebetween. The Fußauflager can be vorverlagert in a projection on a plane parallel to the heat dissipation surface with respect to the axis of rotation of the joint in the direction of the laser element (-x direction).

Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Lösung sein, wenn mehrere Diodenlaserelemente nebeneinander auf einem gemeinsamen Trägerelement angeordnet sind. Für jedes Diodenlaserelement kann jeweils ein Bügel vorgesehen sein. Vorteilhaft kann es sein, wenn für jeden Bügel wenigstens oder genau ein Spannelement vorgesehen ist. Dann können nämlich die Diodenlaserelemente unabhängig voneinander befestigt werden. Natürlich können die Stützabschnitte mehrerer Bügel als Abschnitte eines gemeinsamen zusammenhängenden Teils, beispielsweise eines Rundstabs ausgebildet sein. Die Basisabschnitte und Vorderabschnitt sowie auch die Spannelemente können jedoch vorteilhafterweise jeweils genau einem Diodenlaserelement zugeordnet ausgebildet sein.The solution according to the invention can be particularly advantageous if a plurality of diode laser elements are arranged side by side on a common carrier element. For each diode laser element, a bracket may be provided in each case. It may be advantageous if at least or exactly one clamping element is provided for each bracket. Then, namely, the diode laser elements can be attached independently. Of course, the support portions of a plurality of brackets may be formed as portions of a common contiguous portion, such as a round bar. However, the base sections and the front section as well as the clamping elements can advantageously be designed to be associated with exactly one diode laser element in each case.

Das Spannelement kann zum Zwecke des Spannens ein Gewinde mit einer Gewindesteigung aufweisen. Das kann beispielsweise eine Schraube sein. Das Spannelement kann ebenso als Gewindebolzen ausgebildet sein, der beispielsweise im Trägerelement verankert ist und eine Mutter zum Spannen aufweist. Der Bügel erfährt beim Spannen eine elastische Verformung. Die elastische Verformung kann am Ort der Gewindeansatzfläche größer sein als ein Viertel der Gewindesteigung. In fachmännischer Weise kann der Biegebalkenabschnitt dafür geeignet dimensioniert werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Befestigung des Diodenlaserelements nicht lockern kann, wenn es zu einer Relaxation der Schraubverbindung kommen sollte. Die elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts kann vorzugsweise im Maximum größer ist als 0,1 mm sein. Man kann die Durchbiegung auch als Krümmungsradius ausdrücken. Der minimale Krümmungsradius des Bügels kann vorteilhafterweise kleiner als 5 m, besonders vorteilhaft kleiner als 2m vorgesehen werden. Praktisch als ganz besonders vorteilhaft hat sich ein minimaler Krümmungsradius zwischen 0,1 m und 1 m erwiesen. Der minimale Krümmungsradius kann dabei im Biegebalkenabschnitt auftreten. Vorteilhaft kann der Bügel so dimensioniert sein, dass der Biegeradius im Basisabschnitt und im starren Abschnitt mindestens doppelt so groß ist wie der minimale Biegeradius im Biegebalkenabschnitt. Vorteilhafterweise kann der Bügel so bemessen sein, dass im Stützabschnitt keine Durchbiegung auftritt.The clamping element may have a thread with a pitch for the purpose of clamping. This can be for example a screw. The clamping element may also be formed as a threaded bolt, which is anchored for example in the support member and having a nut for clamping. The bracket undergoes an elastic deformation during clamping. The elastic deformation may be greater than a quarter of the thread pitch at the location of the threaded attachment surface. In an expert manner, the bending beam section can be suitably dimensioned for this purpose. This can ensure that the attachment of the diode laser element can not loosen, if it should come to a relaxation of the screw. The elastic deflection of the bending beam section may preferably be greater than 0.1 mm at the maximum. You can also express the deflection as the radius of curvature. The minimum radius of curvature of the stirrup can advantageously be less than 5 m, particularly advantageously less than 2 m. Practically as very particularly advantageous, a minimum radius of curvature between 0.1 m and 1 m has been found. The minimum radius of curvature can occur in the bending beam section. Advantageously, the bracket can be dimensioned so that the bending radius in the base portion and the rigid portion is at least twice as large as the minimum bending radius in the bending beam section. Advantageously, the bracket may be sized so that no deflection occurs in the support section.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Befestigung eines Diodenlaserelements auf einem Trägerelement mittels eines Bügels vorgeschlagen. Das Diodenlaserelement umfasst wenigstens einen Diodenlaserbarren mit wenigstens einer ersten Kontaktfläche und einer zweiten Kontaktfläche, einen ersten Wärmeleitkörper, welcher thermisch und elektrisch mit der ersten Kontaktfläche verbunden ist und eine Wärmeabgabefläche aufweist. Das Diodenlaserelement umfasst weiterhin einen Deckel mit einer Druckfläche. Der Bügel umfasst einen Vorderabschnitt mit einer Vorderkante, einen Basisabschnitt, und einen Stützabschnitt. Der Vorderabschnitt umfasst einen Kraftübertragungsabschnitt mit einer Kraftübertragungsfläche und einen Biegebalkenabschnitt. Zwischen dem Stützabschnitt und dem Basisabschnitt ist ein Gelenk vorgesehen. Zwischen der Kraftübertragungsfläche und der der Druckfläche ist Winkel α vorhanden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

  1. a) Bereitstellen des Diodenlaserelements des Trägerelements und des Bügels,
  2. b) Anordnen des Diodenlaserelements auf dem Trägerelement,
  3. c) Bereitstellen eines Spannelements,
  4. d) Spannen des Spannelements.
Furthermore, a method for fixing a diode laser element on a support element by means of a bracket is proposed. The diode laser element comprises at least one diode laser bar having at least a first contact area and a second contact area, a first heat conduction body which is thermally and electrically connected to the first contact area and has a heat dissipation area. The diode laser element further comprises a lid with a pressure surface. The bracket includes a front portion having a front edge, a base portion, and a support portion. The front portion includes a power transmission portion having a power transmission surface and a bending beam portion. Between the support portion and the base portion, a hinge is provided. Angle α is present between the force transmission surface and the pressure surface. The method according to the invention comprises the following steps:
  1. a) providing the diode laser element of the carrier element and of the bracket,
  2. b) arranging the diode laser element on the carrier element,
  3. c) providing a tensioning element,
  4. d) clamping the clamping element.

