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WO2019243322A1 - Diodenlaseranordnung und verfahren zum herstellen einer diodenlaseranordnung - Google Patents

Diodenlaseranordnung und verfahren zum herstellen einer diodenlaseranordnung Download PDF

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WO2019243322A1
WO2019243322A1 PCT/EP2019/066002 EP2019066002W WO2019243322A1 WO 2019243322 A1 WO2019243322 A1 WO 2019243322A1 EP 2019066002 W EP2019066002 W EP 2019066002W WO 2019243322 A1 WO2019243322 A1 WO 2019243322A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connection layer
alloy
diode laser
laser arrangement
cooling device
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/066002
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Strohmaier
Arne-Heike MEISSNER-SCHENK
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.)
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Trumpf Photonics Inc
Original Assignee
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Trumpf Photonics Inc
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 Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH, Trumpf Photonics Inc filed Critical Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Publication of WO2019243322A1 publication Critical patent/WO2019243322A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02476—Heat spreaders, i.e. improving heat flow between laser chip and heat dissipating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H—ELECTRICITY
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    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/02365—Fixing laser chips on mounts by clamping

Definitions

  • Diode laser arrangement and method for producing a diode laser arrangement Diode laser arrangement and method for producing a diode laser arrangement
  • the invention relates to a diode laser arrangement and a method for producing a diode laser arrangement.
  • High-power diode laser bars generate heat loss, which must be dissipated by the diode laser device in order to achieve a high output power with a long service life, high beam quality, as well as intended and constant beam parameters, for example a high and constant degree of polarization.
  • a diode laser arrangement with such a diode laser device has at least one cooling device, which is thermally coupled to the diode laser device and is designed to dissipate the heat loss. To connect such a cooling device with the
  • Diode laser devices are typically used materials, for example hard solders, which - because of their joining partners - are higher
  • Elastic modulus favor or cause mechanical stresses in a laser-active material of the diode laser device. Such stresses are particularly dependent on the difference in the coefficient of thermal expansion of the material used for joining, for example the brazing material, and the
  • Diode laser device or the at least one cooling device.
  • the invention is based on the object of providing a diode laser arrangement and a method for producing a diode laser arrangement, advantages over known diode laser arrangements in particular with regard to a high level Output power with a long service life, beam quality and
  • the object is achieved in particular by a diode laser arrangement with a diode laser device, at least one cooling device, of a first
  • connection layer and a second connection layer is created.
  • the diode laser device is set up to emit a laser beam.
  • the laser beam can also consist of several partial laser beams.
  • the at least one cooling device is set up to cool the diode laser device.
  • the first connection layer is fixed on a base surface of the diode laser device and the second connection layer is fixed on a contact surface of the at least one cooling device.
  • the first connection layer on the contact surface of the at least one cooling device and the second
  • Connection layer fixed to the base of the diode laser device.
  • the first connection layer and the second connection layer are firmly connected to one another, so that the diode laser device and the at least one cooling device via the first connection layer and the second
  • Connection layer are firmly connected. It is preferable
  • the first connection layer has a large number of nanowires.
  • Nanowires of the type mentioned are, for example, in the standard
  • Each nanowire typically has a diameter in the nanometer range, in particular approximately 100 nm or less than 100 nm.
  • the nanowires typically have a length of at least 0.5 pm and at most 20 mhi, especially 10 mhi.
  • a connection layer of the type mentioned typically has thousands of such nanowires.
  • Cooling device over the first connection layer and the second
  • Connection layer thermally coupled, so that heat transfer from the diode laser device to the at least one cooling device is possible.
  • first connection layer and the second connection layer in a section in which the two layers during assembly of the
  • Diode laser arrangement are arranged to one another or connected to each other, after assembly, at least in some areas, geometrically no longer or only difficult to differentiate from one another. This is particularly the case when the two layers are connected by means of adhesion, diffusion, hooking, latching, and / or toothing.
  • Gear cutting is especially micro gear cutting. Adhesion or diffusion can be achieved in particular by means of suitable heat treatment processes.
  • the diode laser arrangement according to the invention has advantages over the prior art. Due to the fact that the first connection layer has the plurality of nanowires and is firmly connected to the second connection layer, so that the diode laser device and the at least one cooling device are firmly connected to one another via the first connection layer and the second connection layer, stresses in particular in an active material of the diode laser device can can be significantly reduced or even avoided when operating the diode laser arrangement, in particular at high operating temperatures.
  • a connection by means of nanowires of the type mentioned has a particularly high thermal conductivity, so that a particularly effective heat transfer between the diode laser device and the at least one cooling device is realized. Furthermore, such a connection has a particularly high one
  • connection also lasts up to a temperature of 500 ° C or more than 500 ° C.
  • the elasticity of such a connection via the nanowires of the type mentioned is sufficiently high to withstand mechanical stresses in a laser-active material To reduce or prevent diode laser device.
  • Lifetime of the diode laser arrangement in particular the diode laser device, can be significantly increased.
  • a temperature-related and / or mechanical deformation caused by a diode laser bar designed as a diode laser bar can be significantly reduced or even avoided.
  • a high or higher output power can be achieved with a long service life and beam quality.
  • Laser beam for example the degree of polarization, the wavelength or
  • Beam angle are kept constant in narrower areas. Furthermore, the degree of polarization can be increased, for example. In addition, the
  • Diode laser arrangement can be operated as intended, even at higher temperatures, compared to known diode laser arrangements.
  • the diode laser device preferably has at least one emitter
  • Such an emitter is preferably designed as an edge emitter.
  • Such an emitter is preferably a high-performance emitter
  • the diode laser device particularly preferably has a plurality of emitters, the diode laser device in particular having a diode laser bar with a plurality of emitters, which are preferably arranged in a one-dimensional row (array).
  • a diode laser bar is preferably designed as an edge emitter.
  • Such a diode laser bar is particularly preferably designed as a high-power diode laser bar.
  • the at least one cooling device has a heat sink or is designed as such, the heat sink being set up to absorb waste heat from the diode laser device or away from it
  • this has exactly one cooling device of the type mentioned.
  • it has two cooling devices, namely one cooling device and another
  • the cooling device and the further cooling device are each arranged on two opposite sides of the diode laser device.
  • the first cooling device and the further cooling device are each arranged on two opposite sides of the diode laser device.
  • connection layer and the second connection layer between the base surface of the diode laser device and the contact surface of the cooling device. Furthermore, there is a further first connection layer and a further second
  • Cooling device arranged.
  • the other footprint
  • the diode laser device is therefore in particular between the cooling device and the further cooling device, and it can be cooled from two sides.
  • Connection layer applied in each case on the base surface or the contact surface.
  • such an application leads to a non-positive, material and / or positive connection.
  • Such a connection is particularly preferably realized by adhesion, diffusion, hooking, latching, and / or toothing, in particular micro toothing.
  • the base area is in particular an area which has a p-side of the
  • Diode laser device limited or in the area thereof, the further base area in particular delimiting an n side of the diode laser device or in the area thereof, or vice versa.
  • the first connection layer preferably extends over the entire
  • the second connection layer preferably extending over the entire contact surface or the entire base area.
  • the first connection layer preferably has a substrate, which is arranged on the base surface or the contact surface.
  • a substrate has in particular a material or consists of a material which is selected from a group consisting of ceramic, a polymer, glass, silicon, a steel, copper, a copper alloy, and gallium arsenide.
  • the substrate can also have a coating. For example, that
  • Substrate can be designed as a coated copper substrate.
  • the large number of nanowires grew on this substrate.
  • the nanowires originate from the substrate, whereby they are in the
  • the plurality of nanowires preferably forms a dense, grass-like layer, which extends over the entire surface of the substrate.
  • the diode laser arrangement prefferably has a clamping device which is designed to hold the diode laser device, the first connection layer, the second connection layer and / or the at least one cooling device in a predetermined position relative to one another.
  • the diode laser device and the at least one are by means of the clamping device
  • Cooling device can be pressed against one another in order to arrange it in a fixed position relative to one another when the diode laser arrangement is operated as intended.
  • a clamping device it is in particular not necessary that the diode laser device, the first connection layer, the second connection layer and the at least one cooling device are each firmly connected to one another in such a way that the aforementioned components of the diode laser arrangement are held together as intended.
  • Has clamping device wherein in particular the diode laser device and the at least one cooling device are held in a predetermined position relative to one another by means of the first connecting layer and the second connecting layer.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred that is characterized in that the nanowires, in particular the plurality of
  • Nanowires have a material or consist of a material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy, palladium, one Palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, and an aluminum alloy.
  • Such materials can be particularly useful
  • the low-stress and heat-conductive connection of the diode laser device with the at least one cooling device can be realized.
  • the nanowires it is also possible for the nanowires to have a different material or to consist of a different material.
  • the second connection layer is continuous in one or more directions, that is to say in particular free of interruptions.
  • the second connection layer has a material or consists of a material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, solder and solder paste.
  • suitable materials for the second connection layer are discussed below.
  • the first connection layer and the second have particularly preferably
  • Connection layer on the same material or consist of the same material.
  • a solder paste is understood to mean in particular a material which has at least solder and a flux.
  • the second connection layer is particularly preferably metallic, for example as a thick metal layer or as a metal foil.
  • the second connecting layer can be, for example, as a thick gold layer which preferably has a thickness of at least 1 pm and at most 100 pm be trained.
  • the second connection layer can be formed, for example, as a thick silver layer, which preferably has a thickness of at least 3 pm and at most 100 pm.
  • the second connection layer can be formed as, in particular metallic, contact foil, for example as a contact silver foil.
