激光器件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據專利權利要求1的激光器件以及一種根據專利權利要求17的用于制造激光器件的方法。
【背景技術】
[0002]該專利申請要求德國專利申請10 2013 224 420.7和10 2013 208 670.9的優先權，所述德國專利申請的公開內容就此通過弓I用并入本文。
[0003]在制造激光器件時已知的是，將激光芯片布置在殼體中，其中在每個殼體中布置恰好一個芯片。為了實現較高的光功率需要組合多個這樣的殼體，由此提高安裝花費。可實現的功率密度在此受殼體大小限制、對于一些技術應用、例如投影應用，這樣可實現的功率密度是不足夠的。已知通過使用壓縮光學系統進一步提高可實現的光功率密度。然而，在此總系統的復雜度、成本和空間尺寸進一步上升。
【發明內容】
[0004]本發明的任務在于，提供一種激光器件。該任務通過具有權利要求1的特征的激光器件來解決。本發明的另一任務在于，說明一種用于制造激光器件的方法。該任務通過具有權利要求17的特征的方法來解決。在從屬權利要求中說明不同的改進方案。
[0005]激光器件具有殼體，在該殼體中布置有第一載體塊。在第一載體塊的縱向側上布置有具有輻射方向的第一激光芯片。第一激光芯片與由第一載體塊來布置的第一接觸區域和在第一載體塊處布置的第二接觸區域導電連接。在第一接觸區域和殼體的第一接觸銷之間以及在第二接觸區域與殼體的第二接觸銷之間存在各一個導電連接。有利地，在該激光器件中在第一激光芯片中產生的廢熱能夠通過第一載體塊被排出。由此可以避免過量的加熱和第一激光芯片的由此決定的壽命縮短或毀壞。也可以避免由于激光器件在提高的溫度的情況下的熱泛濫所致的最大總功率的減小。
[0006]在激光器件的一種實施方式中，第一激光芯片的輻射方向平行于第一載體塊的縱向側并且垂直于第一載體塊的縱向方向地定向。有利地，由此得出緊湊的布置。
[0007]在激光器件的一種實施方式中，第一載體塊被布置在殼體的底面處。在此，第一激光芯片的福射方向垂直于底面地定向。有利地，通過與殼體的底面垂直的福射方向，在該激光器件中忽略偏轉光學系統的必要性。由此，在該激光器件中隨后的初級光學系統可以更靠近第一激光芯片的激光小平面來定位，由此得出緊湊的空間尺寸。
[0008]在激光器件的一種實施方式中，在第一載體塊的縱向側上布置有第一熱沉。在此，第一激光芯片布置在第一熱沉上。有利地，第一熱沉可以將激光芯片相對于第一載體塊電絕緣。在第一激光芯片中產生的廢熱可以通過第一熱沉和第一載體塊被排出。
[0009]在激光器件的一種實施方式中，在第一載體塊的縱向側上布置有第二熱沉。在第二熱沉上布置有第二激光芯片。第二激光芯片的輻射方向平行于第一激光芯片的輻射方向來定向。第一激光芯片和第二激光芯片在第一接觸區域和第二接觸區域之間電串聯。由于存在第二激光芯片，相對于具有僅僅一個激光芯片的激光器件有利地提高激光器件的光功率密度。第一激光芯片和第二激光芯片可以有利地比在兩個布置在分開的殼體中的激光芯片的情況更靠近地一起布置。由此能夠實現更高的功率密度，而無需復雜的壓縮光學系統。在第一激光芯片和第二激光芯片中形成的廢熱可以有利地通過熱沉和載體塊有效地被散發，由此可以以高的輸出功率運行激光芯片，而不導致激光芯片的壽命縮短或毀壞。
