-
Die Erfindung betrifft eine Diodenlaseranordnung und ein DWM-Modul mit einer solchen Diodenlaseranordnung.
-
Beim Betrieb einer Diodenlaseranordnung mit mehreren Diodenlasereinrichtungen, welche jeweils zumindest einen Emitter, beispielsweise einen Diodenlaserbarren, aufweisen, entsteht Verlustwärme, welche zum Erreichen einer hohen Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer, hoher Strahlqualität, sowie bestimmungsgemäßer und konstanter Strahlparameter abgeführt werden muss. Mittels jeweils beidseitiger Kühlung der Diodenlasereinrichtungen, insbesondere jeweils auf einer p-Seite und einer n-Seite der Emitter, kann prinzipiell die Wärmeabfuhr gesteigert werden. Typischerweise weist eine solchermaßen ausgebildete Diodenlaseranordnung dann mehrere Stapel mit jeweils zwei Kühleinrichtungen auf, zwischen denen jeweils eine Diodenlasereinrichtung angeordnet ist.
-
Bei solchen bekannten Diodenlaseranordnungen ergeben sich jedoch Probleme bei der Stromzuführung zu den Diodenlasereinrichtungen. Zur beidseitigen Kühlung der Diodenlasereinrichtungen werden bisher üblicherweise elektrisch isolierte Kühleinrichtungen verwendet, welche beispielsweise als ILASCO (isolated laser cooler) bezeichnet werden. Eine jeweilige Stromzuführung zu den Diodenlasereinrichtungen erfolgt dabei typischerweise flächig über Stromschienen, die beispielsweise seitlich aus den Stapeln herausgeführt werden. Diese Stromschienen verlaufen dann zumindest abschnittsweise zwischen den beiden Kühleinrichtungen. Eine Dicke der Stromschienen ist daher zumindest im Bereich der Diodenlasereinrichtungen auf deren Dicke beziehungsweise auf die Höhe eines Spalts zwischen den beiden Kühleinrichtungen begrenzt. Trotz verbesserter Wärmeabfuhr durch doppelseitige Kühlung ist daher eine Erhöhung der Ausgangsleistung der Diodenlasereinrichtungen begrenzt, da wegen der Dickenbegrenzung der Stromschienen die Stromstärke nur begrenzt gesteigert werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diodenlaseranordnung und ein DWM-Modul mit einer solchen Diodenlaseranordnung zu schaffen, wobei Vorteile gegenüber bekannten Diodenlaseranordnungen und DWM-Modulen mit bekannten Diodenlaseranordnungen insbesondere bezüglich einer weiteren Steigerung der Ausgangsleistung realisiert werden.
-
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Diodenlaseranordnung geschaffen wird, welche mindestens zwei Stapel aufweist, welche jeweils eine Diodenlasereinrichtung, eine obere Kühleinrichtung und eine untere Kühleinrichtung aufweisen. Die Diodenlaseranordnung dient insbesondere zur Kühlung von und zur Stromzuführung für Diodenlasereinrichtungen, vorzugsweise in einem DWM-Modul. Bei einem solchen DWM-Modul handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zur dichten Wellenlängenkopplung (dense wavelength multiplexing), also insbesondere zur Bündelung mehrerer Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen zu einem zusammengesetzten oder kombinierten Laserstrahl. Eine Diodenlasereinrichtung der angesprochenen Art ist eingerichtet, um einen Laserstrahl, der auch aus mehreren Teillaserstrahlen bestehen kann, zu emittieren. Bei den mindestens zwei Stapeln ist jeweils die Diodenlasereinrichtung an der oberen Kühleinrichtung und an der unteren Kühleinrichtung derart angeordnet, dass die Diodenlasereinrichtung zwischen der oberen Kühleinrichtung und der unteren Kühleinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise liegt die Diodenlasereinrichtung jeweils an der oberen Kühleinrichtung und an der unteren Kühleinrichtung an. Besonders bevorzugt liegt die Diodenlasereinrichtung an einer n-Seite vollflächig an der oberen Kühleinrichtung oder der unteren Kühleinrichtung, und mit einer p-Seite vollflächig an der jeweils anderen Kühleinrichtung an. Die obere Kühleinrichtung und die untere Kühleinrichtung sind bei den mindestens zwei Stapeln jeweils eingerichtet, um die dazwischen angeordnete Diodenlasereinrichtung zu kühlen. Dabei sind die obere Kühleinrichtung und die untere Kühleinrichtung bei den mindestens zwei Stapeln jeweils mit der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung, insbesondere mit mindestens einem Emitter dieser Diodenlasereinrichtung, elektrisch verbunden. Insbesondere sind jeweils die obere Kühleinrichtung eines Stapels mit einer p-Seite der zugeordneten Diodenlasereinrichtung und die untere Kühleinrichtung dieses Stapels mit einer n-Seite der zugeordneten Diodenlasereinrichtung, oder umgekehrt, elektrisch verbunden.
-
Kühleinrichtungen der angesprochenen Art sind insbesondere als Wärmesenken ausgebildet. Dabei ist/sind die obere Kühleinrichtung oder die untere Kühleinrichtung eines Stapels der angesprochenen Art, insbesondere die obere Kühleinrichtung und die untere Kühleinrichtung eines solchen Stapels, jeweils als Mikrokanalkühler ausgebildet. Die obere Kühleinrichtung oder die untere Kühleinrichtung eines Stapels der angesprochenen Art, insbesondere die obere Kühleinrichtung und die untere Kühleinrichtung eines solchen Stapels, weist/weisen jeweils gegenüber der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung im Wesentlichen keine elektrische Isolierung auf.
-
Die erfindungsgemäße Diodenlaseranordnung weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass die obere Kühleinrichtung und/oder die untere Kühleinrichtung eines Stapels jeweils als Mikrokanalkühler ausgebildet sind/ist, sowie die obere Kühleinrichtung und/oder die untere Kühleinrichtung eines Stapels jeweils gegenüber der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung im Wesentlichen keine elektrische Isolierung aufweisen/aufweist, kann eine Zuführung höherer Ströme zu den Diodenlasereinrichtungen realisiert werden, als bei bekannten Diodenlaseranordnungen. Insbesondere kann die Stromzuführung über dicke Volumenkörper realisiert werden, statt über im Wesentlichen dünnere beziehungsweise flächig ausgebildete Stromschienen. Derartige Volumenkörper können insbesondere als Strombrücken oder Stromanschlussteile ausgebildet sein, welche vorzugsweise einen größeren Querschnitt als flächig ausgebildete Stromschienen aufweisen. Derartige Volumenkörper sind insbesondere eingerichtet, um deutlich höhere Ströme zu den Diodenlasereinrichtungen zu führen, als dies bei bekannten Diodenlaseranordnungen möglich ist. Es ist zudem möglich, die stromzuführenden Volumenkörper aktiv zu kühlen, wodurch besonders hohe Stromdichten möglich sind. Eine Reduzierung einer Wärmeübertragung aufgrund isolierender Elemente an oder in den Kühleinrichtungen kann dabei vermieden werden. Zudem kann eine besonders kompakte Bauweise mit vergleichsweise geringen Abmessungen realisiert werden. Insgesamt kann die Ausgangsleistung der Diodenlaseranordnung, insbesondere der Diodenlasereinrichtungen, signifikant gesteigert werden.
-
Die erfindungsgemäße Diodenlaseranordnung weist also insgesamt mindestens zwei obere Kühleinrichtungen auf, welche in einem oberen Teil der Diodenlaseranordnung angeordnet sind. In analoger Weise weist die Diodenlaseranordnung mindestens zwei untere Kühleinrichtungen auf, welche in einem dem oberen Teil entgegengesetzt liegenden unteren Teil der Diodenlaseranordnung angeordnet sind.
-
Eine Diodenlasereinrichtung der angesprochenen Art weist vorzugsweise mindestens einen, vorzugsweise mehrere Emitter, insbesondere Einzelemitter, auf. Insbesondere sind die obere Kühleinrichtung und die untere Kühleinrichtung eines Stapels jeweils mit dem mindestens einen Emitter elektrisch verbunden. Ein solcher Emitter weist insbesondere ein laseraktives Material auf. Er ist bevorzugt als Kantenemitter ausgebildet. Vorzugsweise ist ein solcher Emitter als Hochleistungsemitter ausgebildet. Besonders bevorzugt weist die Diodenlasereinrichtung mehrere Emitter auf, wobei die Diodenlasereinrichtung insbesondere einen Diodenlaserbarren mit mehreren Emittern, welche vorzugsweise in einer eindimensionalen Reihe (Array) angeordnet sind, aufweist. Beispielsweise kann ein solcher Diodenlaserbarren 23, 45 oder eine beliebige andere Zahl von Emittern aufweisen. Besonders bevorzugt ist ein solcher Diodenlaserbarren als Hochleistungsdiodenlaserbarren ausgebildet. Ein solcher Hochleistungsdiodenlaserbarren kann beispielsweise eine Ausgangsleistung von bis zu 1 kW oder mehr haben.
