DE102008057963A1 - Laser arrangement, particularly radiation source, has laser diode arrangement, heat transmission device and thermo reactive medium, where thermo reactive medium is arranged in heat guiding body - Google Patents

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Abstract

The laser arrangement, particularly radiation source (1), has a laser diode arrangement (2), a heat transmission device (3) and a thermo reactive medium (7). The thermo reactive medium is arranged in a heat guiding body (8) of the heat transmission device or is formed outside a main heat flow path in such a manner that the heat is absorbed from the laser diode arrangement, if a heat sink does not dissipate the heat. An independent claim is included for a method for operating a radiation source.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsquelle mit zumindest einer Laserdiodenanordnung und einer Wärmeübertragungsvorrichtung, die mit der zumindest einen Laserdiodenanordnung gekoppelt ist, um die von der zumindest einen Laserdiodenanordnung abgegebene Wärme aufzunehmen, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung eine Wärmeübergangsfläche zur Wärmeübertragung an eine Wärmesenke aufweist und in der Wärmeübertragungsvorrichtung ein thermoreaktives Medium vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Strahlungsquelle.The The invention relates to a radiation source having at least one laser diode arrangement and a heat transfer device, with the at least one laser diode array is coupled to that of the heat emitted by the at least one laser diode arrangement absorb, wherein the heat transfer device a heat transfer surface for heat transfer to a heat sink and in the heat transfer device a thermoreactive medium is provided. The invention relates Furthermore, a method for operating such a radiation source.

In der nachfolgenden Beschreibung ist der Begriff der Laserdiodenanordnung derart zu verstehen, dass diese wenigstens ein Laserdiodenelement umfasst. Ein Laserdiodenelement kann durch eine Laserdiode oder einen Laserdiodenbarren gebildet sein. Eine Montagefläche des Laserdiodenelements ist parallel zur Abstrahlungsrichtung des Laserdiodenelements angeordnet. Eine Laserdiodenanordnung kann ebenso mehrere Laserdiodenelemente umfassen, die beispielsweise übereinander gestapelt oder nebeneinaner aufgereiht angeordnet sein können. In dem Fall ist die Laserdiodenanordnung ein Laserdiodenstapel beziehungsweise eine Laserdiodenreihe. Eine Montagefläche einer solchen Laserdiodenanordnung kann im allgemeinen sowohl parallel zur Abstrahlungsrichtung der Laserdiodenelemente angeordnet sein als als auch senkrecht oder in irgendeinem Winkel geneigt zu ihr.In The following description is the term of the laser diode arrangement in such a way that it comprises at least one laser diode element. A laser diode element may be through a laser diode or a laser diode bar be formed. A mounting surface of the laser diode element is arranged parallel to the radiation direction of the laser diode element. A laser diode array may also comprise a plurality of laser diode elements, for example, stacked or nebeneinaner arranged in a row. In that case the Laser diode array, a laser diode stack or a Laser diode series. A mounting surface of such a laser diode assembly In general, both parallel to the radiation direction of the Laser diode elements may be arranged as well as perpendicular or at any angle inclined to her.

Bei einer Strahlungsquelle besitzen die Laserdiodenelemente epitaxie- und substratseitige Kontaktkörper, wobei einer der Kontaktkörper, zumeist der epitaxieseitige Kontaktkörper, die Funktion eines Wärmeleitkörpers übernimmt. Generell ist ein Wärmeleitkörper Teil der Wärmeübertragungsvorrichtung und über eine Wärmeaufnahmefläche an eine Montagefläche der Laserdiodenanordnung angeschlossen, über die Wärme in die Wärmeübertragungsvorrichtung eingetragen wird. Der Wärmeleitkörper dient in der Regel zur konduktiven Kühlung der Laserdiodenelemente. Typischerweise ist der Wärmeleitkörper als durchgängiger Festkörper ausgeführt, der eine Wärmeabgabefläche für die Wärmeübertragung an einen Kühlkörper oder ein Kühlmedium als Wärmesenke aufweist, wobei der Kühlkörper seinerseits durch ein Kühlmedium gekühlt sein kann, beziehungsweise der Wärmeleitkörper bei direkter Kühlung durch das Kühlmedium als Kühlkörper bezeichnet werden kann. Aus Kosten- und/oder Platzgründen besitzt der Kühlkörper häufig einen zu hohen thermischen Widerstand. Dies hat zur Folge, dass die Laserdiodenanordnung nur über eine bestimmte Zeit betrieben werden kann bis diese ausgeschaltet werden muss, damit die Wärme über den Kühlkörper aus der Laserdiodenanordnung entweichen kann. Erst anschließend ist ein erneutes Einschalten der Laserdiodenanordnung möglich. Während des Betriebs der Laserdiodenanordnung kommt es, bedingt durch die begrenzte Wärmeleitung und Wärmekapazität zu einer kontinuierlichen Erwärmung der Laserdiodenanordnung, welche sich in einer in vielen Fällen unerwünschten kontinuierlichen Verschiebung der Emissionswellenlänge des Laserdiodenelements bemerkbar macht.at of a radiation source, the laser diode elements have epitaxy and substrate-side contact bodies, one of the contact bodies, usually the epitaxial contact body, the function of a Heat conduction takes over. As a general rule is a Wärmeleitkörper part of the heat transfer device and a heat receiving surface to a Mounting surface of the laser diode array connected via the heat in the heat transfer device is registered. The heat-conducting body is used in the rule for conductive cooling of the laser diode elements. Typically, the heat-conducting body is more continuous Solid body running, which has a heat transfer surface for heat transfer to a heat sink or a cooling medium as a heat sink, wherein the heat sink in turn by a cooling medium can be cooled, or the heat-conducting body with direct cooling by the cooling medium as Heatsink can be called. From cost and / or space reasons has the heat sink often too high a thermal resistance. this has The result is that the laser diode arrangement only via a certain time can be operated until they are turned off need to allow the heat over the heat sink can escape from the laser diode array. Only then a renewed switching on the laser diode arrangement is possible. During operation of the laser diode array, due to the limited heat conduction and heat capacity to a continuous heating of the laser diode array, which is undesirable in many cases continuous shift of the emission wavelength makes the laser diode element noticeable.

Aus der DE 699 05 829 T2 ist eine Strahlungsquelle der eingangs genannten Art bekannt. Die Strahlungsquelle umfasst einen Kühlkörper, welche direkt mit einem Fest körperlasermedium und/oder einer Laserdiodenanordnung gekoppelt ist, um Wärme aufzunehmen. Der Kühlkörper weist darin ein Phasenänderungsmaterial auf, das sich von fester Form in flüssige Form in Reaktion auf die in dem Kühlkörper aufgenommene Wärme ändert. Ferner ist ein Wärmetauscher vorgesehen, der in integraler Weise mit dem Kühlkörper gekoppelt ist, wobei der Kühlkörper Wärme mit einem Arbeitsfluid austauscht, das durch den Wärmetauscher strömt und als Wärmesenke angesehen werden kann, um das Lasermedium oder die Laserdiode innerhalb eines Soll-Temperaturbereichs zu halten, während eine Temperatur des Arbeitsfluids schwankt.From the DE 699 05 829 T2 a radiation source of the type mentioned is known. The radiation source comprises a heat sink, which is coupled directly to a solid-state laser medium and / or a laser diode array to absorb heat. The heat sink has therein a phase change material which changes from solid form to liquid form in response to the heat absorbed in the heat sink. Further, a heat exchanger is provided which is integrally coupled to the heat sink, wherein the heat sink exchanges heat with a working fluid that flows through the heat exchanger and can be considered as a heat sink to keep the laser medium or the laser diode within a desired temperature range while a temperature of the working fluid is fluctuating.

Die konduktive Kühlung der wärmeleitenden Festkörperbereiche des Kühlkörpers ermöglicht es, eine notwendige Kühlleistung für die Strahlungsquelle für einige Sekunden bis einige 10 Sekunden bereitzustellen. Die Verwendung des Phasenänderungsmaterials in Kombination mit dem Wärmetauscher mit einem Arbeitsmedium, das diesen durchströmt, ermöglicht eine Temperaturstabilisierung der Strahlungsquelle. Die thermische Stabilisierung wird durch die latente Wärme, die mit dem Phasenänderungsmaterial verknüpft ist, bereitgestellt. Ein solches Material absorbiert in seiner festen Phase ständig Energie und verbleibt bei einer konstanten Temperatur (der Schmelzpunkttemperatur) bis eine spezifische Energiemenge absorbiert ist, wodurch der Übergang von der festen in die flüssige Phase abgeschlossen ist. Ferner wird eine Grenzfläche, die in engem Kontakt mit dem Phasenänderungsmaterial, das diesen Übergang vollführt, steht, bei einer nahezu konstanten Temperatur gehalten, bis der Übergang von der festen in die flüssige Phase abgeschlossen ist.The Conductive cooling of the heat-conducting solid areas of the heat sink allows it to be a necessary Cooling power for the radiation source for to provide a few seconds to a few tens of seconds. The usage the phase change material in combination with the heat exchanger with a working medium that flows through them, allows a temperature stabilization of the radiation source. The thermal Stabilization is due to the latent heat associated with the Phase change material is provided. Such a material constantly absorbs in its solid phase Energy and remains at a constant temperature (the melting point temperature) until a specific amount of energy is absorbed, thereby preventing the passage of the solid is completed in the liquid phase. Further becomes an interface in close contact with the phase change material, which accomplishes this transition, stands at one kept almost constant temperature until the transition from the solid phase to the liquid phase.

Um eine kontinuierliche Betriebsweise der Strahlungsquelle unter Anwendung des Phasenänderungsmaterials zu ermöglichen, wird die Wärmesenkenanordnung mit dem Phasenänderungsmaterial somit in thermische Verbindung mit einem Wärmetauscher gebracht, der ein Arbeitsfluid enthält. Die flüssige Form des Phasenänderungsmaterials ändert sich in eine feste Form, wenn genug Wärme von der Wärmesenkenanordnung zu dem Wärmetauscher übertragen wird beziehungsweise die Temperatur des Arbeitsfluids entsprechend sinkt. Der Wärmetauscher kann ferner in umgekehrter Richtung betrieben werden, d. h. Wärme wird von dem Arbeitsmedium oder einem Heizer zu dem Phasenänderungsmaterial übertragen, um das Phasenänderungsmaterial zu verflüssigen und damit kälteempfindliche Komponenten bei einer optimalen Betriebstemperatur zu halten.Thus, to enable continuous operation of the radiation source using the phase change material, the phase change material heat sink assembly is brought into thermal communication with a heat exchanger containing a working fluid. The liquid form of the phase change material changes to a solid form when enough heat is transferred from the heat sink assembly to the heat exchanger or the temperature of the working fluid decreases accordingly. The heat exchanger may also be operated in the reverse direction, ie, heat is transferred from the working medium or a heater to the phase change material to liquefy the phase change material and thereby maintain refrigeration sensitive components at an optimum operating temperature.

Der Kühlkörper stellt mit dem Phasenänderungsmaterial der DE 699 05 829 T2 einen Wärmepuffer bereit, wenn das Arbeitsfluid (das Kühlmittel) Temperaturschwankungen unterliegt. Der Wärmepuffer entspringt der latenten Wärme des Übergangs des Phasenänderungsmaterials, wenn dieses einer Phasenänderung unterliegt. Dabei wird bei der Wärmeübertragungsvorrichtung der DE 699 05 829 T2 davon ausgegangen, dass die Wärmeabfuhrbedingungen im Mittel prinzipiell ausreichend zur Kühlung der Laserdiodenanordnung im Regelbetriebsfall sind.The heat sink provides with the phase change material of DE 699 05 829 T2 a heat buffer ready when the working fluid (the coolant) is subject to temperature variations. The heat buffer originates from the latent heat of the transition of the phase change material when it undergoes a phase change. Here, in the heat transfer device of DE 699 05 829 T2 assumed that the heat removal conditions on average are in principle sufficient for cooling the laser diode array in the normal operation case.

