WO2013156444A1 - Laser diode apparatus - Google Patents

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WO2013156444A1
WO2013156444A1 PCT/EP2013/057810 EP2013057810W WO2013156444A1 WO 2013156444 A1 WO2013156444 A1 WO 2013156444A1 EP 2013057810 W EP2013057810 W EP 2013057810W WO 2013156444 A1 WO2013156444 A1 WO 2013156444A1
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laser diode
housing
diode device
diode chip
cover
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PCT/EP2013/057810
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Karsten Auen
Uwe Strauss
Thomas Hoefer
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01S5/32341Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
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Definitions

  • Laser Diode Device A laser diode device is specified.
  • the laser diode device comprises a housing.
  • the components of the laser diode device In the housing, the components of the laser diode device
  • Laser diode device can be arranged.
  • the housing has a cavity.
  • the cavity can be
  • the cavity of the housing is bounded on its bottom surface by a mounting surface of the housing.
  • the mounting surface is provided for mounting components of the laser diode device to it.
  • the cavity may also be delimited, in addition to the bottom surface, by side surfaces which run perpendicular or obliquely to the mounting surface of the cavity.
  • the cavity of the housing is adapted to receive the components of the laser diode device.
  • Laser diode device the laser diode device comprises a laser diode chip, the electromagnetic in operation Radiation emitted by a radiation exit surface.
  • the laser diode chip is in particular designed to be in
  • the laser diode chip can be configured to emit UV radiation, blue light, green light, red light or infrared radiation during operation.
  • the laser diode chip is a
  • Laser diode chip based on a nitride compound semiconductor material.
  • nitride compound semiconductor material means in the present context that a
  • a nitride compound semiconductor material preferably Al n Ga m In ] __ n _ m N or consists of this, where 0 ⁇ n ⁇ 1 , 0 ⁇ m ⁇ 1 and n + m ⁇ 1.
  • this material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may, for example, have one or more dopants and additional constituents.
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, N), even if these can be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances.
  • the laser diode chip may have an epitaxially grown semiconductor layer sequence comprising an active layer, which is formed for example on the basis of AlGalnN and / or InGaN.
  • the active layer is then configured to operate in electromagnetic mode
  • the laser diode chip may have, for example, a conventional pn junction, a double heterostructure or a quantum well structure, particularly preferably one
  • the laser diode chip is characterized in particular by a high optical output power.
  • the optical output power of the laser diode chip is at least 1 W, in particular at least 3 W.
  • the laser diode chip comprises a radiation exit surface.
  • the radiation exit surface is that surface of the
  • Laser diode chips through which at least a majority of the radiation emitted during operation of the laser diode chip the radiation
  • the radiation exit surface is, for example, through the part of a side surface of
  • the laser diode chip is then in particular a
  • the laser diode device comprises a cover, which is at least locally permeable to the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation. That is, in the operation of the
  • the cover element may have areas that are suitable for the
  • the laser diode device comprises a deflection element, the at least a part of the
  • Laser diode chip generated in operation generates electromagnetic radiation in the direction of the cover.
  • electromagnetic radiation exits from the radiation exit surface of the laser diode chip and subsequently strikes the deflection element. From the deflection element, the radiation is conducted by optical refraction and / or reflection to the cover. That is, the deflecting element changes the main radiation direction of the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation, for example by an angle between 80 ° and 100 °. According to at least one embodiment of the
  • Laser diode device extends the radiation exit surface of the laser diode chip transverse or perpendicular to the mounting surface and / or the cover.
  • the laser diode chip emits its radiation such that it is partially parallel to the mounting surface and / or to the
  • Main extension plane of the cover extends. Furthermore, part of the laser diode chip runs during operation
  • Radiation exit surface of the laser diode chip is not arranged parallel to the mounting surface.
  • the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation is not directly on the radiation exit surface of the mounting surface, for example, in the direction of the cover, directed.
  • Distance from the radiation exit surface is arranged.
  • the cover is connected to the housing.
  • the cover is at a distance from the mounting surface.
  • the cover element that is to say its main extension plane, can then be at least
  • Laser diode device seals the cover the housing tight.
  • the cover closes the housing tightly against atmospheric gases and / or
  • the cover closes the housing in particular hermetically. That is, the cover member covers
  • the cavity of the housing completely and closes the cavity and thus the components of
  • the cavity can also be filled with a protective gas, for example a noble gas, which is prevented from leaving the cavity by the cover element sealing the housing in a sealed manner.
  • a protective gas for example a noble gas
  • the cavity is evacuated.
  • the housing is preferably sealed so tightly that the leak rate for incoming or outgoing gas is at most 5 * 10 A (-8) Pa m A (3) / s.
  • the laser diode device comprises a housing having a mounting surface in a cavity of the housing. Furthermore, the laser diode device comprises at least one laser diode chip which is in operation
  • Laser diode device at least one cover element, which generated for the laser diode chip in operation
  • the laser diode device further comprises a deflection element, which at least part of the
  • Laser diode chip in operation deflects generated electromagnetic radiation in the direction of the cover, wherein the radiation exit surface of the laser diode chip transversely or perpendicular to the mounting surface and / or the cover extends, the cover is connected to the housing, and the cover sealingly closes the housing.
  • the laser diode device comprises at least two, preferably a plurality of laser diode chips.
  • the laser diode chips can be designed identically. That is, the laser diode device then includes, for example, only identical laser diode chips.
  • the laser diode chips By mounting the laser diode chips on the mounting surface of the housing, the laser diode chips can be very well thermally connected to the housing. This enables an efficient dissipation of heat generated during operation.
  • the laser diode chips can be very well thermally connected to the housing. This enables an efficient dissipation of heat generated during operation.
  • the laser diode chips can be very well thermally connected to the housing. This enables an efficient dissipation of heat generated during operation.
  • the laser diode chips can be very well thermally connected to the housing. This enables an efficient dissipation of heat generated during operation.
  • the laser diode chips can be very well thermally connected to the housing. This enables an efficient dissipation of heat
  • housing it is necessary to overmold the laser diode chip with a plastic.
  • These housings are thus not suitable for laser diode chips of high optical output power, since these plastics do not withstand the optical power densities and / or the short wavelengths of the radiation generated by the laser diode chip during operation. Furthermore, it is not possible with such plastics to close the laser diode chips tightly in the housings.
  • the at least one laser diode chip is non-poured. That is, the cavity of the housing is not with a potting material, such as a
  • Radiation exit surface of the laser diode chip is adjacent to the cavity of the housing filling gas, such as a protective gas or air. Furthermore, it is possible that the Housing is totally free of a plastic material and, for example, with metallic and / or ceramic
  • Laser diode device has the cover a
  • the enclosure is with another
  • the enclosure is formed with a material that is generated for the at least one laser diode chip in operation
  • electromagnetic radiation is not permeable.
  • Window element is formed with a material which is permeable to at least a portion of the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation.
  • the enclosure may be formed, for example, with a metal such as stainless steel.
  • the window element is formed with a radiation-transmissive material.
  • the material of the window element comprises one of the following materials or consists of one of the following materials: glass, sapphire, ceramic. The window element can do this
  • the window element be transparent, clear or translucent milky.
  • at least one other material such as
  • a luminescence conversion material or a radiation-scattering material is introduced.
  • Window element may in this case have radiation-scattering or radiation-converting properties.
  • Laser diode device is the mount by soldering or Welding connected to the housing.
  • the housing at least in the area in which it to the
  • Covering borders be formed with a metal.
  • the casing and housing are connected by welding. This allows a particularly temperature-stable and tight connection between the two elements.
  • the cover member and the housing by soldering together
  • a metallic solder or a glass solder can be used as a connecting means.
  • Laser diode device is attached to the cover element of at least one of the following optical elements:
  • Luminescence conversion element, lens, scattering element It is particularly possible that several of these elements are attached to the cover.
  • the elements may in this case both on the side of the cover element facing the at least one laser diode chip, and on the side of the cover element which faces away from the at least one laser diode chip
  • the elements can be immediate or
  • a Lumineszenzkonversionselement be arranged, on which in turn a lens is arranged.
  • the lens is then indirectly attached to the cover, whereas the luminescence conversion element is attached directly to the cover.
  • the laser diode device may be adapted to in Operation to generate white light.
  • the at least one laser diode chip generates blue light or UV radiation in this case.
  • the luminescence conversion element convert at least a portion of this light into electromagnetic radiation of longer wavelengths.
  • the deflection element is formed by one of the following optical elements or comprises at least one of the following optical elements: mirror, prism. That is, deflection of the generated by at least one laser diode chip in operation electromagnetic radiation in the direction of the cover can be done by reflection and / or optical refraction.
  • the laser diode device comprises at least one heat conducting element, which between the
  • the heat-conducting element can serve, in particular, to widen or spread apart the heat flow generated during operation of the laser diode chip between the laser diode chip and the mounting surface in order to form a large transition surface during heat transfer from
  • the housing can then be mounted with its side facing away from the mounting surface directly on a heat sink. In this way, a particularly short distance between the laser diode chip and
  • Heatsink allows, so that the heat from the laser diode chip can be dissipated effectively.
  • Laser diode chip generated heat to a particularly large Area can be distributed.
  • the use of multiple laser diode chips in the housing is possible without causing a significant deterioration of the thermal connection of the individual laser diode chips.
  • Laser diode chips can be reduced in this way.
  • the heat-conducting element can furthermore be used to reduce or compensate for thermal stresses between the laser diode chip and the housing, which are caused, for example, by different thermal expansion coefficients.
  • the heat-conducting element can be fastened, for example, by means of soldering to the laser diode chip and to the mounting surface.
  • the heat-conducting element may in particular be formed by at least one of the following materials or consist of one of the following materials: silicon carbide, boron nitride, copper tungsten, diamond, aluminum nitride.
  • the heat conducting element is formed with an electrically conductive material and an electrical connection of the laser diode chip through the
  • the laser diode device comprises at least two laser diode chips, wherein each laser diode chip, a heat conducting element is uniquely associated. That is, in this case, not all the laser diode chips are arranged on a common heat conduction member, but each
  • Laser diode chip is arranged on its own heat conducting element.
  • the laser diode chips can in this case already be attached before mounting in the cavity of the housing on their associated heat conducting and as
  • the housing is formed with a metallic material.