  • connection layer By means of a coherent formation of the second connection layer, a particularly effective heat transfer can be realized with a low-stress connection of the at least one cooling device to the diode laser device.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the second connection layer each has several
  • the second connection layer then has a material or consists of a material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper and a copper alloy. More suitable
  • the second connection layer has a plurality of geometrically delimitable sub-areas, the second connection layer being formed at least in regions as a layer connected in one or more directions after assembly, in particular when the diode laser device is connected to the at least one cooling device.
  • previously geometrically delimitable partial areas can be joined together, in particular by pressure forces and / or elevated temperatures
  • a connection between the diode laser device and the at least one Cooling device is implemented in particular via or by means of the respective subregions of the second connecting layer.
  • the subareas of the second connection layer can each be formed in particular essentially hump-shaped, hemispherical or needle-shaped.
  • such a partial area can have a length and / or a width of at least 20 pm to at most 100 pm.
  • a material of the partial areas of the second connection layer can, for example, have gold or a gold alloy, or consist of gold or a gold alloy. Such partial areas are then also referred to as gold bumps.
  • such partial areas of the second connection layer, in particular gold bumps each have a layer thickness of at least 5 pm and at most 30 pm.
  • Such a second connection layer can be produced or applied, for example, galvanically or via sputtering.
  • a low-voltage or even voltage-free connection between the diode laser device and the at least one cooling device can be realized particularly effectively by means of the partial areas.
  • the second connecting layer has a material or consists of a material which is selected from a group consisting of gold, in particular nanoporous gold, a gold alloy, in particular a nanoporous gold Alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium , an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, an aluminum alloy, indium, an indium alloy, lead, a lead alloy, solder, and solder paste.
  • a tin alloy or a lead alloy can have lead-tin, for example.
  • the second connecting layer it is also possible for the second connecting layer to have a different material or to consist of a different material.
  • the first connection layer and the second connection layer preferably each have the same material or consist of the same material.
  • Such a second connecting layer which has, for example, nanoporous gold or a nanoporous gold alloy, preferably has a layer thickness of at least 20 pm and at most 50 pm.
  • nanoporous gold or a nanoporous gold alloy has pores whose diameter or extent is in the range from at least 1 nm to at most 100 nm.
  • connection layer is particularly advantageous with regard to a low-stress or even stress-free connection of the diode laser device to the at least one cooling device.
  • the second connection layer has a multiplicity of further nanowires.
  • the second connection layer preferably has a substrate which is arranged on the contact surface or the base surface.
  • the large number of further nanowires grew on this substrate.
  • the further nanowires originate from the substrate, essentially extending in the direction of the first connection layer.
  • the plurality of further nanowires preferably forms a dense, grass-like layer which extends over the entire surface of the substrate.
  • a second connection layer comprising further nanowires, which is formed analogously to the first connection layer, is particularly preferred.
  • a second connection layer provided with nanowires causes a particularly low-stress or even
  • the further nanowires have a material or consist of a material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, copper, a copper Alloy, nickel, a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy , Aluminum, and an aluminum alloy.
  • the further nanowires it is also possible for the further nanowires to have a different material or to consist of a different material.
  • the further nanowires of the second connection layer particularly preferably have the same material or consist of the same material as the nanowires of the first connection layer. Such training is especially for a low-tension or even tension-free one
  • Connection of the diode laser device with the at least one cooling device is suitable.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the first connection layer and the second
  • Connection layer are non-positively, cohesively and / or positively connected.
  • the first connection layer is preferably connected to the second connection layer by adhesion.
  • the first connection layer is connected to the second connection layer by diffusion.
  • the first connection layer is connected to the second connection layer by hooking, latching, and / or toothing, in particular micro toothing.
  • the second connection layer has a multiplicity of the further nanowires, the multiplicity of the further nanowires and the multiplicity of the nanowires of the first
  • Connection layer are at least partially, in particular firmly, connected to one another by adhesion. Alternatively or in addition, those are preferably
  • a large number of the nanowires and the large number of further nanowires are at least partially, in particular firmly, connected to one another by diffusion.
  • the plurality of nanowires and the plurality of further nanowires are preferably connected to one another at least partially, in particular firmly, by hooking, latching, and / or toothing, in particular micro toothing.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred that is characterized in that the diode laser device, in particular in addition to the at least one emitter, has a submount. In particular, this submount then has the base area.
  • the submount is preferably fixedly connected to the at least one cooling device via the first connection layer and the second connection layer.
  • the diode laser device in particular the at least one emitter, is connected to the at least one cooling device via the submount and the first and second connection layers.
  • a connection of the at least one emitter to the submount can be, for example, a solder connection or can be implemented by means of a contact foil.
  • a submount of the type mentioned is designed in particular as a heat spreader, waste heat from the at least one emitter being able to be passed on to the at least one cooling device in a particularly effective manner. Furthermore, various submounts can advantageously be used
  • a further first connection layer which is configured analogously to the first connection layer of the type mentioned
  • a further second connection layer which is configured analogously to the second connection layer of the type mentioned
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the first connection layer and the second
  • Connection layer have less than 5% voids.
  • a void fraction relates in particular to a total volume of material in the first
  • connection layer and / or the second connection layer. If the second connecting layer has a plurality of geometrically delimitable partial areas, the material volume of these partial areas is meant here in particular. It is possible that the cavities essentially due to a corresponding joining process in the manufacture of the diode laser arrangement essentially between the first
  • Connection layer and the second connection layer are formed. Such a configuration of the two connection layers enables a particularly stable and low-stress connection of the diode laser device to the at least one cooling device.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the at least one cooling device and the first connection layer or the second connection layer are set up to make electrical contact with the diode laser device.
  • the at least one cooling device, the first connection layer and the second connection layer are preferably set up to make electrical contact with the diode laser device.
  • the first connection layer and / or the second are / are preferably
  • Connection layer or their respective material is made electrically conductive, so that electrical contacting of the diode laser device via the at least one cooling device and the first connection layer
  • a submount of the type mentioned is designed to be electrically conductive.
  • a connection via the large number of nanowires or further nanowires has a particularly low electrical resistance. This is in particular less than 1 W, in particular in the range of a few meters. In this way, reliable electrical contacting of the diode laser device can be realized.
  • a diode laser arrangement according to one of the previously described embodiments is particularly preferably produced within the scope of the method.
  • a first connection layer which has a multiplicity of nanowires, is arranged on a base surface of a diode laser device and a second connection layer on a contact surface of at least one cooling device, in particular applied to it.
  • the first connection layer is firmly connected to the second connection layer, in particular non-positively, positively and / or materially, so that the diode laser device and the at least one cooling device are firmly connected to one another via the first connection layer and the second connection layer.
  • Diode laser device and the at least one cooling device only
  • Connection layer can be connected to one another, analogously to a
  • a connection of the first connection layer to the second connection layer can be carried out in particular at room temperature.
  • first connection layer is preferably arranged on the contact surface and then the second connection layer on the base surface, or in reverse order, in particular applied thereon.
  • first connection layer and the second connection layer are connected to one another parallel to the application of the second connection layer on the contact surface or on the base surface.
  • Manufacturing process according to the described method is advantageous, for example, if the second connection layer has solder or solder paste, or consists of solder or solder paste.
  • An embodiment of the method is preferred which is characterized by distinguishes that the first connection layer and the second connection layer are connected to one another by means of a bonding method.
  • the bonding process is a process which is selected from a group consisting of thermocompression processes, ultrasonic bonding and vacuum bonding. Ultrasonic bonding is also known in particular under the term wire bonding. In the vacuum bonding of the type mentioned
  • the diode laser arrangement can be produced particularly economically by means of such methods.
  • diode laser arrangement on the one hand and of the method for producing a diode laser arrangement on the other hand are to be understood as complementary to one another.
  • Features of the diode laser arrangement that were explained in connection with the method are preferably individually or combined with one another.
  • Features of a preferred embodiment of the diode laser arrangement are preferably individually or combined with one another.
  • This is preferably characterized by at least one method step which is caused by at least one feature of an inventive or preferred embodiment of the diode laser arrangement.
  • the diode laser arrangement is preferably distinguished by at least one feature which is caused by at least one step of an inventive or preferred embodiment of the method.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of a diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a third exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a fourth exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a fifth exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a sixth exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a seventh exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of an eighth exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 9 shows a schematic illustration of a ninth exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • FIG. 10 shows a schematic illustration of a tenth exemplary embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section
  • Figure 11 is a schematic representation of an eleventh embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section.
  • Figure 12 is a schematic representation of a twelfth embodiment of the diode laser arrangement in longitudinal section.
  • a first embodiment of a diode laser arrangement 1 is shown schematically in longitudinal section.
  • a longitudinal section is in particular a section along a schematically illustrated laser beam axis L one
  • the diode laser arrangement 1 has a diode laser device 3, which
  • the diode laser device 3 here has at least one emitter, in particular a high-power diode laser bar, which is designed, for example, as an edge emitter. Furthermore, the
  • Diode laser arrangement 1 has at least one cooling device 5, which is set up to cool the diode laser device 3.
  • the diode laser arrangement 1 has exactly such a cooling device 5.
  • the diode laser arrangement 1 also has a first connection layer 7 and a second connection layer 9.
  • the first connection layer 7 is on here a contact surface 11 of the cooling device 5 arranged fixed, in particular applied thereon.
  • the second connection layer 9 is here firmly arranged on a base 13 of the diode laser device 3, in particular applied thereon.
  • the first connection layer 7 is firmly connected to the second connection layer 9, so that the diode laser device 3 and the cooling device 5 via the first
  • Connection layer 7 and the second connection layer 9 are firmly connected to one another. Such a connection is shown schematically in FIG. 1 with a plus sign P.
  • FIGS. 2 to 12 an exemplary assembly process is shown schematically in FIGS. 2 to 12 by means of the plus sign P.