-
Insbesondere können mittels der erfindungsgemäßen Diodenlaseranordnung mehrere Laserstrahlen emittiert werden, wobei von jeder der Diodenlasereinrichtungen insbesondere ein Laserstrahl emittiert wird, der auch aus mehreren Teillaserstrahlen bestehen kann.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung weisen die den Diodenlasereinrichtungen jeweils zugeordneten Emitter beziehungsweise Diodenlaserbarren jeweils verschiedene Wellenlängen beziehungsweise verschiedene Wellenlängenspektren auf. Mittels mehrerer Diodenlasereinrichtungen können dann also mehrere verschiedene Wellenlängen beziehungsweise Wellenlängenspektren erzeugt werden. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Diodenlaseranordnung als Laserstrahlquelle in einem DWM-Modul zur dichten Wellenlängenkopplung (dense wavelength multiplexing) eingesetzt wird, bei dem Laserstrahlen mit jeweils verschiedenen Wellenlängen zu einem zusammengesetzten oder kombinierten Laserstrahl gebündelt werden.
-
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung weist der den Diodenlasereinrichtungen jeweils zugeordnete mindestens eine Emitter beziehungsweise Diodenlaserbarren jeweils die gleiche Wellenlänge beziehungsweise das gleiche Wellenlängenspektrum auf. Beispielsweise kann auf diese Weise die Ausgangsleistung der Diodenlaseranordnung durch Zuschalten oder Abschalten von Diodenlasereinrichtungen skaliert werden. Weiterhin ist durch Skalierung der Zahl von Diodenlasereinrichtungen eine modulare Gestaltung der Diodenlaseranordnung möglich, wodurch Herstellkosten gesenkt werden können.
-
Die obere Kühleinrichtung und die untere Kühleinrichtung sind jeweils mit der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung elektrisch verbunden, sodass diese mit Strom versorgbar ist. Insbesondere ist die obere Kühleinrichtung mit einer n-Seite der Diodenlasereinrichtung beziehungsweise des zugeordneten mindestens einen Emitters und die untere Kühleinrichtung mit einer p-Seite der Diodenlasereinrichtung beziehungsweise des zugeordneten mindestens einen Emitters, oder alternativ die obere Kühleinrichtung mit der p-Seite und die untere Kühleinrichtung mit der n-Seite elektrisch verbunden. Insbesondere weisen die Kühleinrichtungen zur Stromversorgung der Diodenlasereinrichtung elektrisch leitfähiges Material auf oder bestehen aus elektrisch leitfähigem Material. Vorzugsweise ist ein solches elektrisch leitfähiges Material Kupfer oder eine Kupferlegierung.
-
Es ist insbesondere möglich, dass eine Diodenlasereinrichtung einen oder zwei Submounts aufweist, welcher/welche an einer p-Seite beziehungsweise einer n-Seite des entsprechenden mindestens einen Emitters angeordnet ist/sind. Ein Submount der angesprochenen Art kann als Wärmespreizer ausgebildet sein, wobei Abwärme des mindestens einen Emitters besonders effektiv in Richtung der oberen Kühleinrichtung und/oder der unteren Kühleinrichtung weitergeleitet werden kann. Weiterhin können mittels eines solchen Submounts verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten des mindestens einen Emitters und der oberen beziehungsweise der unteren Kühleinrichtung ausgeglichen werden. Ein Submount der angesprochenen Art ist insbesondere elektrisch leitfähig ausgebildet, sodass eine elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen Emitter und der oberen Kühleinrichtung beziehungsweise der unteren Kühleinrichtung realisierbar ist. Insbesondere sind mittels der Kühleinrichtungen der mindestens eine Emitter der jeweils zugeordneten Diodenlasereinrichtung sowie optional zugeordnete Submounts kühlbar. Wenn im Folgenden eine elektrische oder thermische Verbindung zwischen dem mindestens einen Emitter und einer Kühleinrichtung angesprochen wird, so schließt dies auch eine solche Verbindung über einen dazwischen angeordneten Submount ein.
-
Ein Mikrokanalkühler der angesprochenen Art wird auch als microchannel cooler (MCC) bezeichnet. Ein solcher Mikrokanalkühler ist vorzugsweise als Flüssigkeitskühler mit sehr feinen, nahe bei einer Wärmequelle, also insbesondere nahe der Diodenlasereinrichtung, liegenden, mittels Kühlfluid durchströmten Kühlfluidkanälen ausgebildet. Derartige Kühlfluidkanäle sind beispielsweise als Bohrungen, Aussparungen und/oder Durchlässe ausgebildet. Mittels eines Mikrokanalkühlers ist eine besonders effektive Kühlung der Diodenlasereinrichtung bewirkbar, wobei insbesondere eine direkte Wärmeübertragung von der Diodenlasereinrichtung zu den jeweils daran angeordneten Mikrokanalkühlern möglich ist.
-
Insbesondere weisen die Kühlfluidkanäle beziehungsweise deren Wandungen, und/oder ein an der Diodenlasereinrichtung angeordneter oder anliegender Bereich der jeweiligen Kühleinrichtung im Wesentlichen keine elektrische Isolierung auf. Bei solchermaßen ausgestalteten Mikrokanalkühlern kann in Abhängigkeit von einem erforderlichen elektrischen Strom eine ausreichende Dimensionierung stromführender Teile, beispielsweise bezüglich eines Querschnitts, realisiert werden, wobei gleichzeitig eine effektive Kühlung gewährleistet ist. Besonders bevorzugt weisen/weist die obere Kühleinrichtung und/oder die untere Kühleinrichtung eines Stapels jeweils gegenüber der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung keine elektrische Isolierung auf. Beispielsweise besteht ein entsprechender Mikrokanalkühler aus elektrisch und thermisch hochleitfähigem Material, sodass vorzugsweise dessen elektrische und thermische Leitfähigkeit optimiert sind.
-
Insbesondere weist/weisen die obere Kühleinrichtung und/oder die untere Kühleinrichtung eines Stapels im Wesentlichen keine oder überhaupt keine elektrische Isolierung von kühlenden Teilen und stromführenden Teilen gegenüber der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung auf. Auf diese Weise ist eine insbesondere vollflächige elektrische Kontaktierung der Diodenlasereinrichtung über die obere Kühleinrichtung und/oder die untere Kühleinrichtung realisierbar. Insbesondere können stromführende Teile der Kühleinrichtungen besonders dick beziehungsweise mit einem großen Querschnitt ausgestaltet werden, um hohe Ströme leiten zu können. Insgesamt steht bei der erfindungsgemäßen Diodenlaseranordnung eine in Abhängigkeit eines erforderlichen Stroms dicke Ausgestaltung stromführender Teile der Kühleinrichtungen einer effektiven Kühlung nicht entgegen, da insbesondere stromleitende Teile und kühlende Teile integriert ausgeführt sind.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlasereinrichtungen der mindestens zwei Stapel seitlich nebeneinander angeordnet sind. Eine Anordnung der Diodenlasereinrichtungen der mindestens zwei Stapel seitlich nebeneinander spricht insbesondere an, dass die Diodenlasereinrichtungen nicht übereinander angeordnet sind.
-
Insbesondere liegen vielmehr Vektoren, welche bei den einzelnen Diodenlasereinrichtungen jeweils von einer p-Seite zu einer n-Seite weisen, voneinander beabstandet parallel zueinander. Insbesondere erstreckt sich eine laterale Ausdehnung der Diodenlasereinrichtungen jeweils in Richtung benachbarter Diodenlasereinrichtungen. Eine solche Richtung wird im Folgenden insbesondere als eine horizontale Richtung bezeichnet. Insoweit kann die Diodenlaseranordnung auch als eine horizontale oder laterale Anordnung von Stapeln beziehungsweise Diodenlasereinrichtungen bezeichnet werden. Dementsprechend handelt es sich bei einer vertikalen Richtung insbesondere um eine Richtung, welche in Richtung eines Verbindungsvektors zwischen einer n-Seite und einer p-Seite einer Diodenlasereinrichtung verläuft. Dadurch wird auf einfache Weise eine Reihenschaltung der Diodenlasereinrichtungen ermöglicht.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlasereinrichtungen der mindestens zwei Stapel elektrisch in Reihe geschaltet sind. Insbesondere sind die Diodenlasereinrichtungen der mindestens zwei Stapel in Durchlassrichtung elektrisch in Reihe geschaltet. Insbesondere fließt durch alle Diodenlasereinrichtungen der gleiche Strom. Dies ist vorteilhaft, da dadurch keine Abweichungen in der Stromverteilung zwischen den einzelnen Diodenlasereinrichtungen auftreten können. Es ist möglich, dass innerhalb einer Diodenlasereinrichtung mehrere Emitter elektrisch parallel oder in Reihe geschaltet sind. Eine Stromversorgung der Diodenlaseranordnung ist somit insbesondere nur an einer ersten und einer letzten Diodenlasereinrichtung der Diodenlaseranordnung beziehungsweise einem ersten und einem letzten Emitter erforderlich. Damit kann im Vergleich zu einer parallelen Schaltung insbesondere aufgrund eines geringeren Stroms eine Erwärmung, beispielsweise in stromzuführenden Leitungen, verringert werden.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlasereinrichtungen, insbesondere der jeweils zugeordnete mindestens eine Emitter, der mindestens zwei Stapel bezüglich einer p-Seite und einer n-Seite jeweils abwechselnd orientiert angeordnet sind. Die p-Seite ist also insbesondere abwechselnd an der oberen Kühleinrichtung und der unteren Kühleinrichtung angeordnet, wobei die n-Seite abwechselnd entsprechend an der jeweils anderen Kühleinrichtung angeordnet ist. Insbesondere sind die p-Seite und die n-Seite mehrerer Emitter einer Diodenlasereinrichtung gleich ausgerichtet, wobei sie insbesondere entweder an der oberen Kühleinrichtung oder der unteren Kühleinrichtung angeordnet sind beziehungsweise mit dieser elektrisch verbunden sind. Eine solche abwechselnde Orientierung ist besonders vorteilhaft, da hierdurch eine einfache und besonders kompakte Bauart der Diodenlaseranordnung realisiert werden kann. Die abwechselnde Orientierung der Emitter ist auch vorteilhaft, da Strombrücken der weiter unten beschriebenen Art gerade beziehungsweise linear auf jeweils einer Seite der Stapel, also entweder in dem oberen Teil oder dem unteren Teil der Diodenlaseranordnung, angeordnet werden können. Anderenfalls müsste beispielsweise eine elektrische Verbindung einer Oberseite eines Stapels mit einer Unterseite eines benachbarten Stapels realisiert werden, um eine Reihenschaltung zu ermöglichen. Eine Oberseite spricht hier und im Folgenden eine Seite an, die insbesondere zu dem oberen Teil der Diodenlaseranordnung weist, wobei eine Unterseite eine Seite darstellt, die insbesondere zu dem unteren Teil der Diodenlaseranordnung weist.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Stapel der angesprochenen Art voneinander beabstandet angeordnet sind. Insbesondere berühren sich zwei benachbarte Stapel nicht. Somit kann auf einfache Weise ein Kurzschluss zwischen benachbarten Stapeln vermieden werden.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass durch die obere Kühleinrichtung oder die untere Kühleinrichtung, insbesondere die obere Kühleinrichtung und die untere Kühleinrichtung, jeweils ein Kühlfluid leitbar ist, welches jeweils gegenüber einem stromführenden Teil der oberen Kühleinrichtung und/oder der unteren Kühleinrichtung zumindest abschnittsweise nicht elektrisch isoliert ist. Insbesondere ist ein durch die obere Kühleinrichtung leitbares Fluid gegenüber einem stromführenden Teil der oberen Kühleinrichtung zumindest abschnittsweise nicht isoliert. In analoger Weise ist vorzugsweise ein durch die untere Kühleinrichtung leitbares Fluid gegenüber einem stromführenden Teil der unteren Kühleinrichtung zumindest abschnittsweise nicht elektrisch isoliert.
