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DE102008030254A1 - Halbleiterlasermodul - Google Patents

Halbleiterlasermodul Download PDF

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DE102008030254A1
DE102008030254A1 DE102008030254A DE102008030254A DE102008030254A1 DE 102008030254 A1 DE102008030254 A1 DE 102008030254A1 DE 102008030254 A DE102008030254 A DE 102008030254A DE 102008030254 A DE102008030254 A DE 102008030254A DE 102008030254 A1 DE102008030254 A1 DE 102008030254A1
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DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor laser
mounting surface
laser module
optical element
pump
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102008030254A
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Dr. Schulz
Karsten Auen
Thomas Schwarz
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.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE102008030254A priority Critical patent/DE102008030254A1/de
Priority to PCT/DE2009/000729 priority patent/WO2009155894A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Es wird ein Halbleiterlasermodul angegeben, aufweisend - einen Modulträger (10) mit einer Montagefläche (11), - eine Pumpvorrichtung (1), die auf der Montagefläche (11) angeordnet ist, - einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser (40), der auf der Montagefläche (11) angeordnet ist, und - eine Frequenz-Konversions-Vorrichtung (6), die auf der Montagefläche (11) angeordnet ist, wobei - sich im Stahlengang des Pumpstrahls (1c) zwischen Pumpvorrichtung und oberflächenemittierendem Halbleiterlaser (40) genau ein optisches Element (2) befindet und wobei - Strahlungsdurchtrittsflächen (23, 24) des optischen Elements an Luft grenzen.

Description

  • Es wird ein Halbleiterlasermodul angegeben.
  • Die Druckschrift EP 1125350 beschreibt ein Halbleiterlasermodul.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Halbleiterlasermodul anzugeben, das besonders wenige Einzelkomponenten aufweist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein besonders kompaktes Halbleiterlasermodul anzugeben.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls umfasst das Halbleiterlasermodul einen Modulträger. Bei dem Modulträger handelt es sich beispielsweise um einen Anschlussträger aus DBC (Direct Bonded Copper) oder um einen Anschlussträger mit einem Grundkörper aus elektrisch isolierendem Material, auf dessen Oberfläche stellenweise Metallisierungen aufgebracht sind, die zur mechanischen Befestigung und dem elektrischen Anschließen von Komponenten des Halbleiterlasermoduls dienen.
  • Der Modulträger weist eine Montagefläche auf. Die Montagefläche ist durch einen Teil der Oberfläche des Modulträgers gegeben. Beispielsweise ist die Montagefläche durch die Deckfläche des Modulträgers gebildet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls ist eine Pumpvorrichtung auf der Montagefläche angeordnet. Die Pumpvorrichtung umfasst beispielsweise eine Pumpstrahlquelle wie einen kantenemittierenden Halbleiterlaserchip oder einen Breitstreifenlaser. Ferner umfasst die Pumpvorrichtung einen Montageblock für die Pumpvorrichtung, auf welchem die Pumpstrahlquelle aufgebracht ist. Der Montageblock bildet beispielsweise einen Wärmesenke für die Pumpstrahlquelle. Der Montageblock kann zwischen der Montagefläche des Modulträgers und der Pumpstrahlquelle angeordnet sein. Beispielsweise ist der Montageblock auf die Montagefläche des Modulträgers aufgebracht, die Pumpstrahlquelle ist dann auf die dem Montageträger abgewandte Seite des Montageblocks aufgebracht. Die Pumpvorrichtung kann auf die Montagefläche des Modulträgers gelötet oder geklebt sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls umfasst das Halbleiterlasermodul einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser. Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser umfasst beispielsweise einen Montageblock für den oberflächenemittierenden Halbleiterlaser sowie zumindest einen Halbleiterlaserchip, welcher am Montageblock befestigt ist. Der zumindest eine Halbleiterlaserchip ist dabei vorzugsweise durch die Pumpquelle der Pumpvorrichtung optisch pumpbar. Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser ist vorzugsweise auf der Montagefläche des Modulträgers mechanisch fest verbunden. Dazu kann der oberflächenemittierende Halbleiterlaser auf die Montagefläche gelötet oder geklebt sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls umfasst das Halbleiterlasermodul eine Frequenz-Konversionsvorrichtung, die auf der Montagefläche angeordnet ist. Die Frequenz-Konversionsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen optisch nichtlinearen Kristall, der zur Frequenzvervielfachung, beispielsweise zur Frequenzverdoppelung, der durch ihn tretenden Laserstrahlung geeignet und vorgesehen ist. Die Frequenz-Konversionsvorrichtung ist dabei mechanisch fest auf der Montagefläche des Modulträgers befestigt. Sie kann dort aufgelötet oder aufgeklebt sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls befindet sich im Strahlengang des Pumpstrahls zwischen Pumpvorrichtung und oberflächenemittierenden Halbleiterlaser genau ein optisches Element. Das heißt, im Strahlengang zwischen Pumpvorrichtung und oberflächenemittierendem Halbleiterlaser ist ein einziges optisches Element angeordnet. In diesem Strahlengang befinden sich insbesondere keine weiteren optisch fokussierenden Elemente für die Pumpstrahlung. Ferner befinden sich keine optischen Elemente im Strahlengang des Pumpstrahls, die zur Strahlablenkung oder Pumpstrahlanhebung oder Pumpstrahlabsenkung vorgesehen sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterlaservorrichtung grenzen die Strahlungsdurchtrittsflächen des optischen Elements an Luft. Das heißt, das optische Element weist wenigstens zwei Strahlungsdurchtrittsflächen auf. Durch die eine Strahlungsdurchtrittsfläche tritt Pumpstrahlung in das optische Element ein, durch die andere Strahlungsdurchtrittsfläche verlässt die Pumpstrahlung das optische Element. Beim Durchtritt durch die Strahlungsdurchtrittsflächen wird das Pumplicht optisch beeinflusst, beispielsweise fokussiert.
  • Die Pumpstrahlquelle ist nun zum Beispiel nicht mittels einer Faseroptik an das optische Element angeschlossen, sondern die Strahlungsdurchtrittsflächen des optischen Elements grenzen an Luft und sind frei zugänglich. Das heißt, beim Durchtritt durch die Strahlungsdurchtrittsflächen tritt die Pumpstrahlung zunächst von Luft in das optisch dichtere Material des optischen Elements und nach dem Durchlaufen des optischen Elements vom optisch dichteren Material des optischen Elements in das optisch dünnere Material, das heißt an Luft. Die Tatsache, dass die Strahlungsdurchtrittsflächen an Luft grenzen, führt vorteilhafterweise dazu, dass aufgrund des hohen Brechungsindexsprungs, eine besonders starke Fokussierung der durchtretenden Pumpstrahlung erreicht werden kann. Nachteilig kann sich ergeben, dass an den Strahlungsdurchtrittsflächen Verluste aufgrund von Totalreflexion auftreten.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls weist das Halbleiterlasermodul einen Modulträger auf, der eine Montagefläche umfasst. Ferner weist das Halbleiterlasermodul eine Pumpvorrichtung auf, die auf der Montagefläche angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst das Halbleiterlasermodul einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser, der auf der Montagefläche angeordnet ist und eine Frequenzkonversionsvorrichtung, die auf der Montagefläche angeordnet ist. Im Strahlengang des Pumpstrahls zwischen der Pumpvorrichtung und dem oberflächenemittierenden Halbleiterlaser befindet sich dabei genau ein einziges optisches Element. Die Strahlungsdurchtrittsflächen des optischen Elements grenzen dabei an Luft.
