TW202007030A - 二極體雷射器配置以及製造二極體雷射器配置之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種二極體雷射器配置(1)，具有：二極體雷射裝置(3)，被構建為用於發射雷射束；至少一個冷卻裝置(5)，被構建為用於冷卻該二極體雷射裝置(3)；第一連接層(7)；及第二連接層(9)，其中該第一連接層(7)固定地佈置於該二極體雷射裝置(3)之基面(13)上，且該第二連接層(9)固定地佈置於該至少一個冷卻裝置(5)之貼靠面(11)上，或者，該第一連接層(7)固定地佈置於該貼靠面(11)上，且該第二連接層(9)固定地佈置於該基面(13)上，其中該第一連接層(7)與該第二連接層(9)固定連接，使得該二極體雷射裝置(3)與該至少一個冷卻裝置(5)透過該第一連接層(7)及該第二連接層(9)而固定相連。其中，如下設置：該第一連接層(7)具有大量奈米線。

Description

二極體雷射器配置以及製造二極體雷射器配置之方法

本發明係有關於一種二極體雷射器配置以及一種製造二極體雷射器配置之方法。

當具有至少一個特別是大功率範圍之發射器(例如大功率二極體雷射條)的二極體雷射裝置工作時，會產生損耗熱，為了在確保長使用壽命、高射束品質以及預期的恆定射束參數(例如恆定的高偏振度)的同時達到高輸出功率，必須從二極體雷射裝置中排出損耗熱。一般而言，具有此種二極體雷射裝置之二極體雷射器配置具有至少一個冷卻裝置，該冷卻裝置與二極體雷射裝置熱耦合且被構建為用於排出損耗熱。為了將此冷卻裝置與二極體雷射裝置連接，通常使用由於彈性模數比接合配合件高而會促進或導致二極體雷射裝置之雷射活性材料中產生機械應力之材料，例如硬焊料。此類應力特別是取決於接合所用材料(例如硬焊料)與二極體雷射裝置或至少一個冷卻裝置之熱膨脹係數差。另外，此類應力取決於焊料結構中之金屬間相的膨脹差。此類應力會對使用壽命、射束品質以及射束之光譜特性及幾何特性產生很大程度的不良影響且會嚴重限制二極體雷射器配置之適用性。

本發明之目的在於提供一種二極體雷射器配置以及一種製造二極體雷射器配置之方法，其中特別是在以下方面實現相對於習知二極體雷射器配置之優點：在確保長使用壽命、高射束品質以及預期的恆定射束參數的同時達到高輸出功率。

該目的係藉由提供各獨立請求項之主題而達成。有利技術方案產生於附屬請求項。

特定言之，本發明用以達成該目的之解決方案為提供一種具有二極體雷射裝置、至少一個冷卻裝置、第一連接層及第二連接層之二極體雷射器配置。該二極體雷射裝置被構建為用於發射雷射束。其中，該雷射束亦可由數個分雷射束組成。該至少一個冷卻裝置被構建為用於冷卻該二極體雷射裝置。

該第一連接層固定地佈置於該二極體雷射裝置之基面上，且該第二連接層固定地佈置於該至少一個冷卻裝置之貼靠面上。作為替代方案，該第一連接層固定地佈置於該至少一個冷卻裝置之貼靠面上，且該第二連接層固定地佈置於該二極體雷射裝置之基面上。

該第一連接層與該第二連接層固定連接，使得該二極體雷射裝置與該至少一個冷卻裝置透過該第一連接層及該第二連接層而固定相連。較佳地如下設置：該二極體雷射裝置與該至少一個冷卻裝置藉由該第一連接層及該第二連接層而固定相連。其中，該第一連接層具有大量奈米線。

所述類型之奈米線記載於標準ISO/TS 80004-2:2015中。一般而言，每根奈米線皆具有奈米級直徑，特別是約100 nm或小於100 nm之直徑。奈米線通常具有最小為0.5 µm且最大為20 µm、特別是為10 µm之長度。所述類型之連接層一般具有數千根此種奈米線。

特定言之，二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置透過第一連接層及第二連接層而熱耦合，藉此實現從二極體雷射裝置到至少一個冷卻裝置之熱傳遞。

以下為可行的：在下述區段中，第一連接層及第二連接層在組裝之後彼此間至少部分地難以或無法再幾何分界：兩個層在組裝二極體雷射器配置時彼此貼靠地佈置或者彼此連接。特別是當兩個層之連接係藉由黏合、擴散、鉤掛、卡合及/或嚙合而實現時，即為此種情況。嚙合特別是指微嚙合(Mikroverzahnen)。特定言之，黏合或擴散可藉由合適的熱處理方法而實現。