  • Diode laser arrangement 1 has a further cooling device of the type mentioned, which is arranged on a side of the diode laser device 3 opposite the cooling device 5.
  • a further cooling device is in particular by means of a further first connection layer which is formed analogously to the first connection layer 7 and an analogue to the second
  • Connection layer 9 formed further second connection layer, connected to the diode laser device 3.
  • the further first connection layer and the further second connection layer are each between a further contact surface of the further cooling device and a further base surface 15 of the
  • the further base 15 is
  • the first connection layer 7 has a large number of nanowires.
  • the first connection layer 7 has a substrate, which is arranged on the contact surface 11, in particular is applied thereon, the large number of nanowires being grown on the substrate.
  • the substrate which is arranged on the contact surface 11, in particular is applied thereon, the large number of nanowires being grown on the substrate.
  • Nanowires a material or consist of a material that is selected is from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy,
  • the nanowires Palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, and an aluminum alloy.
  • the nanowires it is also possible for the nanowires to have a different material or to consist of a different material.
  • the second connecting layer 9 is formed continuously in one or more directions.
  • the second connection layer 9 is optionally formed as a thick metal layer.
  • the second connection layer 9 optionally has a material or consists of a material which is selected from a group consisting of gold, in particular nanoporous gold, a gold alloy, in particular a nanoporous gold alloy, silver, a silver alloy, a silver -Sintered material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, one Germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, an aluminum alloy, indium, an indium alloy, lead, a lead alloy, solder and solder paste.
  • the second connecting layer it is also possible for the second connecting layer to have a different material or to consist of a different material.
  • first connection layer 7, in particular the multiplicity of nanowires, and the second connection layer 9 are connected to one another in a force-locking, material-locking and / or form-locking manner.
  • a connection can be realized, for example, by adhesion, diffusion, hooking, latching, and / or toothing, in particular micro toothing.
  • the diode laser device 3 has a submount, which then has the base area 13 as an example.
  • a submount is not explicitly shown in FIG. 1.
  • the at least one emitter is the
  • Diode laser device 3 arranged on such a submount, wherein it over the submount, the first connection layer 7 and the second connection layer 9 are connected to the cooling device 5. It is possible that the
  • Diode laser device 3 has a further submount, which in
  • the first connection layer 7 and the second connection layer 9 have less than 5% voids.
  • cooling device 5 and the first connection layer 7 and / or the second connection layer 9 are set up to make electrical contact with the diode laser device 3.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in FIG
  • the first connection layer 7 is arranged on the contact surface 11 and the second connection layer 9 on the base surface 13.
  • the second connecting layer 9 has a plurality of subregions, each of which can be geometrically delimited, of which two subregions are identified by way of example with the reference symbols 9 ′, 9 “. It is obvious that the second connection layer 9 can have significantly more such partial areas 9 ′′, 9 ′′ than are shown in FIG. 2 in a simplified manner.
  • Subareas 9 ′′, 9 ′′ are each arranged at a distance from one another on the base area 13, in particular applied to the latter.
  • they each have a material or consist of a material which is selected from a group consisting of gold, in particular nanoporous gold, a gold alloy, in particular a nanoporous gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sinter - Material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, Tin, a tin alloy, aluminum, one
  • Connection layer 9 in particular the first connection layer 7 and the
  • Sub-areas 9 ', 9 " non-positively, materially and / or positively connected.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in
  • the second connection layer 9 here has a large number of further nanowires.
  • the second connection layer 9 is formed analogously to the first connection layer 7.
  • the further nanowires have a material or consist of a material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy, Palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum and an aluminum alloy.
  • the further nanowires it is also possible for the further nanowires to have a different material or to consist of a different material.
  • the nanowires of the first connection layer 7 and the further nanowires of the second connection layer 9 are connected to one another in a force-locking, material-locking and / or form-locking manner.
  • the nanowires and the further nanowires are connected to one another by adhesion, diffusion, hooking, latching, and / or toothing, in particular micro toothing.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in FIG Longitudinal section shown schematically. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • This exemplary embodiment is designed essentially analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 1, the second being designed continuously in one or more directions according to FIG.
  • Connection layer 9 is formed substantially thinner, in particular as a metal foil.
  • FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in
  • connection layer 9 is formed continuously in one or more directions. It assigns the second
  • Connection layer 9 for example solder or solder paste, or consists of solder or solder paste.
  • the diode laser device 3 is here firmly connected to the cooling device 5 via the second connection layer 9 and the first connection layer 7.
  • An exemplary assembly process is represented by means of the plus signs P ', P ".
  • the diode laser device 3, the second connection layer 9 and a composite with the cooling device 5 and the first connection layer 7 arranged thereon are connected to one another in one process step.
  • Such a connection can also be carried out in several process steps, as described below by way of example.
  • first the second connection layer 9 and the first connection layer 7, which is arranged on the cooling device 5, can be connected to one another (P ′′), the diode laser device 3 and the second connection layer 9 subsequently being connected to one another (P ’).
  • the second connection layer 9 and the diode laser device 3 can first be connected to one another, with this connection then being connected to the first connection layer 7 arranged on the cooling device 5.
  • FIG. 6 identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that insofar as reference is made to the preceding description.
  • 7 shows a seventh exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 schematically in longitudinal section. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • the first connection layer 7 is arranged on the base 13 of the diode laser device 3, in particular applied to it.
  • the second connection layer 9 is arranged on the contact surface 11 of the cooling device 5, in particular applied to it.
  • the second connection layer 9 is continuous in one or more directions and has, for example, solder or solder paste, or consists of solder or solder paste.
  • the first connection layer 7 and the second connection layer 9 are therefore provided in the reverse arrangement compared to FIG.
  • FIG. 8 shows an eighth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in FIG.
  • the second connecting layer 9 is formed here as a thick metal layer which is continuous in one or more directions, it being arranged on the cooling device 5, in particular being applied thereon.
  • a ninth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 is shown schematically in longitudinal section in FIG. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • the second connection layer 9 has a plurality of geometrically delimitable sub-regions 9 ′′, 9 ′′, which are arranged on the contact surface 11, in particular are applied thereon.
  • a tenth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 is shown schematically in longitudinal section in FIG. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description.
  • This embodiment is essentially designed analogous to the embodiment of Figure 4, the second
  • Connection layer 9 is designed, for example, as a silver foil.
  • FIG. 11 shows an eleventh embodiment of the diode laser arrangement 1 in FIG. 11
  • Connection layer 9 is formed continuously in one or more directions and has, for example, a material or consists of a material which is selected from a group consisting of nanoporous gold and a nanoporous gold alloy.
  • FIG. 12 schematically shows a twelfth embodiment of the diode laser arrangement 1 in longitudinal section. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description. This embodiment is similar to that
  • Connection layer 7 is arranged on the diode laser device 3, and which, for example, nanoporous gold or a nanoporous gold alloy
  • the diode laser device 3 can optionally have a submount, which is not shown separately in the drawing, and has the base area 13.
  • the at least one emitter is then arranged on a side of the submount lying opposite the base area 13.
  • the first connection layer 7 becomes firm with the second connection layer 9,
  • Connection layer 7 and the second connection layer 9 are connected to one another.
  • the first connection layer 7 and the second connection layer 9 are connected to one another by means of a bonding method.
  • the bonding process is a process which is selected from a group consisting of thermocompression processes, ultrasound bonding and vacuum bonding.
  • a low-voltage or even voltage-free connection of the diode laser device 3 to the at least one cooling device 5 can be implemented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Diodenlaseranordnung (1), mit einer Diodenlasereinrichtung (3), welche eingerichtet ist, um einen Laserstrahl zu emittieren, zumindest einer Kühleinrichtung (5), welche eingerichtet ist, um die Diodenlasereinrichtung (3) zu kühlen, einer ersten Verbindungsschicht (7), und einer zweiten Verbindungsschicht (9), wobei die erste Verbindungsschicht (7) an einer Grundfläche (13) der Diodenlasereinrichtung (3) und die zweite Verbindungsschicht (9) an einer Anlagefläche (11 ) der zumindest einen Kühleinrichtung (5), oder die erste Verbindungsschicht (7) an der Anlagefläche (11 ) und die zweite Verbindungsschicht (9) an der Grundfläche (13) fest angeordnet sind, wobei die erste Verbindungsschicht (7) mit der zweiten Verbindungsschicht (9) fest verbunden ist, sodass die Diodenlasereinrichtung (3) und die zumindest eine Kühleinrichtung (5) über die erste Verbindungsschicht (7) und die zweite Verbindungsschicht (9) fest miteinander verbunden sind. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Verbindungsschicht (7) eine Vielzahl von Nanodrähten aufweist.

Description

Diodenlaseranordnung und Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnunq
Die Erfindung betrifft eine Diodenlaseranordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung.
Beim Betrieb einer Diodenlasereinrichtung mit zumindest einem Emitter
insbesondere im Hochleistungsbereich, beispielsweise einem
Hochleistungsdiodenlaserbarren, entsteht Verlustwärme, welche zum Erreichen einer hohen Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer, hoher Strahlqualität, sowie bestimmungsgemäßer und konstanter Strahlparameter, beispielsweise eines hohen und konstanten Polarisationsgrades, von der Diodenlasereinrichtung abgeführt werden muss. Typischerweise weist eine Diodeniaseranordnung mit einer solchen Diodenlasereinrichtung zumindest eine Kühleinrichtung auf, welche mit der Diodenlasereinrichtung thermisch gekoppelt und zur Ableitung der Verlustwärme eingerichtet ist. Zur Verbindung einer solchen Kühleinrichtung mit der
Diodenlasereinrichtung werden typischerweise Materialien, beispielsweise Hartlote, verwendet, welche aufgrund ihres - bezüglich der Fügepartner - höheren
Elastizitätsmoduls mechanische Spannungen in einem laseraktiven Material der Diodenlasereinrichtung begünstigen oder bewirken. Derartige Spannungen sind insbesondere abhängig von der Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten des zum Fügen verwendeten Materials, beispielsweise des Hartlots, und der
Diodenlasereinrichtung beziehungsweise der zumindest einen Kühleinrichtung.