-
Bei dem stromführenden Teil der oberen Kühleinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Teil der oberen Kühleinrichtung, welcher mit der Diodenlasereinrichtung elektrisch verbunden ist, wobei es sich in analoger Weise bei dem stromführenden Teil der unteren Kühleinrichtung um einen Teil derselben handelt, welcher mit der Diodenlasereinrichtung elektrisch verbunden ist. Es ist möglich, dass die gesamte obere Kühleinrichtung und/oder untere Kühleinrichtung, insbesondere der/die Mikrokanalkühler, stromführend sind/ist. Auf diese Weise ergeben sich größere Freiräume bei der geometrischen und materiellen Gestaltung der Kühleinrichtungen, insbesondere der Stromzuführung und der entsprechenden Kühlfluid kanäle.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass ein Kühlfluid deionisiertes Wasser aufweist oder aus deionisiertem Wasser besteht. Eine Deionisierung kann beispielsweise mittels einer dem Fachmann geläufigen Filteranlage durchgeführt werden. Je nach Grad der Deionisierung weist das Kühlfluid nur eine sehr geringe oder gar keine elektrische Leitfähigkeit auf. Auf diese Weise wird sicher vermieden, dass über das Kühlfluid eine nicht bestimmungsgemäße elektrische Verbindung mehrerer Kühleinrichtungen miteinander möglich ist. Somit können ein Kurzschluss oder eine elektrische Überbrückung von einzelnen oder mehreren Diodenlasereinrichtungen sicher vermieden werden. Darüber hinaus kann Elektrokorrosion in den Kühlfluidkanälen oder anderen kühlfluidführenden Bauteilen der Diodenlaseranordnung vermieden werden.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlaseranordnung mindestens eine obere Strombrücke oder mindestens eine untere Strombrücke, insbesondere mindestens eine obere Strombrücke und eine untere Strombrücke aufweist, welche jeweils eingerichtet sind/ist, um elektrischen Strom zu leiten. Insbesondere sind an einer solchen oberen Strombrücke jeweils zwei nebeneinander angeordnete obere Kühleinrichtungen angeordnet und über diese obere Strombrücke elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere sind, alternativ oder zusätzlich, an einer solchen unteren Strombrücke zwei nebeneinander angeordnete untere Kühleinrichtungen angeordnet und über diese untere Strombrücke elektrisch miteinander verbunden.
-
Insbesondere weisen/weist die mindestens eine obere Strombrücke und/oder die mindestens eine untere Strombrücke elektrisch leitfähiges Material auf oder bestehen/besteht aus elektrisch leitfähigem Material. Insbesondere sind/ist die mindestens eine obere Strombrücke und/oder die mindestens eine untere Strombrücke insbesondere in einem Bereich elektrisch leitfähig ausgebildet, der eingerichtet ist zur elektrischen Verbindung zweier nebeneinander angeordneter oberer Kühleinrichtungen und/oder unterer Kühleinrichtungen.
-
Eine Anordnung von Kühleinrichtungen nebeneinander spricht insbesondere eine Anordnung horizontal direkt benachbarter Kühleinrichtungen an, wobei diese entweder im oberen Teil oder im unteren Teil der Diodenlaseranordnung angeordnet sind. Vorzugsweise sind/ist die mindestens eine obere Strombrücke und/oder die mindestens eine untere Strombrücke bezüglich ihrer Dimensionierung, insbesondere ihrer Dicke oder ihres Querschnitts, grundsätzlich nicht begrenzt, wobei sie in Abhängigkeit eines maximal erforderlichen Stroms ausgelegt werden können/kann. Insbesondere ist eine Dicke der Strombrücken nicht durch die Höhe eines Spalts zwischen zwei Kühleinrichtungen eines Stapels, beziehungsweise eine Dicke der entsprechenden Diodenlasereinrichtung, begrenzt, wie dies beispielsweise bei Stromschienen bei isolierten Kühleinrichtungen (ILASCO) zumindest im Bereich der Diodenlasereinrichtungen der Fall ist. Auch muss der Strom nicht seitlich beziehungsweise nach hinten, d. h. in einer dem emittierten Laserstrahl abgewandten Richtung, beispielsweise über dünne Bleche, von der Diodenlasereinrichtung weg geführt werden.
-
Die mindestens eine obere Strombrücke und/oder die mindestens eine untere Strombrücke weisen/weist vorzugsweise ein Material auf oder bestehen aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Kupfer, und einer Kupferlegierung. Die obere Strombrücke und/oder die untere Strombrücke können eine Beschichtung aufweisen, wobei diese Beschichtung vorzugsweise Gold, eine Gold-Legierung, Silber oder eine Silber-Legierung aufweist. Derartige Materialien sind insbesondere aufgrund ihrer elektrischen und thermischen Leitfähigkeit besonders geeignet. Strombrücken der angesprochenen Art können, insbesondere bei einer abwechselnden Orientierung der Diodenlasereinrichtungen im Wesentlichen linear oder balkenförmig ausgeführt werden, wodurch sie besonders einfach und kostengünstig herstellbar sind.
-
Es wird eine Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlaseranordnung ein erstes Stromanschlussteil und ein zweites Stromanschlussteil aufweist, welche jeweils eingerichtet sind, um elektrischen Strom zu leiten, wobei das erste Stromanschlussteil an der oberen Kühleinrichtung oder der unteren Kühleinrichtung eines ersten Stapels der mindestens zwei Stapel angeordnet ist und elektrisch mit dieser verbunden ist, und wobei das zweite Stromanschlussteil an der oberen Kühleinrichtung oder der unteren Kühleinrichtung eines letzten Stapels der mindestens zwei Stapel angeordnet ist und mit dieser elektrisch verbunden ist.
-
Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Stapel um denjenigen Stapel, welcher an einem ersten Ende der horizontal aneinandergereihten Stapel angeordnet ist. Bei dem letzten Stapel handelt es sich insbesondere um denjenigen Stapel, welcher an einem dem ersten Ende entgegengesetzt liegenden zweiten Ende der horizontal aneinandergereihten Stapel angeordnet ist. Der erste Stapel und der letzte Stapel bilden also insbesondere jeweils ein Ende der horizontalen Aneinanderreihung der Stapel der Diodenlaseranordnung.
-
Das erste Stromanschlussteil und das zweite Stromanschlussteil weisen insbesondere jeweils einen Stromanschluss auf, welcher mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist. Mittels einer solchen elektrischen Stromquelle können die Diodenlasereinrichtungen mit Strom versorgt werden. Insbesondere fließt hierbei ein Strom von einem solchen Stromanschluss über das erste beziehungsweise zweite Stromanschlussteil und über eine Kühleinrichtung des ersten oder letzten Stapels zu der n-Seite oder der p-Seite der Diodenlasereinrichtung dieses Stapels. Insbesondere fließt der Strom von der jeweils anderen Seite dieser Diodenlasereinrichtung über die andere Kühleinrichtung dieses Stapels und über eine Strombrücke zu dem benachbarten Stapel, wobei der Strom über eine Kühleinrichtung dieses Stapels zu der entsprechenden Diodenlasereinrichtung fließt, und so weiter.