本發明之二極體雷射器配置較之先前技術具有其優勢。第一連接層具有大量奈米線且與第二連接層固定連接，使得二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置透過第一連接層及第二連接層而固定相連，藉此可在二極體雷射器配置工作時，特別是在較高工作溫度下工作時，顯著減小甚或避免特別是二極體雷射裝置之活性材料中的應力。藉由所述類型之奈米線而形成之連接具有特別高的導熱能力，從而在二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間實現特別有效之熱傳遞。再者，此種連接具有特別高的抗拉強度及抗剪強度。此種連接之耐受溫度更高達500℃或500℃以上。其中，所述類型之奈米線使得此種連接具有足夠高的彈性，以便減小或避免二極體雷射裝置之雷射活性材料中的機械應力。總體上可顯著延長二極體雷射器配置之使用壽命，特別是二極體雷射裝置之使用壽命。舉例而言，可顯著減小甚或避免被構建為二極體雷射條之二極體雷射裝置的熱致變形及/或由機械應力所致之變形。此外更可在確保長使用壽命及高射束品質的同時實現高輸出功率或更高之輸出功率。另外，可使得所發射之雷射束的光譜特性及幾何特性(例如偏振度、波長或發射角)在較窄範圍內保持恆定。進一步地，例如可提高偏振度。此外，與習知之二極體雷射器配置相比，該二極體雷射器配置亦可在更高溫度下正常工作。

二極體雷射裝置較佳具有至少一個發射器，特別是單發射器。此種發射器較佳被構建為邊緣發射器。此種發射器較佳被構建為大功率發射器。二極體雷射裝置尤佳具有數個發射器，其中二極體雷射裝置特定言之具有包含數個發射器之二極體雷射條，該等發射器較佳佈置在一維行列(陣列)中。此種二極體雷射條較佳被構建為邊緣發射器。此種二極體雷射條尤佳被構建為大功率二極體雷射條。

至少一個冷卻裝置特定言之具有熱沉或者被構建為熱沉，其中該熱沉被構建為例如藉由冷卻流體來從二極體雷射裝置吸收餘熱或者將餘熱運離二極體雷射裝置。由於藉由奈米線而形成之連接具有較高導熱能力，上述方案能夠特別有效地實現。

在二極體雷射器配置之較佳實施方式中，二極體雷射器配置具有恰好一個所述類型之冷卻裝置。

在二極體雷射器配置之替代性較佳實施方式中，二極體雷射器配置具有兩個冷卻裝置，即，一個所述類型之冷卻裝置及一個所述類型之其他冷卻裝置。特定言之，冷卻裝置及其他冷卻裝置分別佈置於二極體雷射裝置之相反兩側。其中，第一連接層及第二連接層佈置在二極體雷射裝置之基面與冷卻裝置之貼靠面之間。此外，所述類型之其他第一連接層及所述類型之其他第二連接層佈置在二極體雷射裝置之其他基面與其他冷卻裝置之其他貼靠面之間。其他基面特定言之係相反於基面佈置，較佳平行於基面佈置。亦即，二極體雷射裝置特定言之係位於冷卻裝置與其他冷卻裝置之間，其中可從兩側冷卻二極體雷射裝置。

特定言之，第一連接層及/或第二連接層分別施覆於基面或貼靠面上。此施覆特別是能形成壓緊配合連接、材料接合連接及/或形狀配合連接。此種連接尤佳係藉由黏合、擴散、鉤掛、卡合及/或嚙合(特別是微嚙合)而實現。

基面特定言之係為一限定二極體雷射裝置之p側(p-Seite)或者位於此p側區域內之表面，其中，其他基面特定言之係為二極體雷射裝置之n側(n-Seite)或者位於此n側區域內，或者反過來。

第一連接層較佳沿著整個基面或整個貼靠面延伸，其中，第二連接層較佳沿著整個貼靠面或整個基面延伸。

第一連接層較佳具有基板，該基板佈置於基面或貼靠面上。此基板特定言之具有一材料或者由一材料構成，該材料選自陶瓷、聚合物、玻璃、矽、鋼、銅、銅合金及砷化鎵所組成之群組。該基板可進一步具有塗層。舉例而言，該基板可被構建為經塗佈之銅基板。

大量奈米線特別是生長於此基板上。奈米線特定言之係來源於該基板，其中奈米線基本朝第二連接層方向延伸。大量奈米線較佳形成一個如草坪般的緊密層，該層在基板上特別是整面延伸。由此產生成本優勢，因為與習知連接之接合表面相比，該基板可具有更差的表面性質，例如更低的平面度。

