DE102009016953A1 - Conversion unit with several conversion modules, commissioning method of the conversion unit and such a conversion unit having optical arrangement - Google Patents

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Abstract

Konversionsmodule (20/20') sind in einer Konversionseinheit (50/50') in wenigstens einer Anordnungsrichtung (35, 36) zueinander benachbart zur Bildung einer Konversionsanordnung (30/30') angeordnet, um im sklaierbaren Maßstab elektrische Energie in Strahlungsenergie oder umgekehrt umzuwandeln. Zur Kühlung werden sie über eine Kühlmittelzu- und -abführeinrichtung (40) mit Kühlmittel versorgt. Im Bereich einer Wärmeaufnahmefläche (21*) ist jeweils ein halbleitendes Konversionselement (10/10') zur Bildung eines Konversionsmoduls (20/20') an einem Wärmeleitkkörper (21) befestigt, der in drei Abschnitte gegliedert ist; den die Wärmeaufnahmefläche (21*) tragenden Wärmeaufnahmeabschnitt (21a), einen Wärmeabgabeabschnitt (21c), der eine vom Kühlmittel benetzte Wärmeabgabefläche (26*) in wenigstens einer Ausnehmung (26) besitzt, und einen Wärmeleitabschnitt (21b), der zwischen dem Wärmeaufnahmeabschnitt (21a) und dem Wärmeabgabeabschnitt (21c) angeordnet ist. In der Konversionsanordnung (30/30') steht eine Öffnung (27) im Wärmeabgabeabschnitt (21c) mit der dortigen Ausnehmung in Verbindung und ist dem in Anordnungsrichtung benachbarten Konversionsmodul (20/20') zugewandt. Der Wärmeleitabschnitt (21b) weist wenigstens eine Dichtfläche (24) auf, über die eine Dichtung erfolgt, die zu einem Einschluss von Kühlmittel in Kühlmittelflusspassagen (37) zwischen den Wärmeabgabeabschnitten (21c) benachbarter Konversionsmodule (20/20') beiträgt. Der Kühlmittelfluss erfolgt in der ...Conversion modules (20/20 ') are arranged in a conversion unit (50/50') in at least one arrangement direction (35, 36) adjacent to one another to form a conversion arrangement (30/30 ') to generate electrical energy in radiant energy or vice versa on a settable scale convert. For cooling, they are supplied with coolant via a coolant supply and removal device (40). In the region of a heat receiving surface (21 *), in each case a semiconducting conversion element (10/10 ') for forming a conversion module (20/20') is fastened to a heat conducting body (21), which is divided into three sections; the heat receiving surface (21 *) carrying heat receiving portion (21 a), a heat emitting portion (21 c) having a coolant-wetted heat release surface (26 *) in at least one recess (26), and a heat conducting portion (21 b) which between the heat receiving portion (21 21a) and the heat-dissipating portion (21c). In the conversion arrangement (30/30 '), an opening (27) in the heat-dissipating section (21c) communicates with the recess therein and faces the conversion module (20/20') adjacent in the arrangement direction. The heat-conducting section (21b) has at least one sealing surface (24) via which a seal is made, which contributes to the inclusion of coolant in coolant flow passages (37) between the heat-dissipating sections (21c) of adjacent conversion modules (20/20 '). The coolant flow takes place in the ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Konversionseinheit zur Umwandlung von elektrischer Energie in Strahlungsenergie oder zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a conversion unit for converting electrical Energy in radiant energy or for the conversion of radiant energy in electrical energy according to the preamble of claim 1.

Eine solche als Strahlungsquelle ausgebildete Konversionseinheit weist demgemäß wenigstens eine als Strahlungsemissionsanordnung ausgebildete Konversionsanordnung und wenigstens eine Kühlmittelzu- und -abführeinrichtung auf.A such converted as a radiation source conversion unit has Accordingly, at least one as a radiation emission arrangement trained conversion arrangement and at least one coolant supply and -abführeinrichtung on.

Die Kühlmittelzu- und -abführeinrichtung besitzt wenigstens einen der Strahlungsemissionsanordnung zugewandten Kühlmittelauslass, über den wenigstens ein Kühlmittel der Strahlungsemissionsanordnung zugeführt wird, und wenigstens einen der Strahlungsemissionsanordnung zugewandten Kühlmitteleinlass, über den das Kühlmittel aus der Strahlungsemissionsanordnung abgeführt wird.The Coolant supply and removal device has at least a radiative outlet facing the radiator outlet, via the at least one coolant of the radiation emission arrangement is supplied, and at least one of the radiation emission arrangement facing coolant inlet through which the coolant is removed from the radiation emission arrangement.

Die Strahlungsemissionsanordnung besitzt mehrere, im Betrieb Strahlung emittierende Halbleiterbaugruppen als Konversionsmodule, die in wenigstens einer Anordnungsrichtung zumindest abschnittsweise einander benachbart angeordnet sind.The Radiation emission arrangement has several, in operation radiation emitting semiconductor modules as conversion modules, which are described in at least one arrangement direction at least partially each other are arranged adjacent.

In der Strahlungsemissionsanordnung besteht wenigstens eine Kühlmittelführung, in dessen Verlauf die Beströmung der Halbleiterbaugruppen mit dem Kühlmittel vorgesehen ist.In the radiation emission arrangement consists of at least one coolant guide, in the course of which the flow of the semiconductor components is provided with the coolant.

Die Halbleiterbaugruppen weisen wenigstens ein elektrisch kontaktierbares im Betrieb Strahlung in wenigstens eine Abstrahlungsrichtung emittierendes Halbleiterbauelement als Konversionselement auf sowie wenigstens einen Wärmeleitkörper mit wenigstens einem Wärmeaufnahmeabschnitt, der wenigstens eine Wärmeaufnahmefläche besitzt, an der das Halbleiterbauelement befestigt ist, und wenigstens einem Wärmeabgabeabschnitt, der wenigstens eine Wärmeabgabefläche zur Wärmeabgabe an das strömende Kühlmittel besitzt.The Semiconductor modules have at least one electrically contactable In operation, emitting radiation in at least one emission direction Semiconductor device as a conversion element and at least a Wärmeleitkörper with at least one heat receiving portion, the has at least one heat receiving surface on the semiconductor device is attached, and at least one Heat emitting portion, the at least one heat transfer surface for dissipating heat to the flowing coolant has.

Ein Beispiel für eine derartige Strahlungsquelle sieht als Strahlungsemissionsanordnung einen Diodenlaserstapel vor, in dem die Halbleiterbaugruppen Diodenlaserbauelemente sind, die kantenemittierende Laserdiodenbarren als Halbleiterbauelemente und Mikrokanalwärmesenken als Wärmeleitkörper aufweisen.One Example of such a radiation source sees as Radiation emission arrangement a diode laser stack before, in the the semiconductor devices are diode laser devices that are edge-emitting Laser diode bars as semiconductor devices and microchannel heat sinks have as Wärmeleitkörper.

Eine solche Strahlungsquelle ist aus der Offenlegungsschrift DE 197 50 879 A1 bekannt.Such a radiation source is known from the published patent application DE 197 50 879 A1 known.

Nachteilig an der betreffenden Strahlungsquelle ist zum einen die große Ausdehnung (hier: Dicke) der Wärmeleitkörper in Stapelrichtung, die eine reduzierten Abstand zwischen einander benachbarten Halbleiterbaugruppen (hier: Diodenlaserbauelementen) begrenzt. Zum anderen ist nachteilig, dass die Stapelhöhe durch den Druckverlust begrenzt ist, der sich infolge des seriellen Kühlmittelstroms durch die Wärmeleitkörper ergibt.adversely at the relevant radiation source is on the one hand, the large Extension (here: thickness) of the heat conducting body in Stacking direction, which is a reduced distance between adjacent ones Semiconductor modules (here: diode laser devices) limited. To the Another disadvantage is that the stack height due to the pressure loss is limited due to the serial coolant flow through the heat conducting results.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Strahlungsquelle zu beschreiben, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.It It is therefore an object of the invention to describe a radiation source, which does not have the aforementioned disadvantages.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine Konversionseinheit zu beschreiben, deren Konversionselemente – im Falle einer Strahlungsquelle sind es Strahlung emittierende Halbleiterbauelemente – flächenmäßig einen möglichst großen Füllfaktor einnehmen und möglichst gut kühlbar sind.Especially It is an object of the invention to describe a conversion unit, their conversion elements - in the case of a radiation source it radiation-emitting semiconductor devices - in terms of area take the largest possible fill factor and are as cool as possible.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Konversionseinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The Task is solved by a conversion unit with the Features of claim 1. Preferred embodiments are Subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist der Wärmeabgabeabschnitt bezüglich des Wärmeaufnahmeabschnittes vollständig in wenigstens einer zur Anordnungsrichtung geneigten Wärmeleitrichtung angeordnet, und weist wenigstens eine, die Wärmeabgabefläche umfassende Ausnehmung auf sowie wenigstens eine Öffnung, die auf einer, dem Wärmeabgabeabschnitt des Wärmeleitkörpers eines benachbarten – beispielsweise als Strahlung emittierende Halbleiterbaugruppe ausgebildeten – Konversionsmoduls gegenüberliegenden, ersten Außenseite angeordnet ist, und mit der Ausnehmung in Verbindung steht.According to the invention the heat discharge portion with respect to the heat receiving portion completely in at least one heat conduction direction inclined to the arrangement direction arranged, and has at least one, the heat transfer surface extensive recess on and at least one opening, on one, the heat-emitting portion of the Wärmeleitkörpers an adjacent - for example, emitting radiation Semiconductor module trained - conversion module opposite, first outside, and with the recess communicates.

Dabei kann die Wärmeabgabefläche aufweisende Ausnehmung als Kühlkanal angesehen werden. Im Gegensatz dazu weist der Wärmeaufnahmeabschnitt erfindungsgemäß keine vom Kühlmittel benetzte Fläche auf.there can the heat-emitting surface having recess be regarded as a cooling channel. In contrast, points the heat receiving portion according to the invention no from the coolant wetted surface.

Des weiteren besitzt die Kühlmittelführung erfindungsgemäß Kühlmittelflusspassagen zwischen den Wärmeabgabeabschnitten von Wärmeleitkörpern benachbarter Konversionsmodule und ist für einen ersten Kühlmittelfluss zur Beströmung einer ersten Gruppe einer oder mehrerer Konversionsmodule und einen, zum ersten Kühlmittelfluss strömungstechnisch parallelen, zweiten Kühlmittelfluss zur Beströmung einer zweiten Gruppe einer oder mehrerer Konversionsmodule ausgebildet.Of Further, the coolant guide according to the invention has coolant flow passages between the heat-dissipating sections of heat-conducting bodies neighboring conversion modules and is for a first Coolant flow to the flow of a first group one or more conversion modules and one, the first coolant flow fluidically parallel, second coolant flow for the flow of a second group of one or more conversion modules educated.

Ferner weist der Wärmeleitkörper erfindungsgemäß jeweils wenigstens einen Wärmeleitabschnitt auf, der zwischen dem Wärmeaufnahmeabschnitt und dem Wärmeabgabeabschnitt angeordnet ist und wenigstens eine Dichtfläche besitzt, über die zumindest abschnittsweise eine Dichtung erfolgt; die zu einem Einschluss von Kühlmittel in den Kühlmittelflusspassagen beiträgt.Furthermore, according to the invention, the heat-conducting body in each case has at least one heat-conducting section which is arranged between the heat-absorbing section and the heat-dissipating section and has at least one sealing surface via which a seal takes place at least in sections; leading to an inclusion of coolant in the coolant contributes to river passages.

Schließlich ist von der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung erfindungsgemäß wenigstens der Abschnitt in Wärmeleitrichtung abseits der Konversionsanordnung angeordnet, der den Kühlmittelauslass und/oder den Kühlmitteleinlass aufweist.After all is from the coolant supply and discharge device According to the invention, at least the section in the direction of heat conduction arranged away from the conversion arrangement, the coolant outlet and / or having the coolant inlet.

Die erfindungsgemäße Konversionseinheit ist sowohl als Strahlungsquelle als auch als Strahlungsempfänger ausbildbar.The Conversion unit according to the invention is both as a radiation source and as a radiation receiver can be formed.

In einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle bilden die Strahlung emittierenden Halbleiterbauelemente die Hauptwärmequellen einer Wärmeübertragungsvorrichtung, die mit der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle ausgebildet wird.In form a radiation source according to the invention the radiation-emitting semiconductor components, the main heat sources a heat transfer device, with the formed radiation source according to the invention becomes.

In einem erfindungsgemäßen Strahlungsempfänger bilden die Strahlung absorbierenden Halbleiterbauelemente die Hauptwärmequellen einer Wärmeübertragungsvorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Strahlungsempfänger ausgebildet wird.In a radiation receiver according to the invention The radiation-absorbing semiconductor components form the main heat sources a heat transfer device, with the Radiation receiver according to the invention is trained.

Die Wärmeüberträger sind in beiden Fällen die erfindungsgemäßen Konversionsmodule, die modulare Bausteine der Konversionsanordnung sind.The Heat exchangers are in both cases the Conversion modules according to the invention, the modular Building blocks of the conversion arrangement are.

Im Falle der Strahlungsquelle ist die Konversionsanordnung eine Strahlungsemissionsanordnung, die modular aus Strahlung emittierenden Halbleiterbaugruppen zusammengestellt ist, die wenigstens ein Strahlung in wenigstens eine Abstrahlungsrichtung emittierendes Halbleiterbauelement aufweisen.in the Case of the radiation source, the conversion arrangement is a radiation emission arrangement, the modular composed of radiation-emitting semiconductor modules assembled is the at least one radiation in at least one direction of emission having emitting semiconductor device.

Im Falle des Strahlungsempfängers ist die Konversionsanordnung eine Strahlungsempfangsanordnung, die modular aus Strahlung absorbierenden Halbleiterbaugruppen zusammengestellt ist, die wenigstens ein Strahlung aus wenigstens einer Einstrahlungsrichtung absorbierendes Halbleiterbauelement aufweisen.in the Trap of the radiation receiver is the conversion arrangement a radiation receiving arrangement, the modular radiation-absorbing semiconductor components is composed of at least one radiation of at least an irradiation direction absorbing semiconductor device exhibit.

Das Kühlmittel bildet in beiden Fällen die Hauptwärmesenke.The Coolant forms the main heat sink in both cases.

Die Erfindung ist sowohl auf Strahlung emittierende Halbleiterbauelemente des kantenemittierenden Typs als auch des oberflächenemittierenden Typs anwendbar und für beide Typen geeignet. Im Strahlengang angeordnete Optikmittel können dabei bei Bedarf eine Homogenisierung der Intensitätsverteilung der Strahlung und/oder eine Kollimation oder Fokussierung der Strahlung bewirken.The Invention is directed to both radiation emitting semiconductor devices of the edge emitting type as well as the surface emitting type applicable and suitable for both types. In the beam path arranged optics can thereby homogenization if necessary the intensity distribution of the radiation and / or a collimation or focusing the radiation effect.

Desgleichen ist die Erfindung auf Strahlung absorbierende Halbleiterbauelemente, die sowohl Flächenempfänger als Kantenempfänger sein können. Im Strahlengang angeordnete Optikmittel können bei Bedarf eine lokale Erhöhung der Intensität der Strahlung durch Konzentrierung beziehungsweise Bündelung oder Fokussierung bewirken und damit die Bestrahlungsstärke des Strahlung absorbierenden Halbleiterbauelementes erhöhen.Similarly the invention is directed to radiation-absorbing semiconductor devices, the both surface receiver as edge receiver could be. In the beam path arranged optical means can If necessary, a local increase in the intensity of Radiation by concentration or bundling or focus and thus the irradiance increase the radiation-absorbing semiconductor device.

Ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Strahlung absorbierendes Halbleiterbauelement ist eine Solarzelle, wobei die Konversionsmodule Solarmodule sind und die Konversionseinheit ein photovoltaischer Generator ist.One Example of a radiation according to the invention The semiconductor absorbing device is a solar cell, wherein the Conversion modules are solar modules and the conversion unit photovoltaic generator is.

Ein anderes Beispiel für ein erfindungsgemäßes Strahlung absorbierendes Halbleiterbauelement ist ein thermoelektrischer Chip mit einer der Einstrahlungsrichtung zugewandten Strahlungsabsorptionsschicht, wobei die Konversionsmodule Peltier-Module sind und die Konversionseinheit ein thermoelektrischer Generator ist.One another example of an inventive Radiation-absorbing semiconductor device is a thermoelectric Chip with a radiation absorption layer facing the irradiation direction, where the conversion modules are Peltier modules and the conversion unit is a thermoelectric generator.

Stellvertretend für einen Strahlungsempfänger und seine Komponenten wird fortan auf die Strahlungsquelle mit ihren Komponenten Bezug genommen. Dabei kann das bezüglich der Strahlungsquelle Gesagte analog auf einen Strahlungsempfänger unter einer Maßgabe übertragen werden, die die umgekehrte Energiewandlung berücksichtigt.vicarious for a radiation receiver and its components is henceforth related to the radiation source with its components taken. In this case, the said with respect to the radiation source transferred analogously to a radiation receiver under a proviso which takes into account the reverse energy conversion.

Ist das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement ein Kantenemitter, beispielsweise eine kantenemittierende Laserdiode, ein kantenemittierender Laserdiodenbarren oder eine kantenemittierende Leuchtdiode, so sind die elektrischen Kontaktflächen – eine erste und wenigstens eine, zur ersten elektrischen Kontaktfläche gegenpolige, zweite – des kantenemittierenden Halbleiterbauelements in der Regel parallel zur Abstrahlungsrichtung und auf einander gegenüberliegenden Seiten des kantenemittierenden Halbleiterbauelements angeordnet.is the radiation-emitting semiconductor component has an edge emitter, for example, an edge emitting laser diode, an edge emitting laser diode bar or an edge emitting light emitting diode, so are the electrical Contact surfaces - a first and at least one, to the first electrical contact surface gegenpolige, second - the Edge-emitting semiconductor device usually parallel to the direction of radiation and on opposite sides Side of the edge-emitting semiconductor device arranged.

Ist das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement ein Oberflächenemitter, beispielsweise eine oberflächenemittierende Laserdiode (VCSEL = vertical cavity surface emitting laser), eine oberflächenemittierendes Laserdiodenfeld (VCSEL-array) oder eine oberflächenemittierende Leuchtdiode, so sind die elektrischen Kontaktflächen – eine erste und wenigstens eine, zur ersten elektrischen Kontaktfläche gegenpolige, zweite – des kantenemittierenden Halbleiterbauelements in der Regel senkrecht zur Abstrahlungsrichtung und auf einander gegenüberliegenden Seiten des kantenemittierenden Halbleiterbauelements angeordnet.is the radiation-emitting semiconductor component has a surface emitter, For example, a surface emitting laser diode (VCSEL = vertical cavity surface emitting laser), a surface emitting Laser diode array (VCSEL array) or a surface emitting LED, so are the electrical contact surfaces - a first and at least one, opposite to the first electrical contact surface, second - the edge-emitting semiconductor device usually perpendicular to the direction of radiation and on each other opposite sides of the edge-emitting semiconductor device arranged.

Nichtsdestoweniger können die elektrischen Kontaktflächen für beide Emissionstypen gegenüber ihrer besagten regelrechten Anordnung geneigt und/oder auf ein- und derselben Seite des Halbleiterbauelementes angeordnet sein. Zur Vereinfachung der Erläuterung der Vorteile der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle wird jedoch von den regelrechten Anordnungen ausgegangen.Nevertheless, the electrical contact surfaces for both emission types may be inclined with respect to their said regular arrangement and / or arranged on one and the same side of the semiconductor component. For simplification However, the explanation of the advantages of the radiation source according to the invention is based on the regular arrangements.

Vorzugsweise sind dabei die elektrische Kontaktflächen parallel zu der Wärmeaufnahmefläche, wiewohl auch geneigte Anordnungen möglich sind. Dabei liegt der Wärmeaufnahmeabschnitt in einer Wärmequellenprojektion des Halbleiterbauelementes senkrecht zu den elektrischen Kontaktflächen.Preferably are the electrical contact surfaces parallel to the Heat receiving surface, although inclined arrangements possible are. This is the heat absorption section in a heat source projection of the semiconductor device perpendicular to the electrical contact surfaces.

Die Strahlungsemissionsanordnung kann sowohl linear mit nur einer Anordnungsrichtung vorliegen oder flächig mit mehr als einer Anordnungsrichtung, beispielsweise zwei Anordnungsrichtungen, die eine gemeinsame Anordnungsebene aufspannen. Der im linearen Fall einzigen Anordnungsrichtung kann eine bestimmte Anordnungsebene zugewiesen werden mit der Forderung, dass diese Ebene sowohl die linearen Anordnungsrichtung umfasst als auch ein Richtung, in der eine zweite lineare Strahlungsemissionsanordnung einer ersten linearen Strahlungsemissionsanordnung vorzugsweise benachbart sein kann, ohne die Abstrahlung der ersten linearen Strahlungsemissionsanordnung zu behindern.The Radiation emission arrangement can be both linear with only one arrangement direction present or areal with more than one arrangement direction, For example, two arrangement directions that a common arrangement level span. The single arrangement direction in the linear case can assigned a certain level of arrangement with the requirement this plane comprises both the linear arrangement direction as well as a direction in which a second linear radiation emitter array a first linear radiation emitter array, preferably may be adjacent without the radiation of the first linear radiation emitter array to hinder.

Eine Anordnungsrichtung kann dann als Benachbarungsrichtung aufgefasst werden, wenn zwischen zwei, in der besagten Anordnungsrichtung einander unmittel benachbart angeordneten Halbleiterbauelementen nicht einmal abschnittsweise ein weiteres Halbleiterbauelement angeordnet ist.A Arranging direction can then be understood as an adjacency direction are, if between two, in the said arrangement direction each other Not even immediately adjacent arranged semiconductor devices sections, a further semiconductor device is arranged.