  • Dem hier beschriebenen Halbleiterlasermodul liegt dabei unter anderem die Idee zugrunde, dass mit einem einzigen optischen Element, das an Luft grenzt, die optischen Aufgaben mehrerer optischer Elemente übernommen werden können, so dass sich die Zahl der optischen Elemente im Halbleiterlasermodul reduziert. Dies führt in der Herstellung des Halbleiterlasermoduls auch zu einem reduzierten Montageaufwand, da nur mehr ein einziges optisches Element im Strahlengang der Pumpstrahlquelle justiert werden muss.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls umfasst das optische Element zwei gekreuzte Zylinderlinsen, wobei das optische Element einstückig ausgebildet ist. Unter gekreuzten Zylinderlinsen sind dabei Zylinderlinsen verstanden, welche quer, beispielsweise senkrecht zueinander verlaufen. Das heißt, die Zylinderlinsen haben eine Haupterstreckungsrichtung in Richtung der Längsachse der Zylinderlinsen. Die Haupterstreckungsrichtungen der beiden gekreuzten Zylinderlinsen können beispielsweise senkrecht aufeinander stehen. Dabei sind die beiden Zylinderlinsen in ein einziges optisches Element integriert.
  • Das kann beispielsweise dadurch erreicht sein, dass eine Strahlungsdurchtrittsfläche des optischen Elements zumindest stellenweise nach Art der ersten Zylinderlinse gekrümmt ist, eine andere Strahlungsdurchtrittsfläche des optischen Elements ist dann zumindest stellenweise nach Art einer zweiten Zylinderlinse geformt.
  • Das optische Element kann beispielsweise aus Glas, einem Halbleitermaterial oder einem Kunststoff bestehen. Das optische Element weist beispielsweise einen Brechungsindex von wenigstens 1,8 bei einer Wellenlänge von 808 Nanometer auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls erstreckt sich eine zweite Zylinderlinse des optischen Elements in Richtungen senkrecht zur Montagefläche. Das heißt, die zweite Zylinderlinse ist derart angeordnet, dass ihre Haupterstreckungsrichtung senkrecht zur Montagefläche des Modulträgers verläuft. Die erste Zylinderlinse des optischen Elements ist dann derart angeordnet, dass sie sich in Richtungen parallel zur Montagefläche erstreckt. Das heißt, die Hauptersteckungsrichtung der ersten Zylinderlinse verläuft in einer Ebenen, welche parallel zur Montagefläche verläuft.
  • Die erste und die zweite Zylinderlinse sind auf diese Weise senkrecht zueinander angeordnet. Ferner verlaufen die Zylinderlinsen vorzugsweise auch senkrecht zur Pumpstrahlung. Eine der Zylinderlinsen kann dabei zur Fast Axis Collimation geeignet sein. Diese Zylinderlinse fokussiert dann die Pumpstrahlung beispielsweise in Richtungen die senkrecht zur Montagefläche verlaufen. Bei der fokussierenden Linse kann es sich um die erste Zylinderlinse handeln.
  • Die zweite Zylinderlinse fokussiert dann die Pumpstrahlungen in Richtung parallel zur Montagefläche und dient zur so genannten Slow Axis Collimation. Insgesamt wirkt das optische Element auf diese Weise fokussierend für die Pumpstrahlung und richtet einen Pumpstrahl auf den oberflächenemittierenden Halbleiterlaser, wobei der Pumpspot auf der Strahlungseintrittsfläche des oberflächenemittierenden Halbleiterlasers symmetrisch ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls ist die erste Zylinderlinse der Pumpvorrichtung zugewandt und die zweite Zylinderlinse ist der Pumpvorrichtung abgewandt. Das heißt, die erste Zylinderlinse, die in Richtung parallel zur Montagefläche verläuft, ist der Pumpvorrichtung zugewandt. Diese Zylinderlinse sorgt für eine Fast Axis Collimation. Die zweite Zylinderlinse ist der Pumpvorrichtung dann abgewandt und sorgt für eine Slow Axis Collimation.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls verläuft die Pumpstrahlung in einem Abstand von wenigstens 600 Mikrometer über der Montagefläche. Beispielsweise verläuft die Pumpstrahlung in einem Abstand von wenigstens 750 Mikrometer über der Montagefläche. Das heißt, Der Bereich des Pumpstrahles, der die größte Intensität aufweist, befindet sich in einem Abstand von wenigstens 600 Mikrometer über der Montagefläche. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht sein, dass die Pumpvorrichtung eine Pumpstrahlquelle – beispielsweise einen kantenemittierenden Halbleiterlaser – aufweist, der auf einem Montageblock befestigt ist, welcher den nötigen Abstand zwischen der Montagefläche des Modulträgers und der Pumpstrahlquelle vermittelt. Das heißt, der Montageblock ist zwischen der Montagefläche und der Pumpstrahlquelle angeordnet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls weist die Montagefläche des Modulträgers einen Flächeninhalt von höchstens 100 Quadratmillimeter auf. Beispielsweise handelt es sich bei dem Modulträger um einen quaderförmigen Modulträger. Die Montagefläche ist dann durch die Deckfläche an der Oberseite des Quaders gebildet. Die Montagefläche weist dabei einen Flächeninhalt von höchstens 100 Quadratmillimeter auf, vorzugsweise von höchstens 85 Quadratmillimeter, besonders bevorzugt von höchstens 70 Quadratmillimeter.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls weist das Halbleiterlasermodul eine Höhe von höchstens 3,5 Millimeter, vorzugsweise von höchstens drei Millimeter auf. Unter der Höhe des Halbleiterlasermoduls ist dabei die maximale Erstreckung des Halbleiterlasermoduls in einer Richtung zu verstehen, welche senkrecht zur Montagefläche verlauft. Das bedeutet, der Abstand vom niedrigsten Punkt des Halbleiterlasermoduls zum höchsten Punkt des Halbleiterlasermoduls beträgt vorzugsweise höchstens 3,5 Millimeter, besonders bevorzugt höchstens drei Millimeter. Dabei ist der niedrigste Punkt des Halbleiterlasermoduls durch die der Montagefläche abgewandte Seite des Modulträgers gebildet. Der höchste Punkt des Halbleiterlasermoduls ist beispielsweise durch einen Punkt gegeben, der auf derjenigen Komponente des Halbleiterlasermoduls angeordnet ist, welcher den Modulträger am Höchsten überragt.
  • Insgesamt handelt es sich bei dem Halbleiterlasermodul um ein besonders kompaktes Modul, das wenige Komponenten umfasst. Die Tatsache, dass nur wenige Komponenten zur Bildung des Halbleiterlasermoduls notwendig sind, ermöglicht das Unterbringen dieser Komponenten auf einer besonders kleinen Montagefläche. Ferner reduziert sich mit der Zahl der Komponenten auch der Aufwand für eine Justage der Komponenten zueinander. Dies ermöglicht eine besonders einfache und damit kostengünstige Herstellung des Halbleiterlasermoduls.
  • Im Folgenden wird das hier beschriebene Halbleiterlasermodul anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Die 1A und 1B eine schematische Seitenansicht sowie eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Halbleiterlasermoduls.
  • Die 2 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines optischen Elements wie es im Strahlengang der Pumpstrahlung eines hier beschriebenen Halbleiterlasermoduls zur Anwendung kommen kann.
  • Die 3A, 3B zeigen schematische Ansichten eines optischen Elements wie es im Strahlengang der Pumpstrahlung eines hier beschriebenen Halbleiterlasermoduls zum Einsatz kommen kann.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Die 1A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Halbleiterlasermoduls. Die 1B zeigt die dazugehörige schematische Draufsicht. Das Halbleiterlasermodul umfasst einen Modulträger 10. Bei dem Modulträger 10 handelt es sich beispielsweise um eine Platte, die aus Direct Bonded Copper (DBC) besteht. Ferner ist es möglich, dass der Modulträger einen Grundkörper aus einem keramischen Material wie Aluminiumnitrid umfasst, welcher an Oberseite und Unterseite Metallisierungen aufweist, die beispielsweise aus Kupfer oder Gold bestehen und eine Dicke zwischen 0,1 Millimeter und 0,3 Millimeter, vorzugsweise 0,2 Millimeter aufweisen.