-
Zwischen dem ersten und dem letzten Stapel fließt der Strom insbesondere über die Strombrücken der angesprochenen Art. Insbesondere ist es möglich, einen Strom mit einer Stärke von bis zu 1000 A oder mehr zu den Diodenlasereinrichtungen zu führen. Insbesondere weisen das erste Stromanschlussteil und das zweite Stromanschlussteil zumindest in einem stromführenden Bereich ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise Kupfer oder eine Kupfer-Legierung, auf.
-
Ist beispielsweise an der oberen Kühleinrichtung des ersten Stapels eine obere Strombrücke angeordnet beziehungsweise mit dieser elektrisch verbunden, so ist das erste Stromanschlussteil an der unteren Kühleinrichtung des ersten Stapels angeordnet beziehungsweise mit dieser elektrisch verbunden. Ist hingegen an der oberen Kühleinrichtung des ersten Stapels das erste Stromanschlussteil angeordnet beziehungsweise mit dieser elektrisch verbunden, so ist an der unteren Kühleinrichtung des ersten Stapels eine untere Strombrücke angeordnet beziehungsweise mit dieser elektrisch verbunden. In analoger Weise ist das zweite Stromanschlussteil an dem letzten Stapel im oberen oder unteren Teil angeordnet.
-
Insbesondere sind/ist das erste Stromanschlussteil und/oder das zweite Stromanschlussteil bezüglich eines Materials und/oder einer Dimensionierung, insbesondere eines Querschnitts, analog zu der mindestens einen oberen Strombrücke und/oder der mindestens einen unteren Strombrücke ausgestaltet. Derartige Stromanschlussteile können im Wesentlichen linear oder balkenförmig ausgeführt werden, sodass sie besonders einfach und kostengünstig herstellbar sind.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass zumindest ein Bauteil der Diodenlaseranordnung, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus der mindestens einen oberen Strombrücke, der mindestens einen unteren Strombrücke, dem ersten Stromanschlussteil, und dem zweiten Stromanschlussteil, jeweils von einem Kühlfluid durchströmbar ausgebildet ist. Dabei ist vorzugsweise zumindest ein Bauteil, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus der mindestens einen oberen Strombrücke, der mindestens einen unteren Strombrücke, dem ersten Stromanschlussteil, und dem zweiten Stromanschlussteil, jeweils mittels des Kühlfluids kühlbar. Vorzugsweise weisen die Strombrücken beziehungsweise die Stromanschlussteile hierzu geeignete Kühlfluidkanäle zur Durchleitung von Kühlfluid, beispielsweise Bohrungen, Aussparungen und/oder Durchlässe, auf. Dabei können jeweils ein oder mehrere Zulaufkanäle und/oder Ablaufkanäle vorgesehen sein, mittels welcher die jeweils zugeordneten Kühleinrichtungen mit Kühlfluid versorgbar sind. Auf diese Weise ist eine Versorgung der Kühleinrichtungen mit Kühlfluid einfach möglich. Eine Kühlung der Strombrücken beziehungsweise Stromanschlussteile kann eine Kühlwirkung der Kühleinrichtungen vorteilhaft unterstützen, insbesondere bei starker Erwärmung der Diodenlasereinrichtungen.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlaseranordnung einen oberen Kühlfluidverteiler oder einen unteren Kühlfluidverteiler, oder alternativ einen oberen Kühlfluidverteiler und einen unteren Kühlfluidverteiler, aufweist, welche/welcher jeweils zur Durchleitung eines Kühlfluids eingerichtet sind/ist. Vorzugsweise sind dabei die mindestens zwei oberen Kühleinrichtungen, besonders bevorzugt über eine obere Strombrücke und/oder das erste Stromanschlussteil und/oder das zweite Stromanschlussteil, jeweils mit dem oberen Kühlfluidverteiler fluidverbunden. Alternativ oder zusätzlich sind vorzugsweise die mindestens zwei unteren Kühleinrichtungen, besonders bevorzugt über eine untere Strombrücke und/oder das erste Stromanschlussteil und/oder das zweite Stromanschlussteil, jeweils mit dem unteren Kühlfluidverteiler fluidverbunden. Vorzugsweise ist der obere Kühlfluidverteiler in dem oberen Teil der Diodenlaseranordnung und der untere Kühlfluidverteiler in dem unteren Teil der Diodenlaseranordnung angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass ein beziehungsweise die Kühlverteiler an einer anderen Stelle der Diodenlaseranordnung angeordnet sind.
-
Insbesondere weisen/weist der obere Kühlfluidverteiler und/oder der untere Kühlfluidverteiler jeweils Kühlfluidkanäle auf, welche mit Kühlfluidkanälen der mindestens einen oberen Strombrücke, der mindestens einen unteren Strombrücke, des ersten Stromanschlussteils und/oder des zweiten Stromanschlussteils sowie der mindestens einen oberen Kühleinrichtung und/oder der mindestens einen unteren Kühleinrichtung fluidverbunden sind. Beispielsweise sind/ist ein oberer Kühlfluidkreislauf zur Kühlfluidversorgung der oberen Kühleinrichtungen und/oder ein unterer Kühlfluidkreislauf zur Kühlfluidversorgung der unteren Kühleinrichtungen realisiert. Beide Kühlfluidkreisläufe können fluidisch miteinander gekoppelt oder voneinander getrennt sein. Die Kühlfluidkanäle des oberen Kühlfluidverteilers und/oder des unteren Kühlfluidverteilers können beispielsweise als Bohrungen, Aussparungen und/oder Durchlässe ausgebildet sein.
-
Der obere Kühlfluidverteiler und/oder der untere Kühlfluidverteiler können/kann jeweils mehrere geometrisch zumindest abschnittsweise voneinander getrennte Kühlfluidkanäle aufweisen, welche beispielsweise als Zulaufkanäle zur Zuführung von Kühlfluid beziehungsweise als Ablaufkanäle zur Abführung von Kühlfluid zu/von den Kühleinrichtungen ausgebildet sind.
-
Es ist möglich, dass die Diodenlaseranordnung lediglich einen solchen Kühlfluidverteiler aufweist, welcher in dem oberen Teil oder dem unteren Teil oder an einer anderen Stelle der Diodenlaseranordnung angeordnet ist, und welcher mit den oberen Kühleinrichtungen und/oder den unteren Kühleinrichtungen fluidverbunden ist. Mittels des oberen und/oder des unteren Kühlfluidverteilers ist eine Verteilung von Kühlfluid auf einfache und platzsparende Weise möglich.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der obere Kühlfluidverteiler gegenüber zumindest einem Bauteil, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus der mindestens einen oberen Strombrücke, dem ersten Stromanschlussteil, und dem zweiten Stromanschlussteil, jeweils elektrisch isoliert ausgebildet sind/ist. Alternativ oder zusätzlich sind/ist vorzugsweise der untere Kühlfluidverteiler gegenüber einem Bauteil, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus der mindestens einen unteren Strombrücke, dem ersten Stromanschlussteil, und dem zweiten Stromanschlussteil, jeweils elektrisch isoliert ausgebildet. Eine derartige elektrische Isolierung kann beispielsweise über eine Beabstandung oder eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material zwischen einem Kühlfluidverteiler der angesprochenen Art und einer Strombrücke beziehungsweise einem Stromanschlussteil der angesprochenen Art realisiert sein.
-
Insbesondere ist das erste Stromanschlussteil gegenüber dem oberen Kühlfluidverteiler elektrisch isoliert, wenn es in dem oberen Teil der Diodenlaseranordnung angeordnet ist. Dahin gegen ist das erste Stromanschlussteil insbesondere gegenüber dem unteren Kühlfluidverteiler elektrisch isoliert, wenn es in dem unteren Teil der Diodenlaseranordnung angeordnet ist. In analoger Weise ist das zweite Stromanschlussteil insbesondere gegenüber dem oberen oder dem unteren Kühlfluidverteiler elektrisch isoliert ausgebildet.
-
Der obere Kühlfluidverteiler ist insbesondere gegenüber den oberen Kühleinrichtungen elektrisch isoliert ausgebildet, wobei der untere Kühlfluidverteiler insbesondere gegenüber den unteren Kühleinrichtungen elektrisch isoliert ausgebildet ist.
-
Der obere Kühlfluidverteiler und/oder der untere Kühlfluidverteiler weisen/weist vorzugsweise, insbesondere in Bereichen, an welchen der obere und/oder der untere Kühlfluidverteiler an einer Strombrücke, einem Stromanschlussteil oder einer Kühleinrichtung angeordnet ist oder anliegt, ein elektrisch isolierendes Material auf oder bestehen/besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Auf diese Weise wird ein nicht bestimmungsgemäßer Stromfluss oder ein Kurzschluss beispielsweise zwischen benachbarten oberen Strombrücken und/oder unteren Strombrücken sicher vermieden.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass zumindest ein Bauteil, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus der mindestens einen oberen Strombrücke, des ersten Stromanschlussteils, und des zweiten Stromanschlussteils, an dem oberen Kühlfluidverteiler, vorzugsweise jeweils in einer Aussparung des oberen Kühlfluidverteilers, angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise zumindest ein Bauteil, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus der mindestens einen unteren Strombrücke, des ersten Stromanschlussteils, und des zweiten Stromanschlussteils, an dem unteren Kühlfluidverteiler, vorzugsweise jeweils in einer Aussparung des unteren Kühlfluidverteilers, angeordnet.
