WO2019243323A1 - Diodenlaseranordnung und verfahren zur montage einer diodenlaseranordnung - Google Patents

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WO2019243323A1
WO2019243323A1 PCT/EP2019/066004 EP2019066004W WO2019243323A1 WO 2019243323 A1 WO2019243323 A1 WO 2019243323A1 EP 2019066004 W EP2019066004 W EP 2019066004W WO 2019243323 A1 WO2019243323 A1 WO 2019243323A1
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WO
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diode laser
cooling element
diode
spacing
laser arrangement
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PCT/EP2019/066004
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English (en)
French (fr)
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Stephan Strohmaier
Arne-Heike MEISSNER-SCHENK
Gerald Urban
Gerd Hansen
Christian Carstens
Original Assignee
Trumpf Photonics, Inc.
Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC

Definitions

  • Diode laser arrangement and method for assembling a diode laser arrangement Diode laser arrangement and method for assembling a diode laser arrangement
  • the invention relates to a diode laser arrangement and a method for assembling a diode laser arrangement.
  • Emitters for example a diode laser bar, generate heat which must be dissipated in order to achieve a high output power with a long service life and high beam quality.
  • cooling elements are known which are thermally connected to the diode laser device.
  • Diode laser device are arranged.
  • Diode laser device can not be guaranteed with respect to an outer surface of a cooling element opposite the diode base surface.
  • Cooling elements are filled with a solder layer that is generally at least in places thick, but this means that optimal heat transfer cannot be achieved. Due to the reduced heat transfer, the output power of the Diode laser device limited to a reduced level, which limits the applicability of the diode laser arrangement.
  • the invention is based on the object of providing a diode laser arrangement and a method for assembling a diode laser arrangement, advantages over known diode laser arrangements being realized in particular with regard to high output power with a long service life and beam quality.
  • the object is achieved in particular by a diode laser arrangement
  • the diode laser device is set up to emit a laser beam, which can also consist of several partial laser beams.
  • the first cooling element has a first outer surface.
  • the second cooling element has a second one
  • Spacers are arranged spaced apart from one another in each case between the first cooling element and the second cooling element.
  • Diode laser device and the at least one spacing device are each arranged on the first outer surface and on the second outer surface.
  • the first cooling element and the second cooling element are each set up to cool the diode laser device.
  • the diode laser device here has a first diode base area and a second diode base area, the diode laser device with the first diode base area being arranged in a first front region of the first outer surface on the first outer surface.
  • the diode laser device with the second diode base is arranged in a second front region of the second outer surface on the second outer surface.
  • the at least one is
  • Spacer arranged to adjust the position of the first cooling element and the second cooling element relative to each other such that the second outer surface in the second front area parallel to the second
  • Diode base is arranged.
  • the diode laser arrangement according to the invention has advantages over the prior art.
  • Diode base is arranged in the first front region of the first outer surface and / or with the second diode base surface in the second front region of the second outer surface and the at least one spacing device is set up to adjust the position of the first cooling element and the second cooling element relative to one another such that the first Outer surface in the first front area parallel to the first diode base and / or the second
  • the diode base surface is arranged, a large-area, in particular full-surface contact of the diode laser device on the first and / or second cooling element is ensured. This applies in particular also to tolerance-related deviations in dimensions, shape and position of the diode laser device, the cooling elements and / or of joints on these components. This way, an increased
  • Cooling element or the second cooling element can be realized.
  • An output power of the diode laser device can thus be significantly increased, in particular by means of a higher current supply, at the same time, in particular, ensuring a long service life and beam quality of the diode laser device.
  • a maximum temperature of the diode laser device can be reduced during operation.
  • the beam quality of the diode laser device is improved in particular by a smaller temperature-related shift in the wavelength during operation. In particular, by means of the
  • Diode laser arrangement a safe and reliable operation of the
  • the diode laser device preferably has at least one emitter, in particular single emitter. Such an emitter is preferably designed as an edge emitter. Such an emitter is preferably designed as a high-power emitter.
  • the diode laser device particularly preferably has a plurality of emitters, the diode laser device in particular having a diode laser bar with a plurality of emitters, which are preferably arranged in a one-dimensional row (array).
  • Such a diode laser bar is preferably designed as an edge emitter.
  • Such a diode laser bar is particularly preferably designed as a high-power diode laser bar.
  • the at least one emitter is firmly connected to the first cooling element and / or to the second cooling element by means of soldering or another suitable joining method.
  • the first diode base area and the second diode base area are each arranged on two opposite sides of the diode laser device.
  • the diode laser device is particularly preferably located with the first
  • Diode base in the first front area of the first outer surface in particular over the entire surface.
  • the diode base in the first front area of the first outer surface, in particular over the entire surface.
  • Front area of the second outer surface on this, in particular over the entire surface.
  • first cooling element and / or the second cooling element each have a heat sink.
  • the first cooling element and / or the second cooling element preferably each have a substantially larger surface area than the diode laser device, in particular the at least one emitter, so that an effective cooling effect is achieved.
  • the first cooling element and the second cooling element are each set up to the
  • the first outer surface is preferably in the first front region with a first pole of the diode laser device arranged in particular on the first diode base surface and the second outer surface is preferably in the second front region with a in particular, electrically connected to the second pole of the diode laser device arranged on the second diode base. Because of the preferred
  • Large-scale contact of the diode laser device on the first and second cooling elements can advantageously achieve a uniform current distribution on the diode laser device, in particular on the at least one emitter.
  • the first outer surface and / or the second outer surface are / are each formed essentially flat.
  • the first outer surface and / or the second outer surface are / are each essentially designed as a rectangular surface.
  • the first cooling element and / or the second cooling element each have at least one intermediate element.
  • Such an intermediate element is in particular plate-shaped.
  • such an intermediate element is as
  • the first outer surface and / or the second outer surface then each have a plurality of surface sections arranged in a stepped manner.
  • the plurality of surface sections of the first and / or the second outer surface are preferably each parallel to one another.
  • the diode laser arrangement In a preferred embodiment of the diode laser arrangement, the
  • Diode laser device arranged on a front intermediate element or between two front intermediate elements.
  • the at least one spacing device is arranged on a rear intermediate element or between two rear intermediate elements.
  • Such a front intermediate element is preferably of the same design, at least with regard to its thickness, as such a rear intermediate element. As a result, a distance between the first cooling element and the second cooling element can be changed relative to each other to the same extent.
  • Such a front intermediate element is preferably designed as a heat distributor for improving the heat transfer between the diode laser device and a heat sink of the first and / or the second cooling element.
  • Such a front or rear intermediate element is provided with a remaining part of that assigned to the respective intermediate element
  • Cooling element firmly connected by soldering, gluing or another suitable joining process.
  • first outer surface and the second outer surface lie opposite one another, delimiting a space between the first cooling element and the second cooling element.
  • the diode laser device and the at least one spacing device are arranged in this intermediate space.
  • the diode laser device in particular the at least one emitter, is preferably thermally coupled to the first cooling element and the second cooling element, in particular between the first diode base area and the first front region of the first outer surface and between the second
  • Heat transfer takes place in the diode base area and the second front area of the second outer surface, in particular during operation of the diode laser arrangement.
  • the first diode base area and / or the second diode base area are / are in particular each rectangular.
  • the first are / are preferably
  • Diode base area and / or the second diode base area are each essentially flat.
  • the first front area of the first outer surface and the second front area of the second outer surface are each formed flat.
  • the diode laser device is preferably via the first diode base with the first cooling element via the first outer surface and / or via the second diode base with the second cooling element via the second outer surface firmly, in particular rigidly and / or permanently, by means of a suitable joining method.
  • a suitable joining method can be, for example, soldering, sintering, gluing or another process.
  • such a connection extends over a region in which the first diode base area and the first outer surface and / or the second diode base area and the second
  • the diode laser device with the first diode base surface and the first cooling element with the first outer surface preferably lie against one another in the first front region without gaps.
  • the first diode base surface and the first cooling element with the first outer surface preferably lie against one another in the first front region without gaps.
  • Diode laser device with the second diode base and the second
  • Cooling element with the second outer surface in the second front area to each other without gaps.
  • the at least one spacing device is preferably set up to set a distance between the first outer surface and the second outer surface, in particular in the region of the spacing device.
  • the position of the first cooling element and the second cooling element is set relative to one another by setting this distance.
  • Spacing devices are provided, each of which is set up to set the same and / or different distances of the type mentioned.
  • the at least one spacing device is set up to adjust a position of the first outer surface, in particular in the first front region, and a position of the second outer surface, in particular in the second front region, relative to one another.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the first outer surface and the second outer surface, at least in regions, in particular in the first and the second
  • Front area, and / or in a first rear area lying opposite the first front area and in a second front area opposite second rear area, are arranged parallel to each other and / or are each plane-parallel.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the at least one spacing device has a first contact surface which is arranged on the first outer surface and a second contact surface which is arranged on the second outer surface.
  • the first contact surface or the second contact surface, preferably the first contact surface and the second contact surface, are each smaller than the first
  • Diode footprint or the second diode footprint preferably the first diode footprint and the second diode footprint.
  • the first contact surface or the second contact surface are / are, preferably the first
  • first and the second diode base area can each have 40 mm 2 , the first contact area and / or the second contact area preferably each having less than 4 mm 2 .
  • the first contact surface and / or the second contact surface are preferably rectangular.
  • the first contact surface and / or the second contact surface can be designed as a, in particular three-dimensional, free surface.
  • the position of the first is determined by dimensioning the type described
  • Tilting the at least one spacing device with respect to the first and / or second cooling element significantly reduces or even largely prevents an incorrect change in the position.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the first contact surface or the second contact surface, preferably the first contact surface and the second contact surface, are each larger is / are than 1/300 times the first diode base area or 1/300 times the second diode base area, preferably 1/300 times the first diode base area and 1/300 times the second diode base area.
  • the first contact surface and / or the second contact surface are / are in each case preferably larger than 0.133 mm 2 .
  • the first contact surface or the second contact surface is / are in each case larger than 1/30 times the first diode base area or 1/30 times the second
  • Diode footprint preferably 1/30 times the first diode footprint and 1/30 times the second diode footprint.
  • first contact surface and / or the second contact surface are / are in each case preferably larger than 1.33 mm 2 .
  • Spacer in the first and / or the second outer surface can be prevented due to excessive surface pressure.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the at least one spacing device is a stack with at least one spacing element, preferably with several
  • Spacer elements for adjusting the position of the first cooling element and the second cooling element relative to each other.
  • the stack with the at least one spacer element is permanently assigned to the at least one spacer device after an initial assembly of the diode laser arrangement.
  • the at least one spacer element is preferably selected from a group consisting of several at least partially differently dimensioned spacer elements.
  • the plurality of spacer elements in the group are preferably each dimensioned differently with respect to their thickness.
  • the distance between the first outer surface and the second outer surface is at least in the region of the at least one spacing device depending on a thickness of the at least one spacer.
  • the plurality of spacer elements in the group are preferably different, preferably stepped, dimensioned with respect to their respective thicknesses, so that by using a suitable individual spacer element or by combining several suitable spacer elements, a multiplicity of different distances between the first and the second outer surface in the region of the at least one
  • the at least one spacer element is designed in particular as a plate, shim or shim.
  • the stack has a plurality of spacer elements of the type mentioned. These spacer elements are preferably each dimensioned differently, in particular with regard to their thickness. In particular, the distance between the first outer surface and the second outer surface is at least in the region of the at least one
  • Spacer depending on a cumulative thickness of the plurality of spacers.
  • the diode laser arrangement In a preferred embodiment of the diode laser arrangement, the
  • At least one spacing device is formed in one piece, in particular as a single spacing element.
  • the at least one spacer element is designed as a diode laser bar, which is preferably arranged in the blocking direction, so that electrical insulation between the first and the second cooling element is realized.
  • Spacer element can be easily and reliably set the distance between the two cooling elements, in particular the position thereof relative to one another.
  • the at least one spacing device has at least one wedge-shaped spacing element which can be displaced relative to the first cooling element or the second cooling element, preferably between the first cooling element and the second cooling element.
  • the at least one wedge-shaped spacer between the first and the second outer surface in particular in the first and the second rear region of the first and the second outer surface, respectively, being slidable, depending on how far the at least one wedge-shaped spacer is pushed between the first and the second outer surface is and thereby the first and the second cooling element are pressed apart, the distance between the first and the second outer surface, in particular the position of the first and the second
  • Cooling element is adjusted relative to each other.
  • the at least one wedge-shaped spacer element is held firmly, preferably rigidly and / or permanently, in a position in which the position of the first and the second cooling element relative to one another is set as intended, relative to the first and / or the second cooling element.
  • a firm connection is realized by means of a suitable joining process, for example gluing, soldering or sintering.
  • the at least one spacing device particularly preferably has two such wedge-shaped spacing elements, which in particular
  • the at least one spacing device preferably has two or more than two such pairs of wedge-shaped spacing elements.
  • the position of the two cooling elements relative to one another can be infinitely adjusted by means of one or more such wedge-shaped spacer elements during an initial assembly of the diode laser arrangement, it being fixed in particular in the assembled diode laser arrangement.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the at least one spacing device has a spacer element which is oval in cross section, the position of the first cooling element and the second cooling element relative to one another by rotating the oval spacer element, in particular relatively to the first cooling element and / or the second cooling element. By rotating the oval-shaped spacer are due to the oval
  • Training the first cooling element and the second cooling element can be moved apart.
  • the oval-shaped spacer element is held firmly, preferably rigidly and / or permanently, in a position in which the position of the two cooling elements is set as intended relative to one another, relative to the first and / or the second cooling element.
  • the position of the two is preferably by means of the oval spacer element
  • Diode laser arrangement can be adjusted in steps, whereby it is permanently set, in particular when the diode laser arrangement is installed.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the at least one spacing device is at least partially plastically deformable.
  • the at least one spacing device particularly preferably has at least one plastic one
  • the at least one spacer device and / or the at least one plastically deformable spacer element is deformed, in particular by the action of force, in such a way that the intended position of the first and second cooling elements is set relative to one another.
  • the at least one spacing device and / or the at least one plastically deformable spacing element maintains a dimension realized by means of plastic deformation or a shape realized in this way during operation of the
  • Diode laser arrangement at. This type of setting is particularly simple and inexpensive.
  • the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the first cooling element is / are plastically deformable in a region opposite the first contact surface and / or the second cooling element in a region opposite the second contact surface.
  • the at least one spacing device has at least one spacing element which has the first and / or the second contact surface and which is designed in a suitable manner, preferably at least in some areas round, spherical or pointed, this at least one
  • Spacer element during an initial assembly of the diode laser arrangement at least in sections into the first cooling element and / or the second cooling element can be pressed in.
  • suitable areas are provided, into which the at least one spacer element can be pressed, without a functional impairment of the microchannel cooler, such as leakage, occurring.
  • first and / or the second contact surface are / are designed in a suitable manner, preferably at least in some areas round, spherical or pointed.
  • first outer surface and / or the second outer surface each have a preferably local deformation in which the at least one spacer element is at least partially embedded.
  • first and / or the second contact surface can each be designed as a three-dimensional free surface.