  • Der Modulträger 10 weist eine Montagefläche 11 auf, welche an der Oberseite des Modulträgers 10 ausgebildet ist. Die Grundfläche der Montagefläche 11 und damit die Grundfläche des Modulträgers 10 betragen vorzugsweise höchstens 100 Quadratmillimeter, besonders bevorzugt höchstens 70 Quadratmillimeter. Beispielsweise weist die Montagefläche eine Länge von elf Millimeter und eine Breite von sechs Millimeter auf.
  • Auf die Montagefläche 11 sind die Komponenten des Halbleiterlasermoduls aufgebracht. Auf die Montagefläche 11 ist beispielsweise eine Pumpvorrichtung 1 aufgebracht. Die Pumpvorrichtung 1 umfasst eine Pumpquelle 1a und einen Montageblock 1b für die Pumpquelle. Die Pumpquelle 1a ist auf der der Montagefläche 11 abgewandten Seite des Montageblocks 1b befestigt. Der Montageblock 1b ist mit seiner der Pumpquelle 1a abgewandten Seite auf die Montagefläche 11 aufgebracht, beispielsweise aufgelötet oder aufgeklebt. Die Pumpquelle 1a erzeugt stark divergentes Pumplicht. Bei der Pumpquelle 1a handelt es sich beispielsweise um einen kantenemittierenden Halbleiterlaser wie einen Breitstreifenlaser mit wenigstens einem Emitterbereich. Von der Pumpquelle 1a im Betrieb erzeugte Pumpstrahlung 1c wird durch das einzige optische Element 2 im Strahlengang der Pumpstrahlung 1c zwischen der Pumpvorrichtung 1 und dem oberflächenemittierenden Halbleiterlaser 40 fokussiert. Das optische Element 2 ist dabei in Verbindung mit den 2, 3A und 3B näher erläutert.
  • Die Pumpstrahlung 1c wird auf eine Strahlungseintrittsfläche des Halbleiterlaserchips 4 beispielsweise in einem 45 Grad Winkel fokussiert. Der Halbleiterlaserchip 4 ist Teil des Halbleiterlasers 40. Der Halbleiterlaser 40 umfasst einen Montageblock 3, welcher mit seiner Montagefläche auf der Montagefläche 11 des Modulträgers 10 befestigt, zum Beispiel aufgelötet oder aufgeklebt ist. Der Halbleiterlaserchip 4 ist auf eine Wärmesenke 43 aufgebracht, welche auf einer Oberseite des Montageblocks 3 befestigt ist. Die Wärmesenke 43 ist dabei optional. Das heißt, der Halbleiterlaserchip 4 kann auch direkt auf den Montageblock 3 aufgebracht und dort befestigt sein. Der Halbleiterlaserchip 4 ist auf dem Montageblock 3 beziehungsweise der Wärmesenke 43 durch Kleben, Löten oder Bonden montiert.
  • Die Pumpstrahlung 1c ist derart durch das optische Element 2 auf den Halbleiterlaserchip 4 fokussiert, dass dort ein symmetrischer Pumpspott mit einem Radius zwischen zirka 25 Mikrometer und höchstens 60 Mikrometer erzeugt wird. Bei dem Halbleiterlaserchip 4 handelt es sich um einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaserchip (VECSEL), welcher durch die Pumpquelle 1a optisch gepumpt wird. Im Betrieb des Halbleiterlaserchips 4 erfolgt der Wärmefluss durch den Montageblock 3 um einen 90 Grad Winkel zum Modulträger 20 hin.
  • Das Halbleiterlasermodul umfasst ferner einen Resonator, welcher durch einen nicht dargestellten Bragg-Spiegel des Halbleiterlaserchips 4 und dem Endspiegel 7 definiert ist.