Keine Lösung bietet die genannte Wärmeübertragungsvorrichtung jedoch für den Regelbetriebsfall einer Laserdiodenanordnung, in dem die Wärmeabfuhrbedingungen der Wärmeübertragungsvorrichtung im Mittel prinzipiell unzureichend sind. Ein solcher Fall liegt dann vor, wenn die Wärmeabgabefläche einen den thermischen Widerstand der Wärmesenke beinhaltenden Wärmeübergangskoeffizienten und die Wärmesenke eine Wärmesenkentemperatur (beispielsweise Umgebungstemperatur) besitzen, welche allein oder gemeinsam im Mittel derart zu der Wärmeleistung der Laserdiodenanordnung im Missverhältnis stehen, dass die Mediumstemperatur des thermoreaktiven Mediums zumindest abschnittsweise nach einer gewissen Betriebsdauer nicht nur die Reaktionstemperatur des thermoreaktiven Mediums erreicht, sondern diese auch überschreitet, wenn die Wärmeleistung der Laserdiodenanordnung nicht gesenkt wird.None Solution provides said heat transfer device however, for the normal operation of a laser diode array, in which the heat dissipation conditions of the heat transfer device are in principle in principle insufficient. Such a case lies then before, when the heat release surface a the thermal resistance of the heat sink containing heat transfer coefficients and the heat sink a heat sink temperature (for example, ambient temperature) which alone or together on average so to the thermal output of the laser diode array are in disproportion that the medium temperature of the thermoreactive medium at least in sections after a certain Operating time not only the reaction temperature of the thermoreactive Medium reaches, but this also exceeds, if the thermal output of the laser diode assembly is not lowered becomes.

Nachteilig bei der in der DE 699 05 829 T2 beschriebenen Strahlungsquelle ist zudem, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung mit dem Phasenänderungsmaterial die Wärmeableitung von dem Lasermedium zu der Wärmesenke „Kühlmedium” konstruktionsbedingt behindert, so dass das Phasenänderungsmaterial während des Betriebs des Lasermediums Teil der „Kühlkette” ist. Diese nachteilige Anordnung un terstreicht jedoch, dass der thermische Widerstand der Strahlungsquelle der DE 699 05 829 T2 prinzipiell niedrig genug ist, um die Laserdiodenanordnung im Regelbetriebsfall kontinuierlich zu kühlen.Disadvantageous in the DE 699 05 829 T2 In addition, the described radiation source is that the heat transfer device with the phase change material hinders the heat dissipation from the laser medium to the heat sink "cooling medium" by design, so that the phase change material during the operation of the laser medium is part of the "cold chain". However, this disadvantageous arrangement un primes that the thermal resistance of the radiation source of DE 699 05 829 T2 in principle low enough to continuously cool the laser diode array in the normal operation.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strahlungsquelle anzugeben, welche eine verbesserte Kühlung bereitstellt. Ferner soll ein Betriebsverfahren angegeben werden, welches aufgrund einer verbesserten Wärmeableitung eine gegenüber dem Stand der Technik größere Flexibilität für den Betrieb der Laserdiodenanordnung ermöglicht.It is therefore an object of the present invention, a radiation source indicate which provides improved cooling. Furthermore, an operating method should be specified, which due to an improved heat dissipation one opposite the prior art greater flexibility for allows the operation of the laser diode array.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Strahlungsquelle mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Strahlungsquelle gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 21. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben.These Tasks are solved by a radiation source with the features of claim 1 and a method of operation a radiation source according to the features of Claim 21. Advantageous embodiments are each in reproduced the dependent claims.

Die Erfindung schafft eine Strahlungsquelle mit zumindest einer Laserdiodenanordnung und einer Wärmeübertragungsvorrichtung, die mit der zumindest einen Laserdiodenanordnung gekoppelt ist, um die von der zumindest einen Laserdiodenanordnung abgegebene Wärme aufzunehmen, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung eine Wärmeübergangsfläche zur Wärmeübertragung an eine Wärmesenke aufweist und in der Wärmeübertragungsvorrichtung ein thermoreaktives Medium vorgesehen ist. Die Wärmesenke kann durch ein Fluid (Schlamm, Flüssigkeit, Rauch, Dampf und/oder Gas) oder einen Kühlkörper mit Kühlflächen und dergleichen gebildet sein. Erfindungsgemäß ist das thermoreaktive Medium außerhalb eines Hauptwärmeflusspfads derart in einem ersten Wärmeleitkörper der Wärmeübertragungsvorrichtung angeordnet und/oder ausgebildet, dass dieses Wärme von der zumindest einen Laserdiodenanordnung zeitweise aufnimmt, wenn die Wärmesenke die Wärme nicht in einem vorgegebenen Maße abführen kann, und dass dieses die gespeicherte Energie an die Wärmesenke abgibt, wenn die Wärmesenke zusätzlich zu der von der zumindest einen Laserdiodenanordnung abgegebenen Wärme aufnehmen und abführen kann.The The invention provides a radiation source with at least one laser diode array and a heat transfer device, with the at least one laser diode array is coupled to that of the heat emitted by the at least one laser diode arrangement absorb, wherein the heat transfer device a heat transfer surface for heat transfer to a heat sink and in the heat transfer device a thermoreactive medium is provided. The heat sink can be due to a fluid (mud, liquid, smoke, steam and / or gas) or a heat sink with cooling surfaces and the like. According to the invention the thermoreactive medium outside a main heat flux path such in a first heat conducting body of the heat transfer device arranged and / or trained that this heat of the at least one laser diode assembly temporarily receives, if the heat sink does not heat to a predetermined extent can dissipate, and that this is the stored energy gives off to the heat sink when the heat sink in addition to that of the at least one laser diode array absorbed heat and can dissipate.

Der erste Wärmeleitkörper ist zweckmäßigerweise aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet und umfasst insbesondere ein Metall und/oder einen gegebenenfalls teilweise metallischen Verbundwerkstoff. Im Vergleich dazu weist das thermoreaktive Medium eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit auf. Die Erfindung beruht nun darauf, das thermoreaktive Medium in dem Wärmeleitkörper außerhalb eines Hauptwärmeflusspfades anzuordnen.Of the first heat-conducting body is expediently formed of a material of high thermal conductivity and in particular comprises a metal and / or an optionally partially metallic composite material. By comparison, points the thermoreactive medium a poorer thermal conductivity on. The invention is now based on the thermoreactive medium in the heat-conducting body outside of one Main heat flow path to arrange.

Der Begriff des „Hauptwärmeflusspfades” ist in dieser Beschreibung wie folgt zu verstehen: Die Wärmeübertragungsvorrichtung nimmt zumindest einen Teil der Wärme über eine Wärmeeintrittsfläche (die einer Montagefläche der Laserdiodenanordnung gegenüberliegende Wärmeaufnahmefläche der Wärmübertragungsanordnung) von der Wärmequelle auf und gibt diese Wärme zumindest zum Teil über eine Wärmeaustrittsfläche (die Wärmeabgabefläche) an die Wärmesenke ab. Der dabei ausgebildeten räumlichen Verteilung der Wärmeflussdichte zwischen Wärmeeintritts- und Wärmeaustrittsfläche lässt sich mit dem Begriff der Wärmeflusstaille ein Profil zuordnen. Diese Wärmeflusstaille ist definiert durch den – räumlich variablen – kleinsten Querschnitt senkrecht zur Wärmeflussrichtung der Wärmeflussdichteverteilung, der einen bestimmten überwiegenden Anteil an von der Wärmeeintrittsfläche zur Wärmeaustrittsfläche fließenden Wärmeleistung einschließt. Dieser bestimmte überwiegende Anteil beträgt mindestens 50%, vorzugsweise zwei Drittel, der fließenden Wärmeleistung. Der von dieser Wärmeflusstaille eingeschlossene Raum wird als Wärmeflusspfad bezeichnet.The term "main heat flow path" in this specification is to be understood as follows: The heat transfer device receives at least a portion of the heat from a heat input surface (heat receiving surface of the heat transfer assembly opposite to a mounting surface of the laser diode assembly) from the heat source and at least partially communicates that heat over one Heat exit surface (the heat transfer surface) to the heat sink. The spatial distribution of the heat flow density formed between the heat inlet and the heat outlet surface can be integrated with the term heat flow waist Assign profile. This heat flow waist is defined by the - spatially variable - smallest cross-section perpendicular to the heat flow direction of the heat flow density distribution, which includes a certain predominant proportion of flowing from the heat input surface to the heat output surface heat output. This particular predominant proportion is at least 50%, preferably two thirds, of the flowing heat output. The space enclosed by this heat-flow waist is called the heat flow path.

Liegen mehrere, räumlich diskret verteilte, Wärmequellen und mehrere, räumlich diskret verteilte, Wärmesenken (beispielsweise von einander beabstandete Wärmeabgabeflächen) vor, so existieren in zwei Extremfällen entweder mehrere Wärmeflusspfade oder ein einziger Wärmeflusspfad mit sich wärmequellenseitig und wärmesenkenseitig verzweigenden Endabschnitten.Lie several, spatially discretely distributed, heat sources and several, spatially discretely distributed, heat sinks (for example, heat transfer surfaces spaced from each other) before, then exist in two extreme cases, either several Heat flow paths or a single heat flow path with heat source side and heat sink side branching end sections.

Eine Wärmeflusspfad ist Hauptwärmeflusspfad für eine Wärmequelle, wenn durch seine Wärmeeintrittsfläche mehr als 50% der Wärmeleistung der Wärmequelle fließt. Ein Wärmeflusspfad ist Nebenwärmeflusspfad für eine Wärmequelle, wenn durch seine der Wärmeübertragung beteiligte Wärmeeintrittsfläche weniger als 50% der Wärmeleistung der Wärmequelle fließt.A Heat flow path is main heat flow path for a heat source when through its heat input surface more than 50% of the heat output of the heat source flows. A heat flow path is secondary heat flow path for a heat source when through its heat transfer involved heat input area less than 50% the heat output of the heat source flows.

Außerhalb des Hauptwärmeflusspfades bedeutet, dass in einem Betriebszustand, in dem Wärme von der Laserdiodenanordnung über die Wärmeleitvorrichtung an die Wärmesenke abgegeben und von dieser abgeführt wird, nur ein geringer Anteil über denjenigen Bereich des ersten Wärmeleitkörpers fließt, in dem das thermoreaktive Medium vorgesehen ist. Mit anderen Worten: der überwiegende Volumenanteil des thermoreaktiven Mediums – vorzugsweise mehr als zwei Drittel seines Gesamtvolumens – liegt in einem Bereich des ersten Wärmeleitkörpers, der, wäre der Wärmeleitkörper statt mit thermoreaktiven Medium vollständig mit seinem thermisch leitfähigen Material gefüllt, keine Überschneidung mit dem Hauptwärmeflusspfad aufwiese.Outside of the main heat flux path means that in an operating state, in the heat from the laser diode array via the heat-conducting device is delivered to the heat sink and is dissipated by this, only a small proportion over that area of the first heat conducting body flows, in which the thermoreactive medium is provided. In other words, the vast volume fraction of the thermoreactive medium - preferably more than two-thirds of its total volume - is in an area of the first Wärmeleitkörpers, the, would be the Wärmeleitkörper instead of using thermoreactive medium completely with his thermally conductive material filled, no overlap with the main heat flow path.

