二极管激光器组件和具有这种二极管激光器组件的DWM模块制造技术

本发明专利技术涉及一种用于冷却二极管激光装置(5)以及为其供电的二极管激光器组件(1)，该二极管激光器组件具有：至少两个堆叠(3)，所述堆叠分别具有：二极管激光装置(5)，该二极管激光装置设置为用于发射激光射束(47)；上冷却装置(7)；下冷却装置(9)；其中，二极管激光装置(5)分别如此布置在该上冷却装置(7)及下冷却装置(9)上，使得二极管激光装置(5)布置在该上冷却装置(7)与下冷却装置(9)之间；其中，上冷却装置(7)和下冷却装置(9)分别设置为用于冷却布置在其间的二极管激光装置(5)；其中，上冷却装置(7)和下冷却装置(9)分别与布置在其间的二极管激光装置(5)电连接。在此设置，堆叠(3)的上冷却装置(7)和/或下冷却装置(9)分别构造为微通道冷却器；其中，堆叠(3)的上冷却装置(7)和/或下冷却装置(9)分别相对于布置在其间的二极管激光装置(5)基本上不具有电绝缘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二极管激光器组件和具有这种二极管激光器组件的DWM模块
本专利技术涉及一种二极管激光器组件和一种具有这种二极管激光器组件的DWM模块。
技术介绍
在具有多个分别具有至少一个发射器、例如二极管激光器条的二极管激光装置的二极管激光器组件运行中会产生热损耗，为了在确保长使用寿命、高射束质量以及预期和恒定射束参数的同时达到高输出功率，必须导出热损耗。借助对二极管激光装置、尤其分别在发射器的p侧和n侧上实施两侧冷却，原则上可增强散热。如此构造的二极管激光器组件通常具有多个包含分别两个冷却装置的堆叠，在这些堆叠之间分别设置有二极管激光装置。然而，在这种已知二极管激光器组件中，在给二极管激光装置供电时产生问题。迄今为止，通常应用电绝缘的冷却装置对二极管激光装置实施两侧冷却，该冷却装置例如称为ILASCO(isolatedlasercooler，绝缘激光冷却器)。其中，通常面式地通过供电轨实现给二极管激光装置的相应供电，供电轨例如侧向地从堆叠引出。因此，该供电轨至少区段地在两个冷却装置之间延伸。因此，供电轨的厚度至少在二极管激光射装置的区域中限于二极管激光装置的厚度或限于在这两个冷却装置之间的间隙的高度。尽管散热通过两侧冷却得到改善，但二极管激光装置的输出功率的增大却因此受限，其原因在于，由于供电轨的厚度限制，仅可以有限地增大电流强度。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，实现一种二极管激光器组件以及一种具有这种二极管激光器组件的DWM模块，其中，相对于已知二极管激光器组件以及具有已知二极管激光器组件的DWM模块尤其在进一步提高输出功率方面实现优点。通过实现独立权利要求的主题来解决该任务。有利的构型从从属权利要求中得出。尤其通过实现一种二极管激光器组件来解决该任务，该二极管激光器组件具有至少两个堆叠，所述至少两个堆叠分别具有二极管激光装置、上冷却装置和下冷却装置。二极管激光器组件优选在DMW模块中尤其用于冷却二极管激光装置以及为其供电。这种DWM模块尤其是用于密集波分复用(densewavelengthmultiplexing)的装置，即尤其用于将多个具有不同波长的激光射束捆束为复合的或组合的激光射束的装置。所提及类型的二极管激光装置设置为用于发射激光射束，该激光射束可以包括多个部分激光射束。在至少两个堆叠中，该二极管激光装置分别如此布置在上冷却装置和下冷却装置上，使得该二极管激光装置布置在上冷却装置与下冷却装置之间。优选地，该二极管激光装置贴靠在上冷却装置和下冷却装置上。特别优选地，该二极管激光装置在n侧上整面地贴靠在上冷却装置或下冷却装置上，并且以p侧整面地贴靠在另一冷却装置上。在所述至少两个堆叠中，上冷却装置和下冷却装置分别设置为用于冷却布置在其间的二极管激光装置。在此，上冷却装置和下冷却装置在所述至少两个堆叠中分别与布置在其间的二极管激光装置、尤其该二极管激光装置的至少一个发射器电连接。堆叠的上冷却装置尤其与配属的二极管激光装置的p侧电连接，而该堆叠的下冷却装置与配属的二极管激光装置的n侧电连接，或者反之。所提及类型的冷却装置尤其构造为热沉。在此，所提及类型的堆叠的上冷却装置或下冷却装置、尤其这种堆叠的上冷却装置和下冷却装置分别构造为微通道冷却器。所提及类型的堆叠的上冷却装置或下冷却装置、尤其这种堆叠的上冷却装置和下冷却装置分别相对于布置在其间的二极管激光装置基本上不具有电绝缘。根据本专利技术的二极管激光器组件相比于现有技术具有优点。通过堆叠的上冷却装置和/或下冷却装置分别构造为微通道冷却器并且堆叠的上冷却装置和/或下冷却装置相对于布置在其间的二极管激光装置基本上不具有电绝缘，可以相较于已知二极管激光器组件将更大的电流输入至二极管激光装置。替代于通过基本上较薄地或者说扁平地构造的供电轨，尤其可以通过较厚的体积实体实现供电。这种体积实体尤其可以构造为电桥或电流接头部分，其优选地具有比扁平构造的供电轨更大的横截面。这种体积实体尤其设置为用于将相比于在已知二极管激光器组件中可能实现的电流显著更高的电流输送至二极管激光装置。