[0010]在激光器件的一種實施方式中，在殼體中布置有第二載體塊，在該第二載體塊上布置有至少一個具有另外的激光芯片的熱沉。布置第二載體塊，使得另外的激光芯片的輻射方向平行于第一激光芯片的輻射方向地定向。在布置在第二激光塊處的第三接觸區域和殼體的第三接觸銷之間以及在布置在第二載體塊處的第四接觸區域和殼體的第四接觸銷之間存在各一個導電連接。有利地，在該激光器件中可以通過另外的激光芯片實現比在具有僅僅一個激光芯片的激光器件中的情況更高的功率。第一激光芯片和另外的激光芯片在此可以比使用在分開的殼體中的激光芯片以更大的空間鄰近來布置。由此可以有利地實現高的光功率密度，而為此無需復雜的壓縮光學系統。第一激光芯片和另外的激光芯片在該激光器件中電并聯并且可以通過殼體的第四接觸銷分開地控制。由此，該激光器件具有有利的尚的靈活性。
[0011]在激光器件的一種實施方式中，第一熱沉被構造為陶瓷薄板。第一熱沉也可以被稱為底座。通過構造為陶瓷薄板，第一熱沉能夠成本適宜地獲得、簡單地加工并且能夠實現在第一激光芯片中產生的廢熱的有效排出。
[0012]在激光器件的一種實施方式中，殼體利用與第一激光芯片的輻射方向垂直定向的玻璃窗來封閉。在此，殼體可以通過玻璃窗密封地封閉。有利地，因此可以防止布置在殼體內的第一激光芯片的加速老化和毀壞。
[0013]在激光器件的一種實施方式中，第一載體塊被構造為銅長方六面體。于是第一載體塊有利地具有高的導熱性，由此載體塊能夠實現在第一激光芯片中產生的廢熱的有效排出。
[0014]在激光器件的一種實施方式中，第一接觸區域被構造為具有至少部分地金屬化的表面的長方六面體。于是從和至第一接觸區域的導電連接可以有利地布置在長方六面體的兩個彼此垂直定向的表面上，這能夠實現激光器件的簡單、可靠并且成本適宜的制造。
[0015]在激光器件的一種實施方式中，第一接觸區域被構造為銷。銷的縱向末端被布置在第一載體塊的開口中。該銷相對于第一載體塊電絕緣。有利地，銷可以以簡單并且成本適宜的方式被布置在載體塊的開口中。銷在第一載體塊的開口中的布置有利地是機械魯棒的。
[0016]在激光器件的一種實施方式中，第一載體塊的開口被構造為通孔或不貫穿孔。有利地，開口可以以簡單并且成本適宜的方式通過鉆孔施加在第一載體塊中。開口作為通孔的構造提供以下優點，在將銷布置在開口中時排除開口中的氣體雜質。開口作為不貫穿孔的構造提供以下優點，排除銷在第一載體塊的背后側上的超出的風險。
[0017]在激光器件的一種實施方式中，第一載體塊的開口被構造為分級的通孔。有利地，開口作為分級的通孔的構造不僅防止不期望的氣體雜質而且防止布置在開口中的銷在第一載體塊的背面上的不期望的超出。
[0018]在激光器件的一種實施方式中，銷通過玻璃相對于第一載體塊電絕緣。有利地，由此可以成本適宜地制造銷和第一載體塊之間的絕緣。銷的通過玻璃形成的相對于第一載體塊的絕緣此外有利地是可靠的電絕緣。特別的優點在于，第一載體塊、玻璃和銷可以在沒有有機化合物的情況下來構造并且由此適合于布置在密封封閉的殼體中。
[0019]在激光器件的一種實施方式中，銷的縱向末端布置在套筒中。在此，銷相對于套筒電絕緣。套筒焊接在第一載體塊的開口中。有利地，該布置能夠實現由于熱的長度變化引起的拉緊的減小。特別是該布置能夠實現，減小作用到用于將銷相對于第一載體塊絕緣的絕緣材料上的機械壓力。
[0020]在激光器件的一種實施方式中，在殼體中布置有四個具有各六個激光芯片的載體塊。于是激光器件有利地具有特別高的光功率密度。通過具有各六個激光芯片的四個彼此并聯的載體塊，激光器件可以有利地以高的靈活性來控制。