Erst dann, wenn die Wärmesenke die Wärme nicht mehr in einem vorgegebenen Maße abführen kann, gelangt ein signifikanter Anteil der von der Laserdiodenanordnung abgegebenen Wärme in den Bereich des Wärmeleitkörpers, in dem das thermoreaktive Medium vorgesehen ist, welches dann einen Teil der Wärme aufnimmt, bis auch die Wärmeaufnahmekapazität des thermoreaktiven Mediums erschöpft ist. Ist dieser Zustand erreicht, so können weder das thermoreaktive Medium noch die Wärmesenke ausreichend Wärmeleistung aufnehmen, so dass die Laserdiodenanordnung abgeschaltet oder zumindest in ihrer Leistungsaufnahme/-abgabe reduziert werden muss, um sie vor Überhitzung zu schützen. Aufgrund der nun folgenden Abkühlung der Wärmeabgabefläche und des Wärmeleitkörpers kann die in dem thermoreaktiven Medium gespeicherte Energie nach und nach als Wärme ebenfalls an die Wärmesenke abgegeben werden.First then when the heat sink stops the heat can dissipate in a predetermined amount passes a significant portion of the output from the laser diode array Heat in the area of the heat conducting body, in which the thermoreactive medium is provided, which then a part absorbs the heat, up to the heat absorption capacity of the thermoreactive medium is exhausted. Is this state achieved, neither the thermoreactive medium nor the heat sink absorbs sufficient heat output, so that the laser diode array is switched off or at least in their power consumption must be reduced to prevent overheating to protect. Due to the following cooling the heat transfer surface and the Wärmeleitkörpers can the energy stored in the thermoreactive medium after and after as heat also to the heat sink be delivered.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle ist der Umstand, dass das thermoreaktive Medium, das eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als der Wärmeleitkörper besitzt, den Wärmefluss von der Wärmequelle (d. h. der Laserdiodenanordnung) zu der Wärmesenke durch den Wärmeleitkörper nicht wesentlich behindert.Advantageous at the radiation source according to the invention the fact that the thermoreactive medium is a lower Thermal conductivity as the heat conducting body has the heat flow from the heat source (i.e. H. the laser diode array) to the heat sink through the Wärmeleitkörper not significantly impeded.

In einem ersten Zeitabschnitt des Betriebs (dem Regelbetrieb) der Laserdiodenanordnung, während die Wärmesenke aufgrund der widrigen thermischen Randbedingungen nicht in der Lage ist, in einem Maße Wärme abzuführen, wie es nötig wäre, um die Wärmequelle unterhalb einer gewünschten Temperatur zu halten, nimmt das thermoreaktive Medium die Wärme zeitweise auf, um sie in einem zweiten Zeitabschnitt des Betriebs (einem Ersatzbetrieb mit gegenüber dem Regelbetrieb reduzierter Leistung der Laserdiodenanordnung), in dem die Wärmeabfuhrbedingungen in Bezug auf den verringerten Wärmeeintrag der Laserdiodenanordnung günstiger sind, an die Wärmesenke abzugeben.In a first period of operation of the laser diode array, during the heat sink due to the adverse thermal boundary conditions is unable to dissipate heat to an extent as necessary, to the heat source below a desired temperature, decreases the thermoreactive medium temporarily releases the heat to it in a second period of operation (a replacement operation with compared to the normal operation reduced power of Laser diode array) in which the heat removal conditions in terms of the reduced heat input of the laser diode array cheaper are to deliver to the heat sink.

Dabei umfasst der Regelbetriebsfall einen cw-Betrieb, Pulsbetrieb und/oder q-cw mit einer mittleren Regelbetriebsleistung, und der Ersatzbetriebsfall einen cw-Betrieb, Pulsbetrieb und/oder q-cw mit einer mittleren Ersatzbetriebsleistung, die kleiner (im Extremfall gleich Null) ist als die Regelbetriebsleistung.there the normal operation case includes a cw operation, pulse operation and / or q-cw with a mean control power, and the replacement operation a cw operation, pulse operation and / or q-cw with a medium Substitute operating power that is smaller (in extreme cases equal to zero) is considered the standard operating performance.

Durch die Erfindung läßt sich somit vorteilhafterweise die Regelbetriebsdauer einer Laserdiodenanordnung unter misslichen Wärmeabfuhrbedingungen verlängern, ohne dass der thermische Widerstand in der Wärmeübertragungsvorrichtung selbst wesentlich erhöht ist.By the invention can thus be advantageously the control period of a laser diode arrangement under doubtful Extend heat removal conditions without the thermal resistance in the heat transfer device itself is substantially increased.

Prinzipiell kann die Wärmeübertragungsfläche kann sowohl am oder im ersten Wärmeleitkörper angeordnet sein als auch an jedem anderen gegebenenfalls vorhandenen Bauteil der Wärmeübertragungsvorrichtung.in principle can the heat transfer surface can both arranged on or in the first heat conducting body as well as any other component that may be present the heat transfer device.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die zumindest eine Laserdiodenanordnung eine Montagefläche auf, mit der sie mit der Wärmeübertragungsvorrichtung gekoppelt ist, wobei das thermoreaktive Medium in dem ersten Wärmeleitkörper zumindest größtenteils außerhalb einer Projektion der Montagefläche angeordnet ist, wobei sich die Projektion im Wesentlichen senkrecht zu der Montagefläche in Richtung des Hauptwärmeflusspfades in die Wärmeübertragungsvorrichtung hinein erstreckt. Diese Ausgestaltung hat zur Folge, dass das thermoreaktive Medium im Wesentlichen außerhalb des Hauptwärmeflusspfades angeordnet ist, wodurch sich neben den positiven Kühlungseigenschaften auch eine besonders einfache Herstellung der Strahlungsquelle ergibt. Die Montagefläche der Laserdiodenanordnung ist dabei für den Fall einzelner Laserdiodenelemente zweckmäßigerweise parallel zu einer Abstrahlungsrichtung des oder der Laserdiodenelemente der Laserdiodenanordnung ausgerichtet und für den Fall einer Laserdiodenanordnung mehreren Laserdiodenelementen in einem Stapel senkrecht zur Abstrahlungsrichtung.According to one embodiment, the at least one laser diode arrangement has a mounting surface, with which it is coupled to the heat transfer device, wherein the thermoreactive medium in the first heat-conducting body is at least largely disposed outside a projection of the mounting surface, wherein the projection is substantially perpendicular to the mounting surface in Direction of the main heat flow path into the heat transfer device extends. This outg As a result, the thermoreactive medium is arranged substantially outside the main heat flow path, which results in addition to the positive cooling properties and a particularly simple production of the radiation source. The mounting surface of the laser diode array is suitably aligned in the case of individual laser diode elements parallel to a radiation direction of the laser diode elements or the laser diode array and in the case of a laser diode array a plurality of laser diode elements in a stack perpendicular to the emission direction.

Insbesondere kann das thermoreaktive Medium vollständig außerhalb der Projektion angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Herstellbarkeit der Wärmeübertragungsvorrichtung.Especially The thermoreactive medium can be completely outside the projection can be arranged. This results in a special easy manufacturability of the heat transfer device.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann auch der erste Wärmeableitkörper, d. h. nicht nur das in dem ersten Wärmeableitkörper angeordnete thermoreaktive Medium in dem ersten Wärmeableitkörper, außerhalb des Hauptwärmeflusspfades angeordnet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung dient der erste Wärmeableitkörper lediglich zur unterstützenden Wärmeabfuhr.According to one further expedient embodiment may also the first heat sink, d. H. not only that arranged in the first Wärmeableitkörper thermoreactive Medium in the first Wärmeableitkörper, outside be arranged the main heat flow path. In such a Embodiment serves the first Wärmeableitkörper only for supportive heat dissipation.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die zumindest eine Laserdiodenanordnung direkt mit dem ersten Wärmeleitkörper der Wärmeübertragungsvorrichtung gekoppelt. Alternativ kann der erste Wärmeleitkörper über zumindest einen zweiten Wärmeleitkörper ohne thermoreaktives Medium mit der zumindest einen Laserdiodenanordnung gekoppelt sein. In dieser Ausgestaltung kann weiter vorgesehen sein, dass die Wärmeabgabefläche zur Wärmesenke auf dem oder in dem zweiten Wärmeleitkörper angeordnet ist.According to one further expedient embodiment is at least a laser diode arrangement directly with the first heat conducting body coupled to the heat transfer device. Alternatively, you can the first heat-conducting body over at least a second heat-conducting body without thermoreactive medium be coupled to the at least one laser diode array. In this embodiment can be further provided that the heat transfer surface to the heat sink on or in the second heat conducting body is arranged.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Wärmesenke durch einen an die Wärmeübertragungsvorrichtung gekoppelten Kühlkörper oder ein in der Wärmeübertragungsvorrichtung geführtes Fluid gebildet. Hierbei kann der Kühlkörper insbesondere stoff- oder kraftschlüssig mit dem ersten Wärmeleitkörper verbunden sein.According to one Another embodiment, the heat sink by a the heat transfer device coupled heat sink or a guided in the heat transfer device Formed fluid. In this case, the heat sink can in particular or force-locking with the first heat-conducting body be connected.

Das thermoreaktive Medium kann gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung in einer Hohlraumstruktur des ersten Wärmeleitkörpers angeordnet sein. Das thermoreaktive Medium kann beispielsweise in einer Mehrzahl an Kanälen des ersten Wärmeleitkörpers angeordnet sein. Insbesondere ist es hierbei zweckmäßig, wenn die Mehrzahl an Kanälen im Wesentlichen parallel zueinander verläuft. Hierdurch können diese auf besonders einfache Weise ausgebildet werden. Alternativ kann die Hohlraumstruktur auch durch eine Mikroporenstruktur gebildet sein.The thermoreactive medium may according to another expedient embodiment in a cavity structure be arranged of the first Wärmeleitkörpers. The For example, thermoreactive medium may be in a plurality of channels be arranged of the first Wärmeleitkörpers. Especially it is expedient here, if the majority of Channels substantially parallel to each other. hereby These can be formed in a particularly simple manner. Alternatively, the cavity structure may also be defined by a microporous structure be formed.

