Die Erfindung bezieht sich auf eine
Laserdiodenanordnung gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1.The invention relates to a
Laser diode arrangement according to the preamble
Claim 1.
Laserdiodenanordnung dieser Art sind
bekannt und bestehen in der Regel aus mehreren, jeweils an einer
Wärmesenke
vorgesehenen Laserbarren, die ihrerseits eine Vielzahl von Laserbauelementen
oder -dioden aufweisen, beispielsweise bis zu 200 derartige Bauelemente.
Die mit dem Laserbarren versehenen Wärmesenken sind zu einem Stapel (Stack
oder Laserdioden-Stack) miteinander verbunden, wobei ein derartiger
Stapel beispielsweise vier oder mehr als vier derartige Wärmesenken
mit Laserbarren aufweist.Laser diode arrays of this type are
known and usually consist of several, each on one
heat sink
provided laser bars, which in turn a variety of laser components
or have diodes, for example up to 200 such components.
The heat sinks provided with the laser bar are in a stack
or laser diode stack) connected to one another, such
For example, stack four or more than four such heat sinks
with laser bars.
Die Anordnung ist dabei so getroffen,
daß die Laserbarren
mit den Ebenen ihrer aktiven Schichten parallel zueinander angeordnet
sind. Durch eine entsprechende Optik werden die Einzelstrahlen der
Laserdioden zu einem Gesamtstrahl zusammengefaßt.The arrangement is made so
that the laser bars
with the layers of their active layers arranged parallel to each other
are. The individual beams of the
Laser diodes combined to form an overall beam.
Die einzelnen Laserbauelemente oder
-dioden sind in jedem Laserbarren parallel zueinander zwischen zwei äußeren Anschlüssen vorgesehen, mit
denen der Laserbarren einerseits an einer elektrisch leitenden Fläche einer
Seite der Wärmesenke beispielsweise
durch Auflöten
kontaktiert und andererseits mit einem gegenüber der Wärmesenke isolierten Kontaktelement
verbunden ist. Die Betriebsspannung von derartigen Laserbarren (nachstehend auch
allgemeiner als Laserdioden-Gruppe bezeichnet) liegt in der Größenordnung
von etwa 1,6 bis 1,8 Volt, kann aber bei Alterung des Laserbarrens
auch etwas ansteigen.The individual laser components or
-diodes are provided in each laser bar parallel to one another between two outer connections
those of the laser bars on the one hand on an electrically conductive surface of a
Side of the heat sink, for example
by soldering
contacted and on the other hand with a contact element insulated from the heat sink
connected is. The operating voltage of such laser bars (hereinafter also
more generally referred to as a laser diode group) is of the order of magnitude
from about 1.6 to 1.8 volts, but can with aging of the laser bar
also increase somewhat.
Aus Gründen einer Vereinfachung der Strom-
und Spannungsversorgung sind die Laserbarren in der jeweiligen Laserdiodenanordnung
elektrisch in Reihe geschaltet vorgesehen, und zwar zwischen den äußeren elektrischen
Anschlüssen
dieser Anordnung.To simplify electricity
and power supply are the laser bars in the respective laser diode arrangement
provided electrically connected in series, namely between the outer electrical
connections
this arrangement.
Insbesondere bei direkten Diodenlasern
mit hoher Leistung, beispielsweise mit einer Leistung von einigen
kW, sind mehrere derartige Laserdiodenanordnungen oder Stacks vorhanden,
wobei die Laserstrahlen dieser Anordnungen dann durch eine entsprechende
Optik zu einem Gesamtlaserstrahl zusammengefaßt werden.Especially with direct diode lasers
with high performance, for example with a performance of some
kW, there are several such laser diode arrangements or stacks,
the laser beams of these arrangements then by a corresponding one
Optics can be combined into a total laser beam.
Ein Nachteil dieser Technik besteht
darin, daß es
durch Alterung oder auch Überlastung
zu Ausfällen
zunächst
einzelner Laserdioden eines Laserbarrens und dann schließlich auch
zum Ausfall des gesamten Laserbarren einer Laserdiodenanordnung
kommen kann. Dies bedeutet bei der Reihenschaltung der Laserbarren
in der betreffenden Laserdiodenanordnung, daß letztere komplett ausfällt.There is a disadvantage to this technique
in that it
due to aging or overloading
to failures
first
individual laser diodes of a laser bar and then finally
for failure of the entire laser bar of a laser diode arrangement
can come. This means that the laser bars are connected in series
in the laser diode arrangement in question that the latter fails completely.
Nachteilig ist auch, daß beispielsweise
bei einem alterungsbedingten Anstieg der Betriebsspannung eines
Laserbarrens die Versorgungsspannung für die betreffende Diodenlaseranordnung
u.U. erhöht
werden muß,
um eine Änderung
der Leistung und/oder des Spektrums des Laserlichtes bei den übrigen Laserbarren
der Laserdiodenanordnung zu vermeiden. Auch eine derartige Spannungsregelung kann
aufwendig sein, insbesondere dann, wenn ein Diodenlaser mehrere
Laserdiodenanordnungen oder Staks aufweist.Another disadvantage is that, for example
in the event of an aging-related increase in the operating voltage
Laserbarrens the supply voltage for the diode laser arrangement in question
u.U. elevated
must become,
for a change
the power and / or the spectrum of the laser light for the other laser bars
to avoid the laser diode arrangement. Such a voltage regulation can also
be complex, especially if one diode laser has several
Has laser diode arrays or stacks.
Ausfälle von Laserdioden eines Laserbarrens
oder des ganzen Laserbarrens können
sehr plötzlich
auftreten und sind nicht oder nur selten vorhersehbar. Sie sind
u.a. bedingt durch schwere lokale Schädigungen im jeweiligen Laserbarren
oder aber durch mechanische „Ablösung" von Verbindungen z.B.
auf der p- oder n-Seite der aktiven Schicht. Speziell auch ein derartiger
Ablösevorgang
kann sich lawinenartig verstärken
und schließlich
zu einem kompletten Ausfall des gesamten Laserbarrens führen, weil
sich der effektive Querschnitt für
den Strom mit zunehmendem „Abschälen" reduziert und dadurch die
durch den Stromfluß bedingte
Verlustleistung zunehmend konzentriert wird. Die Praxis hat gezeigt, daß beispielsweise
ein lokaler Ausfall von Emittern in einem Laserbarren innerhalb
eines Zeitraumes von 10 bis 100 Stunden zu einer so schweren Schädigung des
Laserbarrens führt,
daß schließlich durch die auftretenden
lokalen Überströme ein Abbrand des
Laserbarrens oder des Laserchips und damit der kompletter Ausfall
dieses Laserchips erfolgen.Failure of laser diodes in a laser bar
or the whole laser bar
very suddenly
occur and are not or only rarely predictable. they are
et al due to severe local damage in the respective laser bar
or by mechanical "detachment" of connections e.g.
on the p or n side of the active layer. Especially one of those
transfer process
can intensify like an avalanche
and finally
lead to a complete failure of the entire laser bar because
the effective cross section for
reduces the current with increasing "peeling" and thereby the
caused by the current flow
Power dissipation is increasingly concentrated. Practice has shown that, for example
a local failure of emitters in a laser bar inside
a period of 10 to 100 hours to such severe damage to the
Laser bar leads,
that eventually through the occurring
local overflows a burn up of the
Laser bar or the laser chip and thus the complete failure
of this laser chip.