Im anschaulich einfachsten – und fortan angenommenen – Fall existiert nur eine einzige Abstrahlungsrichtung und nur eine Anordnungsebene, die senkrecht zur einzigen Abstrahlungsrichtung orientiert ist. Dies ist jedoch nicht zwingend. In einer beispielsweise nicht um 90° sondern nur um 60° zur Abstrahlungsrichtung geneigten Anordnungsebene ließe sich der Strahlenbündelabstand benachbarter Halbleiterbaugruppen um einen Faktor sin 60° = 0,87 verringern. Wird die Neigung der Anordnungsebene bezüglich der Abstrahlungsrichtung weiter verringert, so ist unterhalb eines bestimmten Neigungswinkels, beispielsweise 10°, darauf zu achten, dass die Strahlenbündel nicht durch benachbarte Halbleiterbaugruppen abgeschattet werden. Um dies zu vermeiden, sind die Halbleiterbauelemente in einer Richtung winklig zur Abstrahlungsrichtung – beispielsweise in Richtung der Normalen der Anordnungsebene – zueinander zu versetzen. Mit einem solchen Versatz lassen sich bei einer Neigung der Anordnungsebene von 10° gegenüber der Abstrahlungsrichtung ein Strahlenbündelabstand benachbarter Halbleiterbaugruppen in der Größe des Versatzes realisieren, wie beispielsweise in der US-Patentschrift US 5,987,043 A beschrieben. In einer alternativen Betrachtungsweise lässt diese Anordnung die Existenz mehrerer, baugruppeneigener Anordnungsebenen zu, die jeweils einer Halbleiterbaugruppe zugeordnet und parallel zueinander senkrecht zur Abstrahlungsrichtung um den genannten Versatz beabstandet angeordnet sind.In the graphically simplest case - and henceforth assumed - there is only one single emission direction and only one arrangement plane which is oriented perpendicular to the single emission direction. However, this is not mandatory. In an arrangement plane inclined, for example, not by 90 ° but only by 60 ° to the direction of emission, the beam spacing of adjacent semiconductor modules could be reduced by a factor sin 60 ° = 0.87. If the inclination of the arrangement plane with respect to the emission direction is further reduced, it must be ensured below a certain inclination angle, for example 10 °, that the bundles of rays are not shaded by adjacent semiconductor modules. In order to avoid this, the semiconductor components are to be offset in one direction at an angle to the emission direction, for example in the direction of the normals of the arrangement plane. With such an offset can be realized with an inclination of the arrangement plane of 10 ° relative to the emission direction, a beam spacing of adjacent semiconductor modules in the size of the offset, such as in the US patent US 5,987,043 A described. In an alternative approach, this arrangement allows for the existence of a plurality of assembly-independent arrangement levels, which are each assigned to a semiconductor module and arranged parallel to one another perpendicular to the emission direction by said offset.

In anschaulich einfachsten Fall ist die Wärmeleitrichtung von dem Wärmeaufnahmeabschnitt über den Wärmeleitabschnitt zum Wärmeabgabeabschnitt senkrecht zur Anordnungsebene. Ist die Anordnungsebene senkrecht zur Abstrahlungsrichtung gerichtet, so ist die Wärmeleitrichtung der Abstrahlungsrichtung entgegengesetzt.In clearly the simplest case is the direction of heat conduction from the heat receiving portion via the heat conduction portion to the heat dissipation section perpendicular to the assembly plane. If the arrangement plane is directed perpendicular to the emission direction, Thus, the heat conduction direction of the radiation direction is opposite.

Generell kann jeder Halbleiterbaugruppe, jedem Halbleiterbauelement, und sogar jedem einzelnen von mehreren Emittern einer Halbleiterbaugruppe oder eines Halbleiterbauelementes eine eigene Abstrahlungsrichtung zugeordnet werden. Beispielsweise können die Abstrahlungsrichtungen verschiedener Emitter derart ausgerichtet sein, dass sich ihre Strahlen beziehungsweise Strahlenbündel in einem bestimmten Abstand vom jeweiligen Halbleiterbauelement kreuzen oder perspektivisch überlagern. Diesbezüglich wird beispielsweise auf den Offenbarungsgehalt der EP 1 113 543 A1 verwiesen. Damit sind Anordnungen mit Halbleiterbaugruppen denkbar, die unter kleinen Winkeln von 0,1° bis 30° zueinander geneigten Abstrahlungsrichtungen ausgerichtet sind. Jeder Abstrahlungsrichtung beziehungsweise jeder Halbleiterbaugruppe kann dabei entweder eine eigene Anordnungsebene zugeordnet werden oder aber – solange die abschnittsweise Benachbarung der Halbleiterbaugruppen gültig ist – eine allen Abstrahlungsrichtungen oder Halbleiterbaugruppen gemeinsame Anordnungsebene, die gegenüber jeder Abstrahlungsrichtung einen eigenen Neigungswinkel einnimmt.Generally, each semiconductor device, each semiconductor device, and even each individual one of a plurality of emitters of a semiconductor device or a semiconductor device can be assigned its own emission direction. By way of example, the emission directions of different emitters can be aligned in such a way that their beams or bundles of rays cross at a specific distance from the respective semiconductor component or overlap in a perspective manner. In this regard, for example, the disclosure of the EP 1 113 543 A1 directed. This arrangement with semiconductor modules are conceivable, which are aligned at small angles of 0.1 ° to 30 ° to each other inclined radiation directions. In this case, each emission direction or each semiconductor module can either be allocated its own arrangement level or-as long as the sections of the semiconductor modules are valid-a plane of arrangement common to all emission directions or semiconductor components, which assumes its own angle of inclination with respect to each emission direction.

Der Einfachheit halber wird ein senkrecht zur Abstrahlungsrichtung annähernd rechteckiger Querschnitt der Wärmeleitkörper beziehungsweise Halbleiterbaugruppen angenommen Damit kann die Anordnung der Halbleiterbaugruppen in Stapelanordnung übereinander oder in Reihenanordnung nebeneinander vorliegen. Auch Feldanordnung mehrerer Stapel in Reihe nebeneinander oder mehrerer Reihen im Stapel übereinander sind möglich. In einem Stapel ist die in der Anordnungsebene liegende Benachbarungsrichtung die Stapelrichtung, in der die Halbleiterbaugruppen übereinander angeordnet sind. In einer Reihe ist die in der Anordnungsebene liegende Benachbarungsrichtung die Reihenrichtung, in der die Halbleiterbaugruppen nebeneinander oder angeordnet sind.Of the For simplicity, one becomes approximately perpendicular to the direction of radiation rectangular cross section of the heat conducting body or Semiconductor modules accepted Thus, the arrangement of the semiconductor modules in stacked arrangement one above the other or in a row arrangement coexist. Also field arrangement of several stacks in series next to each other or several rows in the stack one above the other are possible. In a stack, that is in the layout plane lying adjacent direction the stacking direction, in which the semiconductor modules on top of each other are arranged. In a row is the lying in the arrangement level Adjacent direction, the row direction in which the semiconductor modules next to each other or arranged.

Nichtsdestoweniger kann der Querschnitt der Wärmeleitkörper auch anderes als rechteckig sein, beispielsweise dreieckig oder sechseckig, womit mehr als zwei Benachbarungsrichtungen existieren können.Nevertheless, the cross-section of the heat-conducting body can also be other than rectangular, for example triangular or hexagonal, where with more than two directions of proximity can exist.

Hinsichtlich der Nachbarschaft zweier Elemente, beispielsweise Diodenlaserbauelemente oder Kühlkanäle, sei vereinbart, dass zwei Elemente als unmittelbar benachbart gelten, wenn zwischen ihnen kein weiteres Element des gleichen Typs angeordnet ist. Sie gelten als mittelbar benachbart, wenn zwischen ihnen wenigstens ein weiteres Element des gleichen Typs angeordnet ist.Regarding the neighborhood of two elements, for example diode laser devices or cooling channels, let it be agreed that two elements be regarded as immediately adjacent if there is no further Element of the same type is arranged. They are considered indirect adjacent, if between them at least one more element of the same type is arranged.

Im Zweifel gelten hinsichtlich ihrer unmittelbaren oder mittelbaren Nachbarschaft nicht näher spezifizierte, benachbarte Elemente als einander unmittelbar benachbart.in the Doubts apply with regard to their direct or indirect Neighborhood unspecified, adjacent elements as immediately adjacent to each other.

Vorzugsweise ist die Stapel- und/oder Reihenrichtung senkrecht zur Abstrahlungsrichtung ausgebildet. Dies ist zwar nicht zwingend, erleichtert aber eine anschauliche Beschreibung der Erfindung.Preferably is the stacking and / or row direction perpendicular to the emission direction educated. Although this is not mandatory, but facilitates one descriptive description of the invention.

Für oberflächenemittierende Halbleiterbauelemente liegen damit alle Benachbarungsrichtungen in der Ebene der Wärmeaufnahmefläche, die an einer Stirnseite des Wärmeleitkörpers angeordnet ist, deren Normale parallel zur Abstrahlungsrichtung liegt, dass heißt: Die Anordnungsebene ist parallel zur Wärmeaufnahmefläche.For Surface emitting semiconductor devices are so all directions of proximity in the plane of the heat receiving surface, arranged on a front side of the heat conducting body is, whose normal is parallel to the radiation direction, that means: The arrangement level is parallel to the heat receiving surface.

Für kantenemittierende Halbleiterbauelemente sind Benachbarungsrichtungen sowohl senkrecht zur Wärmeaufnahmefläche als auch in der Ebene der Wärmeaufnahmefläche und geneigt dazu möglich. Die Wärmeaufnahmefläche ist somit vorzugsweise auf einer zu einer Stirnseite senkrechten Außenseite des Wärmeleitkörpers angeordnet. Mit anderen Worten: die Normale der Wärmeaufnahmefläche ist parallel zur. Es gilt für oberflächenemittierende Halbleiterbauelemente forthin als vereinbart, dass eine Stapelrichtung in Richtung der kleineren Querschnittsabmessung des rechteckigen Wärmeleitkörpers liegt, eine Reihenrichtung in Richtung der größeren Querschnittsabmessung.For edge emitting semiconductor devices are neighbor directions both perpendicular to the heat receiving surface as well in the plane of the heat receiving surface and inclined possible. The heat absorption surface is thus preferably on an outer side perpendicular to a front side arranged the Wärmeleitkörpers. In other words: the normal of the heat absorption surface is parallel to. It applies to surface-emitting semiconductor devices hereafter agreed that a stacking direction in the direction of smaller cross-sectional dimension of the rectangular Wärmeleitkörpers lies one row direction towards the larger one Cross-sectional dimension.

Für kantenemittierende Halbleiterbauelemente gilt es als vereinbart, dass eine Stapelrichtung senkrecht zur Wärmeaufnahmefläche des rechteckigen Wärmeleitkörpers liegt, eine Reihenrichtung parallel dazu.For Edge-emitting semiconductor devices, it is agreed that that a stacking direction perpendicular to the heat receiving surface the rectangular Wärmeleitkörpers is located, a Row direction parallel to it.

Im Folgenden wird ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken stellvertretend für alle strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente einschließlich Leuchtdioden- und Leuchtdiodenfelder auf Laserdiodenelemente Bezug genommen, welche sowohl Einzelemitter als auch monolithische ein- oder zweidimensionale Emitter-Feldanordnungen sowohl des oberflächenemittierenden als auch des kantenemittierenden Laserdiodentyps umfassen. Außerdem wird ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken stellvertretend für alle Halbleiterbaugruppen wird auf Diodenlaserbauelemente Bezug genommen.in the The following will be limited without departing from the scope of the invention representative of all radiation-emitting semiconductor components including light emitting diode and light emitting diode fields Laser diode elements, which are both single emitter as well as monolithic one- or two-dimensional emitter field arrays both the surface emitting and the edge emitting Laser diode type include. Besides, without the scope to restrict the invention representative of all semiconductor devices are referred to diode laser devices taken.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen eines Kühlkanals, bevorzugt mehrerer Kühlkanäle bildende Ausnehmungen, in Wärmeleitrichtung abseits des Wärmeaufnahmeabschnittes kann im Wärmeabgabeabschnitt auf die Kühlkanäle verschließende Deckschichten verzichtet werden, weil die erfindungsgemäße Dichtung am Wärmeleitabschnitt ein Austreten des Kühlmittels aus den Bereichen den erfindungsgemäßen Kühlmittelflusspassagen zwischen den Diodenlaserbauelementen unterbindet.By the inventive provision of a cooling channel, preferably a plurality of cooling channels forming recesses, in heat conduction away from the heat receiving portion can in the heat dissipation section on the cooling channels Closing layers are omitted, because the Inventive seal on Wärmeleitabschnitt a leakage of the coolant from the areas of the invention Coolant flow passages between the diode laser devices in derogation.

Anschaulich wird diese Gegebenheit dadurch, dass man den Wärmeleitabschnitt als so zwischen dem Wärmeaufnahmeabschnitt und dem Wärmeabgabeabschnitt angeordnet betrachtet, dass er sich zumindest abschnittsweise in der Anordnungsebene vollständig durch den Wärmeleitkörper erstreckt, und das erfindungsgemäße Merkmal fehlender, vom Kühlmittel benetzter, Flächen im Wärmeaufnahmeabschnitt berücksichtigt, wodurch ein Kühlmittelfluss in den Wärmeaufnahmeabschnitt ausgeschlossen wird.clear This situation is characterized by the fact that the heat-conducting section as between the heat-receiving portion and the heat-dissipating portion considered that he is at least partially in the arrangement level completely through the heat-conducting body extends, and the inventive feature missing, wetted by the coolant, surfaces in the heat receiving portion takes into account, whereby a coolant flow in the heat absorption section is excluded.

Dieser Umstand dient in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung des Abstandes zwischen benachbarten Diodenlaserbauelemente, weil sich die Ausdehnung des Wärmeleitkörpers in Benachbarungsrichtung erfindungsgemäß allein nach der Ausdehnung der Kühlkanäle in Benachbarungsrichtung bemessen lässt.This The circumstance serves advantageously to reduce the distance between adjacent diode laser devices, because the expansion of the heat conducting body in the direction of adjacency according to the invention alone after the expansion of Cooling channels in Adjacent direction can be measured.

Damit ist eine erhöhte Packungsdichte von Laserdiodenelementen in einem Diodenlaserstapel möglich, was in einer gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Flächenleistungsdichte der emittierten Strahlung resultieren kann.In order to is an increased packing density of laser diode elements possible in a diode laser stack, resulting in one opposite the prior art increased surface power density the emitted radiation can result.

Bei kantenemittierenden Halbleiterbauelementen liegt der Wärmeabgabeabschnitt erfindungsgemäß außerhalb der oben definierten Wärmequellenprojektion. Der Wärmefluss wird dabei im Wärmeaufnahmeabschnitt um 90° umgelenkt und bei Stapeln entgegen der Abstrahlungsrichtung orientiert.at Edge-emitting semiconductor devices is the heat-emitting portion according to the invention outside the above defined Heat source projection. The heat flow is thereby in the heat receiving section deflected by 90 ° and oriented in stacking against the direction of radiation.

Darüber hinaus ist die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung erfindungsgemäß bezüglich der Stahlungsemissionsanordnung – beispielsweise einer Diodenlaserreihe oder eines Diodenlaserstapels – so angeordnet, dass sie der Ausbildung einer hohen Packungsdichte von Diodenlaserbauelementen nicht entgegensteht. Bei einer zweidimensionalen Feldanordnung von Diodenlaserelementen sieht das Vorliegen wenigstens zweier, vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Abstrahlungsrichtung liegender, Benachbarungsrichtungen, beispielsweise die rückwärtige, das heißt: der Abstrahlungsrichtung entgegengesetzte, Anordnung der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung vor.Moreover, the coolant supply and discharge device according to the invention with respect to the radiation emission arrangement - for example, a diode laser array or a diode laser stack - arranged so that it does not preclude the formation of a high packing density of diode laser devices. In the case of a two-dimensional field arrangement of diode laser elements, the presence of at least two adjacent directions, preferably in a plane perpendicular to the direction of emission, provides, for example, the rearward direction, that is to say the direction of emission gengesetzten, arrangement of the coolant supply and discharge before.

Mit oberflächenemittierenden Laserdiodenbauelemente lässt sich so ein Füllfaktor, das ist das Verhältnis von emittierender zur gesamten Fläche, der Strahlungsemissionsanordnung erreichen, der vorzugsweise größer als 90% ist.With surface emitting laser diode devices leaves such a fill factor, that's the ratio from emissive to total area, the radiation emitter array reach, which is preferably greater than 90%.

Analog lässt sich mit flächig Strahlung empfangenden Solarzellen so eine Füllfaktor – in diesem Fall ist es das Verhältnis von Strahlung in Elektrizität umwandelnder Empfangsfläche zur Gesamtfläche – der photovoltaischen Empfangsanordnung erreichen, der vorzugsweise größer als 90% ist. Dieser Vorteil kommt besonders bei einer optischen Anordnung gemäß Anspruch 31 zur Geltung, in der die einfallende Sonnenstrahlung mit einer für die photovoltaische Empfangsanordnung gemeinsamen Einzeloptik – beispielsweise ein Konkavspiegel oder eine Fresnellinse – die Sonnenstrahlung auch auf die Bereiche zwischen den Solarzellen konzentriert wird. Erfindungsgemäß können diese Bereiche sehr klein gehalten werden, so dass wenig Sonnenstrahlung für die elektrische Energieerzeugung verloren geht. Die gute Kühlung der Solarzellen sorgt zudem für einen hohen Umwandlungs-Wirkungsgrad.Analogous can be received with surface radiation Solar cells so a fill factor - in this case is it the ratio of radiation to electricity converting Receiving surface to the total area - the reach photovoltaic receiving arrangement, preferably larger than 90% is. This advantage comes especially with an optical Arrangement according to claim 31, in which the incident solar radiation with one for the photovoltaic Reception arrangement common single look - for example a concave mirror or a Fresnel lens - the sun's rays is also concentrated on the areas between the solar cells. According to the invention These areas are kept very small, so that little solar radiation is lost for electric power generation. The good Cooling the solar cells also ensures a high Conversion efficiency.

Einen weiteren Vorteil für den kühlungstechnischen Betrieb bietet das erfindungsgemäße Vorsehen wenigstens zweier strömungstechnisch parallel geführter Kühlmittelflüsse in der Strahlungsemissions- oder empfangsanordnung. Damit wird es möglich, den Druckverlust gegenüber dem rein seriellen Kühlmittelfluss im Stand der Technik bereits um bis zur Hälfte abzusenken. Das Vorsehen weiterer, strömungstechnisch parallel geführter Kühlmittelflüsse kann den Druckverlust demgegenüber weiter reduzieren.a Another advantage for cooling technology operation offers the inventive provision at least two flow-parallel guided coolant flows in the radiation emission or reception arrangement. It will possible, the pressure loss compared to the purely serial coolant flow in the prior art already lower by half. The provision of further fluidically guided in parallel Coolant flows, on the other hand, can reduce the pressure loss further reduce.

Idealerweise werden möglichst viele, bevorzugt abwechselnd jedes zweite, besonders bevorzugt jedes, Diodenlaserbauelement einer Strahlungsemissionsanordnung mit einer strömungstechnisch parallelen Kühlmittelzufuhr und einer strömungstechnisch parallelen Kühlmittelabfuhr versehen.Ideally be as many as possible, preferably every other second, particularly preferably each diode laser component of a radiation emission arrangement with a flow-parallel coolant supply and a fluidically parallel coolant discharge Mistake.

Das erfindungsgemäße Vorliegen von Kühlmittelflusspassagen zwischen den Wärmeabgabeabschnitten von Wärmeleitkörpern benachbarter Halbleiterbaugruppen gestattet es in diesem Zusammenhang beispielsweise, zumindest eine der Kühlmittelflusspassagen zwischen benachbarten Halbleiterbaugruppen für eine Kühlmittelaufnahme und/oder -abgabe aus der beziehungsweise an die gegenüber der Strahlungsemissionsanordnung rückwärtig angeordneten Kühlmittelzu- und abführeinrichtung vorzusehen. Alternativ oder optional können die Wärmeleitkörper rückwärtige Öffnungen aufweisen, die mit den Kühlkanälen in Verbindung stehen und Kühlmittel von der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung aufnehmen und/oder an diese abgeben.The inventive presence of coolant flow passages between the heat-dissipating sections of heat-conducting bodies adjacent semiconductor devices allow it in this context For example, at least one of the coolant flow passages between adjacent semiconductor modules for a coolant intake and / or -delivery from or to the opposite of Radiation emission arrangement arranged rearwardly Provide coolant supply and discharge device. Alternatively or optionally, the heat-conducting body have rearward openings, the communicate with the cooling channels and coolant receive from the coolant supply and discharge device and / or deliver to them.

Mit der erfindungsgemäßen Kühlmittelzu- und abführeinrichtung lässt sich vorteilhaft sowohl die Kühlmittelverteilung auf die Kühlkanäle der Diodenlaserbauelemente als auch die Kühlmittelsammlung von den Kühlkanälen der Diodenlaserbauelemente außerhalb des von den Wärmeleitkörpern belegten Bereiches im Diodenlaserstapel durchführen. Verbunden damit ist eine vorteilhafte Einsparung an Wärmeleitkörpermaterial und die vorteilhafte Beschränkung des Druckverlustes, insbesondere bei einer Vielzahl von Diodenlaserbauelementen, beispielsweise mehr als zehn, im Diodenlaserstapel, auf minimal desjenigen Wertes, den ein einzelnes Diodenlaserbauelement besitzt.With the Kühlmittelzu- and Abführeinrichtung can be beneficial both the Coolant distribution on the cooling channels the diode laser components as well as the coolant collection from the cooling channels of the diode laser components outside of the heat conducting bodies perform occupied area in the diode laser stack. Connected This is an advantageous saving of Wärmeleitkörpermaterial and the advantageous restriction of the pressure loss, in particular in a variety of diode laser devices, for example more than ten, in the diode laser stack, to a minimum of that value, the has a single diode laser device.

In vorteilhafter Weise sind damit theoretisch Diodenlaserstapel und -reihen mit einer unbegrenzter Anzahl von Diodenlaserbauelementen herstellbar. Ebenso kann eine prinzipiell eine theoretisch unbegrenzte Anzahl von Diodenlaserstapeln nebeneinander angeordnet werden, wenn die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung in einer Abstrahlungsrichtung entgegengesetzten Richtung bezüglich der Strahlungsemissionsanordnung angeordnet ist.In Advantageously, thus theoretically diode laser stack and rows with an unlimited number of diode laser devices produced. Likewise, a principle theoretically unlimited Number of diode laser stacks are juxtaposed when the coolant supply and discharge device in one Direction of radiation opposite direction with respect the radiation emission arrangement is arranged.

Vorzugsweise existiert eine elektrisch leitende Verbindung von einer zweiten elektrischen Kontaktfläche des Laserdiodenelementes mit der ersten elektrischen Kontaktfläche eines Laserdiodenelementes eines in benachbarten Diodenlaserbauelementes. Vorzugsweise ist die elektrische Verbindung seriell, weniger bevorzugt parallel. Kombinationen paralleler und serieller elektrischer Verbindung verschiedener Laserdiodenelemente und/oder Diodenlaserbauelemente sind ebenfalls denkbar.Preferably exists an electrically conductive connection of a second electrical contact surface of the laser diode element with the first electrical contact surface of a laser diode element one in adjacent diode laser device. Preferably the electrical connection serial, less preferably parallel. Combinations of parallel and serial electrical connection of different Laser diode elements and / or diode laser devices are also conceivable.