Zweckmäßigerweise ist der erste Wärmeleitkörper zweiteilig ausgebildet, wobei in einem ersten Teil die Hohlraumstruktur eingebracht ist, die durch ein zweites als Deckel ausgebildetes Teil hermetisch verschlossen ist. Diese Variante weist den Vorteil einer besonders einfachen Herstellbarkeit des Wärmeleitkörpers auf. Insbesondere kann das thermoreaktive Material in die Hohlraumstruktur eingebracht werden, nachdem die Laserdiodenanordnung bereits mit dem Wärmeleitkörper mechanisch verbunden ist. Nach Einbringen des thermoreaktiven Mediums in die Hohlraumstruktur kann diese durch den Deckel hermetisch verschlossen werden.Conveniently, the first heat-conducting body is formed in two parts, wherein the cavity structure is introduced in a first part, the hermetically sealed by a second designed as a lid part is. This variant has the advantage of a particularly simple Manufacturability of the Wärmeleitkörpers. Especially For example, the thermo-reactive material may be introduced into the cavity structure be after the laser diode array already with the heat conducting body mechanically connected. After introduction of the thermo-reactive medium in the cavity structure, this can be hermetically sealed by the lid become.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Wärmeübertragungsvorrichtung auf der der Montagefläche gegenüberliegenden Seite der zumindest einen Laserdiodenanordnung einen weiteren Wärmeleitkörper auf, mit dem sie thermisch gekoppelt ist. Insbesondere stellt der weitere Wärmeleitkörper den ersten oder den zweiten Wärmeleitkörper oder den Kühlkörper oder einen zusätzlichen Wärmeleitkörper dar. Über den weiteren Wärmeleitkörper kann ein geringer Teil der von der Laserdiodenanordnung abgegebenen Wärme über einen Nebenwärmeflusspfad ebenfalls abgeführt werden. Hierbei sind die auf den gegenüberliegenden Seiten der zumindest einen Laserdiodenanordnung vorgesehenen Wärmeleitkörper über eine Fügezone, die zu mindest abschnittsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmeleitkörper angeordnet ist und/oder über ein Verbindungselement thermisch miteinander gekoppelt. Die thermische Kopplung kann z. B. durch einen Kraftschluss (vermittels einer Schraube) und/oder Stoffschluss und/oder Formschluss hergestellt sein.In a further embodiment, the heat transfer device on the opposite side of the mounting surface the at least one laser diode arrangement a further heat conducting body on, with which it is thermally coupled. In particular, the further heat conducting body the first or the second Heat-conducting body or the heat sink or an additional heat-conducting body. About the other heat-conducting body can be a smaller Part of the heat emitted by the laser diode array over a Nebenwärmeflusspfad also dissipated become. Here are the ones on the opposite sides the heat conducting body provided at least one laser diode arrangement a joining zone, which at least partially between the arranged first and the second heat conducting body is and / or thermally connected to each other via a connecting element coupled. The thermal coupling can, for. B. by a frictional connection (by means of a screw) and / or material connection and / or positive connection be prepared.

In einer weiteren Ausgestaltung bildet der erste Wärmeleitkörper zumindest abschnittsweise einen Deckel und/oder eine Wandung und/oder einen Rahmen eines die Laserdiodenanordnung aufnehmenden, insbesondere umschließenden, Gehäuses, dessen Bodenplatte thermisch an die Wärmesenke gekoppelt ist. Diese Ausgestaltungsvariante ermöglicht auf einfache und kostengünstige Weise eine verbesserte Strahlungsquelle, da die Laserdiodenanordnung typischerweise in einem derartigen Gehäuse angeordnet ist. In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist der erste Wärmeleitkörper an zumindest einer Außenfläche des die Laserdiodenanordnung aufnehmenden, insbesondere umschließenden, Gehäuses vorgesehen.In In another embodiment, the first heat-conducting body forms at least in sections a lid and / or wall and / or a frame of the laser diode array receiving, in particular enclosing, housing, whose bottom plate is thermal is coupled to the heat sink. This design variant enables in a simple and inexpensive way an improved radiation source because the laser diode array is typically is arranged in such a housing. In another expedient embodiment is the first heat-conducting body on at least one outer surface of the laser diode array receiving, in particular enclosing, housing intended.

Das thermoreaktive Medium umfasst insbesondere ein Phasenänderungsmaterial, das sich in Reaktion auf in der Wärmesenke aufgenommene Wärme von fester Form in flüssige Form ändert. Alternativ kann das thermoreaktive Medium ein Stoffänderungsmaterial umfassen, das in Reaktion auf in der Wärmesenke aufgenommene Wärme einen Stoff freisetzt. Das Phasenänderungsmaterial enthält wenigstens ein Salzhydrat oder Gallium, insbesondere überwiegend Gallium. Das Kation des Salzhydrates gehört z. B. zur Gruppe der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle oder der Metalle der 3. und 4. Hauptgruppe sowie der 2. Nebengruppe und des Ammoniums. Das Anion des Salzhydrates gehört z. B. zur Gruppe der Halogenide, Halogenite, Halogenate, Perhalogenate, Carbide, Nitrate, Nitrite, Sulfate, Hydrogensulfate, Sulfite, Acetate, Oxalate, Formiate, Citrate, Borste, Phosphate, Hydrogenphosphate, Carbonate, Hydrogencarbonate und Thiocyanate.In particular, the thermoreactive medium comprises a phase change material that changes from solid to liquid in response to heat absorbed in the heat sink. Alternatively, the thermoreactive medium may comprise a material altering material that reacts in response to in the heat sink absorbs heat releases a substance. The phase change material contains at least one salt hydrate or gallium, in particular predominantly gallium. The cation of the salt hydrate belongs z. B. to the group of alkali metals, alkaline earth metals or metals of the 3rd and 4th main group and the 2nd subgroup and the ammonium. The anion of the salt hydrate belongs z. B. to the group of halides, halogenites, halogenates, perhalates, carbides, nitrates, nitrites, sulfates, hydrogen sulfates, sulfites, acetates, oxalates, formates, citrates, bristles, phosphates, hydrogen phosphates, carbonates, bicarbonates and thiocyanates.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn der erste Wärmeleitkörper der Wärmeübertragungsvorrichtung mit dem thermoreaktiven Medium von einem Kühlmittel durchströmt wird, welches Wärme aus dem ersten Wärmeleitkörper und/oder von dem thermore aktiven Medium abführen kann. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der zweite Wärmeleitkörper der Wärmeübertragungsvorrichtung von dem Kühlmittel durchströmt ist, wobei die zumindest eine Laserdiodenanordnung thermisch mit dem zweiten Wärmeleitkörper gekoppelt ist. Gemäß dieser Ausgestaltung muss der erste Wärmeleitkörper mit dem thermoreaktiven Medium nicht in mechanischem Kontakt mit der Laserdiodenanordnung stehen. Vielmehr erfolgt der Wärmetransport über ein Kühlmittel zu dem ersten Wärmeleitkörper mit dem thermoreaktiven Medium hin. In diesem Fall sind der erste und der zweite Wärmeleitkörper über das Kühlmittel thermisch miteinander verbunden.It is also expedient if the first heat-conducting body the heat transfer device with the thermo-reactive Medium is flowed through by a coolant, which heat from the first Wärmeleitkörper and / or can dissipate from the thermo-active medium. It may further be provided that the second heat-conducting body the heat transfer device of the coolant is flowed through, wherein the at least one laser diode array thermally coupled to the second heat conducting body is. According to this embodiment, the first Wärmeleitkörper with the thermoreactive medium not in mechanical contact with the laser diode assembly. Rather, the heat transfer takes place via a coolant to the first heat-conducting body with the thermo-reactive Medium way. In this case, the first and second Wärmeleitkörper over the coolant thermally connected to each other.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Strahlungsquelle der vorher beschriebenen Art. Bei diesem Verfahren wird die zumindest eine Laserdiodenanordnung in einem ersten Zeitabschnitt mit einer ersten Leistung betrieben, wobei das thermoreaktive Medium die von der zumindest einen Laserdiodenanordnung erzeugte Wärme teilweise aufnimmt, sobald die Wärmesenke die Wärme nicht in einem vorgegebenen Maße abführen kann. Die zumindest eine Laserdiodenanordnung wird in einem, dem ersten Zeitabschnitt folgenden zweiten Zeitabschnitt mit einer zweiten Leistung betrieben, so dass durch diese keine oder eine geringere Wärmeleistung erzeugt wird, wobei das thermoreaktive Medium die in den ersten Zeitabschnitt aufgenommene Wärme in dem zweiten Zeitabschnitt an die Wärmesenke abgibt.The The invention further provides a method of operating a radiation source of the type previously described. In this method, the at least a laser diode array in a first time period with a operated first power, wherein the thermoreactive medium of the the heat generated at least one laser diode assembly partially absorbs as soon as the heat sink does not heat can dissipate to a predetermined extent. The at least one laser diode array is in one, the first time period operated with a second power for the following second time period, so that through this no or less heat output is generated, wherein the thermoreactive medium in the first Period of time recorded heat in the second period gives off to the heat sink.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere bei einem Pulsbetrieb der Laserdiodenanordnung eine Verlängerung der Betriebszeit der Laserdiode zwischen zwei Einschaltpunkten, da die Wärmeübertragungsvorrichtung in der Lage ist, eine größere Menge an Wärme aufzunehmen.The inventive method allows in particular in a pulsed operation of the laser diode arrangement a Extension of the operating time of the laser diode between two Switch-on points, since the heat transfer device is capable of a greater amount of heat take.

Zweckmäßigerweise wird die zumindest eine Laserdiodenanordnung in dem zweiten Zeitabschnitt unter ihrer Laserschwelle betrieben. Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die zumindest eine Laserdiodenanordnung in dem zweiten Zeitabschnitt ausgeschaltet wird.Conveniently, The at least one laser diode array is in the second period under operated their laser threshold. It is still appropriate when the at least one laser diode array in the second time period is turned off.

Die Dauer des ersten und/oder des zweiten Zeitabschnitts beträgt vorzugsweise mindestens 1 Sekunde. Insbesondere beträgt die Dauer des ersten Zeitabschnitts maximal 100 Sekunden.The Duration of the first and / or the second period is preferably at least 1 second. In particular, amounts the duration of the first period is a maximum of 100 seconds.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Strahlungsquelle zumindest zwei Laserdiodenanordnungen umfasst, die abwechselnd betrieben werden, wobei deren Strahlen oder Strahlenbündel in wenigstens einen bestimmten Bereich zu beiden Zeitabschnitten eine optische Leistung bereitstellen. Die optische Leistung der beiden Laserdiodenanordnungen ist insbesondere in wenigstens zwei aufeinander folgenden Zeitabschnitten gleich.It is still appropriate if the radiation source comprises at least two laser diode assemblies operated alternately be with their rays or beams in at least a specific area at both time periods an optical Provide power. The optical power of the two laser diode arrays is in particular in at least two consecutive time periods equal.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand verschiedener Ausführungsbeispiele in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The Invention will be described in more detail below with reference to various embodiments explained in the drawing. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt, 1 A first embodiment of a radiation source according to the invention in cross section,

2a ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt, 2a A second embodiment of a radiation source according to the invention in cross-section,

2b eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Strahlungsquelle gemäß 2a, 2 B a plan view of a radiation source according to the invention according to 2a .

3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt, 3 A third embodiment of a radiation source according to the invention in cross section,

4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt, 4 A fourth embodiment of a radiation source according to the invention in cross section,

5a eine erste Variante eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt 5a A first variant of a fifth embodiment of a radiation source according to the invention in cross section

5b eine zweite Variante des fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt 5b A second variant of the fifth embodiment of a radiation source according to the invention in cross section

6 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt, 6 A sixth embodiment of a radiation source according to the invention in cross-section,

7 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt, 7 A seventh embodiment of a radiation source according to the invention in cross-section,

8 ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt, und 8th an eighth embodiment of a radiation source according to the invention in cross section, and

9 ein neuntes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle im Querschnitt. 9 A ninth embodiment of a radiation source according to the invention in cross section.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle 1. Die weiter beschriebenen Ausführungsbeispiele bauen im Wesentlichen auf dieser „Grundform” auf bzw. stellen Abwandlungen dar. 1 shows a first embodiment of a radiation source according to the invention 1 , The further described exemplary embodiments are based essentially on this "basic form" or represent modifications.