Beim Spannen des Spannelements tritt eine Verformung des Gelenks ein. Dabei drückt die Vorderkante des Bügels zuerst auf den Deckel. Das Diodenlaserelement kann so angeordnet sein, dass sich die Vorderkante bezüglich der Kraftrichtung -z an einer Stelle über dem Diodenlaserbarren befindet. Das bedeutet, dass in einer Projektion in z-Richtung die Vorderkante eine Linie darstellt, die innerhalb des Grundrisses des Diodenlaserbarrens liegt oder diesen schneidet. Beim Spannen tritt weiterhin eine elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts ein. Einhergehend mit der Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts verändert sich der Winkel α. Dabei kann das Spannelement so stark gespannt werden, dass der Winkel α Null wird. Das bedeutet, dass der Kraftübertragungsabschnitt nicht mehr linienförmig auf die Druckfläche drückt, sondern dann flächig auf dem Deckel aufliegt.When clamping the clamping element occurs a deformation of the joint. The front edge of the bracket first presses on the lid. The diode laser element may be arranged so that the leading edge is at a location above the diode laser bar with respect to the direction of force -z. That is, in a projection in the z-direction, the leading edge represents a line that lies within or intersects the outline of the diode laser bar. During clamping, an elastic deflection of the bending beam section continues to occur. Along with the deflection of the bending beam section, the angle α changes. In this case, the clamping element can be stretched so strong that the angle α is zero. This means that the power transmission section no longer presses linearly on the pressure surface, but then rests flat on the lid.

Der mittels einer Spannvorrichtung gespannte Bügel kann zur Befestigung eines Diodenlaserelements auf einem Träger verwendet werden, wobei die Spannvorrichtung ein Gewinde mit einer Gewindesteigung aufweist und der Bügel beim Spannen eine Verformung erfährt, welche größer ist als ein Viertel der Gewindesteigung. The tensioned by a tensioner strap can be used to attach a diode laser element on a support, wherein the tensioning device has a thread with a pitch and the bracket undergoes a deformation during clamping, which is greater than a quarter of the thread pitch.

Dabei können mehrere Bügel vorgesehen sein, wobei jedem Bügel ein Spannelement zugeordnet ist und mit jedem Bügel ein Diodenlaserelement befestigt wird und die Diodenlaserelemente auf dem Träger nebeneinander angeordnet sind.In this case, a plurality of brackets may be provided, wherein each bracket is associated with a clamping element and with each bracket a diode laser element is attached and the diode laser elements are arranged on the support side by side.

Figurenlistelist of figures

Die Figuren zeigen Folgendes:

  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel;
  • 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel;
  • 3 zeigt das erste, ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel;
  • 4 zeigt einen ungespannten einteiligen Bügel eines vierten Ausführungsbeispiels;
  • 5 zeigt den gespannten Bügel des vierten Ausführungsbeispiels;
  • 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel mit mehreren Laserelementen;
  • 7 zeigt einen Bügel eines sechsten Ausführungsbeispiels;
  • 8 zeigt einen Bügel eines siebenten Ausführungsbeispiels;
  • 9 zeigt einen zweiteiligen Bügel eines achten Ausführungsbeispiels;
  • 10 zeigt einen zweiteiligen Bügel eines neunten Ausführungsbeispiels;
  • 11 zeigt einen einteiligen Bügel mit abgerundetem Fuß eines zehnten Ausführungsbeispiels;
  • 12 zeigt einen einteiligen Bügel mit abgeschrägtem Fuß eines elften Ausführungsbeispiels;
  • 13 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel;
  • 14 zeigt ein dreizehntes Ausführungsbeispiel mit zwei Gelenken.
The figures show the following:
  • 1 shows a first embodiment;
  • 2 shows the first embodiment;
  • 3 shows the first, a second and a third embodiment;
  • 4 shows an unstressed one-piece bracket of a fourth embodiment;
  • 5 shows the tensioned bracket of the fourth embodiment;
  • 6 shows a fifth embodiment with multiple laser elements;
  • 7 shows a bracket of a sixth embodiment;
  • 8th shows a bracket of a seventh embodiment;
  • 9 shows a two-part bracket of an eighth embodiment;
  • 10 shows a two-part bracket of a ninth embodiment;
  • 11 shows a one-piece bracket with rounded foot of a tenth embodiment;
  • 12 shows a one-piece bracket with a tapered foot of an eleventh embodiment;
  • 13 shows a twelfth embodiment;
  • 14 shows a thirteenth embodiment with two joints.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lasermoduls 1 ist in 1 in einer Seitenansicht (xz-Ebene) mit Blickrichtung y und in 2 in einer Draufsicht (xy-Ebene) mit Blickrichtung -z dargestellt. Es ist ein Diodenlaserelement 3 auf ein Trägerelement 2 mit einem Bügel 4 aufgeklemmt. Der Bügel ist mit einer Schraube 5 als Spannelement gespannt. Dadurch drückt der Bügel mit seinem Kraftübertragungsabschnitt 16 mit einer Kraft 29 auf den Deckel 14 des Laserelements. Das Trägerelement ist als Wärmesenke ausgebildet, wobei zur Wärmeableitung Kühlkanäle (nicht dargestellt) im Inneren des Trägerelements vorgesehen sind. Ein Kühlmittel kann über Kühlmittelanschlüsse 35 zu- und abgeführt werden. Der Bügel ist L-förmig gestaltet und weist zwei Schenkel auf, die über ein Gelenk 25 verbunden sind, welches in diesem Beispiel als Festkörpergelenk ausgebildet ist. Der kürzere Schenkel bildet den Stützabschnitt 23, welcher eine Stützkraft in -z-Richtung auf das Trägerelement ableitet. Der längere Schenkel des Bügels kann unterteilt werden in einen Basisabschnitt 22, der sich vom Gelenk in -y-Richtung bis zur Schraube erstreckt, und einen sich anschließenden Vorderabschnitt 21, der sich in -z-Richtung jenseits der Schraube bis zum Diodenlaserelement erstreckt. Der Vorderabschnitt wiederum kann unterteilt werden in einen starren Abschnitt 20, einen Biegebalkenabschnitt 19 und den Kraftübertragungsabschnitt 16. In der Seitenansicht in 1 ist der lange Schenkel durch die Spannkraft der Schraube durchgebogen. In der Draufsicht in 2 sieht man eine erste Verjüngung 30, d. h. eine Verringerung der Breite des Bügels vom starren Abschnitt 20 zum Biegebalkenabschnitt 19. Außerdem sieht man eine zweite Verjüngung 31, d. h. eine Verringerung der Breite des Bügels vom Kraftübertragungsabschnitt 16 zum Biegebalkenabschnitt 19.A first embodiment of a laser module according to the invention 1 is in 1 in a side view (xz-plane) with viewing direction y and in 2 in a plan view (xy plane) with viewing direction -z shown. It is a diode laser element 3 on a support element 2 with a strap 4 clamped. The hanger is with a screw 5 clamped as a clamping element. As a result, the bracket presses with its power transmission section 16 with a force 29 on the lid 14 of the laser element. The support member is formed as a heat sink, wherein for the heat dissipation cooling channels (not shown) are provided in the interior of the support member. A coolant can via coolant connections 35 be added and removed. The bracket is L-shaped and has two legs, which have a joint 25 are connected, which is formed in this example as a solid-state joint. The shorter leg forms the support section 23 , which derives a supporting force in -z direction on the support element. The longer leg of the stirrup can be divided into a base section 22 extending from the hinge in the -y direction to the screw, and a subsequent front section 21 extending in -z direction beyond the screw to the diode laser element. The front section in turn can be subdivided into a rigid section 20 , a bending beam section 19 and the power transmission section 16 , In the side view in 1 the long leg is bent by the clamping force of the screw. In the plan view in 2 you see a first rejuvenation 30 ie a reduction in the width of the stirrup from the rigid section 20 to the bending beam section 19 , You can also see a second rejuvenation 31 ie a reduction in the width of the bracket from the power transmission section 16 to the bending beam section 19 ,