Es besteht zwar die Möglichkeit,
bei einem defekten Laserbarren die gesamte, diesen Laserbarren aufweisende
Laserdiodenanordnung (Stack) abzuschalten. Dies führt aber
dann zu einem erheblichen Leistungsverlust eines Diodenlasers. Weist nämlich dieser
Diodenlaser beispielsweise 80 Laserbauelemente oder -dioden in acht
Laserdiodenanordnungen auf, so werden bei einem Defekt eines Laserbarrens
in einer Laserdiodenanordnung insgesamt zehn Bauteile abgeschaltet,
d.h. es kommt zu einer Leistungsreduzierung von 12,5%.It is possible to
in the case of a defective laser bar, the entire one containing this laser bar
Switch off the laser diode arrangement (stack). But this leads
then a significant loss of power from a diode laser. Because this knows
Diode lasers, for example, 80 laser components or diodes in eight
Laser diode arrays, so if there is a defect in a laser bar
a total of ten components are switched off in a laser diode arrangement,
i.e. there is a power reduction of 12.5%.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Laserdiodenanordnung aufzuzeigen, die diese Nachteile vermeidet
und insbesondere auch bei alterungsbedingten Ausfällen einzelner
Laserbarren einen Weiterbetrieb eines Diodenlasers mit nur unmerklich
reduzierter Leistung ermöglicht.The object of the invention is a
To show laser diode arrangement that avoids these disadvantages
and especially in the event of age-related failures of individuals
Laser bars a continued operation of a diode laser with only imperceptibly
reduced performance.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine
Laserdiodenanordnung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an verschiedenen
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:To solve this problem is one
Laser diode arrangement designed according to claim 1.
The invention is illustrated below with the aid of the figures
embodiments
explained in more detail. It
demonstrate:
1 in
vereinfachter Darstellung und in Seitenansicht sowie teilweise geschnitten
eine Laserdiodenanordnung (Laser-Stack), die aus mehreren, stapelartig übereinander
angeordneten und aneinander anschließenden Wärmesenken mit jeweils wenigstens
einem Laserbarren und einer Laserbarrenabschalt- oder überbrückungseinheit
mit einem von einem elektro-mechamischen Kontakt gebildeten Überbrückungselement; 1 in a simplified representation and in a side view and partly in section, a laser diode arrangement (laser stack) which consists of a plurality of stacked heat sinks arranged one above the other and connected to one another, each with at least one laser bar and a laser bar switch-off or bridging unit with a bridging element formed by an electro-mechanical contact;
2 eine
Darstellung wie 1 bei
einer abgewandelten Ausführungsform; 2 a representation like 1 in a modified embodiment;
3 eine
Darstellung wie 2, jedoch
bei einer weiteren, möglichen
Ausführungsform
mit einer Laserbarrenabschalt- oder überbrückungseinheit mit einem ungesteuerten
Halbleiterbauelement oder Schaltkreis als Überbrückungselement; 3 a representation like 2 , however at a further possible embodiment with a laser bar shutdown or bridging unit with an uncontrolled semiconductor component or circuit as a bridging element;
4 die
Spannungs-Strom-Kennlinie des jeweiligen Überbrückungselementes der Laserbarrenabschalt-
oder überbrückungseinheit
der 3; 4 the voltage-current characteristic of the respective bridging element of the laser bar shutdown or bridging unit of the 3 ;
5 in
verschiedenen Positionen a – c mögliche Ausführungen
für das Überbrückungselement
bei der Ausführung
der 3; 5 in different positions a - c possible designs for the bridging element when executing the 3 ;
6 in
einer Darstellung ähnlich 1 eine weitere, mögliche Ausführungsform
mit Laserbarrenabschalt- oder überbrückungseinheiten
mit jeweils einem von einer Steuerelektronik angesteuerten Schaltelement; 6 similar in a representation 1 a further possible embodiment with laser bar shutdown or bridging units, each with a switching element controlled by control electronics;
7 eine
Schaltung für
die Steuerelektronik und das Schaltelement der 6; 7 a circuit for the control electronics and the switching element of the 6 ;
8 in
einer Darstellung ähnlich 1 eine weitere mögliche Ausführungsform
mit jeweils auf einem zusätzlichen
Substrat vorgesehenen Laserbarrenabschalt- oder überbrückungseinheiten; 8th similar in a representation 1 a further possible embodiment with laser bar switch-off or bridging units each provided on an additional substrate;
9 in
Seitenansicht und in demontiertem Zustand das Substrat mit der Laserbarrenabschalt- und überbrückungseinheit
zusammen mit dem zugehörigen
Träger. 9 in side view and in the disassembled state, the substrate with the laser bar switch-off and bridging unit together with the associated carrier.
In der 1 ist
mit 1 allgemein eine Laserdiodenanordnung bezeichnet, die u.a. aus
mehreren, stapelartig übereinander
angeordneten, von einem Kühlmedium,
beispielsweise Wasser durchströmten und
als rechteckförmige
Platten oder Quader ausgebildete Wärmesenken 2 besteht.
An der Oberseite 2.1 und entlang einer Umfangsseite 2.2,
beispielsweise einer schmäleren
Umfangsseite ist an jeder Wärmesenke 2 beispielsweise
durch Auflöten
wenigstens ein Laserbarren 3 aus Halbleitermaterial (z.B.