二極體雷射器配置可具有夾緊裝置，該夾緊裝置被構建為用於使二極體雷射裝置、第一連接層、第二連接層及/或至少一個冷卻裝置相對於彼此地保持在預定位置上。舉例而言，藉由夾緊裝置可相向擠壓二極體雷射裝置及至少一個冷卻裝置，以便使二者在二極體雷射器配置正常工作時相對於彼此位置固定。特定言之，此夾緊裝置使得「二極體雷射裝置、第一連接層、第二連接層及至少一個冷卻裝置分別固定相連」並非為以預期方式將二極體雷射器配置之上述組件保持在一起的唯一手段。

作為替代方案，二極體雷射器配置可以不具有此種夾緊裝置，其中二極體雷射裝置及至少一個冷卻裝置特定言之係藉由第一連接層及第二連接層而相對於彼此地保持在預定位置上。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該等奈米線(特別是該等大量奈米線)具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁及鋁合金所組成之群組。藉由此等材料可在二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間實現應力特別低的導熱連接。然而，該等奈米線亦可具有其他材料或者由其他材料構成。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該第二連接層被構建成在一個或數個方向上為連續的，即，特定言之係無中斷。舉例而言，第二連接層具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銀燒結材料、銅、銅合金、焊料及焊膏所組成之群組。適用於第二連接層之其他材料將在下文中提到。

第一連接層及第二連接層尤佳分別具有相同材料或者由相同材料構成。

焊膏特定言之係指一種至少包含焊料及助熔劑之材料。

第二連接層尤佳被構建為金屬質的，例如被構建為厚金屬層或金屬箔。

第二連接層例如可被構建為厚金層，該厚金層具有較佳最小為1 µm且最大為100 µm之厚度。作為替代方案，第二連接層例如可被構建為厚銀層，該厚銀層具有較佳最小為3 µm且最大為100 µm之厚度。

作為替代方案，第二連接層可被構建為特別是金屬質的接觸箔，例如接觸銀箔。

藉由連續地形成第二連接層，可在至少一個冷卻裝置與二極體雷射裝置形成低應力連接的同時，實現特別有效之熱傳遞。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該第二連接層具有數個各自可被幾何定界(特別是彼此間隔開)之分區。在此情況下，第二連接層例如具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銀燒結材料、銅及銅合金所組成之群組。適用於第二連接層之其他材料將在下文中提到。

以下為可行的：在組裝二極體雷射器配置之前，特別是在將二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置連接之前，第二連接層具有數個可被幾何定界之分區，其中在組裝之後，特別是在已安裝好二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置所形成之複合體的情況下，第二連接層至少部分地被構建為在一個或數個方向上連續的層。舉例而言，組裝時特別是可藉由壓力及/或提高的溫度來將原先為可被幾何定界之分區相互連接成連續區域。

二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間的連接特定言之係透過或藉由第二連接層之相應分區而實現。

特定言之，第二連接層之分區可分別地基本呈凸塊形、半球形或針形。舉例而言，此種分區可具有最小20 µm至最大100 µm之長度及/或寬度。

第二連接層之分區的材料例如可包含金或金合金，或者由金或金合金構成。在此情況下，此種分區亦被稱作金凸塊。舉例而言，第二連接層之此等分區(尤指金凸塊)分別具有最小為5 µm且最大為30 µm之層厚。

可例如以電鍍或濺鍍方式形成或施覆此種第二連接層。藉由該等分區可在二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間特別有效地實現低應力甚或無應力連接。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該第二連接層具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金(特別是奈米多孔金)、金合金(特別是奈米多孔金合金)、銀、銀合金、銀燒結材料、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁、鋁合金、銦、銦合金、鉛、鉛合金、焊料及焊膏所組成之群組。錫合金或鉛合金可例如包含鉛錫。然而，第二連接層亦可具有其他材料或者由其他材料構成。第一連接層及第二連接層尤佳分別具有相同材料或者由相同材料構成。