In 3 ist das Lasermodul 1 des ersten Ausführungsbeispiels in der Seitenansicht vor dem Zusammenbau dargestellt. Der längere waagerecht dargestellte Schenkel des Bügels 4 mit dem Basisabschnitt 22 und dem Vorderabschnitt 21, ist vor dem Zusammenbau noch nicht durchgebogen. Die Schraube 5 ist mit einer Unterlegscheibe 6 versehen, die hernach die Spannkraft der Schraube auf die Spannelementansatzfläche 24 des Bügels 4 überträgt.In 3 is the laser module 1 of the first embodiment shown in the side view prior to assembly. The longer horizontal leg of the strap 4 with the base section 22 and the front section 21 , is not bent before assembly. The screw 5 is with a washer 6 Afterwards, the clamping force of the screw on the clamping element attachment surface 24 of the temple 4 transfers.

Das Diodenlaserelement 3 besteht aus einem Diodenlaserbarren 8, einem ersten Wärmeleitkörper 11 und einem Deckel 14, welcher außerhalb des Laserbarrens, in diesem Falle hinter dem Laserbarren, über eine elektrisch isolierende Fügemittelschicht 13 mit dem ersten Wärmeleitkörper verbunden ist. Dabei weist der Laserbarren eine erste Kontaktfläche 9 und eine zweite Kontaktfläche 10auf. Die erste Kontaktfläche ist mit dem ersten Wärmeleitkörper elektrisch verbunden und die zweite Kontaktfläche ist mit dem Deckel verbunden. Außerdem kann ein Temperatursensor (nicht dargestellt) am Diodenlaserelement angebracht sein. das Diodenlaserelement weist eine Wärmeabgabefläche 12 auf, welche die Unterseite des ersten Wärmeleitkörpers 11 ist. Diese Wärmeabgabefläche wird über eine zwischengelegte elektrische Isolationsschicht 36 auf das Trägerelement 2 aufgesetzt. Als elektrische Isolationsschicht wird in diesem Fall eine Wärmeleitfolie verwendet. In einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels wird das Diodenlaserelement direkt ohne zwischengelegte Wärmeleitfolie auf das Trägerelement aufgesetzt. Der Deckel 14 weist eine Druckfläche 15 auf, welche auf der Oberseite des Deckels liegt und zur Aufnahme der Andruckkraft des Bügels bestimmt ist. Der Bügel weist dazu eine Kraftübertragungsfläche 18 auf, welche sich an der Unterseite des Kraftübertragungsabschnitts 16 befindet. Zwischen der Druckfläche und der Kraftübertragungsfläche ist eine elektrische Isolationsschicht 36 vorgesehen, die natürlich weggelassen werden kann, falls keine elektrische Isolation des Deckels zum Bügel erforderlich ist. Im ersten Ausführungsbeispiel ist kein Distanzstück vorhanden (37 nicht bestückt).The diode laser element 3 consists of a diode laser bar 8th , a first heat-conducting body 11 and a lid 14 , which outside of the laser bar, in this case behind the laser bar, via an electrically insulating joint layer 13 is connected to the first heat conducting body. In this case, the laser bar has a first contact surface 9 and a second contact surface 10. The first contact surface is electrically connected to the first heat conducting body and the second contact surface is connected to the lid. In addition, a temperature sensor (not shown) may be attached to the diode laser element. the diode laser element has a heat dissipation surface 12 on which the underside of the first Wärmeleitkörpers 11 is. This heat transfer surface is over an interposed electrical insulation layer 36 on the carrier element 2 placed. As the electrical insulation layer, a heat conducting film is used in this case. In a modification of the first embodiment is the diode laser element is placed directly on the support element without interposed heat conducting foil. The lid 14 has a printing surface 15 which is located on the top of the lid and is intended to receive the pressing force of the bracket. The bracket has to a power transmission surface 18 on, which is at the bottom of the power transmission section 16 located. Between the pressure surface and the force transmission surface is an electrical insulation layer 36 provided, of course, can be omitted if no electrical insulation of the lid is required to the bracket. In the first embodiment, no spacer is present (37 not equipped).

In einem zweiten ebenfalls in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Distanzstück 37 vorgesehen, welches zwischen den Fuß 32 des Stützabschnitts 23 des Bügels 4 und das Trägerelement 2 eingebracht wird, um den Bügel um die Höhe des Distanzstücks erhöht aufstellen zu können. Auf diese Weise kann der Bügel mit einer höheren Spannkraft betrieben werden, ohne dass der Stützabschnitt verlängert werden müsste.In a second also in 3 illustrated embodiment is a spacer 37 provided, which between the foot 32 of the support section 23 of the temple 4 and the carrier element 2 is introduced in order to raise the bracket raised by the height of the spacer can. In this way, the bracket can be operated with a higher clamping force without the support section would have to be extended.