Weiterhin sind solche Spannungen abhängig von Ausdehnungsunterschieden von intermetallischen Phasen im Lotgefüge. Derartige Spannungen wirken sich in hohem Maße negativ auf die Lebensdauer, die Strahlqualität sowie auf die spektralen und geometrischen Strahleigenschaften aus und grenzen die Anwendbarkeit der
Diodenlaseranordnung stark ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diodenlaseranordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Diodeniaseranordnung zu schaffen, wobei Vorteile gegenüber bekannten Diodenlaseranordnungen insbesondere bezüglich einer hohen Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer, Strahlqualität sowie
bestimmungsgemäßen und konstanten Strahlparametern realisiert werden.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Diodenlaseranordnung mit einer Diodenlasereinrichtung, zumindest einer Kühleinrichtung, einer ersten
Verbindungsschicht und einer zweiten Verbindungsschicht geschaffen wird. Die Diodenlasereinrichtung ist eingerichtet, um einen Laserstrahl zu emittieren. Der Laserstrahl kann dabei auch aus mehreren Teillaserstrahlen bestehen. Die zumindest eine Kühleinrichtung ist eingerichtet, um die Diodenlasereinrichtung zu kühlen.
Die erste Verbindungsschicht ist an einer Grundfläche der Diodenlasereinrichtung und die zweite Verbindungsschicht ist an einer Anlagefiäche der zumindest einen Kühleinrichtung fest angeordnet. Alternativ sind die erste Verbindungsschicht an der Anlagefläche der zumindest einen Kühleinrichtung und die zweite
Verbindungsschicht an der Grundfläche der Diodenlasereinrichtung fest angeordnet.
Die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht sind fest miteinander verbunden, sodass die Diodeniasereinrichtung und die zumindest eine Kühleinrichtung über die erste Verbindungsschicht und die zweite
Verbindungsschicht fest miteinander verbunden sind. Es ist vorzugsweise
vorgesehen, dass die Diodeniasereinrichtung und die zumindest eine Kühieinrichtung mittels der ersten Verbindungsschicht und der zweiten Verbindungsschicht fest miteinander verbunden sind. Dabei weist die erste Verbindungsschicht eine Vielzahl von Nanodrähten auf.
Nanodrähte der angesprochenen Art werden beispielsweise in der Norm
ISO/TS 80004-2:2015 beschrieben. Jeder Nanodraht weist typischerweise einen Durchmesser im Nanometerbereich auf, insbesondere etwa 100 nm oder weniger als 100 nm. Die Nanodrähte weisen typischerweise eine Länge von mindestens 0,5 pm und höchstens 20 mhi, insbesondere 10 mhi, auf. Eine Verbindungsschicht der angesprochenen Art weist typischerweise tausende derartiger Nanodrähte auf.
Insbesondere sind die Diodenlasereinrichtung und die zumindest eine
Kühleinrichtung über die erste Verbindungsschicht und die zweite
Verbindungsschicht thermisch gekoppelt, so dass eine Wärmeübertragung von der Diodenlasereinrichtung zu der zumindest einen Kühleinrichtung möglich ist.
Es ist möglich, dass die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht in einem Abschnitt, in dem die beiden Schichten bei einer Montage der
Diodenlaseranordnung aneinander angeordnet beziehungsweise miteinander verbunden werden, nach der Montage zumindest bereichsweise geometrisch nicht mehr oder nur schwer voneinander abgrenzbar sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine Verbindung der beiden Schichten mittels Adhäsion, Diffusion, Verhaken, Verrasten, und/oder Verzahnen realisiert ist. Beim Verzahnen handelt es sich insbesondere um Mikroverzahnen. Eine Adhäsion beziehungsweise Diffusion kann insbesondere mittels geeigneter Wärmebehandlungsverfahren realisiert sein.
Die erfindungsgemäße Diodenlaseranordnung weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass die erste Verbindungsschicht die Vielzahl von Nanodrähten aufweist und mit der zweiten Verbindungsschicht fest verbunden ist, sodass die Diodenlasereinrichtung und die zumindest eine Kühleinrichtung über die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht fest miteinander verbunden sind, können Spannungen insbesondere in einem aktiven Material der Diodenlasereinrichtung beim Betrieb der Diodenlaseranordnung, insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen, signifikant verringert oder gar vermieden werden. Eine Verbindung mittels Nanodrähten der angesprochenen Art weist eine besonders hohe thermische Leitfähigkeit auf, sodass eine besonders effektive Wärmeübertragung zwischen der Diodenlasereinrichtung und der zumindest einen Kühleinrichtung realisiert wird. Weiterhin weist eine solche Verbindung eine besonders hohe
Zugfestigkeit und Scherfestigkeit auf. Eine derartige Verbindung hat zudem Bestand bis zu einer Temperatur von 500 °C oder mehr als 500 °C. Dabei ist eine Elastizität einer solchen Verbindung über die Nanodrähte der angesprochenen Art ausreichend hoch, um mechanische Spannungen in einem laseraktiven Material der Diodenlasereinrichtung zu reduzieren oder zu verhindern. Insgesamt kann die
Lebensdauer der Diodenlaseranordnung, insbesondere der Diodenlasereinrichtung, signifikant gesteigert werden. Beispielsweise kann ein temperaturbedingtes und/oder durch mechanische Spannungen bedingtes Verformen einer als Diodenlaserbarren ausgebildeten Diodenlasereinrichtung signifikant verringert oder gar vermieden werden. Weiterhin kann eine hohe oder höhere Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Strahlqualität realisiert werden. Weiterhin können spektrale Eigenschaften beziehungsweise geometrische Charakteristika des emittierten
Laserstrahls, beispielsweise der Polarisationsgrad, die Wellenlänge oder der
Abstrahlwinkel, in engeren Bereichen konstant gehalten werden. Desweiteren kann beispielsweise der Polarisationsgrad erhöht werden. Darüber hinaus kann die
Diodenlaseranordnung im Vergleich zu bekannten Diodenlaseranordnungen auch bei höheren Temperaturen bestimmungsgemäß betrieben werden.
Die Diodenlasereinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Emitter,
insbesondere Einzelemitter, auf. Ein solcher Emitter ist bevorzugt als Kantenemitter ausgebiidet. Vorzugsweise ist ein solcher Emitter als Hochleistungsemitter
ausgebildet. Besonders bevorzugt weist die Diodenlasereinrichtung mehrere Emitter auf, wobei die Diodenlasereinrichtung insbesondere einen Diodenlaserbarren mit mehreren Emittern, welche vorzugsweise in einer eindimensionalen Reihe (Array) angeordnet sind, aufweist. Vorzugsweise ist ein solcher Diodenlaserbarren als Kantenemitter ausgebildet. Besonders bevorzugt ist ein solcher Diodenlaserbarren als Hochleistungsdiodenlaserbarren ausgebildet.
Insbesondere weist die zumindest eine Kühleinrichtung eine Wärmesenke auf oder ist als solche ausgebildet, wobei die Wärmesenke eingerichtet ist, Abwärme von der Diodenlasereinrichtung aufzunehmen beziehungsweise von dieser weg zu
transportieren, beispielsweise mittels eines Kühlfluids. Aufgrund der hohen
Wärmeleitfähigkeit der Verbindung mittels der Nanodrähte ist dies besonders effektiv möglich.
Bei bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung weist diese genau eine Kühleinrichtung der angesprochenen Art auf. Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung weist diese zwei Kühleinrichtungen, nämlich eine Kühleinrichtung und eine weitere
Kühleinrichtung der angesprochenen Art auf. Insbesondere sind die Kühleinrichtung und die weitere Kühleinrichtung jeweils an zwei einander entgegengesetzt liegenden Seiten der Diodenlasereinrichtung angeordnet. Dabei sind die erste
Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht zwischen der Grundfläche der Diodenlasereinrichtung und der Anlagefläche der Kühleinrichtung angeordnet. Weiterhin sind eine weitere erste Verbindungsschicht und eine weitere zweite
Verbindungsschicht der angesprochenen Art zwischen einer weiteren Grundfläche der Diodenlasereinrichtung und einer weiteren Anlagefläche der weiteren
Kühleinrichtung angeordnet. Insbesondere ist die weitere Grundfläche
entgegengesetzt zu der Grundfläche, vorzugsweise parallel zu dieser, angeordnet. Die Diodenlasereinrichtung liegt also insbesondere zwischen der Kühleinrichtung und der weiteren Kühleinrichtung, wobei sie von zwei Seiten gekühlt werden kann.
Insbesondere sind die erste Verbindungsschicht und/oder die zweite
Verbindungsschicht jeweils auf der Grundfläche beziehungsweise der Anlagefläche aufgebracht. Insbesondere führt eine solche Aufbringung zu einer kraftschlüssigen, stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung. Eine solche Verbindung ist besonders bevorzugt durch Adhäsion, Diffusion, Verhaken, Verrasten, und/oder Verzahnen, insbesondere Mikroverzahnen, realisiert.
Die Grundfläche ist insbesondere eine Fläche, welche eine p-Seite der
Diodenlasereinrichtung begrenzt oder im Bereich dieser liegt, wobei die weitere Grundfläche insbesondere eine n-Seite der Diodenlasereinrichtung begrenzt oder im Bereich dieser liegt, oder umgekehrt.