-
Ob das erste Stromanschlussteil und/oder das zweite Stromanschlussteil in einer Aussparung des oberen oder des unteren Kühlfluidverteilers angeordnet sind, hängt insbesondere von der Anordnung des ersten beziehungsweise zweiten Stromanschlusses in dem oberen oder dem unteren Teil der Diodenlaseranordnung ab. Mittels der Aussparungen kann eine besonders kompakte Ausgestaltung der Diodenlaseranordnung realisiert werden.
-
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine obere Strombrücke oder die mindestens eine untere Strombrücke, oder alternativ die mindestens eine obere Strombrücke und die mindestens eine untere Strombrücke, jeweils gestuft ausgebildet sind/ist, sodass ein Höhenversatz der emittierten Laserstrahlen aufgrund der abwechselnden Orientierung der Diodenlasereinrichtungen ausgeglichen ist.
-
Ein solcher Höhenversatz ergibt sich beispielsweise, wenn die Diodenlasereinrichtungen bezüglich ihrer p-Seite und n-Seite jeweils abwechselnd orientiert angeordnet sind, wobei jeweils eine Emission der Laserstrahlen bezüglich einer vertikalen Erstreckung der Diodenlasereinrichtung, insbesondere des mindestens einen Emitters, nicht mittig erfolgt. Beispielsweise wird der Laserstrahl bei Kantenemittem typischerweise an dessen Bruchkante nahe an der Oberfläche der p-Seite quer zum Strom emittiert.
-
Insbesondere ist eine Stufung der mindestens einen oberen Strombrücke an einer Anlagefläche, an welcher jeweils zwei obere Kühleinrichtungen angeordnet sind, derart ausgebildet, dass diese zwei oberen Kühleinrichtungen zueinander vertikal versetzt sind. Insbesondere ist eine Stufung der mindestens einen unteren Strombrücke an einer Anlagefläche, an welcher jeweils zwei untere Kühleinrichtungen angeordnet sind, derart ausgebildet, dass diese zwei unteren Kühleinrichtungen zueinander vertikal versetzt sind. Insbesondere bewirkt ein solcher vertikaler Versatz der Kühleinrichtungen einen vertikalen Versatz der den Kühleinrichtungen jeweils zugeordneten Diodenlasereinrichtungen, insbesondere der Emitter.
-
Eine Stufung der oberen Strombrücke und der unteren Strombrücke sind vorzugsweise, insbesondere wenn die Diodenlasereinrichtungen jeweils abwechselnd orientiert angeordnet sind, derart aufeinander abgestimmt, dass die Stapel beziehungsweise die Diodenlasereinrichtungen abwechselnd vertikal in die eine Richtung beziehungsweise in die andere Richtung versetzt angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Stufung kann eine versetzte Anordnung der Stapel beziehungsweise der Diodenlasereinrichtungen mittels abwechselnd an einer Oberseite oder einer Unterseite einer Diodenlasereinrichtung angeordneter Submounts, oder auch mit Submounts wechselnder Dicke, realisiert sein. Ein Versatz dieser Art kann, in Abhängigkeit von einem Aufbau des mindestens einen Emitters, beispielsweise etwa 0,1 mm betragen. Auf diese Weise können die Diodenlasereinrichtungen, insbesondere die jeweiligen Emitter, jeweils derart relativ zueinander angeordnet werden, dass ein Höhenversatz der emittierten Laserstrahlen ausgeglichen ist. Der Ausgleich eines solchen Höhenversatzes ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die verschiedenen Laserstrahlen zu einem zusammengesetzten oder kombinierten Laserstrahl gebündelt werden, beispielsweise in einem DWM-Modul zur dichten Wellenlängenkopplung.
-
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein DWM-Modul zur dichten Wellenlängenkopplung (dense wavelength multiplexing) zur Erzeugung eines ausgekoppelten Laserstrahls geschaffen wird. Das DWM-Modul weist eine Diodenlaseranordnung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. In Zusammenhang mit dem DWM-Modul ergeben sich insbesondere die Vorteile, welche bereits in Zusammenhang mit der Diodenlaseranordnung erläutert wurden. Bei dem DWM-Modul sind insbesondere dessen Herstellkosten gegenüber bekannten Technologien nicht signifikant höher, wobei jedoch dessen Ausgangsleistung mittels der Diodenlaseranordnung deutlich gesteigert werden kann.
-
Das DWM-Modul weist vorzugsweise ein Kühlaggregat zur Kühlung und Aufbereitung von Kühlfluid auf, welches eingerichtet ist, um die Diodenlaseranordnung mit Kühlfluid zu versorgen beziehungsweise insbesondere die Diodenlasereinrichtungen zu kühlen.
-
Vorzugsweise weist das DWM-Modul eine Energieversorgungseinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um insbesondere die Diodenlaseranordnung und das Kühlaggregat mit Strom zu versorgen.
-
Vorzugsweise weist das DWM-Modul eine Ansteuereinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um insbesondere die Energieversorgungseinrichtung und das Kühlaggregat anzusteuern, insbesondere zu steuern oder zu regeln. Es ist möglich, dass die Diodenlaseranordnung Sensoren beispielsweise zur Temperaturregelung oder zur Leistungsregelung der Diodenlasereinrichtungen aufweist.
-
Vorzugsweise weist das DWM-Modul eine Strahlformeinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um die mittels der Diodenlasereinrichtungen emittierten Laserstrahlen zu einem gemeinsamen Laserstrahl zu bündeln und auszukoppeln. Ein solcher ausgekoppelter Laserstrahl ist insbesondere aus mehreren Teillaserstrahlen kombiniert oder zusammengesetzt. Insbesondere weist er nahezu die Eigenschaften eines Laserstrahls eines einzelnen Emitters auf. Hierzu sind insbesondere entsprechende optische Einrichtungen vorgesehen.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Diodenlaseranordnung im Querschnitt,
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der Diodenlaseranordnung gemäß 1,
- 3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Diodenlaseranordnung,
- 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines dritten Ausführungsbeispiels einer Diodenlaseranordnung, und
- 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines DWM-Moduls mit einer Diodenlaseranordnung.
-
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Diodenlaseranordnung 1 im Querschnitt schematisch dargestellt. Die Diodenlaseranordnung 1 dient beispielsweise zur Kühlung von und Stromzuführung für Diodenlasereinrichtungen, insbesondere in einem DWM-Modul. Die Diodenlaseranordnung 1 weist mindestens zwei Stapel 3 auf. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Diodenlaseranordnung 1 acht Stapel 3 auf, nämlich die Stapel 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 und 3.8. Die Stapel 3 sind entlang einer horizontalen Richtung angeordnet. Im Folgenden wird eine Richtung, welche - in einer Bildebene liegend - senkrecht zu der horizontalen Richtung verläuft, als vertikale Richtung bezeichnet.
-
Die Stapel 3 weisen jeweils eine Diodenlasereinrichtung 5 auf, wobei der Übersichtlichkeit wegen ein entsprechendes Bezugszeichen nur an dem ersten Stapel 3.1 und dem zweiten Stapel 3.2 gesetzt ist. Die Diodenlasereinrichtungen 5 sind jeweils eingerichtet, um einen Laserstrahl zu emittieren. Insbesondere ist die Diodenlaseranordnung 1 eingerichtet, um mittels der acht Diodenlasereinrichtungen 5 acht Laserstrahlen zu emittieren. Die Laserstrahlen werden hier im Wesentlichen aus der Bildebene hinaus, quasi in Richtung eines Betrachters, emittiert. Ein Symbol, welches eine solche Laserstrahlabstrahlrichtung kennzeichnet, ist schematisch mit dem Bezugszeichen L gekennzeichnet.
-
Die Diodenlasereinrichtungen 5 weisen jeweils mindestens einen Emitter, insbesondere mit einem laseraktiven Material auf. Vorzugsweise weisen die Diodenlasereinrichtungen 5 jeweils mehrere Emitter auf, besonders bevorzugt einen Diodenlaserbarren, insbesondere einen Hochleistungsdiodenlaserbarren.
-
Die Stapel 3 weisen jeweils eine obere Kühleinrichtung 7 auf. Weiterhin weisen die Stapel 3 jeweils eine untere Kühleinrichtung 9 auf. Der Übersichtlichkeit wegen ist die obere Kühleinrichtung 7 und die untere Kühleinrichtung 9 jeweils nur bei dem ersten Stapel 3.1 und dem zweiten Stapel 3.2 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Optional weisen die Diodenlasereinrichtungen 5 jeweils einen oder zwei Submounts auf, welche jeweils insbesondere zwischen dem mindestens einen Emitter und der oberen Kühleinrichtung 7 und/oder der unteren Kühleinrichtung 9 angeordnet sind. Submounts 57 sind in 4 beispielhaft dargestellt.
-
Die oberen Kühleinrichtungen 7 sind - aus Sicht des Betrachters - in einem oberen Teil 11 der Diodenlaseranordnung 1 angeordnet. Die unteren Kühleinrichtungen 7 sind - aus Sicht des Betrachters - in einem dem oberen Teil 11 entgegengesetzt angeordneten unteren Teil 13 der Diodenlaseranordnung 1 angeordnet. Die Diodenlasereinrichtungen 5 sind also quasi zwischen dem oberen Teil 11 und dem unteren Teil 13 angeordnet.