In einem dritten Ausführungsbeispiel ist das Distanzstück 37 elektrisch isolierend ausgeführt. Die Unterlegscheibe 6 ist elektrisch isolierend als Isolierbuchse ausgebildet. Der Bügel ist mit der Kraftübertragungsfläche 18 ohne elektrisch isolierende Schicht direkt auf die Druckfläche 15 des Deckels aufgesetzt, so dass der Bügel zur Zuführung des Betriebsstromes an den Deckel des Diodenlaserelements benutzt werden kann.In a third embodiment, the spacer 37 designed electrically insulating. The washer 6 is electrically insulating designed as insulating bushing. The bracket is with the power transmission surface 18 without electrically insulating layer directly on the printing surface 15 the lid placed so that the bracket for supplying the operating current to the lid of the diode laser element can be used.

Anhand 4 und 5 wird das erfindungsgemäße Verfahren an einem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In 4 ist der bereitgestellte Bügel 4 dargestellt. Im Stützabschnitt 23 ist eine gedachte Mittellinie 40 eingezeichnet. Im waagerechten längeren Schenkel ist eine Mittellinie 38 eingezeichnet, die hernach die Biegelinie darstellen wird. Das Gelenk 25 ist als Festkörpergelenk ausgebildet. Zu diesem Zweck sind zwei Schwachstellen 26 des Materialquerschnitts hergestellt worden, die mit einer geringen Kraft gebogen werden können. In der dargestellten Ausführung kann das Gelenk als Drehgelenk um eine y-Richtung angenommen werden. Die Drehachse kann näherungsweise im Schnittpunkt der Linien 38 und 40 angenommen werden. Genauer lässt sich die Lage der Drehachse durch eine FEM-Simulation des Festkörpergelenks bestimmen. Die Kraftübertragungsfläche 18 weist eine Vorderkante 17 auf.Based 4 and 5 the method according to the invention is illustrated in a fourth embodiment. In 4 is the provided strap 4 shown. In the support section 23 is an imaginary midline 40 located. In the horizontal longer thigh is a center line 38 which will later represent the bending line. The joint 25 is designed as a solid-body joint. There are two weak points for this purpose 26 made of material cross section, which can be bent with a small force. In the illustrated embodiment, the hinge may be assumed to be a hinge about a y-direction. The axis of rotation can be approximately at the intersection of the lines 38 and 40 be accepted. More precisely, the position of the axis of rotation can be determined by a FEM simulation of the solid-state joint. The transmission area 18 has a leading edge 17 on.

5 zeigt nun den mit einer Spannkraft 7 gespannten Bügel 4. Der Übersichtlichkeit halber ist das Spannelement (Schraube) nicht dargestellt, sondern nur die Spannkraft. Beim Spannen des Spannelements wird nun der Bügel zunächst im Gelenk nachgeben, so dass sich der Winkel zwischen dem langen Schenkel und dem kurzen Schenkel ändert. Der Basisabschnitt 22 dreht sich also gegenüber dem Stützabschnitt 23 in der Drehachse des Gelenks 25. Dadurch setzt zuerst die Vorderkante 17 des Bügels auf den Deckel 14 des Laserelements 3 auf. Das Aufsetzen der Vorderkante 17 funktioniert hier, weil das Gelenk 25 in einer größeren Höhe über dem Trägerelement 2 angeordnet ist als die Höhe des Laserelements hL . Bis zum Aufsetzen ist der Biegebalkenabschnitt 19 noch nicht durchgebogen. Beim weiteren Spannen wird nun der Biegebalkenabschnitt durchgebogen und das Gelenk dreht noch weiter. Die Durchbiegung wird durch eine Hilfsgerade 39 veranschaulicht, die im Basisabschnitt parallel zur Biegelinie 38 eingezeichnet ist. Mit dem weiteren Spannen geht eine Verringerung des Winkels α zwischen der Kraftübertragungsfläche und der Druckfläche einher. Man kann den Bügel so weit spannen, dass die Kraftübertragungsfläche flächig auf der Druckfläche zu liegen kommt. Wenn man den Bügel nicht ganz so weit spannt, kann man andererseits einen linienförmigen Krafteintrag in das Diodenlaserelement 3 an der Vorderkante 17 des Bügels bewirken. Die Vorderkante 17 befindet sich in -z-Richtung über dem Laserbarren 8. Das kann von Vorteil sein, weil man dadurch einem schnabelähnlichen Aufgehen des Laserelements, bei welchem sich der Deckel im vorderen Bereich vom Laserbarren abheben kann, vorbeugen kann. 5 now shows the with a clamping force 7 tense strap 4 , For clarity, the clamping element (screw) is not shown, but only the clamping force. When tightening the clamping element, the bracket will initially yield in the joint, so that the angle between the long leg and the short leg changes. The base section 22 So it turns against the support section 23 in the axis of rotation of the joint 25 , This sets first the leading edge 17 of the strap on the lid 14 of the laser element 3 on. The placement of the front edge 17 works here because the joint 25 at a greater height above the support element 2 is arranged as the height of the laser element h l , Until touchdown is the bending beam section 19 not yet bent. Upon further tightening, the bending beam section is now deflected and the joint continues to rotate. The deflection is made by an auxiliary straight line 39 illustrated in the base section parallel to the bending line 38 is drawn. The further tightening is accompanied by a reduction in the angle α between the force transmission surface and the pressure surface. You can stretch the bracket so far that the power transmission surface comes to lie flat on the printing surface. On the other hand, if one does not stretch the yoke quite so far, one can create a linear force entry into the diode laser element 3 at the front edge 17 effect of the temple. The leading edge 17 is in the -z direction above the laser bar 8th , This can be advantageous because it can thereby prevent a beak-like rising of the laser element, in which the lid can lift off the laser bar in the front region.

