[go: up one dir, main page]

DE10102935A1 - Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number
DE10102935A1
DE10102935A1 DE10102935A DE10102935A DE10102935A1 DE 10102935 A1 DE10102935 A1 DE 10102935A1 DE 10102935 A DE10102935 A DE 10102935A DE 10102935 A DE10102935 A DE 10102935A DE 10102935 A1 DE10102935 A1 DE 10102935A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mirror
layer
layers
metal
mirror according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10102935A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10102935C2 (de
Inventor
Karl Exel
Lothar Kugler
Andreas Meyer
Juergen Schulz-Harder
Karsten Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Curamik Electronics GmbH
Original Assignee
Curamik Electronics GmbH
Kugler GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Curamik Electronics GmbH, Kugler GmbH filed Critical Curamik Electronics GmbH
Priority to DE10102935A priority Critical patent/DE10102935C2/de
Priority to DE50106100T priority patent/DE50106100D1/de
Priority to EP01129899A priority patent/EP1227353B1/de
Priority to US10/045,011 priority patent/US6877869B2/en
Publication of DE10102935A1 publication Critical patent/DE10102935A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10102935C2 publication Critical patent/DE10102935C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/181Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • G02B7/1815Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation with cooling or heating systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0401Arrangements for thermal management of optical elements being part of laser resonator, e.g. windows, mirrors, lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08059Constructional details of the reflector, e.g. shape

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen neuartigen gekühlten Spiegel für Laseranwendungen, mit einem eine Spiegelfläche bildenden Spiegelkörper.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spiegel gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 25.
In Lasereinrichtungen, beispielsweise auch in solchen zum Bearbeiten von Werkstücken sind vielfach Spiegel zum Umlenken des Laserstrahls erforderlich. Obwohl der Laserstrahl zur Reduzierung der Leistungsdichte in der Regel als aufgeweiteter Strahl über die venwendeten Spiegel geführt ist, ist es üblich und bekannt, derartige Spiegel aktiv, d. h. mit einem eine Kühlerstruktur des Spiegelkörpers durchströmenden Kühlmedium, vorzugsweise mit einem flüssigen Kühlmedium, beispielsweise Wasser zu kühlen.
Zu fordern ist bei Spiegeln für Laseranwendungen insbesondere auch, daß sie bzw. deren Spiegelfläche eine ausreichende thermische Stabilität, d. h. Stabilität gegenüber Temperaturschwankungen aufweisen und durch Temperaturschwankungen bedingte Veränderungen oder Verformungen der Spiegelfäche weitestgehend vermieden sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gekühlten Spiegel für Laseranwendungen aufzuzeigen, dessen Spiegelfläche trotz eines einfachen Spiegelaufbaus eine hohe thermische Stabilität besitzt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Spiegel entsprechend dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 25 ausgebildet.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird durch die wenigstens eine "erste" Zwischenschicht aus dem Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten, die (Zwischenschicht) unmittelbar an die die Spiegelfläche aufweisende oder bildende "erste" Schicht "aus Metall" anschließt eine hohe thermische Stabilität für die Spiegelfläche erreicht, so daß beispielsweise durch Änderung der Laserleistung und/oder durch An- und Abschalten des Laser bedingte Temperaturschwankungen nicht zu einer störenden Verformung oder Veränderung der Spiegelfläche führen.
Zur Vermeidung eines Bimetall-Effektes, d. h. eines Verwölbens des Spiegels und insbesondere der von der Oberseite 2 gebildeten Spiegelfläche bei Temperaturschwankungen, ist der mehrschichtige Spiegelkörper symmetrisch zu einer Mittelebene ausgeführt und besitzt daher an eine die Unterseite des Spiegels bildende "zweite" Schicht aus Metall anschließend eine "zweite" Zwischenschicht aus dem Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Für die wenigstens eine Zwischenschicht aus dem Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten kann auch ein Material, beispielsweise Keramik gewählt werden, mit welchem zugleich eine Verbesserung der Festigkeit des Spiegels erreicht wird, insbesondere auch dann, wenn die verwendeten Metall-Schichten solche aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sind.