Halbleiterchip) vorgesehen, der mit seiner Längserstreckung senkrecht zur
Zeichenebene der 1 liegt
und an dem in Richtung dieser Längserstreckung
aufeinander folgend und voneinander beabstandet mehrere Laserbauelemente
oder -dioden gebildet sind, beispielsweise bis zu 200 Laserbauelemente
oder Dioden. Sämtliche
Laserdioden des Laserbarrens sind elektrisch parallel zueinander
vorgesehen, und zwar zwischen zwei Kontakten oder Anschlüssen des
Laserbarrens 3, mit dem dieser einerseits mit der Oberseite
seiner Wärmesenke 2 verbunden
ist und andererseits bei der für
die 1 gewählten Darstellung
oben mit einem zungenartigen Kontaktelement 4. Dieses ist
mittels eines Isolators 5 gegenüber der aus dem elektrisch
leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer bestehenden Wärmesenke 2 isoliert
und erstreckt sich ausgehend von dem Laserbarren 3 in Richtung
zu der diesem Laserbarren gegenüberliegenden
Umfangsseite 2.3 der Wärmesenke 2.In the 1 1 generally designates a laser diode arrangement which, among other things, consists of a plurality of heat sinks arranged one above the other in a stack and flowed through by a cooling medium, for example water, and designed as rectangular plates or cuboids 2 consists. At the top 2.1 and along a circumferential side 2.2 , for example a narrower circumferential side is on each heat sink 2 for example by soldering on at least one laser bar 3 made of semiconductor material (eg semiconductor chip) provided with its longitudinal extent perpendicular to the plane of the 1 lies and on which several laser components or diodes are formed successively and spaced apart in the direction of this longitudinal extension, for example up to 200 laser components or diodes. All laser diodes of the laser bar are provided electrically parallel to each other, namely between two contacts or connections of the laser bar 3 with which this one hand with the top of its heat sink 2 is connected and on the other hand at the for the 1 selected representation above with a tongue-like contact element 4 , This is by means of an isolator 5 compared to the heat sink consisting of the electrically conductive material, for example copper 2 isolates and extends from the laser bar 3 towards the circumferential side opposite this laser bar 2.3 the heat sink 2 ,
Innerhalb des Stapels liegt die Kontaktzunge 4,
insbesondere dort, wo sie von dem Isolator 5 unterstützt ist,
mit ihrer Oberseite gegen die Unterseite 2.4 der darüberliegenden
Wärmesenke 2 an.
Die in dem Stapel oberste Kontaktzunge 4 sowie die Unterseite
der in dem Stapel untersten Wärmesenke 2 sind jeweils über äußere Kontaktelemente 6 und
zugehörige
Anschlußleitungen 6.1 mit
einer Gleichspannungs- oder
-stromquelle für
die Versorgungsspannung U1 verbunden, so daß die Laserbarren 3 in
Bezug auf diese Versorgungsspannung bzw. den entsprechenden Versorgungsstrom
in Reihe zwischen den äußeren Anschlüssen 6 vorgesehen
sind.The contact tongue lies within the stack 4 , especially where it is from the isolator 5 is supported, with its top against the bottom 2.4 the overlying heat sink 2 on. The top tab in the stack 4 and the underside of the bottom heat sink in the stack 2 are each via external contact elements 6 and associated connecting lines 6.1 connected to a DC voltage or current source for the supply voltage U1, so that the laser bars 3 with respect to this supply voltage or the corresponding supply current in series between the outer connections 6 are provided.
Bei der in der 1 dargestellten Ausführung sind insgesamt vier Laserbarren 3 vorgesehen. Auch
hiervon abweichende Ausführungen
mit mehr als vier, z.B. zehn Laserbarren 3 oder mit weniger
als vier Laserbarren 3 sind denkbar. Weiterhin umfaßt ein direkter
Dioden-Laser und dabei insbesondere ein Laser mit hoher Leistung,
bei dem das von den Laserdioden der Laserbarren 3 erzeugte
Laserlicht direkt verwendet wird, mehrere derartige Laserdiodenanordnungen 1 oder
Stapel, deren Laserstrahlen dann in einer geeigneten Optik zu einem
gemeinsamen Ausgangsstrahl zusammengeführt werden.At the in the 1 shown execution are a total of four laser bars 3 intended. Different versions with more than four, e.g. ten laser bars 3 or with less than four laser bars 3 are conceivable. It also includes a direct diode laser and in particular a high power laser in which the laser diodes of the laser bars 3 generated laser light is used directly, several such laser diode arrays 1 or stacks, the laser beams of which are then combined in suitable optics to form a common output beam.
Insbesondere durch Alterung oder
aber auch durch Überlastung
können
einzelnen Laserdioden oder -bauelemente eines Laserbarrens 3 ausfallen, so
daß sich
der weiterhin über
diesen Laserbarren 3 fließende Strom auf eine reduzierte
Anzahl von Laserdioden konzentriert, die dann möglicherweise durch Überlastung
ebenfalls ausfallen, und es so zu einer lawinenartigen Zerstörung sämtlicher
Laserdioden an einem Laserbarren 3 kommt, dieser komplett ausfällt und
dadurch den Stromfluß durch
die restlichen, an sich noch intakten Laserbarren 3 unterbrochen
wird. Dies führt
bei einem Diodenlaser hoher Leistung zu einem Ausfall eines gesamten
Stapels bzw. der gesamten Laserdiodenanordnung und bei mehreren
derartigen Stapeln zu einem entsprechenden Leistungsverlust.Individual laser diodes or components of a laser bar can, in particular, due to aging or also due to overload 3 fail, so that the continue over these laser bars 3 Flowing current concentrated on a reduced number of laser diodes, which may then also fail due to overload, and thus an avalanche-like destruction of all laser diodes on a laser bar 3 comes, this fails completely and thereby the current flow through the remaining, still intact laser bars 3 is interrupted. In the case of a high-power diode laser, this leads to a failure of an entire stack or the entire laser diode arrangement and, in the case of a plurality of such stacks, to a corresponding loss of power.
Um dies zu vermeiden bzw. um bei
einem Ausfall eines Laserbarrens 3 dem Stromfluß durch die restlichen, nicht
geschädigten
Laserbarren 3 voll aufrecht zu erhalten, ist bei der in
der 1 dargestellten
Laserdiodenanordnung für
jeden Laserbarren 3 eine gesonderte allgemein mit 7 bezeichnete Laserbarrenüberbrückungseinheit
vorgesehen, die auf der Oberseite 2.1 der Wärmesenke 2 des
Laserbarrens 3 vorgesehen und bei dieser Ausführungsform
als rein elektromechanische Einheit ausgebildet ist.To avoid this or in the event of a laser bar 3 failure, the current flow through the remaining, undamaged laser bars 3 is to maintain fully in the 1 illustrated laser diode arrangement for each laser bar 3 a separate laser bar bridging unit, generally designated 7, is provided on the top 2.1 the heat sink 2 of the laser bar 3 provided and in this embodiment is designed as a purely electromechanical unit.
Die Arbeitsweise der Überbrückungseinheit 7 beruht
darauf, daß bei
einem Ausfall eines Laserbarrens 3 die an diesem Barren
dann anliegende Spannung der Spannung U1 entspricht, also wesentlich
höher ist
als die normale Betriebsspannung von 1,6 bis 1,8 Volt eines ordnungsgemäß arbeitenden Laserbarrens 3.