  • a spacing between the first outer surface and the second outer surface can be set by means of a spacing element or a plurality of spacing elements of the type mentioned, which distance is slightly less than one
  • the thickness of the spacing element or the plurality of spacing elements is missing by applying a filler material, in particular solder or adhesive, to the spacing element or the plurality of spacing elements.
  • the at least one spacing device then has a filler material layer, preferably a solder or adhesive layer.
  • the filler material can also be used to fasten the spacer element or the plurality of spacer elements to the first cooling element and / or the second cooling element or the plurality of spacer elements. The position between the two cooling elements can thus be adjusted relative to one another in a simple manner.
  • Diode laser arrangement is fixed, preferably rigid and / or permanent.
  • the initial assembly is in particular an assembly of the
  • one or more spacer elements of the type mentioned are / are fixed relative to one another and / or with respect to the first cooling element and / or the second cooling element such that the position of the first
  • Cooling element and the second cooling element is fixed relative to each other.
  • a suitable joining process is used in particular for this.
  • the spacer element or the plurality of spacer elements are preferably connected to one another in a form-fitting and / or cohesive manner and / or to the first cooling element and / or the second cooling element. In this way, a stable position
  • a suitable joining method of the type mentioned is in particular gluing.
  • the at least one spacing device, in particular the spacing element or the plurality of spacing elements of the type mentioned is preferably firmly connected to the first and / or to the second cooling element by means of gluing.
  • Such an adhesive preferably has ceramic filler fractions.
  • Such an adhesive is advantageously electrically insulating.
  • a thermal conductivity can be improved and increased by means of the ceramic filler components
  • Thermal expansion coefficient can be set.
  • the thermal expansion coefficient can be set.
  • At least one spacing device preferably also regions of the first and / or the second cooling element adjoining it, are enveloped at least in sections by means of the adhesive. In this way, the position of the first and second cooling elements can be securely fixed relative to one another.
  • a short circuit can be caused by the electrical insulation Operation of the cooler can be prevented effectively when the
  • Diode laser device is supplied with electrical current via the first and the second cooling element.
  • the at least one spacing device is set up to absorb pressure forces transmitted via the first cooling element or the second cooling element, preferably the first cooling element and the second cooling element, and / or, in particular, to the other
  • Diode laser device is largely or completely relieved of pressure forces which are introduced into the diode laser arrangement in particular from the outside via the first cooling element and / or the second cooling element, so that a
  • Damage to the diode laser device by pressure forces that exceed a permissible limit can be reliably prevented.
  • Pressure forces acting on the cooling element are distributed in a predetermined ratio to the at least one spacing device and the diode laser device. Such pressure forces are particularly preferably distributed uniformly, in particular over a large area, in particular in the region of the first and second diode base areas. This is for the beam properties of the at least one emitter
  • Diode laser device is particularly advantageous, particularly since plastic deformation of the diode laser device can be largely or completely prevented.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the at least one spacing device in the first rear region opposite the first front region of the first outer surface thereon and in the second front region opposite second rear area of the second outer surface is arranged on this.
  • the diode laser device is arranged on an edge or on an edge of the first outer surface and / or near an edge or on an edge of the second outer surface.
  • Spacing device in particular with the first contact surface, arranged near an edge or on an edge of the first outer surface, preferably flush with it.
  • the at least one spacing device, in particular with the second contact surface is arranged near an edge or on an edge of the second outer surface, preferably flush with it. In this way, a precise alignment and secure arrangement of the first and the second cooling element can take place.
  • diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the diode laser arrangement is exactly one
  • the exactly one spacing device is preferably arranged centrally with respect to the diode laser device and / or on an axis of symmetry of the diode laser device.
  • Extent of the diode laser device for example a diode laser bar thereof, arranged centered along a longitudinal axis of the diode laser device, which runs perpendicular to a laser emission direction of the diode laser device.
  • the first and the second diode base form a base and the first and the second contact surface of exactly one
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the diode laser arrangement has two
  • the intended spacing of the first cooling element and the second cooling element is in particular by means of a first one of the two spacers and a second of the two
  • Spacing devices in particular depending on a height of the diode laser device and / or on a position of the first diode base surface relative to the second diode base surface - an equal or a different distance between the first and the second outer surface is set in the area of the first and the second spacing device.
  • a height of the diode laser device of the type mentioned describes in particular an extension of the diode laser device perpendicular to the first outer surface and / or the second outer surface.
  • the first spacing device and the second spacing device are particularly preferably arranged on the same side of the longitudinal axis of the diode laser device.
  • the first spacing device and the second preferably have
  • Diode laser device on. In this way, an effective adjustment of the position of the first and second outer surfaces relative to one another can be realized.
  • the object is also achieved in particular by creating a method for assembling a diode laser arrangement.
  • a diode laser arrangement according to one of the ones described above is particularly preferred in the context of the method
  • Diode laser device and at least one spacing device spaced apart from each other between a first cooling element set up for cooling the diode laser device and one for cooling the
  • Diode laser device arranged second cooling element.
  • Cooling element and arranged on a second outer surface of the second cooling element.
  • the diode laser device with a first diode base area in a first front region of the first
  • Spacer a position of the first cooling element and the second cooling element relative to each other is set such that the first outer surface in the first front area is arranged parallel to the first diode base, alternatively or additionally the second outer surface in the second
  • Front area is arranged parallel to the second diode base.
  • the at least one spacing device is optional
  • diode laser arrangement on the one hand and the method for assembling a diode laser arrangement on the other hand are to be understood as complementary to one another.
  • Features of the diode laser arrangement that have been explained explicitly or implicitly in connection with the method are preferably individually or combined with one another features of a preferred embodiment of the
  • steps of a preferred embodiment of the method are preferably individually or combined with one another. This is preferably characterized by at least one
  • inventive or preferred embodiment of the diode laser arrangement is conditional.
  • the diode laser arrangement is preferably distinguished by at least one feature which is caused by at least one step of an inventive or preferred embodiment of the method.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a
  • Figure 2 is a schematic representation of a first cooling element
  • Diode laser device and two spacing devices of the diode laser arrangement according to FIG. 1 in an oblique view Diode laser device and two spacing devices of the diode laser arrangement according to FIG. 1 in an oblique view
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the diode laser arrangement according to FIG.
  • Figure 4 is a schematic transparent representation of a second
  • Figure 5 is a schematic representation of the first cooling element
  • FIG. 4 A top view of the diode laser device and a spacing device of the diode laser arrangement according to FIG. 4,
  • Figure 6 is a schematic exploded view of a third
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of the diode laser arrangement according to FIG.
  • Figure 8 is a schematic exploded view of a fourth
  • FIG. 9 shows a schematic illustration of the diode laser arrangement according to FIG.
  • Figure 10 is a schematic exploded view of a fifth
  • Embodiment of the diode laser arrangement in an oblique view Embodiment of the diode laser arrangement in an oblique view
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of the diode laser arrangement according to FIG.
  • Figure 1 shows schematically a first embodiment of a
  • Diode laser arrangement 1 in an oblique view.
  • the diode laser arrangement 1 has a diode laser device 3 - which is covered in FIG. 1 and is therefore only indicated by means of the corresponding reference symbol.
  • Diode laser device 3 here has a diode laser bar 4, a laser emission direction being indicated schematically by arrow P. Furthermore, the diode laser arrangement 1 has a first cooling element 5. The first Cooling element 5 has a first outer surface 7, which is largely covered here by a second cooling element 9 of the diode laser arrangement 1. The second cooling element 9 has a bore 10 which can perform various functions which are not specified here.
  • the second cooling element 9 has a second outer surface 11 which - from the perspective of a viewer - is arranged on an underside of the second cooling element 9.
  • the diode laser arrangement 1 has at least one spacing device 13, two in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the diode laser arrangement 1 here has a first spacing device 13.1 and a second
  • the first spacer 13.1 and the second spacer 13.2 are spaced apart
  • Spacer 13.2 are spaced from each other between the first cooling element 5 and the second cooling element 9.
  • Spacer 13.2 are arranged on the first outer surface 7 and on the second outer surface 11, respectively.
  • the first cooling element 5 and the second cooling element 9 are each set up to cool the diode laser device 3.
  • FIG. 2 schematically shows the first cooling element 5, the diode laser device 3, the first spacing device 13.1 and the second spacing device 13.2 according to FIG. 1.
  • FIG. 2 essentially shows the components of the diode laser arrangement 1 according to FIG. 1 without the second cooling element 9, which for better visibility of the components underneath
  • the diode laser device 3 has a first diode base 15, which - from the perspective of the viewer - is arranged on an underside of the diode laser device 3. Furthermore, the diode laser device 3 has a second one
  • Diode base surface 17, which - from the viewpoint of the beholder - is arranged on an upper side of the diode laser device 3 opposite the underside.
  • the first diode base surface 15 and the second diode base surface 17 are arranged parallel to one another here.
  • the diode laser device 3 is arranged thereon with the first diode base area 15 in a first front region 23 of the first outer surface 7 and with the second diode base surface 17 in a second front region 25 of the second outer surface 11.
  • the first cooling element 5 has a plate-shaped front intermediate element 31 in the first front region 23 of the first outer surface 7, which is designed in particular as a submount. From the viewer's point of view, the diode laser device 3, in particular the diode laser bar 4, is arranged on the front intermediate element 31.
  • the front intermediate element 31 is - from the viewpoint of the beholder - fixed on a lower side to a remaining part 35 of the first cooling element 5
  • the front intermediate element 31 has on its upper side a raised surface section 37 on which the diode laser device 3 is arranged.
  • the raised surface section 37 is part of the first outer surface 7.
  • the first outer surface 7 also has a further surface section, which is lowered relative to the raised surface section 37. According to FIG. 2, this further surface section is essentially assigned to the remaining part 35 of the first cooling element.
  • the outer surface 7 thus has two surface sections arranged in a stepped manner, the raised surface section 37 and the further surface section being parallel to one another.
  • the front intermediate element 31 is a separate component, which can be geometrically delimited in particular with respect to the rest of the part 35 and which is fixedly arranged on the rest of the part 35.
  • the front intermediate element 31 can also be formed in one piece with the remaining part 35.
  • the first cooling element 5 can / may have further intermediate elements of the type mentioned and / or the second cooling element 9 one or more
  • Embodiment of the diode laser arrangement 1 is not provided, however.
  • Spacer 13.1 and the second spacer 13.2 are configured to set a position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to one another such that the first outer surface 7 in the first front region 23, in particular in the raised surface section 37, is parallel to of the first diode base 15 is arranged, and / or that the second outer surface 11 is arranged in the second front region 25 parallel to the second diode base 17.
  • Spacer 13.1 set up a distance between the first outer surface 7 and the second outer surface 11 in the region of the first
  • the second spacing device 13.2 is set up in an analog manner to set a distance between the first outer surface 7 and the second outer surface 11 in the region of the second spacing device 13.2.
  • first outer surface 7 and the second are optional
  • the first outer surface 7 in this case has the two surface sections arranged in a stepped manner, namely the raised surface section 37 and the further surface section, which extends at least partially around the front intermediate element 31.
  • the first outer surface 7, in particular the raised surface section 37 and the further surface section, as well as the second outer surface 11 are formed plane-parallel here. This is particularly good from figure 3 clearly, which schematically shows the diode laser arrangement 1 according to FIGS. 1 and 2 in a side view. With reference to Figure 3 are the same and
  • the at least one spacing device 13 has a first contact surface 19 which is arranged on the first outer surface 7 or in a first rear region 27 of the first outer surface 7, and a second contact surface 21 which is arranged on the second outer surface 11 or in a second
  • Rear area 29 of the second outer surface 9 is arranged on.
  • the first contact surface 19 and the second contact surface 21 are each formed in two parts, each of the two spacing devices 13.1, 13.2. a first contact surface 19.1, 19.2 and a second contact surface 21.1, 21.2 is assigned.
  • the first spacing device 13.1 has such a first contact surface 19.1.
  • the second spacing device 13.2 has such a first one
  • the first contact surfaces 19.1 and 19.2 are each arranged on the first outer surface 7 in the first rear region 27.
  • Spacer 13.1 furthermore has a second contact surface 21.1 of the type mentioned, which is opposite the first contact surface 19.1.
  • the second spacing device 13.2 has a second contact surface 21.2 of the type mentioned which is opposite the first contact surface 19.2.
  • the second contact surfaces 21.1 and 21.2 are each arranged on the second outer surface 11 in the second rear region 29.
  • the first contact surface 19.1 and the second contact surface 21.1 are arranged parallel to one another and the first contact surface 19.2 and the second contact surface 21.2 are arranged parallel to one another.
  • the first contact surfaces 19.1, 9.2 and the second contact surfaces 21.1, 21.2 are each arranged parallel to one another.
  • the first contact surface 19, 19.1, 19.2 and / or the second contact surface 21, 21.1, 21.2 are each smaller than the first diode base surface 15 and / or the second Diode base area 17.
  • the first contact area 19, 19.1, 19.2 and / or the second contact area 21, 21.1, 21.2 are in each case smaller than 1/10 times the first diode area 15 and / or 1/10 times the second diode area 17 ,
  • the first contact surface 19, 19.1, 19.2 and the second contact surface 21, 21.1, 21.2 are each larger than 1/300 times the first diode base surface 15 and larger than the 1/300 times the second diode base area 17.
  • a second embodiment of the diode laser arrangement 1 is schematically shown transparently in an oblique view. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • the second exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 according to FIG. 4 essentially differs from the first exemplary embodiment according to FIGS. 1, 2 and 3 in that the diode laser arrangement 1 has exactly one spacing device 13, the exactly one spacing device 13 with respect to the diode laser device 3 in the center and on an axis of symmetry of the diode laser device 3 is arranged.
  • FIG. 5 schematically shows the first cooling element 5, the diode laser device 3 and the exactly one spacing device 13 of the diode laser arrangement 1 according to FIG. 4 in a top view.
  • Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • the exactly one spacing device 13 is here centered with respect to the diode laser device 3 and on an axis of symmetry
  • Diode laser device 3 arranged. An alignment of this axis of symmetry corresponds to the laser emission direction P.
  • the diode laser device 3 has a longitudinal axis L - lying in the image plane - which is arranged perpendicular to the laser emission direction P.
  • the exactly one spacing device 13 lies essentially in a plane which is arranged perpendicular to the longitudinal axis L and which divides the section of the longitudinal axis L along which the diode laser device 3 extends into two parts of equal length.
  • the diode laser device 3 virtually forms a base of an isosceles one
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 is exemplarily shown in one piece and essentially cuboid in the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 7.
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 can be a single spacing element, as shown in the figures mentioned.
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 can, however, be configured differently, as will be explained in more detail below.
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 is assigned at least one stack with at least one spacing element, preferably with a plurality of spacing elements, for adjusting the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to one another.
  • the at least one spacer element is selected from a group
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 has at least one wedge-shaped spacing element which can be displaced relative to the first cooling element 5 and / or the second cooling element 9.
  • FIGS. 8 and 9 Such an embodiment is shown in FIGS. 8 and 9.
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 has an oval-shaped spacing element, the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 being adjustable relative to one another by rotating the oval-shaped spacing element.
  • FIGS. 10 and 11 Such an embodiment is shown in FIGS. 10 and 11.