Zur weiteren Beschreibung der Erfindung wird fortan – ohne den Umfang der Erfindung zu beschränken – davon ausgegangen, dass die erste und die zweite Kontaktfläche auf unterschiedlichen, einander gegenüberliegenden, Seiten eines kantenemittierenden Laserdiodenelementes angeordnet sind und die Strahlungsemissionsfläche des kantenemittierenden Laserdiodenelementes zwischen den beiden Kontaktflächenebenen senkrecht zur ersten und zweiten Kontaktfläche orientiert angeordnet ist, womit die Abstrahlungsrichtung parallel zur Normalen zur Strahlungsemissionsfläche ausgerichtet ist.to further description of the invention will henceforth - without to limit the scope of the invention - thereof assumed that the first and the second contact surface on different, opposite sides an edge emitting laser diode element are arranged and the radiation emission surface of the edge-emitting laser diode element between the two contact surface planes perpendicular to oriented first and second contact surface arranged is, whereby the radiation direction parallel to the normal to the radiation emission surface is aligned.

Weiterhin wird davon ausgegangen, dass die Wärmeaufnahmefläche – und damit auch die erste und zweite Kontaktfläche – jeweils senkrecht zur Stapelrichtung orientiert sind, das heißt: Ihre Normalen sind parallel zur Stapelrichtung. Gleichwohl sind erfindungsgemäß auch geneigte Orientierungen zulässig.Farther It is assumed that the heat absorption surface - and so that the first and second contact surface - respectively oriented perpendicular to the stacking direction, that is: Their normals are parallel to the stacking direction. Nevertheless, they are according to the invention also inclined orientations allowed.

Schließlich wird eine Beschränkung auf eine einzige Stapelrichtung vorgenommen, wiewohl erfindungsgemäß auch mehrere Stapelrichtungen durch zueinander in Winkeln von betragsmäßig kleiner als 45° zueinander positiv oder negativ geneigter Wärmeaufnahmeflächen benachbarter Diodenlaserbauelemente möglich sind.After all becomes a restriction to a single stacking direction made, although according to the invention also several Stacking directions through each other in angles of magnitude less than 45 ° to each other positively or negatively inclined Heat receiving surfaces of adjacent diode laser components possible are.

Das kantenemittierende Laserdiodenelement ist vorzugsweise ein Laserdiodenbarren mit einer Vielzahl – beispielsweise mehr als vier – in zur ersten Kontaktfläche paralleler Breitenrichtung nebeneinander angeordneten Emittern.The Edge emitting laser diode element is preferably a laser diode bar with a large number - for example, more than four - in to the first contact surface parallel width direction side by side arranged emitters.

Weniger bevorzugt ist das kantenemittierende Laserdiodenelement eine Laserdiode mit einem oder wenigen Emittern. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass sich die Abmessungen von Laserdioden gegenüber Laserdiodenbarren in der Regel dadurch unterscheiden, dass Laserdioden in lateraler Richtung eine Breite aufweisen, die geringer ist als ihre Länge in Resonator-Längsrichtung. Bei Laserdiodenbarren gilt Umgekehrtes.Fewer Preferably, the edge emitting laser diode element is a laser diode with one or a few emitters. In this context, be sure noted that the dimensions of laser diodes opposite Laser diode bars usually differ in that laser diodes in lateral direction have a width which is less than their Length in resonator longitudinal direction. For laser diode bars the reverse applies.

Erfindungsgemäß ist das Laserdiodenelement an der Wärmeaufnahmefläche des Wärmeaufnahmeabschnittes befestigt. Dabei kann seine erste elektrische Kontaktfläche eine elektrisch leitende Verbindung mit der Wärmeaufnahmefläche eingehen, wenn diese auf einem elektrisch leitfähigen Bereich des Wärmeaufnahmeabschnitts angeordnet ist. Die Befestigung ist vorzugsweise stoffschlüssig und weist vorzugsweise wenigstens eine metallische Lotfuge zwischen der Wärmeaufnahmefläche und der ersten elektrischen Kontaktfläche auf.According to the invention the laser diode element on the heat receiving surface attached to the heat receiving portion. It can be his first electrical contact surface an electrically conductive connection with the heat receiving surface, if this on an electrically conductive portion of the heat receiving portion is arranged. The attachment is preferably cohesive and preferably comprises at least one metallic Lotfuge between the heat receiving surface and the first electrical Contact surface on.

Ist der Wärmeaufnahmeabschnitt zumindest im Bereich der Wärmeaufnahmefläche nicht elektrisch leitfähig so kann die Stromzufuhr zu der ersten Kontaktfläche, wie in der Offenlegungsschrift EP 0 766 354 A1 vorgeschlagen, über eine Metallfolie erfolgen, die zwischen der Wärmeaufnahmefläche und der ersten elektrischen Kontaktfläche angeordnet ist.If the heat receiving portion is not electrically conductive at least in the region of the heat absorption surface, the power supply to the first contact surface, as in the published patent application EP 0 766 354 A1 proposed, via a metal foil, which is arranged between the heat receiving surface and the first electrical contact surface.

Existiert eine elektrisch leitender Verbindung von der zweiten elektrischen Kontaktfläche des Laserdiodenelementes mit der ersten elektrischen Kontaktfläche eines Laserdiodenelementes eines in Stapelrichtung benachbarten Diodenlaserbauelementes, so ist diese vorzugsweise kraftschlüssig oder stoffschlüssig und kann ein elektrisch leitendes Verbindungselement aufweisen, dass zumindest an der zweiten elektrischen Kontaktfläche stoffschlüssig mittels eines elektrisch leitfähigen Fügemittels befestigt ist. Der Anschluss des elektrisch leitfähigen Verbindungselementes kann kraft- oder stoffschlüssig an einer elektrisch leitfähigen Anschlussfläche des benachbarten Wärmeleitkörpers erfolgen, die in elektrisch leitender Verbindung mit der Wärmeaufnahmefläche dieses benachbarten Wärmeleitkörpers steht.there an electrically conductive connection of the second electrical Contact surface of the laser diode element with the first electrical Contact surface of a laser diode element one in the stacking direction adjacent diode laser component, so this is preferably non-positively or cohesively and can a electrically conductive connecting element having at least at the second electrical contact surface by means of a material fit attached to an electrically conductive joining means is. The connection of the electrically conductive connection element can be cohesive or cohesive to an electrically conductive Pad of the adjacent Wärmeleitkörpers take place, in electrically conductive connection with the heat receiving surface this adjacent Wärmeleitkörpers is.

Andererseits kann das elektrisch leitende Verbindungselement die oben genannte Metallfolie bilden, die abschnittsweise zwischen der ersten Kontaktfläche des nunmehr im Stapel benachbarten Laserdiodenelementes und der Wärmeaufnahmeaufnahmefläche des benachbarten Wärmeleitkörpers angeordnet ist.on the other hand For example, the electrically conductive connecting element may be the one mentioned above Form metal foil, the sections between the first contact surface of the now adjacent in the stack laser diode element and the Heat receiving surface of the adjacent Wärmeleitkörpers arranged is.

Nichtsdestoweniger kann die elektrische Verbindung auch ohne Beteiligung eines elektrisch leitfähigen Verbindungselementes beispielsweise stoffschlüssig unter Beteiligung eines Lotes über eine Gegenfläche des benachbarten Wärmeleitkörpers erfolgen, die in elektrisch leitender Verbindung mit der Wärmeaufnahmefläche dieses benachbarten steht und der zweiten elektrischen Kontaktfläche des Laserdiodenelementes gegenüberliegt.Nonetheless The electrical connection can also be without the participation of an electrically conductive Connecting element, for example, materially under Participation of a solder over a counter surface the adjacent Wärmeleitkörpers take place, the in electrically conductive connection with the heat receiving surface this adjacent and the second electrical contact surface the laser diode element is opposite.

Die Materialien für den Wärmeleitkörper sind prinzipiell frei wählbar unter der Maßgabe, dass eine elektrische Kontaktierung und gegebenenfalls elektrische Verbindung der Laserdiodenelemente im Diodenlaserstapel gewährleistet ist.The Materials for the heat-conducting body are in principle freely selectable under the proviso that an electric Contacting and optionally electrical connection of the laser diode elements ensured in the diode laser stack.

Der Wärmeleitkörper kann beispielsweise vollständig aus elektrisch isolierendem Material bestehen, wenn zwischen der Wärmeaufnahmefläche und dem Laserdiodenelement ein elektrisch leitfähiger Bereich vorliegt.Of the Heat-conducting body, for example, completely made of electrically insulating material when between the Heat receiving surface and the laser diode element an electrically conductive region is present.

Mit einem Wärmeleitkörper aus elektrisch isolierenden Material kann dem Anliegen einer Potentialdifferenz im Kühlmittel vorgebeugt werden, womit das Kühlmittel auch elektrisch leitfähig sein kann.With a Wärmeleitkörper of electrically insulating Material may be the concern of a potential difference in the coolant be prevented, whereby the coolant also electrically can be conductive.

Besteht der Wärmeleitkörper vollständig aus elektrisch leitfähigem Material, so kann es an einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kontaktfläche benachbarter Laserdiodenelemente beteiligt sein. Tritt das Kühlmittel in Kontakt mit elektrischem Potential tragenden Bereichen, so ist im Falle von Wasser als Kühlmittel die Begrenzung seiner elektrischen Leitfähigkeit auf unter 20 mS/cm anzuraten.Consists the heat-conducting body completely made of electrical Conductive material, so it can be connected to an electrical Connection between the first and second contact surface be involved in adjacent laser diode elements. Kick the coolant so in contact with electrical potential-carrying areas in the case of water as a coolant limiting its electrical conductivity below 20 mS / cm.

Überdies kann der Wärmeleitkörper aus einem oder mehreren Materialien bestehen. Mehrere Materialien können schichtweise oder regellos in einem Verbundkörper oder Verbundwerkstoff, beispielsweise in einem Metall-Matrix-Komposit, kombiniert sein. Vorzugsweise werden Materialien verwendet, deren Wärmeleitfähigkeit größer ist als das des Laserdiodenelementes. Besonders bevorzugt stammt ein verwendetes Material aus der Gruppe von Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Molybdän, Wolfram, Aluminiumnitrit, Berylliumoxid, Siliziumkarbid, Graphit, Bornitrid und Diamant.moreover can the heat-conducting body of one or more Materials exist. Several materials can be layered or randomly in a composite or composite material, For example, in a metal-matrix composite, be combined. Preferably, materials are used whose thermal conductivity larger than that of the laser diode element. Especially preferably a material used is selected from the group of copper, Silver, gold, aluminum, molybdenum, tungsten, aluminum nitrite, Beryllium oxide, silicon carbide, graphite, boron nitride and diamond.

Besonders bevorzugt besteht der Wärmeleitkörper aus wenigstens einem hoch wärmeleitfähigen Material, dessen Wärmeleitfähigkeit gleich groß oder größer als die von Kupfer ist. Beispielsweise kann der Wärmeleitkörper überwiegend aus CVD-Diamant bestehen, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als 1000 W/m/K ist.Particularly preferably, the heat-conducting body consists of at least one highly thermally conductive Material whose thermal conductivity is equal to or greater than that of copper. For example, the heat-conducting body mainly consist of CVD diamond whose thermal conductivity is greater than 1000 W / m / K.

Vorzugsweise besteht der Wärmeleitkörper aus wenigstens einem Material, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient nicht mehr als 50% von dem des Laserdiodenelementes abweicht. Beispielsweise kann der Wärmeleitkörper aus Berylliumoxid (7,8 ppm/K, 280 W/m/K) oder einem Silber-Diamant-Verbundwerkstoff (7 ppm/K, 550 W/m/K) gefertigt sein, wenn das Laserdiodenelement überwiegend aus Galliumarsenid (6,5 ppm/K besteht.Preferably the heat-conducting body consists of at least one Material whose thermal expansion coefficient is not more than 50% deviates from that of the laser diode element. For example, can the heat-conducting body made of beryllium oxide (7.8 ppm / K, 280 W / m / K) or a silver-diamond composite (7 ppm / K, 550 W / m / K), when the laser diode element is predominantly of gallium arsenide (6.5 ppm / K).

Weicht der thermische Ausdehnungskoeffizient des Wärmeleitkörpers um mehr als 50% von dem des Laserdiodenelementes ab, so kann der Wärmeleitkörper Ausnehmungen aufweisen, die dem Wärmeleitkörper eine strukturelle Nachgiebigkeit verleihen und bei einer thermisch unterstützen Verbindung mit dem Laserdiodenelement die fügebedingten thermomechanischen Spannungen unter einer gewissen Schädigungsschwelle halten ( DE 197 01 680 A1 ). Dabei können wenigstens einige dieser Ausnehmungen zumindest abschnittsweise die erfindungsgemäßen Wärmeabgabeflächen aufweisen und für die Kühlmittelführung vorgesehen sein.If the coefficient of thermal expansion of the heat-conducting body deviates by more than 50% from that of the laser diode element, then the heat-conducting body can have recesses which give the heat-conducting body structural resilience and, in the case of a thermally assisted connection to the laser diode element, keep the thermo-mechanical stresses which are below a certain damage threshold ( DE 197 01 680 A1 ). At least some of these recesses may have, at least in sections, the heat delivery surfaces according to the invention and be provided for the coolant guide.

Der Wärmeaufnahmeabschnitt, der Wärmeleitabschnitt und der Wärmeabgabeabschnitt können aus ein- und demselben Material, aus mehreren gleichen Materialien oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. So kann es im Sinne einer benötigten elektrischen Verbindung zwischen Ober- und Unterseite des Wärmeleitkörpers vorteilhaft sein, dass der Wärmeaufnahmeabschnitt aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. Im Sinne einer geforderten elektrischen Isolierung der elektrischen Verbindung gegenüber dem Kühlmittel ist es vorteilhaft, wenn wenigstens der Wärmeleitabschnitt oder der Wärmeabgabeabschnitt aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen oder – für den Fall, dass beide aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, wenigstens einer der Abschnitte mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen ist.Of the Heat receiving portion, the Wärmeleitabschnitt and the heat dissipation section can be off and on the same material, of several identical materials or of different ones Materials exist. So it may be in the sense of a required electrical Connection between top and bottom of the heat conducting body be advantageous that the heat receiving portion of a electrically conductive material. In the sense of required electrical insulation of the electrical connection the coolant, it is advantageous if at least the Wärmeleitabschnitt or the heat dissipation section consist of an electrically insulating material or - for the case that both made of electrically conductive material consist, at least one of the sections with an electrically insulating layer is provided.

Da sich der Wärmeabgabeabschnitt vollständig außerhalb der zur Aufnahmefläche senkrechten Wärmequellenprojektion des kantenemittierenden Laserdiodenelementes befindet, sind keine kühlmittelführenden Ausnehmungen unterhalb des kantenemittierenden Laserdiodenelementes im Wärmeleitkörper vorhanden. Damit kann der Wärmefluss zum einen ungehindert vom Wärmeaufnahmeabschnitt in den Wärmeabgabeabschnitt umgelenkt werden.There the heat release section completely outside the heat source projection perpendicular to the receiving surface of the edge-emitting laser diode element are none Coolant-carrying recesses below the edge emitting laser diode element in the heat conduction body available. Thus, the heat flow on the one hand unhindered from the heat receiving portion into the heat releasing portion be redirected.

Die erfindungsgemäßen Ausnehmungen sind einfach herstellbar und ermöglichen einen einfachen und effizienten Kühlmittelstrom durch den Wärmeabgabeabschnitt.The Recesses according to the invention are easy to produce and enable a simple and efficient coolant flow through the heat-dissipating section.

Ist der Wärmeleitkörper vorzugsweise als Wärmeleitplatte ausgebildet, so sind die Aufnahmefläche und die erste Außenfläche beispielsweise auf der Plattenoberseite angeordnet und die Gegenfläche und die zweite Außenfläche auf der Plattenunterseite. Die Dickenrichtung der Platte erstreckt sich dabei in Stapelrichtung von der Plattenoberseite zur Plattenunterseite. Damit erstrecken sich die Ausnehmungen erfindungsgemäß in Dickenrichtung.is the heat-conducting body preferably as a heat conducting plate formed, so are the receiving surface and the first outer surface for example, arranged on the top of the plate and the counter surface and the second outer surface on the underside of the plate. The thickness direction of the plate extends in the stacking direction from the top of the plate to the bottom of the plate. Extend with it the recesses according to the invention in the thickness direction.

Eine oder mehrere Ausnehmungen können (a) im Wärmeleitkörper abseits der Außenflächen als abgeschlossener Kühlkanal angeordnet sein oder (b) als offener Kühlkanal in Form einer Nut in die Außenflächen eingebracht sein. Die erfindungsgemäße Öffnung gehört im Fall (a) zu einer zweiten Ausnehmung, die in die Außenfläche eingebracht ist und mit der erfindungsgemäßen Ausnehmung in Verbindung steht.A or more recesses can (a) in the heat conduction body away from the outer surfaces as a closed cooling channel be arranged or (b) as an open cooling channel in the form be introduced into the outer surfaces of a groove. The opening according to the invention belongs in case (a) to a second recess, in the outer surface is introduced and with the inventive Recess communicates.

Im Fall (b) gehört die erfindungsgemäße Öffnung zur erfindungsgemäßen Ausnehmung. Sowohl die erfindungsgemäße Ausnehmung im Fall (b) als auch die zweite Ausnehmung im Fall (a) können sich ganz oder abschnittsweise vollständig durch den Wärmeabgabeabschnitt von der ersten Außenfläche bis zur zweiten Außenfläche hindurch in Form von Durchbrüchen erstrecken.in the Case (b) includes the opening according to the invention to the recess according to the invention. Both the inventive Recess in case (b) as well as the second recess in case (a) can completely or partially completely through the heat-dissipating portion from the first outer surface to to the second outer surface through in the form of openings extend.

Prinzipiell sind die erfindungsgemäßen Ausnehmungen nicht auf eine bestimmte Gestalt beschränkt. Vorzugsweise ist die Gestalt prismatisch, wobei der Querschnitt nicht auf eine bestimmte Form beschränkt ist. Die Ausnehmungsform kann rund, elliptisch, dreieckig, quadratisch, rechteckig usw. sein. Der Querschnitt der Ausnehmungen kann sich in Dickenrichtung ändern. So sind zum Beispiel Keile oder Kegelstümpfe mögliche Gestalten der Ausnehmungen, z. B. wenn sie mittels Ätzen oder Laserschneidens hergestellt werden. Zwei oder mehr Ausnehmungen können zu einem gemeinsamen, verzweigten Ausnehmungsmuster vereinigt sein. Beispielsweise können zwei Ausnehmungen mit rechteckigem Querschnitt ein L-, V-, X-, N- oder T-förmiges Ausnehmungsmuster bilden; drei Ausnehmungen mit rechteckigem Querschnitt können ein U-, H-, K-, M- oder F-förmiges Ausnehmungsmuster bilden und so fort. Mehrere gleiche oder verschiedene Ausnehmungsmuster können im Wärmeabgabeabschnitt vorliegen.in principle are not the recesses of the invention limited to a specific shape. Preferably the figure is prismatic, the cross section does not depend on a particular Form is limited. The recess shape can be round, elliptical, triangular, square, rectangular, etc. The cross section of the Recesses can change in the thickness direction. So are for example, wedges or truncated cones possible Shapes of the recesses, z. B. if they are by etching or laser cutting. Two or more recesses can lead to a common, branched recess pattern be united. For example, two recesses with rectangular cross-section an L, V, X, N or T-shaped Forming recess patterns; three recesses with rectangular cross-section may be a U, H, K, M or F-shaped recess pattern form and so on. Several identical or different recess patterns may be present in the heat release section.

Eine oder mehrere Ausnehmungen können sich ganz oder abschnittsweise vollständig durch den Wärmeabgabeabschnitt von der ersten Außenfläche bis zur zweiten Außenfläche hindurch in Form von Durchbrüchen erstrecken. Für die möglichen Ausgestaltungen der Durchbrüche gilt das zu den Ausnehmungen Gesagte in entsprechender Analogie. An Stelle der Form eines Kegelstumpfes kann ein Durchbruch beispielsweise somit auch als Doppelkegelstumpf ausgebildet sein.One or more recesses may extend completely or in sections completely through the heat release section from the first outer surface to the second outer surface in the form of apertures. For the possible embodiments of the breakthroughs that applies to the Ausneh The statements made in analogy. Instead of the shape of a truncated cone, for example, a breakthrough may thus also be formed as a double truncated cone.

Die Durchbrüche und/oder Ausnehmungen können eine geschlossene Wandung aufweisen oder eine Wandung die abschnittsweise an einer oder mehreren Stellen unterbrochen ist. Beispielsweise können sich mehrere rechteckige Durchbrüche von der Plattenoberseite zur Plattenunterseite erstrecken und dabei bis an die von dem Wärmeaufnahmeabschnitt abgewandten Rückfläche der Wärmeleitplatte reichen. Damit wird einen offene Kühlrippenstruktur gebildet, bei der sich die Kühlrippen entgegen der Abstrahlungsrichtung von dem Wärmeaufnahmebereich weg erstrecken und die von der Rückfläche her in Richtung des Wärmeaufnahmeabschnitts mit einem Kühlmittel beströmt werden kann.The Breakthroughs and / or recesses may be one have closed wall or a wall sections is interrupted at one or more points. For example, you can There are several rectangular openings from the top of the plate extend to the underside of the plate and thereby up to that of the heat receiving portion reach away from the rear surface of the heat conducting. This forms an open cooling rib structure the cooling fins are facing the direction of radiation extend away from the heat receiving area and that of the rear surface in the direction of the heat receiving portion can be flowed with a coolant.

Die erfindungsgemäße Dichtung ist prinzipiell nicht auf eine bestimmte Art der Dichtung oder auf eine bestimmte Weise der Abdichtung beschränkt. Sie auf irgendeiner Art der Verbindung, beispielsweise einer stoff- oder kraftschlüssigen, beruhen und zur Abdichtung mit oder ohne Hilfsmittel auskommen. Eine Dichtung kann beispielsweise auf der direkten Adhäsion zwischen einander gegenüberliegenden Dichtflächen zweier benachbarter Wärmeleitkörper beruhen.The Inventive seal is not in principle in a certain way of sealing or in a certain way the seal is limited. You in any way Compound, for example a material or non-positive, be based and to seal with or without aids. A seal For example, on the direct adhesion between opposite sealing surfaces of two based adjacent Wärmeleitkörper.