此種例如包含奈米多孔金或奈米多孔金合金之第二連接層較佳具有最小為20 µm且最大為50 µm之層厚。

特定言之，奈米多孔金或奈米多孔金合金具有直徑或伸展度處於最小1 nm至最大100 nm之範圍的孔隙。第二連接層之此種構建方式特別有利於在二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間形成低應力甚或無應力連接。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該第二連接層具有大量其他奈米線。較佳地，第二連接層類似於第一連接層地具有基板，該基板佈置於貼靠面或基面上。大量其他奈米線特別是生長於此基板上。其他奈米線特定言之係來源於該基板，其中，其他奈米線基本朝第一連接層方向延伸。大量其他奈米線較佳形成一個如草坪般的緊密層，該層在基板上特別是整面延伸。具有其他奈米線且採用與第一連接層相似之設計的第二連接層乃是尤佳之選。設有奈米線之第二連接層能夠在二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間形成應力特別低甚或無應力之連接。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該等其他奈米線具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁及鋁合金所組成之群組。然而，該等其他奈米線亦可具有其他材料或者由其他材料構成。尤佳地，第二連接層之其他奈米線具有與第一連接層之奈米線相同的材料或者由與第一連接層之奈米線相同的材料構成。此種構建方式特別適於在二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間形成低應力甚或無應力連接。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該第一連接層及該第二連接層以壓緊配合、材料接合及/或形狀配合之方式彼此連接。第一連接層較佳藉由黏合與第二連接層連接。作為替代方案或補充方案，第一連接層藉由擴散與第二連接層連接。作為替代方案或補充方案，第一連接層藉由鉤掛、卡合及/或嚙合(特別是微嚙合)與第二連接層連接。

在該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式中，該第二連接層具有大量其他奈米線，其中該等大量其他奈米線及該第一連接層之大量奈米線藉由黏合而至少部分地彼此連接，特別是固定連接。作為替代方案或補充方案，大量奈米線及大量其他奈米線較佳藉由擴散而至少部分地彼此連接，特別是固定連接。作為替代方案或補充方案，大量奈米線及大量其他奈米線較佳藉由鉤掛、卡合及/或嚙合(特別是微嚙合)而至少部分地彼此連接，特別是固定連接。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：特定言之除了該至少一個發射器，該二極體雷射裝置進一步具有基座(Submount)。在此情況下，此基座特定言之包含該基面。

基座較佳透過第一連接層及第二連接層而與至少一個冷卻裝置固定連接。其中，特別是二極體雷射裝置(特別是至少一個發射器)透過基座以及第一及第二連接層而與至少一個冷卻裝置連接。至少一個發射器與基座之連接可例如為焊接連接或者可藉由接觸箔而實現。

所述類型之基座特別是被構建為散熱器(Wärmespreizer)，其中至少一個發射器之餘熱能夠特別有效地被傳遞至至少一個冷卻裝置。此外，藉由此種基座可有利地對至少一個發射器及二極體雷射器配置之其他所述組件的不同熱膨脹係數進行補償。

可在基座與至少一個發射器之間設置其他第一連接層及其他第二連接層，其他第一連接層採用與所述類型之第一連接層相似的設計，其他第二連接層採用與所述類型之第二連接層相似的設計，其中基座與至少一個發射器透過其他第一連接層及其他第二連接層而固定連接。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該第一連接層及該第二連接層具有少於5%之縮孔。此縮孔率特定言之係與第一連接層及/或第二連接層之整個材料體積有關。若第二連接層具有數個可被幾何定界之分區，則此處特別是指此等分區之材料體積。該等縮孔可以特別是由於製造二極體雷射器配置時之相應接合過程而基本形成於第一連接層與第二連接層之間。兩個連接層之此種構建方式能夠在二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置之間實現特別穩定的低應力連接。

該二極體雷射器配置之一種較佳實施方式，其特徵在於：該至少一個冷卻裝置以及該第一連接層或該第二連接層被構建為用於對該二極體雷射裝置進行電接觸。作為替代方案，較佳者係該至少一個冷卻裝置、該第一連接層及該第二連接層被構建為用於對該二極體雷射裝置進行電接觸。

第一連接層及/或第二連接層或者說其各自的材料較佳採用導電設計，從而可透過至少一個冷卻裝置以及第一連接層及第二連接層對二極體雷射裝置進行電接觸。特定言之，所述類型之基座採用導電設計。藉由大量奈米線或其他奈米線而形成之連接具有特別小的電阻。此電阻特定言之小於1 Ω，其中該電阻特定言之處於數mΩ範圍。以此方式可實現對二極體雷射裝置之可靠電接觸。

