激光器件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据专利权利要求1的激光器件以及一种根据专利权利要求17的用于制造激光器件的方法。
【背景技术】
[0002]该专利申请要求德国专利申请10 2013 224 420.7和10 2013 208 670.9的优先权，所述德国专利申请的公开内容就此通过弓I用并入本文。
[0003]在制造激光器件时已知的是，将激光芯片布置在壳体中，其中在每个壳体中布置恰好一个芯片。为了实现较高的光功率需要组合多个这样的壳体，由此提高安装花费。可实现的功率密度在此受壳体大小限制、对于一些技术应用、例如投影应用，这样可实现的功率密度是不足够的。已知通过使用压缩光学系统进一步提高可实现的光功率密度。然而，在此总系统的复杂度、成本和空间尺寸进一步上升。
【发明内容】
[0004]本发明的任务在于，提供一种激光器件。该任务通过具有权利要求1的特征的激光器件来解决。本发明的另一任务在于，说明一种用于制造激光器件的方法。该任务通过具有权利要求17的特征的方法来解决。在从属权利要求中说明不同的改进方案。
[0005]激光器件具有壳体，在该壳体中布置有第一载体块。在第一载体块的纵向侧上布置有具有辐射方向的第一激光芯片。第一激光芯片与由第一载体块来布置的第一接触区域和在第一载体块处布置的第二接触区域导电连接。在第一接触区域和壳体的第一接触销之间以及在第二接触区域与壳体的第二接触销之间存在各一个导电连接。有利地，在该激光器件中在第一激光芯片中产生的废热能够通过第一载体块被排出。由此可以避免过量的加热和第一激光芯片的由此决定的寿命缩短或毁坏。也可以避免由于激光器件在提高的温度的情况下的热泛滥所致的最大总功率的减小。
[0006]在激光器件的一种实施方式中，第一激光芯片的辐射方向平行于第一载体块的纵向侧并且垂直于第一载体块的纵向方向地定向。有利地，由此得出紧凑的布置。
[0007]在激光器件的一种实施方式中，第一载体块被布置在壳体的底面处。在此，第一激光芯片的福射方向垂直于底面地定向。有利地，通过与壳体的底面垂直的福射方向，在该激光器件中忽略偏转光学系统的必要性。由此，在该激光器件中随后的初级光学系统可以更靠近第一激光芯片的激光小平面来定位，由此得出紧凑的空间尺寸。
[0008]在激光器件的一种实施方式中，在第一载体块的纵向侧上布置有第一热沉。在此，第一激光芯片布置在第一热沉上。有利地，第一热沉可以将激光芯片相对于第一载体块电绝缘。在第一激光芯片中产生的废热可以通过第一热沉和第一载体块被排出。
[0009]在激光器件的一种实施方式中，在第一载体块的纵向侧上布置有第二热沉。在第二热沉上布置有第二激光芯片。第二激光芯片的辐射方向平行于第一激光芯片的辐射方向来定向。第一激光芯片和第二激光芯片在第一接触区域和第二接触区域之间电串联。由于存在第二激光芯片，相对于具有仅仅一个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两个布置在分开的壳体中的激光芯片的情况更靠近地一起布置。由此能够实现更高的功率密度，而无需复杂的压缩光学系统。在第一激光芯片和第二激光芯片中形成的废热可以有利地通过热沉和载体块有效地被散发，由此可以以高的输出功率运行激光芯片，而不导致激光芯片的寿命缩短或毁坏。
[0010]在激光器件的一种实施方式中，在壳体中布置有第二载体块，在该第二载体块上布置有至少一个具有另外的激光芯片的热沉。布置第二载体块，使得另外的激光芯片的辐射方向平行于第一激光芯片的辐射方向地定向。在布置在第二激光块处的第三接触区域和壳体的第三接触销之间以及在布置在第二载体块处的第四接触区域和壳体的第四接触销之间存在各一个导电连接。有利地，在该激光器件中可以通过另外的激光芯片实现比在具有仅仅一个激光芯片的激光器件中的情况更高的功率。第一激光芯片和另外的激光芯片在此可以比使用在分开的壳体中的激光芯片以更大的空间邻近来布置。由此可以有利地实现高的光功率密度，而为此无需复杂的压缩光学系统。第一激光芯片和另外的激光芯片在该激光器件中电并联并且可以通过壳体的第四接触销分开地控制。由此，该激光器件具有有利的尚的灵活性。
[0011]在激光器件的一种实施方式中，第一热沉被构造为陶瓷薄板。第一热沉也可以被称为底座。通过构造为陶瓷薄板，第一热沉能够成本适宜地获得、简单地加工并且能够实现在第一激光芯片中产生的废热的有效排出。
[0012]在激光器件的一种实施方式中，壳体利用与第一激光芯片的辐射方向垂直定向的玻璃窗来封闭。在此，壳体可以通过玻璃窗密封地封闭。有利地，因此可以防止布置在壳体内的第一激光芯片的加速老化和毁坏。
[0013]在激光器件的一种实施方式中，第一载体块被构造为铜长方六面体。于是第一载体块有利地具有高的导热性，由此载体块能够实现在第一激光芯片中产生的废热的有效排出。
[0014]在激光器件的一种实施方式中，第一接触区域被构造为具有至少部分地金属化的表面的长方六面体。于是从和至第一接触区域的导电连接可以有利地布置在长方六面体的两个彼此垂直定向的表面上，这能够实现激光器件的简单、可靠并且成本适宜的制造。