  • the housing comprises a housing base, which consists of a metallic material.
  • the housing may have one
  • Housing body consisting of a FeNiCo alloy and / or a WCu alloy.
  • the housing base body can be covered or locally covered with a metallic layer, for example of Ni / Au or Au.
  • Housing may be a housing that is similar to a so-called butterfly housing. In deviation from conventional butterfly housings, the present
  • Housing a cover, which closes the housing cavity on a housing top and is formed with a material, at least in places
  • Laser diode device the housing has at least one
  • the sidewall or sidewalls define the housing in a lateral direction that is parallel to the mounting surface, for example.
  • the side wall of the housing is inclined or perpendicular to the mounting surface.
  • the side wall of the housing connects the mounting surface with the cover.
  • the cover may be attached to the mounting surface facing away from the side wall.
  • the side wall has at least one opening through which an electrical connection element is guided, with which the laser diode chip is electrically conductively connected.
  • the electrical connection element which is guided through the opening into the cavity of the housing, is fixed in an electrically insulating manner in the opening of the side wall.
  • the electrical connection element is formed, for example, as a pin or pin made of an electrically conductive material, such as a metal, which projects from outside the housing through the opening into the cavity of the housing. There, in the housing cavity, the connection element can then be electrically conductively connected to a laser diode chip, for example, by means of a connecting wire.
  • Connection elements corresponds at least to the number of laser diode chips.
  • each laser diode chip is electrically conductively connected to precisely one connection element.
  • the laser diode device may then comprise, for example, ten, twelve, fourteen or more connection elements and an equal number of laser diode chips. But it is also conceivable that the laser diode chips within the housing in series
  • connection elements are interconnected and then only two connection elements are required for several laser diode chips, so that the number of connection elements is smaller than the number of
  • Laser diode device is between the Radiation exit surface of the at least one
  • the optical element may be a lens, such as a cylindrical lens.
  • a plurality of beam-shaping optical elements can be arranged between the radiation exit surface and the deflecting element, which are passed through in succession by the electromagnetic radiation which is emitted by the laser diode chip during operation.
  • the one or more deflection elements for example, for slow axis and / or fast axis collimation of the laser radiation
  • Laser diode chips are arranged in the housing of the laser diode device relatively close to each other, without overlapping the beam lobes of the individual laser diode chips within the housing.
  • the beam lobes overlap each other at least at the element at their half width. If the beam lobes are to be guided separately outside the housing, the beam lobes should at least be superimposed on the exit from the housing by no more than 10%.
  • the deflecting element and the beam-shaping optical element may be attached to the mounting surface, for example by gluing.
  • the laser diode device comprises at least two laser diode chips, wherein the
  • Radiation exit surfaces of two of the laser diode chips face each other and between the two
  • Laser diode chips at least one deflection element is arranged.
  • the deflecting element is thus arranged between two laser diode chips facing each other.
  • the deflecting element is designed such that laser radiation from one of
  • Laser diode chips can not get to the other of the laser diode chips.
  • the optically active surfaces of the deflecting element are the optically active surfaces of the deflecting element.
  • the laser diode device in this case comprises a single deflecting element extending along it
  • Center axis extends. Left and right of the deflecting the laser diode chips can then be arranged axially symmetrical or offset from each other.
  • FIG. 1A shows a schematic perspective view of a first exemplary embodiment of a laser diode device described here.
  • FIG. 1B shows an associated schematic
  • FIGS 2, 3, 4, 5 and 6 show schematic
  • FIG. 1A A first exemplary embodiment of a laser diode device described here is shown in a schematic perspective illustration in FIG. 1A.
  • FIG. 1B shows an associated sectional view along the section line A-A '.
  • the laser diode device comprises a housing 10.
  • the housing 10 is formed with a metal.
  • the housing 10 has a cavity 19 in which the components of
  • Laser diode device are arranged.
  • each laser diode chip 1 is mounted in the cavity 19 of the housing 10 on the mounting surface 11 of the housing. Between the mounting surface 11 and the laser diode chips 1, a respective heat conducting element 3 is arranged, wherein each laser diode chip 1 a
  • the laser diode chips 1 each have
  • the laser diode chips 1 are in two rows
  • the optical deflecting element 2 is a deflecting mirror which has two mirrored surfaces which respectively face the radiation exit surfaces 1a of the laser diode chips 1. From the optical deflection element 2 is the laser diode chips 1 in the
  • the laser diode chips 1 can be fastened to the heat-conducting element 3 by means of a solder material.
  • the heat-conducting element 3 in turn is fastened to the mounting surface 11 on its side facing away from the associated laser diode chip 1, in each case by means of a solder material.
  • the housing 10 has side walls 12, which are the cavity 19, in which the components of the laser diode device
  • the housing 10 is formed in one piece and has, in addition to the mounting surface 11 and the side walls 12, a fastening device 16, which is presently designed as a projection on two sides of the housing.
  • Fastening device 16 may have openings 18, by means of which the housing 10 is arranged and fastened, for example, by screws or rivets to an unillustrated heat sink on the underside of the housing 10 facing away from the mounting surface 11.
  • the housing wall 12 has in the present embodiment, a plurality of openings 13. Through each opening 13, a connection element 14 is guided from outside the housing into the housing cavity.
  • the connection elements 14 are
  • connection elements are each electrically isolated from the housing 10.
  • Each connection element 14 is electrically conductively connected in the housing cavity 19 by means of a connecting wire 15 with an associated laser diode chip 1. Via the connection elements 14, the laser diode chips 1 in the housing cavity 19 can be controlled individually.
  • the cover member 20 includes a skirt 21 made of a metallic material.
  • the enclosure 21 surrounds a window element 22.
  • the enclosure 21 is for the laser diode chips 1 in the
  • the window element 22 is presently formed, for example, with glass.
  • the enclosure 21 is connected to a support surface 17, which bounds the side walls 12 at the top of the housing, in a connecting region 23 with the side walls 12 of the housing.
  • the compound can, for example, a metallic solder, a glass solder, or a
  • Cover element 20 is optionally a scattering element 32
  • Laser diode chips 1 is provided in operation generated electromagnetic radiation. In this way, it is possible that the electromagnetic radiation is distributed homogeneously over the surface of the window member 22 at the exit from the cover 20 and exits uniformly from the housing 10. The cover 20 closes the housing tightly.
  • the housing may be hermetically sealed, so that the laser diode chips 1 are protected against atmospheric gases and moisture.
  • the housing 10 may be a type of butterfly housing, in which, unlike conventional housings of this type, the cover 20 is at the top of the housing
  • Housing is radiation permeable.
  • the heat conducting element 3 a via the heat conducting element 3 a
  • a laser diode device which may have an optical output power of several watts, wherein the optical output power by increasing the Housing and adding further laser diode chips in
  • the schematic sectional view of Figure 2 shows an embodiment in which laser diode chips are arranged in a single row next to each other in the housing.
  • the emitted light is reflected by the single deflecting element, in this case a deflecting mirror, to the covering element 20.
  • Cylindrical lens is arranged.
  • the beam-shaping optical element 4 serves to collimate the radiation.
  • the laser diode chips 1 can be arranged as close to each other as possible, without overlapping the beam lobes of the individual laser diode chips already within the housing.
  • FIGS. 1A and 1B surround the beam-shaping optical elements 4 of FIG.
  • Embodiment of Figure 3 is completed.
  • the beam-shaping optical elements 4 are each arranged between the radiation exit surfaces 1 a and the deflecting element 2.
  • the beam-shaping optical elements 4 can extend parallel to the deflection element 2 on both sides of this. In this way, a particularly space-saving arrangement of the laser diode chips 1 in the housing is possible without overlapping the beam lobes of the individual laser diode chips within the housing.
  • FIG. 5 an exemplary embodiment is shown with reference to a schematic sectional view, in which, unlike the exemplary embodiment of FIGS. 1A and 1B, each of the two rows of laser diode chips 1 is assigned its own optical deflecting element 2.
  • Laser diode chips 1 side facing away from the cover 20 are optical elements, in the present case lenses 31, arranged, which provide for beam shaping outside of the housing. On the scattering element 32 is omitted.
  • Lumineszenzkonversionselement 30 is arranged. Such a luminescence conversion element 30 can also be present, for example, in the exemplary embodiments of FIGS. 1A, 1B, 2, 3 and 4. By means of the luminescence conversion element 30, it is possible, for example, that the
  • Laser diode device for emitting white light
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, it includes The invention relates to any novel feature as well as any combination of features, which in particular includes any combination of features i the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly in the

Abstract

The invention specifies a laser diode apparatus comprising - a housing (10) having a mounting surface (11) in a cavity (19) in the housing (10), - at least one laser diode chip (1) which, during operation, emits electromagnetic radiation through a radiation exit surface (1a), - at least one covering element (20) which is transparent, at least at points, to the electromagnetic radiation which is generated by the laser diode chip (1) during operation, and - a deflection element (2) which deflects, in the direction of the covering element (20), at least a portion of the electromagnetic radiation which is generated by the laser diode chip (1) during operation, wherein - the radiation exit surface (1a) of the laser diode chip (1) runs transversely or perpendicularly to the mounting surface (11) and/or to the covering element (20), - the covering element (20) is connected to the housing (10), and - the covering element (20) closes the housing (10) in a sealed manner.

Description

Beschreibung description
Laserdiodenvorrichtung Es wird eine Laserdiodenvorrichtung angegeben. Laser Diode Device A laser diode device is specified.
Die Druckschriften WO 2004/107511 A2 und WO 2010/069282 A2 beschreiben Laserdiodenvorrichtungen . Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine The documents WO 2004/107511 A2 and WO 2010/069282 A2 describe laser diode devices. One problem to be solved is one
Laserdiodenvorrichtung anzugeben, die sich durch eine  Specify laser diode device, which is characterized by a
besonders hohe optische Ausgangsleistung auszeichnet. particularly high optical output power.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung ein Gehäuse. In dem Gehäuse können die Komponenten der Laser diode device, the laser diode device comprises a housing. In the housing, the components of the
Laserdiodenvorrichtung angeordnet werden. Laser diode device can be arranged.