6 zeigt als fünftes Ausführungsbeispiel ein Lasermodul 1, bei welchem mehrere Diodenlaserelemente 3 auf einem gemeinsamen Trägerelement 2 befestigt sind. Jedem Diodenlaserelement 3 ist ein Bügel 4 zugeordnet. Jedem Bügel 4 ist jeweils eine Schraube 5 als Spannelement zugeordnet. 6 shows as a fifth embodiment, a laser module 1 in which a plurality of diode laser elements 3 on a common carrier element 2 are attached. Each diode laser element 3 is a strap 4 assigned. Every hanger 4 is each a screw 5 assigned as a clamping element.

7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel, bei dem der Biegebalkenabschnitt 19 einen in z-Richtung variablen Querschnitt aufweist. 7 shows a sixth embodiment, in which the bending beam section 19 has a variable in the z direction cross-section.

8 zeigt ein siebentes Ausführungsbeispiel in dem der gesamte Vorderabschnitt 21 und der Basisabschnitt 22 eine gleiche konstante Breite (Ausdehnung in y-Richtung) aufweisen. 8th shows a seventh embodiment in which the entire front portion 21 and the base section 22 have a same constant width (extension in the y direction).

9 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel, bei welchem der Stützabschnitt 23 als zweites Teil in Form eines Rundstabes ausgeführt ist. Das Gelenk ist dabei als Auflager 27 ausgebildet. Das Spannelement ist hier als Gewindebolzen ausgeführt und wird mit einer Mutter gespannt. Gewindebolzen und Mutter bilden hier das Spannelement 5. In einer Abwandlung des achten Ausführungsbeispiels ist als Stützabschnitt 23 eine Kugel vorgesehen. 9 shows an eighth embodiment, in which the support portion 23 is designed as a second part in the form of a round rod. The joint is as a support 27 educated. The clamping element is designed here as a threaded bolt and is clamped with a nut. Threaded bolt and nut form the clamping element here 5 , In a modification of the eighth embodiment is as a support portion 23 provided a ball.

10 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel, bei welchem der Stützabschnitt ein linienförmiges Auflager 33 auf dem Trägerelement hat. Dazu ist ein abgerundeter Fuß 33 vorgesehen. 10 shows a ninth embodiment, wherein the support portion is a linear support 33 has on the support element. This is a rounded foot 33 intended.

11 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel. Das Gelenk 25 ist hier als Festkörpergelenk mit zwei Schwachstellen 26 des Materialquerschnitts ausgebildet. Der Stützabschnitt hat ein linienförmiges Auflager 33 auf dem Trägerelement. Dazu ist ein abgerundeter Fuß vorgesehen, der auch als ein zweites Gelenk betrachtet werden kann. Das Fußauflager 33 wird hier allerdings nicht notwendigerweise als Drehgelenk benutzt. Es dient vorrangig dazu, eine überbestimmte flächige Auflage des Stützabschnitts auf dem Trägerelement zu vermeiden. 11 shows a tenth embodiment. The joint 25 is here as a solid-state joint with two vulnerabilities 26 formed of the material cross-section. The support section has a linear support 33 on the carrier element. For this purpose, a rounded foot is provided, which can also be considered as a second joint. The footrest 33 however, it is not necessarily used as a hinge here. It serves primarily to avoid an over-determined areal support of the support portion on the support element.

12 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel mit einem abgeschrägten Fuß 34 des Stützabschnitts, der auf einer Fußkante auf dem Trägerelement aufliegt. Das Fußauflager 34 ist linienförmig ausgebildet. Das Gelenk 25 ist als Festkörpergelenk ausgebildet und weist eine Schwachstelle 26 des Materialquerschnitts auf. Die Drehachse 28 des Gelenks 25 kann etwa in der Mitte des geschwächten Materialquerschnitts parallel zur y-Richtung angenommen werden. Bezüglich der x-Koordinate ist das Fußauflager 34 gegenüber der Drehachse des Gelenks in Richtung Laserelement (-x-Richtung) vorverlagert. Dieses Auflager ist eine direkte Auflage, in einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels kann ein Distanzstück dazwischen gelegt sein. Das Fußauflager 34 kann also in einer Projektion auf eine zur Wärmeabgabefläche parallelen Ebene (d. h. in einer Projektion auf eine xy-Ebene) gegenüber der Drehachse 28 des Gelenks in -x-Richtung, d. h. in Richtung des hier nicht dargestellten Laserelements bzw. in Richtung des Kraftübertragungsabschnitts 16 vorverlagert sein. 12 shows an eleventh embodiment with a bevelled foot 34 the support portion which rests on a foot edge on the support element. The footrest 34 is linear. The joint 25 is designed as a solid-body joint and has a weak spot 26 of the material cross section. The rotation axis 28 of the joint 25 can be assumed approximately in the middle of the weakened material cross-section parallel to the y-direction. Regarding the x-coordinate, the footrest is 34 relative to the axis of rotation of the joint in the direction of the laser element (-x direction) vorverlagert. This support is a direct support, in a modification of this embodiment, a spacer may be interposed therebetween. The footrest 34 Thus, in a projection on a plane parallel to the heat dissipation surface (ie in a projection on an xy plane) relative to the axis of rotation 28 the joint in -x direction, ie in the direction of the laser element not shown here or in the direction of the power transmission section 16 be relocated.

13 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel mit einem pyramidenförmigen Stützabschnitt 23. 13 shows a twelfth embodiment with a pyramidal support portion 23 ,