Vorzugsweise erstreckt sich die erste Verbindungsschicht über die gesamte
Grundfläche beziehungsweise die gesamte Anlagefläche, wobei sich vorzugsweise die zweite Verbindungsschicht über die gesamte Anlagefläche beziehungsweise die gesamte Grundfläche erstreckt.
Vorzugsweise weist die erste Verbindungsschicht ein Substrat auf, welches an der Grundfläche beziehungsweise der Anlagefläche angeordnet ist. Ein solches Substrat weist insbesondere ein Material auf oder besteht aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Keramik, einem Polymer, Glas, Silizium, einem Stahl, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, und Galliumarsenid. Das Substrat kann zudem eine Beschichtung aufweisen. Beispielsweise kann das
Substrat als beschichtetes Kupfersubstrat ausgebildet sein.
Insbesondere ist auf diesem Substrat die Vielzahl von Nanodrähten aufgewachsen. Insbesondere entspringen die Nanodrähte dem Substrat, wobei sie sich im
Wesentlichen in Richtung der zweiten Verbindungsschicht erstrecken. Vorzugsweise bildet die Vielzahl von Nanodrähten eine dichte, rasenartige Lage, welche sich auf dem Substrat insbesondere vollflächig erstreckt. Es ergeben sich Kostenvorteile, da eine Oberflächenbeschaffenheit des Substrats, beispielsweise bezüglich Planarität, im Vergleich zu Fügeoberflächen bei bekannten Verbindungen geringer sein kann.
Es ist möglich, dass die Diodenlaseranordnung eine Klemmvorrichtung aufweist, welche eingerichtet ist, um die Diodenlasereinrichtung, die erste Verbindungsschicht, die zweite Verbindungsschicht und/oder die zumindest eine Kühleinrichtung relativ zueinander in einer vorbestimmten Lage zu halten. Beispielsweise sind mittels der Klemmvorrichtung die Diodenlasereinrichtung und die zumindest eine
Kühleinrichtung gegeneinander drückbar, um diese bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Diodenlaseranordnung relativ zueinander lagefest anzuordnen. Mittels einer solchen Klemmvorrichtung ist es insbesondere nicht erforderlich, dass die Diodenlasereinrichtung, die erste Verbindungsschicht, die zweite Verbindungsschicht und die zumindest eine Kühleinrichtung jeweils miteinander derart fest verbunden sind, dass allein dadurch die genannten Komponenten der Diodenlaseranordnung in bestimmungsgemäßer Weise zusammengehalten werden.
Es ist alternativ möglich, dass die Diodenlaseranordnung keine solche
Klemmvorrichtung aufweist, wobei insbesondere die Diodenlasereinrichtung und die zumindest eine Kühleinrichtung mittels der ersten Verbindungsschicht und der zweiten Verbindungsschicht relativ zueinander in einer vorbestimmten Lage gehalten werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Nanodrähte, insbesondere die Vielzahl von
Nanodrähten, ein Material aufweisen oder aus einem Material bestehen, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel- Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, und einer Aluminium-Legierung. Mittels derartiger Werkstoffe kann eine besonders
spannungsarme und wärmeleitfähige Verbindung der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen Kühleinrichtung realisiert werden. Es ist aber auch möglich, dass die Nanodrähte ein anderes Material aufweisen oder aus einem anderen Material bestehen.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die zweite Verbindungsschicht in einer oder mehreren Richtungen durchgehend, also insbesondere frei von Unterbrechungen, ausgebildet ist. Beispielsweise weist die zweite Verbindungsschicht ein Material auf oder besteht aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupferlegierung, Lot und Lotpaste. Weitere geeignete Materialien für die zweite Verbindungsschicht werden weiter unten noch angesprochen.
Besonders bevorzugt weisen die erste Verbindungsschicht und die zweite
Verbindungsschicht jeweils das gleiche Material auf oder bestehen aus dem gleichen Material.
Unter einer Lotpaste wird insbesondere ein Material verstanden, welches zumindest Lot und ein Flussmittel aufweist.
Besonders bevorzugt ist die zweite Verbindungsschicht metallisch ausgebildet, beispielsweise als dicke Metallschicht oder als Metallfolie.
Die zweite Verbindungsschicht kann beispielsweise als dicke Goldschicht, welche eine Dicke von vorzugsweise mindestens 1 pm und höchstens 100 pm aufweist, ausgebildet sein. Alternativ kann die zweite Verbindungsschicht beispielsweise als dicke Silberschicht, welche eine Dicke von vorzugsweise mindestens 3 pm und höchstens 100 pm aufweist, ausgebildet sein. Alternativ kann die zweite Verbindungsschicht als, insbesondere metallische, Kontaktfolie, beispielsweise als Kontakt-Silber-Folie, ausgebildet sein.
Mittels einer zusammenhängenden Ausbildung der zweiten Verbindungsschicht kann eine besonders effektive Wärmeübertragung bei gleichzeitig spannungsarmer Verbindung der zumindest einen Kühleinrichtung mit der Diodenlasereinrichtung realisiert werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die zweite Verbindungsschicht mehrere jeweils
geometrisch abgrenzbare, insbesondere voneinander beabstandete, Teilbereiche aufweist. Beispielsweise weist die zweite Verbindungsschicht dann ein Material auf oder besteht aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer und einer Kupferlegierung. Weitere geeignete
Materialien für die zweite Verbindungsschicht werden weiter unten noch
angesprochen.
Es ist möglich, dass vor einer Montage der Diodenlaseranordnung, insbesondere vor einer Verbindung der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen
Kühleinrichtung, die zweite Verbindungsschicht mehrere geometrisch abgrenzbare Teilbereiche aufweist, wobei nach der Montage, insbesondere bei einem montierten Verbund der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen Kühleinrichtung, die zweite Verbindungsschicht zumindest bereichsweise als in einer oder mehreren Richtungen zusammenhängende Schicht ausgebildet ist. Beispielsweise können bei der Montage insbesondere durch Druckkräfte und/oder erhöhte Temperaturen vormals geometrisch abgrenzbare Teilbereiche miteinander zu
zusammenhängenden Bereichen verbunden werden.
Eine Verbindung zwischen der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen Kühleinrichtung ist insbesondere über die oder mittels der jeweiligen Teilbereiche der zweiten Verbindungsschicht realisiert.
Die Teilbereiche der zweiten Verbindungsschicht können jeweils insbesondere im Wesentlichen buckelförmig, halbkugelförmig oder nadelförmig ausgebildet sein.
Beispielsweise kann ein solcher Teilbereich eine Länge und/oder eine Breite von mindestens 20 pm bis höchstens 100 pm aufweisen.
Ein Material der Teilbereiche der zweiten Verbindungsschicht kann beispielsweise Gold oder eine Gold-Legierung aufweisen, oder aus Gold oder einer Gold-Legierung bestehen. Derartige Teilbereiche werden dann auch als Goldbumps bezeichnet. Beispielsweise weisen solche Teilbereiche der zweiten Verbindungsschicht, insbesondere Goldbumps, jeweils eine Schichtdicke von mindestens 5 pm und höchstens 30 pm auf.
Eine solche zweite Verbindungsschicht kann beispielsweise galvanisch oder über Sputtern hergestellt beziehungsweise aufgetragen werden. Mittels der Teilbereiche kann besonders effektiv eine spannungsarme oder gar spannungsfreie Verbindung zwischen der Diodenlasereinrichtung und der zumindest einen Kühleinrichtung realisiert werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die zweite Verbindungsschicht ein Material aufweist oder aus einem Material besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, insbesondere nanoporösem Gold, einer Gold-Legierung, insbesondere einer nanoporösen Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter- Werkstoff, Kupfer, einer Kupferlegierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium- Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium- Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, einer Blei-Legierung, Lot, und Lotpaste. Eine Zinn-Legierung beziehungsweise eine Blei-Legierung kann beispielsweise Blei-Zinn aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die zweite Verbindungsschicht ein anderes Material aufweist oder aus einem anderen Material besteht. Besonders bevorzugt weisen die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht jeweils das gleiche Material auf oder bestehen aus dem gleichen Material.
Vorzugsweise weist eine derartige zweite Verbindungsschicht, welche beispielsweise nanoporöses Gold oder eine nanoporöse Gold-Legierung aufweist, eine Schichtdicke von mindestens 20 pm und höchstens 50 pm auf.