Das Gehäuse weist eine Kavität auf. Die Kavität kann The housing has a cavity. The cavity can
beispielsweise als Ausnehmung oder als Aussparung in einem Grundkörper des Gehäuses ausgebildet sein. Die Kavität des Gehäuses ist an ihrer Bodenfläche von einer Montagefläche des Gehäuses begrenzt. Die Montagefläche ist zur Befestigung von Komponenten der Laserdiodenvorrichtung an ihr vorgesehen. Die Kavität kann neben der Bodenfläche auch von Seitenflächen begrenzt sein, die senkrecht oder schräg zur Montagefläche der Kavität verlaufen. Die Kavität des Gehäuses ist dazu eingerichtet, die Komponenten der Laserdiodenvorrichtung aufzunehmen . For example, be formed as a recess or as a recess in a main body of the housing. The cavity of the housing is bounded on its bottom surface by a mounting surface of the housing. The mounting surface is provided for mounting components of the laser diode device to it. The cavity may also be delimited, in addition to the bottom surface, by side surfaces which run perpendicular or obliquely to the mounting surface of the cavity. The cavity of the housing is adapted to receive the components of the laser diode device.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung einen Laserdiodenchip, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung durch eine Strahlungsaustrittsfläche emittiert. Der Laserdiodenchip ist insbesondere dazu eingerichtet, im Laser diode device, the laser diode device comprises a laser diode chip, the electromagnetic in operation Radiation emitted by a radiation exit surface. The laser diode chip is in particular designed to be in
Betrieb elektromagnetische Strahlung im Spektralbereich zwischen UV-Strahlung und Infrarotstrahlung zu emittieren. Beispielsweise kann der Laserdiodenchip dazu eingerichtet sein, UV-Strahlung, blaues Licht, grünes Licht, rotes Licht oder Infrarotstrahlung im Betrieb zu emittieren. Insbesondere handelt es sich bei dem Laserdiodenchip um einen Operation to emit electromagnetic radiation in the spectral range between UV radiation and infrared radiation. For example, the laser diode chip can be configured to emit UV radiation, blue light, green light, red light or infrared radiation during operation. In particular, the laser diode chip is a
Laserdiodenchip, der auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial basiert. Laser diode chip based on a nitride compound semiconductor material.
Auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierend bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass eine Based on nitride compound semiconductor material means in the present context that a
Halbleiterschichtenfolge des Laserdiodenchips oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest eine aktive Zone und/oder ein Aufwachssubstratwafer, ein Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn]__n_mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ^ n < 1, 0 ^ m < 1 und n+m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Semiconductor layer sequence of the laser diode chip or at least a part thereof, more preferably at least one active zone and / or a growth substrate wafer, a nitride compound semiconductor material, preferably Al n Ga m In ] __ n _ m N or consists of this, where 0 ^ n <1 , 0 ^ m <1 and n + m <1. In this case, this material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may, for example, have one or more dopants and additional constituents. For the sake of simplicity, however, the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, N), even if these can be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances.
Der Laserdiodenchip kann insbesondere eine epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge aufweisen, die eine aktive Schicht umfasst, die beispielsweise auf der Basis von AlGalnN und/oder InGaN gebildet ist. Die aktive Schicht ist dann dazu eingerichtet, im Betrieb elektromagnetische In particular, the laser diode chip may have an epitaxially grown semiconductor layer sequence comprising an active layer, which is formed for example on the basis of AlGalnN and / or InGaN. The active layer is then configured to operate in electromagnetic mode
Strahlung aus dem Spektralbereich von ultravioletter Strahlung bis zu grünem Licht zu emittieren. Der Laserdiodenchip kann als aktive Schicht beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur oder eine Quantentopfstruktur, besonders bevorzugt eine Radiation from the spectral range of ultraviolet To emit radiation up to green light. As an active layer, the laser diode chip may have, for example, a conventional pn junction, a double heterostructure or a quantum well structure, particularly preferably one
Mehrfachquantentopfstruktur aufweisen. Die Bezeichnung Have multiple quantum well structure. The name
Quantentopfstruktur entfaltet hierbei keine Bedeutung Quantum well structure unfolds here no meaning
hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen. in terms of the dimensionality of the quantization. It thus includes quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.
Der Laserdiodenchip zeichnet sich dabei insbesondere durch eine hohe optische Ausgangsleistung aus. Beispielsweise beträgt die optische Ausgangsleistung des Laserdiodenchips wenigstens 1 W, insbesondere wenigstens 3 W. The laser diode chip is characterized in particular by a high optical output power. For example, the optical output power of the laser diode chip is at least 1 W, in particular at least 3 W.
Der Laserdiodenchip umfasst eine Strahlungsaustrittsfläche. Die Strahlungsaustrittsfläche ist diejenige Fläche des The laser diode chip comprises a radiation exit surface. The radiation exit surface is that surface of the
Laserdiodenchips, durch die zumindest ein Großteil der im Betrieb des Laserdiodenchips emittierten Strahlung den Laser diode chips, through which at least a majority of the radiation emitted during operation of the laser diode chip the radiation
Laserdiodenchip verlässt. Die Strahlungsaustrittsfläche ist zum Beispiel durch den Teil einer Seitenfläche der Laser diode chip leaves. The radiation exit surface is, for example, through the part of a side surface of
Halbleiterschichtenfolge gebildet. Bei dem Laserdiodenchip handelt es sich dann insbesondere um einen Semiconductor layer sequence formed. The laser diode chip is then in particular a
kantenemittierenden Laserdiodenchip . edge-emitting laser diode chip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung ein Abdeckelement, das für die vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest stellenweise durchlässig ist. Das heißt, die im Betrieb vom  Laser diode device, the laser diode device comprises a cover, which is at least locally permeable to the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation. That is, in the operation of the
Laserdiodenchip erzeugte Strahlung verlässt die Laser diode chip generated radiation leaves the
Laserdiodenvorrichtung durch das Abdeckelement, vorzugsweise ausschließlich durch das Abdeckelement. Das Abdeckelement kann dabei Bereiche aufweisen, die für die vom Laser diode device by the cover, preferably exclusively by the cover. The cover element may have areas that are suitable for the
Laserdiodenchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Laser diode chip in operation generated electromagnetic
Strahlung durchlässig sind und Bereiche, die für diese Radiation are permeable and areas responsible for this
Strahlung undurchlässig sind. Radiation are impermeable.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung ein Umlenkelement, das zumindest einen Teil der vom  Laser diode device, the laser diode device comprises a deflection element, the at least a part of the
Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung in Richtung des Abdeckelements lenkt. Die Laser diode chip generated in operation generates electromagnetic radiation in the direction of the cover. The
elektromagnetische Strahlung tritt beispielsweise aus der Strahlungsaustrittsfläche des Laserdiodenchips aus und trifft nachfolgend auf das Umlenkelement. Vom Umlenkelement wird die Strahlung durch optische Brechung und/oder Reflexion zum Abdeckelement geleitet. Das heißt, das Umlenkelement ändert die Hauptabstrahlrichtung der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise um einen Winkel zwischen 80° und 100°. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der For example, electromagnetic radiation exits from the radiation exit surface of the laser diode chip and subsequently strikes the deflection element. From the deflection element, the radiation is conducted by optical refraction and / or reflection to the cover. That is, the deflecting element changes the main radiation direction of the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation, for example by an angle between 80 ° and 100 °. According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung verläuft die Strahlungsaustrittsfläche des Laserdiodenchips quer oder senkrecht zur Montagefläche und/oder zum Abdeckelement. Mit anderen Worten emittiert der Laserdiodenchip seine Strahlung derart, dass sie teilweise parallel zur Montagefläche und/oder zur  Laser diode device extends the radiation exit surface of the laser diode chip transverse or perpendicular to the mounting surface and / or the cover. In other words, the laser diode chip emits its radiation such that it is partially parallel to the mounting surface and / or to the
Haupterstreckungsebene des Abdeckelements verläuft. Ferner verläuft ein Teil der vom Laserdiodenchip im Betrieb  Main extension plane of the cover extends. Furthermore, part of the laser diode chip runs during operation
erzeugten Strahlung derart, dass sie in Verlängerung die Ebene der Montagefläche schneidet. Insbesondere ist die generated radiation such that it intersects the plane of the mounting surface in extension. In particular, the
Strahlungsaustrittsfläche des Laserdiodenchips nicht parallel zur Montagefläche angeordnet. Die vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung ist unmittelbar an der Strahlungsaustrittsfläche nicht von der Montagefläche, zum Beispiel in Richtung des Abdeckelements, gerichtet. Radiation exit surface of the laser diode chip is not arranged parallel to the mounting surface. The electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation is not directly on the radiation exit surface of the mounting surface, for example, in the direction of the cover, directed.