Bevorzugt wird die Kühlerstruktur von mehreren, aneinander anschließenden Kühlerschichten gebildet, die dann so strukturiert sind, daß sie einen Kühler- oder Kühlerstrukturbereich mit fein strukturierten Kanälen für das Kühlmedium bilden, die sich ständig in wenigstens zwei, vorzugsweise in drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumachsen verzweigen. Die Strukturierung dieser Kühlerschichten ist vorzugsweise auch derart, daß sie die Kühlerstruktur überbrückende durchgehende Pfosten bilden, die dann nicht nur die Kühlwirkung verbessern, sondern insbesondere auch bei Verwendung des wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit an sich günstigen Kupfers oder einer Kupferlegierung für die Kühlerschichten und vorzugsweise auch für die restlichen Metall-Schichten die erforderliche Festigkeit, insbesondere auch Druckfestigkeit des Spiegels im Bereich der Kühlerstruktur gewährleisten.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und in Seitenansicht einen Spiegel für Laseranwendungen gemäß der Erfindung;
Fig. 2 den Spiegel der Fig. 1 in Draufsicht;
Fig. 3 in Draufsicht eine mögliche Ausführungsform einer strukturierten Kühlerlage zur Verwendung bei dem gekühlten Laserspiegel der Fig. 1 und 2.
Fig. 4 in Draufsicht das von zwei aneinander anschließenden Kühlerlagen gebildete Layout.
Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Spiegel ist zur Verwendung in Hochleistungslasern zum Umlenken des Laserstrahles bestimmt. Der Spiegel 1 ist mehrschichtig mit einer Vielzahl von Schichten aufgebaut, die in geeigneter Weise flächig miteinander verbunden sind. Im Einzelnen weist der Spiegel 1 den nachstehend angegebenen Aufbau auf, wobei die verschiedenen Bereiche und Schichten ausgehend von der Spiegeloberseite 2 in Richtung der Spiegelunterseite 3 in der nachstehend angegebenen Reihenfolge aneinander anschließen:
  • - Obere Metallschicht 4, die an ihrer freien Oberseite 2 die Spiegelfläche bildet;
  • - Zwischenschicht 5;
  • - Obere Metall- oder Abschlußschicht 6 für die darunterliegende Kühlerstruktur 7;
  • - Untere Metall- oder Abschlußschicht 8 für die Kühlerstruktur 7;
  • - Zwischenschicht 9;
  • - Untere Metallschicht 10, die die Unterseite 3 des Spiegels 1 bildet.
Die Zwischenschichten 5 und 9 bestehen aus einem Material, welches einen im Vergleich zu dem Metall der Metallschichten sehr viel kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, nämlich in der Größenordnung gleich oder kleiner 10 × 10-6[1/K]. Die Zwischenschichten 5 und 9 bestehen bevorzugt aus dem selben Material.
Die Kühlerstruktur 7 besteht aus einer Vielzahl von flächig miteinander verbundenen Metallschichten 11, die mit ihren Oberflächenseiten ebenfalls parallel zur Oberseite 2 bzw. Unterseite 3 des Spiegels 1 liegen.
Entsprechend den Fig. 3 und 4 sind diese Kühlerschichten 11 so strukturiert, daß sie zwei Kammern 12 bzw. 13 zum Zuführen und Abführen eines vorzugsweise flüssigen Kühlmediums, beispielsweise Wasser, und zwischen diesen Kammern einen Kühlbereich 14 mit fein strukturierten Strömungswegen für das Kühlmedium bilden, die sich ständig in allen drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumachsen verzweigen, so daß das Strömungsmedium diesen Kühlbereich 14 unter ständigem Umlenken in allen drei Raumachsen durchströmt und hierdurch eine intensive Kühlwirkung erreicht wird.