此外，可以主动地冷却进行供电的体积实体，由此实现特别高的电流密度。在此，可以避免由于在冷却装置上/中的绝缘元件引起的热传递减小。此外，可以实现具有相对较小尺寸的特别紧凑的结构。总体上可以显著地提高二极管激光器组件、尤其二极管激光装置的输出功率。根据本专利技术的二极管激光器组件总共具有至少两个上冷却装置，所述上冷却装置布置在二极管激光器组件的上部分中。以类似的方式，该二极管激光器组件具有至少两个下冷却装置，所述下冷却装置布置在二极管激光器组件的与上部分相对置的下部分中。所提及类型的二极管激光装置优选地具有至少一个发射器，优选多个发射器，尤其单发射器。堆叠的上冷却装置和下冷却装置尤其分别与至少一个发射器电连接。这种发射器尤其具有激光活性材料。该发射器优选地构造为边缘发射器。优选地，这种发射器构造为高功率发射器。特别优选地，二极管激光装置具有多个发射器，其中，二极管激光装置尤其具有带有多个发射器的二极管激光器条，所述多个发射器优选布置在一维行列(阵列)中。这种二极管激光器条例如可以具有23个、45个或任意其他数量的发射器。特别优选地，这种二极管激光器条构造为高功率二极管激光器条。这种高功率二极管激光器条例如可以具有直至1kW或更大的输出功率。借助根据本专利技术的二极管激光器组件尤其可以发射多个激光射束，其中，由二极管激光装置中的每个发射尤其一个可以包括多个部分激光射束的激光射束。在二极管激光器组件的一种优选的实施方式中，分别配属于二极管激光装置的发射器或二极管激光器条分别具有不同的波长或者说不同的波长谱。因此可以借助多个二极管激光装置产生多个不同的波长或者说波长谱。这种实施方式例如是有利的，如果根据本专利技术的二极管激光器组件用作用于密集波分复用(densewavelengthmultiplexing)的DWM模块中的激光射束源，在该模块中，分别具有不同波长的激光射束被成束为复合的或组合的激光射束。在二极管激光器组件的另一优选的实施方式中，分别配属于该二极管激光装置的至少一个发射器或二极管激光器条分别具有相同的波长或者说相同的波长谱。例如可以以这种方式通过接通或关断二极管激光装置来缩放二极管激光器组件的输出功率。此外，通过缩放二极管激光装置的数量来实现二极管激光器组件的模块化设计，由此可以降低制造成本。上冷却装置和下冷却装置分别与布置在其间的二极管激光装置电连接，使得该二极管激光装置可以被供电。上冷却装置尤其与二极管激光装置或配属的至少一个发射器的n侧电连接，而下冷却装置与二极管激光装置或配属的至少一个发射器的p侧电连接，或者替代地，上冷却装置与p侧电连接而下冷却装置与n侧电连接。为了实现对二极管激光装置的供电，冷却装置具有可导电材料或由可导电材料组成。优选地，这种可导电材料是铜或铜合金。二极管激光装置尤其可以具有一个或两个布置在相应的至少一个发射器的p侧或n侧上的基板。所提及类型的基板可以构造为散热器，其中，至少一个发射器的余热可以被特别有效地朝上冷却装置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷却二极管激光装置(5)以及为其供电的二极管激光器组件(1)，所述二极管激光器组件具有/n-至少两个堆叠(3)，所述至少两个堆叠分别具有：/n-二极管激光装置(5)，其设置为用于发射激光射束(47)，/n-上冷却装置(7)，和/n-下冷却装置(9)，其中，/n-所述二极管激光装置(5)分别如此布置在所述上冷却装置(7)和所述下冷却装置(9)上，使得所述二极管激光装置(5)布置在所述上冷却装置(7)与所述下冷却装置(9)之间，其中，/n-所述上冷却装置(7)和所述下冷却装置(9)分别设置为用于冷却布置在其间的二极管激光装置(5)，其中，/n-所述上冷却装置(7)和所述下冷却装置(9)分别与布置在其间的二极管激光装置(5)电连接，其中，/n-堆叠(3)的上冷却装置(7)和/或下冷却装置(9)分别构造为微通道冷却器，其中，/n-堆叠(3)的上冷却装置(7)和/或下冷却装置(9)分别相对于布置在其间的二极管激光装置(5)基本上不具有电绝缘。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180621 DE 102018210139.61.一种用于冷却二极管激光装置(5)以及为其供电的二极管激光器组件(1)，所述二极管激光器组件具有
-至少两个堆叠(3)，所述至少两个堆叠分别具有：
-二极管激光装置(5)，其设置为用于发射激光射束(47)，
-上冷却装置(7)，和
-下冷却装置(9)，其中，
-所述二极管激光装置(5)分别如此布置在所述上冷却装置(7)和所述下冷却装置(9)上，使得所述二极管激光装置(5)布置在所述上冷却装置(7)与所述下冷却装置(9)之间，其中，
-所述上冷却装置(7)和所述下冷却装置(9)分别设置为用于冷却布置在其间的二极管激光装置(5)，其中，
-所述上冷却装置(7)和所述下冷却装置(9)分别与布置在其间的二极管激光装置(5)电连接，其中，
-堆叠(3)的上冷却装置(7)和/或下冷却装置(9)分别构造为微通道冷却器，其中，
-堆叠(3)的上冷却装置(7)和/或下冷却装置(9)分别相对于布置在其间的二极管激光装置(5)基本上不具有电绝缘。