Vielmehr erfolgt eine Ablenkung zumindest eines Großteils der Strahlung in Richtung des Abdeckelements durch das Rather, a deflection of at least a large part of the radiation in the direction of the cover element takes place through the
Umlenkelement der Laserdiodenvorrichtung, das in einem Deflection element of the laser diode device, which in a
Abstand zur Strahlungsaustrittsfläche angeordnet ist. Distance from the radiation exit surface is arranged.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung ist das Abdeckelement mit dem Gehäuse verbunden. Beispielsweise befindet sich das Abdeckelement in einem Abstand zur Montagefläche. Das Abdeckelement, das heißt seine Haupterstreckungsebene, kann dann zumindest  Laser diode device, the cover is connected to the housing. For example, the cover is at a distance from the mounting surface. The cover element, that is to say its main extension plane, can then be at least
stellenweise parallel zur Montagefläche des Gehäuses in places parallel to the mounting surface of the housing
verlaufen. Das Abdeckelement schließt das Gehäuse run. The cover member closes the housing
beispielsweise an seiner Oberseite ab. for example, on its top.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung verschließt das Abdeckelement das Gehäuse dicht. Insbesondere verschließt das Abdeckelement das Gehäuse dicht gegen atmosphärische Gase und/oder  Laser diode device seals the cover the housing tight. In particular, the cover closes the housing tightly against atmospheric gases and / or
Feuchtigkeit. Im Rahmen der Herstellungsmöglichkeiten Humidity. As part of the manufacturing possibilities
verschließt das Abdeckelement das Gehäuse insbesondere hermetisch. Das heißt, das Abdeckelement überdeckt the cover closes the housing in particular hermetically. That is, the cover member covers
beispielsweise die Kavität des Gehäuses vollständig und verschließt die Kavität und damit die Komponenten der For example, the cavity of the housing completely and closes the cavity and thus the components of
Laserdiodenvorrichtung in der Kavität, wie beispielsweise den Laserdiodenchip und das Umlenkelement, dicht gegenüber der Umgebung. Die Kavität kann dabei auch mit einem Schutzgas, beispielsweise einem Edelgas, befüllt sein, welches durch das das Gehäuse dicht verschließende Abdeckelement am Austritt aus der Kavität gehindert wird. Alternativ ist es möglich, dass die Kavität evakuiert ist. Insbesondere ist das Gehäuse vorzugsweise derart dicht verschlossen, dass die Leckrate für eintretendes oder für austretendes Gas höchstens 5*10A(-8) Pa mA (3) /s beträgt. Laser diode device in the cavity, such as the laser diode chip and the deflector, close to the environment. The cavity can also be filled with a protective gas, for example a noble gas, which is prevented from leaving the cavity by the cover element sealing the housing in a sealed manner. Alternatively, it is possible that the cavity is evacuated. In particular, the housing is preferably sealed so tightly that the leak rate for incoming or outgoing gas is at most 5 * 10 A (-8) Pa m A (3) / s.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung weist die Laserdiodenvorrichtung ein Gehäuse auf, das eine Montagefläche in einer Kavität des Gehäuses aufweist. Weiter umfasst die Laserdiodenvorrichtung zumindest einen Laserdiodenchip, der im Betrieb  Laser diode device, the laser diode device comprises a housing having a mounting surface in a cavity of the housing. Furthermore, the laser diode device comprises at least one laser diode chip which is in operation
elektromagnetische Strahlung durch eine electromagnetic radiation through a
Strahlungsaustrittsfläche emittiert. Ferner umfasst die  Emitted radiation exit surface. Furthermore, the
Laserdiodenvorrichtung zumindest ein Abdeckelement, das für die vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugte Laser diode device at least one cover element, which generated for the laser diode chip in operation
elektromagnetische Strahlung zumindest stellenweise electromagnetic radiation at least in places
durchlässig ist. Die Laserdiodenvorrichtung umfasst ferner ein Umlenkelement, das zumindest einen Teil der vom is permeable. The laser diode device further comprises a deflection element, which at least part of the
Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung in Richtung des Abdeckelements lenkt, wobei die Strahlungsaustrittsfläche des Laserdiodenchips quer oder senkrecht zur Montagefläche und/oder zum Abdeckelement verläuft, das Abdeckelement mit dem Gehäuse verbunden ist, und das Abdeckelement das Gehäuse dicht verschließt. Laser diode chip in operation deflects generated electromagnetic radiation in the direction of the cover, wherein the radiation exit surface of the laser diode chip transversely or perpendicular to the mounting surface and / or the cover extends, the cover is connected to the housing, and the cover sealingly closes the housing.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung zumindest zwei, bevorzugt eine Vielzahl von Laserdiodenchips. Die Laserdiodenchips können dabei gleichartig ausgebildet sein. Das heißt, die Laserdiodenvorrichtung umfasst dann zum Beispiel ausschließlich baugleiche Laserdiodenchips. Durch die Montage der Laserdiodenchips auf der Montagefläche des Gehäuses können die Laserdiodenchips sehr gut thermisch an das Gehäuse angebunden werden. Damit ist eine effiziente Abführung von im Betrieb erzeugter Wärme möglich. Bei herkömmlichen Laserdiodenvorrichtungen, die Laser diode device, the laser diode device comprises at least two, preferably a plurality of laser diode chips. The laser diode chips can be designed identically. That is, the laser diode device then includes, for example, only identical laser diode chips. By mounting the laser diode chips on the mounting surface of the housing, the laser diode chips can be very well thermally connected to the housing. This enables an efficient dissipation of heat generated during operation. In conventional laser diode devices, the
beispielsweise ein TO-Gehäuse umfassen, ergibt sich das For example, include a TO housing, this results
Problem einer relativ schlechten thermischen Anbindung des Laserdiodenchips an das Gehäuse und damit an die Umgebung. Montiert man beispielsweise zwei Laserdiodenchips hoher optischer Ausgangsleistung von wenigstens 1 W in einem solchen TO-Gehäuse, so zeigen sie eine schlechtere optische Ausgangsleistung als ein einziger dieser Laserdiodenchips, da sich die beiden Laserdiodenchips gegenseitig so stark Problem of a relatively poor thermal connection of the laser diode chip to the housing and thus to the environment. If, for example, two laser diode chips of high optical output power of at least 1 W are mounted in such a TO package, they show a poorer optical output power than a single one of these laser diode chips, since the two laser diode chips are mutually strong
erwärmen, dass die elektro-optische Effizienz heat up that electro-optical efficiency
überproportional abnimmt. disproportionately decreases.
Eine Lösung dieses Problems könnte in der Verwendung von Gehäusen bestehen, wie sie beispielsweise für A solution to this problem could be the use of enclosures, such as those for
Hochleistungsleuchtdioden Verwendung finden. Bei diesen  High-performance light-emitting diodes are used. In these
Gehäusen ist es jedoch notwendig, den Laserdiodenchip mit einem Kunststoff zu umspritzen. Diese Gehäuse sind damit für Laserdiodenchips hoher optischer Ausgangsleistung nicht geeignet, da diese Kunststoffe den optischen Leistungsdichten und/oder den kurzen Wellenlängen der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten Strahlung nicht Stand halten. Ferner ist es mit solchen Kunststoffen nicht möglich, die Laserdiodenchips dicht in den Gehäusen zu verschließen. Housing, however, it is necessary to overmold the laser diode chip with a plastic. These housings are thus not suitable for laser diode chips of high optical output power, since these plastics do not withstand the optical power densities and / or the short wavelengths of the radiation generated by the laser diode chip during operation. Furthermore, it is not possible with such plastics to close the laser diode chips tightly in the housings.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung ist der zumindest eine Laserdiodenchip unvergossen. Das heißt, die Kavität des Gehäuses ist nicht mit einem Vergussmaterial, beispielsweise mit einem  Laser diode device, the at least one laser diode chip is non-poured. That is, the cavity of the housing is not with a potting material, such as a
Kunststoff für Silikon, verfüllt, sondern insbesondere diePlastic for silicone, backfilled, but especially the
Strahlungsaustrittsfläche des Laserdiodenchips grenzt an das die Kavität des Gehäuse ausfüllenden Gases, beispielsweise ein Schutzgas oder Luft. Ferner ist es möglich, dass das Gehäuse insgesamt frei von einem Kunststoffmaterial ist und zum Beispiel mit metallischen und/oder keramischen Radiation exit surface of the laser diode chip is adjacent to the cavity of the housing filling gas, such as a protective gas or air. Furthermore, it is possible that the Housing is totally free of a plastic material and, for example, with metallic and / or ceramic
Materialien gebildet ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Materials is formed. According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung weist das Abdeckelement eine  Laser diode device has the cover a
Einfassung auf, die ein Fensterelement rahmenartig Mount on which frame a window element
umschließt. Die Einfassung ist dabei mit einem anderen encloses. The enclosure is with another
Material als das Fensterelement gebildet. Beispielsweise ist die Einfassung mit einem Material gebildet, das für die vom zumindest einen Laserdiodenchip im Betrieb erzeugte Material formed as the window element. For example, the enclosure is formed with a material that is generated for the at least one laser diode chip in operation
elektromagnetische Strahlung nicht durchlässig ist. Das electromagnetic radiation is not permeable. The
Fensterelement hingegen ist mit einem Material gebildet, das zumindest für einen Teil der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung durchlässig ist. Window element, however, is formed with a material which is permeable to at least a portion of the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip in operation.
Dabei kann die Einfassung beispielsweise mit einem Metall wie Edelstahl gebildet sein. Das Fensterelement ist mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet. Beispielsweise umfasst das Material des Fensterelements eines der folgenden Materialien oder besteht aus einem der folgenden Materialien: Glas, Saphir, Keramik. Das Fensterelement kann dabei  In this case, the enclosure may be formed, for example, with a metal such as stainless steel. The window element is formed with a radiation-transmissive material. For example, the material of the window element comprises one of the following materials or consists of one of the following materials: glass, sapphire, ceramic. The window element can do this
transparent, klarsichtig oder transluzent milchig ausgebildet sein . Darüber hinaus ist es möglich, dass in das Grundmaterial des Fensterelements zumindest ein weiteres Material wie be transparent, clear or translucent milky. In addition, it is possible that in the base material of the window element at least one other material such as
beispielsweise ein Lumineszenzkonversionsmaterial oder ein Strahlungsstreuendes Material eingebracht ist. Das For example, a luminescence conversion material or a radiation-scattering material is introduced. The
Fensterelement kann in diesem Fall Strahlung streuende oder Strahlung konvertierende Eigenschaften aufweisen. Window element may in this case have radiation-scattering or radiation-converting properties.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung ist die Einfassung durch Löten oder Schweißen mit dem Gehäuse verbunden. Beispielsweise kann das Gehäuse, zumindest in dem Bereich, in dem es an das Laser diode device is the mount by soldering or Welding connected to the housing. For example, the housing, at least in the area in which it to the
Abdeckelement grenzt, mit einem Metall gebildet sein. In diesem Fall ist es möglich, dass Einfassung und Gehäuse mittels Schweißen verbunden sind. Dies ermöglicht eine besonders temperaturstabile und dichte Verbindung zwischen den beiden Elementen. Alternativ ist es möglich, dass das Abdeckelement und das Gehäuse durch Löten miteinander Covering borders, be formed with a metal. In this case, it is possible that the casing and housing are connected by welding. This allows a particularly temperature-stable and tight connection between the two elements. Alternatively, it is possible that the cover member and the housing by soldering together
verbunden sind, wobei als Verbindungsmittel ein metallisches Lot oder ein Glaslot Verwendung finden kann. are connected, wherein as a connecting means, a metallic solder or a glass solder can be used.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung ist am Abdeckelement zumindest eines der folgenden optischen Elemente befestigt:  Laser diode device is attached to the cover element of at least one of the following optical elements:
Lumineszenzkonversionselement, Linse, Streuelement. Dabei ist es insbesondere möglich, dass mehrere dieser Elemente am Abdeckelement befestigt sind. Die Elemente können dabei sowohl an der dem zumindest einen Laserdiodenchip zugewandten Seite des Abdeckelements, als auch an der dem zumindest einen Laserdiodenchip abgewandten Seite des Abdeckelements  Luminescence conversion element, lens, scattering element. It is particularly possible that several of these elements are attached to the cover. The elements may in this case both on the side of the cover element facing the at least one laser diode chip, and on the side of the cover element which faces away from the at least one laser diode chip
befestigt sein. Die Elemente können unmittelbar oder be attached. The elements can be immediate or
mittelbar am Abdeckelement befestigt sein. Beispielsweise kann an der dem Laserdiodenchip abgewandten Seite des be indirectly attached to the cover. For example, on the side facing away from the laser diode chip side of
Abdeckelements ein Lumineszenzkonversionselement angeordnet sein, auf dem wiederum eine Linse angeordnet ist. Die Linse ist dann mittelbar am Abdeckelement befestigt, wohingegen das Lumineszenzkonversionselement unmittelbar am Abdeckelement befestigt ist. Covering a Lumineszenzkonversionselement be arranged, on which in turn a lens is arranged. The lens is then indirectly attached to the cover, whereas the luminescence conversion element is attached directly to the cover.