Die Kühlerlagen 11 sind weiterhin auch so strukturiert, daß durch ihre Strukturierung von den aneinander anschließenden Kühlerlagen durchgehende Pfosten 15 aus dem Metall dieser Kühlerlagen 11 gebildet sind, die mit ihrer Längserstreckung senkrecht zu den Ebenen der Schichten des Spiegels 1 orientiert und ebenso wie die von diesen Pfosten 15 flügelartig wegstehenden verbliebenen Materialbereiche der strukturierten Kühlerlagen 11 von dem Kühlmedium intensiv umströmt werden. Die Pfosten 15 dienen zum einen zum wirksamen Einleiten der abzuführenden Wärme in den Kühlbereich 14 bzw. in das Kühlmedium. Zum anderen sind die Pfosten 15 auch erforderlich für die mechanische Festigkeit des Spiegels, insbesondere auch um ein Aufblähen der Kühlerstruktur 7 und damit des Spiegels 1 insgesamt bzw. ein Verwölben der von der Oberseite 2 gebildeten Spiegelfläche durch das unter Druck stehende Kühlmedium zu vermeiden. Der gegenseitige Abstand der Pfosten 15 beträgt beispielsweise 1,0-8 mm, wobei der Durchmesser dieser Pfosten etwa den halben Abstand dieser Pfosten entspricht.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Schichten 4, 6, 8 und 10 sowie auch die Kühlerlagen 11 jeweils von einer Kupferfolie gebildet. Die Zwischenschichten 5 und 9 bestehen aus Keramik, beispielsweise aus einer Aluminiumoxid- oder Aluminiumnitrid-Keramik. Auch andere Materialien sind für diese Zwischenschichten 5 und 9 denkbar, beispielsweise Siliziumcarbid oder aber Metalle mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten gleich oder kleiner 10 × 10-6[1/K], wie z. B. Wolfram, Molybdän oder Metall-Legierungen mit diesem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffzienten. Die Zwischenschichten 5 und 9 können weiterhin auch aus einem Metallmatrix-Verbundmaterial mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten gleich oder kleiner 10 × 10-6[1/K] bestehen, z. B. aus Kupfer-Silizium-Karbid oder Aluminiumsiliziumkarbid.
Die flächige Verbindung zwischen den einzelnen Schichten kann auf unterschiedlichste Weise hergestellt sein, und zwar insbesondere auch abhängig von den verwendeten Materialien. Sind die Metall-Schichten solche aus Kupfer und die Zwischenschichten 5 und 9 solche aus Keramik, insbesondere Aluminiumoxid- Keramik, so besteht die Möglichkeit die einzelnen Schichten in besonders einfacher Weise unter Verwendung der dem Fachmann bekannten und z. B. in der US-PS 37 44 120 oder in der DE-PS 23 19 854 beschriebenen DCB-Technik (Direct-Copper-Bond- Technology) flächig miteinander zu verbinden. Auch andere Verfahren zum Verbinden der schichten sind denkbar, beispielsweise Lötverfahren, auch Aktiv-Lötverfahren.
Wie die Figuren zeigen, sind bei der dargestellten Ausführungsform die Schichten 4-6 sowie auch die Kühlerschichten 11 mit einem kreisförmigen Zuschnitt mit dem selben Durchmesser ausgeführt, so daß der von diesen Schichten gebildete Teil des Spiegels 1 die Form eines flachen Kreiszylinders aufweist. Die Metall-Schichten 8 und 10 sowie die Zwischenschicht 9 sind bei der dargestellten Ausführungsform jeweils quadratisch mit den selben Kantenabmessungen gefertigt, die größer sind als der Durchmesser der kreisförmigen Schichten 4-6 und 11. Die Schichten 8-10 bilden somit einen über den übrigen Umfang des Spiegels 1 gleichmäßig wegstehenden Flansch 16 mit quadratischen Querschnitt, der achsgleich mit der Achse des kreiszylinderförmigen Teils des Spiegels 1 angeordnet ist. Im Bereich der Ecken sind im Flansch 16 Befestigungsöffnungen 17 vorgesehen, mit denen der Spiegel dann an einem nicht dargestellten Halter befestigt werden kann.
An der Unterseite 3 sind Anschlüsse 18 vorgesehen, und zwar jeweils ein Anschluß 18 für eine der Kammern 12 bzw. 13. Diese Anschlüsse, die beispielsweise aus dem gleichen Metall wie die unterste Schicht 10, nämlich bei der dargestellten Ausführungsform aus Kupfer bestehen, sind in geeigneter Weise, beispielsweise unter Verwendung des DCB-Verfahrens an der Schicht 10 befestigt. Für jeden Anschluß 18 ist weiterhin in den Schichten 8-10 jeweils eine durchgehende Bohrung 19 vorgesehen, durch die der Anschluß 18 mit seiner Kammer 12 bzw. 13 in Verbindung steht. Im Verwendungsfall des Spiegels 1 sind die Anschlüsse 18 an einem Vorlauf bzw. Rücklauf für das Kühlmedium angeschlossen.