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 is at least partially plastically deformable.
  • the first cooling element 5 is / is in one of the first contact surfaces 19, 19.1,
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 is optional
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 is optionally set up to absorb and / or add pressure forces transmitted via the first cooling element 5 and / or the second cooling element 9
  • the diode laser device 3 is in the first front region 23 of the first outer surface 7 on a front edge of the first outer surface 7 with respect to the laser radiation direction P and on a front edge in the first front region 25 of the second outer surface 11 the second outer surface 11 arranged thereon.
  • the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 is optional in the first rear area 27 of the first outer surface 7, which is opposite the first front area 23, in particular — as shown in FIGS.
  • the first is optional in a diode laser arrangement 1 with two spacing devices 13.1, 13.2 - according to FIGS. 1 to 3 and 6 to 11
  • Spacer 13.1 each arranged in a first corner region of the first rear region 27 and the second rear region 29, the second spacer 13.2 each in a first corner region
  • FIG. 6 a third exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 is shown schematically and explosively in an oblique view. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • the first cooling element 5 has a front one in the first front region 23 of the first outer surface 7
  • the front intermediate element 31 is arranged on the underside on the remaining part 35 of the first cooling element 5.
  • the first cooling element 5 points in the first rear region 27 of the first
  • the rear intermediate element 33 is of the same design here as the front intermediate element 31.
  • the rear intermediate element 33 is of the same dimensions as the front intermediate element 31.
  • the first spacer 13.1 and the second spacer 13.2 are each on the rear
  • the rear intermediate element 33 is - from the viewpoint of the beholder - on one
  • the front intermediate element 31 and the rear intermediate element 33 are separate components, in particular geometrically delimitable with respect to the remaining part 35, which are each arranged fixedly on the remaining part 35 of the first cooling element 5.
  • the two intermediate elements 31, 33 can also be formed in one piece with the remaining part 35.
  • the second cooling element 9 can have one or more intermediate elements of the type mentioned, but this is not shown in the figures.
  • the diode laser device 3 is arranged between a first front intermediate element 31 and a second front intermediate element, and / or the at least one spacing device 13 is arranged between a first rear intermediate element 33 and a second rear intermediate element.
  • FIG. 7 schematically shows the third exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 according to FIG. 6 in a side view. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • FIG. 8 shows a fourth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in an exploded schematic view in an oblique view. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • the first cooling element 5 here has a front intermediate element 31 of the type mentioned. A rear one
  • intermediate element 33 is not provided here.
  • the diode laser arrangement 1 here has two spacing devices 13, namely a first spacing device 13.1 and a second
  • the first spacer 13.1 and the second spacer 13.2 each have a first wedge-shaped spacer 39.1, 39.2 and a second wedge-shaped spacer 41.1,
  • Cooling element 5 and the second cooling element 9 can be displaced relative to one another.
  • the first wedge-shaped spacer elements 39.1, 39.2 and / or the second wedge-shaped spacer elements 41.1, 41.2 are in the direction of the Diode laser device 3 or in the opposite direction, in particular along the laser radiation direction P, relocatable.
  • the first wedge-shaped spacer elements 39.1, 39.2 each have a first contact surface 19.1, 19.2 in the manner of the first contact surface 19 already mentioned.
  • the second wedge-shaped spacer elements 41.1, 41.2 each have a second contact surface 21.1, 21.2 in the manner of the second one already mentioned
  • Spacer elements 41.1, 41.2 lie here one above the other in mirror symmetry. If the first wedge-shaped spacer element 39.1, 39.2 and / or the second wedge-shaped spacer element 41.1, 41.2 are respectively displaced relative to one another in the opposite direction during an initial assembly of the diode laser arrangement 1, in particular pushed over one another, so that the first cooling element 5 and the second cooling element 9 are pressed apart a distance between the first outer surface 7 in the first rear region 27 and the second outer surface 11 in the second rear region 29 is increased. By shifting in the opposite direction, a distance between the first outer surface 7 in the first rear region 27 and the second outer surface 11 in the second rear region 29 is reduced in an analogous manner. By such an attitude of
  • Spacing devices 13.1, 13.2 can set such a distance between the two outer surfaces 7, 11 in each case in two different areas.
  • the wedge-shaped spacer elements 39.1, 39.2, 41.1, 41.2 can also have a different shape, which is used to set a position of the first
  • Cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to each other is suitable according to the type described.
  • the first wedge-shaped spacer elements 39.1 »39.2 and the second wedge-shaped spacer elements 41.1, 41.2 in each case fixed in a relative position, in which the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 is set relative to each other as intended, together connected.
  • the first wedge-shaped spacer elements 39.1 »39.2 and the second wedge-shaped spacer elements 41.1, 41.2 in each case fixed in a relative position, in which the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 is set relative to each other as intended, together connected.
  • the first wedge-shaped spacer elements 39.1 »39.2 and the second wedge-shaped spacer elements 41.1, 41.2 in each case fixed in a relative position, in which the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 is set relative to each other as intended, together connected.
  • Diode laser arrangement 1 with the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 set relative to one another, the first wedge-shaped spacer element 39.1 and / or the second wedge-shaped spacer element 41.1 and / or the first wedge-shaped spacer element 39.2 and / or the second wedge-shaped spacer element 41.2 connected to the first cooling element 5 and / or to the second cooling element 9.
  • the diode laser arrangement 1 has exactly one spacing device 13 or more than two spacing devices 13, which are analogous to the first spacing device 13.1 and / or to the second
  • Spacer 13.2 is / are formed. Such configurations are not shown in the figures.
  • the diode laser arrangement 1 has at least one
  • Spacer 13 which has exactly one wedge-shaped spacer, which is displaceable relative to the first cooling element 5 and / or the second cooling element 9 during an initial assembly of the diode laser arrangement 1.
  • this wedge-shaped spacing element can be pushed between the first outer surface 7 in the first rear region 27 and the second outer surface 11 in the second rear region 29.
  • a distance between the first outer surface 7 and the second outer surface 11 in particular a position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to one another.
  • this wedge-shaped spacing element is in a position in which the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to one another is set as intended, with the first cooling element 5 and / or the second cooling element 9 firmly connected.
  • Such an embodiment is not shown in the figures.
  • FIG. 9 schematically shows the fourth embodiment of the diode laser arrangement 1 according to FIG. 8 in a side view. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • FIG. 10 a fifth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 is shown schematically and explosively in an oblique view. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • the diode laser arrangement 1 has two spacing devices 13.1, 13.2, each of which has a spacer element 43.1, 43.2, which is oval in cross section.
  • the oval spacer elements are each essentially rod-shaped
  • the first contact surface is 19.1
  • Spacer elements 43.2 of the second spacer device 13.2 are designed or similar to the first spacer device 13.1
  • An axis of rotation A of the oval spacer 43.2 is here equal to the axis of rotation A of the oval spacer 43.1.
  • the axes of rotation A of the oval spacer elements 43.1, 43.2 can also be oriented differently, for example perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to one another can be adjusted by rotating the oval-shaped spacing elements 43.1 and 43.2, the oval-shaped spacing elements 43.1 and 43.2 here being adjustable separately, in particular independently of one another.
  • the two oval spacer elements 43.1 and 43.2 can also be adjusted synchronously.
  • a respective distance between the first cooling element 5 and the second cooling element 9 is set in the region of the oval-shaped spacing elements 43.1, 43.2.
  • oval spacer elements 43.1 and 43.2 protrude from it
  • Exemplary embodiment laterally beyond the first outer surface 7 or the second outer surface 11 and form an extension 45 there.
  • the oval-shaped spacer elements 43.1, 43.2 can be rotated in a simple manner, in particular by means of a suitable device.
  • the oval spacer elements 43.1, 43.2 After an initial assembly of the diode laser arrangement 1, there is an angular position of the oval spacer elements 43.1, 43.2 with respect to the axis of rotation A relative to the first cooling element 5 and / or the second cooling element 9, in which the position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to one another is set as intended, fixed in each case.
  • the oval spacer elements 43.1, 43.2 are then each firmly connected to the first cooling element 5 and / or the second cooling element 9.
  • a position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 that is set as intended is relative to one another after an initial assembly of the
  • Diode laser arrangement 1 fixed.
  • the diode laser arrangement 1 has exactly one spacing device 13 which, viewed in cross section, has an oval spacing element 43.1, 43.2 of the type mentioned. This can for example be along the
  • the oval-shaped spacing element 43.1, 43.2 - analogous to the spacing device 13 according to FIGS. 4 and 5 - be arranged in the center, with a corresponding axis of rotation, for example, oriented perpendicular to the longitudinal axis L.
  • a spacer element 43.1, 43.2 of the type mentioned can also have a cross section that is different from an oval cross section and is suitable for a position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9
  • FIG. 11 schematically shows the fifth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 according to FIG. 10 in an oblique view. Same and
  • a method for assembling a diode laser arrangement 1, in particular a diode laser arrangement 1 according to one of the exemplary embodiments described above, is described below.
  • a diode laser device 3 and at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 are arranged spaced apart from one another in each case between a first cooling element 5 set up for cooling the diode laser device 3 and a second cooling element 9 set up for cooling the diode laser device 3.
  • the diode laser device 3 and the at least one spacing device 13, 13.1, 13.2 are each on a first outer surface 7 of the first cooling element 5 and on a second
  • Outer surface 11 of the second cooling element 9 is arranged.
  • the diode laser device 3 is arranged thereon with a first diode base area 15 in a first front region 23 of the first outer surface 7 and / or with a second diode base surface 17 in a second front region 25 of the second outer surface 11.
  • a position of the first cooling element 5 and the second cooling element 9 relative to one another is set such that the first outer surface 7 is arranged in the first front region 23 parallel to the first diode base surface 15, and / or that the second outer surface 11 is arranged in the second front region 25 parallel to the second diode base surface 17.
  • Output power of the diode laser device 3 is significantly increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Diodenlaseranordnung (1), mit einer Diodenlasereinrichtung (3), einem ersten Kühlelement (5), welches eine erste Außenfläche (7) aufweist, einem zweiten Kühlelement (9), welches eine zweite Außenfläche (11) aufweist, und mindestens einer Beabstandungseinrichtung (13,13.1,13.2), wobei die Diodenlasereinrichtung (3) und die mindestens eine Beabstandungseinrichtung (13,13.1,13.2) voneinander beabstandet jeweils zwischen dem ersten Kühlelement (5) und dem zweiten Kühlelement (9) jeweils an der ersten Außenfläche (7) und an der zweiten Außenfläche (11 ) angeordnet sind, wobei das erste Kühlelement (5) und das zweite Kühlelement (9) jeweils eingerichtet sind, um die Diodenlasereinrichtung (3) zu kühlen. Dabei ist vorgesehen, dass die Diodenlasereinrichtung (3) eine erste Diodengrundfläche (15) und eine zweite Diodengrundfläche (17) aufweist, wobei die Diodenlasereinrichtung (3) mit der ersten Diodengrundfläche (15) in einem ersten Vorderbereich (23) der ersten Außenfläche (7) an dieser und/oder mit der zweiten Diodengrundfläche (17) in einem zweiten Vorderbereich (25) der zweiten Außenfläche (11) an dieser angeordnet ist, und wobei die mindestens eine Beabstandungseinrichtung (13,13.1,13.2) eingerichtet ist, um eine Lage des ersten Kühlelements (5) und des zweiten Kühlelements (9) relativ zueinander derart einzustellen, dass die erste Außenfläche (7) in dem ersten Vorderbereich (23) parallel zu der ersten Diodengrundfläche (15) angeordnet ist, und/oder dass die zweite Außenfläche (11) in dem zweiten Vorderbereich (25) parallel zu der zweiten Diodengrundfläche (17) angeordnet ist.

Description

Diodenlaseranordnunq und Verfahren zur Montage einer Diodenlaseranordnung
Die Erfindung betrifft eine Diodenlaseranordnung und ein Verfahren zur Montage einer Diodenlaseranordnung.
Beim Betrieb einer Diodenlasereinrichtung mit einem Emitter oder mehreren
Emittern, beispielsweise einem Diodenlaserbarren, entsteht Wärme, welche zum Erreichen einer hohen Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und hoher Strahlqualität abgeführt werden muss. Hierzu sind Kühlelemente bekannt, welche mit der Diodenlasereinrichtung thermisch verbunden sind. Bei einer typischen Diodenlaseranordnung ist vorgesehen, eine solche Diodenlasereinrichtung zwischen zwei Kühlelementen der angesprochenen Art anzuordnen, sodass die zwei
Kühlelemente jeweils an zwei entgegengesetzt liegenden Seiten der
Diodenlasereinrichtung angeordnet sind.
Damit an den beiden Seiten der Diodenlasereinrichtung eine optimale
Wärmeübertragung stattfinden kann, müssen die Diodenlasereinrichtung und die Kühlelemente jeweils mit einer möglichst großen Fläche aneinander liegen.