  • Die reflektierende Oberfläche des Endspiegels 7 umfasst dabei eine Beschichtung, die hoch reflektierend ist für die vom Halbleiterlaserchip erzeugte elektromagnetische Strahlung der Grundwellenlänge und eine Beschichtung, die hoch reflektierend ist, für die von der Frequenzkonversionsvorrichtung 6 wellenlängenkonvertierte elektromagnetische Strahlung. Der Halbleiterlaserchip 4 erzeugt beispielsweise elektromagnetische Strahlung im Spektralbereich für Infrarotstrahlung, welche von der Frequenzkonversionsvorrichtung 6 zu elektromagnetischer Strahlung im Spektralbereich grünen Lichts konvertiert wird. Beispielsweise weist das Pumplicht 1c eine Wellenlänge von 808 Nanometer auf, der Halbleiterlaserchip 4 erzeugt Strahlung der Wellenlänge 1060 Nanometer und die Frequenzkonversionsvorrichtung erzeugt Strahlung der Wellenlänge 530 Nanometer.
  • Das Halbleiterlasermodul weist eine Höhe H von höchstens 3,5 Millimeter, vorzugsweise höchstens drei Millimeter, besonders bevorzugt höchstens 2,5 Millimeter auf. Die Höhe H ist dabei der Abstand von der der Montagefläche 11 abgewandten Unterseite des Modulträgers 20 zum höchsten Punkt des Halbleiterlasermoduls, welcher beispielsweise durch eine Komponente des Halbleiterlasermoduls wie den Halbleiterlaser 40 gebildet ist.
  • Der Resonator weist vorzugsweise eine Länge von höchstens zehn Millimeter auf. Die frequenzkonvertierte Strahlung 8 wird durch einen Auskoppler 5 aus dem Halbleiterlasermodul ausgekoppelt. Der Auskoppler 5 kann zugleich einen Faltungsspiegel zur Polarisationsselektion sein. Der Auskoppler 5 weist dazu beispielsweise eine Beschichtung auf, welche für elektromagnetische Strahlung der Grundwellenlänge hoch reflektierend ist. Darüber hinaus weist der Auskoppler 5 eine Beschichtung auf, welche für frequenzkonvertierte Strahlung antireflektierend ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die elektromagnetische Strahlung der Grundwellenlänge im Resonator gehalten, wohingegen frequenzkonvertierte Strahlung 8 durch den Auskoppler 5 das Halbleiterlasermodul verlassen kann.
  • Der Auskoppler 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Planspiegel für die elektromagnetische Strahlung der Grundwellenlänge ausgeführt. Die für die Strahlung der Grundfrequenz hoch reflektierend ausgebildete Beschichtung des Auskopplers 5 kann polarisationsfestlegend ausgeführt sein. Dadurch dient der Auskoppler 5 auch zum Polarisationsselktion der im Resonator umlaufenden Strahlung. Optional kann der Auskoppler 5 im Brewsterwinkel angeordnet sein, was ebenfalls die Polarisation der umlaufenden Laserstrahlung festlegt.
  • Die 2 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines optischen Elements 2, wie es in einer hier beschriebenen Ausführungsform des Halbleiterlasermoduls Verwendung findet. Bei dem optischen Element 2 handelt es sich um gekreuzte Zylinderlinsen. Das heißt das optische Element 2 weist eine erste Zylinderlinse 201 und eine zweite Zylinderlinse 202 auf. Die erste Zylinderlinse 201 befindet sich an einer ersten Strahlungsdurchtrittsfläche 23 des optischen Elements. Sie erstreckt sich in Richtung 21. Die Richtung 21 verläuft zu der Montagefläche 11 des Halbleiterlasermoduls parallel. Das heißt, das optische Element 2 ist mit seiner Unterseite 2a auf der Montagefläche 11 des Modulträgers 10 befestigt, beispielsweise aufgeklebt.