-
Die Diodenlasereinrichtung 5 des ersten Stapels 3.1, insbesondere deren mindestens ein Emitter, weist beispielhaft eine n-Seite auf, welche an der oberen Kühleinrichtung 7 angeordnet ist beziehungsweise an dieser anliegt, optional über einen Submount 57. Weiterhin weist die Diodenlasereinrichtung 5 des ersten Stapels 3.1, insbesondere deren mindestens ein Emitter, beispielhaft eine p-Seite auf, welche an der unteren Kühleinrichtung 9 angeordnet ist beziehungsweise an dieser anliegt, optional über einen weiteren Submount 57. Die n-Seite und die p-Seite sind jeweils mit den Bezugszeichen n beziehungsweise p gekennzeichnet. Die n-Seite und die p-Seite der Diodenlasereinrichtung 5 des zweiten Stapels 3.2 ist gegenüber dem ersten Stapel 3.1 umgekehrt angeordnet. Bei dem zweiten Stapel 3.2 ist die p-Seite an der oberen Kühleinrichtung 7 und die n-Seite an der unteren Kühleinrichtung 9 angeordnet.
-
Bei den Stapeln 3 ist jeweils die Diodenlasereinrichtung 5 an der oberen Kühleinrichtung 7 und an der unteren Kühleinrichtung 9 derart angeordnet, dass die Diodenlasereinrichtung 5 zwischen der oberen Kühleinrichtung 7 und der unteren Kühleinrichtung 9, quasi sandwichartig, angeordnet ist.
-
Die obere Kühleinrichtung 7 und die untere Kühleinrichtung 9 ist bei den Stapeln 3 jeweils eingerichtet, um die dazwischen angeordnete Diodenlasereinrichtung 5 zu kühlen. Optional sind die obere Kühleinrichtung 7 und die untere Kühleinrichtung 9 jeweils eingerichtet zur Durchleitung von Kühlfluid, um die Diodenlasereinrichtung 5 zu kühlen. Optional vorgesehene Submounts 57 bewirken insbesondere eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem jeweils mindestens einen Emitter und den Kühleinrichtungen 7, 9.
-
Weiterhin sind die obere Kühleinrichtung 7 und die untere Kühleinrichtung 9 bei den Stapeln 3 jeweils mit der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung 5, insbesondere mit dem mindestens einen Emitter, elektrisch verbunden. Beispielsweise ist bei dem ersten Stapel 3.1 die n-Seite des mindestens einen Emitters, mit der oberen Kühleinrichtung 7 elektrisch verbunden, wobei dessen p-Seite mit der unteren Kühleinrichtung 9 elektrisch verbunden ist.
-
Insbesondere sind zumindest Kontaktflächen der Diodenlasereinrichtung 5 und der oberen Kühleinrichtung 7 beziehungsweise der unteren Kühleinrichtung 9 elektrisch leitfähig ausgestaltet, sodass hierüber eine elektrische Verbindung realisiert ist. Insbesondere liegt eine Diodenlasereinrichtung 5 über solche Kontaktflächen an der zugeordneten oberen Kühleinrichtung 7 beziehungsweise unteren Kühleinrichtung 9 an. Vorzugsweise ist ein großflächiger oder vollflächiger Kontakt jeweils zwischen der Diodenlasereinrichtung 5 und den Kühleinrichtungen 7, 9 vorgesehen, sodass große Ströme übertragbar sind.
-
Die obere Kühleinrichtung 7 und/oder die untere Kühleinrichtung 9 eines Stapels 3 sind/ist jeweils als Mikrokanalkühler ausgebildet. Dabei weisen/weist die obere Kühleinrichtung 7 und die untere Kühleinrichtung 9 optional jeweils geeignete Kühlfluidkanäle auf, welche beispielsweise als Bohrungen, Aussparungen und/oder Durchlässe zur Durchleitung von Kühlfluid ausgebildet sind. Merkmale einer solchen Ausgestaltung, beispielsweise einer Kühlkanalstruktur, sind in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Eine solcher Mikrokanalkühler ist in 2, welche weiter unten beschrieben wird, schematisch dargestellt.
-
Die obere Kühleinrichtung 7 und/oder die untere Kühleinrichtung 9 eines Stapels 3 weisen/weist jeweils gegenüber der dazwischen angeordneten Diodenlasereinrichtung 5 im Wesentlichen keine elektrische Isolierung auf. Insbesondere sind kühlende Teile der Kühleinrichtungen 7, 9, beispielsweise Bereiche mit Kühlfluidkanälen, gegenüber der Diodenlasereinrichtung 5 im Wesentlichen nicht elektrisch isoliert. Insbesondere sind die Kühleinrichtungen 7 und/oder 9 derart ausgebildet, dass stromführende Teile, auch im Bereich kühlender Teile, durchgängig mit einer an einen maximal erforderlichen Strom angepassten Dimensionierung, beispielsweise einem Querschnitt, ausgebildet sind.
-
Die Diodenlasereinrichtungen 5 der Stapel 3 sind optional - wie in 1 dargestellt - seitlich nebeneinander angeordnet. Die Diodenlasereinrichtungen 5 sind hier entlang einer horizontalen Erstreckung der Diodenlaseranordnung 1 angeordnet, wobei ein Verbindungsvektor zwischen der n-Seite und der p-Seite einer Diodenlasereinrichtung 5 senkrecht zu der horizontalen Erstreckung verläuft, insbesondere entlang einer vertikalen Erstreckung der Diodenlaseranordnung 1.
-
Optional sind die Diodenlasereinrichtungen 5 der Stapel 3, insbesondere deren Emitter, elektrisch in Reihe geschaltet. Eine solche Ausgestaltung ist in 1 dargestellt.
-
Optional sind die Diodenlasereinrichtungen 5 der Stapel 3 bezüglich der p-Seite und der n-Seite, wie in 1 dargestellt, jeweils abwechselnd orientiert angeordnet. Die oberen Kühleinrichtungen 7 und die unteren Kühleinrichtungen 9 sind dabei abwechselnd an einer p-Seite und einer n-Seite der Diodenlasereinrichtungen 5 angeordnet, insbesondere jeweils mit den p-Seiten beziehungsweise n-Seiten elektrisch verbunden.
-
Optional sind jeweils zwei benachbarte Stapel 3, beispielsweise der erste Stapel 3.1 und der zweite Stapel 3.2, oder der zweite Stapel 3.2 und der dritte Stapel 3.3, voneinander beabstandet angeordnet. Gemäß 1 sind alle Stapel 3 voneinander beabstandet angeordnet. Insbesondere ist zwischen den Stapeln 3 jeweils ein Trennbereich 15 angeordnet, wobei der Übersichtlichkeit wegen nur ein Trennbereich 15 zwischen dem siebten Stapel 3.7 und dem achten Stapel 3.8 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Insbesondere werden somit nicht bestimmungsgemäße elektrische Verbindungen zwischen den Stapeln 3 vermieden.
-
Optional sind/ist durch die obere Kühleinrichtung 7 und/oder die untere Kühleinrichtung 9 jeweils ein Kühlfluid leitbar, welches jeweils gegenüber einem stromführenden Teil der oberen Kühleinrichtung 7 und/oder der unteren Kühleinrichtung 9 zumindest abschnittsweise nicht elektrisch isoliert ist. Insbesondere ist zumindest abschnittsweise zwischen dem Kühlfluid und der Diodenlasereinrichtung 5, insbesondere einer p-Seite oder einer n-Seite, keine elektrische Isolation vorgesehen.
-
Optional weist ein Kühlfluid deionisiertes Wasser auf oder besteht aus deionisiertem Wasser. Insbesondere ist das Wasser so weit deionisiert, dass dessen elektrische Leitfähigkeit sehr gering oder gar gleich Null ist.
-
Optional weist die Diodenlaseranordnung 1 mindestens eine obere Strombrücke 17 und/oder mindestens eine untere Strombrücke 19 auf, welche jeweils eingerichtet sind/ist, um elektrischen Strom zu leiten. Dabei sind an einer oberen Strombrücke 17 jeweils zwei nebeneinander angeordnete obere Kühleinrichtungen 7 angeordnet und über diese elektrisch miteinander verbunden. Optional sind alternativ oder zusätzlich an einer unteren Strombrücke 19 zwei nebeneinander angeordnete untere Kühleinrichtungen 9 angeordnet und über diese elektrisch miteinander verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist die Diodenlaseranordnung 1 vier obere Strombrücken 17 und drei untere Strombrücken 19 auf. Die vier oberen Strombrücken 17 sind in dem oberen Teil 11 der Diodenlaseranordnung 1 angeordnet, wobei die drei unteren Strombrücken 19 in dem unteren Teil 13 angeordnet sind. Insbesondere sind die oberen Strombrücken 17 und die unteren Strombrücken 19 jeweils mit stromführenden Teilen der daran jeweils angeordneten oberen Kühleinrichtungen 7 beziehungsweise unteren Kühleinrichtungen 9 elektrisch verbunden. Bei der Diodenlaseranordnung 1 gemäß 1 sind also die Positionen der oberen Strombrücken 17 gegenüber den Positionen der unteren Strombrücke 19 jeweils um einen Stapel 3 seitlich beziehungsweise horizontal versetzt.