特定言之，本發明用以達成該目的之另一解決方案為提供一種製造二極體雷射器配置之方法。在該方法範圍內，尤佳製造一種如前述實施方式中任一項所述之二極體雷射器配置。在該方法範圍內，將具有大量奈米線之第一連接層佈置於(特別是施覆於)二極體雷射裝置之基面上，並且將第二連接層佈置於(特別是施覆於)至少一個冷卻裝置之貼靠面上。作為替代方案，將該第一連接層佈置於(特別是施覆於)該貼靠面上，並且將該第二連接層佈置於(特別是施覆於)該基面上。特別是與此同時或者在此之後，將該第一連接層與該第二連接層特別是以壓緊配合、形狀配合及/或材料接合之方式固定連接，從而透過該第一連接層及該第二連接層將該二極體雷射裝置與該至少一個冷卻裝置固定連接。在該方法範圍內特別是產生前文已聯繫二極體雷射器配置所闡述之優點。

在該方法之一種較佳實施方式中，僅是將二極體雷射裝置與至少一個冷卻裝置壓靠在一起，其中將第一連接層與第二連接層以類似於魔鬼氈之方式相互連接。特定言之可在室溫下進行第一連接層與第二連接層之連接。

該方法之一種較佳實施方式，其特徵在於：將該第一連接層佈置於(特別是施覆於)該基面上且接著將該第二連接層佈置於(特別是施覆於)該貼靠面上，或者將順序反過來。作為替代方案，較佳將該第一連接層佈置於(特別是施覆於)該貼靠面上且接著將該第二連接層佈置於(特別是施覆於)該基面上，或者將順序反過來。

可在將第二連接層施覆於貼靠面或基面的同時，將第一連接層與第二連接層相互連接。例如在第二連接層具有焊料或焊膏或者由焊料或焊膏構成之情況下，根據所述方法之製造過程乃是有利的。

該方法之一種較佳實施方式，其特徵在於：藉由結合方法將該第一連接層與該第二連接層相互連接。

該方法之一種較佳實施方式，其特徵在於：該結合方法為一種選自熱壓縮法、超音波結合及真空結合所組成之群組的方法。超音波結合特定言之亦以術語「打線(Wire-Bonden)」為吾人所知。所述類型之真空結合特定言之係在真空爐內實施焊接過程。藉由此等方法可特別經濟地製造二極體雷射器配置。

關於二極體雷射器配置之說明以及關於二極體雷射器配置之製造方法的說明可互為補充地加以理解。聯繫方法所闡述之二極體雷射器配置的特徵，較佳單獨地或相互組合地構成二極體雷射器配置之較佳實施方式的特徵。聯繫二極體雷射器配置所闡述之方法步驟，較佳單獨地或相互組合地構成方法之較佳實施方式的步驟。該方法之特色較佳在於至少一個方法步驟，該至少一個方法步驟以該二極體雷射器配置之根據本發明的實施方式或較佳實施方式之至少一項特徵為條件。該二極體雷射器配置之特色較佳在於至少一項特徵，該至少一項特徵以該方法之根據本發明的實施方式或較佳實施方式之至少一個步驟為條件。

圖1以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第一實施例。特定言之，縱剖面係指沿著二極體雷射器配置1所發射之雷射束之被示意性示出的雷射束軸L所截取之剖面。二極體雷射器配置1具有被構建為用於發射雷射束之二極體雷射裝置3。二極體雷射裝置3在此具有至少一個發射器，特別是大功率二極體雷射條，該發射器例示性地被構建為邊緣發射器。此外，二極體雷射器配置1具有至少一個被構建為用於冷卻二極體雷射裝置3之冷卻裝置5。在根據圖1之實施例中，二極體雷射器配置1具有恰好一個此種冷卻裝置5，圖2至圖12亦如此。

二極體雷射器配置1進一步具有第一連接層7及第二連接層9。第一連接層7在此固定地佈置於(特別是施覆於)冷卻裝置5之貼靠面11上。第二連接層9在此固定地佈置於(特別是施覆於)二極體雷射裝置3之基面13上。第一連接層7與第二連接層9固定連接，使得二極體雷射裝置3與冷卻裝置5透過第一連接層7及第二連接層9而固定相連。圖1以加號P示意性地示出此連接。

就此而言，加號P係示意性地呈現一個例示性的組裝過程，其中特別是將二極體雷射裝置3連同設於其上之第二連接層9以及冷卻裝置5連同設於其上之第一連接層7放置在一起並相互連接。在圖2至圖12中，加號P同樣係示意性地呈現一個例示性的組裝過程。

作為可選方案(圖中未示出)，二極體雷射器配置1可具有所述類型之其他冷卻裝置，該其他冷卻裝置佈置在二極體雷射裝置3之相反於冷卻裝置5的一側。該其他冷卻裝置特別是藉由與第一連接層7相似的其他第一連接層以及與第二連接層9相似的其他第二連接層而與二極體雷射裝置3連接。其他第一連接層及其他第二連接層分別佈置在其他冷卻裝置之其他貼靠面與二極體雷射裝置3之其他基面15之間。其他基面15相反於基面13佈置。