[0015]在激光器件的一种实施方式中，第一接触区域被构造为销。销的纵向末端被布置在第一载体块的开口中。该销相对于第一载体块电绝缘。有利地，销可以以简单并且成本适宜的方式被布置在载体块的开口中。销在第一载体块的开口中的布置有利地是机械鲁棒的。
[0016]在激光器件的一种实施方式中，第一载体块的开口被构造为通孔或不贯穿孔。有利地，开口可以以简单并且成本适宜的方式通过钻孔施加在第一载体块中。开口作为通孔的构造提供以下优点，在将销布置在开口中时排除开口中的气体杂质。开口作为不贯穿孔的构造提供以下优点，排除销在第一载体块的背后侧上的超出的风险。
[0017]在激光器件的一种实施方式中，第一载体块的开口被构造为分级的通孔。有利地，开口作为分级的通孔的构造不仅防止不期望的气体杂质而且防止布置在开口中的销在第一载体块的背面上的不期望的超出。
[0018]在激光器件的一种实施方式中，销通过玻璃相对于第一载体块电绝缘。有利地，由此可以成本适宜地制造销和第一载体块之间的绝缘。销的通过玻璃形成的相对于第一载体块的绝缘此外有利地是可靠的电绝缘。特别的优点在于，第一载体块、玻璃和销可以在没有有机化合物的情况下来构造并且由此适合于布置在密封封闭的壳体中。
[0019]在激光器件的一种实施方式中，销的纵向末端布置在套筒中。在此，销相对于套筒电绝缘。套筒焊接在第一载体块的开口中。有利地，该布置能够实现由于热的长度变化引起的拉紧的减小。特别是该布置能够实现，减小作用到用于将销相对于第一载体块绝缘的绝缘材料上的机械压力。
[0020]在激光器件的一种实施方式中，在壳体中布置有四个具有各六个激光芯片的载体块。于是激光器件有利地具有特别高的光功率密度。通过具有各六个激光芯片的四个彼此并联的载体块，激光器件可以有利地以高的灵活性来控制。
[0021]用于制造激光器件的方法包括以下步骤:将具有辐射方向的第一激光芯片布置在第一载体块的纵向侧上，建立布置在第一载体块处的第一接触区域、第一激光芯片与布置在第一载体块处的第二接触区域之间的导电连接，将第一载体块布置在壳体中，以及在第一接触区域和壳体的第一接触销之间以及在第二接触区域和壳体的第二接触销之间建立各一个导电连接。有利地，在按照该方法获得的激光器件中在第一激光芯片中产生的废热可以通过第一载体块有效地散发，由此可以防止第一激光芯片的热的寿命缩短或毁坏。有利地，第一激光芯片的功能能力可以在按照该方法制造激光器件期间在执行该方法期间的多个加工阶段中被控制，由此能够提高制造方法的产出并且减少用于执行该方法的成本。第一激光芯片的功能控制可以在建立布置在第一载体块处的第一接触区域、第一激光芯片与布置在第一载体块处的第二接触区域之间的导电连接之后，并且在建立第一接触区域和壳体的第一接触销之间以及在第二接触区域和壳体的第二接触销之间的导电连接之后进行。
[0022]在方法的一种实施方式中，第一激光芯片在第一载体块的纵向侧上的布置包括将第一激光芯片布置在第一热沉上并且将第一热沉布置在第一载体块的纵向侧上的步骤。有利地，在按照该方法获得的激光器件中在第一激光芯片中产生的废热可以通过第一热沉和第一载体块有效地散发。有利地，在该方法中在将第一激光芯片布置在第一热沉上之后可以进行第一激光芯片的另外的功能控制。
[0023]在方法的一种实施方式中，在将第一热沉布置在第一载体块的纵向侧上之后执行另外的用于将具有第二激光芯片的第二热沉布置在第一载体块的纵向侧上的步骤。在此，布置第二热沉，使得第二激光芯片的辐射方向平行于第一激光芯片的辐射方向。此外，第一激光芯片和第二激光芯片在第一接触区域和第二接触区域之间电串联。有利地，该方法由此能够实现以下激光器件的制造，该激光器件比具有仅仅一个激光芯片的激光器件具有更高的光功率密度。
[0024]在方法的一种实施方式中，在将第一载体块布置在壳体中之后执行另外的用于将第二载体块布置在壳体中的步骤，在该第二载体块上布置有至少一个另外的具有另外的激光芯片的热沉。在此，布置第二载体块，使得另外的激光芯片的辐射方向平行于第一激光芯片的辐射方向。此外，在方法的该实施方式中执行另外的用于在布置在第二载体块处的第三接触区域和壳体的第三接触销之间以及在布置在第二载体块处的第四接触区域和壳体的第四接触销之间建立各一个导电连接的步骤。有利地，该方法也因此能够实现以下激光器件的制造，该激光器件比具有仅仅一个激光芯片的激光器件具有更高的光功率密度。通过第一激光芯片和另外的激光芯片的并联，按照该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开地控制，由此如此获得的激光器件具有高的灵活性。
[0025]在方法的一种实施方式中，第一激光芯片被布置在第一载体块的纵向侧上，使得第一激光芯片的辐射方向平行于第一载体块的纵向侧并且垂直于第一载体块的纵向方向来定向。有利地，该方法由此能够实现具有紧凑尺寸的激光器件的制造。
[0026]在方法的一种实施方式中，第一载体块被布置在壳体的底面处，使得第一激光芯片的辐射方向垂直于底面来定向。有利地，按照该方法获得的激光器件由此具有垂直的辐射方向，而无需为此设置偏转光学系统。这能够实现，将可能需要的初级光学系统更靠近第一激光芯片的激光小平面来布置。由此，按照该方法获得的激光器件总体上具有紧凑的尺寸。
[0027]在方法的一种实施方式中，