14 zeigt ein dreizehntes Ausführungsbeispiel mit einem Stützabschnitt 23, der als Kugel ausgebildet ist. 14 shows a thirteenth embodiment with a support portion 23 which is designed as a ball.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
Vorrichtung zur Emission von Laserstrahlung (Lasermodul)Device for emitting laser radiation (laser module)
2.Second
Trägerelementsupport element
3.Third
Diodenlaserelementdiode element
4.4th
Bügelhanger
5.5th
Spannelement, SchraubeClamping element, screw
6.6th
Unterlegscheibewasher
7.7th
Spannkrafttension
8.8th.
Diodenlaserbarrendiode laser bars
9.9th
erste Kontaktflächefirst contact surface
10.10th
zweite Kontaktflächesecond contact surface
11.11th
erster Wärmeleitkörperfirst heat-conducting body
12.12th
WärmeabgabeflächeHeat transfer surface
13.13th
elektrisch isolierende Fügemittelschichtelectrically insulating joining agent layer
14.14th
Deckelcover
15.15th
Druckflächeprint area
16.16th
KraftübertragungsabschnittPower transmission section
17.17th
Vorderkanteleading edge
18.18th
KraftübertragungsflächeForce transmission surface
19.19th
BiegebalkenabschnittBending beam section
20.20th
starrer Abschnittrigid section
21.21st
Vorderabschnittfront section
22.22nd
Basisabschnittbase section
23.23rd
Stützabschnittsupport section
24.24th
SpannelementansatzflächeClamping element approach surface
25.25th
Gelenk, FestkörpergelenkJoint, solid body joint
26.26th
Schwachstelle des MaterialquerschnittsWeak point of the material cross-section
27.27th
Gelenk, als Auflager ausgebildetJoint, designed as a support
28.28th
Drehachse des GelenksAxis of rotation of the joint
29.29th
Kraftforce
30.30th
erste Verjüngungfirst rejuvenation
31.31st
zweite Verjüngungsecond rejuvenation
32.32nd
Fuß des StützabschnittsFoot of the support section
33.33rd
linienförmiges Fußauflager durch abgerundeten Fußlinear foot rest with rounded foot
34.34th
linienförmige Fußauflager durch abgeschrägten Fuß mit Fußkantelinear footrest by bevelled foot with foot edge
35.35th
KühlmittelanschlussCoolant connection
36.36th
elektrische Isolationsschichtelectrical insulation layer
37.37th
Distanzstückspacer
38.38th
Biegelinieelastic line
39.39th
Hilfsgeradeauxiliary straight
40.40th
Mittellinie des StützabschnittsCenterline of the support section

Claims (17)