Die Strahlungsquelle 1 umfasst eine Laserdiodenanordnung 2, welche aus wenigstens einem Laserdiodenelement besteht. Ein Laserdiodenelement kann durch eine einzelne oder mehrere Laserdioden oder Laserdiodenbarren gebildet sein. Eine Montagefläche 4 der Laserdiodenanordnung 2 ist senkrecht zu ihrer Strahlungsaustrittsfläche 5 angeordnet, wodurch die Montagefläche 4 parallel zu einer Abstrahlungsrichtung des Laserdiodenelements angeordnet ist. Die Laserdiodenanordnung 2 ist mit einer Wärmeübertragungsvorrichtung 3 thermisch gekoppelt. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 ist im ersten Ausführungsbeispiel der 1 durch einen ersten Wärmeleitkörper 8 gebildet. Die Laserdiodenanordnung 2 ist mit ihrer Montagefläche 4 auf einer Wärmeaufnahmefläche 9 des ersten Wärmeableitkörpers 8 aufgebracht. Auf der von der Laserdiodenanordnung 2 abgewandten Seite des ersten Wärmeableitkörpers 8 weist dieser eine Wärmeabgabefläche 10 zu einer Wärmesenke auf. Die Wärmesenke ist in diesem Ausführungsbeispiel durch Luft gebildet, welche z. B. an der Wärmeabgabefläche 10 vorbeiströmen kann.The radiation source 1 includes a laser diode array 2 which consists of at least one laser diode element. A laser diode element may be formed by a single or multiple laser diodes or laser diode bars. A mounting surface 4 the laser diode arrangement 2 is perpendicular to its radiation exit surface 5 arranged, reducing the mounting surface 4 is arranged parallel to a radiation direction of the laser diode element. The laser diode arrangement 2 is with a heat transfer device 3 thermally coupled. The heat transfer device 3 is in the first embodiment of 1 through a first heat conducting body 8th educated. The laser diode arrangement 2 is with its mounting surface 4 on a heat receiving surface 9 the first Wärmeableitkörpers 8th applied. On the from the laser diode array 2 opposite side of the first Wärmeableitkörpers 8th this has a heat transfer surface 10 to a heat sink. The heat sink is formed in this embodiment by air, which z. B. at the heat delivery surface 10 can flow past.

Außerhalb einer Projektion der Montagefläche 4 der Laserdiodenanordnung, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Montagefläche 4 in Richtung eines Hauptwärmeflusspfades in die Wärmeübertragungsvorrichtung 3, d. h. den Wärmeleitkörper 8, hinein erstreckt, ist in dem ersten Wärmeleitkörper 8 ein thermoreaktives Medium 7 angeordnet. Das thermoreaktive Medium 7 ist einer Hohlraumstruktur des ersten Wärmeleitkörpers 8 angeordnet. Die Hohlraumstruktur kann z. B. durch eine Mehrzahl an Kanälen in dem ersten Wärmeleitkörper 8 ausgebildet sein. Die Kanäle verlaufen zweckmäßigerweise im Wesentlichen parallel zueinander. Dies ist jedoch nicht zwingend. Alternativ kann die Hohlraumstruktur auch durch eine Mikroporenstruktur gebildet sein.Outside a projection of the mounting surface 4 the laser diode array, which is substantially perpendicular to the mounting surface 4 in the direction of a main heat flow path in the heat transfer device 3 ie the heat conducting body 8th , extends into, is in the first heat-conducting body 8th a thermoreactive medium 7 arranged. The thermoreactive medium 7 is a cavity structure of the first heat conduction body 8th arranged. The cavity structure may, for. B. by a plurality of channels in the first heat conducting body 8th be educated. The channels are expediently substantially parallel to one another. However, this is not mandatory. Alternatively, the cavity structure may also be formed by a microporous structure.

Das thermoreaktive Medium 7 ist somit außerhalb des Hauptwärmeflusspfads in dem ersten Wärmeleitkörper 8 angeordnet und/oder ausgebildet. Der Hauptwärmeflusspfad in dem ersten Wärmeleitkörper 8 erstreckt sich von der Wärmeaufnahmefläche 9 zu der Wärmeabgabefläche 10, welche mit der Wärmesenke in thermischer Verbindung steht. Aufgrund des Umstandes, dass der erste Wärmeleitkörper 8 aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist (insbesondere aus einem Metall oder einer Metalllegierung) und das thermoreaktive Medium 7 eine im Vergleich dazu schlechtere Wärmeleitfähigkeit aufweist, erstreckt sich der Hauptwärmeflusspfad im Wesentlichen senkrecht zu der Montagefläche 4 innerhalb der Projektion der Montagefläche 4 in die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 bzw. den Wärmeleitkörper 8 hinein. Hierdurch ergibt sich der Effekt, dass das thermoreaktive Medium 7 Wärme von der zumindest einen Laserdiodenanordnung 2 nur zeitweise aufnimmt, nämlich dann, wenn die Wärmesenke die Wärme nicht in einem vorgegebenen Maße abführen kann. Das thermoreaktive Medium 7 gibt die gespeicherte Energie an die Wärmesenke ab, wenn die Wärmesenke zusätzlich zu der von der zumindest einen Laserdiodenanordnung abgegebenen Wärme aufnehmen und abführen kann. Hierdurch ist insbesondere bei einem intermittierenden Betrieb der Laserdiodenanordnung eine Verlängerung der Betriebszeit der Laserdiodenelemente möglich.The thermoreactive medium 7 is thus outside the main heat flow path in the first heat conducting body 8th arranged and / or trained. The main heat flow path in the first heat-conducting body 8th extends from the heat receiving surface 9 to the heat delivery surface 10 , which is in thermal communication with the heat sink. Due to the fact that the first heat-conducting body 8th is formed of a material of high thermal conductivity (in particular of a metal or a metal alloy) and the thermoreactive medium 7 has a comparatively poorer thermal conductivity, the main heat flow path extends substantially perpendicular to the mounting surface 4 within the projection of the mounting surface 4 in the heat transfer device 3 or the heat-conducting body 8th into it. This results in the effect that the thermoreactive medium 7 Heat from the at least one laser diode array 2 only temporarily absorbs, namely, when the heat sink can not dissipate the heat to a predetermined extent. The thermoreactive medium 7 dissipates the stored energy to the heat sink when the heat sink is capable of receiving and dissipating heat in addition to the heat dissipated by the at least one laser diode array. As a result, an extension of the operating time of the laser diode elements is possible, in particular in an intermittent operation of the laser diode array.

2a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, bei der der erste Wärmeleitkörper 8 zweiteilig ausgebildet ist. Ein erster Teil des ersten Wärmeleitkörpers 8 ist durch einen Grundkörper 12 gebildet, in welchem das thermoreaktive Medium 7 außerhalb des beschriebenen Hauptwärmeflusspfades vorgesehen ist. Das zweite Teil des ersten Wärmeleitkörpers 8 wird durch einen Deckel 13 gebildet, mit welchem die in dem Grundkörper 12 vorgesehene Hohlraumstruktur für das thermoreaktive Medium 7 verschlossen werden kann. Sind der Grundkörper 12 und der Deckel 13 miteinander verbunden, so ergibt sich z. B. eine im Querschnitt in etwa rechteckige Gestalt des ersten Wärmeleitkörpers 8. Die Größe des Deckels 13 ist dabei derart bemessen, dass dieser in etwa bis an die Laserdiodenanordnung 2 heranragt. Eine derartige Strahlungsquelle 1 weist Vorteile hinsichtlich der Montage auf. So ist es insbesondere möglich, die Laserdiodenanordnung 2 vor dem Einbringen des thermoreaktiven Mediums 7 in die Hohlraumstruktur auf die Wärmeaufnahmefläche 9 des Grundkörpers 12 aufzubringen. Nach Herstellung der Verbindung von Laserdiodenanordnung 2 und Grundkörper 12 kann das thermoreaktive Medium 7 in die Hohlraumstruktur, welche beispielsweise durch eine Mehrzahl an Kanälen 11 gebildet ist, eingebracht und durch den Deckel 13 hermetisch verschlossen werden. Bevorzugt ist der Deckel 13 zumindest teilweise aus elektrisch isolierenden Material gefertigt, und der erste Wärmeleitkörper 8 aus elektrisch leitfähigen Material. Ist die Laserdiodenanordnung ein Laserdiodenelement mit einer epitaxieseitigen Kontakt- und Montagefläche 4 und einer, der epitaxieseitigen Montagefläche 4 gegenüberliegenden, substratseitigen Kontaktfläche 6, so kann ein solcher Deckel zu einer elektrischen Isolierung eines an der substratseitigen Kontaktfläche 6 befestigten Kontaktkörpers gegenüber dem ersten Wärmeleitkörper dienen. 2a shows a second embodiment of the radiation source according to the invention, in which the first heat-conducting body 8th is formed in two parts. A first part of the first Wärmeleitkörpers 8th is through a body 12 formed in which the thermoreactive medium 7 is provided outside the described main heat flow path. The second part of the first Wärmeleitkörpers 8th is through a lid 13 formed, with which in the body 12 provided cavity structure for the thermoreactive medium 7 can be closed. Are the basic body 12 and the lid 13 connected to each other, so z. B. a cross-sectionally approximately rectangular shape of the first heat conducting body 8th , The size of the lid 13 is dimensioned such that this approximately up to the laser diode array 2 zoom extends. Such a radiation source 1 has advantages in terms of mounting. So it is particularly possible, the laser diode array 2 before introducing the thermo-reactive medium 7 in the cavity structure on the heat receiving surface 9 of the basic body 12 applied. After making the connection of laser diode array 2 and basic body 12 can be the thermoreactive medium 7 in the cavity structure, which, for example, by a plurality of channels 11 is formed, inserted and through the lid 13 hermetically sealed. The lid is preferred 13 at least partially made of electrically insulating material, and the first heat-conducting body 8th made of electrically conductive material. If the laser diode arrangement is a laser diode element with an epitaxial contact and mounting surface 4 and one, the epitaxial-side mounting surface 4 opposite, substrate-side contact surface 6 Thus, such a cover for electrical insulation of a on the substrate side contact area 6 fastened contact body with respect to the first heat-conducting serve.

In 2b ist eine Draufsicht auf die in 2a gezeigte Strahlungsquelle 1 dargestellt. Aus dieser ist gut ersichtlich, dass die Hohlraumstruktur durch eine Anzahl an parallel zueinander verlaufenden Kanälen 11 gebildet ist, in welchen das thermoreak tive Medium 7 eingebracht ist. Dabei sind die parallel zueinander verlaufenden Kanäle 11 durch den Deckel 13 verschlossen.In 2 B is a top view of the in 2a shown radiation source 1 shown. From this it can be clearly seen that the cavity structure by a number of mutually parallel channels 11 is formed, in which the thermoreactive medium 7 is introduced. Here are the mutually parallel channels 11 through the lid 13 locked.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle 1, bei welcher auf die Wärmeabgabefläche 10 des ersten Wärmeleitkörpers 8 ein Kühlkörper 14 als Wärmesenke aufgebracht ist, in den die Wärme von der Wärmeübertragungsvorrichtung, bestehend aus Wärmeleitkörper 8, über seine Hauptfläche 15 eingetragen wird. Der Kühlkörper 14 kann stoff- oder kraftschlüssig mit dem ersten Wärmeleitkörper 8 verbunden sein. In dem Kühlkörper 14 kann optional ein geführtes Fluid zirkulieren. 3 shows a third embodiment of a radiation source according to the invention 1 in which on the heat transfer surface 10 the first Wärmeleitkörpers 8th a heat sink 14 is applied as a heat sink, in which the heat from the heat transfer device consisting of Wärmeleitkörper 8th , over its main surface 15 is registered. The heat sink 14 can be material or non-positive with the first heat conducting body 8th be connected. In the heat sink 14 Optionally, a guided fluid can circulate.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der der erste Wärmeleitkörper 8 nicht unmittelbar mit der Laserdiodenanordnung 2 verbunden ist. Stattdessen ist der erste Wärmeleitkörper 8 über einen zweiten Wärmeleitkörper 16 ohne thermoreaktives Medium mit der zumindest einen Laserdiodenanordnung gekoppelt. Der zweite Wärmeleitkörper 16 kann einstückig oder aus mehreren Teilen gebildet sein. Die Verbindung zwischen dem ersten Wärmeleitkörper 8 und dem zweiten Wärmeleitkörper 16 kann stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig sein. Die Laserdiodenanordnung 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf einer Wärmeaufnahmefläche 9 des zweiten Wärmeleitkörpers 16 angeordnet und mit dieser Wärme leitend verbunden. An einer Wärmeübergangsfläche 17 des zweiten Wärmeableitkörpers 16 ist der erste Wärmeleitkörper 8 seitens seiner Wärmeübergangsfläche 18 angebunden. Das thermoreaktive Medium 7 ist dabei wiederum zweckmäßigerweise außerhalb des Hauptwärmeflusspfades in dem ersten Wärmeleitkörper 8 vorgesehen. 4 shows a further embodiment in which the first heat-conducting body 8th not directly with the laser diode array 2 connected is. Instead, the first heat-conducting body 8th via a second heat conducting body 16 without thermoreactive medium coupled to the at least one laser diode array. The second heat-conducting body 16 can be formed in one piece or from several parts. The connection between the first heat-conducting body 8th and the second heat conducting body 16 can be cohesive and / or non-positive and / or positive. The laser diode arrangement 2 is in this embodiment on a heat receiving surface 9 the second Wärmeleitkörpers 16 arranged and conductively connected with this heat. On a heat transfer surface 17 the second Wärmeableitkörpers 16 is the first heat conducting body 8th on the part of its heat transfer surface 18 tethered. The thermoreactive medium 7 is again expediently outside the main heat flow path in the first heat-conducting body 8th intended.