Insbesondere weist nanoporöses Gold oder eine nanoporöse Gold-Legierung Poren auf, deren Durchmesser beziehungsweise Ausdehnung im Bereich von mindestens 1 nm bis höchstens 100 nm liegt. Eine solche Ausbildung der zweiten
Verbindungsschicht ist besonders vorteilhaft bezüglich einer spannungsarmen oder gar spannungsfreien Verbindung der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen Kühleinrichtung.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die zweite Verbind ungsschicht eine Vielzahl von weiteren Nanodrähten aufweist. Vorzugsweise weist die zweite Verbindungsschicht analog zu der ersten Verbindungsschicht ein Substrat auf, welches an der Anlagefläche beziehungsweise der Grundfläche angeordnet ist. Insbesondere ist auf diesem Substrat die Vielzahl von weiteren Nanodrähten aufgewachsen. Insbesondere entspringen die weiteren Nanodrähte dem Substrat, wobei sie sich im Wesentlichen in Richtung der ersten Verbindungsschicht erstrecken. Vorzugsweise bildet die Vielzahl von weiteren Nanodrähten eine dichte, rasenartige Lage, welche sich auf dem Substrat insbesondere vollflächig erstreckt. Besonders bevorzugt wird eine zweite weitere Nanodrähte aufweisende Verbindungsschicht, welche analog zu der ersten Verbindungsschicht ausgebildet ist. Eine mit Nanodrähten versehene zweite Verbindungsschicht bewirkt eine besonders spannungsarme oder gar
spannungsfreie Verbindung der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen Kühleinrichtung.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die weiteren Nanodrähte ein Material aufweisen oder aus einem Material bestehen, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, Kupfer, einer Kupfer- Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn- Legierung, Aluminium, und einer Aluminium-Legierung. Es ist aber auch möglich, dass die weiteren Nanodrähte ein anderes Material aufweisen oder aus einem anderen Material bestehen. Besonders bevorzugt weisen die weiteren Nanodrähte der zweiten Verbindungsschicht das gleiche Material auf oder bestehen aus dem gleichen Material wie die Nanodrähte der ersten Verbindungsschicht. Eine solche Ausbildung ist besonders für eine spannungsarme oder gar spannungsfreie
Verbindung der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen Kühleinrichtung geeignet.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Verbindungsschicht und die zweite
Verbindungsschicht kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist die erste Verbindungsschicht mit der zweiten Verbindungsschicht durch Adhäsion verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist die erste Verbindungsschicht mit der zweiten Verbindungsschicht durch Diffusion verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist die erste Verbindungsschicht mit der zweiten Verbindungsschicht durch Verhaken, Verrasten, und/oder Verzahnen, insbesondere Mikroverzahnen, verbunden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung weist die zweite Verbindungsschicht eine Vielzahl der weiteren Nanodrähte auf, wobei die Vielzahl der weiteren Nanodrähte und die Vielzahl der Nanodrähte der ersten
Verbindungsschicht durch Adhäsion zumindest teilweise, insbesondere fest, miteinander verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich sind vorzugsweise die
Vielzahl der Nanodrähte und die Vielzahl der weiteren Nanodrähte durch Diffusion zumindest teilweise, insbesondere fest, miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich sind vorzugsweise die Vielzahl der Nanodrähte und die Vielzahl der weiteren Nanodrähte durch Verhaken, Verrasten, und/oder Verzahnen, insbesondere Mikroverzahnen, zumindest teilweise, insbesondere fest, miteinander verbunden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlasereinrichtung, insbesondere zusätzlich zu dem mindestens einen Emitter, einen Submount aufweist. Insbesondere weist dieser Submount dann die Grundfläche auf.
Vorzugsweise ist der Submount über die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht mit der zumindest einen Kühleinrichtung fest verbunden. Dabei ist insbesondere die Diodenlasereinrichtung, insbesondere der mindestens eine Emitter, über den Submount und die erste sowie die zweite Verbindungsschicht mit der zumindest einen Kühleinrichtung verbunden. Eine Verbindung des mindestens einen Emitters mit dem Submount kann beispielsweise eine Lötverbindung sein oder mittels einer Kontaktfolie realisiert sein.
Ein Submount der angesprochenen Art ist insbesondere als Wärmespreizer ausgebildet, wobei Abwärme des mindestens einen Emitters besonders effektiv zu der zumindest einen Kühleinrichtung weitergeleitet werden kann. Weiterhin können mittels eines solchen Submounts vorteilhaft verschiedene
Wärmeausdehnungskoeffizienten des mindestens einen Emitters und weiterer beschriebener Komponenten der Diodenlaseranordnung ausgeglichen werden.
Es ist möglich, dass zwischen dem Submount und dem mindestens einen Emitter eine weitere erste Verbindungsschicht, die analog zu der ersten Verbindungsschicht der angesprochenen Art ausgebildet ist, und eine weitere zweite Verbindungsschicht, die analog zu der zweiten Verbindungsschicht der angesprochenen Art ausgebildet ist, angeordnet ist, wobei über die weitere erste Verbindungsschicht und die weitere zweite Verbindungsschicht der Submount und der mindestens eine Emitter fest miteinander verbunden sind.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Verbindungsschicht und die zweite
Verbindungsschicht weniger als 5 % Lunker aufweisen. Ein solcher Lunkeranteil bezieht sich insbesondere auf ein gesamtes Materialvolumen der ersten
Verbindungsschicht und/oder der zweiten Verbindungsschicht. Weist die zweite Verbindungsschicht mehrere geometrisch abgrenzbare Teilbereiche auf, so ist hier insbesondere das Materialvolumen dieser Teilbereiche gemeint. Es ist möglich, dass die Lunker insbesondere aufgrund eines entsprechenden Fügeprozesses bei der Herstellung der Diodenlaseranordnung im Wesentlichen zwischen der ersten
Verbindungsschicht und der zweiten Verbindungsschicht ausgebildet sind. Eine solche Ausbildung der beiden Verbindungsschichten ermöglicht eine besonders stabile und spannungsarme Verbindung der Diodenlasereinrichtung mit der zumindest einen Kühleinrichtung.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die zumindest eine Kühleinrichtung sowie die erste Verbindungsschicht oder die zweite Verbindungsschicht, eingerichtet sind, um die Diodenlasereinrichtung elektrisch zu kontaktieren. Alternativ sind vorzugsweise die zumindest eine Kühleinrichtung, die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht eingerichtet, um die Diodenlasereinrichtung elektrisch zu kontaktieren.
Vorzugsweise sind/ist die erste Verbindungsschicht und/oder die zweite
Verbindungsschicht beziehungsweise deren jeweiliges Material elektrisch leitfähig ausgebildet, sodass eine elektrische Kontaktierung der Diodenlasereinrichtung über die zumindest eine Kühleinrichtung und die erste Verbindungsschicht
beziehungsweise die zweite Verbindungsschicht möglich ist. Insbesondere ist ein Submount der angesprochenen Art elektrisch leitfähig ausgebildet. Eine Verbindung über die Vielzahl von Nanodrähten beziehungsweise weiteren Nanodrähten weist einen besonders geringen elektrischen Widerstand auf. Dieser beträgt insbesondere weniger als 1 W, wobei er insbesondere im Bereich einiger mü liegt. Auf diese Weise kann eine sichere elektrische Kontaktierung der Diodenlasereinrichtung realisiert werden.
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung geschaffen wird. Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens eine Diodenlaseranordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen hergestellt. Im Rahmen des Verfahrens werden eine erste Verbindungsschicht, welche eine Vielzahl von Nanodrähten aufweist, an einer Grundfläche einer Diodenlasereinrichtung und eine zweite Verbindungsschicht an einer Anlagefläche zumindest einer Kühleinrichtung angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht. Alternativ werden die erste Verbindungsschicht an der
Anlagefläche und die zweite Verbindungsschicht an der Grundfläche angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht. Insbesondere parallel dazu oder im Anschluss daran wird die erste Verbindungsschicht mit der zweiten Verbindungsschicht fest, insbesondere kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, sodass die Diodenlasereinrichtung und die zumindest eine Kühleinrichtung über die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht fest miteinander verbunden werden. Im Rahmen des Verfahrens ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Diodenlaseranordnung erläutert wurden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die
Diodenlasereinrichtung und die zumindest eine Kühleinrichtung lediglich
aneinandergedrückt, wobei die erste Verbindungsschicht und die zweite
Verbindungsschicht miteinander verbunden werden, analog zu einem
Klettverschluss. Eine Verbindung der ersten Verbindungsschicht mit der zweiten Verbindungsschicht kann insbesondere bei Raumtemperatur durchgeführt werden.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch
auszeichnet, dass die erste Verbindungsschicht an der Grundfläche und
anschließend die zweite Verbindungsschicht an der Anlagefläche, oder in
umgekehrter Reihenfolge, angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht werden. Alternativ werden vorzugsweise die erste Verbindungsschicht an der Anlagefläche und anschließend die zweite Verbindungsschicht an der Grundfläche, oder in umgekehrter Reihenfolge, angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht.
Es ist möglich, dass parallel zu dem Aufbringen der zweiten Verbindungsschicht auf der Anlagefläche beziehungsweise auf der Grundfläche die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht miteinander verbunden werden. Ein
Fertigungsprozess gemäß dem beschriebenen Verfahren ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die zweite Verbindungsschicht Lot oder Lotpaste aufweist, oder aus Lot oder Lotpaste besteht.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht mittels eines Bondverfahrens miteinander verbunden werden.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch
auszeichnet, dass das Bondverfahren ein Verfahren ist, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Thermokompressionsverfahren, Ultraschallbonden und Vakuumbonden. Ultraschallbonden ist insbesondere auch unter dem Begriff Wire- Bonden bekannt. Bei dem Vakuumbonden der angesprochenen Art wird
insbesondere ein Lötprozess in einem Vakuum-Ofen durchgeführt. Mittels solcher Verfahren kann die Diodenlaseranordnung besonders wirtschaftlich hergestellt werden.
Die Beschreibung der Diodenlaseranordnung einerseits sowie des Verfahrens zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Diodenlaseranordnung, die in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung.
Verfahrensschritte, die in Zusammenhang mit der Diodenlaseranordnung erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer
bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, welcher durch wenigstens ein Merkmal einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bedingt ist. Die Diodenlaseranordnung zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt, Figur 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 6 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 7 eine schematische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 8 eine schematische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 9 eine schematische Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 10 eine schematische Darstellung eines zehnten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 11 eine schematische Darstellung eines elften Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt, und
Figur 12 eine schematische Darstellung eines zwölften Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Diodenlaseranordnung 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt. Unter einem Längsschnitt wird insbesondere ein Schnitt entlang einer schematisch dargestellten Laserstrahlachse L eines
Laserstrahls, der mittels der Diodenlaseranordnung 1 emittiert wird, verstanden. Die Diodenlaseranordnung 1 weist eine Diodenlasereinrichtung 3 auf, welche
eingerichtet ist, um den Laserstrahl zu emittieren. Die Diodenlasereinrichtung 3 weist hier mindestens einen Emitter, insbesondere einen Hochleistungsdiodenlaserbarren, auf, der beispielhaft als Kantenemitter ausgebildet ist. Weiterhin weist die
Diodenlaseranordnung 1 zumindest eine Kühleinrichtung 5 auf, welche eingerichtet ist, um die Diodenlasereinrichtung 3 zu kühlen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 - gleiches gilt für die Figuren 2 bis 12 - weist die Diodenlaseranordnung 1 genau eine solche Kühleinrichtung 5 auf.
