[发明专利]用于垂直布置激光二极管的、具有止挡的载体

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光辐射源，其具有一垂直叠的激光二极管元件。

背景技术

为了激发固体激光器的光，对于工业的激光器材料加工和也在医疗器械中通常采用激光二极管条形式的高功率二极管激光器，其通过堆叠可以构成待二维发射的、具有提高的辐射功率的表面。

从对所谓堆叠的众多建议出发，US 5 923 692 A描述一种高功率二极管激光器阵列，其由许多垂直堆叠的并经由导电的基层接触的激光二极管条构成。经由其中一个基层形成一向一可导热的且电绝缘的底板的热接触，该底板连接于一散热片。通过相邻的激光二极管条的各导电的基层直接相互连接，串联连接各激光二极管。

这一方面具有缺点，即可能出现热机械应力，因为各激光二极管不仅相互之间而且与底板相连接。

另一方面在各激光二极管条和导电的基层中的厚度变化导致各激光二极管条之间的间距变化。

发明内容

因此本发明的目的是，构成一种在功率上可标度的激光辐射源，使多个激光二极管元件可以不多的制造费用等距地堆叠并可以低应力地安装在一载体上。

按照本发明通过一种激光辐射源达到该目的，其包括：

一垂直叠的激光二极管元件，它们在两侧经由由导电材料构成的基层触点接通；和

至少一个多层的第一载体，其包括一第一金属层和至少一第二金属层，所述金属层通过至少一个由非金属材料构成的电绝缘层分离；其中至少一个金属层分成并排的且以一彼此间距设置的多个金属的层区域；并且相邻的激光二极管元件的各相反极的基层安装在一金属层的共同的层区域上。

按照本发明每一激光二极管元件经由p侧的和n侧的基层与导电的层区域处于电接触并从而与载体处于热接触。由于对相邻的激光二极管元件的各相反极的基层利用共同的层区域，在串联中经由载体的金属的层区域引导电流。

因此特别有利的是可以在相邻的激光二极管元件的各相反极的基层之间开放一间隙，借此可以很精确地等距定位各激光二极管元件，因为可以按简单的方式实施在各激光二极管元件和基层中的厚度公差的补偿。

由于夹层状构成的、包括激光二极管元件和基层的组件可以单个地和相互独立地安装到载体上，所以可以构成一低应力的结构。

特别适用于制造载体是DCB(直接铜粘结)技术，因为一这样制成的结构一方面确保一良好的热导率，而另一方面还通过由铜构成的表面层的足够的层厚度允许几百安培的流量。

其他的优点在于，利用本发明可以提供一具有轻的和不多的部件的激光辐射源，其没有螺钉连接和可拆卸的机械元件并且其没有气体排放。而且利用建议的方案可以实现一简单的标度。

在有利的实施形式中载体可以配备一在各非金属层之间的微型冷却器，其具有用于冷却介质的各个通道，在载体的底面中为所述冷却介质设置供给通道和排出通道。

限定垂直叠的激光二极管元件的各基层分别单独焊到一层区域上，同时在每一层区域上引导一用于供电的电接触元件。在这方面产生有利的结果的是，各层区域(在其上焊接限定垂直叠的各激光二极管元件的各基层)与在载体的对置的侧面上的各一个层区域处于电接触，在该侧面上在层区域上设置各电接触元件-例如经由一在电绝缘层中的敷镀通孔。

由各从属权利要求得出本发明的激光辐射源的其他的有利的实施形式和进一步构成。

附图说明

以下要借助示意图更详细地说明本发明。其中：

图1一本发明的激光辐射源的俯视图；

图2用于按照本发明的激光二极管叠的一载体的底侧；

图3按图1的激光辐射源的侧视图；

图4图3中的一部分X；

图5在图3中的一部分Y中，一在载体的上侧和底侧上的各层区域之间的敷镀通孔；

图6准直仪透镜在激光二极管叠的每一激光二极管条之前的定位；

图7一构成为微型冷却器的用于激光二极管叠的载体；

图8按图7的载体，包括安装的激光二极管叠；

图9本发明的激光辐射源的另一实施形式的剖面图；

图10图9的激光二极管元件的尺寸比。

具体实施方式

在图1至6所示的激光辐射源中，多个构成为激光二极管条1的激光二极管元件(例如由GaAs构成)通过由导电材料制成的各基层2、3(例如具有一与激光二极管条的材料如铜钨合金类似的热膨胀系数的基层)在p侧和n侧借助于硬焊料(例如易熔的金属合金Au80Sn20)相连接并从而触点接通，并且安装在一用于供电和用于散热的载体4上。