Die Zwischenschicht 5 aus dem Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten, beispielsweise aus Keramik, dient im wesentlichen dazu, die tatsächliche Wärmeausdehnung der Schicht 4, beispielsweise bedingt durch ein Ein- und Ausschalten des vom Spiegel 1 reflektierten Laserstrahls oder durch Änderungen der Leistung dieses Laserstrahls und/oder durch Schwankungen des Kühlmediumdurchsatzes usw. so stark zu reduzieren, daß die Qualität und Funktion des Spiegels 1 durch Temperaturschwankungen in der Schicht 4 nicht beeinträchtigt werden. Um dies sicherzustellen, ist die Dicke der Zwischenschicht 5 größer als die Dicke der Schicht 4. Vorzugsweise liegt die Dicke der Schicht 5 in der Größenordnung zwischen etwa 0,2 und 5 mm und die Dicke der Schicht 4 in der Größenordnung zwischen etwa 0,1 und 0,6 mm.
Der Spiegel 1 ist weiterhin zu einer gedachten Mittelebene M, die parallel zu der Oberseite 2 bzw. Unterseite 3 und auch parallel zu den Schichten 4-6, 8-10 und 11 liegt und die etwa in der Mitte der Kühlerstruktur 7 verläuft, in Bezug auf die Schichtfolge und die für diese Schichten verwendeten Materialien symmetrisch ausgebildet. Aus diesem Grunde ist auch zwischen der die Unterseite 3 bildenden Metall-Schicht 10 und der die Kühlerstruktur 7 unten abschließenden Metall-Schicht 8 die Zwischenschicht 9 vorgesehen, die aus dem selben Material wie die Schicht 5 besteht und auch die gleiche Dicke aufweist wie die Schicht 5. Weiterhin besitzt die Schicht 10 die gleiche Dicke wie die Schicht 4 und die zwischen den Schichten 5 und 9 vorgesehenen Schichten beidseitig von der Mittelebene M jeweils die selbe Dicke.
Aus Gründen der vereinfachten Fertigung sind sämtliche Metall-Schichten 4, 6, 8, 10 und 11 jeweils aus einem Metall-Flachmaterial oder einer Metallfolie gleicher Dicke hergestellt. Durch den zur Mittelebene M symmetrischen Aufbau wird auch der "Bimetall-Effekt" vermieden.
Der Flansch 16 ist bei der dargestellten Ausführungsform in sich symmetrisch ausgeführt, und zwar zur Mittelebene M' der Zwischenschicht 9, d. h. die beidseitig von dieser Zwischenschicht vorgesehenen Metall-Schichten 8 und 10 bestehen aus dem selben Metall, z. B. Kupfer und besitzen die selbe Dicke. Diese symmetrische Ausbildung des Flansches zu der Mittelebene M' vermeidet im Verwendungsfall bei Temperaturschwankungen eine Verwölbung des Flansches 16 und damit eine Veränderung des Justage des Spiegels 1. Durch die Zwischenschicht 9 aus Keramik wird für den Flansch 16 weiterhin auch eine ausreichende mechanische Festigkeit erreicht, und zwar trotz Verwendung der Schichten 8 und 10 aus Kupfer.
Die Oberseite 2 ist zur Bildung einer Spiegelfläche bearbeitet, d. h. beispielsweise poliert und/oder diamantgefräst, und zwar derart, daß die Rauigkeit kleiner als 10 nm beträgt und auch Abweichungen in der Planität auf jeden Fall kleiner als 1 µm sind. Zur Veredelung der Spiegelfläche und/oder zur Verbesserung der Eigenschaften, insbesondere auch der optischen Eigenschaften (Reflektionseigenschaften) dieser Spiegelfläche kann dann auf die so behandelte Oberseite 2 eine weitere dünne Schicht aus Metall (Edelmetall), wie z. B. aus Ni, Au, Ag, Pt, Pd oder aus einer Legierung aufgebracht werden, und zwar beispielsweise mit einer Dicke von 0,1 bis 20 µm.
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform besteht die Schichten 4 und aus Symmetriegründen dann auch die Schichten 6, 8, 10 und 11 aus Kupfer, da sich dieses Material besonders leicht bearbeiten läßt, eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und damit eine optimale Kühlung des Spiegels 1 an der Spiegelfläche gewährleistet, und da Kupfer insbesondere auch für die übliche Laser-Lichtwellenlänge ein gutes Reflexionsverhalten besitzt.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So besteht die Möglichkeit, daß auf die Spiegelfläche zum Schutz und/oder zur optischen Vergütung eine Hart- und/oder Vergütungsschicht z. B. aus Diamant aufgebracht ist, beispielsweise durch physikalisches Abscheiden im Vakuum (PVD).