-
Die oberen Strombrücken 17 und die unteren Strombrücken 19 weisen hier jeweils Zulaufkanäle 21 auf, über welche Kühlfluid zu den jeweils zugeordneten oberen Kühleinrichtungen 7 beziehungsweise unteren Kühleinrichtungen 9 zuführbar ist. Die oberen Strombrücken 17 und die unteren Strombrücken 19 weisen hier weiterhin Ablaufkanäle 23 auf, über welche Kühlfluid von den jeweils zugeordneten oberen Kühleinrichtungen 7 beziehungsweise unteren Kühleinrichtungen 9 aufnehmbar ist. Der Übersichtlichkeit wegen sind die Zulaufkanäle 21 und die Ablaufkanäle 23 nur bei der dem ersten Stapel 3.1 und dem zweiten Stapel 3.2 zugeordneten oberen Strombrücke 17 und bei der dem zweiten Stapel 3.2 und dem dritten Stapel 3.3 zugeordneten unteren Strombrücke 19 mit Bezugszeichen versehen. Mit den Zulaufkanälen 21 und den Ablaufkanälen 23 fluidverbundene Kühlfluidkanäle in den oberen Kühleinrichtungen 7 beziehungsweise den unteren Kühleinrichtungen 9 sind der Übersichtlichkeit wegen hier nicht dargestellt.
-
Optional weist die Diodenlaseranordnung 1 ein erstes Stromanschlussteil 25 und ein zweites Stromanschlussteil 27 auf, welche jeweils eingerichtet sind, um elektrischen Strom zu leiten. Dabei ist das erste Stromanschlussteil 25 an der unteren Kühleinrichtung 9 des ersten Stapels 3.1 angeordnet und elektrisch mit diesem verbunden. Bei einem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das erste Stromanschlussteil 25 auch an der oberen Kühleinrichtung 7 des ersten Stapels 3.1 angeordnet sein. Das zweite Stromanschlussteil 27 ist hier an der unteren Kühleinrichtung 9 des letzten Stapels, also des achten Stapels 3.8, angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden. Bei einem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das zweite Stromanschlussteil 27 auch an der oberen Kühleinrichtung 7 des letzten Stapels angeordnet sein.
-
Insbesondere sind das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 jeweils mit stromführenden Teilen der daran jeweils angeordneten oberen Kühleinrichtungen 7 beziehungsweise unteren Kühleinrichtungen 9, hier nur mit stromführenden Teilen der daran jeweils angeordneten unteren Kühleinrichtungen 9, elektrisch verbunden.
-
Das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 weisen hier jeweils Zulaufkanäle 21 auf, über welche Kühlfluid zu den jeweils zugeordneten unteren Kühleinrichtungen 9 zuführbar ist. Das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 weisen hier weiterhin Ablaufkanäle 23 auf, über welche Kühlfluid von den jeweils zugeordneten unteren Kühleinrichtungen 9 aufnehmbar ist. Mit den Zulaufkanälen 21 und den Ablaufkanälen 23 fluidverbundene Kühlfluidkanäle in den unteren Kühleinrichtungen 9 sind der Übersichtlichkeit wegen hier nicht dargestellt.
-
Gemäß 1 sind das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 in dem unteren Teil 13 der Diodenlaseranordnung 1 angeord net.
-
Das erste Stromanschlussteil 25 weist gemäß 1 einen ersten Stromanschluss 28 auf, welcher beispielhaft ein Pluspol ist. Das zweite Stromanschlussteil 27 weist hier einen zweiten Stromanschluss 28' auf, welcher beispielhaft ein Minuspol ist.
-
Optional sind/ist die mindestens eine obere Strombrücke 17 und/oder die mindestens eine untere Strombrücke 19 und/oder das erste Stromanschlussteil 25 und/oder das zweite Stromanschlussteil 27 jeweils von einem Kühlfluid durchströmbar ausgebildet, wobei vorzugsweise jeweils mittels des Kühlfluids die mindestens eine obere Strombrücke 17 und/oder die mindestens eine untere Strombrücke 19 und/oder das erste Stromanschlussteil 25 und/oder das zweite Stromanschlussteil 27 kühlbar ist.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die oberen Strombrücken 17, die unteren Strombrücken 19, das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 jeweils von einem Kühlfluid durchströmbar ausgebildet. Dabei sind insbesondere jeweils mittels des Kühlfluids die oberen Strombrücken 17, die unteren Strombrücken 19, das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 kühlbar.
-
Optional weist die Diodenlaseranordnung 1 einen oberen Kühlfluidverteiler 29 und/oder einen unteren Kühlfluidverteiler 31 auf, welche/welcher jeweils zur Durchleitung von Kühlfluid eingerichtet sind/ist. Optional sind dabei die mindestens zwei oberen Kühleinrichtungen 7, vorzugsweise über eine obere Strombrücke 17, das erste Stromanschlussteil 25 und/oder das zweite Stromanschlussteil 27, jeweils mit dem oberen Kühlfluidverteiler 29 fluidverbunden. Optional sind alternativ oder zusätzlich die mindestens zwei unteren Kühleinrichtungen 9, vorzugsweise über eine untere Strombrücke 19, das erste Stromanschlussteil 25 und/oder das zweite Stromanschlussteil 27, jeweils mit dem unteren Kühlfluidverteiler 31 fluidverbunden.
-
Gemäß 1 sind ein oberer Kühlfluidverteiler 29, welcher in dem oberen Teil 11 angeordnet ist, und ein unterer Kühlfluidverteiler 31, welcher in dem unteren Teil 13 angeordnet ist, vorgesehen. Die Kühlfluidverteiler 29, 31 sind jeweils zur Durchleitung von Kühlfluid eingerichtet. Die oberen Kühleinrichtungen 7 sind, hier über die oberen Strombrücken 17, jeweils mit dem oberen Kühlfluidverteiler 29 fluidverbunden, wobei die unteren Kühleinrichtungen 9, hier über das erste Stromanschlussteil 25, die unteren Strombrücken 19 und das zweite Stromanschlussteil 27, jeweils mit dem unteren Kühlfluidverteiler 31 fluidverbunden sind.
-
Der obere Kühlfluidverteiler 29 und der untere Kühlfluidverteiler 31 weisen jeweils einen Kühlfluidversorgungskanal 33, 33' auf. Der Kühlfluidversorgungskanal 33, 33' ist hier schematisch dargestellt. Er kann beispielsweise einen Zulaufkanal aufweisen, welcher die Zulaufkanäle 21 mit Kühlfluid versorgt, wobei er einen Ablaufkanal aufweisen kann, welcher Kühlfluid aus den Ablaufkanälen 23 aufnimmt. Optional weist die Diodenlaseranordnung 1 in dem oberen Teil 11 einen oberen Kühlfluidkreislauf und in dem unteren Teil 13 einen unteren Kühlfluidkreislauf auf.
-
Der obere und der untere Kühlfluidkreislauf können fluidisch getrennt sein oder fluidisch miteinander gekoppelt sein.
-
Gemäß 1 weisen oberen Strombrücken 17 und die unteren Strombrücken 19 jeweils zwei Zulaufanschlüsse 35 auf, über welche der obere Kühlfluidverteiler 29 beziehungsweise der untere Kühlfluidverteiler 31, insbesondere jeweils der zugeordnete Kühlfluidversorgungskanal 33, 33', jeweils mit den oberen Strombrücken 17 beziehungsweise den unteren Strombrücken 19, insbesondere mit den darin befindlichen Zulaufkanälen 21, fluidverbunden ist. Weiterhin weisen hier die oberen Strombrücken 17 und die unteren Strombrücke 19 jeweils zwei Ablaufanschlüsse 37 auf, über welche der obere Kühlfluidverteiler 29 beziehungsweise der untere Kühlfluidverteiler 31, insbesondere jeweils der zugeordnete Kühlfluidversorgungskanal 33, jeweils mit den oberen Strombrücken 17 beziehungsweise den unteren Strombrücke 19, insbesondere mit den darin befindlichen Ablaufkanälen 23, fluidverbunden ist.
-
Hier weisen das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 jeweils einen Zulaufanschluss 35 auf, über welchen der untere Kühlfluidverteiler 31, insbesondere der zugeordnete Kühlfluidversorgungskanal 33', jeweils mit dem ersten Stromanschlussteil 25 beziehungsweise dem zweiten Stromanschlussteil 27, insbesondere mit den darin befindlichen Zulaufkanälen 21, fluidverbunden ist.
-
Weiterhin weisen hier das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 jeweils einen Ablaufanschluss 37 auf, über welchen der untere Kühlfluidverteiler 31, insbesondere jeweils der zugeordnete Kühlfluidversorgungskanal 33', jeweils mit dem ersten Stromanschlussteil 25 beziehungsweise dem zweiten Stromanschlussteil 27, insbesondere mit den darin befindlichen Ablaufkanälen 23, fluidverbunden ist.