Mit den zwei Varianten eines fünften Ausführungsbeispiels, dargestellt in den 5a und 5b, wird veranschaulicht, dass die Wärmeabgabefläche 10 nicht notwendigerweise am ersten Wärmeleitkörper 8 angeordnet sein muss. In beiden Varianten ist der erste Wärmeleitkörper wie schon im vorangegangen vierten Ausführungsbeispiel mittelbar über den zweiten Wärmeleitkörper 16 an der Laserdiodenanordnung befes tigt. Anders als im vierten Ausführungsbeispiel ist jedoch die Wärmeabgabefläche 10 am zweiten Wärmeleitkörper 16 angeordnet.With the two variants of a fifth embodiment, shown in the 5a and 5b , illustrates that the heat release surface 10 not necessarily on the first heat-conducting body 8th must be arranged. In both variants, the first heat-conducting body, as in the previous fourth embodiment, indirectly via the second heat-conducting body 16 fastened to the laser diode array. Unlike the fourth embodiment, however, the heat release surface 10 on the second heat-conducting body 16 arranged.

In der ersten Variante (5a) ist der erste Wärmeleitkörper 8 auf einer der Laserdiodenanordnung abgewandten Seite des zweiten Wärmeleitkörpers 16 angeordnet, während die Wärmeabgabefläche 10 auf einer der Laserdiodenanordnung zugewandten Seite des zweiten Wärmeleitkörpers 16 angeordnet ist. In diesem speziellen Fall liegt die Wärmeabgabefläche 10 mit der Wärmeaufnahmefläche 9 in einer gemeinsamen Ebene.In the first variant ( 5a ) is the first heat-conducting body 8th on a side facing away from the laser diode assembly of the second Wärmeleitkörpers 16 arranged while the heat release surface 10 on a side facing the laser diode assembly side of the second Wärmeleitkörpers 16 is arranged. In this particular case, the heat delivery surface is located 10 with the heat receiving surface 9 in a common plane.

Umgekehrt ist in der zweite Variante (5b) die Wärmeabgabefläche 10 auf einer der Laserdiodenanordnung abgewandten Seite des zweiten Wärmeleitkörpers 16 angeordnet, während der erste Wärmeleitkörper 8 auf einer der Laserdiodenanordnung zugewandten Seite des zweiten Wärmeleitkörpers 16 angeordnet ist. In diesem speziellen Fall liegt die Wärmeübergangsfläche 17, über die aus dem zweiten Wärmeleitkörper Wärme in die Wärmeübergangsfläche 18 des ersten Wärmeleitkörpers eingetragen wird, mit der Wärmeaufnahmefläche 9 in einer gemeinsamen Ebene.Conversely, in the second variant ( 5b ) the heat release surface 10 on a side facing away from the laser diode assembly of the second Wärmeleitkörpers 16 arranged while the first heat-conducting body 8th on a side facing the laser diode assembly side of the second Wärmeleitkörpers 16 is arranged. In this special case, the heat transfer surface is located 17 , Heat from the second heat-conducting body in the heat transfer surface 18 the first Wärmeleitkörpers is registered, with the heat receiving surface 9 in a common plane.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle ist in 6 mit einem Laserdiodenelement 2 als Laserdiodenanordnung dargestellt. Zusätzlich zu dem ersten Wärmeleitkörper 8 ist der zweite Wärmeleitkörper 16 mit einer der epitaxieseitigen Montagefläche 4 gegenüberliegenden substratseitigen Kontaktfläche 6 des Laserdiodenelementes 2 verbunden. Der zweite Wärmeleitkörper 16 und der erste Wärmeleitkörper 8 sind über ein optionales, elektrisch isolierendes Verbindungselement 20 – beispielsweise eine Aluminiumnitrid-Keramikplatte oder eine Fügezone mit einem elektrisch isolierenden Fügemittel –, welches in etwa die Dicke der Laserdiodenanordnung 2 aufweist, thermisch miteinander verbunden. Der Hauptwärmeflusspfad erstreckt sich weiterhin von der Wärmeaufnahmefläche 9 senkrecht zur Montagefläche 4 in den ersten Wärmeleitkörper 8 hinein in Richtung der Wärmeabgabefläche 10. Ein geringer Teil der von der Laserdiodenanordnung 2 erzeugten Wärme kann substratseitig auch über die Nebenwärmeaufnahmefläche 19 in den zweiten Wärmeleitkörper eingekoppelt und über das zwischen den beiden Wärmeübergangsflächen 17 und 18 liegende thermische Verbindungselement 20 in den ersten Wärmeleitkörper 8 hineingeführt werden, wobei diese Wärme durch das thermoreaktive Medium 7 aufgenommen und zwischengespeichert wird.A further embodiment of a radiation source according to the invention is shown in FIG 6 with a laser diode element 2 shown as a laser diode array. In addition to the first heat-conducting body 8th is the second heat-conducting body 16 with one of the epitaxial-side mounting surface 4 opposite substrate-side contact surface 6 of the laser diode element 2 connected. The second heat-conducting body 16 and the first heat-conducting body 8th are via an optional, electrically insulating connection element 20 For example, an aluminum nitride ceramic plate or a joining zone with an electrically insulating joining agent, which is approximately the thickness of the laser diode array 2 has, thermally interconnected. The main heat flow path continues to extend from the heat receiving surface 9 perpendicular to the mounting surface 4 in the first heat-conducting body 8th in the direction of the heat delivery surface 10 , A small part of the laser diode array 2 Heat generated on the substrate side also via the secondary heat receiving surface 19 coupled into the second heat conducting body and over the between the two heat transfer surfaces 17 and 18 lying thermal connection element 20 in the first heat-conducting body 8th be guided, this heat through the thermoreactive medium 7 is recorded and cached.

Eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 6 zeigt das Ausführungsbeispiel in 7, in dem in dem die Positionen der ersten und zweiten Wärmeleitkörper 8 und 16 bezüglich des Laserdiodenelementes 2 vertauscht sind. Damit sind Wärmeaufnahmefläche 9 und Wärmeabgabefläche 10 nicht – wie zuvor am ersten Wärmeleitkörper 8, sondern am zweiten Wärmeleitkörper 16 angeordnet.A modification of the embodiment according to 6 shows the embodiment in 7 in which the positions of the first and second heat conducting bodies 8th and 16 with respect to the laser diode element 2 are reversed. This is heat absorption area 9 and heat release surface 10 not - as before on the first heat-conducting body 8th but on the second heat-conducting body 16 arranged.

Zusätzlich zu dem ersten Wärmeleitkörper 8 kann das thermoreaktive Medium 7 allerdings auch in dem zweiten Wärmeleitkörper vorgesehen sein (nicht dargestellt). Das gilt übrigens auf für das vorhergehende sechste Ausführungsbeispiel. Da sich der Hauptwärmeflusspfad nicht in den erste Wärmeleitkörper 8 hinein erstreckt, kann das thermoreaktive Medium 7 in dem ersten Wärmeleitkörper 8 auch zu dem Laserdiodenelement 2 überlappend ausgebildet sein. Dass sich der Hauptwärmeflusspfad nicht in Richtung des ersten Wärmeleitkörpers 8 erstreckt, liegt daran, dass die Epitaxieseite der Laserdiodenanordnung 2 mit dem zweiten Wärmeleitkörper 8 verbunden ist, über die der größte Teil der in dem Laserdiodenelement 2 entstehenden Wärme abgeführt wird. Über die Substratseite des Laserdiodenelementes, welche mit der Kontaktfläche 6 der Laserdiodenanordnung 2 übereinstimmt, wird hingegen ein lediglich kleinerer Teil an Wärme abgeführt.In addition to the first heat-conducting body 8th can be the thermoreactive medium 7 However, also be provided in the second heat conducting body (not shown). Incidentally, this applies to the previous sixth embodiment. Since the main heat flow path is not in the first heat-conducting body 8th extends into the thermoreactive medium 7 in the first heat-conducting body 8th also to the laser diode element 2 be formed overlapping. That the main heat flow path is not in the direction of the first Wärmeleitkörpers 8th extends because the epitaxial side of the laser diode array 2 with the second heat-conducting body 8th connected over which most of the in the laser diode element 2 resulting heat is dissipated. Over the substrate side of the laser diode element, which with the contact surface 6 the laser diode arrangement 2 on the other hand, only a smaller part of heat is dissipated.

8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle 1, in dem der erste und der zweite Wärmeleitkörper 8, 16 lediglich eine thermische, jedoch keine mechanische Verbindung zueinander aufweisen. Die Laserdiodenanordnung 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf der Wärmeaufnahmefläche 9 des zweiten Wärmeleitkörpers 16 aufgebracht. Eine Kühlmittelführungsstruktur 21, welche sich beispielsweise mäanderförmig in dem zweiten Wärmeleitkörper 16 erstreckt, führt die in den zweiten Wärmeleitkörper 16 eingebrachte Wärme ab und transportiert diese über ein in der Kühlmittelführungsstruktur 21 zirkulierendes Kühlmittel zu dem ersten Wärmeleitkörper 8. Die Zirkulation des Kühlmittels wird durch eine Pumpe 22 bewirkt. In dem ersten Wärmeleitkörper 8 kann sich die Kühlmittelführungsstruktur 21 ebenfalls mäanderförmig erstrecken. Um die Wärme möglichst effektiv von der Laserdiodenanordnung 2 abtransportieren zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Kühlmittelführungsstruktur 21 sich unterhalb der Montagefläche 4 der Laserdiodenanordnung 2 erstreckt. Die Kühlmittelführungsstruktur 21 ist in dem ersten Wärmeleitkörper 8 derart geführt, dass ein möglichst großer Teil der durch das Kühlmittel transportierten Wärme an die Wärmeabgabeflächen 10, welche nunmehr beidseitig oder mehrseitig an dem ersten Wärmeleitkörper 8 ausgebildet sein können, abgegeben werden kann. Wärme, die nicht von der mit der Wärmeabgabefläche 10 „verbundenen” Wärmesenke in einem vorgegebenen Maße abgeführt werden, wird durch das thermoreaktive Medium 7 aufgenommen und zwischengespeichert. Alternativ oder optional kann die Kühlmittelführungsstruktur 21 mit oder ohne Pumpe als Wärmerohr ausgebildet sein, in dem ein flüssiges Wärmetransportmedium im zweiten Wärmeleitkörper 16 verdampft und im ersten Wärmeleitkörper 8 kondensiert. 8th shows a further embodiment of a radiation source according to the invention 1 in which the first and the second heat-conducting body 8th . 16 have only a thermal, but no mechanical connection to each other. The laser diode arrangement 2 is in this embodiment on the heat receiving surface 9 the second Wärmeleitkörpers 16 applied. A coolant guide structure 21 , which meander, for example, in the second heat-conducting body 16 extends, which leads into the second heat-conducting body 16 introduced heat and transports them via a in the coolant guide structure 21 circulating coolant to the first heat conducting body 8th , The circulation of the coolant is controlled by a pump 22 causes. In the first heat-conducting body 8th can the coolant guide structure 21 also meandering. To get the most effective heat from the laser diode array 2 to be able to carry away, it is expedient if the coolant guide structure 21 below the mounting surface 4 the laser diode arrangement 2 extends. The coolant guide structure 21 is in the first heat-conducting body 8th guided such that the largest possible part of the heat transported by the coolant to the heat emitting surfaces 10 , which now on both sides or on more sides on the first heat-conducting body 8th can be formed, can be issued. Heat that is not from the heat dissipating surface 10 "Connected" heat sink are dissipated to a predetermined extent is through the thermoreactive medium 7 recorded and cached. Alternatively or optionally, the coolant guide structure 21 be designed with or without a pump as a heat pipe, in which a liquid heat transport medium in the second heat conducting body 16 evaporated and in the first heat-conducting body 8th condensed.