Bezugszeichenliste
1
Laserspiegel
2
Oberseite
3
Unterseite
4
Schicht aus Metall
5
Schicht aus einem Material mit reduziertem Wärmeausdehnungskoeffizienten
6
Schicht aus Metall
7
Kühlerstruktur
8
Schicht aus Metall
9
Schicht aus einem Material mit reduziertem Wärmeausdehnungskoeffizienten
10
Schicht aus Metall
11
Kühlerlage
12
,
13
Kammer
14
Strukturierung
15
Pfosten
16
Flansch
17
Befestigungsöffnung
18
Anschluß
19
Bohrung

Claims (25)

1. Gekühlter Spiegel für Laseranwendungen, mit einem eine Spiegelfläche bildenden Spiegelkörper, der aus mehreren stapelartig aneinander anschließenden und flächig miteinander verbundenen wenigstens einlagigen Schichten (4-6; 8-10; 11) besteht und eine innerhalb dieser Schichten gebildete Kühlerstruktur (7) mit Anschlüssen (18) zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums aufweist, wobei eine die Oberseite (2) des Spiegels bildenden und aus Metall bestehenden erste Schicht (4) die Spiegelfäche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an die erste Schicht (4) unmittelbar anschließend eine Zwischenlage (5) vorgesehen ist, die aus einem Material mit einem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten gleich oder kleiner 10 × 10-6[1/K] besteht und flächig mit der der Spiegelfläche abgewandten Oberflächenseite der ersten Schicht (4) verbunden ist.
2. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer die Unterseite (3) des Spiegels (1) bildenden Schicht (10) aus Metall unmittelbar benachbart und mit dieser vollflächig verbunden eine zweite Zwischenschicht (9) aus einem Material mit einem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten gleich oder kleiner 10 × 10- 6[1/K] vorgesehen ist.
3. Spiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffzienten Keramik, vorzugsweise Aluminiumoxid-, Aluminiumnitrid- oder Siliziumkarbid-Keramik ist.
4. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus dem Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten aus einem Metall mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient gleich oder kleiner 10 × 10-6[1/K] besteht, beispielsweise aus Wolfram, Molybdän oder einer Metall-Legierung.
5. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus dem Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten aus einem Metallmatrix-Verbundmaterial mit einem Ausdehnungskoeffizienten gleicher oder kleiner 10 × 10-6[1/K] besteht, beispielsweise aus Kupfer-Silizium-Karbid oder aus Aluminium-Silizium-Karbid.
6. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Zwischenschicht eine Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke der ersten Schicht (4) aus Metall.
7. Spiegel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (5) eine Dicke im Bereich von etwa 0,2-5 mm aufweist.
8. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (4) aus Metall eine Dicke im Bereich 0,1-0,6 mm aufweist.
9. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlerstruktur (7) von mehreren aneinander anschließenden, strukturierten Kühlerschichten (11) aus Metall gebildet ist.
10. Spiegel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig von der von den strukturierten Schichten (11) gebildeten Kühlerstruktur (7) jeweils wenigstens eine nicht strukturierte Abschlußschicht (6, 8), vorzugsweise aus Metall vorgesehen ist.
11. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Unterseite des Spiegels (3) bildende zweite Metallschicht (10) Bestandteil eines über den sonstigen Umfang des Spiegels (1) vorstehenden Flansches (16) ist.
12. Spiegel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (16) wenigstens dreischichtig ausgebildet ist, und zwar aus der zweiten Schicht (10) aus Metall, aus wenigstens der an diese zweite Schicht unmittelbar anschließenden zweiten Zwischenschicht (9) aus dem Material mit dem reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie aus einer weiteren Schicht (8) aus Metall an der der zweiten Schicht (10) abgewandten Seite der zweiten Zwischenschicht (9).
13. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er bzw. dessen Körper hinsichtlich der Schichten und der für diese Schichten verwendeten Materialien symmetrisch zu einer zwischen der Spiegeloberseite (2) und der Spiegelunterseite (3) verlaufenden Mittelebene (M) ausgebildet ist.
14. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (16) hinsichtlich der diesen Flansch bildenden Schichten und der verwendeten Materialien symmetrisch zu einer parallel zur Spiegelunterseite (3) verlaufenden Flanschmittelebene (M') ausgebildet ist.
15. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierten Schichten (11) der Kühlerstruktur (7) durchgehende, diese Kühlerstruktur (7) überbrückende Pfosten (15) bilden.