[0021]用于制造激光器件的方法包括以下步驟:將具有輻射方向的第一激光芯片布置在第一載體塊的縱向側上，建立布置在第一載體塊處的第一接觸區域、第一激光芯片與布置在第一載體塊處的第二接觸區域之間的導電連接，將第一載體塊布置在殼體中，以及在第一接觸區域和殼體的第一接觸銷之間以及在第二接觸區域和殼體的第二接觸銷之間建立各一個導電連接。有利地，在按照該方法獲得的激光器件中在第一激光芯片中產生的廢熱可以通過第一載體塊有效地散發，由此可以防止第一激光芯片的熱的壽命縮短或毀壞。有利地，第一激光芯片的功能能力可以在按照該方法制造激光器件期間在執行該方法期間的多個加工階段中被控制，由此能夠提高制造方法的產出并且減少用于執行該方法的成本。第一激光芯片的功能控制可以在建立布置在第一載體塊處的第一接觸區域、第一激光芯片與布置在第一載體塊處的第二接觸區域之間的導電連接之后，并且在建立第一接觸區域和殼體的第一接觸銷之間以及在第二接觸區域和殼體的第二接觸銷之間的導電連接之后進行。
[0022]在方法的一種實施方式中，第一激光芯片在第一載體塊的縱向側上的布置包括將第一激光芯片布置在第一熱沉上并且將第一熱沉布置在第一載體塊的縱向側上的步驟。有利地，在按照該方法獲得的激光器件中在第一激光芯片中產生的廢熱可以通過第一熱沉和第一載體塊有效地散發。有利地，在該方法中在將第一激光芯片布置在第一熱沉上之后可以進行第一激光芯片的另外的功能控制。
[0023]在方法的一種實施方式中，在將第一熱沉布置在第一載體塊的縱向側上之后執行另外的用于將具有第二激光芯片的第二熱沉布置在第一載體塊的縱向側上的步驟。在此，布置第二熱沉，使得第二激光芯片的輻射方向平行于第一激光芯片的輻射方向。此外，第一激光芯片和第二激光芯片在第一接觸區域和第二接觸區域之間電串聯。有利地，該方法由此能夠實現以下激光器件的制造，該激光器件比具有僅僅一個激光芯片的激光器件具有更高的光功率密度。
[0024]在方法的一種實施方式中，在將第一載體塊布置在殼體中之后執行另外的用于將第二載體塊布置在殼體中的步驟，在該第二載體塊上布置有至少一個另外的具有另外的激光芯片的熱沉。在此，布置第二載體塊，使得另外的激光芯片的輻射方向平行于第一激光芯片的輻射方向。此外，在方法的該實施方式中執行另外的用于在布置在第二載體塊處的第三接觸區域和殼體的第三接觸銷之間以及在布置在第二載體塊處的第四接觸區域和殼體的第四接觸銷之間建立各一個導電連接的步驟。有利地，該方法也因此能夠實現以下激光器件的制造，該激光器件比具有僅僅一個激光芯片的激光器件具有更高的光功率密度。通過第一激光芯片和另外的激光芯片的并聯，按照該方法制造的激光器件的第一激光芯片和第二激光芯片可以彼此分開地控制，由此如此獲得的激光器件具有高的靈活性。
[0025]在方法的一種實施方式中，第一激光芯片被布置在第一載體塊的縱向側上，使得第一激光芯片的輻射方向平行于第一載體塊的縱向側并且垂直于第一載體塊的縱向方向來定向。有利地，該方法由此能夠實現具有緊湊尺寸的激光器件的制造。
[0026]在方法的一種實施方式中，第一載體塊被布置在殼體的底面處，使得第一激光芯片的輻射方向垂直于底面來定向。有利地，按照該方法獲得的激光器件由此具有垂直的輻射方向，而無需為此設置偏轉光學系統。這能夠實現，將可能需要的初級光學系統更靠近第一激光芯片的激光小平面來布置。由此，按照該方法獲得的激光器件總體上具有緊湊的尺寸。
[0027]在方法的一種實施方式中，