9 zeigt ein als Ausführungsbeispiel ein Diodenlasermodul 1 in einer Querschnittsdarstellung, in der die Laserdiodenanordnung 2 in einem Gehäuse 30 angeordnet ist. Die Laserdiodenanordnung weist einen mit „p” bezeichneten epitaxieseitigen Kontaktkörper und einen mit „n” bezeichneten gegenpoligen Kontaktkörper auf und ist an der Bodenplatte 31 des Gehäuses befestigt. Die von der Laserdiodenanordung emittierte Strahlung wird über optische Strahlformungselemente 34 geführt und in eine Lichtleitfaser 35 eingekoppelt, die sich vom Inneren des Gehäuses 30 nach außen erstreckt. Das Gehäuse 30 weist außer der Bodenplatte 31 einen Rahmen 32 und einen Deckel 33 auf. Die Wärme der Laserdiodenanordnung wird hauptsächlich auf der der Laserdiodenanordnung abgewandten Seite der Bodenplatte über die Wärmeabgabefläche 10 abgeführt. Schließlich ist an dem Deckel 33 des Gehäuses 30 ein Wärmeleitkörper 8 mit dem thermoreaktiven Medium 7 zur Wärmeaufnahme befestigt. Vorzugsweise ist die Befestigung kraftschlüssig und lösbar, um die Strah lungsquelle durch Hinzufügen oder Entfernen dieses oder weiterer Wärmeleitkörper mit einem thermoreaktiven Medium an verschiedene Wärmeabfuhr- und/oder Betriebsbedingungen anzupassen. Die Wärmezufuhr in das thermoreaktive Medium erfolgt hauptsächlich von der Bodenplatte 31 aus über den Rahmen 32. 9 shows a embodiment of a diode laser module 1 in a cross-sectional view in which the laser diode array 2 in a housing 30 is arranged. The laser diode arrangement has an epitaxial-side contact body designated "p" and a contact body which is labeled "n" and is on the bottom plate 31 attached to the housing. The radiation emitted by the laser diode array is transmitted via optical beam shaping elements 34 guided and in an optical fiber 35 coupled, extending from the interior of the case 30 extends to the outside. The housing 30 indicates except the bottom plate 31 a frame 32 and a lid 33 on. The heat of the laser diode array is mainly on the laser diode array side facing away from the bottom plate on the heat transfer surface 10 dissipated. Finally, on the lid 33 of the housing 30 a heat-conducting body 8th with the thermo-reactive medium 7 attached for heat absorption. Preferably, the attachment is non-positively and releasably adapted to the ent radiation source by adding or removing this or other heat-conducting body with a thermoreactive medium to different heat dissipation and / or operating conditions. The heat input into the thermoreactive medium is mainly from the bottom plate 31 out over the frame 32 ,

Das thermoreaktive Medium kann alternativ oder zusätzlich z. B. in dem Boden 31, im Rahmen 32, im Deckel 33 und/oder in einem mit dem Boden 31 (außerhalb eines Hauptwärmeflusspfades durch den Boden 31 hindurch) verbundenen Wärmeleitkörper vorgesehen sein. Diese Ausgestaltungsvariante weist den Vorteil auf, dass ein herkömmliches Gehäuse mit einer verbesserten Kühlung versehen werden kann. Dabei ist lediglich das Vorsehen einer Hohlraumstruktur in dem Boden und/oder Deckel und/oder auch dem Rahmen des Gehäuses notwendig.The thermoreactive medium may alternatively or additionally z. B. in the ground 31 , as part of 32 , in the lid 33 and / or in one with the ground 31 (outside a main heat flux path through the ground 31 Through) connected heat conducting body may be provided. This embodiment variant has the advantage that a conventional housing can be provided with improved cooling. In this case, only the provision of a cavity structure in the bottom and / or lid and / or the frame of the housing is necessary.

Die Erfindung ermöglicht ein Betriebsverfahren der Strahlungsquelle, bei der die zumindest eine Laserdiodenanordnung in einem ersten Zeitabschnitt mit einer ersten Leistung betrieben wird, wobei das thermoreaktive Medium die von der zumindest einen Laserdiodenanordnung erzeugte Wärme teilweise aufnimmt, sobald die Wärmesenke die Wärme nicht in einem vorgegebenen Maße abführen kann. In einem, dem ersten Teilabschnitt folgenden zweiten Teilabschnitt wird die zumindest eine Laserdiodenanordnung mit einer zweiten Leistung betrieben, so dass durch diese keine oder eine geringere Wärmeleistung erzeugt wird, wobei das thermoreaktive Medium die in dem ersten Zeitabschnitt aufgenommene Wärme in dem zweiten Zeitabschnitt an die Wärmesenke abgibt. Zweckmäßigerweise wird die Laserdiodenanordnung in dem zweiten Zeitabschnitt unter ihrer Laserschwelle betrieben oder ausgeschaltet. Die Dauer des ersten und/oder des zweiten Zeitabschnitts beträgt mindestens 1 Sekunde, wobei es zweckmäßig ist, wenn die Dauer des ersten Zeitabschnitts maximal 100 Sekunden beträgt.The invention enables an operating method of the radiation source in which the at least one laser diode arrangement is operated at a first power in a first time period, the heat-reactive medium partially absorbing the heat generated by the at least one laser diode array as soon as the heat sink does not heat to a predetermined extent can dissipate. In a second partial section following the first partial section, the at least one laser diode arrangement is operated with a second power, so that no or less heat output is generated by the latter, the thermoreactive medium absorbing the heat absorbed in the first time section to the heat sink in the second time segment emits. The laser diode arrangement is expediently operated or switched off below its laser threshold in the second time interval. The duration of the first and / or second time is at least 1 second, where it is expedient if the duration of the first period of time is a maximum of 100 seconds.

Insbesondere ist es möglich, bei einer Strahlungsquelle, die zumindest zwei Laserdiodenanordnungen umfasst, diese abwechselnd zu betreiben. Dabei ist es zweckmäßig, wenn deren Strahlen oder Strahlenbündel in wenigstens einem bestimmten Be reich zu beiden Zeitabschnitten eine optische Leistung bereitstellen. Ermöglicht wird dies dadurch, dass durch die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung ein verlängerter Betrieb einer jeden der Laserdiodenanordnungen möglich ist, so dass sich im Ergebnis eine nahezu kontinuierliche Betriebsweise ergibt. Es versteht sich, dass bei einem abwechselnden Betrieb der zwei Laserdiodenanordnungen die optische Leistung der beiden Laserdiodenanordnungen in wenigstens zwei aufeinander folgenden Zeitabschnitten gleich ist.Especially it is possible at a radiation source that at least two laser diode assemblies includes operating them alternately. there it is useful if their rays or beams in at least one particular area at both time periods provide an optical power. This is possible in that by the heat transfer device according to the invention an extended operation of each of the laser diode arrays is possible, so that results in a nearly continuous Operation results. It is understood that in an alternating Operation of the two laser diode assemblies the optical performance of two laser diode arrays in at least two consecutive Time periods is the same.

11
Strahlungsquelle, DiodenlasermodulRadiation source diode laser module
22
Laserdiodenanordnung, LaserdiodenelementThe laser diode, laser diode element
33
WärmeübertragungsvorrichtungHeat transfer device
44
Montageflächemounting surface
55
StrahlungsaustrittsflächeRadiation exit area
66
Kontaktflächecontact area
77
thermoreaktives Mediumthermoreactive medium
88th
erster Wärmeleitkörperfirst thermal conductors
99
Wärmeaufnahmefläche der WärmeübertragungsvorrichtungHeat absorbing surface the heat transfer device
1010
Wärmeabgabefläche der WärmeübertragungsvorrichtungHeat transfer surface the heat transfer device
1111
Kanalchannel
1212
erstes Teil des ersten Wärmeleitkörpers/Grundkörperfirst Part of the first heat-conducting body / basic body
1313
zweites Teil des ersten Wärmeableitkörpers/Deckelsecond Part of the first Wärmeableitkörpers / cover
1414
Kühlkörperheatsink
1515
Hauptfläche des Kühlkörpersmain area of the heat sink
1616
zweiter Wärmeleitkörpersecond thermal conductors
1717
Wärmeübergangsfläche eines Wärmeleitkörpers zur Abgabe von Wärme an einen anderen WärmeleitkörperHeat transfer area a Wärmeleitkörpers for the release of heat to another heat-conducting body
1818
Wärmeübergangsfläche eines Wärmeleitkörpers zur Aufnahme von Wärme eines anderen WärmeleitkörpersHeat transfer area a Wärmeleitkörpers for receiving heat another heat conducting body
1919
Nebenwärmeaufnahmefläche der WärmeübertragungsvorrichtungBesides heat absorbing surface the heat transfer device
2020
thermisches Verbindungselementthermal connecting element
2121
Kühlmittel/KühlmittelführungsstrukturCoolant / refrigerant management structure
2222
Pumpepump
3030
Gehäusecasing
3131
Bodenground
3232
Rahmenframe
3333
Deckelcover
3434
StrahlformungsoptikenBeam shaping optics
3535
Lichtleitfaseroptical fiber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 69905829 T2 [0004, 0007, 0007, 0009, 0009] - DE 69905829 T2 [0004, 0007, 0007, 0009, 0009]

Claims (27)