Für den Fall, dass das Abdeckelement ein In the event that the cover a
Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst und/oder ein Comprises luminescence conversion material and / or a
Lumineszenzkonversionselement am Abdeckelement befestigt ist, kann die Laserdiodenvorrichtung dazu eingerichtet sein, im Betrieb weißes Licht zu erzeugen. Beispielsweise erzeugt der zumindest eine Laserdiodenchip in diesem Fall blaues Licht oder UV-Strahlung. Das Lumineszenzkonversionsmaterial Lumineszenzkonversionselement is attached to the cover, the laser diode device may be adapted to in Operation to generate white light. For example, the at least one laser diode chip generates blue light or UV radiation in this case. The luminescence conversion material
und/oder das Lumineszenzkonversionselement wandeln zumindest einen Teil dieses Lichts in elektromagnetische Strahlung größerer Wellenlängen um. and / or the luminescence conversion element convert at least a portion of this light into electromagnetic radiation of longer wavelengths.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung ist das Umlenkelement durch eines der folgenden optischen Elemente gebildet oder umfasst zumindest eines der folgenden optischen Elemente: Spiegel, Prisma. Das heißt, Umlenkung der vom zumindest einen Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung in Richtung des Abdeckelements kann durch Reflexion und/oder optische Brechung erfolgen.  Laser diode device, the deflection element is formed by one of the following optical elements or comprises at least one of the following optical elements: mirror, prism. That is, deflection of the generated by at least one laser diode chip in operation electromagnetic radiation in the direction of the cover can be done by reflection and / or optical refraction.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung zumindest ein Wärmeleitelement, das zwischen der  Laser diode device, the laser diode device comprises at least one heat conducting element, which between the
Montagefläche des Gehäuses und dem zumindest einen Mounting surface of the housing and the at least one
Laserdiodenchip angeordnet ist. Das Wärmeleitelement kann insbesondere dazu dienen, den im Betrieb des Laserdiodenchips erzeugten Wärmestrom zwischen dem Laserdiodenchip und der Montagefläche aufzuweiten beziehungsweise aufzuspreizen, um eine große Übergangsfläche beim Wärmetransfer vom Laser diode chip is arranged. The heat-conducting element can serve, in particular, to widen or spread apart the heat flow generated during operation of the laser diode chip between the laser diode chip and the mounting surface in order to form a large transition surface during heat transfer from
Laserdiodenchip in das Gehäuse zu erreichen. Das Gehäuse kann dann mit seiner der Montagefläche abgewandten Seite direkt auf einem Kühlkörper montiert sein. Auf diese Weise ist eine besonders kurze Wegstrecke zwischen Laserdiodenchip und Laser diode chip to reach the case. The housing can then be mounted with its side facing away from the mounting surface directly on a heat sink. In this way, a particularly short distance between the laser diode chip and
Kühlkörper ermöglicht, sodass die Wärme vom Laserdiodenchip effektiv abgeführt werden kann. Der Einsatz des Heatsink allows, so that the heat from the laser diode chip can be dissipated effectively. The use of the
Wärmeleitelements sorgt dann dafür, dass die vom Wärmeleitelements then ensures that the from
Laserdiodenchip erzeugte Wärme auf eine besonders große Fläche verteilt werden kann. Damit ist auch die Verwendung von mehreren Laserdiodenchips im Gehäuse möglich, ohne dass dadurch eine wesentliche Verschlechterung der thermischen Anbindung der einzelnen Laserdiodenchips erfolgt. Laser diode chip generated heat to a particularly large Area can be distributed. Thus, the use of multiple laser diode chips in the housing is possible without causing a significant deterioration of the thermal connection of the individual laser diode chips.
Insbesondere ist das gegenseitige Erwärmen der In particular, the mutual heating of the
Laserdiodenchips auf diese Weise reduzierbar. Laser diode chips can be reduced in this way.
Das Wärmeleitelement kann ferner dazu Verwendung finden, thermische Verspannungen zwischen dem Laserdiodenchip und dem Gehäuse, die beispielsweise durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten hervorgerufen werden, zu reduzieren oder auszugleichen. Das Wärmeleitelement kann beispielsweise mittels Löten am Laserdiodenchip und an der Montagefläche befestigt sein. The heat-conducting element can furthermore be used to reduce or compensate for thermal stresses between the laser diode chip and the housing, which are caused, for example, by different thermal expansion coefficients. The heat-conducting element can be fastened, for example, by means of soldering to the laser diode chip and to the mounting surface.
Das Wärmeleitelement kann insbesondere durch zumindest eines der folgenden Materialien gebildet sein oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Siliziumcarbid, Bornitrid, Kupferwolfram, Diamant, Aluminiumnitrid. The heat-conducting element may in particular be formed by at least one of the following materials or consist of one of the following materials: silicon carbide, boron nitride, copper tungsten, diamond, aluminum nitride.
Darüber hinaus ist es möglich, dass das Wärmeleitelement mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist und ein elektrischer Anschluss des Laserdiodenchips durch das Moreover, it is possible that the heat conducting element is formed with an electrically conductive material and an electrical connection of the laser diode chip through the
Wärmeleitelement erfolgt. Wärmeleitelement takes place.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung zumindest zwei Laserdiodenchips, wobei jedem Laserdiodenchip ein Wärmeleitelement eineindeutig zugeordnet ist. Das heißt, in diesem Fall sind nicht alle Laserdiodenchips auf einem gemeinsamen Wärmeleitelement angeordnet, sondern jeder  Laser diode device, the laser diode device comprises at least two laser diode chips, wherein each laser diode chip, a heat conducting element is uniquely associated. That is, in this case, not all the laser diode chips are arranged on a common heat conduction member, but each
Laserdiodenchip ist auf seinem eigenen Wärmeleitelement angeordnet. Die Laserdiodenchips können in diesem Fall schon vor der Montage in der Kavität des Gehäuses auf dem ihnen zugeordneten Wärmeleitelement befestigt werden und als Laser diode chip is arranged on its own heat conducting element. The laser diode chips can in this case already be attached before mounting in the cavity of the housing on their associated heat conducting and as
Verbund von Laserdiodenchip und Wärmeleitelement auf der Montagefläche befestigt werden. Composite of laser diode chip and heat conducting element to be mounted on the mounting surface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung ist das Gehäuse mit einem metallischen Material gebildet. Beispielsweise umfasst das Gehäuse einen Gehäusegrundkörper, der aus einem metallischen Material besteht. So kann das Gehäuse beispielsweise einen  Laser diode device, the housing is formed with a metallic material. For example, the housing comprises a housing base, which consists of a metallic material. For example, the housing may have one
Gehäusegrundkörper umfassen, der aus einer FeNiCo-Legierung und/oder einer WCu-Legierung besteht. Der Gehäusegrundkörper kann mit einer metallischen Schicht, beispielsweise aus Ni/Au oder Au bedeckt oder stellenweise bedeckt sein. Bei dem Housing body consisting of a FeNiCo alloy and / or a WCu alloy. The housing base body can be covered or locally covered with a metallic layer, for example of Ni / Au or Au. In which
Gehäuse kann es sich dabei um ein Gehäuse handeln, das einem so genannten Butterfly-Gehäuse ähnlich ist. In Abweichung von herkömmlichen Butterfly-Gehäusen weist das vorliegende Housing may be a housing that is similar to a so-called butterfly housing. In deviation from conventional butterfly housings, the present
Gehäuse jedoch ein Abdeckelement auf, das die Gehäusekavität an einer Gehäuseoberseite abschließt und mit einem Material gebildet ist, das zumindest stellenweise Housing, however, a cover, which closes the housing cavity on a housing top and is formed with a material, at least in places
strahlungsdurchlässig ist. is radiolucent.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung weist das Gehäuse zumindest eine Laser diode device, the housing has at least one
Seitenwand auf. Die Seitenwand oder die Seitenwände begrenzen das Gehäuse in einer lateralen Richtung, die beispielsweise parallel zur Montagefläche verläuft. Die Seitenwand des Gehäuses verläuft schräg oder senkrecht zur Montagefläche. Beispielsweise verbindet die Seitenwand des Gehäuses die Montagefläche mit dem Abdeckelement. Insbesondere kann das Abdeckelement an der der Montagefläche abgewandten Seite der Seitenwand befestigt sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Sidewall up. The sidewall or sidewalls define the housing in a lateral direction that is parallel to the mounting surface, for example. The side wall of the housing is inclined or perpendicular to the mounting surface. For example, the side wall of the housing connects the mounting surface with the cover. In particular, the cover may be attached to the mounting surface facing away from the side wall. According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung weist die Seitenwand zumindest eine Öffnung auf, durch die ein elektrisches Anschlusselement geführt ist, mit dem der Laserdiodenchip elektrisch leitend verbunden ist. Für den Fall, dass das Gehäuse und damit auch die Seitenwand mit einem metallischen Material gebildet ist, ist das elektrische Anschlusselement, das durch die Öffnung hindurch in die Kavität des Gehäuses geführt ist, elektrisch isolierend in der Öffnung der Seitenwand befestigt.  Laser diode device, the side wall has at least one opening through which an electrical connection element is guided, with which the laser diode chip is electrically conductively connected. In the event that the housing and thus also the side wall is formed with a metallic material, the electrical connection element, which is guided through the opening into the cavity of the housing, is fixed in an electrically insulating manner in the opening of the side wall.