Insbesondere aufgrund von Genauigkeiten, beispielsweise Maß-, Form- oder
Lagetoleranzen, welche bei den verwendeten Komponenten, beispielsweise der Diodenlasereinrichtung oder der Kühlelemente, oder Fügestellen zwischen diesen Komponenten vorliegen, kann ein großflächiges Anliegen der Diodenlasereinrichtung an den Kühlelementen ohne Luftspalte nicht sichergestellt werden. Insbesondere kann eine planparallele Anordnung einer Diodengrundfläche der
Diodenlasereinrichtung bezüglich einer der Diodengrundfläche gegenüberliegenden Außenfläche eines Kühlelements nicht gewährleistet werden. Derartige
Abweichungen führen zu einer unzureichenden Wärmeübertragung. Oftmals werden toleranzbedingte Spalte zwischen der Diodenlasereinrichtung und den beiden
Kühlelementen mit einer in der Regel zumindest stellenweise dicken Lotschicht aufgefüllt, wodurch jedoch keine optimale Wärmeübertragung realisiert werden kann. Aufgrund der verringerten Wärmeübertragung wird die Ausgangsleistung der Diodenlasereinrichtung auf ein verringertes Niveau begrenzt, was die Anwendbarkeit der Diodenlaseranordnung einschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diodenlaseranordnung und ein Verfahren zur Montage einer Diodenlaseranordnung zu schaffen, wobei Vorteile gegenüber bekannten Diodenlaseranordnungen insbesondere bezüglich hoher Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Strahlqualität 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 eine Diodenlasereinrichtung, ein erstes Kühlelement, ein zweites Kühlelement und mindestens eine Beabstandungseinrichtung aufweist. Die Diodenlasereinrichtung ist eingerichtet, um einen Laserstrahl, der auch aus mehreren Teillaserstrahlen bestehen kann, zu emittieren. Das erste Kühlelement weist hierbei eine erste Außenfläche auf. Das zweite Kühlelement weist dabei eine zweite
Außenfläche auf. Die Diodenlasereinrichtung und die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung sind dabei voneinander beabstandet jeweils zwischen dem ersten Kühlelement und dem zweiten Kühlelement angeordnet. Die
Diodenlasereinrichtung und die mindestens eine Beabstandungseinrichtung sind hierbei jeweils an der ersten Außenfläche und an der zweiten Außenfläche angeordnet. Dabei sind das erste Kühlelement und das zweite Kühlelement jeweils eingerichtet, um die Diodenlasereinrichtung zu kühlen. Die Diodenlasereinrichtung weist hierbei eine erste Diodengrundfläche und eine zweite Diodengrundfläche auf, wobei die Diodenlasereinrichtung mit der ersten Diodengrundfläche in einem ersten Vorderbereich der ersten Außenfläche an der ersten Außenfläche angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist dabei die Diodenlasereinrichtung mit der zweiten Diodengrundfläche in einem zweiten Vorderbereich der zweiten Außenfläche an der zweiten Außenfläche angeordnet. Dabei ist die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung eingerichtet, um eine Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander derart einzustellen, dass die erste Außenfläche in dem ersten Vorderbereich parallel zu der ersten Diodengrundfläche angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist hierbei die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung eingerichtet, um die Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander derart einzustellen, das die zweite Außenfläche in dem zweiten Vorderbereich parallel zu der zweiten
Diodengrundfläche angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Diodenlaseranordnung weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass die Diodenlasereinrichtung mit der ersten
Diodengrundfläche in dem ersten Vorderbereich der ersten Außenfläche und/oder mit der zweiten Diodengrundfläche in dem zweiten Vorderbereich der zweiten Außenfläche angeordnet ist und die mindestens eine Beabstandungseinrichtung eingerichtet ist, um die Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander derart einzustellen, dass die erste Außenfläche in dem ersten Vorderbereich parallel zu der ersten Diodengrundfläche und/oder die zweite
Außenfläche in dem zweiten Vorderbereich parallel zu der zweiten
Diodengrundfläche angeordnet ist, ist ein großflächiges, insbesondere vollflächiges Anliegen der Diodenlasereinrichtung an dem ersten und/oder zweiten Kühlelement sichergestellt. Dies gilt insbesondere auch bei toleranzbedingten Maß-, Form- und Lageabweichungen der Diodenlasereinrichtung, der Kühlelemente und/oder von Fügestellen an diesen Komponenten. Auf diese Weise kann eine erhöhte
Wärmeübertragung zwischen der Diodenlasereinrichtung und dem ersten
Kühlelement beziehungsweise dem zweiten Kühlelement realisiert werden. Somit kann eine Ausgangsleistung der Diodenlasereinrichtung, insbesondere durch höhere Stromzufuhr, signifikant gesteigert werden, wobei gleichzeitig insbesondere eine hohe Lebensdauer und Strahlqualität der Diodenlasereinrichtung sichergestellt sind. Weiterhin kann eine Maximaltemperatur der Diodenlasereinrichtung im Betrieb gesenkt werden. Die Strahlqualität der Diodenlasereinrichtung wird insbesondere durch eine geringere temperaturbedingte Verschiebung der Wellenlänge während des Betriebs verbessert. Insbesondere wird mittels der erfindungsgemäßen
Diodenlaseranordnung ein sicherer und zuverlässiger Betrieb der
Diodenlaseranordnung bei hoher Ausgangsleistung realisiert. Die Diodenlasereinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Emitter, insbesondere Einzelemitter, auf. Ein solcher Emitter 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. Vorzugsweise ist ein solcher Diodenlaserbarren als Kantenemitter ausgebildet. Besonders bevorzugt ist ein solcher Diodenlaserbarren als Hochleistungsdiodenlaserbarren ausgebildet. Beispielsweise ist der mindestens eine Emitter mittels Löten oder einem anderen geeigneten Fügeverfahren mit dem ersten Kühlelement und/oder mit dem zweiten Kühlelement fest verbunden.
Insbesondere sind die erste Diodengrundfläche und die zweite Diodengrundfläche jeweils an zwei entgegengesetzt liegenden Seiten der Diodenlasereinrichtung angeordnet.
Besonders bevorzugt liegt die Diodenlasereinrichtung mit der ersten
Diodengrundfläche in dem ersten Vorderbereich der ersten Außenfläche an dieser, insbesondere vollflächig, an. Alternativ oder zusätzlich liegt die
Diodenlasereinrichtung mit der zweiten Diodengrundfläche in dem zweiten
Vorderbereich der zweiten Außenfläche an dieser, insbesondere vollfiächig, an.
Insbesondere weisen/weist das erste Kühlelement und/oder das zweite Kühlelement jeweils eine Wärmesenke auf. Vorzugsweise weisen/weist das erste Kühlelement und/oder das zweite Kühlelement jeweils eine wesentlich größere Oberfläche auf als die Diodenlasereinrichtung, insbesondere der mindestens eine Emitter, sodass eine effektive Kühlwirkung realisiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung sind das erste Kühlelement und das zweite Kühlelement jeweils eingerichtet, um die
Diodenlasereinrichtung elektrisch zu kontaktieren. Insbesondere sind dabei die erste Außenfläche vorzugsweise in dem ersten Vorderbereich mit einem insbesondere an der ersten Diodengrundfiäche angeordneten ersten Pol der Diodenlasereinrichtung und die zweite Außenfläche vorzugsweise in dem zweiten Vorderbereich mit einem insbesondere an der zweiten Diodengrundfläche angeordneten zweiten Pol der Diodenlasereinrichtung elektrisch verbunden. Aufgrund des vorzugsweise
großflächigen Anliegens der Diodenlasereinrichtung an dem ersten und zweiten Kühlelement kann in vorteilhafter Weise eine gleichmäßige Stromverteilung an der Diodenlasereinrichtung, insbesondere an dem mindestens einen Emitter, realisiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung sind/ist die erste Außenfläche und/oder die zweite Außenfläche jeweils im Wesentlichen plan ausgebildet. Vorzugsweise sind/ist die erste Außenfläche und/oder die zweite Außenfläche jeweils im Wesentlichen als rechteckige Fläche ausgebildet.
Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung weisen/weist das erste Kühlelement und/oder das zweite Kühlelement jeweils mindestens ein Zwischenelement auf. Ein solches Zwischenelement ist insbesondere plattenförmig ausgebildet. Insbesondere ist ein solches Zwischenelement als
Submount ausgebildet. Insbesondere weisen/weist dann die erste Außenfläche und/oder die zweite Außenfläche jeweils mehrere zueinander gestuft angeordnete Flächenabschnitte auf. Insbesondere ist einem solchen Zwischenelement ein
Flächenabschnitt der Außenfläche des diesem Zwischenelement zugeordneten Kühlelements zugeordnet, welcher gegenüber einem oder mehreren weiteren Flächenabschnitten dieser Außenfläche erhaben ausgebildet ist. Vorzugsweise liegen die mehreren Flächenabschnitte der ersten und/oder der zweiten Außenfläche jeweils parallel zueinander.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung ist die
Diodenlasereinrichtung auf einem vorderen Zwischenelement oder zwischen zwei vorderen Zwischenelementen angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung auf einem hinteren Zwischenelement oder zwischen zwei hinteren Zwischenelementen angeordnet.
Vorzugsweise ist ein solches vorderes Zwischenelement, zumindest hinsichtlich seiner Dicke, gleich ausgebildet wie ein solches hinteres Zwischenelement. Dadurch kann in vorteilhafter Weise jeweils ein Abstand des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander in gleichem Maße verändert werden.
Ein solches vorderes Zwischenelement ist vorzugsweise als Wärmeverteiler zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen der Diodenlasereinrichtung und einer Wärmesenke des ersten und/oder des zweiten Kühlelements ausgebildet.
Insbesondere ist ein solches vorderes beziehungsweise hinteres Zwischenelement mit einem übrigen Teil des dem jeweiligen Zwischenelement zugeordneten
Kühlelements mittels Löten, Kleben oder einem anderen geeigneten Fügeverfahren fest verbunden.
Insbesondere liegen die erste Außenfläche und die zweite Außenfläche einander gegenüber, wobei sie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Kühlelement und dem zweiten Kühlelement begrenzen. Insbesondere sind in diesem Zwischenraum die Diodenlasereinrichtung und die mindestens eine Beabstandungseinrichtung angeordnet.
Vorzugsweise ist die Diodenlasereinrichtung, insbesondere der mindestens eine Emitter, mit dem ersten Kühlelement und dem zweiten Kühlelement thermisch gekoppelt, wobei insbesondere zwischen der ersten Diodengrundfläche und dem ersten Vorderbereich der ersten Außenfläche sowie zwischen der zweiten
Diodengrundfläche und dem zweiten Vorderbereich der zweiten Außenfläche insbesondere im Betrieb der Diodenlaseranordnung eine Wärmeübertragung stattfindet.
Die erste Diodengrundfläche und/oder die zweite Diodengrundfläche sind/ist insbesondere jeweils rechteckig ausgebildet. Vorzugsweise sind/ist die erste
Diodengrundfläche und/oder die zweite Diodengrundfläche im Wesentlichen jeweils plan ausgebildet. Insbesondere sind der erste Vorderbereich der ersten Außenfläche und der zweite Vorderbereich der zweiten Außenfläche jeweils plan ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Diodenlasereinrichtung über die erste Diodengrundfläche mit dem ersten Kühlelement über die erste Außenfläche und/oder über die zweite Diodengrundfläche mit dem zweiten Kühlelement über die zweite Außenfläche mittels eines geeigneten Fügeverfahrens fest, insbesondere starr und/oder permanent, verbunden. Ein solches Fügeverfahren kann beispielsweise Löten, Sintern, Kleben oder ein anderes Verfahren sein. Insbesondere erstreckt sich eine solche Verbindung über einen Bereich, in dem die erste Diodengrundfläche und die erste Außenfläche und/oder die zweite Diodengrundfläche und die zweite
Außenfläche aneinander anliegen.
Vorzugsweise liegen die Diodenlasereinrichtung mit der ersten Diodengrundfläche und das erste Kühlelement mit der ersten Außenfläche in dem ersten Vorderbereich spaltfrei aneinander an. Alternativ oder zusätzlich liegen vorzugsweise die
Diodenlasereinrichtung mit der zweiten Diodengrundfläche und das zweite
Kühlelement mit der zweiten Außenfläche in dem zweiten Vorderbereich spaltfrei aneinander an.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung eingerichtet, um einen Abstand zwischen der ersten Außenfläche und der zweiten Außenfläche, insbesondere im Bereich der Beabstandungseinrichtung, einzustellen. Insbesondere wird durch die Einstellung dieses Abstands die Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander eingestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung sind mehrere
Beabstandungseinrichtungen vorgesehen, welche jeweils eingerichtet sind, um gleiche und/oder voneinander verschiedene Abstände der angesprochenen Art einzustellen.
Insbesondere ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung eingerichtet, um eine Lage der ersten Außenfläche insbesondere in dem ersten Vorderbereich und eine Lage der zweiten Außenfläche insbesondere in dem zweiten Vorderbereich relativ zueinander einzustellen.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Außenfläche und die zweite Außenfläche, zumindest bereichsweise, insbesondere in dem ersten und dem zweiten
Vorderbereich, und/oder in einem dem ersten Vorderbereich entgegengesetzt liegenden ersten Hinterbereich und einem dem zweiten Vorderbereich entgegengesetzt liegenden zweiten Hinterbereich, parallel zueinander angeordnet sind und/oder jeweils planparallel ausgebiidet sind. Eine solche Anordnung ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar. Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung eine erste Anlagefläche, welche an der ersten Außenfläche angeordnet ist, und eine zweite Anlagefläche, welche an der zweiten Außenfläche angeordnet ist, aufweist. Dabei sind/ist die erste Anlagefläche oder die zweite Anlagefläche, vorzugsweise die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche, jeweils kleiner als die erste
Diodengrundfläche oder die zweite Diodengrundfläche, vorzugsweise die erste Diodengrundfläche und die zweite Diodengrundfläche. Vorzugsweise sind/ist dabei die erste Anlagefläche oder die zweite Anlagefläche, vorzugsweise die erste
Anlagefläche und die zweite Anlagefläche, jeweils kleiner als die 1/10-fache erste Diodengrundfläche oder die 1/10-fache zweite Diodengrundfläche, vorzugsweise die 1/10-fache erste Diodengrundfläche und die 1/10-fache zweite Diodengrundfläche. Beispielsweise können die erste und die zweite Diodengrundfläche jeweils 40 mm2 aufweisen, wobei die erste Anlagefläche und/oder die zweite Anlagefläche jeweils vorzugsweise weniger als 4 mm2 aufweisen/aufweist.
Vorzugsweise sind die erste Anlagefläche und/oder die zweite Anlagefläche rechteckig ausgebildet. Alternativ können/kann die erste Anlagefläche und/oder die zweite Anlagefläche als, insbesondere dreidimensionale, Freifläche ausgebildet sein. Mittels einer Dimensionierung der beschriebenen Art ist die Lage des ersten
Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander mittels der mindestens einen Beabstandungseinrichtung besonders sicher und genau
einstellbar. Beispielsweise wird im Fall eines montagebedingten fehlerhaften
Verkippens der mindestens einen Beabstandungseinrichtung gegenüber dem ersten und/oder zweiten Kühlelement eine fehlerhafte Veränderung der Lage signifikant verringert oder gar weitgehend verhindert.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Anlagefläche oder die zweite Anlagefläche, vorzugsweise die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche, jeweils größer ist/sind als die 1/300-fache erste Diodengrundfläche oder die 1/300-fache zweite Diodengrundfläche, vorzugsweise die 1/300-fache erste Diodengrundfläche und die 1/300-fache zweite Diodengrundfläche. Bei einer beispielhaften Größe der ersten und der zweiten Diodengrundfläche von 40 mm2 sind/ist die erste Anlagefläche und/oder die zweite Anlagefläche jeweils vorzugsweise größer als 0,133 mm2.
Vorzugsweise ist/sind die erste Anlagefläche oder die zweite Anlagefläche, vorzugsweise die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche, jeweils größer als die 1/30-fache erste Diodengrundfläche oder die 1 /30-fache zweite
Diodengrundfläche, vorzugsweise die 1/30-fache erste Diodengrundfläche und die 1/30-fache zweite Diodengrundfläche. Bei einer beispielhaften Größe der ersten und der zweiten Diodengrundfläche von 40 mm2 sind/ist die erste Anlagefläche und/oder die zweite Anlagefläche jeweils vorzugsweise größer als 1 ,33 mm2. Mittels einer derartigen Dimensionierung ist die Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander besonders sicher und genau einstellbar. Auf diese Weise kann ein nicht erwünschtes Eindringen der mindestens einen
Beabstandungseinrichtung in die erste und/oder die zweite Außenfläche aufgrund eines zu hohen Flächendrucks verhindert werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der mindestens einen Beabstandungseinrichtung ein Stapel mit mindestens einem Abstandselement, vorzugsweise mit mehreren
Abstandselementen, zur Einstellung der Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander zugeordnet ist. Insbesondere ist der mindestens einen Beabstandungseinrichtung nach einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung der Stapel mit dem mindestens einen Abstandselement fest zugeordnet. Dabei ist das mindestens eine Abstandselement vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus mehreren zumindest teilweise verschieden dimensionierten Abstandselementen. Vorzugsweise sind die mehreren Abstandselemente in der Gruppe jeweils bezüglich ihrer Dicke verschieden dimensioniert.