Hilfsmittel zur erfindungsgemäßen Abdichtung sind grundsätzlich nicht auf bestimmte Hilfsmittel beschränkt. So kann es sich bei den Hilfsmitteln um Platten, Folien, Ringe oder Wülste handeln, die zu einem Einschluss des Kühlmittels beitragen. Diese Dichtkörper können elektrisch leitfähig, vorzugsweise elektrisch isolierend sein. Sie können aus Kunststoff, Metall oder Keramik gefertigt sein, beispielsweise aus einem Elastomer. Alternativ oder optional ist der Einsatz von Fügemitteln zur Dichtung möglich. Zu diesen dichtenden Fügemitteln zählen Gläser, Lote und Klebstoffe. Die Klebstoffe können elektrisch leitfähig, vorzugsweise elektrisch isolierend sein.aid for sealing according to the invention are in principle not limited to specific aids. That's the way it works in the tools to plates, films, rings or beads act, which contribute to an inclusion of the coolant. These sealing bodies can be electrically conductive, preferably be electrically insulating. They can be made of plastic, Made of metal or ceramic, for example made of an elastomer. Alternatively or optionally, the use of joining agents possible to seal. To these sealing joins include glasses, solders and adhesives. The adhesives can be electrically conductive, preferably electrically be insulating.

Über die erfindungsgemäße Anordnung der Dichtung zwischen den Wärmeleitkörpern benachbarter Diodenlaserbauelemente hinaus ist der weitere Verlauf der Dichtung nicht prinzipiell beschränkt unter der Maßgabe, dass sie zu einem Einschluss des Kühlmittels in der Weise beiträgt, dass ein Austritt des Kühlmittels im Diodenlaserstapel unterbunden wird.about the inventive arrangement of the seal between the Wärmeleitkörpern adjacent diode laser components In addition, the further course of the seal is not limited in principle with the proviso that they lead to an inclusion of the coolant in the way that contributes to a leakage of the coolant is prevented in the diode laser stack.

So ist ein weiterer Verlauf der Dichtung sowohl auf der Plattenoberseite und/oder der Plattenunterseite als auch alternativ oder optional über zu den Plattenober- und Unterseiten geneigten und zwischen den Ober- und Unterseitenebenen angeordneten Plattenseitenflächen möglich sowie auch alternativ oder optional über die von dem Wärmeaufnahmeabschnitt abgewandten Rückfläche der Wärmeleitplatte.So is another course of the seal both on the top of the plate and / or the underside of the plate as well as alternatively or optionally via inclined to the upper and lower sides of the plates and between the upper and sub-levels arranged plate side surfaces possible as well as alternatively or optionally via the rear surface facing away from the heat receiving portion the heat conduction plate.

So kann die Dichtfläche zum Beispiel derart auf dem Übergangsabschnitt angeordnet sein, dass sie einen Wärmefluss von dem Wärmeaufnahmeabschnitt zu dem Wärmeabgabeabschnitt vollumfänglich umringt. Die Orientierung der Dichtflächennormalen kann sowohl senkrecht zur Abstrahlungsrichtung, das heißt beispielsweise abschnittsweise parallel zur Stapelrichtung, als auch parallel oder antiparallel (entgegengesetzt) zur Abstrahlungsrichtung sein. Die letztere Variante kann durch einen als Dichtflansch ausgebildeten Übergangsabschnitt ermöglicht werden.So For example, the sealing surface may be so on the transition section be arranged to heat flow from the heat receiving portion completely surrounded around the heat release section. The orientation of the sealing surface normals can be both vertical to the emission direction, that is, for example, in sections parallel to the stacking direction, as well as parallel or antiparallel (opposite) to the direction of radiation. The latter variant can by a trained as a sealing flange transition section be enabled.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es damit in vorteilhafter Weise möglich, einen Austausch eines Diodenlaserbauelementes vorzunehmen, indem es aus dem Stapelverbund entfernt wird ohne die übrigen Diodenlaserbauelemente aus dem Stapelverbund herauszulösen. Ein Lösen der Dichtung geht dabei mit einer Bewegung des Diodenlaserbauelementes in Abstrahlungsrichtung einher, die von keinem anderen Diodenlaserbauelement des Stapels beschränkt wird.By the solution according to the invention is so advantageously possible, an exchange of a diode laser component by removing it from the stack composite without the rest Remove diode laser components from the stack composite. A release of the seal is doing with a movement of the Diodenlaserbauelementes in the direction of radiation associated with that of limited to any other diode laser device of the stack becomes.

Gegebenenfalls ist die Aufnahmefläche gegenüber einer oberseitigen Hauptfläche der Wärmeleitplatte und/oder die Gegenfläche gegenüber einer unterseitigen Hauptfläche in Plattendickenrichtung zueinan der versetzt angeordnet, beispielsweise indem die Plattenoberseite und/oder die Plattenunterseite stufenförmig ausgebildet ist.Possibly is the receiving surface opposite a top side Main surface of the heat conducting and / or the counter surface against a lower side major surface in plate thickness zueinan the arranged offset, for example by the top plate and / or the underside of the plate is stepped.

Vorzugsweise ist dabei der Wärmeaufnahmeabschnitt der Wärmeleitplatte sowohl in Dicke und Breite größer als der Wärmeabgabeabschnitt der Wärmeleitplatte, wobei der Übergang vom Wärmeaufnahmeabschnitt zum Wärmeabgabeabschnitt stufenartig über eine geneigte, vorzugsweise senkrecht mit ihrer Normalen entgegen der Abstrahlungsrichtung orientierte, die Platte vollumfänglich umgebende, Übergangsfläche erfolgt, die als erfindungsgemäße Dichtfläche dient.Preferably is the heat receiving portion of the heat conduction both in thickness and width greater than the heat release portion the heat conducting plate, wherein the transition from the heat receiving portion to the heat dissipation section stepwise over a inclined, preferably perpendicular to their normal against the Direction of radiation oriented, the plate in full surrounding, transition surface is carried out as inventive Sealing surface is used.

Umgekehrt können auch Breite und Dicke des Wärmeabgabeabschnittes größer sein als diejenigen des Wärmeaufnahmeabschnittes, wobei die Übergangsfläche mit ihrer Normalen in Abstrahlungsrichtung orientiert die Dichtfläche bildet.Vice versa can also change the width and thickness of the heat-dissipating section larger than those of the heat receiving section, the transition surface with its normal in Direction of radiation oriented forms the sealing surface.

Darüber hinaus kann die größte Breite und Dicke auf einen Übergangsabschnitt zwischen Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabeabschnitt beschränkt sein, dessen über den Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabeabschnitt hervorragenden Bereiche sowohl auf ihrer dem Laserdiodenelement zugewandten als auch auf ihrer dem Laserdiodenelement abgewandten Seite als Dichtflächen verwendet werden können.In addition, the largest width and thickness may be limited to a transition portion between the heat receiving and heat-emitting portion, its outstanding on the heat absorption and heat-emitting portion both on its the Laserdiodenelement zugekom turned as well as on their side facing away from the laser diode element side can be used as sealing surfaces.

Alternativ oder optional können an dem Wärmeleitkörper in einem Übergangsgebiet zwischen Wärmeaufnahmeabschnitt und Wärmeabgabeabschnitt angebrachte Hilfskörper zur Bildung einer Dichtfläche beitragen. So kann beispielsweise ein Ring aufgeschrumpft sein, dessen zwischen der inneren und der äußeren Mantelfläche gelegenen Grundfläche eine Dichtfläche bilden kann.alternative or optionally, on the heat-conducting body in a transition area between the heat receiving section and heat dissipation portion attached auxiliary body contribute to the formation of a sealing surface. So, for example shrunk a ring whose between the inner and the outer Lateral surface located a sealing surface can form.

Mischvarianten zwischen dieser und der vorhergehenden sehen vor, dass entweder die Breite oder die Dicke eines der benannten Wärmeleitkörperabschnitte größer ist als der des anderen und derjenige Wärmeleitkörperabschnitt, dessen Querschnitt größer ist, zwei einander gegenüberliegend an den Übergangsbereich zum anderen Wärmeleitkörperabschnitt angrenzende montierte Hilfskörper aufweist, die zu einer Vergrößerung der komplementären Erstreckung – Dicke oder Breite – beiträgt. Die Dichtfläche ist dann abwechselnd aus den Teildichtflächen des betreffenden Wärmeleitkörperabschnittes und Teildichtflächen der Hilfskörper zusammengesetzt.mixed variants between this and the previous one provide that either the width or the thickness of one of the named Wärmeleitkörperabschnitte larger than the other and the heat-conducting body portion, whose cross-section is larger, two opposite each other at the transition region to the other Wärmeleitkörperabschnitt has adjacent mounted auxiliary body, which leads to a Enlargement of the complementary extension - thickness or width - contributes. The sealing surface is then alternately from the partial sealing surfaces of the relevant Wärmeleitkörperabschnittes and Teildichtflächen composed of the auxiliary body.

Eine weitere Variante zur Ausbildung der Dichtung sieht einen Zusatzkörper vor, der zwischen dem Wärmeaufnahmeabschnitt und dem Wärmeabgabeabschnitt angeordnet ist und über den Wärmeaufnahmeabschnitt und Wärmeabgabeabschnitt miteinander stoffschlüssig verbinden sind. Dabei ragt der Zusatzkörper allseitig über wenigstens einen der Wärmeleitkörperabschnitte in dessen Breiten und Dickenrichtung hervor. Die hervorragenden Bereiche können ihrerseits sowohl auf ihrer dem Laserdiodenelement zugewandten als auch auf ihrer dem Laserdiodenelement abgewandten Seite als Dichtflächen verwendet werden.A Another variant of the formation of the seal provides an additional body before, between the heat receiving portion and the heat emitting portion is arranged and over the heat receiving portion and heat dissipation section cohesively connect. In this case, the additional body protrudes on all sides at least one of the Wärmeleitkörperabschnitte in its width and thickness direction. The excellent Areas can in turn be on both the laser diode element facing away as well as on its side facing away from the laser diode element Side can be used as sealing surfaces.

Im einfachsten Fall jedoch ist die Dichtfläche den Wärmeleitkörper umlaufend in einem Übergangsbereich zwischen Wärmeaufnahmeabschnitt und Wärmeabgabeabschnitt gebildet, ohne dass einer der Wärmeleitkörperabschnitte hinsichtlich seiner Breite und Dicke gegenüber dem anderen Wärmeleitkörperabschnitt unterschiedlich ist, wobei die Normale der Dichtfläche stets senkrecht zur Abstrahlungsrichtung orientiert ist.in the However, the simplest case is the sealing surface of the heat-conducting body circulating in a transition region between the heat receiving section and Heat release section formed without one of the Wärmeleitkörperabschnitte in terms of its width and thickness over the other Wärmeleitkörperabschnitt is different, wherein the normal of the sealing surface is always perpendicular to the radiation direction is oriented.

Erfindungsgemäß erfolgt eine strömungstechnisch parallele Kühlmittelzufuhr zu einer ersten und wenigstens einer zweiten Gruppe von Diodenlaserbauelementen. Vorzugsweise ist die Anzahl von strömungstechnisch parallel durchflossenen Gruppen größer als zwei. Vorzugsweise erfolgt sie strömungstechnisch parallele Kühlmittelzufuhr zu jedem zweiten der Diodenlaserbauelemente und wenigstens eine strömungstechnisch parallele Kühlmittelabfuhr von wenigstens jedem zweiten der Diodenlaserbauelemente. Zur Veranschaulichung eines solchen bevorzugten Verlaufes des Kühlmittelströmung durch einen Diodenlaserstapel mit 10 Diodenlaserbauelementen wird jedes Diodenlaserbauelement des Stapels in Stapelrichtung fortlaufend mit einer Nummer versehen. Die Diodenlaserbauelemente werden sodann in zwei Scharen aufgeteilt: Eine erste Schar mit ungeraden Nummern und eine zweite Schar mit geraden Nummern. Damit sind Diodenlaserbauelemente der ersten Schar einander jeweils übernächst benachbart und durch jeweils ein Diodenlaserbauelement der zweiten Schar von der unmittelbaren Nachbarschaft getrennt. Ebenso sind Diodenlaserbauelemente der Schar Gruppe einander jeweils übernächst benachbart und durch jeweils ein Diodenlaserelement der Schar Gruppe von der unmittelbaren Nachbarschaft getrennt. Jedem Diodenlaserbauelement der ersten Schar sind (mit Ausnahme der Nr. 1) parallel und antiparallel zur Stapelrichtung jeweils ein Diodenlaserbauelement der zweiten Gruppe unmittelbar (direkt) benachbart. Jedem Diodenlaserbauelement der zweiten Schar sind parallel und antiparallel zur Stapelrichtung jeweils ein Diodenlaserbauelement der ersten Gruppe unmittelbar (direkt) benachbart.According to the invention a fluidically parallel coolant supply to a first and at least a second group of diode laser devices. Preferably, the number of flow is parallel flows through groups greater than two. Preferably it is fluidically parallel coolant supply to every other of the diode laser components and at least one fluidically parallel coolant removal at least every other of the diode laser devices. As an illustration such a preferred course of the coolant flow through a diode laser stack with 10 diode laser devices each diode laser component of the stack in the stacking direction continuously provided with a number. The diode laser components are then split into two groups: a first group of odd numbers and a second group of even numbers. These are diode laser components the first group each next to each other adjacent and by a respective diode laser component of the second family of separated from the immediate neighborhood. Likewise, diode laser components the crowd group each next to each other adjacent and by a respective diode laser element of the Schar group of the separate immediate neighborhood. Each diode laser device the first group (with the exception of No. 1) are parallel and antiparallel to the stacking direction in each case one diode laser component of the second Group immediately (directly) adjacent. Each diode laser device the second family are parallel and antiparallel to the stacking direction in each case a diode laser component of the first group directly (directly) adjacent.

Erfindungsgemäß erfolgt beispielsweise eine parallele Kühlmittelzufuhr zu jedem Diodenlaserbauelement der ersten Schar von Diodenlaserbauelementen und eine parallele Kühlmittelabfuhr von jedem Diodenlaserbauelement der zweiten Schar von Diodenlaserbauelementen. Dabei wird das Kühlmittel im Stapel von den Diodenlaserbauelementen der ersten Schar zu den benachbarten Diodenlaserbauelementen der zweiten Schar strömungstechnisch seriell überführt. Die erfindungsgemäße Dichtung verhindert dabei ein Austreten des Kühlmittels.According to the invention for example, a parallel coolant supply to each Diode laser device of the first family of diode laser devices and a parallel coolant discharge from each diode laser device the second family of diode laser devices. The coolant is in Stack of diode laser devices of the first family to the neighboring ones Diode laser components of the second family of flow transferred serially. The inventive Seal prevents leakage of the coolant.

Umgekehrt kann natürlich auch eine parallele Kühlmittelzufuhr zu jedem Diodenlaserbauelement der zweiten Schar von Diodenlaserbauelementen und eine parallele Kühlmittelabfuhr von jedem Diodenlaserbauelement der ersten Schar von Diodenlaserbauelementen erfolgen.Vice versa can of course also a parallel coolant supply to each diode laser device of the second family of diode laser devices and a parallel coolant discharge from each diode laser device the first group of diode laser devices take place.

Die Anzahl von erfindungsgemäß strömungstechnisch parallel durchflossenen Gruppen von Diodenlaserbauelementen entspricht der Gesamtzahl von Diodenlaserbauelementen (10) dividiert durch die Anzahl strömungstechnisch seriell durchflossener Scharen (2), nämlich: fünf. Die Gruppenstärke von erfindungsgemäß strömungstechnisch parallel durchflossenen entspricht einer Anzahl von Diodenlaserbauelement in Höhe der Scharenanzahl – sprich: zwei.The number of flow-parallel-through groups of diode laser components according to the invention corresponds to the total number of diode laser components ( 10 ) divided by the number of serially flowed through crowds ( 2 ), namely: five. The group strength of flow-through in accordance with the invention in parallel corresponds to a number of diode laser components in the amount of the number of flocks - in other words: two.

Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass Zu- und Ablauföffnungen der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung größer und mit größerem Abstand zueinander ausgebildet sein können als bei paralleler Kühlmittelzu- und abfuhr zu jedem der Diodenlaserbauelemente im Stapel.Such an arrangement has the advantage that inlet and outlet openings of the coolant supply and discharge device larger and with a greater distance to may be formed each other than in parallel coolant supply and discharge to each of the diode laser devices in the stack.

Nichtsdestoweniger kann selbstverständlich erfindungsgemäß sowohl die Kühlmittelzufuhr strömungstechnisch parallel zu jedem der Diodenlaserbauelemente als auch die Kühlmittelabfuhr strömungstechnisch parallel von jedem der Diodenlaserbauelemente erfolgen. Dabei kann zum Beispiel ein Zwischenraum zwischen einander benachbarten Diodenlaserbauelementen für den Kühlmittelfluss vorgesehen sein. Wird beispielsweise das Kühlmittel rückwärtig in jedes der Diodenlaserelemente eingespeist, so kann es über die Zwischenräume den Stapel wieder verlassen, und umgekehrt. Die erfindungsgemäße Dichtung verhindert dabei ein Austreten des Kühlmittels.Nonetheless Of course, according to the invention both the coolant supply fluidly parallel to each of the diode laser components as well as the coolant discharge fluidically parallel of each of the diode laser components respectively. In this case, for example, a gap between each other adjacent diode laser devices for the coolant flow be provided. For example, the coolant is backward fed into each of the diode laser elements, it may over the gaps leave the stack again, and vice versa. The seal of the invention prevents it leakage of the coolant.

Weiterhin kann sich das Kühlmittel in jedem Diodenlaserbauelement in zwei Portionen aufteilen, die in einander gegenüberliegende Zwischenräume abfließen und sich dort mit den Kühlmittelportionen der benachbarten Diodenlaserbauelemente vereinigen.Farther For example, the coolant in each diode laser device divide into two portions, which are in opposition to each other Drain gaps and there with the Coolant portions of the adjacent diode laser components unite.

Darüber hinaus ist es möglich, die Zwischenräume sowohl an der Kühlmittelzufuhr zu den Diodenlaserelementen als auch zur Kühlmittelabfuhr von den Diodenlaserelementen zu beteiligen. Dies kann einerseits unter Beibehaltung des Kühlmittelstroms oder andererseits unter Aufteilung des Kühlmittels in zwei Portionen erfolgen. Dabei kann das Kühlmittel durch Durchbrüche in den Wärmeabgabeabschnitten der Diodenlaserbauelemente hindurch fließen, um in den benachbarten Zwischen auf der gegenüberliegenden Seite zu gelangen.About that In addition, it is possible to clear the gaps both at the coolant supply to the diode laser elements as also for coolant removal from the diode laser elements to contribute. This can on the one hand while maintaining the coolant flow or on the other hand, with the distribution of the refrigerant in two portions respectively. The coolant can through breakthroughs in the heat-dissipating portions of the diode laser devices flow through to the adjacent intermediate on the to reach the opposite side.

Schließlich können die Zwischenräume genutzt werden, um eine Strömungsumkehr im Diodenlaserstapel herbeizuführen. Dazu liegen beispielsweise in jedem Diodenlaserbauelement eine erste Gruppe von Ausnehmungen und eine zweite Gruppe von Ausnehmungen vor. Das Kühlmittel fließt in der ersten Gruppe von Ausnehmung in Abstrahlungsrichtung durch den Wärmeabgabeabschnitt, in einen oder beide benachbarten Zwischenräume und von dort in die zweite Gruppe von Ausnehmungen, die es entgegen der Abstrahlungsrichtung durchströmt.After all the gaps can be used to one Induce flow reversal in the diode laser stack. For this purpose, for example, in each diode laser component there is a first group recesses and a second set of recesses. The Coolant flows in the first group of recess in the direction of radiation through the heat-emitting section, in one or both adjacent spaces and from there in the second group of recesses, which are opposite to the direction of radiation flows through.

Die erfindungsgemäße Dichtung verhindert dabei ein Austreten des Kühlmittels.The inventive seal prevents it Leakage of the coolant.

Erfindungsgemäß trägt die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung zur strömungstechnisch parallelen Kühlmittelverteilung auf die Kühlkanäle der strömungstechnisch parallel geschalteten Gruppen von Diodenla serbauelementen als auch zur Kühlmittelsammlung von den Kühlkanälen der strömungstechnisch parallel geschalteten Gruppen von Diodenlaserbauelementen bei. Dazu kann die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung abschnittsweise als Kühlmittelverteilungseinheit und Kühlmittelsammeleinheit ausgebildet sein. Beide Einheiten können als eine Kühlmittelführungseinheit zusammengefasst sein.According to the invention the coolant supply and discharge device for fluidic parallel coolant distribution on the cooling channels the fluidically connected in parallel groups of Diodenla serbauelementen as well as to the coolant collection from the cooling channels the fluidically parallel groups of Diode laser devices at. For this purpose, the coolant supply and Suction device sections as a coolant distribution unit and coolant collection unit. Both units can as a coolant guide unit be summarized.

Erfindungsbedingt ist es vorteilhafterweise möglich, die Kühlmittelführungseinheit gänzlich auf der der Strahlungsemission entgegengesetzten Seite des Diodenlaserstapels anzuordnen. Damit sind prinzipiell nicht nur nahezu unbegrenzte Stapelhöhen möglich, sondern auch die Feldanordnung mehrerer, prinzipiell nahezu beliebig vieler Diodenlaserstapel nebeneinander möglich.Due invention it is advantageously possible, the coolant guide unit wholly on the opposite of the radiation emission Side of the diode laser stack. This is basically not only almost unlimited stack heights possible, but also the field arrangement of several, in principle, almost arbitrary many diode laser stack next to each other possible.

Dabei kann die Kühlmittelführungseinheit eine Kammer mit einer Aufnahmeöffnung aufweisen, über die die Wärmeabgabeabschnitte der Diodenlaserbauelemente in die Kammer eingebracht sind. Ein zur Dichtfläche am Wärmeleitkörper korrespondierende Gegendichtfläche, über die erfindungsgemäße Dichtung zum einem Verschluss der Kammer, gebildet wird, kann abschnittsweise auf der Kühlmittelführungseinheit angeordnet sein. Beispielsweise kann sie im Randbereich der Aufnahmeöffnung der Kammer angeordnet sein und Aufnahmeöffnung außenseitig umgeben oder kammerinnenwändig begrenzen. Dabei kann der Diodenlaserstapel an sich abschnittsweise in die Kammer eingebracht sein oder jedes einzelne Diodenlaserbauelement abschnittsweise in eine eigene Kammer. Trennwände zwischen benachbarten Kammern können dabei einen Teil der erfindungsgemäßen Dichtung zwischen benachbarten Diodenlaserbauelementen bilden.there For example, the coolant guide unit may be a chamber have a receiving opening over the the heat emitting portions of the diode laser devices in the chamber are inserted. A to the sealing surface on the heat conducting body corresponding counter-sealing surface, via the seal according to the invention to a closure of the chamber is formed, can in sections be arranged on the coolant guide unit. For example, it may be in the edge region of the receiving opening be arranged the chamber and receiving opening on the outside surrounded or inside the chamber. It can the Diodenlaserstapel introduced in sections in the chamber or each individual diode laser component in sections a separate chamber. Partitions between adjacent chambers can be a part of the invention Form seal between adjacent diode laser devices.

