DE7533058U

DE7533058U - Halbleiterlasergehäuse mit Mitteln zur Auskopplung der vom Laser erzeugten Strahlung

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Publication number: DE7533058U
Application number: DE7533058U
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1976-05-13

Description

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LICENTIA Pa t en t -^Ve rwal tungs -GmbH 6000 Prankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai 1

Ulm (Donau), 15. Okt. 1975 PT-UL/Bs/rß UL 75/113

"Halbleiterlasergehause mit Mitteln zur Auskopplung der vom Laser erzeugten Strahlung"

Die Neuerung betrifft ein Halbleiterlasergehäuse mit Mitteln zur Auskopplung der vom Laser erzeugten Strahlung.

Unter einem Halbleiterlaser versteht man ein Halbleiterbauelement mit wenigstens einer Sperrschicht zwischen zwei Halbleiterbereichen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, das durch Stromdurchgang zur Abgabe von vorzugsweise kohärenter Strahlung angeregt werden kann.

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Ein derartiger Halbleiterlaser wird wegen seiner Strahlungseigenschaften und nicht zuletzt auch wegen seiner leichten Modulierbarkeit über den Betriebsstrom als geeignete Lichtquelle zum Einsatz als Lichtsender in breitbandigen optischen Nachrichtenübertragungssystemen angesehen.

Ein Halbleiterlaser ist ein Bauelement mit typisch im Submillimeterbereich liegenden Abmessungen, der jedoch während des Betriebs eine erhebliche Verlustwärme entwickelt, die abgeführt werden muß, um den Halbleiterkristall vor Zerstörung zu bewahren.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für einen Halbleiterlaser zu schaffen, das eine leichte und bequeme Handhabbarkeit eines derartigen Miniaturbauelements ermöglicht und dabei neben einer ausreichenden Wärmeabfuhr auch eine optimale Auskopplung der vom Laser emittierten Strahlung gewährleistet. Neuerungsgemäß wird dieses Problem durch ein Hal,bleiterlasergehäuse gelöst, das gekennzeichnet ist durch ein bis auf ringförmig hervorspringende Kühlrippen im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildetes, erstes Gehäuseteil mit in den Grundflächen zentrisch angeordneten öffnungen, in dem auf einer fest mit dem Gehäuseteil verbundenen Wärmesenke ein Halbleiterlaser derart angeordnet ist, daß eine seiner Lichtaustrittsflächen der ersten,

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durch ein formschlüssig eingepaßtes lichtempfindliches Bauelement gasdicht abgeschlossenen öffnung gegenübersteht, und daß seine weitere Lichtaustrittsfläche auf die zweite öffnung im Gehäuseteil gerichtet ist, die durch ein zweites als Flansch mit hohlzylinderförmigem Ansatz und darin angeordnetem Lichtleiter ausgebildetetes Gehäuseteil ebenfalls gasdicht abgeschlossen ist.

Ein solches Gehäuse schützt den Halbleiterlaser einerseits vor schädigenden Umwelteinflüssen oder zufälligen Berührungen, gewährleistet weiterhin eine für einen zuverlässigen Betrieb erforderliche ausreichende Wärmeabfuhr und ermöglicht schließlich eine optimale Auskopplung der vom Halbleiterlaser emittierten Strahlung und deren Weiterleitung in eine vorzugsweise aus Lichtleitfasern bestehende optische Übertragungsstrecke.

Die Neuerung wird unter Bezug auf ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben.

Das Halbleiterlasergehäuse besteht aus einem ersten Gehäuseteil 10, das bis auf ringförmig hervorspringende Kühlrippen 11 im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist. In beiden Grundflächen des Hohlzylinders sind zentrische öffnungen 12, 12' angeordnet. Auf einer aus einem Kupferblock 13 und einer Diamant-

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,jedoch lösbar scheibe 14 bestehenden Wärmesenke, die fest/mit diesem ersten Gehäuseteil 10 verbunden ist, ist ein Halbleiterlaserkristall 15 derart angeordnet, daß eine seiner Lichtaustrittsflächen der ersten öffnung 12 im Boden des Hohlzylinders 10 gegenüberliegt. Der Halbleiterlaserkristall 15 ist in an sich bekannter Weise durch ein gut wärmeleitendes Lot mit der aus den Teilen 15, 14 bestehenden Wärmesenke verbunden. Die zweite Lichtaustrittsfläche 20' des Halbleiterlasers 15 ist auf die weitere öffnung 12' in Gehäuseteil 10 gerichtet. Diese öffnung wird durch ein weiteres Gehäuseteil abgeschlossen, das aus einem Plansch 16 mit hohlzylinderförmig ausgebildetem Ansatz 18 besteht, in dem ein Lichtleiter 19 angeordnet ist. Zweckmäßig sind die beiden Gehäuseteile 16, 10 mittels eines aushärtbaren Klebers, wie beispielsweise ein Epoxidharz,gasdicht miteinander verbunden. Dadurch kann das Eintreten von Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses verhindert werden. Die vom Laser 15 über seine Lichtaustrittsfläche 20' ausgesandte Strahlung ist über ι das lichtdurchlässige Lichtleiterstück 19 auskoppelbar. Der den Lichtleiter 19 enthaltende Hohlzylinder 18 ist zweckmässigerweise als Steckerstift ausgebildet. Dadurch eröffnet sich eine vorteilhafte Ankopplungsmoglichkeit an einen Lichtleiter mit einem diesem Stecker entsprechend ausgebildeten Gegenstück. Ein besonderer Vorteil dieses Lasergehäuses besteht darin, daß bei einer Verbindung mit einem die Strahlung des Lasers weiterleitenden Lichtleiter keinerlei optische Justierungsmaßnahmen