Die Diodenlaseranordnung 1 weist weiterhin eine erste Verbindungsschicht 7 und eine zweite Verbindungsschicht 9 auf. Oie erste Verbindungsschicht 7 ist hier an einer Anlagefläche 11 der Kühleinrichtung 5 fest angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht. Die zweite Verbindungsschicht 9 ist hier an einer Grundfläche 13 der Diodenlasereinrichtung 3 fest angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht. Die erste Verbindungsschicht 7 ist fest mit der zweiten Verbindungsschicht 9 verbunden, sodass die Diodenlasereinrichtung 3 und die Kühleinrichtung 5 über die erste
Verbindungsschicht 7 und die zweite Verbindungsschicht 9 fest miteinander verbunden sind. Eine solche Verbindung ist in Figur 1 schematisch mit einem Plus- Zeichen P dargestellt.
Mittels des Plus-Zeichens P wird insoweit ein beispielhafter Montageprozess schematisch dargestellt, wobei die Diodenlasereinrichtung 3 mit der daran
angeordneten zweiten Verbindungsschicht 9 und die Kühleinrichtung 5 mit der daran angeordneten ersten Verbindungsschicht 7 insbesondere aufeinander gesetzt und miteinander verbunden werden. In analoger Weise ist in den Figuren 2 bis 12 mittels des Plus-Zeichens P ein beispielhafter Montageprozess schematisch dargestellt.
Optional ist es möglich - in den Figuren aber nicht dargestellt -, dass die
Diodenlaseranordnung 1 eine weitere Kühleinrichtung der angesprochenen Art aufweist, welche an einer der Kühleinrichtung 5 entgegengesetzt liegenden Seite der Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet ist. Eine solche weitere Kühleinrichtung ist insbesondere mittels einer analog zu der ersten Verbindungsschicht 7 ausgebiideten weiteren ersten Verbindungsschicht und einer analog zu der zweiten
Verbindungsschicht 9 ausgebildeten weiteren zweiten Verbindungsschicht, mit der Diodenlasereinrichtung 3 verbunden. Die weitere erste Verbindungsschicht und die weitere zweite Verbindungsschicht sind jeweils zwischen einer weiteren Anlagefläche der weiteren Kühleinrichtung und einer weiteren Grundfläche 15 der
Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet. Die weitere Grundfläche 15 ist
entgegengesetzt zu der Grundfläche 13 angeordnet.
Die erste Verbindungsschicht 7 weist eine Vielzahl von Nanodrähten auf. Optional weist die erste Verbindungsschicht 7 ein Substrat auf, welches an der Anlagefläche 11 angeordnet ist, insbesondere auf dieser aufgebracht ist, wobei auf dem Substrat die Vielzahl von Nanodrähten aufgewachsen ist. Insbesondere weisen die
Nanodrähte ein Material auf oder bestehen aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber- Legierung, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung,
Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium- Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, und einer Aluminium-Legierung. Es ist aber auch möglich, dass die Nanodrähte ein anderes Material aufweisen oder aus einem anderen Material bestehen.
Die zweite Verbindungsschicht 9 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einer oder mehreren Richtungen durchgehend ausgebildet. Optional ist die zweite Verbindungsschicht 9 als dicke Metallschicht ausgebildet.
Optional weist die zweite Verbindungsschicht 9 ein Material auf oder besteht aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, insbesondere nanoporösem Gold, einer Gold-Legierung, insbesondere einer nanoporösen Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter- Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium- Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium- Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, einer Blei-Legierung, Lot und Lotpaste. Es ist aber auch möglich, dass die zweite Verbindungsschicht ein anderes Material aufweist oder aus einem anderen Material besteht.
Insbesondere sind die erste Verbindungsschicht 7, insbesondere die Vielzahl von Nanodrähten, und die zweite Verbindungsschicht 9 kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Eine solche Verbindung kann beispielsweise durch Adhäsion, Diffusion, Verhaken, Verrasten, und/oder Verzahnen, insbesondere Mikroverzahnen, realisiert sein.
Optional weist die Diodenlasereinrichtung 3 einen Submount auf, wobei dieser dann beispielhaft die Grundfläche 13 aufweist. Ein solcher Submount ist in Figur 1 nicht explizit dargestellt. Insbesondere ist der mindestens eine Emitter der
Diodenlasereinrichtung 3 auf einem solchen Submount angeordnet, wobei er über den Submount, die erste Verbindungsschicht 7 und die zweite Verbindungsschicht 9 mit der Kühleinrichtung 5 verbunden ist. Es ist möglich, dass die
Diodenlasereinrichtung 3 einen weiteren Submount aufweist, welcher in
entsprechender Weise beispielhaft die weitere Grundfläche 15 aufweist.
Optional weisen die erste Verbindungsschicht 7 und die zweite Verbindungsschicht 9 weniger als 5 % Lunker auf.
Optional sind die Kühleinrichtung 5 und die erste Verbindungsschicht 7 und/oder die zweite Verbindungsschicht 9 eingerichtet, um die Diodenlasereinrichtung 3 elektrisch zu kontaktieren.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Analog zu Figur 1 sind die erste Verbindungsschicht 7 an der Anlagefläche 11 und die zweite Verbindungsschicht 9 an der Grundfläche 13 angeordnet. Die zweite Verbindungsschicht 9 weist - anders als in Figur 1 - mehrere jeweils geometrisch abgrenzbare Teilbereiche auf, von denen beispielhaft zwei Teilbereiche mit den Bezugszeichen 9‘, 9“ gekennzeichnet sind. Es ist offensichtlich, dass die zweite Verbindungsschicht 9 wesentlich mehr derartige Teilbereiche 9‘, 9“ aufweisen kann, als in Figur 2 in vereinfachender Weise dargestellt sind. Die
Teilbereiche 9‘, 9“ sind jeweils voneinander beabstandet an der Grundfläche 13 angeordnet, insbesondere auf dieser aufgebracht. Die Teilbereiche 9', 9“ sind hier im Wesentlichen buckelförmig ausgebildet. Sie weisen insbesondere jeweils ein Material auf oder bestehen aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, insbesondere nanoporösem Gold, einer Gold-Legierung, insbesondere einer nanoporösen Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupferlegierung, Nickel, einer Nickel- Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer
Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei und einer Blei-Legierung. Insbesondere sind die erste Verbindungsschicht 7 und die zweite
Verbindungsschicht 9, insbesondere die erste Verbindungsschicht 7 und die
Teilbereiche 9‘, 9“, kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden.
In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die zweite Verbindungsschicht 9 weist hier eine Vielzahl von weiteren Nanodrähten auf. Beispielsweise weist die zweite
Funktionsschicht 9 ein Substrat auf, welches an der Grundfläche 13 angeordnet ist, insbesondere auf dieser aufgebracht ist, wobei auf diesem Substrat die weiteren Nanodrähte aufgewachsen sind.
Beispielsweise ist bei diesem Ausführungsbeispiel die zweite Verbindungsschicht 9 analog zu der ersten Verbindungsschicht 7 ausgebildet.
Insbesondere weisen die weiteren Nanodrähte ein Material auf oder bestehen aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium- Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium und einer Aluminium-Legierung. Es ist aber auch möglich, dass die weiteren Nanodrähte ein anderes Material aufweisen oder aus einem anderen Material bestehen.
Insbesondere sind die Nanodrähte der ersten Verbindungsschicht 7 und die weiteren Nanodrähte der zweiten Verbindungsschicht 9 kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise sind die Nanodrähte und die weiteren Nanodrähte miteinander durch Adhäsion, Diffusion, Verhaken, Verrasten, und/oder Verzahnen, insbesondere Mikroverzahnen, miteinander verbunden.
In Figur 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dieses Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ausgestaltet, wobei gemäß Figur 4 die in einer oder mehreren Richtungen durchgehend ausgebildete zweite
Verbindungsschicht 9 wesentlich dünner, insbesondere als Metallfolie, ausgebildet ist.
In Figur 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die zweite Verbindungsschicht 9 ist hier in einer oder mehreren Richtungen durchgehend ausgebildet. Es weist die zweite
Verbindungsschicht 9 beispielhaft Lot oder Lotpaste auf, oder besteht aus Lot oder Lotpaste. Die Diodenlasereinrichtung 3 ist hier über die zweite Verbindungsschicht 9 und die erste Verbindungsschicht 7 mit der Kühleinrichtung 5 fest verbunden.
Mittels der Plus-Zeichen P‘, P“ wird ein beispielhafter Montageprozess dargestellt. Beispielsweise werden die Diodenlasereinrichtung 3, die zweite Verbindungsschicht 9 sowie ein Verbund mit der Kühleinrichtung 5 und der daran angeordneten ersten Verbindungsschicht 7 in einem Prozessschritt miteinander verbunden. Eine solche Verbindung kann auch in mehreren Prozessschritten durchgeführt werden, wie nachfolgend beispielhaft beschrieben ist.
Beispielsweise können zunächst die zweite Verbindungsschicht 9 und die erste Verbindungsschicht 7, welche an der Kühleinrichtung 5 angeordnet ist, miteinander verbunden werden (P“), wobei anschließend die Diodenlasereinrichtung 3 und die zweite Verbindungsschicht 9 miteinander verbunden werden (P‘).