Wärmequellenseitig weist die Kammer wenigstens einen erfindungsgemäßen (inneren) Kühlmittelauslass zur Kühlmittelversorgung der Diodenlaserbauelemente beziehungsweise des Diodenlaserstapels auf sowie wenigstens einen erfindungsgemäßen (inneren) Kühlmitteleinass zur Kühlmittelaufnahme von den Diodenlaserbauelementen beziehungsweise dem Diodenlaserstapel.Heat source side, the chamber has at least one invention (inner) coolant outlet for coolant supply the diode laser components or the diode laser stack on and at least one inventive (inner) Kühlmitteleinass for coolant absorption of the Diode laser devices or the diode laser stack.

Die Kammer weist wärmesenkenseitig Öffnungen oder Durchbrüche zu einem äußeren Kühlmitteleinlass und Kühlmittelauslass der Kühlmittelführungseinheit auf, über die die Kammer mit einem strömenden Kühlmittel versorgt werden und über die das strömende Kühlmittel aus der Kammer entweichen kann. Liegen mehrere Kammern für die Wärmeabgabeabschnitte mehrerer Wärmeleitkörper von Laserdiodenelementen in einer Stapel-, Reihen- oder Feldanordnung vor, so kann jede Kammer jeweils einen ersten Durchbruch zu einem den mehreren Kammern gemeinsamen Kühlmittelzuführkanal aufweisen, der einen äußeren Einlass besitzt, sowie jeweils einen zweiten Durchbruch zu einem den mehreren Kammern gemeinsamen Kühlmittelabführkanal aufweisen, der einen Auslass besitzt.The Chamber has heat sink side openings or Breakthroughs to an external coolant inlet and coolant outlet of the coolant guide unit on, over which the chamber flows with a Coolant to be supplied and via the flowing Coolant can escape from the chamber. Lies several Chambers for the heat-emitting sections of several Wärmeleitkörper of laser diode elements in one Stack, row or array arrangement, so each chamber can each a first breakthrough to a common to the several chambers Have Kühlmittelzuführkanal having an outer Inlet has, as well as in each case a second breakthrough to a the multiple chambers common Kühlmittelabführkanal have, which has an outlet.

In analoger Weise kann eine Kammer, die die Wärmeabgabeabschnitte mehrerer Wärmeleitkörper aufnimmt, mehrere erste Durchbrüche zu einem gemeinsamen Kühlmittelzuführkanal aufweisen, der einen äußeren Einlass besitzt, sowie mehrere zweite Durchbrüche zu einem gemeinsamen Kühlmittelabführkanal, der einen äußeren Auslass besitzt.In analogously, a chamber containing the heat release sections several Wärmeleitkörper receives, several first Breakthroughs to a common Kühlmittelzuführkanal having an outer inlet, and a plurality of second openings to a common Kühlmittelabführkanal, which has an outer outlet.

Das Kühlmittel kann sowohl gasförmig oder flüssig sein. Insbesondere ist wahlweise der Einsatz eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels möglich. Es kann außerdem auch beide Phasen gemischt aufweisen, beispielsweise als Dampf oder Gasblasen in einer Flüssigkeit. Ein Phasenübergang eines Kühlmittels von einer flüssigen zu einer gasförmigen Phase bei der Aufnahme der Wärme in den erfindungsgemäßen Ausnehmungen ist ebenfalls möglich.The Coolant can be either gaseous or liquid be. In particular, optionally, the use of a liquid or gaseous coolant possible. It may also have both phases mixed, for example as steam or gas bubbles in a liquid. A phase transition of a coolant from one liquid to a gaseous phase when shooting the heat in the recesses according to the invention is also possible.

In diesem Sinne kann die Kühlmittelströmung in der Strahlungsemissionsanordnung und der Kühlmittelzu- und -abführeinrichtung abgeschlossen und frei erfolgen, so dass die Strahlungsquelle als Wärmerohr ausgebildet ist, in dem eine Kühlflüssigkeit in den Ausnehmungen verdampft und die Strahlungsemissionsanordnung über die Kühlmittelflusspassagen in Dampfform verlässt. Der Kühlmitteldampf kondensiert in der Kühlmittelzu- und -abführeinrichtung und wird in flüssiger Form durch Kapillarkräfte aus der Kühlmittelzu- und -abführeinrichtung zurück in die erfindungsgemäßen Ausnehmungen der Strahlungsemissionsanordnung gezogen.In In this sense, the coolant flow in the Radiation emission arrangement and the coolant supply and -Discharge completed and done freely, so that the radiation source is designed as a heat pipe, in which a cooling liquid in the recesses evaporated and the radiation emission arrangement on the Leaves coolant flow passages in vapor form. The coolant vapor condenses in the coolant supply. and -abführeinrichtung and is in liquid form by capillary forces from the coolant supply and Discharge device back into the invention Drawn recesses of the radiation emission assembly.

Andererseits kann die Kühlmittelströmung durch äußere Mittel erzwungen werden. Für gasförmige Kühlmittel können sowohl Lüfter als den Gasdruck erhöhenden Pumpen verwendet werden. Für flüssige Kühlmittel können je nach Durchfluss (Kühlmitteldurchsatzvolumen pro Zeiteinheit), Druckverlust über die Strahlungsquelle, Temperatur sowie Viskosität, Dichte und sonstigen Eigenschaften des Kühlmittels verschiedene Pumpen verwendet werden. Der Vollständigkeit wird auf die Möglichkeit des Einsatzes flüssiger Metalle als Kühlmittel verwiesen, die die Verwendung einer magneto-hydrodynamischer Pumpe nahelegen.on the other hand can the flow of coolant through external Means be enforced. For gaseous coolants can both fan and gas pressure increasing Pumps are used. For liquid coolants can vary depending on the flow (coolant throughput volume per unit of time), pressure loss via the radiation source, Temperature as well as viscosity, density and other properties the coolant different pumps are used. Of the Completeness is based on the possibility of use referred to liquid metals as coolant, the suggest the use of a magneto-hydrodynamic pump.

Beispiele für gasförmige Kühlmittel sind Luft, Stickstoff, Argon und ihre Gemische, Beispiele für flüssige nichtmetallische Kühlmittel sind Wasser, Glykol, Ethanol, Methanol, Ammoniak und ihre Gemische, Beispiele für flüssige metallische Kühlmittel sind Quecksilber, Gallium und eutektische Gemische von Gallium, Indium und Zinn sowie Natrium und Kalium.Examples for gaseous coolants are air, nitrogen, Argon and its mixtures, examples of liquid non-metallic coolants are water, glycol, ethanol, Methanol, ammonia and their mixtures, examples of liquid Metallic coolants are mercury, gallium and eutectic Mixtures of gallium, indium and tin as well as sodium and potassium.

Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle erlaubt überdies ein vorteilhaftes Verfahren zur ihrer Inbetriebnahme und zum Testen einzelner erfindungsgemäßer Halbleiterbaugruppen vor der Herstellung der erfindungsgemäßen Strahlungsemissionsanordnung aus mehreren dieser Halbleiterbaugruppen gemäß Anspruch 30.The Moreover, the radiation source according to the invention allows an advantageous method for their commissioning and testing individual inventive semiconductor components before the production of the radiation emission arrangement according to the invention from several of these semiconductor modules according to claim 30th

Dazu wird die betreffende Halbleiterbaugruppe jeweils separat an eine Kühlmittelzu- und abführeinrichtung angeschlossen, die zusammen mit der Halbleiterbaugruppe Teil eines Kühlmittelkreislaufes ist. Über die erfindungsgemäße Dichtfläche am Wärmeleitkörper der Halbleiterbaugruppe erfolgt zumindest abschnittsweise eine Dichtung, die zu einem Einschluss des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf beiträgt. Danach werden Funktionstests des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementes durchgeführt, indem die Halbleiterbaugruppe an eine Stromquelle angeschlossen wird und mindestens ein physikalischer Parameter des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementes in Form eines Messwertes erfasst wird. Zu diesen Parametern zählen beispielsweise der elektrische Betriebsstrom, die elektrische Betriebsspannung, die emittierte Strahlungsleistung sowie das Spektrum und das räumliche Profil der emittierten Strahlung.To is the respective semiconductor module separately to a Coolant supply and discharge device connected, which together with the semiconductor module is part of a coolant circuit. About the Inventive sealing surface on the heat conducting body the semiconductor assembly is at least partially a seal, the inclusion of the coolant in the coolant circuit contributes. Thereafter, functional tests of the radiation-emitting Semiconductor device performed by the semiconductor device is connected to a power source and at least one physical Parameters of the radiation-emitting semiconductor component in Form of a measured value is detected. These parameters include For example, the electrical operating current, the electrical operating voltage, the emitted radiation power as well as the spectrum and the spatial Profile of the emitted radiation.

Diese Funktionstests können wiederholt durchgeführt werden, beispielsweise in zeitlichen Abständen, die dazu genutzt werden, die Halbleiterbaugruppe testweise zu betreiben. Mit den aus dem Funktionstest gewonnen Parametern kann die Eignung der Halbleiterbaugruppe hinsichtlich ihrer Verwendung in der Strahlungsquelle eingeschätzt und die Halbleiterbaugruppe selbst bewertet werden. Diese Qualifizierungsprozedur gestattet es, aus einer Vielzahl von getesteten Halbleiterbaugruppen nur diejenigen für die Strahlungsemissionsanordnung auszuwählen, die den im Anwendungsbetrieb an die Strahlungsquelle gestellten Anforderungen im Ganzen genügen.These Function tests can be performed repeatedly be, for example at intervals, the to be used to test the semiconductor device test. With the parameters obtained from the functional test, the suitability the semiconductor device with regard to its use in the radiation source assessed and rated the semiconductor device itself become. This qualification procedure allows you to choose from a variety of tested semiconductor devices only those for to select the radiation emission arrangement that corresponds to the Application operation to the radiation source requirements all in all.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dazu zeigenfollowing The invention is still based on embodiments explained in more detail. Show this

1a eine schematische Schrägansicht auf den Wärmeleitkörper der ersten Variante eines Diodenlaserbauelementes eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 1a 2 is a schematic oblique view of the heat conducting body of the first variant of a diode laser component of a first embodiment of the radiation source according to the invention,

1b eine schematische Schrägansicht auf die erste Variante des Diodenlaserbauelementes des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle in teilweiser Explosionsdarstellung, 1b 2 is a schematic oblique view of the first variant of the diode laser component of the first exemplary embodiment of the radiation source according to the invention in a partially exploded view;

1c eine schematische Schrägansicht auf eine zweite Variante eines Diodenlaserbauelementes des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 1c FIG. 2 a schematic oblique view of a second variant of a diode laser component of the first embodiment of the radiation source according to the invention, FIG.

1d eine schematische Schrägansicht einer Explosionsdarstellung einer Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des ersten und eines siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 1d 2 is a schematic oblique view of an exploded view of a coolant supply and discharge device of the first and a seventh embodiment of the radiation source according to the invention,

1e eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des ersten Ausführungsbeispiels mit Diodenlaserbauelementen der ersten Variante, 1e 2 shows a schematic cross-sectional view of a detail of the radiation source according to the invention of the first exemplary embodiment with diode laser components of the first variant,

2a eine schematische Schrägansicht einer Explosionsdarstellung von einem Ausschnitt einer Strahlungsemissionsanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 2a 2 is a schematic oblique view of an exploded view of a section of a radiation emission arrangement of a second embodiment of the radiation source according to the invention,

2b eine schematische Schrägansicht einer Explosionsdarstellung einer Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des zweiten und eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 2 B 2 is a schematic oblique view of an exploded view of a coolant supply and discharge device of the second and a fifth embodiment of the radiation source according to the invention,

2c eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des zweiten Ausführungsbeispiels, 2c a schematic cross-sectional view of a section of the radiation source according to the invention of the second embodiment,

3a eine schematische Schrägansicht auf den Grundkörper eines Wärmeleitkörpers eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 3a a schematic oblique view of the main body of a heat conducting body of a third embodiment of the radiation source according to the invention,

3b eine schematische Schrägansicht auf den Wärmeleitkörper des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 3b a schematic oblique view of the heat conducting body of the third embodiment of the radiation source according to the invention,

3c eine schematische Schrägansicht einer Explosionsdarstellung einer Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 3c FIG. 2 a schematic oblique view of an exploded view of a coolant supply and removal device of the third embodiment of the radiation source according to the invention, FIG.

4a eine schematische Schrägansicht einer Explosionsdarstellung von einem Ausschnitt einer Strahlungsemissionsanordnung eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 4a 2 is a schematic oblique view of an exploded view of a detail of a radiation emission arrangement of a fourth exemplary embodiment of the radiation source according to the invention;

4b eine schematische Schrägansicht einer Explosionsdarstellung einer Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 4b 2 is a schematic oblique view of an exploded view of a coolant supply and removal device of the fourth exemplary embodiment of the radiation source according to the invention,

4c eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des vierten Ausführungsbeispiels, 4c a schematic cross-sectional view of a section of the radiation source according to the invention of the fourth embodiment,

5a eine schematische Draufsicht auf ein Diodenlaserbauelement eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 5a a schematic plan view of a diode laser component of a fifth embodiment of the radiation source according to the invention,

5b eine schematische Rückansicht auf das Diodenlaserbauelement des fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 5b a schematic rear view of the diode laser component of the fifth embodiment of the radiation source according to the invention,

5c eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des fünften Ausführungsbeispiels, 5c a schematic cross-sectional view of a section of the radiation source according to the invention of the fifth embodiment,

6a eine schematische Schrägansicht auf ein Diodenlaserbauelement eines sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 6a 2 is a schematic oblique view of a diode laser component of a sixth exemplary embodiment of the radiation source according to the invention;

6b eine schematische Rückansicht auf eine Strahlungsemissionsanordnung des sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 6b a schematic rear view of a radiation emission arrangement of the sixth embodiment of the radiation source according to the invention,

6c eine erste schematische Draufsicht auf eine Kühlmittelführungsplatte einer Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 6c a first schematic plan view of a coolant guide plate of a coolant supply and discharge device of the sixth embodiment of the radiation source according to the invention,

6d eine zweite schematische Draufsicht auf die Kühlmittelführungsplatte der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 6d a second schematic plan view of the coolant guide plate of the coolant supply and discharge device of the sixth embodiment of the radiation source according to the invention,

6e eine schematische Draufsicht auf Kühlmittelanschlüsse der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 6e a schematic plan view of coolant connections of the coolant supply and discharge device of the sixth embodiment of the radiation source according to the invention,

6f eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Strahlungsquelle des sechsten Ausführungsbeispiels, 6f a schematic plan view of the radiation source according to the invention of the sixth embodiment,

6g eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung, 6g a schematic cross-sectional view of an irradiation device according to the invention,

7a eine schematische Schrägansicht auf ein Diodenlaserbauelement eines siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 7a FIG. 2 a schematic oblique view of a diode laser component of a seventh exemplary embodiment of the radiation source according to the invention, FIG.

7b eine schematische Schrägansicht auf einen Teilabschnitt einer Strahlungsemissionsanordnung des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 7b FIG. 2 a schematic oblique view of a section of a radiation emission arrangement of the seventh exemplary embodiment of the radiation source according to the invention, FIG.

7c eine schematische Schrägansicht auf die Strahlungsemissionsanordnung des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 7c a schematic oblique view of the radiation emission arrangement of the seventh embodiment of the radiation source according to the invention,

7d eine schematische Schrägansicht einer Explosionsdarstellung einer Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle mit einer ersten schematischen Schrägansicht einer Kühlmittelführungsplatte der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung, 7d a schematic oblique view of an exploded view of a coolant supply and discharge device of the seventh embodiment the radiation source according to the invention with a first schematic oblique view of a coolant guide plate of the coolant supply and removal device,

7e eine zweite schematische Schrägansicht der Kühlmittelführungsplatte der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 7e a second schematic oblique view of the coolant guide plate of the coolant supply and discharge device of the seventh embodiment of the radiation source according to the invention,

7f eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des siebten Ausführungsbeispiels, 7f a schematic cross-sectional view of a section of the radiation source according to the invention of the seventh embodiment,

8a eine schematische Schrägansicht auf ein Diodenlaserbauelement eines achten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 8a 2 is a schematic oblique view of a diode laser component of an eighth exemplary embodiment of the radiation source according to the invention,

8b eine schematische Schrägansicht auf ein Zwischenstück zur Anordnung zwischen zwei Diodenlaserbauelemente in einer Strahlungsemissionsanordnung des achten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 8b FIG. 2 a schematic oblique view of an intermediate piece for arrangement between two diode laser components in a radiation emission arrangement of the eighth exemplary embodiment of the radiation source according to the invention, FIG.

8c eine schematische Frontansicht einer Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des achten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 8c a schematic front view of a coolant supply and discharge device of the eighth embodiment of the radiation source according to the invention,

8d eine schematische Rückansicht der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung des achten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 8d a schematic rear view of the coolant supply and discharge device of the eighth embodiment of the radiation source according to the invention,

8e eine schematische Schrägansicht der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des achten Ausführungsbeispiels, 8e a schematic oblique view of the radiation source according to the invention of the eighth embodiment,

8f eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des achten Ausführungsbeispiels, 8f a schematic cross-sectional view of the radiation source according to the invention of the eighth embodiment,

9a eine schematische Schrägansicht auf ein Diodenlaserbauelement eines neunten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 9a FIG. 2 a schematic oblique view of a diode laser component of a ninth exemplary embodiment of the radiation source according to the invention, FIG.

9b eine schematische Schrägansicht auf eine Strahlungsemissionsanordnung des neunten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 9b a schematic oblique view of a radiation emission arrangement of the ninth embodiment of the radiation source according to the invention,

9c eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des neunten Ausführungsbeispiels, 9c a schematic cross-sectional view of the radiation source according to the invention of the ninth embodiment,

10a eine schematische Schrägansicht auf ein Diodenlaserbauelement eines zehnten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, 10a 2 is a schematic oblique view of a diode laser component of a tenth embodiment of the radiation source according to the invention,

10b eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle des zehnten Ausführungsbeispiels, 10b a schematic cross-sectional view of a section of the radiation source according to the invention of the tenth embodiment,

11a eine schematische Schrägansicht auf ein Solarmodul eines elften Ausführungsbeispiels einer als photovoltaischem Strahlungsempfänger ausgebildeten erfindungsgemäßen Konversionseinheit, 11a FIG. 2 a schematic oblique view of a solar module of an eleventh exemplary embodiment of a conversion unit according to the invention designed as a photovoltaic radiation receiver, FIG.

11b eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen photovoltaischen Strahlungsempfänger des elften Ausführungsbeispiels und 11b a schematic plan view of the photovoltaic radiation receiver according to the invention of the eleventh embodiment and

11c eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Solarkonzentrators. 11c a schematic cross-sectional view of a solar concentrator according to the invention.

Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen.Same or similar elements are in the figures with the same Provided with reference numerals.

In den folgenden Ausführungsbeispielen wird der erfindungsgemäße der Strahlungsemissionsanordnung zugewandten Kühlmittelauslass der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung durch eine zulaufseitige Kühlmittelspreiznut 45a oder mehrere zulaufseitige Kühlmittelspreiznuten 45a oder einen zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbruch 46a oder mehrere zulaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a gebildet. Der Begriff ”zulaufseitig” ist in dem Sinne zu verstehen, dass der Kühlmittelauslass der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung für Strahlungsemissionsanordnung einen Kühlmittelzulauf bildet.In the following embodiments, the coolant outlet of the present invention facing the radiation emission device becomes the coolant supply and discharge device through an intake side coolant expansion groove 45a or a plurality of inflow-side Kühlmittelspreiznuten 45a or an inlet-side coolant guide opening 46a or a plurality of inlet-side coolant supply openings 46a educated. The term "inlet side" is to be understood in the sense that the coolant outlet of the coolant supply and removal device for radiation emission arrangement forms a coolant inlet.

Analog wird der erfindungsgemäße der Strahlungsemissionsanordnung abgewandte Kühlmitteleinlass der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung durch eine ablaufseitige Kühlmittelspreiznut 45b oder mehrere ablaufseitige Kühlmittelspreiznuten 45b oder einen ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbruch 46b oder mehrere ablaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b gebildet. Der Begriff ”ablaufseitig” ist in dem Sinne zu verstehen, dass der Kühlmitteleinlass der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung für Strahlungsemissionsanordnung einen Kühlmittelablauf bildet.Analogously, the invention the radiation inlet assembly facing away from the coolant inlet of the coolant supply and discharge device by a drain-side Kühlmittelspreiznut 45b or a plurality of drain-side Kühlmittelspreiznuten 45b or a drain-side coolant guide opening 46b or more drain-side coolant supply openings 46b educated. The term "downstream side" is to be understood in the sense that the coolant inlet of the coolant supply and removal device for radiation emission arrangement forms a coolant outlet.

Zulaufseitige Kühlmittelverteilungs- oder spreizelemente 42a, 45a, 46a, 47a, 47'a und 48a, werden gemeinsam mit den ablaufseitigen Kühlmittelsammel- oder einschnürungselementen 42b, 45b, 46b, 47b, 47'b und 48b strömungsrichtungsunabhängig als Kühlmittelführungselemente bezeichnet, wobei die Elemente als Nuten, Durchbrüche, Kanäle, Kammern usw. ausgebildet und bezeichnet sein können.Inlet side coolant distribution or spreading elements 42a . 45a . 46a . 47a . 47'a and 48a , Be together with the drain-side coolant collection or constriction elements 42b . 45b . 46b . 47b . 47'b and 48b Flow direction independently referred to as coolant guide elements, wherein the elements as grooves, apertures, channels, chambers, etc. may be formed and designated.

Von den Anordnungs- beziehungsweise Anordnungsrichtungszeichen 35, 35a, 36 und 36a zeigen die Pfeile 35 und 36 eine Anordnung an, die sich in der Zeichenebene erstreckt. und die Symbole 35a und 36a eine Anordnung, die sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Die Anordnungszeichen 35 und 35a beziehen sich auf eine stapelhafte Anordnung der Halbleiterbaugruppen und die Anordnungszeichen 36 und 36a auf eine reihenhafte Anordnung der Halbleiterbaugruppen. Die Zeichen, das sind die Pfeile und Symbole, werden gleichbedeutend mit den Richtungen verwendet, die sie anzeigen, und umgekehrt.Of the arrangement or An proper direction signs 35 . 35a . 36 and 36a show the arrows 35 and 36 an arrangement that extends in the plane of the drawing. and the symbols 35a and 36a an arrangement that extends perpendicular to the plane of the drawing. The arrangement marks 35 and 35a refer to a stacked arrangement of the semiconductor devices and the arrangement symbols 36 and 36a on a row arrangement of the semiconductor modules. The characters, that is, the arrows and symbols, are used synonymous with the directions they indicate, and vice versa.