Das elektrische Anschlusselement ist dabei beispielsweise als Stift oder Pin aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise einem Metall, gebildet, der von außerhalb des Gehäuses durch die Öffnung in die Kavität des Gehäuses ragt. Dort, in der Gehäusekavität , kann das Anschlusselement dann beispielsweise mittels eines Verbindungsdrahtes mit einem Laserdiodenchip elektrisch leitend verbunden sein. The electrical connection element is formed, for example, as a pin or pin made of an electrically conductive material, such as a metal, which projects from outside the housing through the opening into the cavity of the housing. There, in the housing cavity, the connection element can then be electrically conductively connected to a laser diode chip, for example, by means of a connecting wire.
Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Zahl der It is particularly possible that the number of
Anschlusselemente wenigstens der Zahl der Laserdiodenchips entspricht. Beispielsweise ist jeder Laserdiodenchip mit genau einem Anschlusselement elektrisch leitend verbunden. Die Laserdiodenvorrichtung kann dann beispielsweise zehn, zwölf, 14 oder mehr Anschlusselemente und eine gleiche Anzahl von Laserdiodenchips umfassen. Es ist aber auch denkbar, dass die Laserdiodenchips innerhalb des Gehäuses in Serie Connection elements corresponds at least to the number of laser diode chips. By way of example, each laser diode chip is electrically conductively connected to precisely one connection element. The laser diode device may then comprise, for example, ten, twelve, fourteen or more connection elements and an equal number of laser diode chips. But it is also conceivable that the laser diode chips within the housing in series
verschaltet sind und dann für mehrere Laserdiodenchips nur zwei Anschlusselemente benötigt werden, so dass die Zahl der Anschlusselemente kleiner ist als die Zahl der are interconnected and then only two connection elements are required for several laser diode chips, so that the number of connection elements is smaller than the number of
Laserdiodenchips. Laser diode chip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung ist zwischen der Strahlungsaustrittsfläche des zumindest einen Laser diode device is between the Radiation exit surface of the at least one
Laserdiodenchips und dem Umlenkelement ein strahlformendes optisches Element angeordnet. Bei dem strahlformenden Laser diode chips and the deflecting a beam-shaping optical element arranged. In the jet-forming
optischen Element kann es sich beispielsweise um eine Linse, wie eine Zylinderlinse, handeln. Weiter können zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und dem Umlenkelement mehrere strahlformende optische Elemente angeordnet sein, die von der elektromagnetischen Strahlung, die vom Laserdiodenchip im Betrieb emittiert wird, der Reihe nach durchlaufen werden. Das oder die Umlenkelemente können beispielsweise zur Slow Axis- und/oder Fast Axis-Kollimation der Laserstrahlung For example, the optical element may be a lens, such as a cylindrical lens. Furthermore, a plurality of beam-shaping optical elements can be arranged between the radiation exit surface and the deflecting element, which are passed through in succession by the electromagnetic radiation which is emitted by the laser diode chip during operation. The one or more deflection elements, for example, for slow axis and / or fast axis collimation of the laser radiation
Verwendung finden. Auf diese Weise können mehrere Find use. In this way, several can
Laserdiodenchips im Gehäuse der Laserdiodenvorrichtung relativ nah aneinander angeordnet werden, ohne dass sich die Strahlkeulen der einzelnen Laserdiodenchips innerhalb des Gehäuses überlagern. Laser diode chips are arranged in the housing of the laser diode device relatively close to each other, without overlapping the beam lobes of the individual laser diode chips within the housing.
Wird am Abdeckelement ein Streuelement oder ein Is the cover a scattering element or a
Lumineszenzkonversionselement verwendet, so ist eine Used luminescence conversion element, so is a
besonders gleichmäßige Ausleuchtung dieses Elements particularly uniform illumination of this element
wünschenswert. In diesem Fall erweist es sich als desirable. In this case it turns out to be
vorteilhaft, wenn sich die Strahlkeulen zumindest am Element jeweils bei ihrer Halbwertsbreite überlagern. Sollen die Strahlkeulen außerhalb des Gehäuses einzeln geführt werden, so sollten die Strahlkeulen zumindest beim Austritt aus dem Gehäuse um nicht mehr als 10% überlagern. advantageous if the beam lobes overlap each other at least at the element at their half width. If the beam lobes are to be guided separately outside the housing, the beam lobes should at least be superimposed on the exit from the housing by no more than 10%.
Es können sämtliche Komponenten der Laserdiodenvorrichtung, sofern sie vorhanden sind, das heißt der zumindest eine It can all components of the laser diode device, if they are present, that is, the at least one
Laserdiodenchip, das zumindest eine Umlenkelement, und das zumindest eine strahlformende optische Element an der Laser diode chip, the at least one deflecting element, and the at least one beam-forming optical element on the
Montagefläche des Gehäuses befestigt sein. Das Umlenkelement und das strahlformende optische Element können beispielsweise mittels Kleben an der Montagefläche befestigt sein. Mounting surface of the housing to be attached. The deflecting element and the beam-shaping optical element may be attached to the mounting surface, for example by gluing.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der According to at least one embodiment of the
Laserdiodenvorrichtung umfasst die Laserdiodenvorrichtung wenigstens zwei Laserdiodenchips, wobei die Laser diode device, the laser diode device comprises at least two laser diode chips, wherein the
Strahlungsaustrittsflächen von zwei der Laserdiodenchips einander zugewandt sind und zwischen den beiden Radiation exit surfaces of two of the laser diode chips face each other and between the two
Laserdiodenchips wenigstens ein Umlenkelement angeordnet ist. Das Umlenkelement ist also zwischen zwei einander zugewandten Laserdiodenchips angeordnet. Das Umlenkelement ist dabei derart ausgestaltet, dass Laserstrahlung von einem der Laser diode chips at least one deflection element is arranged. The deflecting element is thus arranged between two laser diode chips facing each other. The deflecting element is designed such that laser radiation from one of
Laserdiodenchips nicht zum anderen der Laserdiodenchips gelangen kann. Laser diode chips can not get to the other of the laser diode chips.
Die optisch aktiven Flächen des Umlenkelements sind The optically active surfaces of the deflecting element are
beispielsweise achsensymmetrisch zu einer Mittelachse for example, axisymmetric to a central axis
angeordnet, relativ zu der auch die Laserdiodenchips arranged, relative to which also the laser diode chips
achsensymmetrisch beidseitig des Umlenkelements angeordnet sind. Beispielsweise umfasst die Laserdiodenvorrichtung dabei ein einziges Umlenkelement, das sich entlang dieser are arranged axially symmetrically on both sides of the deflecting element. By way of example, the laser diode device in this case comprises a single deflecting element extending along it
Mittelachse erstreckt. Links und rechts von dem Umlenkelement können dann die Laserdiodenchips achsensymmetrisch oder versetzt zueinander angeordnet sein. Center axis extends. Left and right of the deflecting the laser diode chips can then be arranged axially symmetrical or offset from each other.
Im Folgenden wird die hier beschriebene Below is the one described here
Laserdiodenvorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figur 1A zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen Laserdiodenvorrichtung . Die Figur 1B zeigt eine zugehörige schematische Laser diode device explained in more detail with reference to embodiments and the accompanying figures. FIG. 1A shows a schematic perspective view of a first exemplary embodiment of a laser diode device described here. FIG. 1B shows an associated schematic
Schnittdarstellung .  Sectional view.
Die Figuren 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen schematische Figures 2, 3, 4, 5 and 6 show schematic
Schnittdarstellungen weiterer Ausführungsbeispiele hier beschriebener Laserdiodenvorrichtungen.  Sectional views of further embodiments of laser diode devices described herein.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren The same, similar or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals. The figures and the proportions in the figures
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als Elements shown with each other are not as
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere to scale. Rather, individual elements for better presentation and / or for better
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. Comprehensibility must be exaggerated.
In der Figur 1A ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Laserdiodenvorrichtung in einer schematischen Perspektivdarstellung gezeigt. Die Figur 1B zeigt eine zugehörige Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' . A first exemplary embodiment of a laser diode device described here is shown in a schematic perspective illustration in FIG. 1A. FIG. 1B shows an associated sectional view along the section line A-A '.
Die Laserdiodenvorrichtung umfasst ein Gehäuse 10. Vorliegend ist das Gehäuse 10 mit einem Metall gebildet. Das Gehäuse 10 weist eine Kavität 19 auf, in der die Komponenten der The laser diode device comprises a housing 10. In the present case, the housing 10 is formed with a metal. The housing 10 has a cavity 19 in which the components of
Laserdiodenvorrichtung angeordnet sind. Laser diode device are arranged.
Vorliegend sind vierzehn Nitrid-basierte Laserdiodenchips 1 in der Kavität 19 des Gehäuses 10 auf der Montagefläche 11 des Gehäuses befestigt. Zwischen der Montagefläche 11 und den Laserdiodenchips 1 ist jeweils ein Wärmeleitelement 3 angeordnet, wobei jedem Laserdiodenchip 1 ein In the present case, fourteen nitride-based laser diode chips 1 are mounted in the cavity 19 of the housing 10 on the mounting surface 11 of the housing. Between the mounting surface 11 and the laser diode chips 1, a respective heat conducting element 3 is arranged, wherein each laser diode chip 1 a
Wärmeleitelement 3 eineindeutig zugeordnet ist. Die Laserdiodenchips 1 weisen jeweils Wärmeleitelement 3 is uniquely associated. The laser diode chips 1 each have
Strahlungsaustrittsflächen la auf, durch die im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung die Laserdiodenchips 1 verlässt. Die Laserdiodenchips 1 sind in zwei Reihen  Radiation exit surfaces la, through the generated during operation electromagnetic radiation leaves the laser diode chips 1. The laser diode chips 1 are in two rows
beidseitig eines einzigen optischen Umlenkelements 2 on both sides of a single optical deflecting element 2
angeordnet. Bei dem optischen Umlenkelement 2 handelt es sich vorliegend um einen Umlenkspiegel, der zwei verspiegelte Flächen aufweist, die den Strahlungsaustrittsflächen la der Laserdiodenchips 1 jeweils zugewandt sind. Vom optischen Umlenkelement 2 wird die von den Laserdiodenchips 1 im arranged. In the present case, the optical deflecting element 2 is a deflecting mirror which has two mirrored surfaces which respectively face the radiation exit surfaces 1a of the laser diode chips 1. From the optical deflection element 2 is the laser diode chips 1 in the
Betrieb erzeugte Strahlung hin zu einem Abdeckelement 20 reflektiert .  Operation generated radiation reflected toward a cover 20.