Insbesondere ist der Abstand zwischen der ersten Außenfläche und der zweiten Außenfläche zumindest im Bereich der mindestens einen Beabstandungseinrichtung abhängig von einer Dicke des mindestens einen Abstandselements. Vorzugsweise sind die mehreren Abstandselemente in der Gruppe bezüglich ihrer jeweiligen Dicke derart verschieden, vorzugsweise gestuft, dimensioniert, sodass durch Verwendung eines geeigneten einzelnen Abstandselements oder durch Kombination mehrerer geeigneter Abstandselemente eine Vielzahl von verschiedenen Abständen zwischen der ersten und der zweiten Außenfläche im Bereich der mindestens einen
Beabstandungseinrichtung einstellbar ist. Das mindestens eine Abstandselement ist insbesondere als Plättchen, Passscheibe oder als Shim ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung weist der Stapel mehrere Abstandselemente der angesprochenen Art auf. Vorzugsweise sind diese Abstandselemente jeweils verschieden dimensioniert, insbesondere bezüglich ihrer Dicke. Insbesondere ist der Abstand zwischen der ersten Außenfläche und der zweiten Außenfläche zumindest im Bereich der mindestens einen
Beabstandungseinrichtung abhängig von einer kumulierten Dicke der mehreren Abstandselemente.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung ist die
mindestens eine Beabstandungseinrichtung einstückig ausgebildet, insbesondere als einzelnes Abstandselement.
Es ist möglich, dass das mindestens eine Abstandselement als Diodenlaserbarren ausgebildet ist, welcher vorzugsweise in Sperrrichtung angeordnet ist, sodass eine elektrische Isolation zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlelement realisiert wird. Mittels des Stapels oder der Stapel mit jeweils mindestens einem
Abstandselement kann auf einfache Weise eine sichere und präzise Einstellung des Abstands zwischen den beiden Kühlelementen, insbesondere der Lage derselben relativ zueinander, vorgenommen werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung mindestens ein keilförmiges Abstandselement aufweist, welches relativ zu dem ersten Kühlelement oder dem zweiten Kühlelement, vorzugsweise zwischen dem ersten Kühlelement und dem zweiten Kühlelement, verlagerbar ist. Insbesondere ist das mindestens eine keilförmige Abstandselement zwischen die erste und die zweite Außenfläche, insbesondere in dem ersten und dem zweiten Hinterbereich der ersten beziehungsweise der zweiten Außenfläche, schiebbar, wobei in Abhängigkeit davon, wie weit das mindestens eine keilförmige Abstandselement zwischen die erste und die zweite Außenfläche geschoben wird und dadurch das erste und das zweite Kühlelement auseinander gedrückt werden, der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Außenfläche, insbesondere die Lage des ersten und des zweiten
Kühlelements relativ zueinander, eingestellt wird. Insbesondere wird das mindestens eine keilförmige Abstandselement in einer Position, in welcher die Lage des ersten und des zweiten Kühlelements relativ zueinander bestimmungsgemäß eingestellt ist, relativ zu dem ersten und/oder dem zweiten Kühlelement fest, vorzugsweise starr und/oder permanent, gehalten. Eine solche feste Verbindung ist mittels eines geeigneten Fügeverfahrens, beispielsweise Kleben, Löten oder Sintern, realisiert.
Besonders bevorzugt weist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung zwei solcher keilförmigen Abstandselemente auf, welche insbesondere
spiegelsymmetrisch übereinander liegen. Diese zwei keilförmigen Abstandselemente sind insbesondere in einander entgegengesetzter Richtung relativ zueinander verlagerbar, insbesondere übereinanderschiebbar. Vorzugsweise weist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung zwei oder mehr als zwei solche Paare keilförmiger Abstandselemente auf. Vorzugsweise ist mittels eines oder mehrerer solcher keilförmiger Abstandselemente die Lage der beiden Kühlelemente relativ zueinander bei einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung stufenlos einstellbar, wobei sie insbesondere bei der montierten Diodenlaseranordnung fest eingestellt ist.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung ein - im Querschnitt gesehen - oval ausgebildetes Abstandselement aufweist, wobei die Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander durch Drehen des oval ausgebildeten Abstandselements, insbesondere relativ zu dem ersten Kühlelement und/oder dem zweiten Kühlelement, einstellbar ist. Durch Drehen des oval ausgebildeten Abstandselements sind aufgrund der ovalen
Ausbildung das erste Kühlelement und das zweite Kühlelement auseinanderd rückbar. Insbesondere wird das oval ausgebildete Abstandselement in einer Position, in welcher die Lage der beiden Kühlelemente relativ zueinander bestimmungsgemäß eingestellt ist, relativ zu dem ersten und/oder dem zweiten Kühlelement fest, vorzugsweise starr und/oder permanent, gehalten. Vorzugsweise ist mittels des oval ausgebildeten Abstandselements die Lage der beiden
Kühlelemente relativ zueinander bei einer initialen Montage der
Diodenlaseranordnung stufen los einstellbar, wobei sie insbesondere bei der montierten Diodenlaseranordnung fest eingestellt ist.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung zumindest teilweise plastisch verformbar ausgebildet ist. Besonders bevorzugt weist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung zumindest ein plastisch
verformbares Abstandselement auf. Während und/oder vor einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung wird die mindestens eine Beabstandungseinrichtung und/oder das zumindest eine plastisch verformbare Abstandselement insbesondere durch Krafteinwirkung derart verformt, dass die bestimmungsgemäße Lage des ersten und des zweiten Kühlelements relativ zueinander eingestellt ist. Insbesondere behält die mindestens eine Beabstandungseinrichtung und/oder das zumindest eine plastisch verformbare Abstandselement ein mittels plastischer Verformung realisiertes Maß oder eine auf diese Weise realisierte Form im Betrieb der
Diodenlaseranordnung bei. Diese Art der Einstellung ist besonders einfach und kostengünstig.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das erste Kühlelement in einem der ersten Anlagefläche gegenüberliegenden Bereich und/oder das zweite Kühlelement in einem der zweiten Anlagefläche gegenüberliegenden Bereich plastisch verformbar ausgebildet ist/sind. Insbesondere weist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung zumindest ein Abstandselement auf, welches die erste und/oder die zweite Anlagefläche aufweist, und welches in geeigneter Weise, vorzugsweise zumindest bereichsweise rund, kugelförmig oder spitz, ausgebildet ist, wobei dieses zumindest eine
Abstandselement bei einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung zumindest abschnittsweise in das erste Kühlelement und/oder das zweite Kühlelement einpressbar ist. Insbesondere sind bei einer Ausbildung des ersten und/oder des zweiten Kühlelements als Mikrokanalkühler geeignete Bereiche daran vorgesehen, in welche das zumindest eine Abstandselement einpressbar ist, ohne dass eine funktionelle Beeinträchtigung des Mikrokanalkühlers, wie beispielsweise Leckage, auftritt.
Insbesondere sind/ist die erste und/oder die zweite Anlagefläche in geeigneter Weise, vorzugsweise zumindest bereichsweise rund, kugelförmig oder spitz, ausgebildet. Insbesondere weisen/weist die erste Außenfläche und/oder die zweite Außenfläche nach einer initialen Montage dann jeweils eine vorzugsweise lokale Verformung auf, in welcher das zumindest eine Abstandselement zumindest abschnittsweise eingebettet ist. Insbesondere können/kann die erste und/oder die zweite Anlagefläche jeweils als dreidimensionale Freifläche ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass die erste und/oder die zweite Anlagefläche eben
ausgebildet sind/ist. Auf diese Weise kann die Lage der beiden Kühlelemente relativ zueinander einfach und sicher eingestellt werden.
Vorzugsweise ist mittels eines Abstandselements oder mehrerer Abstandselemente der angesprochenen Art ein Abstand zwischen der ersten Außenfläche und der zweiten Außenfläche einstellbar, welcher etwas geringer ist, als ein
bestimmungsgemäßer Abstand. Vorzugsweise ist dann vorgesehen, bei einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung eine zur Erreichung des
bestimmungsgemäßen Abstands fehlende Dicke des Abstandselements oder der mehreren Abstandselemente mittels Aufträgen eines Füllmaterials, insbesondere von Lot oder Klebstoff, auf das Abstandselement oder die mehreren Abstandselemente zu realisieren. Insbesondere weist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung dann eine Füllmaterialschicht, vorzugsweise eine Lot- oder Klebstoffschicht, auf. Mittels des Füllmaterials kann auch eine Befestigung des Abstandselements oder der mehreren Abstandselemente an dem ersten Kühlelement und/oder dem zweiten Kühlelement, oder der mehreren Abstandselemente miteinander realisiert werden. Somit kann auf einfache Weise eine Anpassung der Lage zwischen den beiden Kühlelementen relativ zueinander vorgenommen werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mittels der mindestens einen
Beabstandungseinrichtung eingestellte Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander nach einer initialen Montage der
Diodenlaseranordnung fest, vorzugsweise starr und/oder permanent, eingestellt ist. Bei der initialen Montage handelt es sich insbesondere um eine Montage der
Diodenlaseranordnung vor ihrer Inbetriebnahme. Insbesondere wird/werden nach der initialen Montage ein Abstandselement oder mehrere Abstandselemente der angesprochenen Art relativ zueinander und/oder bezüglich des ersten Kühlelements und/oder des zweiten Kühlelements derart fixiert, dass die Lage des ersten
Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander fest eingestellt ist. Hierzu wird insbesondere ein geeignetes Fügeverfahren verwendet. Vorzugsweise wird das Abstandselement oder werden die mehreren Abstandselemente form- und/oder stoffschlüssig miteinander und/oder mit dem ersten Kühlelement und/oder dem zweiten Kühlelement verbunden. Auf diese Weise wird eine lagefeste
Anordnung des ersten und des zweiten Kühlelements während des Betriebs der Diodenlaseranordnung, insbesondere der Diodenlasereinrichtung, gewährleistet.
Ein geeignetes Fügeverfahren der angesprochenen Art stellt insbesondere Kleben dar. Vorzugsweise ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung, insbesondere das Abstandselement oder die mehreren Abstandselemente der angesprochenen Art, mit dem ersten und/oder mit dem zweiten Kühlelement mittels Kleben fest verbunden. Vorzugsweise weist ein solcher Klebstoff keramische Füllstoffanteile auf. Ein solcher Klebstoff ist in vorteilhafter Weise elektrisch isolierend. Mittels der keramischen Füllstoffanteile kann eine Wärmeleitfähigkeit verbessert und ein
Wärmeausdehnungskoeffizient eingestellt werden. Insbesondere kann die
mindestens eine Beabstandungseinrichtung, vorzugsweise auch daran angrenzende Bereiche des ersten und/oder des zweiten Kühlelements, mittels des Klebstoffs zumindest abschnittsweise umhüllt sein. Auf diese Weise kann die Lage des ersten und des zweiten Kühlelements relativ zueinander sicher fixiert werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung
eingerichtet ist, um zwischen dem ersten Kühlelement und dem zweiten Kühlelement elektrisch zu isolieren. Mittels der elektrischen Isolation kann ein Kurzschluss beim Betrieb der Kühleinrichtung effektiv verhindert werden, wenn die
Diodenlasereinrichtung über das erste und das zweite Kühlelement mit elektrischem Strom versorgt wird.
Alternativ oder zusätzlich ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung eingerichtet, um über das erste Kühlelement oder das zweite Kühlelement, vorzugsweise das erste Kühlelement und das zweite Kühlelement, übertragene Druckkräfte aufzunehmen und/oder, insbesondere auf das jeweils andere
Kühlelement, zu übertragen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Kraftfluss zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlelement weitgehend oder vollständig über die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung verläuft. Dabei ist vorzugsweise die
Diodeniasereinrichtung weitgehend oder vollständig von Druckkräften entlastet, welche insbesondere von außen über das erste Kühlelement und/oder das zweite Kühlelement in die Diodenlaseranordnung eingeleitet werden, sodass eine
Beschädigung der Diodeniasereinrichtung durch Druckkräfte, welche eine zulässige Grenze überschreiten, sicher verhindert werden kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten und dem zweiten
Kühlelement wirkende Druckkräfte in einem vorbestimmten Verhältnis auf die mindestens eine Beabstandungseinrichtung und die Diodeniasereinrichtung verteilt sind. Besonders bevorzugt sind derartige Druckkräfte insbesondere im Bereich der ersten und zweiten Diodengrundfläche gleichmäßig, insbesondere flächig, verteilt. Dies ist für die Strahleigenschaften des mindestens einen Emitters der
Diodeniasereinrichtung besonders vorteilhaft, insbesondere da eine plastische Deformation der Diodeniasereinrichtung weitgehend oder vollständig verhindert werden kann.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung in dem dem ersten Vorderbereich entgegengesetzt liegenden ersten Hinterbereich der ersten Außenfläche an dieser und in dem dem zweiten Vorderbereich entgegengesetzt liegenden zweiten Hinterbereich der zweiten Außenfläche an dieser angeordnet ist.
Insbesondere ist die Diodenlasereinrichtung nahe einer Kante oder an einer Kante der ersten Außenfläche und/oder nahe einer Kante oder an einer Kante der zweiten Außenfläche an dieser angeordnet. Insbesondere ist die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung, insbesondere mit der ersten Anlagefläche, nahe einer Kante oder an einer Kante der ersten Außenfläche an dieser, vorzugsweise bündig, angeordnet. Insbesondere ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung, insbesondere mit der zweiten Anlagefläche, nahe einer Kante oder an einer Kante der zweiten Außenfläche an dieser, vorzugsweise bündig, angeordnet. Auf diese Weise kann eine präzise Ausrichtung und sichere Anordnung des ersten und des zweiten Kühlelements erfolgen.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlaseranordnung genau eine
Beabstandungseinrichtung der angesprochenen Art aufweist. Vorzugsweise ist die genau eine Beabstandungseinrichtung bezüglich der Diodenlasereinrichtung mittig und/oder auf einer Symmetrieachse der Diodenlasereinrichtung angeordnet.
Insbesondere ist die genau eine Beabstandungseinrichtung bezüglich einer
Erstreckung der Diodenlasereinrichtung, beispielsweise eines Diodenlaserbarrens derselben, entlang einer Längsachse der Diodenlasereinrichtung, welche senkrecht zu einer Laserabstrahlrichtung der Diodenlasereinrichtung verläuft, zentriert angeordnet. Auf diese Weise bilden die erste und die zweite Diodengrundfläche eine Basis sowie die erste und die zweite Anlagefläche der genau einen
Beabstandungseinrichtung einen der Basis gegenüberliegenden Eckpunkt eines gleichschenkligen Dreiecks. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Auflage des ersten und des zweiten Kühlelements auf der Diodenlasereinrichtung realisiert.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlaseranordnung zwei
Beabstandungseinrichtungen der angesprochenen Art aufweist, welche voneinander beabstandet angeordnet sind. Zur bestimmungsgemäßen Beabstandung des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements ist insbesondere mittels einer ersten der zwei Beabstandungseinrichtungen und einer zweiten der zwei
Beabstandungseinrichtungen jeweils - insbesondere in Abhängigkeit von einer Höhe der Diodenlasereinrichtung und/oder von einer Lage der ersten Diodengrundfläche relativ zu der zweiten Diodengrundfläche - ein gleicher oder ein voneinander verschiedener Abstand der ersten und der zweiten Außenfläche jeweils im Bereich der ersten und der zweiten Beabstandungseinrichtung eingestellt. Eine Höhe der Diodenlasereinrichtung der angesprochenen Art beschreibt dabei insbesondere eine Erstreckung der Diodenlasereinrichtung senkrecht zu der ersten Außenfläche und/oder der zweiten Außenfläche.