第一連接層7具有大量奈米線。可選地，第一連接層7具有基板，該基板佈置於(特別是施覆於)貼靠面11上，其中該等大量奈米線生長於該基板上。特定言之，該等奈米線具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁及鋁合金所組成之群組。然而，該等奈米線亦可具有其他材料或者由其他材料構成。

在根據圖1之實施例中，第二連接層9被構建成在一個或數個方向上為連續的。可選地，第二連接層9被構建為厚金屬層。

可選地，第二連接層9具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金(特別是奈米多孔金)、金合金(特別是奈米多孔金合金)、銀、銀合金、銀燒結材料、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁、鋁合金、銦、銦合金、鉛、鉛合金、焊料及焊膏所組成之群組。然而，第二連接層亦可具有其他材料或者由其他材料構成。

第一連接層7(特別是該等大量奈米線)及第二連接層9特別是以壓緊配合、材料接合及/或形狀配合之方式彼此連接。舉例而言，可藉由黏合、擴散、鉤掛、卡合及/或嚙合(特別是微嚙合)實現此連接。

可選地，二極體雷射裝置3具有基座，其中在此情況下，此基座例示性地包含基面13。圖1中未明確示出此基座。特定言之，二極體雷射裝置3之至少一個發射器佈置於此基座上，其中發射器透過基座、第一連接層7及第二連接層9與冷卻裝置5連接。二極體雷射裝置3可具有其他基座，該其他基座以相應之方式例示性地包含其他基面15。

可選地，第一連接層7及第二連接層9具有少於5%之縮孔。

可選地，冷卻裝置5及第一連接層7及/或第二連接層9被構建為用於對二極體雷射裝置3進行電接觸。

圖2以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第二實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。類似於圖1地，第一連接層7佈置於貼靠面11上且第二連接層9佈置於基面13上。不同於圖1地，第二連接層9具有數個各自可被幾何定界之分區，其中兩個例示性地以符號9'、9''標示。顯然，第二連接層9可具有遠超於圖2中簡化示出之此種分區9'、9''。分區9'、9''分別彼此間隔開地佈置於(特別是施覆於)基面13上。分區9'、9''在此基本呈凸塊形。特定言之，該等分區分別具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金(特別是奈米多孔金)、金合金(特別是奈米多孔金合金)、銀、銀合金、銀燒結材料、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁、鋁合金、銦、銦合金、鉛、及鉛合金所組成之群組。第一連接層7及第二連接層9(特別是第一連接層7及分區9'、9'')特別是以壓緊配合、材料接合及/或形狀配合之方式彼此連接。

圖3以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第三實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。第二連接層9在此具有大量其他奈米線。第二連接層9例如具有基板，該基板佈置於(特別是施覆於)基面13上，其中該等其他奈米線生長於該基板上。

在此實施例中，第二連接層9例如採用與第一連接層7相似之設計。

特定言之，該等其他奈米線具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁及鋁合金所組成之群組。然而，該等其他奈米線亦可具有其他材料或者由其他材料構成。

第一連接層7之奈米線及第二連接層9之其他奈米線特別是以壓緊配合、材料接合及/或形狀配合之方式彼此連接。奈米線及其他奈米線例如藉由黏合、擴散、鉤掛、卡合及/或嚙合(特別是微嚙合)彼此連接。

圖4以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第四實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。此實施例採用與根據圖1之實施例基本相似之設計，其中根據圖4，被構建成在一個或數個方向上為連續的第二連接層9採用薄得多的設計，特別是被構建為金屬箔。

圖5以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第五實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。第二連接層9在此被構建成在一個或數個方向上為連續的。第二連接層9例示性地具有焊料或焊膏或者由焊料或焊膏構成。二極體雷射裝置3在此透過第二連接層9及第一連接層7與冷卻裝置5固定連接。

加號P'、P''係呈現例示性的組裝過程。舉例而言，在一個過程步驟中將二極體雷射裝置3、第二連接層9以及包含冷卻裝置5及設於其上之第一連接層7的複合體相互連接。亦可在數個過程步驟中進行此連接，下文將予以例示性說明。