Im folgenden wird das erste Ausführungsbeispiel im Hinblick auf eine Vermittlung von Verständnis der Erfindung besonders detailliert beschrieben. Die Erläuterungen nachfolgender Ausführungsbeispiele wird nur in der Weise detailliert, die der Unterscheidung vom ersten Ausführungsbeispiel Rechnung trägt. Im übrigen wird bereits an dieser Stelle vorgreifend und stellvertretend für die Ausführungsbeispiele zwei bis acht auf den allgemein gültigen Charakter des ersten Ausführungsbeispieles verwiesen, der zu ihrer weiteren Interpretation hinzugezogen werden kann, wo nötig und sinnvoll, beispielsweise im Falle nicht erläuterter Bezugszeichen und Merkmale. Überdies wird auf die Bezugszeichenliste im Anschluss an die Ausführungsbeispiele verwiesen.in the The following will be the first embodiment in terms on a mediation of understanding of the invention especially described in detail. The explanations below Embodiments will be detailed only in the manner which takes into account the distinction from the first embodiment. Incidentally, already at this point anticipatory and representative of the embodiments two to eight on the general character of the first Reference example, the other to her Interpretation can be consulted, where necessary and useful, for example, in the case of non-illustrated reference numerals and features. Moreover, the list of reference numerals referenced following the embodiments.

ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELFIRST EMBODIMENT

Komponenten des ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle 50 sowie ein Querschnitt durch einen Abschnitt der dieser Strahlungsquelle 50 sind in den 1a, 1b, 1d und 1e für eine erste Variante eine Diodenlaserbauelementes 20 gezeigt. Eine zweite Variante des Diodenlaserbauelementes 20. welche alternativ an Stelle der ersten Variante verwendet werden kann, zeigt 1c. Der Wärmeleitkörper 21 für die erste Variante des Diodenlaserbauelementes 20 ist eine T-förmig ausgebildete CVD-Diamantplatte als Wärmeleitgrundkörper 21', auf den im vom unteren Schenkel abgewandten Bereich des oberen Schenkels eine Metallisierung 28 aufgebracht ist, die sich von einer als Plattenoberseite ausgebildeten ersten Außenfläche 22 der Platte 21' über eine frontseitige Endfläche der Frontseite der Platte auf eine als Plattenunterseite ausgebildete, der ersten Außenfläche gegenüberliegenden, zweite Außenfläche erstreckt (1a). In den unteren Schenkel der Platte 21' sind eine Vielzahl von zueinander parallelen Ausnehmung 26 eingebracht, die sich einerseits von der Plattenoberseite 22 zur Plattenunterseite erstrecken und andererseits entgegen der Abstrahlungsrichtung 15 bis zur einer der Frontfläche gegenüberliegenden rückseitigen Endfläche an der Rückseite der Platte. Die Ausnehmungen 26 weisen damit sowohl Öffnungen 27 in der ersten Außenfläche 22 an der Plattenoberseite auf, Öffnungen in der zweiten Außenfläche an der Plattenunterseite als auch Öffnungen in der rückseitigen Endfläche 23 an der Plattenrückseite, über die ein Kühlmittel in die Ausnehmungen eingebracht und/oder aus den Ausnehmungen abgeführt werden kann.Components of the first embodiment of a radiation source according to the invention 50 and a cross section through a portion of this radiation source 50 are in the 1a . 1b . 1d and 1e for a first variant, a diode laser component 20 shown. A second variant of the diode laser component 20 , which may alternatively be used instead of the first variant, shows 1c , The heat-conducting body 21 for the first variant of the diode laser component 20 is a T-shaped CVD diamond plate as Wärmeleitgrundkörper 21 ' , on the remote in the lower leg region of the upper leg metallization 28 is applied, extending from a formed as a plate top first outer surface 22 the plate 21 ' extends over a front end face of the front side of the plate onto a second outer face, which is formed as a plate underside and which is opposite the first outer face ( 1a ). In the lower leg of the plate 21 ' are a plurality of mutually parallel recess 26 introduced, on the one hand from the top of the plate 22 extend to the underside of the plate and on the other hand against the direction of radiation 15 to the one of the front surface opposite rear end surface on the back of the plate. The recesses 26 thus have both openings 27 in the first outer surface 22 on the top of the plate, openings in the second outer surface on the underside of the plate as well as openings in the rear end surface 23 on the back of the plate, via which a coolant can be introduced into the recesses and / or removed from the recesses.

Ein Laserdiodenbarren 10 besitzt auf einer ersten Seite eine erste Kontaktfläche 11 und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite eine zur ersten Kontaktfläche gegenpolige zweite Kontaktfläche 12.A laser diode bar 10 has a first contact surface on a first side 11 and on one of the first side opposite the second side opposite to the first contact surface second contact surface 12 ,

Auf die Metallisierung 28 ist ein solcher Laserdiodenbarren 10 seitens seiner ersten Kontaktfläche 11 befestigt, indem er unter Anwendung des in der Patentschrift DE 196 44 941 C1 beschriebenen Verfahrens über eine Lotfuge mit dem Wärmeleitkörper an deren Wärmeaufnahmefläche 21* stoffschlüssig verbunden ist (1b). Der Verbund von Laserdiodenbarren und Wärmeleitkörper wird als Diodenlaserbauelement 20 bezeichnet. Im Betrieb strahlt der Laserdiodenbarren 10 beziehungsweise das Diodenlaserbauelement 20 Licht des nahen Infrarots in eine Abstrahlungsrichtung 15 ab, die senkrecht zu den Normalen der beiden Kontaktflächen des Laserdiodenbarrens 10 ausgerichtet ist. Die Metallisierung 28 bildet einen ersten elektrischen Kontakt für den Laserdiodenbarren 10, während ein elektrisches Verbindungselement 29, das an der zweiten Kontaktfläche 12 des Laserdiodenbarrens 10 stoffschlüssig befestigt ist, einen zweiten, zum ersten elektrischen Kontakt gegenpoligen Kontakt bildet. Die Dicke der Metalli sierung liegt im Bereich von 5 μm bis 200 μm, besteht im wesentlichen aus Kupfer, und ist zumindest teilweise durch galvanisches Abscheiden auf einer Grundmetallisierung hergestellt.On the metallization 28 is such a laser diode bar 10 from his first contact area 11 fastened by applying the method described in the patent DE 196 44 941 C1 described method via a Lotfuge with the heat-conducting body at the heat receiving surface 21 * is integrally connected ( 1b ). The composite of laser diode bars and heat conducting body is called a diode laser device 20 designated. During operation, the laser diode bar emits light 10 or the diode laser component 20 Near infrared light in a direction of radiation 15 which are perpendicular to the normal of the two contact surfaces of the laser diode bar 10 is aligned. The metallization 28 forms a first electrical contact for the laser diode bar 10 while an electrical connection element 29 at the second contact surface 12 of the laser diode bar 10 is firmly bonded, forms a second, opposite to the first electrical contact contact. The thickness of Metalli tion is in the range of 5 microns to 200 microns, consists essentially of copper, and is at least partially prepared by electrodeposition on a base metallization.

Im Betrieb des Laserdiodenbarrens bilden alle seine Licht emittierenden Emitter Wärmequellen, deren Wärme zumindest zum größten Teil über die Wärmeaufnahmefläche 21* der Metallisierung 28 von dem Wärmeleitkörper 21 aufgenommen wird.During operation of the laser diode bar, all of its light-emitting emitters form heat sources, the heat of which for the most part covers the heat-receiving surface 21 * the metallization 28 from the heat-conducting body 21 is recorded.

Im Wärmeleitkörper 21 liegen zwischen den Ausnehmungen 26 Kühlrippen 26' vor, über deren Außen-/Innenflächen Wärme an ein durch die Ausnehmungen strömendes Kühlmittel abgegeben werden kann. Im technisch-konstruktiven Sinne werden die Ausnehmungen von den Kühlrippen begrenzt und umgekehrt. Die einander zugewandten Innenflächen zweier benachbarter Kühlrippen sind somit einer gemeinsamen Ausnehmung zuzuordnen und als erfindungsgemäße Wärmeabgabeflächen 26* anzusehen. Wie durch die Klammern in 1b angedeutet, lässt sich der Wärmeleitkörper 21 in drei Abschnitte gliedern: Einen Wärmeaufnahmeabschnitt 21a, der die Wärmeaufnahmefläche 21* trägt, einen Wärmeabgabeabschnitt 21c, der die Ausnehmungen 26 und Kühlrippen 26' umfasst und einen Wärmeleitabschnitt 21b, der zwischen dem Wärmeaufnahmeabschnitt 21a und dem Wärmeabgabeabschnitt 21c angeordnet ist.In the heat conducting body 21 lie between the recesses 26 cooling fins 26 ' via whose outer / inner surfaces heat can be delivered to a flowing through the recesses coolant. In the technical-constructive sense, the recesses are limited by the cooling fins and vice versa. The mutually facing inner surfaces of two adjacent cooling fins are thus assigned to a common recess and as heat dissipation surfaces according to the invention 26 * to watch. As shown by the brackets in 1b indicated, the heat-conducting body can be 21 divided into three sections: a heat absorption section 21a that the heat receiving surface 21 * carries a heat dissipation section 21c , the recesses 26 and cooling fins 26 ' includes and a Wärmeleitabschnitt 21b between the heat absorption cut 21a and the heat releasing section 21c is arranged.

Alle Abschnitte erstrecken sich jeweils von der Oberseite des Wärmeleitkörpers zu seiner Unterseite. Eine alle diese Wärmequellen umfassende Wärmequellenprojektion des Laserdiodenbarrens 10 in zur Wärmaufnahmefläche 21* senkrechter Richtung liegt – bis auf einen durch einen gegebenenfalls in Abstrahlungsrichtung 15 vorliegenden Barrenüberstand hervorgerufenen Leerbereich – vollständig im Wärmeaufnahmeabschnitt 21a. Sowohl der Wärmeleitabschnitt 21b als auch der Wärmeabgabeabschnitt 21c liegen bezüglich des Wärmeaufnahmeabschnitts 21a in einer der Abstrahlungsrichtung entgegengesetzten Wärmeleitrichtung und somit vollständig außerhalb der Wärmequellenprojektion.All sections each extend from the top of the heat conducting body to its underside. All of these heat sources comprehensive heat source projection of the laser diode bar 10 in to the heat receiving surface 21 * vertical direction is - except for one through an optionally in the radiation direction 15 present bar overhang caused empty area - completely in the heat receiving section 21a , Both the Wärmeleitabschnitt 21b as well as the heat dissipation section 21c lie with respect to the heat receiving portion 21a in a direction of heat radiation opposite to the direction of radiation and thus completely outside the heat source projection.

Am Wärmeleitabschnitt 21b ist oberseitig ein Zwischenstücke 34 und unterseitig in Zwischenstück 34a jeweils stoffschlüssig befestigt. Die Zwischenstücke 34 und 34a lassen sich somit als Teil des Wärmeleitkörpers 21 ansehen. Die rückwärtigen, entgegen der Abstrahlungsrichtung liegenden, Endflächen des oberen Schenkels des T-förmig ausgebildeten CVD-Diamantplatte 21' des Wärmeleitkörpers und der Zwischenstücke 34 und 34a bilden gemeinsam eine Dichtfläche 24, die den Wärmeleitkörper 21, speziell seinen Wärmeleitbereich 21b, vollständig umringt.At the Wärmeleitabschnitt 21b is an intermediate piece on the top side 34 and underside in intermediate piece 34a each attached cohesively. The intermediate pieces 34 and 34a can thus be considered part of the Wärmeleitkörpers 21 look at. The rear, opposite to the radiating direction, end surfaces of the upper leg of the T-shaped CVD diamond plate 21 ' the heat conducting body and the intermediate pieces 34 and 34a together form a sealing surface 24 that the heat conduction body 21 , especially its heat conduction area 21b completely surrounded.

Werden alternativ dazu die Zwischenstücke 34 und 34a als nicht zum Wärmeleitkörper 21 zugehörig betrachtet, so können die ober- und unterseitigen Montageflächen für die Zwischenstücke im Bereich des Wärmeleitabschnitts 21b als erfindungsgemäße Dichtfläche aufgefasst werden.Alternatively, the spacers 34 and 34a as not to the heat-conducting body 21 Belonging considered, so can the top and bottom mounting surfaces for the spacers in the region of the Wärmeleitabschnitts 21b be taken as a sealing surface according to the invention.

Während in der beschriebenen ersten Variante des Diodenlaserbauelementes 20 alle drei wärmetechnischen Abschnitte des Wärmeleitkörpers 21 zu ein und demselben Grundkörper 21' gehören, ist der Wär meleitkörper 21 der in 1c dargestellten zweiten Variante des Diodenlaserbauelementes aus drei verschiedenen stoffschlüssig miteinander verbundenen Bauteilen zusammengesetzt, die jeder einem wärmetechnischen Abschnitt des Wärmeleitkörpers entsprechen und daher auch als solche bezeichnet werden: Der Wärmeleitabschnitt 21a wird durch einen elektrisch leitfähigen Kupfer-Wolfram-Verbundwerkstoff bereitgestellt. Da das Material des Wärmeaufnahmeabschnitts 21a elektrisch leitfähig ist, kann auf eine den Wärmeaufnahmeabschnitt 21a umgebende Metallisierung, die die Stromführung von der Wärmeleitkörperunterseite auf die Wärmeleitkörperoberseite gewährleistet, prinzipiell verzichtet werden.While in the described first variant of the diode laser component 20 All three thermal sections of the Wärmeleitkörpers 21 to one and the same basic body 21 ' belong, is the heat meleitkörper 21 the in 1c illustrated second variant of the diode laser component composed of three different cohesively interconnected components, each corresponding to a heat-technical portion of the heat conducting body and therefore also be referred to as such: The Wärmeleitabschnitt 21a is provided by an electrically conductive copper-tungsten composite. As the material of the heat receiving section 21a is electrically conductive, can on a heat receiving portion 21a surrounding metallization, which ensures the flow of heat from the bottom of the heat-conducting body on the upper side of the heat-conducting, are waived principle.

Der thermische Ausdehnungskoeffizient dieses Verbundwerkstoffs weicht um nicht mehr als 50% von dem des Laserdiodenbarrens 10 ab, so dass eine stoffschlüssige Montage mittels eines hochschmelzenden Lotes, beispielsweise mittels eines goldreichen eutektischen Gold-Zinn-Lotes, des Laserdiodenbarrens auf dem Wärmeleitabschnitt möglich ist, ohne den Laserdiodenbarren zu beschädigen.The thermal expansion coefficient of this composite does not deviate by more than 50% from that of the laser diode bar 10 from, so that a cohesive mounting means of a refractory solder, for example by means of a gold-rich eutectic gold-tin solder, the laser diode bar on the Wärmeleitabschnitt is possible without damaging the laser diode bar.

Der Wärmeleitabschnitt 21b wird durch eine Platte 21b aus Berylliumoxidkeramik bereitgestellt, deren Plattenebene, Oberseite und Unterseite senkrecht zur Wärmeleitrichtung und zur Abstrahlungsrichtung 15 liegt. Optionale Metallisierungen auf Ober- und Unterseite der Platte 21b können eine Lötverbindung mit dem Wärmeaufnahmeabschnitt 21a und dem Wärmeabgabeabschnitt 21c erleichtern. An Stelle einer Berylliumoxidkeramik kann die Platte 21b auch ein Dreischichtsystem bestehend aus einer Aluminiumnitridkeramikschicht zwischen zwei Kupferschichten von jeweils gleicher Schichtdicke wie die Aluminiumnitridkeramikschicht sein. Beide Plattenvarianten, BeO und Cu-AlN-Cu, besitzen einen thermischen Ausdehnungskoeffizient der um nicht mehr als 50% von dem des Wärmeaufnahmeabschnitts 21a abweichen, so dass eine mechanisch spannungsarme Lötverbindung zwischen dem Wärmeaufnahmeabschnitt 21a und dem Wärmeleitabschnitt 21b möglich ist.The heat conduction section 21b is through a plate 21b made of Berylliumoxidkeramik whose plate plane, top and bottom perpendicular to the heat conduction and to the radiation direction 15 lies. Optional metallizations on the top and bottom of the plate 21b may be a solder joint with the heat receiving portion 21a and the heat releasing section 21c facilitate. Instead of a Berylliumoxidkeramik the plate 21b also be a three-layer system consisting of an aluminum nitride ceramic layer between two copper layers each having the same layer thickness as the aluminum nitride ceramic layer. Both plate variants, BeO and Cu-AlN-Cu, have a thermal expansion coefficient of not more than 50% of that of the heat receiving section 21a deviate, so that a low-stress solder joint between the heat receiving portion 21a and the Wärmeleitabschnitt 21b is possible.

Auf der dem Wärmeaufnahmeabschnitt 21a abgewandten Seite des Wärmeleitabschnitts 21b ist ein Wärmeabgabeabschnitt 21c, der durch einen aus der Offenlegungsschrift DE 197 01 680 A1 bekannten Diamantkörper 21c bereitgestellt wird, an dem Wärmeleitabschnitt 21b befestigt. Dieser Diamantkörper 21c weist zwei Gruppen von zueinander parallelen Ausnehmungen 26 und 26a auf, die sich jeweils von einander gegenüberliegenden Endflächen abschnittsweise aneinander vorbei in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Endfläche erstrecken (die in 1c sichtbare rückseitige Endfläche ist mit 23 bezeichnet). Der Abstand zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten einander gruppenfremden Ausnehmungen 26 und 26a entspricht der Hälfte des kleinsten Abstandes zweier gruppengleicher Ausnehmungen 26 beziehungsweise 26a. Die Ausnehmungen beider Gruppen von Ausnehmungen 26 und 26a erstrecken sich zudem von der Oberseite zur Unterseite, welche senkrecht zu den Endflächen orientiert sind, der Diamantplatte 21c, so dass sie Öffnungen 27 in der Ober- und Unterseite besitzen. Die Ausnehmungen 26 und 26a sorgen so für eine Ziehharmonikaförmige Ausbildung des Diamantkörpers 21c, der auf eine parallel zu den Endflächen, Ober- und Unterseite wirkende mechanische Deformation hin nur eine verhältnismäßig geringe mechanische Spannung aufnimmt. Damit lässt sich der Diamantkörper 21c, obwohl er einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der stark von denjenigen des Wärmeaufnahmeabschnitts 21a, des Wärmeleitabschnitts 21b und des Laserdiodenbarrens 10 abweicht, mechanisch spannungsarm an dem Wärmeleitabschnitt 21b über eine Lötverbindung – beispielsweise eine Aktivlötverbindung, die keine Metallisierung der Fügepartner benötigt – befestigen.On the heat receiving section 21a opposite side of the Wärmeleitabschnitts 21b is a heat release section 21c , by one from the published patent application DE 197 01 680 A1 known diamond body 21c is provided at the Wärmeleitabschnitt 21b attached. This diamond body 21c has two groups of mutually parallel recesses 26 and 26a each extending from opposite end surfaces in sections past each other in the direction of the respective opposite end face (which in 1c visible back end face is with 23 designated). The distance between two mutually immediately adjacent mutually external recesses 26 and 26a corresponds to half the smallest distance between two group-like recesses 26 respectively 26a , The recesses of both groups of recesses 26 and 26a also extend from the top to the bottom, which are oriented perpendicular to the end surfaces of the diamond plate 21c so they have openings 27 in the top and bottom possess. The recesses 26 and 26a thus provide a concertina-shaped formation of the diamond body 21c , which absorbs only a relatively small mechanical stress on a parallel to the end surfaces, top and bottom mechanical deformation. This allows the diamond body 21c although it has a coefficient of thermal expansion which is greatly different from those of the heat receiving portion 21a , the heat conduction portion 21b and the laser diode bar 10 deviates, mechanically low stress on the Wärmeleitabschnitt 21b via a solder joint - for example, a Aktivlötverbindung that requires no metallization of the joining partners - attach.

Alternativ kann der Wärmeabgabeabschnitt statt aus Diamant auch aus Kupfer bestehen, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient ebenfalls sehr von dem des Laserdiodenbarrens 10 abweicht.Alternatively, instead of diamond, the heat-dissipating section can also be made of copper, whose thermal expansion coefficient is also very much that of the laser diode bar 10 differs.

Zwischen gruppengleichen Ausnehmungen liegen Kühlrippen 26' und 26'a vor, die sich in Wärmeleitrichtung erstrecken. Eine Kühlmittelführung kann so ausgeführt sein, dass das Kühlmittel gezwungen ist, durch beide Gruppen von Ausnehmungen 26 und 26a zu fließen, bevor es den Diamantkörper verlässt. Die den Wärmeleitabschnitt 21b bildende Platte 21b besitzt an der dem Diamantkörper 21c zugewandten Seite eine Dichtfläche 24, die die Anbindungsfläche des Diamantkörpers 21c vollständig umringt.Between group-like recesses are cooling fins 26 ' and 26'a before, which extend in the heat conduction direction. A coolant guide may be configured such that the coolant is forced through both groups of recesses 26 and 26a to flow before leaving the diamond body. The heat conduction section 21b forming plate 21b possesses at the the diamond body 21c facing side a sealing surface 24 representing the bonding surface of the diamond body 21c completely surrounded.

Sowohl die erste als auch die zweite Variante von in 1b und 1c dargestellten Diodenlaserbauelementen 20 können alternativ und gleichartig für die erfindungsgemäße, Strahlungsquelle 50 verwendet werden.Both the first and the second variant of in 1b and 1c Diode laser devices shown 20 may alternatively and similarly for the inventive, radiation source 50 be used.

Diodenlaserbauelemente 20 der ersten Variante werden dazu in Ausbildung eines Diodenlaserstapels 30 als Strahlungsemissionsanordnung in einer Stapelrichtung 35 übereinander angeordnet in einer Anordnungsebene, in der die Stapelrichtung 35 liegt und die senkrecht zur Abstrahlungsrichtung 15 ist (1e).diode laser components 20 The first variant are to training a diode laser stack 30 as a radiation emission arrangement in a stacking direction 35 arranged one above the other in an arrangement plane in which the stacking direction 35 lies and perpendicular to the direction of radiation 15 is ( 1e ).