16. Spiegel nach Anspruch 1 S. dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Pfosten etwa 1,0 bis 8,0 mm beträgt.
17. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierten Kühlerschichten (11) zu den Pfosten (15) radial verlaufende und von diesen wegstehende Materialabschnitte oder Flügel bilden.
18. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus Metall solche aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sind.
19. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (4) an ihrer Oberfläche poliert und/oder diamantgefräst ist, und zwar derart, daß die Rauigkeit kleiner als 10 nm und Abweichungen von der Planität kleiner als 1 µm betragen.
20. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberseite der ersten Schicht (4) zur Bildung der Spiegelfläche eine Oberflächenmetallschicht, beispielsweise eine Schicht aus Ni, Au, Ag, Pt, Pd oder einer Metall-Legierung aufgebracht ist.
21. Spiegel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenmetallschicht eine Dicke aufweist, die deutlich kleiner ist als die Dicke der ersten Schicht, beispielsweise eine Dicke von 0,1 bis 20 µm.
22. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spiegelfläche eine Hart- und/oder Vergütungsschicht, z. B. aus Diamant aufgebracht ist.
23. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Anschlüsse (18) an der der Spiegelfläche abgewandten Unterseite (3) des Spiegels zum Zuführen und Abführen des Kühlmediums.
24. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten mittels des DCB-Prozesses und/oder durch Löten, vorzugsweise durch Aktivlöten miteinander verbunden sind.
25. Verfahren zum Herstellen eines Spiegels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Spiegelkörper bildenden Schichten (4-6; 8-10), einschließlich der strukturierten, die Kühlerstruktur bildenden Kühlerschichten (11) übereinandergestapelt und dann unter Verwendung des DCB-Prozesses oder durch Löten, insbesondere Aktivlöten miteinander verbunden werden, und daß nach diesem Fügeprozeß die freiliegende Oberflächenseite der die Oberseite des Spiegels bildenden ersten Schicht aus Metall poliert und/oder diamantgefräst wird.
DE10102935A 2001-01-16 2001-01-23 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung Expired - Fee Related DE10102935C2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10102935A DE10102935C2 (de) 2001-01-16 2001-01-23 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE50106100T DE50106100D1 (de) 2001-01-16 2001-12-15 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
EP01129899A EP1227353B1 (de) 2001-01-16 2001-12-15 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
US10/045,011 US6877869B2 (en) 2001-01-16 2002-01-15 Mirror for laser applications and method for manufacture of said mirror

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10101887 2001-01-16
DE10102935A DE10102935C2 (de) 2001-01-16 2001-01-23 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10102935A1 true DE10102935A1 (de) 2002-07-25
DE10102935C2 DE10102935C2 (de) 2003-04-17

Family

ID=7670812

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10102935A Expired - Fee Related DE10102935C2 (de) 2001-01-16 2001-01-23 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE50106100T Expired - Lifetime DE50106100D1 (de) 2001-01-16 2001-12-15 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50106100T Expired - Lifetime DE50106100D1 (de) 2001-01-16 2001-12-15 Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE10102935C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006056070A1 (de) * 2006-11-20 2008-05-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Spiegelvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Spiegelvorrichtung
DE102016115110A1 (de) * 2016-08-15 2018-02-15 Motogadget Gmbh Rückspiegel für ein Zweirad und Verfahren zu seiner Herstellung

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3744120A (en) * 1972-04-20 1973-07-10 Gen Electric Direct bonding of metals with a metal-gas eutectic
US3781094A (en) * 1972-09-15 1973-12-25 Us Air Force Liquid cooled mirror structure
DE2946713A1 (de) * 1979-11-20 1981-05-21 Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg Verfahren zum herstellen einer reflektierenden oberflaeche
US4387962A (en) * 1981-10-06 1983-06-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Corrosion resistant laser mirror heat exchanger
US4432828A (en) * 1979-08-14 1984-02-21 G. Siempelkamp Gmbh & Co. Method of an apparatus for mounting a foil on a plate