Vorzugsweise sind die erste Beabstandungseinrichtung und die zweite
Beabstandungseinrichtung nebeneinander angeordnet. Besonders bevorzugt sind die erste Beabstandungseinrichtung und die zweite Beabstandungseinrichtung auf einer gleichen Seite der Längsachse der Diodenlasereinrichtung angeordnet.
Vorzugsweise weisen die erste Beabstandungseinrichtung und die zweite
Beabstandungseinrichtung jeweils einen gleichen Abstand von der
Diodenlasereinrichtung auf. Auf diese Weise kann eine effektive Anpassung der Lage der ersten und der zweiten Außenfläche relativ zueinander realisiert werden.
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zur Montage einer Diodenlaseranordnung geschaffen wird. Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens eine Diodenlaseranordnung nach einem der zuvor beschriebenen
Ausführungsformen hergestellt. Im Rahmen des Verfahrens werden eine
Diodenlasereinrichtung und mindestens eine Beabstandungseinrichtung voneinander beabstandet jeweils zwischen einem zum Kühlen der Diodenlasereinrichtung eingerichteten ersten Kühlelement und einem zum Kühlen der
Diodenlasereinrichtung eingerichteten zweiten Kühlelement angeordnet. Dabei werden die Diodenlasereinrichtung und die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung jeweils an einer ersten Außenfläche des ersten
Kühlelements und an einer zweiten Außenfläche des zweiten Kühlelements angeordnet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Diodenlasereinrichtung mit einer ersten Diodengrundfläche in einem ersten Vorderbereich der ersten
Außenfläche an dieser oder mit einer zweiten Diodengrundfläche in einem zweiten Vorderbereich der zweiten Außenfläche an dieser, vorzugsweise mit der ersten Diodengrundfläche in dem ersten Vorderbereich der ersten Außenfläche an dieser und mit der zweiten Diodengrundfläche in dem zweiten Vorderbereich der zweiten Außenfläche an dieser, angeordnet. Dabei wird mittels der mindestens einen
Beabstandungseinrichtung eine Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander derart eingestellt, dass die erste Außenfläche in dem ersten Vorderbereich parallel zu der ersten Diodengrundfläche angeordnet wird, wobei alternativ oder zusätzlich die zweite Außenfläche in dem zweiten
Vorderbereich parallel zu der zweiten Diodengrundfläche angeordnet wird. Im
Rahmen des Verfahrens ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Diodenlaseranordnung erläutert wurden.
Optional wird die mittels der mindestens einen Beabstandungseinrichtung
eingestellte Lage des ersten Kühlelements und des zweiten Kühlelements relativ zueinander nach einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung fest eingestellt.
Die Beschreibung der Diodenlaseranordnung einerseits sowie des Verfahrens zur Montage einer Diodenlaseranordnung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Diodenlaseranordnung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale einer bevorzugten Ausführungsform der
Diodenlaseranordnung. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in
Zusammenhang mit der Diodenlaseranordnung erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen
Verfahrensschritt aus welcher durch wenigstens ein Merkmal einer
erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bedingt ist. Die Diodenlaseranordnung zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer
Diodenlaseranordnung in einer Schrägansicht, Figur 2 eine schematische Darstellung eines ersten Kühlelements, einer
Diodenlasereinrichtung und zweier Beabstandungseinrichtungen der Diodenlaseranordnung gemäß Figur 1 in einer Schrägansicht,
Figur 3 eine schematische Darstellung der Diodenlaseranordnung gemäß Figur
1 und Figur 2 in einer Seitenansicht,
Figur 4 eine schematische transparente Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung in einer Schrägansicht,
Figur 5 eine schematische Darstellung des ersten Kühlelements, der
Diodenlasereinrichtung und einer Beabstandungseinrichtung der Diodenlaseranordnung gemäß Figur 4 in einer Draufsicht,
Figur 6 eine schematische Explosionsdarstellung eines dritten
Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung in einer Schrägansicht,
Figur 7 eine schematische Darstellung der Diodenlaseranordnung gemäß Figur
6 in einer Seitenansicht,
Figur 8 eine schematische Explosionsdarstellung eines vierten
Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung in einer Schrägansicht,
Figur 9 eine schematische Darstellung der Diodenlaseranordnung gemäß Figur
8 in einer Seitenansicht,
Figur 10 eine schematische Explosionsdarstellung eines fünften
Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung in einer Schrägansicht, und
Figur 11 eine schematische Darstellung der Diodenlaseranordnung gemäß Figur
10 in einer Schrägansicht.
Figur 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Diodenlaseranordnung 1 in einer Schrägansicht. Die Diodenlaseranordnung 1 weist eine Diodenlasereinrichtung 3 - welche in Figur 1 verdeckt und daher mittels des entsprechenden Bezugszeichens nur angedeutet ist - auf. Die
Diodenlasereinrichtung 3 weist hier einen Diodenlaserbarren 4 auf, wobei eine Laserabstrahlrichtung schematisch mit dem Pfeil P gekennzeichnet ist. Weiterhin weist die Diodenlaseranordnung 1 ein erstes Kühlelement 5 auf. Das erste Kühlelement 5 weist eine erste Außenfläche 7 auf, welche hier größtenteils von einem zweiten Kühlelement 9 der Diodenlaseranordnung 1 verdeckt ist. Das zweite Kühlelement 9 weist eine Bohrung 10 auf, welche verschiedene, hier nicht näher spezifizierte Funktionen erfüllen kann.
Das zweite Kühlelement 9 weist eine zweite Außenfläche 11 auf, welche - aus Sicht eines Betrachters - auf einer Unterseite des zweiten Kühlelements 9 angeordnet ist. Die Diodenlaseranordnung 1 weist mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13 auf, wobei bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei
Beabstandungseinrichtungen 13 vorgesehen sind. Die Diodenlaseranordnung 1 weist hier eine erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und eine zweite
Beabstandungseinrichtung 13.2 auf. Die erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2 sind voneinander beabstandet
angeordnet.
Die Diodenlasereinrichtung 3 und die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, hier die erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und die zweite
Beabstandungseinrichtung 13.2, sind voneinander beabstandet jeweils zwischen dem ersten Kühlelement 5 und dem zweiten Kühlelement 9 angeordnet. Die
Diodenlasereinrichtung 3 und die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, hier die erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und die zweite
Beabstandungseinrichtung 13.2, sind jeweils an der ersten Außenfläche 7 und an der zweiten Außenfläche 11 angeordnet.
Das erste Kühlelement 5 und das zweite Kühlelement 9 sind jeweils eingerichtet, um die Diodenlasereinrichtung 3 zu kühlen.
In Figur 2 sind schematisch das erste Kühlelement 5, die Diodenlasereinrichtung 3, die erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2 gemäß Figur 1 dargestellt. Figur 2 zeigt also im Wesentlichen die Komponenten der Diodenlaseranordnung 1 gemäß Figur 1 ohne das zweite Kühlelement 9, welches zur besseren Sichtbarkeit der darunter liegenden Komponenten
weggelassen wurde. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Die Diodenlasereinrichtung 3 weist eine erste Diodengrundfläche 15 auf, welche - aus Sicht des Betrachters - auf einer Unterseite der Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet ist. Weiterhin weist die Diodenlasereinrichtung 3 eine zweite
Diodengrundfläche 17 auf, welche - aus Sicht des Betrachters - auf einer der Unterseite entgegengesetzten Oberseite der Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet ist. Die erste Diodengrundfläche 15 und die zweite Diodengrundfläche 17 sind hier parallel zueinander angeordnet. Die Diodenlasereinrichtung 3 ist mit der ersten Diodengrundfläche 15 in einem ersten Vorderbereich 23 der ersten Außenfläche 7 an dieser und mit der zweiten Diodengrundfläche 17 in einem zweiten Vorderbereich 25 der zweiten Außenfläche 11 an dieser angeordnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 weist das erste Kühlelement 5 in dem ersten Vorderbereich 23 der ersten Außenfläche 7 ein plattenförmig ausgebildetes vorderes Zwischenelement 31 auf, welches insbesondere als Submount ausgebildet ist. An dem vorderen Zwischenelement 31 ist - aus Sicht des Betrachters - auf einer Oberseite die Diodenlasereinrichtung 3, insbesondere der Diodenlaserbarren 4, angeordnet. Das vordere Zwischenelement 31 ist - aus Sicht des Betrachters - auf einer Unterseite an einem übrigen Teil 35 des ersten Kühlelements 5 fest
angeordnet.
Das vordere Zwischenelement 31 weist auf seiner Oberseite einen erhabenen Flächenabschnitt 37 auf, auf welchem die Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet ist. Der erhabene Flächenabschnitt 37 ist Teil der ersten Außenfläche 7. Die erste Außenfläche 7 weist weiterhin einen weiteren Flächenabschnitt auf, welcher gegenüber dem erhabenen Flächenabschnitt 37 abgesenkt ist. Gemäß Figur 2 ist dieser weitere Flächenabschnitt im Wesentlichen dem übrigen Teil 35 des ersten Kühlelements zugeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die erste
Außenfläche 7 also zwei zueinander gestuft angeordnete Flächenabschnitte auf, wobei der erhabene Flächenabschnitt 37 und der weitere Flächenabschnitt parallel zueinander liegen. Bei dem vorderen Zwischenelement 31 handelt es sich gemäß Figur 2 um ein separates, insbesondere bezüglich des übrigen Teils 35 geometrisch abgrenzbares Bauteil, das fest an dem übrigen Teil 35 angeordnet ist. Das vordere Zwischenelement 31 kann alternativ aber auch einstückig mit dem übrigen Teil 35 ausgebildet sein.
Optional können/kann das erste Kühlelement 5 weitere Zwischenelemente der angesprochenen Art und/oder das zweite Kühlelement 9 ein oder mehrere
Zwischenelemente der angesprochenen Art aufweisen, was bei dem ersten
Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 allerdings nicht vorgesehen ist.
Die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, hier die erste
Beabstandungseinrichtung 13.1 und die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2, ist/sind eingerichtet, um eine Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander derart einzustellen, dass die erste Außenfläche 7 in dem ersten Vorderbereich 23, insbesondere in dem erhabenen Flächenabschnitt 37, parallel zu der ersten Diodengrundfläche 15 angeordnet ist, und/oder dass die zweite Außenfläche 11 in dem zweiten Vorderbereich 25 parallel zu der zweiten Diodengrundfläche 17 angeordnet ist. Insbesondere ist die erste
Beabstandungseinrichtung 13.1 , eingerichtet, um einen Abstand zwischen der ersten Außenfläche 7 und der zweiten Außenfläche 11 im Bereich der ersten
Beabstandungseinrichtung 13.1 einzustellen. Insbesondere ist in analoger Weise die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2, eingerichtet, um einen Abstand zwischen der ersten Außenfläche 7 und der zweiten Außenfläche 11 im Bereich der zweiten Beabstandungseinrichtung 13.2 einzustellen.
Optional sind - wie hier dargestellt - die erste Außenfläche 7 und die zweite
Außenfläche 11 parallel zueinander angeordnet beziehungsweise planparallel ausgebildet. Die erste Außenfläche 7 weist dabei die zwei zueinander gestuft angeordneten Flächenabschnitte auf, nämlich den erhabenen Flächenabschnitt 37 und den weiteren Flächenabschnitt, welcher zumindest teilweise um das vordere Zwischenelement 31 herum verläuft. Die erste Außenfläche 7, insbesondere der erhabene Flächenabschnitt 37 und der weitere Flächenabschnitt, sowie die zweite Außenfläche 11 sind hier planparallel ausgebildet. Dies wird besonders gut aus Figur 3 deutlich, welche schematisch die Diodenlaseranordnung 1 gemäß der Figuren 1 und 2 in einer Seitenansicht zeigt. Mit Bezug auf Figur 3 sind gleiche und
funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13 weist eine erste Anlagefläche 19, welche an der ersten Außenfläche 7 beziehungsweise in einem ersten Hinterbereich 27 der ersten Außenfläche 7 angeordnet ist, und eine zweite Anlagefläche 21 , welche an der zweiten Außenfläche 11 beziehungsweise in einem zweiten
Hinterbereich 29 der zweiten Außenfläche 9 angeordnet ist, auf. Bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 , 2 und 3 sind die erste Anlagefläche 19 und die zweite Anlagefläche 21 jeweils zweiteilig ausgebildet, wobei jeder der beiden Beabstandungseinrichtungen 13.1 , 13.2. jeweils eine erste Anlagefläche 19.1 , 19.2 und eine zweite Anlagefläche 21.1 , 21.2 zugeordnet ist.
Dabei weist die erste Beabstandungseinrichtung 13.1 eine solche erste Anlagefläche 19.1 auf. Die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2 weist eine solche erste
Anlagefläche 19.2 auf. Die ersten Anlageflächen 19.1 und 19.2 sind jeweils an der ersten Außenfläche 7 in dem ersten Hinterbereich 27 angeordnet. Die erste
Beabstandungseinrichtung 13.1 weist weiterhin eine der ersten Anlagefläche 19.1 entgegengesetzt liegende zweite Anlagefläche 21.1 der angesprochenen Art auf. Die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2 weist eine der ersten Anlagefläche 19.2 entgegengesetzt liegende zweite Anlagefläche 21.2 der angesprochenen Art auf. Die zweiten Anlageflächen 21.1 und 21.2 sind jeweils an der zweiten Außenfläche 11 in dem zweiten Hinterbereich 29 angeordnet. Bei dem in den Figuren 1 , 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die erste Anlagefläche 19.1 und die zweite Anlagefläche 21.1 parallel zueinander angeordnet sowie die erste Anlagefläche 19.2 und die zweite Anlagefläche 21.2 parallel zueinander angeordnet. Insbesondere sind hier die ersten Anlageflächen 19.1 , 9.2 und die zweiten Anlageflächen 21.1 , 21.2 jeweils parallel zueinander angeordnet.
Optional sind/ist - wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 , 2 und 3 vorgesehen - die erste Anlagefläche 19, 19.1 , 19.2 und/oder die zweite Anlagefläche 21 , 21.1 , 21.2 jeweils kleiner als die erste Diodengrundfläche 15 und/oder die zweite Diodengrundfläche 17. Optional sind/ist die erste Anlagefläche 19, 19.1 , 19.2 und/oder die zweite Anlagefläche 21 , 21.1 , 21.2 jeweils kleiner als die 1/10-fache erste Diodengrundfläche 15 und/oder die 1/10-fache zweite Diodengrundfläche 17.