-
Optional sind/ist der obere Kühlfluidverteiler 29 gegenüber der mindestens einen oberen Strombrücke 17 und/oder dem ersten Stromanschlussteil 25 und/oder dem zweiten Stromanschlussteil 27 jeweils elektrisch isoliert ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich sind/ist optional der untere Kühlfluidverteiler 31 gegenüber der mindestens einen unteren Strombrücke 19 und/oder dem ersten Stromanschlussteil 25 und/oder dem zweiten Stromanschlussteil 27 jeweils elektrisch isoliert ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der obere Kühlfluidverteiler 29 gegenüber den oberen Strombrücken 17 jeweils elektrisch isoliert ausgebildet. Der untere Kühlfluidverteiler 31 ist gegenüber den unteren Strombrücken 19, dem ersten Stromanschlussteil 25 und dem zweiten Stromanschlussteil 27 jeweils elektrisch isoliert ausgebildet.
-
Optional sind/ist die mindestens eine obere Strombrücke 17 und/oder das erste Stromanschlussteil 25 und/oder das zweite Stromanschlussteil 27 an dem oberen Kühlfluidverteiler 29, vorzugsweise in einer Aussparung 39 des oberen Kühlfluidverteilers 29, angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind/ist optional die mindestens eine untere Strombrücke 19 und/oder das erste Stromanschlussteil 25 und/oder das zweite Stromanschlussteil 27 an dem unteren Kühlfluidverteiler 31, vorzugsweise in einer Aussparung 39' des unteren Kühlfluidverteilers 31, angeordnet.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die oberen Strombrücken 17 an dem oberen Kühlfluidverteiler 29 in Aussparungen 39 des oberen Kühlfluidverteilers 29 angeordnet. Insbesondere liegen die oberen Strombrücken 17 in den entsprechenden Aussparungen 39 an dem oberen Kühlfluidverteiler 29 an. Weiterhin sind hier die unteren Strombrücken 19, das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 an dem unteren Kühlfluidverteiler 31 in Aussparungen 39' des unteren Kühlfluidverteilers 31 angeordnet. Insbesondere liegen die unteren Strombrücken 19, das erste Stromanschlussteil 25 und das zweite Stromanschlussteil 27 in den entsprechenden Aussparungen 39' an dem unteren Kühlfluidverteiler 31 an. Der Übersichtlichkeit wegen sind nur die der - jeweils aus Sicht des Betrachters - ganz linken oberen Strombrücke 17 und der ganz linken unteren Strombrücke 19, dem ersten Stromanschlussteil 25 und dem zweiten Stromanschlussteil 27 zugeordneten Aussparungen 39, 39' mit einem Bezugszeichen versehen.
-
In 2 ist ein Ausschnitt der Diodenlaseranordnung 1 gemäß 1 schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
-
Beispielhaft ist hier der dritte Stapel 3.3 gezeigt. Die obere Kühleinrichtung 7 und die untere Kühleinrichtung 9 weisen jeweils eine schematisch dargestellte Kühlkanalstruktur mit einer Mehrzahl von Kühlfluidkanälen 40 auf, welche insbesondere in für Mikrokanalkühler typischer Weise ausgebildet sind. Beispielsweise weisen die Kühlfluidkanäle 40 jeweils Innendurchmesser von kleiner als 1 mm, vorzugsweise kleiner als 0,5 mm, auf. Die Kühlfluidkanäle 40 sind jeweils mit zugeordneten Zulaufkanälen 21 und Ablaufkanälen 23 fluidverbunden und bilden einen Teil eines oberen Kühlfluidkreislaufs beziehungsweise unteren Kühlfluidkreislaufs der angesprochenen Art. In 2 sind bei einem dargestellten Kühlfluidkreislaufabschnitt oberhalb und unterhalb der Diodenlasereinrichtung 5 jeweils der Zulaufkanal 21 und der Ablaufkanal 23 aus Gründen der Übersichtlichkeit in einer Bildebene liegend, also nebeneinander, dargestellt. Vorzugsweise sind jedoch der Zulaufkanal 21 und der Ablaufkanal 23 im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet, die in vertikaler Richtung senkrecht zu der Bildebene liegt. Beispielsweise sind der Zulaufkanal 21 - aus Sicht des Betrachters - hinter der Bildebene und der Ablaufkanal 23 vor der Bildebene angeordnet. Der Ablaufkanal 23 ist dann beispielhaft näher an einer Austrittsfacette, an welcher der Laserstrahl aus der Diodenlasereinrichtung 5 austritt, angeordnet, als der Zulaufkanal 21. Mittels des in dem entsprechenden Kühlfluidkreislauf zirkulierenden Kühlfluids ist eine Kühlung der Kühleinrichtungen 7, 9, und damit der Diodenlasereinrichtung 5, bewirkbar.
-
In 3 ist ein beispielhafter Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung 1 schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Hierbei sind die mindestens eine obere Strombrücke 17 und die mindestens eine untere Strombrücke 19 jeweils gestuft ausgebildet, sodass ein Höhenversatz der emittierten Laserstrahlen aufgrund der abwechselnden Orientierung der Diodenlasereinrichtungen 5, insbesondere der entsprechenden Emitter, ausgeglichen ist. Derartige Stufungen 55, 55' sind insbesondere auf einer Anlagefläche 41 einer oberen Strombrücke 17 oder auf einer Anlagefläche 41' einer unteren Strombrücke 19 ausgebildet, wobei eine Anlagefläche 41, 41' dann zwei vertikal zueinander versetzte Bereiche aufweist, an welchem jeweils eine obere Kühleinrichtung 7 beziehungsweise eine untere Kühleinrichtung 9 angeordnet sind. Aufgrund des vertikalen Versatzes der Kühleinrichtungen 7, 9 ergibt sich insbesondere ein vertikaler Versatz der jeweils zugeordneten Diodenlasereinrichtungen 5, insbesondere der jeweiligen Emitter, In analoger Weise kann eine solche Stufung 55, 55' auch an dem ersten Stromanschlussteil 25 oder dem zweiten Stromanschlussteil 27 vorgesehen sein, um eine daran angeordnete Kühleinrichtung 7, 9 vertikal zu positionieren.
-
In 4 ist ein beispielhafter Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung 1 schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Hierbei sind abwechselnd an einer Oberseite 56 oder einer Unterseite 56' einer Diodenlasereinrichtung 5 angeordnete Submounts 57 vorgesehen. Insbesondere sind die Submounts 57 an dem mindestens einen Emitter auf einer Oberseite 56 oder einer Unterseite 56' angeordnet. Auf diese Weise können die Diodenlasereinrichtungen 5, insbesondere die jeweiligen Emitter, jeweils derart relativ zueinander angeordnet werden, dass ein Höhenversatz der emittierten Laserstrahlen ausgeglichen ist. Es versteht sich, dass Diodenlasereinrichtungen 5 der angesprochenen Art auch Submounts 57 aufweisen können, welche beispielsweise zur verbesserten Wärmeübertragung vorgesehen sind, wobei kein vertikaler Versatz der Diodenlasereinrichtungen 5 bewirkt wird.
-
In 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines DWM-Moduls 43 zur dichten Wellenlängenkopplung schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das DWM-Modul 43 ist insbesondere eingerichtet, um einen ausgekoppelten Laserstrahl 44 zu erzeugen. Das DWM-Modul 43 weist eine Diodenlaseranordnung 1 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen auf.
-
Das DWM-Modul 43 weist optional ein Kühlaggregat 45 zur Kühlung und Aufbereitung von Kühlfluid auf. Das Kühlaggregat 45 ist insbesondere eingerichtet, um die Diodenlaseranordnung 1 mit Kühlfluid zu versorgen beziehungsweise die Diodenlasereinrichtungen 5 zu kühlen. Optional ist das Kühlaggregat 45 auch eingerichtet, um das Kühlfluid, welches insbesondere Wasser ist, zu deionisieren.
-
Optional weist das DWM-Modul 43 eine Ansteuereinrichtung 49 auf, welche eingerichtet ist, um insbesondere das Kühlaggregat 45 und die Diodenlaseranordnung 1 anzusteuern, insbesondere zu steuern oder zu regeln. Beispielsweise kann die Ansteuereinrichtung 49 mit Sensoren, welche die Diodenlaseranordnung 1 optional aufweist, wirkverbunden sein, wobei mittels der Sensoren eine Temperaturregelung und/oder Leistungsregelung der Diodenlasereinrichtungen 5 realisiert ist.
-
Optional weist das DWM-Modul 43 eine Energieversorgungseinrichtung 47 auf, welche eingerichtet ist, um insbesondere die Diodenlaseranordnung 1, das Kühlaggregat 45 und die Ansteuereinrichtung 49 mit Strom zu versorgen.
-
Optional weist das DWM-Modul 43 eine Strahlformeinrichtung 51 auf, welche eingerichtet ist, um die mittels der Diodenlasereinrichtungen 5 emittierten Laserstrahlen 53 zu einem ausgekoppelten, insbesondere zusammengesetzten oder kombinierten, Laserstrahl 44 zu bündeln. Der Übersichtlichkeit wegen ist nur eine Diodenlasereinrichtung 5 und ein emittierter Laserstrahl 53 mit einem Bezugszeichen versehen. Zur Bündelung der Laserstrahlen 53 weist die Strahlformeinrichtung 51 beispielsweise entsprechende optische Einrichtungen auf.
-
Insgesamt zeigt sich, dass mittels der erfindungsgemäßen Diodenlaseranordnung 1 und des DWM-Moduls 43 eine Ausgangsleistung der Diodenlasereinrichtungen 5 deutlich erhöht werden kann.