Laseranordnung mit zumindest einer Laserdiodenanordnung (2) und einer Wärmeübertragungsvorrichtung (3), die mit der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) gekoppelt ist, um die von der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) abgegebene Wärme aufzunehmen, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung (3) eine Wärmeübergangsfläche (10) zur Wärmeübertragung an eine Wärmesenke (14, 21) aufweist und in der Wärmeübertragungsvorrichtung (3) ein thermoreaktives Medium (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoreaktive Medium (7) außerhalb eines Hauptwärmeflusspfads derart in einem ersten Wärmeleitkörper (8) der Wärmeübertragungsvorrichtung (3) angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass dieses Wärme von der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) zeitweise aufnimmt, wenn die Wärmesenke (14, 21) die Wärme nicht in einem vorgegebenen Maße abführen kann, und dass dieses die gespeicherte Energie an die Wärmesenke abgibt, wenn die Wärmesenke (14, 21) zusätzlich zu der von der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) abgegebenen Wärme aufnehmen und abführen kann.Laser arrangement with at least one laser diode arrangement ( 2 ) and a heat transfer device ( 3 ) associated with the at least one laser diode array ( 2 ) is coupled to that of the at least one laser diode array ( 2 ) to absorb heat, wherein the heat transfer device ( 3 ) a heat transfer surface ( 10 ) for heat transfer to a heat sink ( 14 . 21 ) and in the heat transfer device ( 3 ) a thermoreactive medium ( 7 ), characterized in that the thermoreactive medium ( 7 ) outside a main heat flow path in such a way in a first heat conducting body ( 8th ) of the heat transfer device ( 3 ) is arranged and / or is formed such that this heat from the at least one laser diode arrangement ( 2 ) temporarily, when the heat sink ( 14 . 21 ) can not dissipate the heat to a predetermined extent, and that this gives off the stored energy to the heat sink when the heat sink ( 14 . 21 ) in addition to that of the at least one laser diode array ( 2 ) can absorb and dissipate discharged heat. Strahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Laserdiodenanordnung (2) eine Montagefläche (4) aufweist, mit der sie mit der Wärmeübertragungsvorrichtung (3) gekoppelt ist, wobei das thermoreaktive Medium (7) in dem ersten Wärmeleitkörper (8) zumindest größtenteils außerhalb einer Projektion der Montagefläche (4) angeordnet ist, wobei sich die Projektion im Wesentlichen senkrecht zu der Montagefläche (4) in Richtung des Hauptwärmeflusspfades in die Wärmeübertragungsvorrichtung (3) hinein erstreckt.Radiation source according to claim 1, characterized in that the at least one laser diode arrangement ( 2 ) a mounting surface ( 4 ) with which it communicates with the heat transfer device ( 3 ), the thermoreactive medium ( 7 ) in the first heat conducting body ( 8th ) at least for the most part outside a projection of the mounting surface ( 4 ) is arranged, wherein the projection is substantially perpendicular to the mounting surface ( 4 ) in the direction of the main heat flow path in the heat transfer device ( 3 ) extends into it. Strahlungsquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoreaktive Medium (7) vollständig außerhalb der Projektion angeordnet ist.Radiation source according to claim 2, characterized in that the thermoreactive medium ( 7 ) is arranged completely outside the projection. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeableitkörper (8) außerhalb des Hauptwärmeflusspfades angeordnet ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat dissipation body ( 8th ) is arranged outside the main heat flow path. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Laserdiodenanordnung (2) direkt mit dem ersten Wärmeleitkörper (8) der Wärmeübertragungsvorrichtung (3) gekoppelt ist.Radiation source according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one laser diode arrangement ( 2 ) directly with the first heat conducting body ( 8th ) of the heat transfer device ( 3 ) is coupled. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeleitkörper (8) über zumindest einen zweiten Wärmeleitkörper (16) ohne thermoreaktives Medium mit der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) gekoppelt ist.Radiation source according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first heat-conducting body ( 8th ) via at least one second heat conducting body ( 16 ) without thermoreactive medium with the at least one laser diode arrangement ( 2 ) is coupled. Strahlungsquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabgabefläche (10) zur Wärmesenke (14, 21) auf dem oder in dem zweiten Wärmeleitkörper (16) angeordnet ist.Radiation source according to claim 6, characterized in that the heat dissipation surface ( 10 ) to the heat sink ( 14 . 21 ) on or in the second heat conducting body ( 16 ) is arranged. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke (14, 21) durch einen an die Wärmeübertragungsvorrichtung (3) gekoppelten Kühlkörper (14) oder ein in der Wärmeübertragungsvorrichtung (3) geführtes Fluid (21) gebildet ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 14 . 21 ) by a to the heat transfer device ( 3 ) coupled heat sink ( 14 ) or in the heat transfer device ( 3 ) guided fluid ( 21 ) is formed. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoreaktive Medium (7) in einer Hohlraumstruktur des ersten Wärmeleitkörpers angeordnet ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoreactive medium ( 7 ) is arranged in a cavity structure of the first heat conducting body. Strahlungsquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeleitkörper (8) zweiteilig ausgebildet ist, wobei in einen ersten Teil die Hohlraumstruktur eingebracht ist, die durch ein zweites als Deckel (13) ausgebildetes Teil hermetisch verschlossen ist.Radiation source according to claim 9, characterized in that the first heat-conducting body ( 8th ) is formed in two parts, wherein in a first part of the cavity structure is introduced, which by a second as a lid ( 13 ) formed part is hermetically sealed. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (3) auf der der Montagefläche (4) gegenüberliegenden Seite der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) einen weiteren Wärmeleitkörper (8) aufweist, mit dem sie thermisch gekoppelt ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer device ( 3 ) on the mounting surface ( 4 ) opposite side of the at least one laser diode array ( 2 ) a further heat conducting body ( 8th ), with which it is thermally coupled. Strahlungsquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wärmeleitkörper (8) den ersten oder den zweiten Wärmeleitkörper (16) oder den Kühlkörper oder einen zusätzlichen Wärmeleitkörper (8) darstellt.Radiation source according to claim 11, characterized in that the further heat-conducting body ( 8th ) the first or the second heat conducting body ( 16 ) or the heat sink or an additional heat conducting body ( 8th ). Strahlungsquelle nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den gegenüberliegenden Seiten der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) vorgesehenen Wärmeleitkörper (8) über eine Fügezone, die zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmeleitkörper angeordnet ist, und/oder über ein Verbindungselement thermisch miteinander gekoppelt sind.Radiation source according to claim 11 or 12, characterized in that on the opposite sides of the at least one laser diode array ( 2 ) provided heat conducting body ( 8th ) via a joining zone, which is at least partially disposed between the first and the second heat conducting body, and / or thermally coupled to each other via a connecting element. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeleitkörper (8) zumindest abschnittsweise einen Deckel und/oder eine Wandung oder einen Rahmen eines die Laserdiodenanordnung (2) aufnehmenden, insbesondere umschließenden, Gehäuses bildet, dessen Bodenplatte thermisch an die Wärmesenke (14, 21) gekoppelt ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat-conducting body ( 8th ) at least in sections a cover and / or a wall or a frame of a laser diode array ( 2 ) receiving, in particular enclosing, housing whose bottom plate thermally to the heat sink ( 14 . 21 ) is coupled. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeleitkörper (8) an zumindest einer Außenfläche eines die Laserdiodenanordnung (2) aufnehmenden, insbesondere umschließenden, Gehäuses vorgesehen ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat-conducting body ( 8th ) on at least one outer surface one the laser diode array ( 2 ) receiving, in particular enclosing, housing is provided. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoreaktive Medium (7) ein Phasenänderungsmaterial umfasst, das sich in Reaktion auf in der Wärmesenke (14, 21) aufgenommene Wärme von fester Form in flüssige Form ändert.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoreactive medium ( 7 ) comprises a phase change material that reacts in the heat sink ( 14 . 21 ) absorbs heat from solid form into liquid form. Strahlungsquelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenänderungsmaterial wenigstens ein Salzhydrat oder Gallium, insbesondere überwiegend Gallium, enthält.Radiation source according to Claim 16, characterized the phase change material is at least one salt hydrate or gallium, in particular predominantly gallium. Strahlungsquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Wärmeleitkörper (8) der Wärmeübertragungsvorrichtung (3) mit dem thermoreaktiven Medium (7) von einem Kühlmittel (21) durchströmt ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized in that at least the first heat-conducting body ( 8th ) of the heat transfer device ( 3 ) with the thermo-reactive medium ( 7 ) of a coolant ( 21 ) is flowed through. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeleitkörper (16) der Wärmeübertragungsvorrichtung (3) von dem Kühlmittel durchströmt ist, wobei die zumindest eine Laserdiodenanordnung (2) thermisch mit dem zweiten Wärmeleitkörper (8) gekoppelt ist.Radiation source according to one of claims 6 to 18, characterized in that the second heat-conducting body ( 16 ) of the heat transfer device ( 3 ) is flowed through by the coolant, wherein the at least one laser diode arrangement ( 2 ) thermally with the second heat conducting body ( 8th ) is coupled. Strahlungsquelle nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Wärmeleitkörper (16) über das Kühlmittel thermisch miteinander verbunden sind.Radiation source according to claim 18 and 19, characterized in that the first and the second heat conducting body ( 16 ) are thermally connected to each other via the coolant. Verfahren zum Betrieb einer Strahlungsquelle gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem – die zumindest eine Laserdiodenanordnung (2) in einem ersten Zeitabschnitt mit einer ersten Leistung betrieben wird, wobei das thermoreaktive Medium (7) die von der zumindest einen Laserdiodenanordnung (2) erzeugte Wärme teilweise aufnimmt, sobald die Wärmesenke (14, 21) die Wärme nicht in einem vorgegebenen Maße abführen kann; und – die zumindest eine Laserdiodenanordnung (2) in einem, dem ersten Zeitabschnitt folgenden zweiten Zeitabschnitt mit einer zweiten Leistung betrieben wird, so dass durch diese keine oder eine geringere Wärmeleistung erzeugt wird, wobei das thermoreaktive Medium (7) die in dem ers ten Zeitabschnitt aufgenommene Wärme in dem zweiten Zeitabschnitt an die Wärmesenke (14, 21) abgibt.Method for operating a radiation source according to one of the preceding claims, in which - the at least one laser diode arrangement ( 2 ) is operated at a first power in a first time period, wherein the thermoreactive medium ( 7 ) of the at least one laser diode array ( 2 ) partially absorbs heat generated once the heat sink ( 14 . 21 ) can not dissipate the heat to a predetermined extent; and - the at least one laser diode array ( 2 ) is operated with a second power in a second time period following the first time period, so that no or a lower heat output is generated by the latter, the heat-reactive medium ( 7 ) the heat absorbed in the first period of time in the second period of time to the heat sink ( 14 . 21 ). Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Laserdiodenanordnung (2) in dem zweiten Zeitabschnitt unter ihrer Laserschwelle betrieben wird.A method according to claim 21, characterized in that the at least one laser diode array ( 2 ) is operated below its laser threshold in the second period of time. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Laserdiodenanordnung (2) in dem zweiten Zeitabschnitt ausgeschaltet wird.Method according to claim 21 or 22, characterized in that the at least one laser diode arrangement ( 2 ) is turned off in the second period. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des ersten und/oder des zweiten Zeitabschnitts mindestens 1 Sekunde beträgt.Method according to one of claims 21 to 23, characterized in that the duration of the first and / or the second Time period is at least 1 second. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des ersten Zeitabschnitts maximal 100 Sekunden beträgt.Method according to one of claims 21 to 24, characterized in that the duration of the first period of time maximum 100 seconds. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle zumindest zwei Laserdiodenanordnungen (2) umfasst, die abwechselnd betrieben werden, wobei deren Strahlen oder Strahlenbündel in wenigstens einem bestimmten Bereich zu beiden Zeitabschnitten eine optische Leistung bereit stellen.Method according to one of claims 21 to 25, characterized in that the radiation source at least two laser diode arrays ( 2 ) which are operated alternately, with their beams or beams providing optical power in at least a certain area at both time intervals. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Leistung der beiden Laserdiodenanordnungen (2) in wenigstens zwei aufeinander folgenden Zeitabschnitten gleich ist.Method according to Claim 26, characterized in that the optical power of the two laser diode arrangements ( 2 ) is the same for at least two consecutive periods of time.
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