Zur Strahlungsquelle 50 gehört auch eine Kühlmittelzu- und abführeinrichtung 40, die eine Kühlmittelverteilungseinheit 41, eine Deckplatte 43 und eine Kühlmittelanschlussplatte 42 aufweist (1d). Die Deckplatte 43 und die Kühlmittelanschlussplatte sind dichtend auf einander gegenüberliegenden Seiten (Ober- und Unterseite) der Kühlmittelverteilungseinheit 41a befestigt. Die Kühlmittelverteilungseinheit 41a besitzt im Querschnitt längliche Aufnahmeausnehmungen 44, die sich ausgehend von der Oberseite der Kühlmittelverteilungseinheit 41a in Richtung der der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite der Kühlmittelverteilungseinheit 41a erstrecken und mit einem im Querschnitt verjüngten abgestuften Ende, das – je nach Durchflussrichtung des Kühlmittels – als zulaufseitige Kühlmittelspreiznut 45a beziehungsweise ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungsnut 45b (gemeinsam als Kühlmittelführungsnuten 45a und 45b bezeichnet) wirkt, in einem geringen Abstand vor der Unterseite abschließen.To the radiation source 50 also includes a coolant supply and discharge device 40 containing a coolant distribution unit 41 , a cover plate 43 and a coolant port plate 42 having ( 1d ). The cover plate 43 and the coolant port plate are sealing on opposite sides (top and bottom) of the coolant distribution unit 41a attached. The coolant distribution unit 41a has elongated receiving recesses in cross-section 44 extending from the top of the coolant distribution unit 41a in the direction of the underside of the coolant distribution unit opposite the top side 41a extend and with a tapered in cross-section stepped end, which - depending on the flow direction of the coolant - as the inlet-side Kühlmittelspreiznut 45a or drain-side Kühlmitteleinschnürungsnut 45b (collectively as Kühlmittelführungsnuten 45a and 45b designated) acts, complete in a small distance from the bottom.

Die Aufnahmeausnehmungen 44 sind senkrecht zu ihrer längeren Querschnittsausdehnung einander benachbart in Stapelrichtung 35 angeordnet und voneinander durch Wände 44' beabstandet. Die Wände enden in zur Oberseite der Kühlmittelverteilungseinheit zugewandten Richtung in einem bestimmten Abstand von der Oberseite.The receiving recesses 44 are perpendicular to their longer cross-sectional dimension adjacent to each other in the stacking direction 35 arranged and separated from each other by walls 44 ' spaced. The walls end in a direction to the top of the coolant distribution unit facing direction at a certain distance from the top.

Die oberseitig bezüglich der Kühlmittelverteilungseinheit angeordnete Deckplatte 43 besitzt Wärmeleitkörperaufnahmedurchbrüche 49, deren Querschnitt dem der Aufnahmeausnehmungen 44 ähnlich ist. Die Deckplatte 43 ist derart auf der Oberseite der Kühlmittelverteilungseinheit 41a positioniert, dass ihre Wärmeleitkörperaufnahmedurchbrüche 49 den Aufnahmeausnehmungen 44 gegenüber liegen.The upper side with respect to the coolant distribution unit arranged cover plate 43 has heat-conducting body openings 49 whose cross-section that of the receiving recesses 44 is similar. The cover plate 43 is so on top of the coolant distribution unit 41a positioned that their Wärmeleitkörperaufnahedurchbrüche 49 the receiving recesses 44 lie opposite.

Die zwischen den Wärmeleitkörperaufnahmedurchbrüchen 49 angeordneten Stege liegen dabei den Endflächen der Wände 44' gegenüber, wobei, bedingt durch den Versatz der Endflächen gegenüber der Oberseite, ein Leerraum zwischen jedem Steg und jeder Endfläche vorliegt, der als Kühlmittelflusspassage 37 zwischen einander benachbarten Aufnahmeausnehmungen 44 dient.The between the Wärmeleitkörperaufnahmitturchbruch 49 arranged webs lie the end faces of the walls 44 ' due to the offset of the end faces from the top, there is a void between each land and each end face serving as the coolant flow passage 37 between adjacent receiving recesses 44 serves.

Über in 1d nicht sichtbare Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a und 46b sind abwechselnd jeweils jede zweite Aufnahmeausnehmungen 44 in Richtung der Unterseite geöffnet. Die Kühlmittelführungsnuten 45a und 45b fördern dabei die Spreizung des Kühlmittels über die größere der Querschnittsausdehnungen der Aufnahmeausnehmungen 44. Aus fertigungstechnischen Gründen kann die Kühlmittelverteilungseinheit 41a aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, wobei eine Schnittstelle zwischen den Kühlmittelführungsnuten 45a/45b und den Aufnahmeausnehmungen 44 liegt. Zur Vermittlung einer Anschauung der Lage der Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a und 46b bezüglich der Kühlmittelführungsnuten 45a bzw. 45b wird auf die 7e des siebten Ausführungsbeispiels verwiesen. Die Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a liegen einem zulaufseitigen Kühlmittelverteilungskanal 47a in der Kühlmittelanschlussplatte 42 gegenüber, weshalb sie als zulaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a bezeichnet werden. Die Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b liegen einem ablaufseitigen Kühlmittelsammelkanal 47b in der Kühlmittelanschlussplatte 42 gegenüber, weshalb sie als zulaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b bezeichnet werden.About in 1d invisible coolant supply openings 46a and 46b are alternately each second receiving recesses 44 open towards the bottom. The coolant guide grooves 45a and 45b thereby promote the spread of the coolant over the larger of the cross-sectional dimensions of the receiving recesses 44 , For manufacturing reasons, the coolant distribution unit 41a be composed of several parts, wherein an interface between the Kühlmittelführungsnuten 45a / 45b and the receiving recesses 44 lies. To convey an idea of the position of the coolant supply openings 46a and 46b with respect to the Kühlmittelführungsnuten 45a respectively. 45b will be on the 7e of the seventh embodiment referred. The coolant guide breakthroughs 46a lie on an inlet-side coolant distribution channel 47a in the coolant connection plate 42 why they as inflow-side coolant supply breakthroughs 46a be designated. The coolant guide breakthroughs 46b lie a drain-side coolant collection channel 47b in the coolant connection plate 42 why they as inflow-side coolant supply breakthroughs 46b be designated.

Über den zulaufseitigen Kühlmittelverteilungskanal 47a wird den zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46a im Betrieb der Strahlungsquelle 50 Kühlmittel zugeführt. Es ergießt sich von dort in die zulaufseitige Kühlmittelspreiznut 45a und weiter in Aufnahmeausnehmungen 44 einer ersten zulaufseitigen Gruppe von Aufnahmeausnehmungen 44. Ausgehend von verschlossenen Wärmeleitkörperaufnahmedurchbrüchen 49 wird in jeder dieser Aufnahmeausnehmungen 44 das Kühlmittel in zwei Portionen geteilt, wobei eine erste Kühlmittelportion über eine links benachbarte Kühlmittelflusspassage 37 in eine links benachbarte Aufnahmeausnehmung 44 und eine zweite Kühlmittelportion über eine rechts benachbarte Kühlmittelflusspassage 37 in eine rechts benachbarte Aufnahmeausnehmung 44 abfließt. Links und rechts benachbarte Aufnahmeausnehmungen 44 gehören zu einer ablaufseitigen Gruppe von Aufnahmeausnehmung 44, aus denen das Kühlmittel über ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungsnuten 45b, ablaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46b und schließlich den ablaufseitigen Kühlmittelsammelkanal 47b die Strahlungsquelle verlässt. Der Kühlmittelflussverlauf ist durch die Kühlmittelströmungsrichtungspfeile 25 in 1e veranschaulicht.Via the inlet-side coolant distribution channel 47a becomes the upstream coolant supply openings 46a during operation of the radiation source 50 Supplied coolant. It pours from there into the inlet-side Kühlmittelspreiznut 45a and continue in recording recesses 44 a first inflow-side group of receiving recesses 44 , Starting from closed Wärmeleitkörperaufnahedurchbrüchen 49 is in each of these receiving recesses 44 the coolant in two Portions divided, wherein a first portion of coolant via a left adjacent coolant flow passage 37 in a left adjacent receiving recess 44 and a second portion of coolant via a right adjacent coolant flow passage 37 in a right adjacent receiving recess 44 flows. Left and right adjacent receiving recesses 44 belong to a drain-side group of receiving recess 44 , from which the coolant via drain-side Kühlmitteleinschnürungsnuten 45b , drain-side coolant supply openings 46b and finally, the drain side coolant collecting passage 47b the radiation source leaves. The coolant flow path is through the coolant flow direction arrows 25 in 1e illustrated.

Wie weiterhin in 1e ersichtlich, ist jedes Diodenlaserbauelement 20 in die Kühlmittelführung eingebunden, indem die durch die Ausnehmungen 26 gebildeten Kühlkanäle von dem Kühlmittel beströmt werden. Dazu ist jeweils der Wärmeabgabeabschnitt 21c des Diodenlaserbauelementes 20 über einen Wärmeleitkörperaufnahmedurchbruch 49 in eine Aufnahmeausnehmung 44 der Kühlmittelführungseinheit 41a eingebracht und stößt mit seiner rückwärtigen Endfläche 23 an den Vorsprung, der durch die gegenüber der Aufnahmeausnehmung 44 im Querschnitt verjüngten Kühlmittelführungsnut 45a/45b bereitgestellt wird. Optional kann zwischen Endfläche 23 und Vorsprung ein Fügemittel eingebracht sein. Ein zwischen die Dichtfläche 24 des Diodenlaserbauelementes 20 und die Oberseite der Deckplatte 43 eingebrachtes Fügemittel 33 sorgt für eine Abdichtung und einen Verschluss der vom Kühlmittel durchströmten Räumen 47a, 46a, 45a, 44, 37, 45b, 46b und 47b.As continues in 1e As can be seen, is any diode laser device 20 integrated into the coolant guide by the through the recesses 26 formed cooling channels are flowed through by the coolant. For this purpose, each of the heat dissipation section 21c of the diode laser component 20 via a Wärmeleitkörperaufnaheddurchbruch 49 in a receiving recess 44 the coolant guide unit 41a introduced and abuts with its rear end face 23 to the projection, passing through the opposite of the receiving recess 44 in cross-section tapered Kühlmittelführungsnut 45a / 45b provided. Optionally, between end face 23 and projection to be introduced a joining agent. One between the sealing surface 24 of the diode laser component 20 and the top of the cover plate 43 introduced joining agent 33 provides a seal and a closure of the coolant flows through spaces 47a . 46a . 45a . 44 . 37 . 45b . 46b and 47b ,

Das an der dem Wärmeleitkörper 21 abgewandten Seite des Laserdiodenbarrens 10 befestigte elektrische Verbindungselement 29 ist unter Verweis auf das US-Patent Nr. 5,909,458 mit einer strukturellen Flexibilität ausgestattet, die es ihm ermöglicht, Deformationen in Stapelrichtung mechanisch spannungsarm nachzugeben. Es ist somit in der Lage, Toleranzen der Abstände zwischen benachbarten Wärmeleitkörperaufnahmedurchbrüchen 49 auszugleichen und gleichzeitig die Metallisierung 28 des benachbarten Wärmeleitkörpers 21 über eine Schicht elektrisch leitfähigen Klebstoffs 31 zu kontaktieren.The at the the heat conducting body 21 opposite side of the laser diode bar 10 fixed electrical connection element 29 is referring to that U.S. Patent No. 5,909,458 equipped with a structural flexibility that allows it to mechanically yield stress-free deformation in the stacking direction. It is thus able to tolerate the distances between adjacent Wärmeleitkörperaufnahedurchbrüchen 49 balance and at the same time the metallization 28 the adjacent Wärmeleitkörpers 21 over a layer of electrically conductive adhesive 31 to contact.

In der Strahlungsquelle des ersten Ausführungsbeispieles liegen die Diodenlaserbauelemente 20 in zwei, strömungstechnisch seriell verschalteten Scharen vor, wobei die einzelnen Diodenlaserbauelemente 20 zueinander jeweils um die Hälfte des Abstandes in Stapelrichtung 35 versetzt sind, der zwischen den Diodenlaserbauelemente 20 einer gemeinsamen Schar vorliegt. Insofern werden nicht mehr als jeweils zwei Diodenlaserbauelemente 20 des Diodenlaserstapels 30 strömungstechnisch seriell durchflossen. In der ersten Schar erfolgt die Strömung durch die Kühlkanäle 26 im wesentlichen in Abstrahlungsrichtung 15 und entgegen der Wärmeleitrichtung, in der zweiten Schar erfolgt die Strömung entgegen der Abstrahlungsrichtung 15 in Wärmeleitrichtung. Dies wird ermöglicht (a) durch die den seriellen Strömungsfluss vermittelnden Kühlmittelflusspassagen 37, die zwischen den dem Wärmeaufnahmeabschnitt 21a zugewandten Enden der Kühlkanäle vorliegen und (b) durch die Wände 44' der Kühlmittelverteilungseinheit 41a, die die Kühlkanäle benachbarter Diodenlaserbauelemente im übrigen gegenüber Kühlmittelverlust voneinander abschirmen. Die Anzahl der Gruppen von Diodenlaserbauelementen 20, die im Diodenlaserstapel 30 strömungstechnisch parallel durchflossen werden, bestimmt sich aus der Gesamtanzahl der Diodenlaserbauelementen 20 im Diodenlaserstapel dividiert durch die Scharenanzahl von zwei. Die Gruppenstärke entspricht der Scharenanzahl, das heißt jeweils zwei Diodenlaserbauelementen 20.In the radiation source of the first embodiment are the diode laser components 20 in two flow-connected series serially, wherein the individual diode laser components 20 each to the half of the distance in the stacking direction 35 are offset between the diode laser components 20 a common crowd. In this respect no more than two diode laser components each 20 of the diode laser stack 30 flow-through serially. In the first group, the flow is through the cooling channels 26 essentially in the direction of radiation 15 and against the heat conduction direction, in the second family, the flow is in the opposite direction of the radiation 15 in thermal direction. This is made possible by (a) the coolant flow passages providing the serial flow flow 37 that between the heat receiving section 21a facing ends of the cooling channels and (b) through the walls 44 ' the coolant distribution unit 41a Moreover, they shield the cooling channels of adjacent diode laser components from each other from loss of coolant. The number of groups of diode laser devices 20 in the diode laser stack 30 flowing in parallel flow, determined by the total number of diode laser devices 20 in the diode laser stack divided by the number of flocks of two. The group strength corresponds to the number of flocks, ie in each case two diode laser components 20 ,

Die vorliegende Ausführung beruht dabei auf der zulaufseitigen Teilung des Kühlmittelflusses in zwei Kühlmittelportionen in Diodenlaserbauelementen der ersten Schar, die zu zwei, auf gegenüberliegenden Seiten benachbarten Diodenlaserbauelementen der zweiten Schar abfließen und sich dort mit den Kühlmittelportionen der übernächsten Nachbarn von Diodenlaserbauelementen der ersten Schar vereinigen. Eine alternative, nicht dargestellte, Ausführung sieht vor, das Kühlmittel in jeder strömungstechnisch parallel durchströmten Gruppe von Diodenlaserbauelementen unportioniert und vollständig jeweils von einem Diodenbauelement 20 der ersten Schar zu einem benachbarten Diodenlaserbauelement der zweiten Schar strömen zu lassen. Dazu ist die Kühlmittelflusspassage 37 zwischen zwei benachbarten Gruppen verschlossen beziehungsweise nicht existent, während sie innerhalb jeder Gruppe zwischen den Diodenlaserbauelementen der beiden Scharen erhalten bleibt beziehungsweise vorgesehen ist.The present embodiment is based on the inflow-side division of the coolant flow into two coolant portions in diode laser components of the first family, which flow to two neighboring diode laser components of the second family and unite there with the coolant portions of the next but one neighbors of diode laser components of the first family. An alternative, not shown, embodiment provides that the coolant in each flow-parallel through-flow group of diode laser devices unportioned and completely each of a diode component 20 to flow the first family to an adjacent diode laser component of the second family. This is the coolant flow passage 37 between two adjacent groups closed or non-existent, while it is retained or provided within each group between the diode laser components of the two coulters.

Dabei kann die Strömungsrichtung in den Kühlmittelflusspassagen 37 zweier benachbarter Gruppen in gleicher Richtung orientiert oder in entgegengesetzter Richtung orientiert sein. Letztere Variante hat den Vorteil, dass die Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a beziehungsweise 46b zur Kühlmittelzu- beziehungsweise -abführung zweier benachbarter Diodenlaserbauelemente zusammengelegt und als ein für beide Diodenlaserbauelemente gemeinsamer Kühlmittelführungsdurchbruch 46a beziehungsweise 46b ausgebildet sein kann. Diese Feststellung ist ganz allgemein auf die erfindungsgemäßen Kühlmittelein- und auslässe anwendbar.In this case, the flow direction in the coolant flow passages 37 two adjacent groups oriented in the same direction or oriented in the opposite direction. The latter variant has the advantage that the Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a respectively 46b for Kühlmittelzu- or discharge of two adjacent diode laser components and put together as a common for both diode laser components Kühlmittelführungsdurchbruch 46a respectively 46b can be trained. This finding is generally applicable to the coolant inlets and outlets according to the invention.

ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSECOND EMBODIMENT

Von einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle 50 zeigt 2a einen Ausschnitt eines Diodenlaserstapels 30 in Explosionsdarstellung. Das Diodenlaserbauelement 20 besitzt einen Wärmeleitkörper 21, der am Wärmeaufnahmeabschnitt eine Metallisierung 28 aus Kupfer trägt und im wesentlichen aus kubischem Bornitrid besteht. Auf die Metallisierung 28 ist oberseitig an der Kante zur Frontseite ein Laserdiodenbarren 10 aufgelötet. Außerhalb der Projektion des Laserdiodenbarrens 10 senkrecht zur oberseitigen Oberfläche 22 des Wärmeleitkörpers 21 sind in der Abstrahlungsrichtung 15 entgegengesetzter Wärmeleitrichtung eine Vielzahl von zueinander parallelen in Abstrahlungsrichtung 15 ausgedehnten Ausnehmungen 26 eingebracht, die sich von der Oberseite 22 zur Unterseite des Wärmeleitkörpers 21 erstrecken und rückseitig geöffnet sind, so dass sie rückseitig Kühlflüssigkeit aufnehmen oder abgeben können. Beiderseits dieses Feldes von Ausnehmungen 26, in zur Oberseite paralleler und zur Abstrahlungsrichtung 15 senkrechter Richtung, erstreckt sich jeweils ein Wärmeleitkörperbereich 1 mm über die rückwärtigen Endflächen der Kühlrippen hinaus. Diese Wärmeleitkörperverlängerungen geben dem Wärmeleitkörper 21 eine U-Form. Der zwischen der Endflächenebene der Kühlrippen 26' und der Endflächenebene der herausragenden Wärmeleitkörperbereiche liegende Freiraum ist in der Strah lungsquelle 50 (2c) als Kammer zur zulaufseitigen Kühlmittelspreizung 48a beziehungsweise ablaufseitigen Kühlmitteleinschnürung 48b vorgesehen.From a second embodiment of the radiation source according to the invention 50 shows 2a a section of a diode laser stack 30 in exploded view. The diode laser device 20 has a heat-conducting body 21 , the metallization on the heat receiving section 28 made of copper and consists essentially of cubic boron nitride. On the metallization 28 is on the upper side at the edge to the front a laser diode bar 10 soldered. Outside the projection of the laser diode bar 10 perpendicular to the top surface 22 the Wärmeleitkörpers 21 are in the direction of radiation 15 opposite heat conduction a plurality of mutually parallel in the radiation direction 15 extensive recesses 26 inserted, extending from the top 22 to the underside of the heat conducting body 21 extend and back are open so that they can absorb or give back coolant. On both sides of this field of recesses 26 , in parallel to the top and to the radiation direction 15 vertical direction, each extending a Wärmeleitkörperbereich 1 mm beyond the rear end faces of the cooling fins. These Wärmeleitkörperverlängerungen give the heat-conducting body 21 a U shape. The between the end surface plane of the cooling fins 26 ' and the end surface plane of the outstanding Wärmeleitkörperbereiche lying space is in the radiation source 50 ( 2c ) as a chamber for the inlet-side coolant spread 48a or drain-side coolant constriction 48b intended.

Der Oberflächenbereich des Wärmeleitkörpers 21 zwischen den Ausnehmungen und der Montagefläche des Laserdiodenbarrens 21 dient sowohl ober- als auch unterseitig als Dichtfläche 24, die sich außerdem abschnittsweise über die Ausnehmungen 26 und die Wärmeleitkörperverlängerungen erstrecken. Die Dichtung im Diodenlaserstapel 30 erfolgt über Zwischenstücke 34, die zwischen benachbarten Diodenlaserbauelementen eingebracht sind und jeweils über eine erste elektrisch isolierende, das heißt: elektrisch nicht leitfähige, Klebstoffschicht 33 an der Oberseite des Wärmeleitkörpers eines ersten Diodenlaserbauelementes und über eine zweite elektrisch isolierende, das heißt: elektrisch nicht leitfähige, Klebstoffschicht 33a an der Unterseite des Wärmeleitkörpers 21 eines, dem ersten Diodenlaserbauelement benachbarten, zweiten Diodenlaserbauelementes flächig befestigt sind. Die Zwischenstücke sind als Aluminiumoxidkeramikfolien von 100 μm Dicke ausgebildet, wiewohl auch Glas- oder Kunststofffolien alternativ verwendet werden können. Sie besitzen jeweils eine längliche Öffnung 37, die als Kühlmittelflusspassage 37 in der Strahlungsquelle 50 dient und zwischen von der Rückseite abgewandten Endabschnitten der Ausnehmungen 26 benachbarter Wärmeleitkörper angeordnet ist (2c). Das der Öffnung 37 abgewandte, rückwärtige Ende des Zwischenstücks 34 erstreckt sich in Wärmeleitrichtung 500 μm über die Enden der Wärmeleitkörperverlängerungen und 1,5 mm über die Enden der Kühlrippen 26' hinaus.The surface area of the heat conducting body 21 between the recesses and the mounting surface of the laser diode bar 21 serves as sealing surface both on the upper side and on the underside 24 , in addition, sections of the recesses 26 and extending the Wärmeleitkörperverlängerungen. The seal in the diode laser stack 30 via intermediate pieces 34 , which are introduced between adjacent diode laser components and in each case via a first electrically insulating, that is: electrically non-conductive, adhesive layer 33 at the top of the heat conducting body of a first diode laser component and via a second electrically insulating, that is: electrically non-conductive, adhesive layer 33a at the bottom of the heat conducting body 21 one, the first diode laser component adjacent, second diode laser component are mounted flat. The spacers are formed as alumina ceramic foils of 100 microns thickness, although glass or plastic films can alternatively be used. They each have an elongated opening 37 acting as a coolant flow passage 37 in the radiation source 50 serves and between the rear side facing away from the end portions of the recesses 26 adjacent heat conducting body is arranged ( 2c ). That of the opening 37 facing away, rear end of the intermediate piece 34 extends in Wärmeleitrichtung 500 microns over the ends of the Wärmeleitkörperverlängerungen and 1.5 mm over the ends of the cooling fins 26 ' out.