舉例而言，可先將第二連接層9與設於冷卻裝置5上之第一連接層7連接在一起(P'')，而後將二極體雷射裝置3與第二連接層9連接(P')。

作為替代方案，可例如先將第二連接層9與二極體雷射裝置3連接，隨後將此複合體與設於冷卻裝置5上之第一連接層7連接。此點示意性地圖示於圖6中。在圖6中，相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。

圖7以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第七實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。在此，第一連接層7佈置於(特別是施覆於)二極體雷射裝置3之基面13上。此外，第二連接層9在此係佈置於(特別是施覆於)冷卻裝置5之貼靠面11上。第二連接層9例示性地被構建成在一個或數個方向上為連續的並且例如具有焊料或焊膏或者由焊料或焊膏構成。亦即，與圖6相比，第一連接層7及第二連接層9係反過來設置。

圖8以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第八實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。第二連接層9在此被構建為在一個或數個方向上連續的厚金屬層，其中第二連接層佈置於(特別是施覆於)冷卻裝置5上。

圖9以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第九實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。在此實施例中，第二連接層9具有數個各自可被幾何定界之分區9'、9''，該等分區9'、9''佈置於(特別是施覆於)貼靠面11上。

圖10以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第十實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。此實施例採用與根據圖4之實施例基本相似之設計，其中第二連接層9例示性地被構建為銀箔。

圖11以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第十一實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。在此實施例中，第二連接層9被構建成在一個或數個方向上為連續的並且例如具有一材料或者由一材料構成，該材料選自奈米多孔金及奈米多孔金合金所組成之群組。

圖12以縱剖面示意圖示出二極體雷射器配置1之第十二實施例。相同元件及功能相同之元件以相同符號標示，故相關內容請參閱前述說明。此實施例採用與根據圖11之實施例相似之設計，只不過第一連接層7係佈置於二極體雷射裝置3上，並且，例如具有奈米多孔金或奈米多孔金合金或者由奈米多孔金或奈米多孔金合金構成之第二連接層9係佈置於冷卻裝置5上。

在根據圖1至圖12之實施例中，作為可選方案，二極體雷射裝置3可具有(圖中未單獨示出之)基座，該基座包含基面13。在此情況下，至少一個發射器特定言之係佈置在基座之相反於基面13的一側。

下面對二極體雷射器配置1(特別是根據前述實施例之二極體雷射器配置1)之製造方法進行說明。在該方法範圍內，將具有大量奈米線之第一連接層7佈置於(特別是施覆於)二極體雷射裝置3之基面13上，並且將第二連接層9佈置於(特別是施覆於)至少一個冷卻裝置5之貼靠面11上，或者將第一連接層7佈置於(特別是施覆於)貼靠面11上，並且將第二連接層9佈置於(特別是施覆於)基面13上。其中，將第一連接層7與第二連接層9特別是以壓緊配合、材料接合及/或形狀配合之方式固定連接，從而透過第一連接層7及第二連接層9將二極體雷射裝置3與至少一個冷卻裝置5固定連接。

可選地，將第一連接層7佈置於(特別是施覆於)基面13上且接著將第二連接層9佈置於(特別是施覆於)貼靠面11上，或者將順序反過來，或者，將第一連接層7佈置於(特別是施覆於)貼靠面11上且接著將第二連接層9佈置於(特別是施覆於)基面13上，或者將順序反過來。作為可選方案，可在將第二連接層9佈置於貼靠面11或基面13的同時，將第一連接層7與第二連接層9相互連接。

可選地，藉由結合方法將第一連接層7與第二連接層9相互連接。該結合方法特別是一種選自熱壓縮法、超音波結合及真空結合所組成之群組的方法。

總體而言，藉由本發明之二極體雷射器配置1以及二極體雷射器配置1之該製造方法，可在二極體雷射裝置3與至少一個冷卻裝置5之間特別是實現低應力甚或無應力連接。

1‧‧‧二極體雷射器配置 3‧‧‧二極體雷射裝置 5‧‧‧冷卻裝置 7‧‧‧第一連接層 9‧‧‧第二連接層 9'‧‧‧分區 9''‧‧‧分區 11‧‧‧貼靠面 13‧‧‧基面 15‧‧‧其他基面 L‧‧‧雷射束軸 P‧‧‧加號 P'‧‧‧加號 P''‧‧‧加號