Durch diesen bei einem Ausfall des Laserbarrens 3 feststellbaren
Spannungsanstieg an den Anschlüssen
des Laserbarrens 3 bzw. zwischen der Wärmesenke 2 und der
zugehörigen
Kontaktzunge 4 wird die Laserbarrenüberbrückungseinheit 7 für ein Überbrücken bzw.
Kurzschließen
des defekten Laserbarrens 3 aktiviert und ausgelöst.The operation of the bridging unit 7 is based on the fact that in the event of a laser bar failure 3 the voltage then applied to this bar corresponds to the voltage U1, that is to say is substantially higher than the normal operating voltage of 1.6 to 1.8 volts of a properly operating laser bar 3 , By this in the event of a failure of the laser bar 3 detectable voltage rise at the connections of the laser bar 3 or between the heat sink 2 and the associated contact tongue 4 becomes the laser bar bypass unit 7 for bridging or short-circuiting the defective laser bar 3 activated and triggered.
Hierfür weist die Laserbarrenüberbrückungseinheit 7 ein
Heizelement 8 auf, welches elektrisch parallel zum zugehörigen Laserbarren 3 liegt
und hierfür über einen
Anschluß 9 direkt
mit der zugehörigen
Wärmesenke 2 und
außerdem
mit dem einen federnden Kontakt bildenden Ende 4.1 der
Kontaktzunge 4 verbunden ist, und zwar über einen Schmelzkörper in
Form eines Plättchens 10 aus
einem elektrisch leitenden, aber bei Hitzeeinwirkung schmelzenden
Material, beispielsweise aus einem Lot.For this, the laser bar bridging unit has 7 a heating element 8th which is electrically parallel to the associated laser bar 3 lies and for this via a connection 9 directly with the associated heat sink 2 and also with the end forming a resilient contact 4.1 the contact tongue 4 is connected, namely via a melting body in the form of a plate 10 made of an electrically conductive material that melts when exposed to heat, for example a solder.
Durch die Abstützung am Plättchen 10 ist die Kontaktfeder 4.1 bzw.
ein an dieser Kontaktfeder durch Biegen erzeugter Kontaktbereich 4.2 von
der elektrisch leitenden Oberfläche
der zugehörigen Wärmesenke 2 beabstandet.
Das Heizelement 8 und das Material für das Plättchen 10 sind so
ausgewählt, daß die normale
Betriebsspannung eines Laserbarrens 3 nicht für eine Erwärmung oder
nennenswerte Erwärmung
des Plättchens 10 ausreicht.
Sobald aber ein Laserbarren 3 ausfällt und dadurch an dem Heizelement 8 des
zugehörigen Überbrückungselementes 7 die
höhere
Spannung U1 anliegt, erfolgt ein Erhitzen des Plättchens 10 durch das
Heizelement 8 in der Weise, daß dieses Plättchen schmilzt und die Kontaktfeder 4.1 mit
ihrem Kontaktbereich 4.2 gegen die leitende Oberfläche der
Wärmesenke 2 zur
Anlage kommt, womit der defekte Laserbarren 3 dauerhaft
durch die Kontaktfeder 4.1 überbrückt ist.Through the support on the plate 10 is the contact spring 4.1 or a contact area produced on this contact spring by bending 4.2 from the electrically conductive surface of the associated heat sink 2 spaced. The heating element 8th and the material for the plate 10 are selected so that the normal operating voltage of a laser bar 3 not for warming or noteworthy warming of the plate 10 sufficient. But as soon as a laser bar 3 fails and thereby on the heating element 8th the associated bridging element 7 the higher voltage U1 is applied, the plate is heated 10 through the heating element 8th in such a way that this plate melts and the contact spring 4.1 with their contact area 4.2 against the conductive surface of the heat sink 2 comes to the plant, with which the defective laser bar 3 permanently through the contact spring 4.1 is bridged.
Die 2 zeigt
als Abwandlung der 1 eine
Laserdiodenanordnung 1a, die sich von der Laserdiodenanordnung 1 und
deren Funktion im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß jedes
Laserbarrenüberbrückungselement 7a,
welches wiederum für
jeden Laserbarren 3 gesondert vorgesehen ist, eine das
Heizelement 8 ansteuernde Steuerelektronik 11 aufweist.
Diese Steuerelektronik 11 mißt während des Betriebes der Laserdiodenanordnung 1a die
an dem zugehörigen
Laserbarren 3 anliegende Spannung. Übersteigt die gemessene Spannung
eine über
der üblichen
Betriebsspannung liegende Grenzspannung, beispielsweise eine Grenzspannung
von 2 bis 3 Volt, so wird über
die Steuerelektronik 11 das Heizelement 8 zum Erhitzen und
Aufschmelzen des jeweiligen Schmelzkörpers oder Plättchens 10 aktiviert,
womit wiederum über
die Kontaktfeder 4.1 und den Kontakt 4.2 auf elektromechanischem
Wege der jeweilige Laserbarren 3 kurzgeschlossen bzw. überbrückt wird.
Die Laserbarrenüberbrückungseinheit 7a ermöglicht es,
auch alterungsbedingte Spannungserhöhungen an einem Laserbarren 3 zu
erfassen und als Abschaltkriterium zu nutzen, d.h. den entsprechenden
Laserbarren 3 bereits bei einer alterungsbedingten Erhöhung seiner Betriebsspannung
abzuschalten, bevor ein endgültiger
Ausfall sämtlicher
Bauelemente bzw. Laserdioden dieses Laserbarrens eintritt. Hierdurch
wird insbesondere auch vermieden, daß durch eine alterungsbedingte
Spannungserhöhung
an einem Laserbarren die verbleibende Spannung an den übrigen Laserbarren
abfällt
und diese daher nicht mehr die gewünschte Leistung und/oder nicht
mehr das gewünschte
Laserlichtspektrum liefern.The 2 shows as a modification of 1 a laser diode arrangement 1a that differ from the laser diode array 1 and their function essentially differs only in that each laser bar bridging element 7a which in turn is for every laser bar 3 is provided separately, the heating element 8th controlling control electronics 11 having. This control electronics 11 measures during operation of the laser diode array 1a on the associated laser bar 3 applied voltage. If the measured voltage exceeds a limit voltage which is above the usual operating voltage, for example a limit voltage of 2 to 3 volts, the control electronics report 11 the heating element 8 for heating and melting the respective melting body or plate 10 activated, which in turn via the contact spring 4.1 and the contact 4.2 the respective laser bar by electromechanical means 3 is short-circuited or bridged. The laser bar bypass unit 7a enables aging-related voltage increases on a laser bar 3 to be recorded and used as a switch-off criterion, ie the corresponding laser bar 3 switch off at an age-related increase in its operating voltage before a final failure of all components or laser diodes of this laser bar occurs. This also avoids, in particular, that an aging-related voltage increase on one laser bar causes the remaining voltage on the other laser bars to drop and therefore they no longer deliver the desired power and / or no longer the desired laser light spectrum.