Lasermodul (1), umfassend ein Trägerelement (2), ein Diodenlaserelement (3), einen Bügel (4) und ein Spannelement (5), wobei das Diodenlaserelement (3) wenigstens einen Diodenlaserbarren (8) mit wenigstens einer ersten Kontaktfläche (9) und einer zweiten Kontaktfläche (10), einen ersten Wärmeleitkörper (11), welcher thermisch und elektrisch mit der ersten Kontaktfläche verbunden ist und eine Wärmeabgabefläche (12) aufweist, und einen Deckel (13) umfasst, wobei der Bügel einen Vorderabschnitt (21), einen Basisabschnitt (22), und einen Stützabschnitt (23) umfasst, wobei der Vorderabschnitt einen Kraftübertragungsabschnitt (16) und einen Biegebalkenabschnitt (19) umfasst und zwischen dem Stützabschnitt und dem Basisabschnitt (22) ein Gelenk (25 bzw. 27) vorgesehen ist, wobei der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Basisabschnitt (22) eine erste Verjüngung (30) aufweist und/oder der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Kraftübertragungsabschnitt eine zweite Verjüngung (31) aufweist, und das Spannelement (5) durch eine Spannkraft (7) eine elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts (19) bewirkt und der Bügel im Kraftübertragungsabschnitt eine Kraft (29) auf den Deckel des Diodenlaserelements ausübt und die Kraft (29) das Diodenlaserelement auf das Trägerelement (2) drückt.Laser module (1), comprising a carrier element (2), a diode laser element (3), a bracket (4) and a clamping element (5), wherein the diode laser element (3) comprises at least one diode laser bar (8) with at least one first contact surface (9). and a second contact surface (10), a first heat conducting body (11), which is thermally and electrically connected to the first contact surface and has a heat discharge surface (12), and a lid (13), wherein the bracket comprises a front portion (21), a base portion (22), and a support portion (23), the front portion including a power transmission portion (16) and a bending beam portion (19) and a hinge between the support portion and the base portion (22) (25 or 27) is provided, wherein the bending beam portion (19) relative to the base portion (22) has a first taper (30) and / or the bending beam portion (19) relative to the power transmission portion has a second taper (31), and the clamping element (5) by a clamping force (7) causes an elastic deflection of the bending beam portion (19) and the bracket in the power transmission portion exerts a force (29) on the cover of the diode laser element and the force (29) presses the diode laser element on the carrier element (2). Lasermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk als Drehgelenk (25) ausgeführt ist, welches eine Winkeländerung zwischen dem Basisabschnitt (22) und dem Stützabschnitt zuläßt und/oder daß das Gelenk als Auflager (27) des Basisabschnitts auf dem Stützabschnitt ausgeführt ist.Laser module after Claim 1 , characterized in that the hinge is designed as a hinge (25) which permits a change in angle between the base portion (22) and the support portion and / or that the hinge is designed as a support (27) of the base portion on the support portion. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel die Kraft auf den Deckel an wenigstens einer Stelle überträgt, welche in einer Laserelementhöhe hL über der Wärmeabgabefläche angeordnet ist und das Gelenk in einer zur Wärmeabgabefläche parallelen Ebene angeordnet ist, die sich in einer Gelenkhöhe von wenigstens 0,5*hL und höchstens 2*hL über der Wärmeabgabefläche befindet.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the bracket transmits the force to the cover at at least one location, which is arranged in a laser element height h L above the heat delivery surface and the joint is arranged in a plane parallel to the heat transfer surface, located in a joint height of at least 0.5 * h L and at most 2 * h L above the heat transfer surface. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderabschnitt außerdem einen an den Basisabschnitt (22) angrenzenden starren Abschnitt (20) aufweist, welcher seinerseits an den Biegebalkenabschnitt (19) angrenzt, wobei der starre Abschnitt keine wesentliche Durchbiegung erfährt.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the front portion also has a rigid portion (20) adjacent to the base portion (22), which in turn adjoins the bending beam portion (19), the rigid portion undergoing no substantial deflection. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebalkenabschnitt (19) ein erstes axiales und ein erstes polares Flächenträgheitsmoment und der Basisabschnitt (22) ein zweites axiales und ein zweites polares Flächenträgheitsmoment aufweisen, wobei das erste axiale Flächenträgheitsmoment kleiner ist als das zweite axiale Flächenträgheitsmoment und/oder das erste polare Flächenträgheitsmoment kleiner ist als das zweite polare Flächenträgheitsmoment.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the bending beam section (19) has a first axial and a first polar area moment of inertia and the base section (22) has a second axial and a second polar area moment of inertia, the first axial area moment of inertia being smaller than the second axial area moment of inertia and / or the first polar area moment of inertia is smaller than the second polar area moment of inertia. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel aus einem Stück gefertigt ist und/oder daß das Gelenk als Festkörpergelenk (25) ausgeführt ist.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the bracket is made of one piece and / or that the joint is designed as a solid-body joint (25). Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil des Bügels umfassend den Kraftübertragungsabschnitt (16), den Biegebalkenabschnitt (19) und den Basisabschnitt (22) aus einem ersten Stück gefertigt ist, und der Stützabschnitt (23) aus einem zweiten Stück gefertigt ist und der erste Teil des Bügels im Bereich des Basisabschnitts auf dem Stützabschnitt aufliegt.Laser module according to one of the aforementioned Claims 1 to 5 characterized in that a first part of the bracket comprising the power transmission portion (16), the bending beam portion (19) and the base portion (22) is made of a first piece, and the support portion (23) is made of a second piece and the first one Part of the bracket in the region of the base portion rests on the support portion. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel aus einem metallischen Werkstoff besteht.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the bracket consists of a metallic material. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebalkenabschnitt (19) eine Breite b und eine Höhe h aufweist, wobei ein Verhältnis der Höhe h zur Breite b des Biegebalkenabschnitts einen Wert zwischen 1:3 und 3:1 aufweist.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the bending beam section (19) has a width b and a height h, wherein a ratio of the height h to the width b of the bending beam section has a value between 1: 3 and 3: 1. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Stützabschnitt auf dem Trägerelement linienförmig (32) oder punktförmig aufliegt.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the support section rests linearly (32) or punctiform on the carrier element. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diodenlaserbarren an der zweiten Kontaktfläche flächig mit dem Deckel verbunden ist und/oder der Deckel über eine elektrisch isolierende Fügemittelschicht (13) flächig mit dem ersten Wärmeleitkörper verbunden ist.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the diode laser bar is connected to the second contact surface areally with the cover and / or the cover is connected via an electrically insulating joining agent layer (13) areally with the first heat conducting body. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Diodenlaserelemente nebeneinander auf einem gemeinsamen Trägerelement angeordnet sind, wobei für jedes Diodenlaserelement jeweils ein Bügel vorgesehen ist und daß für jeden Bügel wenigstens oder genau ein Spannelement vorgesehen ist.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of diode laser elements are arranged side by side on a common carrier element, wherein for each diode laser element in each case a bracket is provided and that for each bracket at least or exactly one clamping element is provided. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement zum Zwecke des Spannens ein Gewinde mit einer Gewindesteigung aufweist und der Bügel beim Spannen eine elastische Verformung erfährt und die elastische Verformung am Ort der Gewindeansatzfläche größer ist als ein Viertel der Gewindesteigung und/oder die elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts im Maximum größer ist als 0,1mm und/oder der minimale Biegeradius im Biegebalkenabschnitt kleiner ist als 2m.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping element for the purpose of clamping a thread with a pitch and the bracket undergoes an elastic deformation during clamping and the elastic deformation at the location of the threaded approach surface is greater than a quarter of the thread pitch and / or the elastic deflection of the bending beam section is greater than 0.1 mm at maximum and / or the minimum bending radius in the bending beam section is less than 2 m. Lasermodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel mit einem punkt- oder linienförmigen Fußauflager 34 auf dem Trägerelement direkt oder über ein Distanzstück aufliegt, wobei das Fußauflager 34 in einer Projektion auf eine zur Wärmeabgabefläche parallelen Ebene gegenüber der Drehachse (28) des Gelenks (25) in Richtung Laserelement vorverlagert ist.Laser module according to one of the preceding claims, characterized in that the bracket with a point or linear foot rest 34 on the support element directly or via a Spacer rests, the Fußauflager 34 is projected in a projection on a plane parallel to the heat transfer surface relative to the axis of rotation (28) of the joint (25) in the direction of the laser element. Verfahren zur Befestigung eines Diodenlaserelements (3) auf einem Trägerelement (2) mittels eines Bügels (4), wobei das Diodenlaserelement wenigstens einen Diodenlaserbarren (8) mit wenigstens einer ersten Kontaktfläche (9) und einer zweiten Kontaktfläche (10), einen ersten Wärmeleitkörper (11), welcher thermisch und elektrisch mit der ersten Kontaktfläche verbunden ist und eine Wärmeabgabefläche (12) aufweist, und einen Deckel (13) mit einer Druckfläche (15) umfasst, und wobei der Bügel einen Vorderabschnitt mit einer Vorderkante (17), einen Basisabschnitt (22), und einen Stützabschnitt (23) umfasst, wobei der Vorderabschnitt einen Kraftübertragungsabschnitt (16) mit einer Kraftübertragungsfläche (18) und einen Biegebalkenabschnitt (19) umfasst, wobei der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Basisabschnitt (22) eine erste Verjüngung (30) aufweist und/oder der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Kraftübertragungsabschnitt eine zweite Verjüngung (31) aufweist und zwischen dem Stützabschnitt und dem Basisabschnitt ein Gelenk (25) vorgesehen ist wobei zwischen dem Vorderabschnitt und der Normalen der Druckfläche ein Winkel α vorhanden ist, umfassend folgende Schritte a) Bereitstellen des Diodenlaserelements (3) des Trägerelements (2) und des Bügels (4) b) Anordnen des Diodenlaserelements auf dem Trägerelement c) Bereitstellen eines Spannelements (5), d) Spannen des Spannelements, wobei beim Spannen des Spannelements eine Verformung des Gelenks eintritt, die Vorderkante des Bügels zuerst auf dem Deckel drückt, und beim Spannen weiterhin eine elastische Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts (19) eintritt, und sich einhergehend mit der Durchbiegung des Biegebalkenabschnitts (19) der Winkel α verändert.Method for fixing a diode laser element (3) on a carrier element (2) by means of a yoke (4), wherein the diode laser element comprises at least one diode laser bar (8) with at least one first contact surface (9) and a second contact surface (10), a first heat conducting body (8) 11) thermally and electrically connected to the first contact surface and having a heat dissipation surface (12), and a lid (13) having a pressure surface (15), and wherein the bracket includes a front portion having a front edge (17), a base portion (22), and a support portion (23), the front portion including a power transmission portion (16) having a power transmission surface (18) and a flexure beam portion (19), the flexure beam portion (19) relative to the base portion (22) has a first taper (30) and / or the bending beam portion (19) opposite the power transmission portion has a second taper (31) and between the support portion and the base portion a hinge (25) is provided wherein there is an angle α between the front portion and the normal of the pressure surface, comprising the following steps a) providing the diode laser element (3) of the carrier element (2) and of the bracket (4) b) arranging the diode laser element on the carrier element c) providing a tensioning element (5), d) tensioning of the tensioning element, wherein during the tensioning of the tensioning element a deformation of the joint occurs, the front edge of the strap first presses on the cover, and during tensioning further an elastic deflection of the bending beam portion (19) occurs, and in conjunction with the deflection of the bending beam portion (FIG. 19) the angle α changed. Verwendung eines mittels einer Spannvorrichtung gespannten Bügels zur Befestigung eines Diodenlaserelements auf einem Träger, wobei der Bügel einen Vorderabschnitt (21), einen Basisabschnitt (22), und einen Stützabschnitt (23) umfasst, wobei der Vorderabschnitt einen Kraftübertragungsabschnitt (16) und einen Biegebalkenabschnitt (19) umfasst und zwischen dem Stützabschnitt und dem Basisabschnitt (22) ein Gelenk (25 bzw. 27) vorgesehen ist, wobei der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Basisabschnitt (22) eine erste Verjüngung (30) aufweist und/oder der Biegebalkenabschnitt (19) gegenüber dem Kraftübertragungsabschnitt eine zweite Verjüngung (31) aufweist, wobei die Spannvorrichtung ein Gewinde mit einer Gewindesteigung aufweist und der Bügel beim Spannen eine Verformung erfährt, welche größer ist als ein Viertel der Gewindesteigung.Use of a clamping device clamped on a bracket for mounting a diode laser element, wherein the bracket comprises a front portion (21), a base portion (22), and a support portion (23), wherein the front portion of a power transmission portion (16) and a bending beam portion ( 19) and between the support portion and the base portion (22) is provided a hinge (25 or 27), wherein the bending beam portion (19) relative to the base portion (22) has a first taper (30) and / or the bending beam portion (19 ) has a second taper (31) opposite the power transmission portion, the tensioning device being threaded with a pitch and the bracket experiencing a distortion during tensioning which is greater than a quarter of the thread pitch. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bügel vorgesehen sind, wobei jedem Bügel ein Spannelement zugeordnet ist und mit jedem Bügel ein Diodenlaserelement befestigt wird und die Diodenlaserelemente auf dem Träger nebeneinander angeordnet sind.Use after Claim 16 , characterized in that a plurality of brackets are provided, wherein each bracket is associated with a clamping element and with each bracket a diode laser element is attached and the diode laser elements are arranged on the support side by side.
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1096575A (en) 1965-04-14 1967-12-29 Standard Telephones Cables Ltd A mounting assembly for a semiconductor device
US4259685A (en) 1978-03-09 1981-03-31 Sgs-Ates Componenti Elettronici S.P.A. Clamp for securing an encased power frame to a heat sink
US5592021A (en) 1995-04-26 1997-01-07 Martin Marietta Corporation Clamp for securing a power device to a heatsink
WO1997003487A1 (en) 1995-07-13 1997-01-30 Thomson-Csf Semiconductor laser source
US5825088A (en) 1991-05-01 1998-10-20 Spectrian, Inc. Low thermal resistance semiconductor package and mounting structure
US5825089A (en) 1991-05-01 1998-10-20 Spectrian, Inc. Low thermal resistance spring biased RF semiconductor package mounting structure
US6282761B1 (en) 2000-01-27 2001-09-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Heat sink pressure clip
US20050069266A1 (en) 2003-09-29 2005-03-31 Hikaru Kouta Laser diode module, laser apparatus and laser processing apparatus
DE102008026229A1 (en) 2008-05-29 2009-12-10 Jenoptik Laserdiode Gmbh Heat transfer device for double-sided cooling of a semiconductor device
DE102008027468A1 (en) 2008-06-06 2009-12-17 Jenoptik Laserdiode Gmbh Heat transfer device with a semiconductor device and connection device for its operation
DE102008026801A1 (en) 2008-06-02 2009-12-24 Jenoptik Laserdiode Gmbh Heat transfer device for double-sided cooling of a semiconductor device and method for its assembly
DE102009040835A1 (en) 2009-09-09 2011-03-10 Jenoptik Laserdiode Gmbh A method of thermally contacting opposing electrical terminals of a semiconductor device array
US20130003764A1 (en) 2008-09-01 2013-01-03 Iie Gmbh & Co. Kg Laser diode arrangement