Optional sind/ist - wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 , 2 und 3 vorgesehen - die erste Anlagefläche 19, 19.1 , 19.2 und die zweite Anlagefläche 21 , 21.1 , 21.2 jeweils größer als die 1/300-fache erste Diodengrundfläche 15 und größer als die 1/300-fache zweite Diodengrundfläche 17.
In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 in einer Schrägansicht schematisch transparent dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das zweite Ausführungsbeispiei der Diodenlaseranordnung 1 gemäß Figur 4 unterscheidet sich im Wesentlichen von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 , 2 und 3 dadurch, dass die Diodenlaseranordnung 1 genau eine Beabstandungseinrichtung 13 aufweist, wobei die genau eine Beabstandungseinrichtung 13 bezüglich der Diodenlasereinrichtung 3 mittig und auf einer Symmetrieachse der Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet ist.
Figur 5 zeigt schematisch das erste Kühlelement 5, die Diodenlasereinrichtung 3 und die genau eine Beabstandungseinrichtung 13 der Diodenlaseranordnung 1 gemäß Figur 4 in einer Draufsicht. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die genau eine Beabstandungseinrichtung 13 ist hier bezüglich der Diodenlasereinrichtung 3 mittig und auf einer Symmetrieachse der
Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet. Eine Ausrichtung dieser Symmetrieachse entspricht hierbei der Laserabstrahlrichtung P. Die Diodenlasereinrichtung 3 weist dabei eine - in der Bildebene liegende - Längsachse L auf, welche senkrecht zu der Laserabstrahlrichtung P angeordnet ist. Die genau eine Beabstandungseinrichtung 13 liegt dabei im Wesentlichen in einer Ebene, welche senkrecht zu der Längsachse L angeordnet ist und welche den Abschnitt der Längsachse L, entlang dessen sich die Diodenlasereinrichtung 3 erstreckt, in zwei gleichlange Teile teilt. Insbesondere bildet die Diodenlasereinrichtung 3 quasi eine Basis eines gleichschenkligen
Dreiecks, wobei die genau eine Beabstandungseinrichtung 13 den dieser Basis gegenüberliegenden Eckpunkt des Dreiecks bildet. Ein solches gleichschenkliges Dreieck ist in Figur 5 gestrichelt dargestellt und mit dem Bezugszeichen D
gekennzeichnet.
Die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 ist bei den in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen exemplarisch einstückig und im Wesentlichen quaderförmig dargestellt. Es kann sich bei der mindestens einen Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 dabei - wie in den genannten Figuren dargestellt - jeweils um ein einzelnes Abstandselement handeln. Die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 kann aber, wie im Folgenden näher ausgeführt wird, auch anders ausgebildet sein.
Insbesondere ist der mindestens einen Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 zumindest ein Stapel mit mindestens einem Abstandselement, vorzugsweise mit mehreren Abstandselementen, zur Einstellung der Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander zugeordnet. Insbesondere ist dabei das mindestens eine Abstandselement ausgewählt aus einer Gruppe
bestehend aus mehreren zumindest teilweise verschieden dimensionierten
Abstandselementen.
Optional weist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 mindestens ein keilförmiges Abstandselement auf, welches relativ zu dem ersten Kühlelement 5 und/oder dem zweiten Kühlelement 9 verlagerbar ist. Eine solche Ausgestaltung ist in den Figuren 8 und 9 dargestellt.
Optional weist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 ein oval ausgebildetes Abstandselement auf, wobei die Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander durch Drehen des oval ausgebildeten Abstandselements einstellbar ist. Eine solche Ausgestaltung ist in den Figuren 10 und 11 dargestellt.
Optional ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 zumindest teilweise plastisch verformbar ausgebildet. Optional sind/ist das erste Kühlelement 5 in einem der ersten Anlagefläche 19, 19.1 ,
19.2 gegenüberliegenden Bereich und/oder das zweite Kühlelement 9 in einem der zweiten Anlagefläche 21 , 21.1 , 21.2 gegenüberliegenden Bereich plastisch
verformbar ausgebildet.
Optional ist die mittels der mindestens einen Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 ,
13.2 eingestellte Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander nach einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung 1 fest eingestellt.
Optional ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2
eingerichtet, um zwischen dem ersten Kühlelement 5 und dem zweiten Kühlelement 9 elektrisch zu isolieren. Weiterhin ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 optional eingerichtet, um über das erste Kühlelement 5 und/oder das zweite Kühlelement 9 übertragene Druckkräfte aufzunehmen und/oder zu
übertragen.
Optional ist die Diodenlasereinrichtung 3 in dem ersten Vorderbereich 23 der ersten Außenfläche 7 an einer - bezüglich der Laserabstrahlrichtung P - vorderen Kante der ersten Außenfläche 7 an dieser und in dem ersten Vorderbereich 25 der zweiten Außenfläche 11 an einer - bezüglich der Laserabstrahlrichtung P - vorderen Kante der zweiten Außenfläche 11 an dieser angeordnet.
Optional ist die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 in dem dem ersten Vorderbereich 23 entgegengesetzt liegenden ersten Hinterbereich 27 der ersten Außenfläche 7, insbesondere - wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt - an einer - bezüglich der Laserabstrahlrichtung P - hinteren Kante der ersten
Außenfläche 7, an dieser angeordnet. Optional ist die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 in dem dem zweiten Vorderbereich 25 entgegengesetzt liegenden zweiten Hinterbereich 29 der zweiten Außenfläche 11 , insbesondere - wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt - an einer - bezüglich der Laserabstrahlrichtung P - hinteren Kante der zweiten Außenfläche 11 , an dieser angeordnet. Optional ist bei einer Diodenlaseranordnung 1 mit zwei Beabstandungseinrichtungen 13.1 , 13.2 - gemäß der Figuren 1 bis 3 und 6 bis 11 - die erste
Beabstandungseinrichtung 13.1 jeweils in einem ersten Eckbereich des ersten Hinterbereichs 27 und des zweiten Hinterbereichs 29 angeordnet, wobei die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2 jeweils in einem dem ersten Eckbereich
entgegengesetzt liegenden zweiten Eckbereich des ersten Hinterbereichs 27 und des zweiten Hinterbereichs 29 angeordnet ist.
In Figur 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 in einer Schrägansicht explosionsartig schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das erste Kühlelement 5 weist in dem ersten Vorderbereich 23 der ersten Außenfläche 7 ein vorderes
Zwischenelement 31 der bereits angesprochenen Art auf. Auf dem vorderen
Zwischenelement 31 ist auf der Oberseite die Diodenlasereinrichtung 3,
insbesondere der Diodenlaserbarren 4, angeordnet. Das vordere Zwischenelement 31 ist auf der Unterseite an dem übrigen Teil 35 des ersten Kühlelements 5 angeordnet.
Das erste Kühlelement 5 weist in dem ersten Hinterbereich 27 der ersten
Außenfläche 7 ein hinteres Zwischenelement 33 auf. Das hintere Zwischenelement 33 ist hier gleich ausgebildet wie das vordere Zwischenelement 31. Insbesondere ist das hintere Zwischenelement 33 bezüglich seiner Abmessungen gleich ausgebildet wie das vordere Zwischenelement 31. Die erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2 sind jeweils auf dem hinteren
Zwischenelement 33 - aus Sicht des Betrachters - auf einer Oberseite angeordnet. Das hintere Zwischenelement 33 ist - aus Sicht des Betrachters - auf einer
Unterseite an dem übrigen Teil 35 des ersten Kühlelements 5 angeordnet.
Bei dem vorderen Zwischenelement 31 und dem hinteren Zwischenelement 33 handelt es sich gemäß Figur 6 um separate, insbesondere bezüglich des übrigen Teils 35 geometrisch abgrenzbare Bauteile, die jeweils fest an dem übrigen Teil 35 des ersten Kühlelements 5 angeordnet sind. Die beiden Zwischenelemente 31 , 33 können aber alternativ auch einstückig mit dem übrigen Teil 35 ausgebildet sein. Optional kann das zweite Kühlelement 9 ein oder mehrere Zwischenelemente der angesprochenen Art aufweisen, was in den Figuren allerdings nicht dargestellt ist. Insbesondere ist es möglich, dass die Diodenlasereinrichtung 3 zwischen einem ersten vorderen Zwischenelement 31 und einem zweiten vorderen Zwischenelement angeordnet ist, und/oder die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13 zwischen einem ersten hinteren Zwischenelement 33 und einem zweiten hinteren Zwischenelement angeordnet ist.
In Figur 7 ist das dritte Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 gemäß Figur 6 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
In Figur 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 in einer Schrägansicht explosionsartig schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das erste Kühlelement 5 weist hier ein vorderes Zwischenelement 31 der angesprochenen Art auf. Ein hinteres
Zwischenelement 33 ist hier jedoch nicht vorgesehen.
Die Diodenlaseranordnung 1 weist hier zwei Beabstandungseinrichtungen 13, nämlich eine erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und eine zweite
Beabstandungseinrichtung 13.2, auf. Die erste Beabstandungseinrichtung 13.1 und die zweite Beabstandungseinrichtung 13.2 weisen jeweils ein erstes keilförmiges Abstandselement 39.1 , 39.2 und ein zweites keilförmiges Abstandselement 41.1 ,
41.2 auf. Zumindest eines, insbesondere zwei der keilförmigen Abstandselemente 39.1 , 39.2, 41.1 , 41.2, vorzugsweise die ersten keilförmigen Abstandselemente 39.1 ,
39.2 oder die zweiten keilförmigen Abstandselemente 41.1 , 41.2 ist/sind relativ zu dem ersten Kühlelement 5 und/oder dem zweiten Kühlelement 9 bei einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung 1 zur Einstellung der Lage des ersten
Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander verlagerbar. Insbesondere sind/ist dabei die ersten keilförmigen Abstandselemente 39.1 , 39.2 und/oder die zweiten keilförmigen Abstandselemente 41.1 , 41.2 in Richtung der Diodenlasereinrichtung 3 oder in entgegengesetzter Richtung, insbesondere entlang der Laserabstrahlrichtung P, verlagerbar.
Die ersten keilförmigen Abstandselemente 39.1 , 39.2 weisen jeweils eine erste Anlagefläche 19.1 , 19.2 nach Art der bereits angesprochenen ersten Anlagefläche 19 auf. Die zweiten keilförmigen Abstandselemente 41.1 , 41.2 weisen jeweils eine zweite Anlagefläche 21.1 , 21.2 nach Art der bereits angesprochenen zweiten
Anlagefläche 21 auf.
Das erste keilförmige Abstandselement 39.1 , 39.2 und das zweite keilförmige
Abstandselement 41.1 , 41.2 liegen hier jeweils spiegelsymmetrisch übereinander. Werden das erste keilförmige Abstandselement 39.1 , 39.2 und/oder das zweite keilförmige Abstandselement 41.1 , 41.2 jeweils bei einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung 1 in einander entgegengesetzter Richtung relativ zueinander verlagert, insbesondere übereinander geschoben, sodass das erste Kühlelement 5 und das zweite Kühlelement 9 auseinander gedrückt werden, wird ein Abstand zwischen der ersten Außenfläche 7 in dem ersten Hinterbereich 27 und der zweiten Außenfläche 11 in dem zweiten Hinterbereich 29 vergrößert. Durch Verlagerung in umgekehrter Richtung wird in analoger Weise ein Abstand zwischen der ersten Außenfläche 7 in dem ersten Hinterbereich 27 und der zweiten Außenfläche 11 in dem zweiten Hinterbereich 29 verringert. Durch eine solche Einstellung des
Abstands zwischen der ersten Außenfläche 7 in dem ersten Hinterbereich 27 und der zweiten Außenfläche 11 in dem zweiten Hinterbereich 29 ist die Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander bei einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung 1 einstellbar. Mittels der zwei
Beabstandungseinrichtungen 13.1 , 13.2 kann ein solcher Abstand zwischen den beiden Außenflächen 7, 11 jeweils in zwei verschiedenen Bereichen eingestellt werden.
Alternativ können die keilförmigen Abstandselemente 39.1 , 39.2, 41.1 , 41.2 auch eine andere Form aufweisen, welche zur Einstellung einer Lage des ersten
Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander gemäß der beschriebenen Art geeignet ist. Insbesondere nach einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung 1 sind die ersten keilförmigen Abstandselemente 39.1 » 39.2 und die zweiten keilförmigen Abstandselemente 41.1 , 41.2 jeweils in einer Relativposition, bei der die Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander bestimmungsgemäß eingestellt ist, miteinander fest verbunden. Alternativ oder zusätzlich sind/ist insbesondere nach einer initialen Montage der
Diodenlaseranordnung 1 bei bestimmungsgemäß eingestellter Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander das erste keilförmige Abstandselement 39.1 und/oder das zweite keilförmige Abstandselement 41.1 und/oder das erste keilförmige Abstandselement 39,2 und/oder das zweite keilförmige Abstandselement 41.2 fest mit dem ersten Kühlelement 5 und/oder mit dem zweiten Kühlelement 9 verbunden.
Optional weist die Diodenlaseranordnung 1 genau eine Beabstandungseinrichtung 13 oder mehr als zwei Beabstandungseinrichtungen 13 auf, welche analog zu der ersten Beabstandungseinrichtung 13.1 und/oder zu der zweiten
Beabstandungseinrichtung 13.2 ausgebildet ist/sind. Derartige Ausgestaltungen sind in den Figuren jedoch nicht dargestellt.
Optional weist die Diodenlaseranordnung 1 mindestens eine
Beabstandungseinrichtung 13 auf, welche genau ein keilförmiges Abstandselement aufweist, welches bei einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung 1 relativ zu dem ersten Kühlelement 5 und/oder dem zweiten Kühlelement 9 verlagerbar ist. Insbesondere ist dieses keilförmige Abstandselement dabei zwischen die erste Außenfläche 7 in dem ersten Hinterbereich 27 und die zweite Außenfläche 11 in dem zweiten Hinterbereich 29 schiebbar. Insbesondere in Abhängigkeit davon, wie weit das keilförmige Abstandselement zwischen die erste Außenfläche 7 und die zweite Außenfläche 11 geschoben wird und dadurch das erste Kühlelement 5 und das zweite Kühlelement 9 auseinander gedrückt werden, wird ein Abstand zwischen der ersten Außenfläche 7 und der zweiten Außenfläche 11 , insbesondere eine Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander, eingestellt. Insbesondere ist dieses keilförmige Abstandselement in einer Position, in welcher die Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander bestimmungsgemäß eingestellt ist, mit dem ersten Kühlelement 5 und/oder dem zweiten Kühlelement 9 fest verbunden. Eine derartige Ausgestaltung ist in den Figuren jedoch nicht dargestellt.
In Figur 9 ist das vierte Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 gemäß Figur 8 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
In Figur 10 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 in einer Schrägansicht explosionsartig schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Diodenlaseranordnung 1 weist zwei Beabstandungseinrichtungen 13.1 , 13.2 auf, welche jeweils ein - im Querschnitt gesehen - oval ausgebildetes Abstandselement 43.1 , 43.2 aufweisen. Die oval ausgebildeten Abstandselemente sind jeweils im Wesentlichen stabförmig
ausgebildet.