Ein wesentlicher Vorteil der Laserbarrenüberbrückungseinheit 7 und 7a besteht
darin, daß nach
dem Aktivieren der jeweiligen Überbrückungseinheit
der betreffende Laserbarren 3 dauerhaft überbrückt ist,
und zwar ohne daß nach
dem Überbrücken in
der Laserbarrenüberbrückungseinheit 7 bzw. 7a eine
Verlustleistung entsteht.A major advantage of the laser bar bridging unit 7 and 7a is that after activating the respective bridging unit, the laser bar in question 3 is permanently bridged, and that without being bridged in the laser bar bridging unit 7 respectively. 7a a power loss arises.
Die 3 zeigt
als weitere mögliche
Ausführungsform
eine Laserdiodenanordnung 1b, bei der die für jeden
Laserbarren 3 gesondert vorgesehenen Laserbarrenüberbrückungseinheiten 7b von
einem nicht gesteuerten elektronischen Bauteil oder aber von einer
Kombination solcher Bauteile gebildet ist.The 3 shows a further possible embodiment of a laser diode arrangement 1b , where the for every laser bar 3 separately provided laser bar bridging units 7b is formed by a non-controlled electronic component or by a combination of such components.
Die Funktionsweise der Laserdiodenanordnung 1b bzw.
deren Überbrückungseinheiten 7b besteht
darin, daß bei
einem Ausfall eines Laserbarrens 3 bzw. bei einem Anstieg
der Spannung an einem Laserbarren 3 über eine vorgegebene Schwell-
oder Grenzspannung, beispielsweise über eine Spannung größer als
2 bis 3 Volt, der Stromfluß über das
dem treffenden Laserbarren 3 zugeordnete Laserbarrenüberbrückungseinheit 7b erfolgt.
Hierfür
weist diese Laserbarrenüberbrückungseinheit
bzw. dessen Überbrückungselement
eine in der 4 dargestellte
Spannungs-Strom-Kennlinie auf, bei der der durch das Laserbarrenüberbrückungselement
fließende Strom
I bis zu dem Spannungsgrenzwert UK praktisch vernachläßigbar ist
und erst ab der Spannung UK ein Stromfluß in erheblichem
Maße möglich ist.The operation of the laser diode arrangement 1b or their bridging units 7b is that if a laser bar fails 3 or when the voltage on a laser bar increases 3 About a predetermined threshold or limit voltage, for example, a voltage greater than 2 to 3 volts, the current flow over the laser bar that hits 3 assigned laser bar bridging unit 7b he follows. For this purpose, this laser bar bridging unit or its bridging element has one in the 4 Voltage-current characteristic curve shown, in which the current I flowing through the laser bar bridging element is practically negligible up to the voltage limit value U K and a current flow is only possible to a considerable extent from the voltage U K.
In der 5 sind
in den Positionen a – c
verschiedene Möglichkeiten
für die
Ausbildung des Laserbarrenüberbrückungselementes
wiedergegeben. Entsprechend der Position a ist das Laserbarrenüberbrückungselement
beispielsweise von einem Mosfet 12 mit Brücke zwischen
Drain und Gate gebildet, wobei sich für die Schwellspannung UK ein Spannungswert zwischen etwa 3 und 5
Volt ergibt. Entsprechend der Position b besteht das Überbrückungselement
der Laserbarrenüberbrückungseinheit 7b aus
einer Zener-Diode 13, wobei die Zenerspannung und damit
die Schwellspannung UK bei dieser Ausführung durch
entsprechende Dotierung des Halbleitermaterials auf einen Wert eingestellt werden
kann, der sehr knapp über
der üblichen
Betriebsspannung des Laserbarrens 3 liegt.In the 5 positions a - c show various possibilities for the formation of the laser bar bridging element. According to position a, the laser bar bridging element is, for example, from a MOSFET 12 formed with a bridge between the drain and the gate, the threshold voltage U K resulting in a voltage value between approximately 3 and 5 volts. The bridging element of the laser bar bridging unit corresponds to position b 7b from a Zener diode 13 , wherein the Zener voltage and thus the threshold voltage U K can be adjusted to a value in this embodiment by appropriate doping of the semiconductor material, which is very slightly above the usual operating voltage of the laser bar 3 lies.
Die Position 3c zeigt die
Kombination 14 zweier Silizium-Dioden, die parallel zu
dem betreffenden Laserbarren 3 liegt, wobei sich dann eine
Grenzspannung UK ergibt, die der doppelten
Schwellspannung bei Siliziumdioden entspricht, beispielsweise im Bereich
zwischen 1,6 bis 2,2 Volt liegt. Ist eine niedrigere Grenzspannung
erwünscht,
so ist auch eine Reihenschaltung aus einer Silizium-Schottky-Diode mit
einer Silizium-Diode
mit P-N-Übergang
oder aber die Reihenschaltung einer Siliziumdiode und einer Germaniumdiode
denkbar.The position 3c shows the combination 14 two silicon diodes that are parallel to the relevant laser bar 3 lies, which then results in a limit voltage U K which corresponds to twice the threshold voltage in silicon diodes, for example in the range between 1.6 to 2.2 volts. If a lower limit voltage is desired, a series connection of a silicon Schottky diode with a silicon diode with a PN junction or the series connection of a silicon diode and a germanium diode is also conceivable.
Die Laserbarrenüberbrückungseinheit 7b hat den
Vorteil einer einfachen und robusten Ausführung, allerdings auch den
Nachteil, daß nach
dem Abschalten eines Laserbarrens 3 eine erhebliche Spannung dann
an dem Laserbarrenüberbrückungseiement 7b anliegt,
die unter Berücksichtigung
des durch die Laserdiodenanordnung 1b fließenden Stromes
eine nicht unerhebliche Verlustleistung bedeutet, welche über die
betreffende Wärmesenke 2 abgeführt werden
muß.The laser bar bypass unit 7b Has the advantage of a simple and robust design, but also the disadvantage that after switching off a laser bar 3 then a significant tension on the laser bar bridging element 7b is applied, taking into account that by the laser diode arrangement 1b flowing current means a not inconsiderable power loss, which over the heat sink in question 2 must be dissipated.
Die 6 zeigt
in einer Darstellung wie 1 als
weitere Ausführung
eine Laserdiodenanordnung 1c mit Laserbarrenüberbrückungseinheiten 7c,
von denen wiederum jede einem Laserbarren 3 zugeordnet
und an der Oberseite 2.1 der Wärmesenke 2 dieses
Laserbarrens vorgesehen ist.The 6 shows how 1 a further embodiment is a laser diode arrangement 1c with laser bar bridging units 7c , each of which is a laser bar 3 assigned and at the top 2.1 the heat sink 2 this laser bar is provided.