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1096575A (en) 1965-04-14 1967-12-29 Standard Telephones Cables Ltd A mounting assembly for a semiconductor device
US4259685A (en) 1978-03-09 1981-03-31 Sgs-Ates Componenti Elettronici S.P.A. Clamp for securing an encased power frame to a heat sink
US5825088A (en) 1991-05-01 1998-10-20 Spectrian, Inc. Low thermal resistance semiconductor package and mounting structure
US5825089A (en) 1991-05-01 1998-10-20 Spectrian, Inc. Low thermal resistance spring biased RF semiconductor package mounting structure
US5592021A (en) 1995-04-26 1997-01-07 Martin Marietta Corporation Clamp for securing a power device to a heatsink
WO1997003487A1 (en) 1995-07-13 1997-01-30 Thomson-Csf Semiconductor laser source
US6282761B1 (en) 2000-01-27 2001-09-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Heat sink pressure clip
US20050069266A1 (en) 2003-09-29 2005-03-31 Hikaru Kouta Laser diode module, laser apparatus and laser processing apparatus
DE102008026229A1 (en) 2008-05-29 2009-12-10 Jenoptik Laserdiode Gmbh Heat transfer device for double-sided cooling of a semiconductor device
DE102008026801A1 (en) 2008-06-02 2009-12-24 Jenoptik Laserdiode Gmbh Heat transfer device for double-sided cooling of a semiconductor device and method for its assembly
DE102008027468A1 (en) 2008-06-06 2009-12-17 Jenoptik Laserdiode Gmbh Heat transfer device with a semiconductor device and connection device for its operation
US20130003764A1 (en) 2008-09-01 2013-01-03 Iie Gmbh & Co. Kg Laser diode arrangement
DE102009040835A1 (en) 2009-09-09 2011-03-10 Jenoptik Laserdiode Gmbh A method of thermally contacting opposing electrical terminals of a semiconductor device array

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