2.根据权利要求1所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述至少两个堆叠(3)的二极管激光装置(5)在侧向上并排地布置。


3.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述至少两个堆叠(3)的所述二极管激光装置(5)电串联连接。


4.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述至少两个堆叠(3)的所述二极管激光装置(5)就p侧和n侧而言以分别交替取向的方式布置。


5.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，每两个相邻的堆叠(3)分别以彼此间隔的方式布置。


6.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，通过所述上冷却装置(7)和/或所述下冷却装置(9)能够分别导引冷却流体，所述冷却流体分别相对于所述上冷却装置(7)和/或所述下冷却装置(9)的通电部分至少区段地不电绝缘。


7.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，冷却流体具有去离子水或由去离子组成。


8.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述二极管激光器组件(1)具有至少一个上电桥(17)和/或至少一个下电桥(19)，所述至少一个上电桥和/或至少一个下电桥分别设置为用于导引电流，其中，每两个并排布置的上冷却装置(7)布置在一个上电桥(17)上并通过该上电桥彼此电连接，和/或，两个并排布置的下冷却装置(9)布置在一个下电桥(19)上并通过该电桥彼此电连接。


9.根据以上权利要求中任一项所述的二极管激光器组件(1)，其中，所述二极管激光器组件(1)具有第一电流接头部分(25)和第二电流接头部分(27)，所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·蒂尔科恩，S·施特罗迈尔，S·里德，
申请(专利权)人：通快光子学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US