Jede Laserbarrenüberbrückungseinheit 7c besteht
aus einer Steuerelektronik 16 und aus einem von dieser
Steuerelektronik angesteuerten Schaltelement 17, welches
im geschalteten oder aktiviertem Zustand die Überbrückung des zugeordneten Laserbarrens 3 bewirkt.
Das Schaltelement 17 liegt hierfür mit seiner Schaltstrecke
zwischen der der Kontaktzunge 4 entsprechenden Kontaktzunge 4c und
der leitenden Oberfläche
der betreffenden Wärmesenke 2.
Für die
einzelnen Laserbarrenüberbrückungseinheiten 7c ist
bei der in der 6 dargestellten
Ausführungsform
eine gesonderte Spannungsversorgungsquelle vorgesehen, die die Versorgungsgleichspannung
U2 liefert. Diese Versorgungsspannung U2 ist etwas größer als
die Versorgungsspannung U1 für
die Reihenschaltung der Laserbarren 3, und zwar
U2 = U1 + UX,wobei
UX diejenige Spannung ist, die die jeweilige
Laserbarrenüberbrückungseinheit 7c bzw.
deren Steuerelektronik 16 und Schaltelement 17 für die Arbeitsweise
benötigen.
Die Spannung UX liegt beispielsweise im
Bereich zwischen 10 und 15 Volt.Any laser bar bypass unit 7c consists of control electronics 16 and from a switching element controlled by this control electronics 17 which, in the switched or activated state, bridges the associated laser bar 3 causes. The switching element 17 lies with its switching path between that of the contact tongue 4 corresponding contact tongue 4c and the conductive surface of the heat sink in question 2 , For the individual laser bar bridging units 7c is in the in the 6 illustrated embodiment, a separate voltage supply source is provided, which supplies the DC supply voltage U2. This supply voltage U2 is somewhat larger than the supply voltage U1 for the series connection of the laser bars 3 , in fact U2 = U1 + U X . where U X is the voltage that the respective laser bar bridging unit 7c or their control electronics 16 and switching element 17 need for the way of working. The voltage U X is, for example, in the range between 10 and 15 volts.
Die generelle Arbeitsweise jeder
Steuerelektronik 16 entspricht der Arbeitsweise der Steuerelektronik 11,
d.h. die Steuerelektronik 16 vergleicht die an dem zugehörigen Laserbarren 3 bzw.
die zwischen der Kontaktzunge 4c und der Wärmesenke 2 anliegende
Spannung mit einem Schwellwert oder einer Referenzspannung URef. Übersteigt
die an dem Laserbarren 3 anliegende Spannung den Schwellwert,
so wird das Schaltelement 17 derart angesteuert, daß es den
betreffenden Laserbarren 3 überbrückt.The general mode of operation of all control electronics 16 corresponds to the way the control electronics work 11 , ie the control electronics 16 compares that to the associated laser bar 3 or between the contact tongue 4c and the heat sink 2 applied voltage with a threshold value or a reference voltage U Ref . Exceeds that on the laser bar 3 applied voltage the threshold, so the switching element 17 controlled so that it is the laser bar in question 3 bridged.
Die 7 zeigt
die Schaltung einer möglichen
Ausführung
der Laserbarrenüberbrückungseinheit 7c.
Das Schaltelement 17 ist bei dieser Ausführung von
einem Leistungstransistor T2 (Mosfet) gebildet, der im normalen
Betriebszustand gesperrt ist und mit seiner Drain-Source-Strecke
parallel zu dem betreffenden Laserbarren 3 bzw. parallel
zu den Anschlüssen
LD (+) und LD (–)
des Laerbarrens liegt.The 7 shows the circuit of a possible embodiment of the laser bar bridging unit 7c , The switching element 17 is formed in this embodiment by a power transistor T2 (Mosfet), which is blocked in the normal operating state and with its drain-source path parallel to the laser bar in question 3 or parallel to the connections LD (+) and LD (-) of the Laerbaren.
Die Steuerelektronik 16 umfaßt u.a.
eine von dem Transistor T1, dem Widerstand R1, der Zenerdiode D1
und dem Kondensator C1 gebildete Spannungsregelung. Weiterhin umfaßt die Steuerelektronik
einen Komparator CP, dem die zwischen den Anschlüssen LD (+) und LD (–) anliegende
Spannung sowie die mit dem Spannungsteiler bestehend aus dem Widerstand
R2 und der Zenerdiode D2 gebildete Referenzspannung URef zugeführt wird.
Der Ausgangs des Komparators CP steuert ein Speicherelement FF,
dessen Ausgang über
eine von den beiden Transistoren T3 und T4 gebildeten Spannungs-
oder Emitterfolger das Gate des Transistors T2 ansteuert.The control electronics 16 comprises, inter alia, a voltage regulation formed by the transistor T1, the resistor R1, the Zener diode D1 and the capacitor C1. Furthermore, the control electronics include a comparator CP, to which the voltage present between the terminals LD (+) and LD (-) and the reference voltage U Ref formed with the voltage divider consisting of the resistor R2 and the Zener diode D2 are supplied. The output of the comparator CP controls a memory element FF, the output of which controls the gate of the transistor T2 via a voltage or emitter follower formed by the two transistors T3 and T4.
Für
die Steuerelektronik 16 sind stromsparende Bauelemente
verwendet, so daß der
Stromverbrauch im μA-Bereich
liegt und auch die Verlustleistung am Spannungsregler- Transistor T1 gering
ist. Ströme
bzw. Energie, die für
schnelle Schaltvorgänge
benötigt
werden, können
dem Kondensator C1 entnommen werden.For control electronics 16 current-saving components are used, so that the current consumption is in the μA range and the power loss at the voltage regulator transistor T1 is low. Currents or energy that are required for fast switching operations can be taken from capacitor C1.
Parallel zu Gate und Drain des Transistors T2
ist eine Diode D3 angeordnet, die das Umschalten des Transistors
T2 in den leitenden Zustand beschleunigt, und zwar dann, wenn die
Spannung zwischen den Anschlüssen
LD (+) und LD (–)
den Schwellwert übersteigt.Parallel to the gate and drain of transistor T2
a diode D3 is arranged, which switches the transistor
T2 accelerates to the conductive state, namely when the
Voltage between the connections
LD (+) and LD (-)
exceeds the threshold.