US4443059A (en) * 1982-01-13 1984-04-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High energy laser mirror
DE3339076A1 (de) * 1982-11-01 1984-05-03 Metalworking Lasers International Ltd., Neve Sharett Gekuehlter spiegel, insbesondere fuer laser
US4770521A (en) * 1986-10-03 1988-09-13 United Technologies Corporation Cooled mirror substrate isolator
US5002378A (en) * 1990-08-03 1991-03-26 Litton Systems, Inc. Light weight cooled mirror
DE19838826A1 (de) * 1998-08-26 2000-03-30 Fraunhofer Ges Forschung Optisches Element mit transparenter, kratzfester Beschichtung, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3744120A (en) * 1972-04-20 1973-07-10 Gen Electric Direct bonding of metals with a metal-gas eutectic
US3781094A (en) * 1972-09-15 1973-12-25 Us Air Force Liquid cooled mirror structure
US4432828A (en) * 1979-08-14 1984-02-21 G. Siempelkamp Gmbh & Co. Method of an apparatus for mounting a foil on a plate
DE2946713A1 (de) * 1979-11-20 1981-05-21 Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg Verfahren zum herstellen einer reflektierenden oberflaeche
US4387962A (en) * 1981-10-06 1983-06-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Corrosion resistant laser mirror heat exchanger
US4443059A (en) * 1982-01-13 1984-04-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High energy laser mirror
DE3339076A1 (de) * 1982-11-01 1984-05-03 Metalworking Lasers International Ltd., Neve Sharett Gekuehlter spiegel, insbesondere fuer laser
US4770521A (en) * 1986-10-03 1988-09-13 United Technologies Corporation Cooled mirror substrate isolator
US5002378A (en) * 1990-08-03 1991-03-26 Litton Systems, Inc. Light weight cooled mirror
DE19838826A1 (de) * 1998-08-26 2000-03-30 Fraunhofer Ges Forschung Optisches Element mit transparenter, kratzfester Beschichtung, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006056070A1 (de) * 2006-11-20 2008-05-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Spiegelvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Spiegelvorrichtung
DE102006056070B4 (de) 2006-11-20 2018-06-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Spiegelvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Spiegelvorrichtung
DE102016115110A1 (de) * 2016-08-15 2018-02-15 Motogadget Gmbh Rückspiegel für ein Zweirad und Verfahren zu seiner Herstellung
EP3284658A1 (de) * 2016-08-15 2018-02-21 Motogadget GmbH Rückspiegel für ein zweirad und verfahren zu seiner herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
DE10102935C2 (de) 2003-04-17
DE50106100D1 (de) 2005-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19506093C2 (de) Diodenlaserbauelement
EP0632681B1 (de) Metallbeschichtetes Substrat
DE69227978T2 (de) Wärmesenke mit Kühlrippen und Herstellungsverfahren
DE102004002030B4 (de) Verbundmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0978874A2 (de) Kühler
WO1998038678A1 (de) Halbleitermodul
DE19710716C2 (de) Vorrichtung zum Kühlen von elektronischen Bauelementen
EP1398099A1 (de) Flüssigkeitsgekühlte Kokille zum Stranggiessen von Metallen
WO2023030789A1 (de) Elektronisches modul mit wenigstens einem leistungshalbleiter und verfahren zu dessen herstellung
DE10361899A1 (de) Diodenlasersubelement und Anordnungen mit derartigen Diodenlasersubelementen
EP0135120A1 (de) Keramik-Metall-Element
EP1227353B1 (de) Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE19956565B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Wärmesenke für elektrische Bauelemente
WO1997030494A1 (de) Kühlkörper mit einer montagefläche für ein elektronisches bauteil
DE2333178A1 (de) Spiegel und verfahren zu seiner herstellung
EP1525618B1 (de) Halbleitervorrichtung mit kuehlelement
DE102007051796A1 (de) Kühlvorrichtung für Halbleiterbauelemente
DE10102935A1 (de) Spiegel für Laseranwendungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
EP0240769B1 (de) Steuerscheibe für Bildwiedergabevorrichtungen
EP1672690B1 (de) Mikrokühlkörper
EP0322434A1 (de) Flacher körper, insbesondere zur verwendung als wärmesenke für elektronische leistungsbauelemente
EP0259635B1 (de) Verfahren zur Herstellung von thermisch hochbelasteten Kühlelementen
EP0393496B1 (de) Aus Kupfer- und Keramikschichten bestehendes Substrat für Leiterplatten elektrischer Schaltungen
EP0492264A1 (de) Stahlstranggiesskokille
DE3408263C1 (de) Verfahren zur Herstellung von Hochenergielaserspiegeln

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CURAMIK ELECTRONICS GMBH, 92676 ESCHENBACH, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140801