Das oval ausgebildete Abstandseiement 43.1 der ersten Beabstandungseinrichtung
13.1 liegt mit einer ersten Anlagefläche 19.1 an der ersten Außenfläche 7 in dem ersten Hinterbereich 27 an. Ebenso liegt das oval ausgebildete Abstandseiement
43.1 mit einer zweiten Anlagefläche 21.1 an der zweiten Außenfläche 11 in dem zweiten Hinterbereich 29 an. Dabei sind die erste Anlagefläche 19.1
beziehungsweise die zweite Anlagefläche 21.1 in Abhängigkeit eines Drehwinkels des oval ausgebildeten Abstandselements 43.1 um eine Drehachse A, welche hier parallel zu der Längsachse L verläuft, jeweils in einem Bereich auf einer Mantelfläche des oval ausgebildeten Abstandselements 43.1 angeordnet ist. Die erste
Anlagefläche 19.2 und die zweite Anlagefläche 21.2 des oval ausgebildeten
Abstandselements 43.2 der zweiten Beabstandungseinrichtung 13.2 sind analog zu der ersten Beabstandungseinrichtung 13.1 ausgestaltet beziehungsweise
angeordnet. Eine Drehachse A des oval ausgebildeten Abstandselements 43.2 ist hier gleich der Drehachse A des oval ausgebildeten Abstandselements 43.1. Die Drehachsen A der oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 , 43.2 können jedoch auch anders ausgerichtet sein, beispielsweise senkrecht zu der Längsachse L. Die Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander ist durch Drehen der oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 und 43.2 einstellbar, wobei die oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 und 43.2 hier jeweils separat, insbesondere unabhängig voneinander, einstellbar sind. Alternativ können die beiden oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 und 43.2 auch synchron einstellbar sein. Je nach jeweiligem Drehwinkel der oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 , 43.2 bezüglich der Drehachse A ist ein jeweiliger Abstand zwischen dem ersten Kühlelement 5 und dem zweiten Kühlelement 9 im Bereich der oval ausgebiideten Abstandselemente 43.1 , 43.2 eingestellt.
Die oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 und 43.2 ragen bei diesem
Ausführungsbeispiel seitlich jeweils über die erste Außenfläche 7 beziehungsweise die zweite Außenfläche 11 hinaus und bilden dort jeweils einen Fortsatz 45. Über den Fortsatz 45 kann auf einfache Weise eine Verdrehung der oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 , 43.2 insbesondere mittels einer geeigneten Vorrichtung durchgeführt werden.
Nach einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung 1 ist eine Drehwinkeilage der oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 , 43.2 bezüglich der Drehachse A relativ zu dem ersten Kühlelement 5 und/oder dem zweiten Kühlelement 9, bei welcher die Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander bestimmungsgemäß eingestellt ist, jeweils fixiert. Insbesondere sind die oval ausgebildeten Abstandselemente 43.1 , 43.2 dann jeweils fest mit dem ersten Kühlelement 5 und/oder dem zweiten Kühlelement 9 verbunden. Insbesondere ist somit eine bestimmungsgemäß eingestellte Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander nach einer initialen Montage der
Diodenlaseranordnung 1 fest eingestellt.
Alternativ ist vorgesehen - in den Figuren 10, 11 jedoch nicht dargestellt - dass die Diodenlaseranordnung 1 genau eine Beabstandungseinrichtung 13 aufweist, welche ein - im Querschnitt gesehen - oval ausgebildetes Abstandselement 43.1 , 43.2 der angesprochenen Art aufweist. Dieses kann sich beispielsweise entlang der
Drehachse A erstrecken. Alternativ kann das oval ausgebildete Abstandselement 43.1 , 43.2 - analog zu der Beabstandungseinrichtung 13 gemäß der Figuren 4 und 5 - mittig angeordnet sein, wobei eine entsprechende Drehachse beispielsweise senkrecht zu der Längsachse L ausgerichtet ist.
Alternativ kann ein Abstandselement 43.1 , 43.2 der angesprochenen Art auch einen von einem ovalen Querschnitt verschiedenen Querschnitt aufweisen, der geeignet ist, eine Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9
einzustellen.
In Figur 11 ist das fünfte Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 gemäß Figur 10 in einer Schrägansicht schematisch dargestellt. Gleiche und
funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Montage einer Diodenlaseranordnung 1 , insbesondere einer Diodenlaseranordnung 1 nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, beschrieben. Dabei werden eine Diodenlasereinrichtung 3 und mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13. 13.1 , 13.2 voneinander beabstandet jeweils zwischen einem zum Kühlen der Diodenlasereinrichtung 3 eingerichteten ersten Kühlelement 5 und einem zum Kühlen der Diodenlasereinrichtung 3 eingerichteten zweiten Kühlelement 9 angeordnet. Die Diodenlasereinrichtung 3 und die mindestens eine Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 werden jeweils an einer ersten Außenfläche 7 des ersten Kühlelements 5 und an einer zweiten
Außenfläche 11 des zweiten Kühlelements 9 angeordnet. Die Diodenlasereinrichtung 3 wird mit einer ersten Diodengrundfläche 15 in einem ersten Vorderbereich 23 der ersten Außenfläche 7 an dieser und/oder mit einer zweiten Diodengrundfläche 17 in einem zweiten Vorderbereich 25 der zweiten Außenfläche 11 an dieser angeordnet. Mittels der mindestens einen Beabstandungseinrichtung 13, 13.1 , 13.2 wird eine Lage des ersten Kühlelements 5 und des zweiten Kühlelements 9 relativ zueinander derart eingestellt, dass die erste Außenfläche 7 in dem ersten Vorderbereich 23 parallel zu der ersten Diodengrundfläche 15 angeordnet wird, und/oder dass die zweite Außenfläche 11 in dem zweiten Vorderbereich 25 parallel zu der zweiten Diodengrundfläche 17 angeordnet wird. Insgesamt zeigt sich, dass mittels der Diodenlaseranord nung 1 und des Verfahrens zur Montage einer Diodenlaseranordnung 1 eine erhöhte Abfuhr von Wärme von der Diodenlasereinrichtung 3 sicher realisiert werden kann, wodurch die
Ausgangsleistung der Diodenlasereinrichtung 3 signifikant erhöht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Diodenlaseranordnung (1), mit
- einer Diodenlasereinrichtung (3),
- einem ersten Kühlelement (5), welches eine erste Außenfläche (7)
aufweist,
- einem zweiten Kühlelement (9), welches eine zweite Außenfläche (11 ) aufweist, und
- mindestens einer Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2), wobei
- die Diodenlasereinrichtung (3) und die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) voneinander beabstandet jeweils zwischen dem ersten Kühlelement (5) und dem zweiten Kühlelement (9) angeordnet sind, wobei
- die Diodenlasereinrichtung (3) und die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) jeweils an der ersten Außenfläche (7) und an der zweiten Außenfläche (11 ) angeordnet sind, wobei
- das erste Kühlelement (5) und das zweite Kühlelement (9) jeweils
eingerichtet sind, um die Diodenlasereinrichtung (3) zu kühlen, wobei
- die Diodenlasereinrichtung (3) eine erste Diodengrundfläche (15) und eine zweite Diodengrundfläche (17) aufweist, wobei
- die Diodenlasereinrichtung (3) mit der ersten Diodengrundfläche (15) in einem ersten Vorderbereich (23) der ersten Außenfläche (7) an dieser und/oder mit der zweiten Diodengrundfläche (17) in einem zweiten Vorderbereich (25) der zweiten Außenfläche (11) an dieser angeordnet ist, und wobei
- die mindestens eine Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) eingerichtet ist, um eine Lage des ersten Kühlelements (5) und des zweiten Kühlelements (9) relativ zueinander derart einzustellen, dass die erste Außenfläche (7) in dem ersten Vorderbereich (23) parallel zu der ersten Diodengrundfläche (15) angeordnet ist, und/oder dass die zweite Außenfläche (11) in dem zweiten Vorderbereich (25) parallel zu der zweiten Diodengrundfläche (17) angeordnet ist.
2. Diodenlaseranordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenfläche (7) und die zweite Außenfläche (11 ), zumindest bereichsweise, parallel zueinander angeordnet sind.
3. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung
(13.13.1.13.2) eine erste Anlagefläche (19,19.1 ,19.2), welche an der ersten Außenfläche (7) angeordnet ist, und eine zweite Anlagefläche (21 ,21.1 ,21.2), welche an der zweiten Außenfläche (11 ) angeordnet ist, aufweist, wobei die erste Anlagefläche (19,19.1 ,19.2) und/oder die zweite Anlagefläche (21 ,21.1 ,21.2) jeweils kleiner sind/ist als die erste Diodengrundfläche (15) und/oder die zweite Diodengrundfläche (17), und wobei vorzugsweise die erste Anlagefläche
(19.19.1.19.2) und/oder die zweite Anlagefläche (21 ,21.1 ,21.2) jeweils kleiner sind/ist als die 1/10-fache erste Diodengrundfläche (15) und/oder die 1/10-fache zweite Diodengrundfläche (17).
4. Diodenlaseranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anlagefläche (19,19.1 ,19.2) und/oder die zweite Anlagefläche (21 ,21.1 ,21.2) jeweils größer sind/ist als die 1/300-fache erste Diodengrundfläche (15) und/oder die 1/300-fache zweite Diodengrundfläche (17).
5. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Beabstandungseinrichtung
(13.13.1.13.2) ein Stapel mit mindestens einem Abstandselement zur Einstellung der Lage des ersten Kühlelements (5) und des zweiten Kühlelements (9) relativ zueinander zugeordnet ist, wobei das mindestens eine Abstandselement ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus mehreren zumindest teilweise verschieden dimensionierten Abstandselementen.
6. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung
(13,13.1 ,13.2) mindestens ein keilförmiges Abstandselement aufweist, welches relativ zu dem ersten Kühlelement (5) und/oder dem zweiten Kühlelement (9) verlagerbar ist.
7. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung
(13,13.1 ,13.2) ein oval ausgebildetes Abstandselement aufweist, wobei die Lage des ersten Kühlelements (5) und des zweiten Kühlelements (9) relativ zueinander durch Drehen des oval ausgebildeten Abstandselements einstellbar ist.
8. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung
(13,13.1 ,13.2) zumindest teilweise plastisch verformbar ausgebiidet ist.
9. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kühlelement (5) in einem der ersten
Anlagefläche (19,19.1 ,19.2) gegenüberliegenden Bereich und/oder das zweite Kühlelement (9) in einem der zweiten Anlagefläche (21 ,21.1 ,21.2)
gegenüberliegenden Bereich plastisch verformbar ausgebildet sind/ist.
10. Diodenlaseranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der mindestens einen
Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) eingestellte Lage des ersten
Kühlelements (5) und des zweiten Kühlelements (9) relativ zueinander nach einer initialen Montage der Diodenlaseranordnung (1 ) fest eingestellt ist.
11. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung
(13,13.1 ,13.2) eingerichtet ist, um zwischen dem ersten Kühlelement (5) und dem zweiten Kühlelement (9) elektrisch zu isolieren, und/oder um über das erste Kühlelement (5) und/oder das zweite Kühlelement (9) übertragene Druckkräfte aufzunehmen und/oder zu übertragen.
12. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) in einem dem ersten Vorderbereich (23) entgegengesetzt liegenden ersten Hinterbereich (27) der ersten Außenfläche (7) an dieser und in einem dem zweiten Vorderbereich (25) entgegengesetzt liegenden zweiten Hinterbereich (29) der zweiten Außenfläche (11) an dieser angeordnet ist.
13. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodenlaseranordnung (1 ) genau eine
Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) aufweist, wobei die genau eine
Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) bezüglich der Diodenlasereinrichtung (3) mittig und/oder auf einer Symmetrieachse der Diodenlasereinrichtung (3) angeordnet ist.
14. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodenlaseranordnung (1) zwei
Beabstandungseinrichtungen (13,13.1 ,13.2) aufweist, welche voneinander beabstandet angeordnet sind.
15. Verfahren zur Montage einer Diodenlaseranordnung (1 ), insbesondere einer
Diodenlaseranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei
- eine Diodenlasereinrichtung (3) und mindestens eine
Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) voneinander beabstandet jeweils zwischen einem zum Kühlen der Diodenlasereinrichtung (3) eingerichteten ersten Kühlelement (5) und einem zum Kühlen der Diodenlasereinrichtung (3) eingerichteten zweiten Kühlelement (9) angeordnet werden, wobei
- die Diodenlasereinrichtung (3) und die mindestens eine
Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) jeweils an einer ersten Außenfläche (7) des ersten Kühlelements (5) und an einer zweiten Außenfläche (11 ) des zweiten Kühlelements (9) angeordnet werden, wobei
- die Diodenlasereinrichtung (3) mit einer ersten Diodengrundfläche (15) in einem ersten Vorderbereich (23) der ersten Außenfläche (7) an dieser und/oder mit einer zweiten Diodengrundfläche (17) in einem zweiten Vorderbereich (25) der zweiten Außenfläche (11 ) an dieser angeordnet wird, und wobei
- mittels der mindestens einen Beabstandungseinrichtung (13,13.1 ,13.2) eine Lage des ersten Kühlelements (5) und des zweiten Kühlelements (9) relativ zueinander derart eingestellt wird, dass die erste Außenfläche (7) in dem ersten Vorderbereich (23) parallel zu der ersten Diodengrundfläche (15) angeordnet wird, und/oder dass die zweite Außenfläche (11) in dem zweiten Vorderbereich (25) parallel zu der zweiten Diodengrundfläche (17) angeordnet wird.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240283214A1 (en) * 2023-02-22 2024-08-22 Trumpf Photonics, Inc. High accuracy qcw pitch stack using sinter joints

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5913108A (en) * 1998-04-30 1999-06-15 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode packaging
US6352873B1 (en) * 1997-10-14 2002-03-05 Decade Products, Inc. Method for modular laser diode assembly
US20080095204A1 (en) * 2004-08-12 2008-04-24 Hirofumi Miyajima Laser Device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393393A (en) * 1979-08-13 1983-07-12 Mcdonnell Douglas Corporation Laser diode with double sided heat sink
US7492595B2 (en) * 2005-03-31 2009-02-17 Tecnisco Limited Semiconductor cooling device and stack of semiconductor cooling devices
DE102008026801B4 (de) 2008-06-02 2012-05-31 Jenoptik Laser Gmbh Wärmeübertragungsvorrichtung zur doppelseitigen Kühlung eines Halbleiterbauelementes und Verfahren zu seiner Montage
DE102015002176A1 (de) 2015-02-24 2016-08-25 Jenoptik Laser Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers und Diodenlaser
JP6558259B2 (ja) * 2016-02-03 2019-08-14 ウシオ電機株式会社 半導体レーザ装置およびその製造方法
CN206422383U (zh) * 2016-12-29 2017-08-18 西安炬光科技股份有限公司 一种无焊安装的半导体激光器叠阵
DE102018210142A1 (de) * 2018-06-21 2019-12-24 Trumpf Photonics, Inc. Diodenlaseranordnung und Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6352873B1 (en) * 1997-10-14 2002-03-05 Decade Products, Inc. Method for modular laser diode assembly
US5913108A (en) * 1998-04-30 1999-06-15 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode packaging
US20080095204A1 (en) * 2004-08-12 2008-04-24 Hirofumi Miyajima Laser Device

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