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erforderlich sind. Eine für eine optimale Auskopplung der vom Laser 15 erzeugten Strahlung erforderliche Justierung erfolgt bereits beim Zxisammenbau des Lasergehäuses in der Weise, daß der Lichtleitea? 19 auf die Lichtaustrittsfläche 20' des Lasers 15 ausgerichtet wird, solange der noch nicht ausgehärtete, zur Verbindung der Gehäuseteile verwendete Kleber, ein Verschieben des Flansches 16 gestattet. Nach Aushärten des Klebers ist eine unbeabsichtigte Dejustierung nicht mehr möglich. Die weitere Öffnung 12 im Boden des Gehäuseteils 10 wird durch ein formschlüssig eingepaßtes, lichtempfindliches Bauelement 17 ebenfalls gasdicht abgeschlossen. Von diesem optischen Bauelement 17, das beispielsweise eine Photodiode sein kann, deren lichtempfindliche Fläche dam Halbleiterlaser 15 zugewandt ist, wird das über die Lichtaustrittsfläche 20 abgestrahlte Licht aufgefangen und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, das an den Ausgangsklemmen 21 des optischen Bauelementes außerhalb des Lasergehäuses zur Verfügung steht. Dieses elektrische Ausgangssignal wird einer in der Figur nicht dargestellten Regelschaltung zugeführt, die über eire entsprechende Beeinflussung des den Halbleiterlaser durchfließenden Betriebsstroms für eine möglichst konstant bleibende optische Ausgangsleistung sorgt. Dieses Vorgehen hat sich als zweckmäßig erwiesen, weil Halbleiterlaser in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen , insbesondere aber mit wachsender Betriebsstundenzahl unerwünschte Veränderungen der optischen Ausgangsleistung zeigen.

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Nach dem heutigen Stand der Lasertechnik kann ein Halbleiterlaser nur eine begrenzte Anzahl von Betriebsstunden erreichen. Danach kann er seine Funktion als Lichtsender in einem optischen Übertragungssystem nicht mehr erfüllen und muß durch einen neuen Halbleiterlaser ersetzt werden. Das neuerungsgemäß vorgeschlagene Halbleiterlasergehäuse ermöglicht in kostensparender Weise einen derartigen Austausch. Durch Erhitzen kann die Klebverbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 10 und 16 auf einfache Weise getrennt werden. Der unbrauchbar gewordene Halbleiterlaser kann mitsamt seiner aus den Teilen 13 und 14 bestehenden Wärmesenke aus dem Gehäuseteil 10 entfernt werden. Nach Einsetzen eines neuen, funktionsfähigen Halbleiterlasers werden die Gehäuseteile, wie zuvor beschrieben, wieder miteinander verbunden. Durch Wiederverwendung aller übrigen Gehäuseteile ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen.

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Claims

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Schutzanspruch

Halbleiterlasergehäuse mit Mitteln zur Auskopplung der vom Laser erzeugten Strahlung gekennzeichnet durch ein bis auf ringförmig hervorspringende Kühlrippen (11) im wesentlichen hohlaylinderförmig ausgebildetes, erstes Gehäuseteil (10) mit in den Grundflächen zentrisch angeordneten öffnungen (12, 12'), in dem auf einer fest mit dem Gehäuseteil (10) verbundenen Wärmesenke (13, 14·) ein Halbleiterlaser (15) derart angeordnet ist, daß eine seiner Lichtaustrittsflächen (20) der ersten, durch ein formschlüssig eingepaßtes lichtempfindliches Bauelement (17) gasdicht abgeschlossenen öffnung (12) gegenübersteht, und daß seine weitere Lichtaustrittsfläche (20¹) auf die zweite öffnung (12¹) im Gehäuseteil (10) gerichtet ist, die durch ein zweites, als Flansch (16) mit hohlzylinderformigem Ansata (18) und darin angeordnetem Lichtleiter (19) ausgebildetes Gehäuseteil ebenfalls gasdicht abgeschlossen ist.

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