下面參考圖式對本發明進行詳細闡述。其中： 圖1為二極體雷射器配置之第一實施例的縱剖面示意圖， 圖2為二極體雷射器配置之第二實施例的縱剖面示意圖， 圖3為二極體雷射器配置之第三實施例的縱剖面示意圖， 圖4為二極體雷射器配置之第四實施例的縱剖面示意圖， 圖5為二極體雷射器配置之第五實施例的縱剖面示意圖， 圖6為二極體雷射器配置之第六實施例的縱剖面示意圖， 圖7為二極體雷射器配置之第七實施例的縱剖面示意圖， 圖8為二極體雷射器配置之第八實施例的縱剖面示意圖， 圖9為二極體雷射器配置之第九實施例的縱剖面示意圖， 圖10為二極體雷射器配置之第十實施例的縱剖面示意圖， 圖11為二極體雷射器配置之第十一實施例的縱剖面示意圖，及 圖12為二極體雷射器配置之第十二實施例的縱剖面示意圖。

1‧‧‧二極體雷射器配置

3‧‧‧二極體雷射裝置

5‧‧‧冷卻裝置

7‧‧‧第一連接層

9‧‧‧第二連接層

11‧‧‧貼靠面

13‧‧‧基面

15‧‧‧其他基面

L‧‧‧雷射束軸

P‧‧‧加號

Claims (15)

1. 一種二極體雷射器配置(1)，具有： 二極體雷射裝置(3)，被構建為用於發射雷射束， 至少一個冷卻裝置(5)，被構建為用於冷卻該二極體雷射裝置(3)， 第一連接層(7)，及 第二連接層(9)，其中， 該第一連接層(7)固定地佈置於該二極體雷射裝置(3)之基面(13)上，且該第二連接層(9)固定地佈置於該至少一個冷卻裝置(5)之貼靠面(11)上，或者，該第一連接層(7)固定地佈置於該貼靠面(11)上，且該第二連接層(9)固定地佈置於該基面(13)上，其中， 該第一連接層(7)與該第二連接層(9)固定連接，使得該二極體雷射裝置(3)與該至少一個冷卻裝置(5)透過該第一連接層(7)及該第二連接層(9)而固定相連，且其中， 該第一連接層(7)具有大量奈米線。
2. 如請求項1之二極體雷射器配置(1)，其中，該等奈米線具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁及鋁合金所組成之群組。
3. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該第二連接層(9)被構建成在一個或數個方向上為連續的。
4. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該第二連接層(9)具有數個各自可被幾何定界之分區(9'，9'')。
5. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該第二連接層(9)具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金(特別是奈米多孔金)、金合金(特別是奈米多孔金合金)、銀、銀合金、銀燒結材料、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁、鋁合金、銦、銦合金、鉛、鉛合金、焊料及焊膏所組成之群組。
6. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該第二連接層(9)具有大量其他奈米線。
7. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該等其他奈米線具有一材料或者由一材料構成，該材料選自金、金合金、銀、銀合金、銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金、銥、銥合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金、鋁及鋁合金所組成之群組。
8. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該第一連接層(7)及該第二連接層(9)以壓緊配合、材料接合及/或形狀配合之方式彼此連接。
9. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該二極體雷射裝置(3)具有基座，該基座包含該基面(13)。
10. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該第一連接層(7)及該第二連接層(9)具有少於5%之縮孔。
11. 如前述請求項中任一項之二極體雷射器配置(1)，其中，該至少一個冷卻裝置(5)及該第一連接層(7)及/或該第二連接層(9)被構建為用於對該二極體雷射裝置(3)進行電接觸。
12. 一種製造二極體雷射器配置(1)、特別是如請求項1至11中任一項之二極體雷射器配置(1)的方法，其中，將具有大量奈米線之第一連接層(7)佈置於二極體雷射裝置(3)之基面(13)上，並且將第二連接層(9)佈置於至少一個冷卻裝置(5)之貼靠面(11)上，或者，將該第一連接層(7)佈置於該貼靠面(11)上，並且將該第二連接層(9)佈置於該基面(13)上，其中將該第一連接層(7)與該第二連接層(9)固定連接，從而透過該第一連接層(7)及該第二連接層(9)將該二極體雷射裝置(3)與該至少一個冷卻裝置(5)固定連接。
13. 如請求項12之方法，其中，將該第一連接層(7)佈置於該基面(13)上且接著將該第二連接層(9)佈置於該貼靠面(11)上，或者將順序反過來，或者，將該第一連接層(7)佈置於該貼靠面(11)上且接著將該第二連接層(9)佈置於該基面(13)上，或者將順序反過來。
14. 如請求項12及13中任一項之方法，其中，藉由結合方法將該第一連接層(7)與該第二連接層(9)相互連接。
15. 如請求項12至14中任一項之方法，其中，該結合方法為一種選自熱壓縮法、超音波結合及真空結合所組成之群組的方法。

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