Die Arbeitsweise der in der 7 gezeigten Ausführung der
Laserbarrenüberbrückungseinheit 7c ergibt
sich aus dieser Darstellung, d.h. im Normalzustand liegt am Ausgang
des Komparators CP und damit auch am Ausgang des Speichers FF der
Spannungswert Null an, so daß der
Transistor T2 gesperrt ist. Steigt bei einem Ausfall des Laserbarrens 3 die Spannung über den
Schwellwert URef, dann gehen die Ausgänge des
Komparators sowie des Speichers FF in den High-Zustand über und
der Transistor T2 in den leitenden Zustand, womit der entsprechende
Laserbarren 3 überbrückt bzw.
kurzgeschlossen ist. Um diesen Zustand aufrecht zu erhalten, ist
das Speicherelement FF beispielsweise ein nicht flüchtiger Speicher,
beispielsweise ein EE-PROM oder aber ein Mikroprozessor mit einem
EE-PROM.The way of working in the 7 shown version of the laser bar bridging unit 7c results from this representation, ie in the normal state the voltage value zero is present at the output of the comparator CP and thus also at the output of the memory FF, so that the transistor T2 is blocked. Increases if the laser bar fails 3 the voltage above the threshold value U Ref , then the outputs of the comparator and of the memory FF go into the high state and the transistor T2 into the conductive state, with which the corresponding laser bar 3 is bridged or short-circuited. In order to maintain this state, the memory element FF is, for example, a non-volatile memory, for example an EE-PROM or a microprocessor with an EE-PROM.
Grundsätzlich besteht bei der beschriebenen Ausbildung
des Laserbarrenüberbrückungselementes 7c auch
die Möglichkeit,
die Versorgungsspannung für
die Steuerelektronik 16 und das Schaltelement 17 jeweils
durch DC/DC-Wandlung aus der am Laserdiodenbarren 3 anliegenden
Spannung zu generieren. Der Vorteil dieser Lösung wäre, daß auf die externe zusätzliche
Versorgungsspannung U2 verzichtet werden kann. Ein Problem besteht
allerdings darin, daß bei
durch den Transistor T2 (Mosfet) überbrücktem Laserbarren 3 die
dann anliegende Spannung sehr klein und auch vom Strom abhängig ist (beispielsweise
in der Größenordnung
von 0,5 Volt). In diesem Fall ist es dann zweckmäßig, vor der eigentlichen Inbetriebnahme
der Laserdiodenanordnung 1c diese mit einem kleinen Strom
zu beaufschlagen.Basically there is in the described design of the laser bar bridging element 7c also the possibility of the supply voltage for the control electronics 16 and the switching element 17 each by DC / DC conversion from the one on the laser diode bar 3 generate applied voltage. The advantage of this solution would be that the external additional supply voltage U2 can be dispensed with. One problem, however, is that when the laser bar is bridged by the transistor T2 (Mosfet) 3 the voltage then present is very small and also depends on the current (for example in the order of 0.5 volts). In this case, it is then expedient to actually start up the laser diode arrangement 1c to apply a small current to them.
Vorteilhaft wäre bei dieser Ausführung auch, als
Schaltelement ein im Normalzustand leitendes Mosfet (Verarmungs-Mosfet)
zu verwenden, da sich dieses bereits bei einer Gate-Spannung Null
im leitenden Zustand befindet und hierdurch die Problematik der
fehlenden oder der zu niedrigen Versorgungsspannung bei überbrücktem Laserdiodenbarren 3 entschärft ist.It would also be advantageous in this embodiment to use a mosfet (depletion mosfet) that conducts in the normal state as the switching element, since this is already in the conductive state at a gate voltage of zero, and as a result the problem of the missing or too low supply voltage when the laser diode bar is bridged 3 is defused.
Die 8 und 9 zeigen als weitere mögliche Ausführungsform
eine Laserdiodenanordnung 1d, die sich von der Laserdiodenanordnung
1c im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Laserbarrenüberbrückungseinheit 7d bzw.
die diesen Überbrückungseinheit
bildenden Elemente, nämlich
die Steuerelektronik 16 und das Schaltelement 17 an
der Unterseite eines zusätzlichen
flachen, plattenförmigen
Trägers
oder Substrates 18 (Kontaktträger) angeordnet sind. Das Schaltelement 17 ist
mit einer Kontaktfeder 19 versehen. Im montierten Zustand
ist (mit Ausnahme des obersten Substrats 18) das jeweilige
Substrat 18 in dem von den Wärmesenken 2 gebildeten
Stapel mit einem Teilbereich zwischen der Oberseite einer der Kontaktzunge 4c entsprechenden
Kontaktzunge 4d und der Unterseite 2.4 einer benachbarten
Wärmesenke 2 angeordnet
und durch Einspannen oder auf andere geeignete Weise gehalten. Das
oberste Substrat 18 ist zwischen dem in der 8 nicht dargestellten äußeren Anschlußkontakt 6 und
der benachbarten Kontaktzunge 4d gehalten. Die Kontaktfeder 19 liegt
dabei federnd gegen die Oberseite 1.2 der elektrisch leitenden
Wärmesenke 2 an
und stellt hierdurch ohne Löten
oder Bonden einen Kontakt zwischen dem Schaltelement 17 und
der Wärmesenke
bzw. dem mit dieser Wärmesenke
verbundenen Anschluß des
Laserbarrens 3 her.The 8th and 9 show a further possible embodiment of a laser diode arrangement 1d which differs from the laser diode arrangement 1c essentially in that the laser bar bridging unit 7d or the elements forming this bridging unit, namely the control electronics 16 and the switching element 17 on the underside of an additional flat, plate-shaped carrier or substrate 18 (Contact carrier) are arranged. The switching element 17 is with a contact spring 19 Mistake. In the assembled state (with the exception of the top substrate 18 ) the respective substrate 18 in that of the heat sinks 2 formed stack with a portion between the top of one of the contact tongues 4c corresponding contact tongue 4d and the bottom 2.4 an adjacent heat sink 2 arranged and held by clamping or in any other suitable manner. The top substrate 18 is between that in the 8th external terminal contact, not shown 6 and the neighboring contact tongue 4d held. The contact spring 19 lies resiliently against the top 1.2 the electrically conductive heat sink 2 and thereby makes contact between the switching element without soldering or bonding 17 and the heat sink or the connection of the laser bar connected to this heat sink 3 ago.
Das Substrat 18 besteht
beispielsweise aus einer Schicht aus einem isolierenden Material,
die beidseitig mit einer Metallschicht versehen ist. Durch eine
entsprechende Strukturierung sowie Durchkontaktierung ist erreicht,
daß über das
Substrat 18 einerseits eine elektrische Verbindung zwischen
dem Schaltelement 17 und der zugehörigen Kontaktzunge 4d besteht,
andererseits über
das Substrat 18 auch eine elektrische Verbindung zwischen
jeder Kontaktzunge 4d und der benachbarten Wärmesenke 2 bzw. dem
benachbarten äußeren Anschlußkontakt 6 hergestellt
ist.The substrate 18 consists for example of a layer of an insulating material, which is provided on both sides with a metal layer. Appropriate structuring and plated-through holes ensure that the substrate 18 on the one hand an electrical connection between the switching element 17 and the associated contact tongue 4d exists, on the other hand via the substrate 18 also an electrical connection between each contact tongue 4d and the neighboring heat sink 2 or the neighboring external connection contact 6 is made.