Alternativ können beispielsweise zunächst die zweite Verbindungsschicht 9 und die Diodenlasereinrichtung 3 miteinander verbunden werden, wobei anschließend dieser Verbund mit der an der Kühleinrichtung 5 angeordneten ersten Verbindungsschicht 7 verbunden wird. Dies ist schematisch in Figur 6 dargestellt. In Figur 6 sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. in Figur 7 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Hier ist die erste Verbindungsschicht 7 an der Grundfläche 13 der Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet, insbesondere auf dieser aufgebracht. Weiterhin ist hier die zweite Verbindungsschicht 9 an der Anlagefläche 11 der Kühleinrichtung 5 angeordnet, insbesondere auf dieser aufgebracht.
Beispielhaft ist die zweite Verbindungsschicht 9 in einer oder mehreren Richtungen durchgehend ausgebildet und weist beispielsweise Lot oder Lotpaste auf, oder besteht aus Lot oder Lotpaste. Die erste Verbindungsschicht 7 und die zweite Verbindungsschicht 9 sind also im Vergleich zu Figur 6 in umgekehrter Anordnung vorgesehen.
In Figur 8 ist ein achtes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die zweite Verbindungsschicht 9 ist hier als in einer oder mehreren Richtungen durchgehende dicke Metallschicht ausgebildet, wobei sie an der Kühleinrichtung 5 angeordnet ist, insbesondere auf dieser aufgebracht ist.
In Figur 9 ist ein neuntes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die zweite Verbindungsschicht 9 mehrere jeweils geometrisch abgrenzbare Teilbereiche 9‘, 9“ auf, welche an der Anlagefläche 11 angeordnet sind, insbesondere auf dieser aufgebracht sind.
In Figur 10 ist ein zehntes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im Längsschnitt schematisch dargestelit. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dieses Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ausgestaltet, wobei die zweite
Verbindungsschicht 9 beispielhaft als Silberfolie ausgebildet ist.
In Figur 11 ist ein elftes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite
Verbindungsschicht 9 in einer oder mehreren Richtungen durchgehend ausgebildet und weist beispielsweise ein Material auf oder besteht aus einem Material, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus nanoporösem Gold und einer nanoporösen Gold-Legierung.
In Figur 12 ist ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dieses Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 ausgestaltet, wobei allerdings die erste
Verbindungsschicht 7 an der Diodenlasereinrichtung 3 angeordnet ist, und die beispielsweise nanoporöses Gold oder eine nanoporöse Gold-Legierung
aufweisende oder aus dieser bestehende zweite Verbindungsschicht 9 an der Kühleinrichtung 5 angeordnet ist.
Optional kann bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 12 die Diodenlasereinrichtung 3 einen - bildlich nicht separat dargestellten - Submount aufweisen, welcher die Grundfläche 13 aufweist. Insbesondere ist der mindestens eine Emitter dann an einer der Grundfläche 13 entgegengesetzt liegenden Seite des Submounts angeordnet.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung 1 , insbesondere einer Diodenlaseranordnung 1 gemäß den beschriebenen
Ausführungsbeispielen, beschrieben. Im Rahmen des Verfahrens werden eine erste Verbindungsschicht 7, welche eine Vielzahl von Nanodrähten aufweist, an einer Grundfläche 13 einer Diodenlasereinrichtung 3 und eine zweite Verbindungsschicht 9 an einer Anlagefläche 11 zumindest einer Kühleinrichtung 5, oder die erste Verbindungsschicht 7 an der Anlagefläche 11 und die zweite Verbindungsschicht 9 an der Grundfläche 13 angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht. Dabei werden die erste Verbindungsschicht 7 mit der zweiten Verbindungsschicht 9 fest,
insbesondere kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden, sodass die Diodenlasereinrichtung 3 und die zumindest eine Kühleinrichtung 5 über die erste Verbindungsschicht 7 und die zweite Verbindungsschicht 9 fest miteinander verbunden werden.
Optional werden die erste Verbindungsschicht 7 an der Grundfläche 13 und anschließend die zweite Verbindungsschicht 9 an der Anlagefläche 11 , oder in umgekehrter Reihenfolge, oder die erste Verbindungsschicht 7 an der Anlagefläche 11 und anschließend die zweite Verbindungsschicht 9 an der Grundfläche 13, oder in umgekehrter Reihenfolge, angeordnet, insbesondere darauf aufgebracht. Optional kann parallel zu dem Anordnen der zweiten Verbindungsschicht 9 an der
Anlagefläche 11 beziehungsweise an der Grundfläche 13 die erste
Verbindungsschicht 7 und die zweite Verbindungsschicht 9 miteinander verbunden werden.
Optional werden die erste Verbindungsschicht 7 und die zweite Verbindungsschicht 9 mittels eines Bondverfahrens miteinander verbunden. Insbesondere ist das Bondverfahren ein Verfahren, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Thermokompressionsverfahren, Ultraschallbonden und Vakuumbonden.
Insgesamt zeigt sich, dass mittels der erfindungsgemäßen Diodenlaseranordnung 1 und dem Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung 1
insbesondere eine spannungsarme oder gar spannungsfreie Verbindung der Diodenlasereinrichtung 3 mit der zumindest einen Kühleinrichtung 5 realisiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Diodenlaseranordnung (1 ), mit
- einer Diodenlasereinrichtung (3), welche eingerichtet ist, um einen
Laserstrahl zu emittieren,
- zumindest einer Kühleinrichtung (5), welche eingerichtet ist, um die
Diodenlasereinrichtung (3) zu kühlen,
- einer ersten Verbindungsschicht (7), und
- einer zweiten Verbindungsschicht (9), wobei
- die erste Verbindungsschicht (7) an einer Grundfläche (13) der
Diodenlasereinrichtung (3) und die zweite Verbindungsschicht (9) an einer Anlagefläche (11 ) der zumindest einen Kühleinrichtung (5), oder die erste Verbindungsschicht (7) an der Anlagefläche (11 ) und die zweite Verbindungsschicht (9) an der Grundfläche (13) fest angeordnet sind, wobei
- die erste Verbindungsschicht (7) mit der zweiten Verbindungsschicht (9) fest verbunden ist, sodass die Diodenlasereinrichtung (3) und die zumindest eine Kühleinrichtung (5) über die erste Verbindungsschicht (7) und die zweite Verbindungsschicht (9) fest miteinander verbunden sind, und wobei
- die erste Verbindungsschicht (7) eine Vielzahl von Nanodrähten aufweist.
2. Diodenlaseranordnung (1) nach Anspruch 1 , wobei die Nanodrähte ein Material aulweisen oder aus einem Material bestehen, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium- Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium- Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, und einer Aluminium- Legierung.
3. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Verbindungsschicht (9) in einer oder mehreren Richtungen durchgehend ausgebildet ist.
4. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Verbindungsschicht (9) mehrere jeweils geometrisch abgrenzbare
Teilbereiche (9', 9“) aufweist.
5. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Verbindungsschicht (9) ein Material aufweist oder aus einem Material besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, insbesondere nanoporösem Gold, einer Gold-Legierung, insbesondere einer nanoporösen Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter- Werkstoff, Kupfer, einer Kupferlegierung, Nickel, einer Nickel-Legierung,
Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium- Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, einer Blei-Legierung, Lot, und Lotpaste.
6. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Verbindungsschicht (9) eine Vielzahl von weiteren Nanodrähten aufweist.
7. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weiteren Nanodrähte ein Material aufweisen oder aus einem Material bestehen, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold- Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin- Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, und einer Aluminium-Legierung.
8. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindungsschicht (7) und-die zweite Verbindungsschicht (9) kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
9. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Diodenlasereinrichtung (3) einen Submount aufweist, welcher die Grundfläche (13) aufweist
10. Diodenlaseranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindungsschicht (7) und die zweite Verbindungsschicht (9) weniger als
5 % Lunker aufweisen.
11. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Kühleinrichtung (5) und die erste Verbindungsschicht (7) und/oder die zweite Verbindungsschicht (9) eingerichtet sind, um die
Diodenlasereinrichtung (3) elektrisch zu kontaktieren.
12. Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung (1 ), insbesondere einer Diodenlaseranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei eine erste Verbindungsschicht (7), welche eine Vielzahl von Nanodrähten aufweist, an einer Grundfläche (13) einer Diodenlasereinrichtung (3) und eine zweite
Verbindungsschicht (9) an einer Anlagefläche (11 ) zumindest einer
Kühleinrichtung (5), oder die erste Verbindungsschicht (7) an der Anlagefläche (11) und die zweite Verbindungsschicht (9) an der Grundfläche (13) angeordnet werden, wobei die erste Verbindungsschicht (7) mit der zweiten
Verbindungsschicht (9) fest verbunden wird, sodass die Diodenlasereinrichtung (3) und die zumindest eine Kühleinrichtung (5) über die erste Verbindungsschicht (7) und die zweite Verbindungsschicht (9) fest miteinander verbunden werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Verbindungsschicht (7) an der
Grundfläche (13) und anschließend die zweite Verbindungsschicht (9) an der Anlagefläche (11 ), oder in umgekehrter Reihenfolge, oder die erste
Verbindungsschicht (7) an der Anlagefläche (11 ) und anschließend die zweite Verbindungsschicht (9) an der Grundfläche (13), oder in umgekehrter
Reihenfolge, angeordnet werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei die erste
Verbindungsschicht (7) und die zweite Verbindungsschicht (9) mittels eines Bondverfahrens miteinander verbunden werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Bond verfahren ein Verfahren ist, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Thermokompressionsverfahren, Ultraschallbonden, und Vakuumbonden.
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