Die Laserdiodenchips 1 können mittels eines Lotmaterials am Wärmeleitelement 3 befestigt sein. Das Wärmeleitelement 3 wiederum ist an seiner dem zugeordneten Laserdiodenchip 1 abgewandten Seite jeweils mittels eines Lotmaterials an der Montagefläche 11 befestigt. Das Gehäuse 10 weist Seitenwände 12 auf, welche die Kavität 19, in der die Komponenten der Laserdiodenvorrichtung The laser diode chips 1 can be fastened to the heat-conducting element 3 by means of a solder material. The heat-conducting element 3 in turn is fastened to the mounting surface 11 on its side facing away from the associated laser diode chip 1, in each case by means of a solder material. The housing 10 has side walls 12, which are the cavity 19, in which the components of the laser diode device
angeordnet sind, in lateraler Richtung begrenzen. are arranged to limit in a lateral direction.
Das Gehäuse 10 ist dabei einstückig ausgebildet und weist zusätzlich zur Montagefläche 11 und den Seitenwänden 12 eine Befestigungsvorrichtung 16 auf, die vorliegend als Vorsprung an zwei Seiten des Gehäuses ausgebildet ist. Die The housing 10 is formed in one piece and has, in addition to the mounting surface 11 and the side walls 12, a fastening device 16, which is presently designed as a projection on two sides of the housing. The
Befestigungsvorrichtung 16 kann Durchbrüche 18 aufweisen, mittels denen das Gehäuse 10 beispielsweise durch Schrauben oder Nieten an einem nichtdargestellten Kühlkörper an der der Montagefläche 11 abgewandten Unterseite des Gehäuses 10 angeordnet und befestigt ist. Die Gehäusewand 12 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Öffnungen 13 auf. Durch jede Öffnung 13 ist ein Anschlusselement 14 von außerhalb des Gehäuses in die Gehäusekavität geführt. Die Anschlusselemente 14 sind Fastening device 16 may have openings 18, by means of which the housing 10 is arranged and fastened, for example, by screws or rivets to an unillustrated heat sink on the underside of the housing 10 facing away from the mounting surface 11. The housing wall 12 has in the present embodiment, a plurality of openings 13. Through each opening 13, a connection element 14 is guided from outside the housing into the housing cavity. The connection elements 14 are
vorliegend als metallische Stifte oder Pins ausgeführt, die elektrisch isolierend in der Gehäusewand befestigt sind. Das heißt, die Anschlusselemente sind jeweils vom Gehäuse 10 elektrisch isoliert. Jedes Anschlusselement 14 ist in der Gehäusekavität 19 mittels eines Verbindungsdrahtes 15 mit einem zugeordneten Laserdiodenchip 1 elektrisch leitend verbunden. Über die Anschlusselemente 14 können die Laserdiodenchips 1 in der Gehäusekavität 19 einzeln angesteuert werden. in the present case designed as metallic pins or pins, which are fixed electrically insulating in the housing wall. That is, the connection elements are each electrically isolated from the housing 10. Each connection element 14 is electrically conductively connected in the housing cavity 19 by means of a connecting wire 15 with an associated laser diode chip 1. Via the connection elements 14, the laser diode chips 1 in the housing cavity 19 can be controlled individually.
Beabstandet zur Montagefläche 11 ist die Gehäusekavität 19 vom Abdeckelement 20 überdeckt. Das Abdeckelement 20 umfasst eine Einfassung 21, die aus einem metallischen Material besteht. Die Einfassung 21 umgibt ein Fensterelement 22. Die Einfassung 21 ist für die von den Laserdiodenchips 1 im Spaced to the mounting surface 11, the housing cavity 19 is covered by the cover 20. The cover member 20 includes a skirt 21 made of a metallic material. The enclosure 21 surrounds a window element 22. The enclosure 21 is for the laser diode chips 1 in the
Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung nicht Operation does not produce electromagnetic radiation
durchlässig, lediglich durch das Fensterelement 22 kann die Strahlung das Gehäuse 10 verlassen. Das Fensterelement 22 ist vorliegend beispielsweise mit Glas gebildet. permeable, only through the window member 22, the radiation can leave the housing 10. The window element 22 is presently formed, for example, with glass.
Die Einfassung 21 ist an einer Auflagefläche 17, welche die Seitenwände 12 an der Oberseite des Gehäuses begrenzt, in einem Verbindungsbereich 23 mit den Seitenwänden 12 des Gehäuses verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise über ein metallisches Lot, ein Glaslot, oder eine The enclosure 21 is connected to a support surface 17, which bounds the side walls 12 at the top of the housing, in a connecting region 23 with the side walls 12 of the housing. The compound can, for example, a metallic solder, a glass solder, or a
Schweißverbindung erfolgen, wobei der Verbindungsbereich 23 dann entsprechend ausgestaltet ist. An der den Leuchtdiodenchips 1 zugewandten Seite des Welded connection, wherein the connecting portion 23 is then designed accordingly. At the LED chips 1 side facing the
Abdeckelements 20 ist optional ein Streuelement 32 Cover element 20 is optionally a scattering element 32
angeordnet, das zur diffusen Streuung der von den arranged for the diffuse scattering of the
Laserdiodenchips 1 im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung vorgesehen ist. Auf diese Weise ist es möglich, dass die elektromagnetische Strahlung beim Austritt aus dem Abdeckelement 20 homogen über die Fläche des Fensterelements 22 verteilt ist und gleichmäßig aus dem Gehäuse 10 austritt. Das Abdeckelement 20 schließt das Gehäuse dicht ab. Laser diode chips 1 is provided in operation generated electromagnetic radiation. In this way, it is possible that the electromagnetic radiation is distributed homogeneously over the surface of the window member 22 at the exit from the cover 20 and exits uniformly from the housing 10. The cover 20 closes the housing tightly.
Insbesondere kann das Gehäuse hermetisch dicht verschlossen sein, sodass die Laserdiodenchips 1 gegen atmosphärische Gase und Feuchtigkeit geschützt sind. Bei dem Gehäuse 10 kann es sich um eine Art Butterfly-Gehäuse handeln, wobei im Unterschied zu herkömmlichen Gehäusen dieses Typs das Abdeckelement 20 an der Oberseite des  In particular, the housing may be hermetically sealed, so that the laser diode chips 1 are protected against atmospheric gases and moisture. The housing 10 may be a type of butterfly housing, in which, unlike conventional housings of this type, the cover 20 is at the top of the housing
Gehäuses strahlungsdurchlässig ausgebildet ist. Vorliegend erfolgt über das Wärmeleitelement 3 eine Housing is radiation permeable. In the present case via the heat conducting element 3 a
Aufspreizung der im Betrieb im Laserdiodenchip 1 erzeugten Wärme, die damit über eine große Fläche an die Montagefläche 11 des Gehäuses 10 abgegeben werden kann. Von dort wird die Wärme über einen relativ kurzen Wärmeleitpfad an die Umgebung abgegeben. Auf dieser Weise ist es möglich, eine Vielzahl von Laserdiodenchips in einem einzigen Gehäuse anzuordnen, ohne dass die Effizienz des einzelnen Laserdiodenchips durch die Abwärme der umgebenen Laserdiodenchips zu stark abgesenkt wird .  Spreading the heat generated during operation in the laser diode chip 1, which can thus be delivered over a large area to the mounting surface 11 of the housing 10. From there, the heat is released via a relatively short heat conduction path to the environment. In this way, it is possible to arrange a plurality of laser diode chips in a single housing, without the efficiency of the individual laser diode chips being lowered too much by the waste heat of the surrounded laser diode chips.
Damit ist eine Laserdiodenvorrichtung angegeben, die eine optische Ausgangsleistung von mehreren Watt aufweisen kann, wobei die optische Ausgangsleistung durch Vergrößerung des Gehäuses und Hinzufügen weiterer Laserdiodenchips in Thus, a laser diode device is provided, which may have an optical output power of several watts, wherein the optical output power by increasing the Housing and adding further laser diode chips in
einfacher Weise skalierbar ist. easily scalable.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B zeigt die schematische Schnittdarstellung der Figur 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem Laserdiodenchips in einer einzigen Reihe nebeneinander im Gehäuse angeordnet sind. Das emittierte Licht wird vom einzigen Umlenkelement, vorliegend ein Umlenkspiegel, zum Abdeckelement 20 reflektiert. In contrast to the embodiment of Figures 1A and 1B, the schematic sectional view of Figure 2 shows an embodiment in which laser diode chips are arranged in a single row next to each other in the housing. The emitted light is reflected by the single deflecting element, in this case a deflecting mirror, to the covering element 20.
In Verbindung mit der Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zwischen der Strahlungsaustrittsfläche la der Laserdiodenchips 1 und dem Umlenkelement 2 ein In conjunction with FIG. 3, an exemplary embodiment is shown in which a distinction is made between the radiation exit surface 1a of the laser diode chips 1 and the deflecting element 2
strahlformendes optisches Element 4, vorliegend eine beam-shaping optical element 4, in this case a
Zylinderlinse, angeordnet ist. Das strahlformende optische Element 4 dient dabei zur Kollimation der Strahlung. Auf dieser Weise können die Laserdiodenchips 1 möglichst nah aneinander angeordnet werden, ohne dass sich die Strahlkeulen der einzelnen Laserdiodenchips bereits innerhalb vom Gehäuse überlagern. Cylindrical lens is arranged. The beam-shaping optical element 4 serves to collimate the radiation. In this way, the laser diode chips 1 can be arranged as close to each other as possible, without overlapping the beam lobes of the individual laser diode chips already within the housing.