Wie dargestellt, steht das Substrat 18 mit
einem Teilbereich 18.1 über
die dem Laserbarren 3 abgewandte Seite 2.3 der
betreffenden Wärmesenke 2 weg.
An diesem Teilbereich 18.1 sind die Steuerelektronik 16 und
das Schaltelement 17 vorgesehen, so daß die Höhe der Wärmesenke 2 als Raum
für die Unterbringung
dieser Elemente genutzt werden kann. Die Steuerelektroniken 16 der
Laserbarrenüberbrückungseinheiten 7d werden
beispielsweise wiederum in der im Zusammenhang mit der 6 beschriebenen Weise mit
der Versorgungsgleichspannung U2 versorgt. Auch eine andere, im
Zusammenhang mit der 6 beschriebenen
Versorgung der jeweiligen Steuerelektronik 16 z.B. durch DC/DC-Wandlung
aus der am Laserdiodenbarren 3 anliegenden Spannung usw.
ist möglich.As shown, the substrate is standing 18 with a section 18.1 over the the laser bar 3 opposite side 2.3 the heat sink in question 2 path. At this part 18.1 are the control electronics 16 and the switching element 17 provided so that the height of the heat sink 2 can be used as space for the accommodation of these elements. The control electronics 16 the laser bar bypass units 7d are, for example, in turn in connection with the 6 described way supplied with the DC supply voltage U2. Another, related to the 6 described supply of the respective control electronics 16 eg by DC / DC conversion from the one on the laser diode bar 3 applied voltage etc. is possible.
Weiterhin ist es möglich, bei
der Ausführung der 8 anstelle der Steuerelektronik 16 und
des steuerbaren Schaltelementes, welches z.B. ein Transistor, Mosfet,
Thyristor usw. ist, ein elektromechanisches Schalt- oder überbrückungselement
vorgesehen, beispielsweise einen der Kontaktfeder 4.1 entsprechenden
federnden Kontakt zusammen mit einem Heizelement 8 und
einem schmelzbaren Abstandhalter 10.It is also possible to run the 8th instead of the control electronics 16 and the controllable switching element, which is, for example, a transistor, MOSFET, thyristor, etc., an electromechanical switching or bridging element is provided, for example one of the contact springs 4.1 corresponding resilient contact together with a heating element 8th and a fusible spacer 10 ,
Die Erfindung wurde voranstehend
an verschiedenen Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche weitere Abwandlungen und
Modifikationen möglich
sind, ohne daß dadurch der
der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So ist es beispielsweise möglich,
eine Laserbarrenüberbrückungseinheit
oder dessen Überbrückungselement
in den Laserbarren zu integrieren, und zwar insbesondere auch dann, wenn
diese Überbrückungseinheit
oder dessen Überbrückungselement
von einem oder mehreren Halbleiterbauelementen gebildet ist und/oder
von Strukturen, die in Halbleitertechnologie hergestellt werden
können.The invention has been described above
on different embodiments
described. It is understood that numerous other modifications and
Modifications possible
are without the
the inventive idea underlying the invention is left.
For example, it is possible
a laser bar bypass unit
or its bridging element
to integrate into the laser bar, especially when
this bridging unit
or its bridging element
is formed by one or more semiconductor components and / or
of structures made in semiconductor technology
can.
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit,
die einzelnen Laserbarrenüberbrückungseinheiten 7 – 7c beispielsweise
mit einem Daten- oder Steuer-Bus zu verbinden, über den dann der Zustand der
einzelnen Laserbarren oder Laserdiodenanordnungen (Stacks) eines
Laser angezeigt und/oder ausgelesen werden kann. Weiterhin könnte ein
derartiger Daten- oder Steuer-Bus auch dazu verwendet werden, eine gezielte
Abschaltung einzelner Laserbarren 3 von außen vorzunehmen
bzw. einzuleiten.Furthermore, there is also the possibility of the individual laser bar bridging units 7 - 7c For example, to connect to a data or control bus, via which the state of the individual laser bars or laser diode arrangements (stacks) of a laser can then be displayed and / or read out. Furthermore, such a data or control bus could also be used to switch off individual laser bars in a targeted manner 3 carry out or initiate from the outside.
Bei der beschriebenen Ausführungen
insbesondere der 1, 2 und 6 besteht weiterhin auch die Möglichkeit, über die
an der Reihenschaltung der Laserbarren anliegende Spannung die Anzahl
der defekten und abgeschalteten Laserbarren 3 zu ermitteln.In the described embodiments, in particular 1 . 2 and 6 there is also the possibility of using the voltage applied to the series connection of the laser bars to determine the number of defective and switched-off laser bars 3 to investigate.
-
1,
1a, 1b, 1c, 1d1,
1a, 1b, 1c, 1d
-
LaserdiodenanordnungThe laser diode
-
22
-
Wärmesenkeheat sink
-
2.12.1
-
Oberseitetop
-
2.2,
2.32.2
2.3
-
Umfangsseiteperipheral side
-
2.42.4
-
Unterseitebottom
-
33
-
Laserbarrenlaser bars
-
4,
4b, 4c4,
4b, 4c
-
Kontaktzungecontact tongue
-
4.14.1
-
Kontaktfedercontact spring
-
4.24.2
-
Kontaktbereichcontact area
-
55
-
Isolatorinsulator
-
66
-
Anschlußkontaktconnection contact
-
6.16.1
-
Anschlußleitunglead
-
7,
7a, 7b, 7c,7d7,
7a, 7b, 7c, 7d
-
LaserbarrenüberbrückungseinheitLaser bars bridging unit
-
88th
-
Heizelementheating element
-
99
-
AnschlußConnection
-
1010
-
Abstandhalter
aus elektrisch leitenden aber schmelzfähigenspacer
made of electrically conductive but meltable
-
-
Materialmaterial
-
1111
-
Steuerelektronikcontrol electronics
-
1212
-
MosfetMosfet
-
1313
-
ZenerdiodeZener diode
-
1414
-
Diodenanordnungdiode array
-
1616
-
Steuerelektronikcontrol electronics
-
1717
-
Schaltelementswitching element
-
1818
-
Substratsubstratum
-
18.118.1
-
Abschnittsection
-
1919
-
Kontaktfedercontact spring