  • Die zweite Zylinderlinse 202 befindet sich an der zweiten Strahlungsdurchtrittsfläche 24. Sie verläuft in Richtung 22, welche senkrecht zur Montagefläche 11 des Modulträgers 10 steht. Das optische Element 2 ist derart im Strahlengang der Pumpstrahlung 1c angeordnet, dass die erste Zylinderlinse 201 der Pumpvorrichtung 1 zugewandt ist, so dass die Pumpstrahlung 1c beim Eintritt in das optische Element 2 zunächst durch die erste Strahlungsdurchtrittsfläche 23 tritt. Die Pumpstrahlung 1c verlässt dann fokussiert das optische Element 2 an der zweiten Strahlungsdurchtrittsfläche 24, vergleiche 3A.
  • Die 3A zeigt eine schematische Draufsicht des optischen Elements 2. Die 3B zeigt eine schematische Seitenansicht auf die Seitenfläche 2b des optischen Elements 2.
  • Das optische Element ist dabei derart angeordnet, dass die Pumpstrahlung zu den Richtungen 21, 22 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht verläuft. Die Strahlungsdurchtrittsflächen 23, 24 weisen je eine Grenzfläche zum umgebenden Raum, das heißt zur Luft hin auf. Das optische Element ist beispielsweise aus einem Material gebildet, das einen Brechungsindex von wenigstens 1,8 bei der Wellenlänge der Pumpstrahlung 1c aufweist. Es dient zur Kollimation der Slow und der Fast Axis Richtung.
  • Beispielsweise die Firma LIMO-Lissotschenko Mikrooptik GmbH bietet eine solche Linse als Faserkoppler 9003.002 an. Im Gegensatz zum Verwendungszweck als Faserkoppler wird die Linse vorliegend als einziges optisches Element im Strahlengang der Pumpstrahlung 1c betrieben. Die Linse wird nicht optisch an eine Diode und/oder eine Faseroptik mittels optischem Kleber oder dergleichen angeschlossen, sondern die Strahlungsdurchtrittsflächen 23, 24 des optischen Elements weisen jeweils eine Grenzfläche zur Luft hin auf.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1125350 [0002]

Claims (8)

  1. Halbleiterlasermodul aufweisend – einen Modulträger (10) mit einer Montagefläche (11), – eine Pumpvorrichtung (1), die auf der Montagefläche (11) angeordnet ist, – einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser (40), der auf der Montagefläche (11) angeordnet ist, und – eine Frequenz-Konversions-Vorrichtung (6), die auf der Montagefläche (11) angeordnet ist, wobei – sich im Strahlengang des Pumpstrahls (1c) zwischen Pumpvorrichtung und oberflächenemittierendem Halbleiterlaser (40) genau ein optisches Element (2) befindet, und wobei – Strahlungsdurchtrittsflächen (23, 24) des optischen Elements an Luft grenzen.
  2. Halbleiterlasermodul nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das optische Element (2) zwei gekreuzte Zylinderlinsen (201, 202) umfasst, wobei das optische Element (2) einstückig ausgebildet ist.
  3. Halbleiterlasermodul nach dem vorherigen Anspruch, bei dem sich eine erste Zylinderlinse (201) parallel zur Montagefläche erstreckt und bei dem sich eine zweite Zylinderlinse (202) senkrecht zur Montagefläche erstreckt.
  4. Halbleiterlasermodul nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die erste Zylinderlinse (201) der Pumpvorrichtung zugewandt ist und die zweite Zylinderlinse (202) der Pumpvorrichtung abgewandt ist.
  5. Halbleiterlasermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Pumpstrahl (1c) in einem Abstand (D) von wenigstens 600 μm über der Montagefläche verläuft.
  6. Halbleiterlasermodul nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Pumpvorrichtung (1) eine Pumpstrahlquelle (1a) und eine Montageblock (1b) für die Pumpstrahlquelle umfasst, wobei der Montagebock (1b) zwischen der Montagefläche und der Pumpstrahlquelle angeordnet ist.
  7. Halbleiterlasermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Montagefläche (11) des Modulträgers (10) einen Flächeninhalt von höchstens 100 mm2 aufweist.
  8. Halbleiterlasermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Höhe (H) des Halbleiterlasermoduls höchstens 3 mm beträgt.
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