In Verbindung mit der Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B um die strahlformenden optischen Elemente 4 des In conjunction with FIG. 4, an exemplary embodiment is shown, in which the exemplary embodiment of FIGS. 1A and 1B surround the beam-shaping optical elements 4 of FIG
Ausführungsbeispiels der Figur 3 ergänzt ist. Dabei sind die strahlformenden optischen Elemente 4 jeweils zwischen den Strahlungsaustrittsflächen la und dem Umlenkelement 2 angeordnet. Die strahlformenden optischen Elemente 4 können sich parallel zum Umlenkelement 2 beidseitig von diesem erstrecken. Auf dieser Weise ist eine besonders platzsparende Anordnung der Laserdiodenchips 1 im Gehäuse möglich, ohne dass sich die Strahlkeulen der einzelnen Laserdiodenchips innerhalb des Gehäuses überlagern. In Verbindung mit der Figur 5 ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B jeder der beiden Reihen von Laserdiodenchips 1 ein eigenes optisches Umlenkelement 2 zugeordnet ist. An der den Embodiment of Figure 3 is completed. In this case, the beam-shaping optical elements 4 are each arranged between the radiation exit surfaces 1 a and the deflecting element 2. The beam-shaping optical elements 4 can extend parallel to the deflection element 2 on both sides of this. In this way, a particularly space-saving arrangement of the laser diode chips 1 in the housing is possible without overlapping the beam lobes of the individual laser diode chips within the housing. In conjunction with FIG. 5, an exemplary embodiment is shown with reference to a schematic sectional view, in which, unlike the exemplary embodiment of FIGS. 1A and 1B, each of the two rows of laser diode chips 1 is assigned its own optical deflecting element 2. At the
Laserdiodenchips 1 abgewandten Seite des Abdeckelements 20 sind optische Elemente, vorliegend Linsen 31, angeordnet, die für eine Strahlformung außerhalb des Gehäuses sorgen. Auf das Streuelement 32 wird dabei verzichtet. Laser diode chips 1 side facing away from the cover 20 are optical elements, in the present case lenses 31, arranged, which provide for beam shaping outside of the housing. On the scattering element 32 is omitted.
In Verbindung mit der Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel anhand einer schematischen Schnittdarstellung näher In conjunction with FIG. 6, an embodiment is described in more detail with reference to a schematic sectional illustration
erläutert, bei dem an der den Laserdiodenchips 1 abgewandten Außenseite des Abdeckelements 20 ein explained, in which at the laser diode chips 1 facing away from the outside of the cover 20 a
Lumineszenzkonversionselement 30 angeordnet ist. Ein solches Lumineszenzkonversionselement 30 kann beispielsweise auch bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1A, 1B, 2, 3 und 4 vorhanden sein. Mittels des Lumineszenzkonversionselements 30 ist es beispielsweise möglich, dass die  Lumineszenzkonversionselement 30 is arranged. Such a luminescence conversion element 30 can also be present, for example, in the exemplary embodiments of FIGS. 1A, 1B, 2, 3 and 4. By means of the luminescence conversion element 30, it is possible, for example, that the
Laserdiodenvorrichtung zur Emission von weißem Licht  Laser diode device for emitting white light
eingerichtet ist, das beispielsweise Mischlicht ist, das sich aus einem konvertierten Anteil der von den Laserdiodenchips 1 im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung und der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung is, for example, mixed light, which consists of a converted portion of the electromagnetic radiation generated by the laser diode chips 1 in operation and the electromagnetic radiation generated during operation
zusammensetzt . composed.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102012103257.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. This patent application claims the priority of German Patent Application 102012103257.2, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen i den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, it includes The invention relates to any novel feature as well as any combination of features, which in particular includes any combination of features i the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly in the
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Claims or embodiments is given.

Claims

Patentansprüche claims
Laserdiodenvorrichtung mit Laser diode device with
- einem Gehäuse (10) aufweisend eine Montagefläche (11) in einer Kavität (19) des Gehäuses (10),  a housing (10) having a mounting surface (11) in a cavity (19) of the housing (10),
- zumindest einem Laserdiodenchip (1), der im Betrieb elektromagnetische Strahlung durch eine  - At least one laser diode chip (1), the electromagnetic radiation during operation by a
Strahlungsaustrittsfläche (la) emittiert,  Emitted radiation exit surface (la),
- zumindest einem Abdeckelement (20), das für die vom Laserdiodenchip (1) im Betrieb erzeugte  - At least one cover member (20), which generated for the laser diode chip (1) in operation
elektromagnetische Strahlung zumindest stellenweise durchlässig ist,  electromagnetic radiation is at least partially permeable,
- einem Umlenkelement (2), das zumindest einen Teil der vom Laserdiodenchip (1) im Betrieb erzeugten  - A deflecting element (2), the at least a part of the laser diode chip (1) generated in operation
elektromagnetischen Strahlung in Richtung des  electromagnetic radiation in the direction of
Abdeckelement (20) lenkt, wobei  Covering element (20) directs, wherein
- die Strahlungsaustrittsfläche (la) des  - The radiation exit surface (la) of the
Laserdiodenchips (1) quer oder senkrecht zur  Laser diode chips (1) transversely or perpendicular to
Montagefläche (11) und/oder zum Abdeckelement (20) verläuft ,  Mounting surface (11) and / or the cover (20) extends,
- das Abdeckelement (20) mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, und  - The cover (20) is connected to the housing (10), and
- das Abdeckelement (20) das Gehäuse (10) dicht  - The cover (20) the housing (10) tight
verschließt .  closes.
Laserdiodenvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch mitLaser diode device according to the previous claim with
- wenigstens zwei Laserdiodenchips (1), wobei die - At least two laser diode chips (1), wherein the
Strahlungsaustrittsflächen (la) von zwei der  Radiation exit surfaces (la) of two of the
Laserdiodenchips (1) einander zugewandt sind und zwischen den beiden Strahlungsaustrittsflächen (la) wenigstens ein Umlenkelement (2) angeordnet ist. Laserdiodenvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch mit genau einem Umlenkelement (2) . Laser diode chips (1) facing each other and between the two radiation exit surfaces (la) at least one deflecting element (2) is arranged. Laser diode device according to the preceding claim with exactly one deflection element (2).
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem der zumindest eine Laserdiodenchip (1) in which the at least one laser diode chip (1)
unvergossen ist. is not poured.
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem das Abdeckelement (20) das Gehäuse (10) derart dicht verschließt, dass eine Leckrate höchstens 5*10A (- 8) (Pa*mA3)/s beträgt. in which the cover element (20) seals the housing (10) so tightly that a leak rate is at most 5 * 10 A (- 8) (Pa * m A 3) / s.
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem das Abdeckelement (20) eine Einfassung (21) aufweist, die ein Fensterelement (22) rahmenartig umgibt, wobei das Fensterelement (22) zumindest für einen Teil der vom Laserdiodenchip (1) im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung durchlässig ist in which the cover element (20) has a surround (21) which surrounds a window element (22) like a frame, wherein the window element (22) is permeable to at least part of the electromagnetic radiation generated by the laser diode chip (1) during operation
Laserdiodenvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Einfassung (21) mit einem Metall gebildet ist und das Fensterelement (22) eines der folgenden Materialen umfasst oder aus einem der folgenden A laser diode device according to the preceding claim, wherein the enclosure (21) is formed with a metal and the window member (22) comprises one of the following materials or any one of the following
Materialien besteht: Glas, Saphir, Keramik. Materials consists of: glass, sapphire, ceramics.
Laserdiodenvorrichtung nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, Laser diode device according to one of the two preceding claims,
bei dem die Einfassung (21) durch Löten oder Schweißen mit dem Gehäuse verbunden ist. Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen wherein the enclosure (21) is connected to the housing by soldering or welding. Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem am Abdeckelement (20) zumindest eines der folgenden optischen Elemente befestigt ist: in which at least one of the following optical elements is attached to the cover element (20):
Lumineszenzkonversionselement (30), Linse (31), Luminescence conversion element (30), lens (31),
Streuelement (32). Scattering element (32).
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem das Umlenkelement (2) durch eines der folgenden optischen Elemente gebildet ist oder eines der folgenden optischen Elemente umfasst: Spiegel, Prisma. in which the deflection element (2) is formed by one of the following optical elements or comprises one of the following optical elements: mirror, prism.
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche mit Claims with
zumindest einem Wärmeleitelement (3) , das zwischen der Montagefläche (11) und dem zumindest einen at least one heat-conducting element (3), which between the mounting surface (11) and the at least one
Laserdiodenchip (1) angeordnet ist. Laser diode chip (1) is arranged.
Laserdiodenvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei dem jedem Laserdiodenchip (1) ein Wärmeleitelement (3) eineindeutig zugeordnet ist. Laser diode device according to the preceding claim, in which each laser diode chip (1) is uniquely associated with a heat conducting element (3).
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem das Gehäuse (10) mit einem metallischen Material gebildet ist. wherein the housing (10) is formed with a metallic material.
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem das Gehäuse (10) zumindest eine Seitenwand (12) aufweist, die schräg oder senkrecht zur Montagefläche (11) verläuft, wobei die Seitenwand (12) zumindest eine Öffnung (13) aufweist, durch die ein elektrisches in which the housing (10) has at least one side wall (12) which is oblique or perpendicular to the mounting surface (11) extends, wherein the side wall (12) has at least one opening (13) through which an electrical
Anschlusselement (14) geführt ist, mit dem der Connection element (14) is guided, with the
Laserdiodenchip (1) elektrisch leitend verbunden ist. Laser diode chip (1) is electrically connected.
Laserdiodenvorrichtung nach einem der vorherigen Laser diode device according to one of the previous
Ansprüche, Claims,
bei dem zwischen der Strahlungsaustrittsfläche (la) des zumindest einen Laserdiodenchips (1) und dem in which between the radiation exit surface (la) of the at least one laser diode chip (1) and the
Umlenkelement (2) ein strahlformendes optisches Element (4) angeordnet ist. Deflection element (2) a beam-shaping optical element (4) is arranged.
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