Eine in 2b gezeigte Kühlmittelzu- und abführeinrichtung besteht aus einer Kühlmittelverteilungsplatte 41 und einer Kühlmittelanschlussplatte 42, die miteinander stoffschlüssig verbunden sind.An in 2 B shown coolant supply and discharge device consists of a coolant distribution plate 41 and a coolant connection plate 42 , which are materially connected to each other.

Die Kühlmittelverteilungsplatte weist in einer ersten Plattenhälfte eine erste Reihe zulaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a auf und in einer zweiten Plattenhälfte eine zweite Reihe ablaufseitiger Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b, die parallel zur ersten Reihe angeordnet sind und in Reihenrichtung zu den zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46a jeweils um die halbe Länge ihres gegenseitigen Abstands versetzt sind. Als schmale Nuten mit einer Breite von etwa einem Zehntel dieses Abstandes erstrecken sich Aufnahmeausnehmungen 44 in der Plattenoberseite senkrecht zur Reihenrichtung paarweise zwischen den Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46a/46b von der ersten Plattenhälfte in die zweite Plattenhälfte, wobei sie jeweils auf einer ersten Nutseite in der ersten Plattenhälfte mit einem zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbruch 46a der ersten Reihe und in der zweiten Plattenhälfte auf einer, der ersten Nutseite gegenüberliegenden, zweiten Nutseite mit einem ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbruch 46b verschmelzen.The coolant distribution plate has in a first plate half a first row inlet side coolant supply openings 46a on and in a second plate half a second row of drain-side coolant supply openings 46b which are arranged parallel to the first row and in the row direction to the upstream side coolant supply openings 46a each offset by half the length of their mutual distance. As narrow grooves with a width of about one-tenth of this distance extending receiving recesses 44 in the top of the plate perpendicular to the row direction in pairs between the coolant guide openings 46a / 46b from the first plate half into the second plate half, each on a first groove side in the first plate half with an inlet-side coolant guide opening 46a the first row and in the second plate half on a, the first groove side opposite, second groove side with a drain-side coolant guide opening 46b merge.

In der Plattenoberseite der der Plattenunterseite der Kühlmittelverteilungsplatte 41 gegenüberliegenden Kühlmittelverteilungsplatte 42 liegen ein zulaufseitiger Kühlmittelverteilungskanal 47a den zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46a und ein ablaufseitiger Kühlmittelsammelkanal 47b ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46b gegenüber. Durch eine Verbindung der beiden Platten 41 und 42 können diese Ausnehmungen 47a/47b und 46a/46b entsprechend miteinander kommunizieren.In the top of the plate of the plate underside of the coolant distribution plate 41 opposite coolant distribution plate 42 lie on a supply side coolant distribution channel 47a the inlet-side coolant supply openings 46a and a downstream coolant collection channel 47b drain-side coolant supply openings 46b across from. By connecting the two plates 41 and 42 can these recesses 47a / 47b and 46a / 46b communicate with each other accordingly.

Die Aufnahmeausnehmungen 44 dienen der Aufnahme der Endabschnitte der Zwischenstücke 34, die über das rückwärtige, das heißt dem Laserdiodenbarren abgewandten Ende, des Wärmeleitkörpers 21 herausragen. Dieselben Klebstoffe der Schichten 33 und 33a sorgen hier für eine Abdichtung des Kühlmittelübergangs von den zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46a in die Kühlmittelspreizkammern 48a, in denen das Kühlmittel auf die Kühlkanäle 26 im Wärmeleitkörper verteilt wird, und von den Kühlmitteleinschnürungskammern 48b, in denen das Kühlmittel von den Kühlkanälen gesammelt wird, in die ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46b.The receiving recesses 44 serve to receive the end portions of the spacers 34 , via the rear, that is, the laser diode bar opposite end of the Wärmeleitkörpers 21 protrude. The same adhesives of the layers 33 and 33a here ensure a seal of the coolant transfer from the inlet-side coolant supply openings 46a in the coolant expansion chambers 48a in which the coolant is on the cooling channels 26 is distributed in the heat conducting body, and of the Kühlmittelseinschnürungskammern 48b in which the coolant is collected from the cooling channels, in the drain-side coolant guide openings 46b ,

Der Kühlmittelflussverlauf durch die Diodenlaserbauelemente 20 der Strahlungsquelle 50 verläuft strömungstechnisch identisch zu dem im ersten Ausführungsbeispiel: Es existieren zwei seriell durchflossene Scharen von Diodenlaserbauelementen 20, die in, in Stapelrichtung nebeneinander angeordnete, strömungstechnisch parallel durchflossene Gruppen von je zwei Diodenlaserbauelementen 20 aufgeteilt sind.The coolant flow path through the diode laser components 20 the radiation source 50 runs fluidically identical to that in the first embodiment: There are two serially traversed flocks of diode laser devices 20 , in which, in the stacking direction side by side, flow-parallel through-flow groups of two diode laser components 20 are divided.

DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELTHIRD EMBODIMENT

Der Grundkörper 21' des Wärmeleitkörpers 21 für die Strahlungsquelle 50 des dritten Ausführungsbeispieles entspricht dem Bauteil des Wärmeabgabeabschnitts 21c der zweiten Variante des Wärmeleitkörpers 21 vom ersten Ausführungsbeispiel (dargestellt in 1c): Der Grundkörper ist eine ziehharmonikaförmig ausgebildete Diamantplatte, in der sich zwei Gruppen von Ausnehmungen 26 und 26a von einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Platte in entgegengesetzte Richtungen erstrecken und verschränkt sind, so dass die Ausnehmungen gruppenfremder Ausnehmungen jeweils abwechselnd einander abschnittsweise benachbart angeordnet sind (3a). Diese Ausbildung verleiht der Diamantplatte eine strukturbedingte Nachgiebigkeit in einer Breitenrichtung senkrecht zur genannten Erstreckung der Ausnehmungen. Diese Eigenschaft kann mit Hilfe einer stoffschlüssigen Kombination des Diamantkörpers mit Platten aus Material eines höheren thermischen Ausdehnungskoeffizient als dem des für die Montage vorgesehenen Laserdiodenelementes 10 dazu ausgenutzt werden, einen Wärmeleitkörper 21 zu schaffen, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient in Breitenrichtung dem des Laserdiodenelementes zumindest insoweit entspricht als er von ihm nicht mehr als 50% abweicht. Diese Maßnahme ist beispielsweise aus der Patentschrift US 5,848,083 und der Offenlegungsschrift DE 100 11 892 A1 bekannt.The main body 21 ' the Wärmeleitkörpers 21 for the radiation source 50 of the third embodiment corresponds to the component of the heat-dissipating portion 21c the second variant of the Wärmeleitkörpers 21 of the first embodiment (shown in FIG 1c ): The main body is a concertina-shaped diamond plate, in which two groups of recesses 26 and 26a extend from opposite side surfaces of the plate in opposite directions and are entangled, so that the recesses of group foreign recesses are each arranged alternately adjacent to each other in sections adjacent ( 3a ). This design gives the diamond plate a structural resiliency in a width direction perpendicular to said extension of the recesses. This property can be achieved by means of a cohesive combination of the diamond body with plates of material having a higher coefficient of thermal expansion than that of the intended for mounting laser diode element 10 to be exploited, a heat-conducting body 21 to create whose thermal expansion coefficient in the width direction of the laser diode element corresponds at least to the extent that it deviates from it not more than 50%. This measure is for example from the patent US 5,848,083 and the publication DE 100 11 892 A1 known.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch erfindungsgemäß nur diejenige, erste, Gruppe von Ausnehmungen 26 als Kühlkanäle verwendet, deren Ausnehmungen entgegen der Abstrahlungsrichtung 15 in der der rückwärtigen Endfläche 23 der Diamantplatte 21' enden. Die Ausnehmungen der anderen, zweiten, Gruppe, die in Abstrahlungsrichtung 15 in der frontseitigen Endfläche 23a enden, besitzen keine kühlungstechnische sondern nur die mechanische Funktion der Flexibilisierung. Ober- und unterseitig sind stoffschlüssig Metallschichten 28/28a/28b aus Kupfer auf den Diamantkörper aufgebracht, die sich zumindest abschnittsweise über die Ausnehmungen 26 und 26a erstrecken. Zur elektrischen Trennung der elektrisch leitenden Metallisierung 28, die die Wärmeaufnahmefläche 21* trägt, von den kühlmittelführenden Bereichen des Wärmeleitkörpers 21 ist diese Metallisierung ober- und unterseitig in je zwei elektrisch voneinander getrennte Schichtenbereiche 28 und 28a beziehungsweise 28 und 28b gegliedert. Die zur Frontseite orientierte Metallisierung 28 bedeckt ober- und unterseitig nur die Ausnehmungen 26a der zweiten Gruppe von Ausnehmungen in deren frontseitigen Abschnitten, die nicht zwischen den Ausnehmungen 26 der ersten Gruppe angeordnet sind, wobei über eine Metallisierung an den Innenwänden der frontseitigen Abschnitte die ober- und unterseitigen Abschnitte der Metallisierung 28 elektrisch miteinander verbunden sind. Die zur Rückseite orientierten Metallisierungen 28a (oberseitig) und 28b (unterseitig) bedecken die Ausnehmungen 26 der ersten Gruppe nahezu vollständig sowie die Abschnitte der Ausnehmungen 26a der zweiten Gruppe von Ausnehmungen, die vollständig zwischen den Ausnehmungen 26 der ersten Gruppe von Ausnehmungen angeordnet sind. Zwischen den Metallisierungsbereichen 28 und 28a beziehungsweise 28 und 28b bleibt ein kleiner Abschnitt der Ausnehmungen 26a der zweiten Gruppe von Ausnehmungen unbedeckt.In the present embodiment, however, according to the invention only that, first, group of recesses 26 used as cooling channels whose recesses counter to the direction of radiation 15 in the rear end surface 23 the diamond plate 21 ' end up. The recesses of the other, second, group, in the direction of radiation 15 in the front end surface 23a end, have no cooling technical but only the mechanical function of flexibilization. On the top and bottom are cohesively metal layers 28 / 28a / 28b made of copper applied to the diamond body, at least in sections on the recesses 26 and 26a extend. For the electrical separation of the electrically conductive metallization 28 that the heat receiving surface 21 * carries, from the coolant-carrying areas of the Wärmeleitkörpers 21 this metallization is on top and bottom in two electrically separated layers 28 and 28a respectively 28 and 28b divided. The front-oriented metallization 28 covered on top and bottom only the recesses 26a the second group of recesses in their front sections, not between the recesses 26 the first group are arranged, via a metallization on the inner walls of the front-side sections, the top and bottom portions of the metallization 28 electrically connected to each other. The back-oriented metallizations 28a (upper side) and 28b (underside) cover the recesses 26 the first group almost completely and the sections of the recesses 26a the second group of recesses that are completely between the recesses 26 the first group of recesses are arranged. Between the metallization areas 28 and 28a respectively 28 and 28b remains a small portion of the recesses 26a the second group of recesses uncovered.

Die Metallisierungsschichten 28a und 28b weisen Öffnungen 27 und 27a auf, die den frontseitigen Endabschnitten der Kühlkanäle 26 gegenüberliegen und den Eintritt des Kühlmittels in oder den Austritt des Kühlmittels aus den Kühlkanälen 26 ermöglichen.The metallization layers 28a and 28b have openings 27 and 27a on the front end portions of the cooling channels 26 opposite and the entry of the coolant in or the exit of the coolant from the cooling channels 26 enable.

Enden der Metallisierungen 28a und 28b ragen entgegen der Abstrahlungsrichtung über die rückwärtigen Endflächen 23 des Wärmeleitkörper hinaus. Sie erleichtern das passgenaue Einsetzen der Diodenlaserbauelemente 20, das sind die Wärmeleitkörper 21 jeweils versehen mit Laserdiodenbarren 10, in korrespondierende Aufnahmeausnehmungen 44, die nebeneinander in Stapelrichtung 35 senkrecht zu ihrer Längsachse in einer Kühlmittelverteilungsplatte 41 angeordnet sind, die zusammen mit der in 3c dargestellten Kühlmittelanschlussplatte 42 die erfindungsgemäße Kühlmittel- zu und abführeinrichtung 40 bildet.Ends of the metallizations 28a and 28b protrude opposite the direction of radiation over the rear end surfaces 23 the Wärmeleitkörper addition. They facilitate the precise fitting of the diode laser components 20 , these are the heat conducting bodies 21 each provided with laser diode bars 10 , in corresponding receiving recesses 44 , side by side in stacking direction 35 perpendicular to its longitudinal axis in a coolant distribution plate 41 arranged together with the in 3c shown coolant connection plate 42 the coolant supply and discharge device according to the invention 40 forms.

Dabei werden stets die Enden einander gegenüberliegender Metallisierungen 28a und 28b zweier verschiedener Diodenlaserbauelemente 20, die einander direkt im Diodenlaserstapel 30 benachbart sind, voneinander beabstandet in eine gemeinsame Aufnahmeausnehmung 44 eingebracht, die in einen, in einer ersten Plattenhälfte angeordneten, ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbruch 46b mündet, und die Enden der Metallisierungen 28a und 28b desselben Diodenlaserbauelementes 20 in verschiedene Aufnahmeausnehmungen 44 eingebracht, die in die, in einer ersten Plattenhälfte angeordneten, ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b münden und jeweils voneinander durch eine Aufnahmeausnehmung 44 beabstandet sind, die in einen, in einer zweiten Plattenhälfte angeordneten, zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbruch 46a mündet. Dabei bilden zulaufseitig die Aufnahmeausnehmungen 44 eine Kühlmittelspreiznut 45a, in der das Kühlmittel über die Kühlkanäle 26 des Wärmeleitkörpers verteilt und in diese eingespeist wird.At the same time, the ends of opposing metallizations always become 28a and 28b two different diode laser components 20 facing each other directly in the diode laser stack 30 are adjacent, spaced from each other in a common receiving recess 44 introduced, which arranged in a, arranged in a first plate half, drain-side coolant guide opening 46b opens, and the ends of the metallizations 28a and 28b the same diode laser component 20 in different receiving recesses 44 introduced into the arranged in a first plate half, drain-side coolant supply openings 46b open and in each case by a receiving recess 44 spaced, which in a, arranged in a second plate half, zulaufsei term coolant guide breakthrough 46a empties. In this case, the receiving recesses form on the inlet side 44 a coolant spreading groove 45a in which the coolant flows through the cooling channels 26 is distributed and fed into the Wärmeleitkörpers.

Dem weiteren Kühlmittelverlauf in der Strahlungsquelle 50 entsprechend der in 3d bezeichneten Kühlmittelströmungsrichtung 25 folgend tritt das Kühlmittel bei allen Diodenlaserbauelemente 20 in zwei Portionen links und rechts über die Öffnungen 27 und 27a in den Metallisierungen 28a und 28b aus den Kühlkanälen 26 aus und vereinigt sich mit den jeweiligen Kühlmittelportionen der direkt benachbarten Diodenlaserbauelemente 20 in einen Zwischenraum, der als Kühlmittelflusspassage 37 zwischen den Wärmeleitkörpern der ablaufseitigen Sammlung des Kühlmittels in einer durch die Kühlmittelflusspassage 37 bereitgestellte Kühlmitteleinschnürungskammer 48b zur Abgabe an den jeweiligen ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbruch 46b dient.The further coolant flow in the radiation source 50 according to the in 3d designated coolant flow direction 25 Subsequently, the coolant occurs in all diode laser devices 20 in two portions left and right over the openings 27 and 27a in the metallizations 28a and 28b from the cooling channels 26 from and combines with the respective coolant portions of the directly adjacent diode laser components 20 in a gap that serves as a coolant flow passage 37 between the Wärmeleitkörpern the drain-side collection of the coolant in a through the coolant flow passage 37 provided Kühlmittelinschnürungskammer 48b for delivery to the respective drain-side Kühlmittelführungsdurchbruch 46b serves.

Die Kühlmittelflusspassagen 37 zwischen zwei unmittelbar benachbarten Wärmeleitkörpern sind gegenüber Kühlmittelaustritt abgedichtet durch einen erstes Fügemittel 33, welches alle Öffnungen 27 und 27a eines Wärmeleitkörpers gemeinsam U-förmig umgibt und die Metallisierungen 28a und 28b unmittelbar benachbarter Wärmeleitkörper stoffschlüssig miteinander verbindet. Dabei liegt der Mittelschenkel des aus Fügemittel gebildeten ”U” bezüglich der Öffnungen 27 uns 27a in Abstrahlungsrichtung 15. Ein zweites Fügemittel 33a dichtet zulaufseitig den Übergang zwischen dem rückwärtigen Ende des Wärmeleitkörpers und der Kühlmittelspreiznut 45a ab.The coolant flow passages 37 between two immediately adjacent Wärmeleitkörpern are sealed against coolant outlet by a first joining agent 33 which all openings 27 and 27a a Wärmeleitkörpers together U-shaped surrounds and the metallizations 28a and 28b immediately adjacent Wärmeleitkörper cohesively connects to each other. In this case, the middle leg of the "U" formed from the joining means with respect to the openings 27 us 27a in the direction of radiation 15 , A second joining agent 33a on the inlet side seals the transition between the rear end of the heat conducting body and the Kühlmittelspreiznut 45a from.

Eine Serienschaltung der Laserdiodenbarren 10 benachbarter Diodenlaserbauelemente 20 wird in Stapelrichtung 35 durch einen elektrisch leitenden Klebstoff 31 ermöglicht, der eine Fügezone zwischen der zweiten Kontaktfläche des Laserdiodenbarrens eines ersten Diodenlaserbauelementes 20 und der unterseitigen Metallisierung 28 des Wärmeleitkörpers eines, dem ersten Diodenlaserbauelement 20 in Stapelrichtung 35 unmittelbar benachbarten, zweiten Diodenlaserbauelements 20 bildet.A series connection of the laser diode bars 10 adjacent diode laser components 20 will be in stacking direction 35 by an electrically conductive adhesive 31 allows a joining zone between the second contact surface of the laser diode bar of a first diode laser component 20 and the bottom metallization 28 the Wärmeleitkörpers one, the first diode laser component 20 in the stacking direction 35 immediately adjacent second diode laser device 20 forms.

Anders als in den zwei vorangegangen Ausführungsbeispielen existiert hier nur eine Schar von Diodenlaserbauelementen 20, die allesamt strömungstechnisch parallel durchflossen werden. Vorteilhaft ist damit die Kühlmitteleintrittstemperatur bei allen Diodenlaserbauelementen prinzipiell gleich. Die Anzahl strömungstechnisch parallel durchflossener Gruppen ist identisch zur Anzahl der Diodenlaserbauelemente; ihre Gruppenstärke ist eins.Unlike in the two previous embodiments, only a family of diode laser devices exist here 20 , which are all flowed through in parallel fluidically. Advantageously, the coolant inlet temperature is basically the same for all diode laser components. The number of flow-parallel through groups is identical to the number of diode laser components; her group strength is one.

VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELFOURTH EMBODIMENT

Die Wärmeleitkörper von Diodenlaserbauelementen 20 eines vierten Ausführungsbeispieles besitzen als Grundkörper 21' eine Berylliumoxidplatte (BeO-Platte), in die eine Vielzahl von Durchbrüchen eingebracht ist, die sich mit zylindrischem Querschnitt von der Plattenoberseite 22 zur Plattenunterseite 22a erstrecken und die erfindungsgemäßen Kühlkanäle 26 bereitstellen (4a). Als Durchbrüche ausgebildet weisen diese oberseitig und unterseitig die erfindungsgemäßen Öffnungen 27 auf. Die Anordnung dieser Durchbrüche beschränkt sich auf einen zylindrischen Wärmeabgabeabschnitt im Grundkörper, dessen in Plattenebene kreisförmiger Querschnitt an die Form eines Dichtringes in O-Form angepasst ist. Abseits des Wärmeabgabeabschnittes ist an einer Kante der BeO-Platte eine Metallisierung 28 aufgebracht, die sich von der Plattenoberseite 22 über die frontseitige Endfläche 23a auf die Plattenunterseite 22a erstreckt und einen Laserdiodenbarren 10 trägt, dessen Abstrahlungsrichtung 15 der Lagerichtung des Wärmeabgabeabschnitts ihm bezüglich entgegen entgegengesetzt ist. Anstatt eine elektrische Verbindung der Metallisierung 28 von der Oberseite 22 auf die Unterseite 22a über die frontseitige Endfläche 23a zu etablieren, können auch Durchkontaktierungen im Grundkörper 21' dazu vorgesehen sein. Eine elektrische Verbindung über eine oder beide der Seitenflächen ist selbstverständlich ebenfalls möglich.The heat-conducting body of diode laser components 20 a fourth embodiment have as a body 21 ' a Berylliumoxidplatte (BeO plate), in which a plurality of openings is introduced, which has a cylindrical cross section of the top plate 22 to the underside of the plate 22a extend and the cooling channels according to the invention 26 provide ( 4a ). Formed as breakthroughs have these top side and bottom side openings of the invention 27 on. The arrangement of these apertures is limited to a cylindrical heat dissipation section in the base body whose circular cross-section in the plane of the plate is adapted to the shape of a sealing ring in an O-shape. Away from the heat release section, there is metallization at one edge of the BeO plate 28 Applied, extending from the top of the plate 22 over the front end surface 23a on the underside of the plate 22a extends and a laser diode bar 10 carries, whose direction of radiation 15 the bearing direction of the heat-emitting portion opposite to him opposite. Instead of an electrical connection of the metallization 28 from the top 22 on the bottom 22a over the front end surface 23a can also establish vias in the main body 21 ' be provided for this purpose. An electrical connection via one or both of the side surfaces is of course also possible.

Vor ihrer Integration zu der Strahlungsemissionsanordnung 30 werden die Diodenlaserbauelemente 20 testweise betrieben. Dazu wird jedes Diodenlaserbauelement 20 in einen Kühlmittelkreislauf integriert, wobei ein Anschluss an die Kühlmittelquelle und die Kühlmittelsenke über Dichtringe erfolgt, die den Einlassbereich des Wärmeabgabeabschnitts ober- und unterseitig umgeben und mit ihrer dichtenden Auflage auf der Oberseite 22 und der Unterseite 22a des Wärmeleitkörpers zu einer Abdichtung des Kühlmittelkreislaufes beitragen. Des weiteren erfolgt mit dem Anschluss des Diodenlaserbauelementes 20 an eine Stromquelle der Betrieb des Diodenlaserbauelementes und seine Emission von Strahlung. Der Funktionstest umfasst das Aufnehmen von Messwerten einer Strom-Spannungs-Kennlinie und einer Strom-Leistungs-Kennlinie, wobei in diesem Falle mit Leistung diejenige der emittierten Strahlung gemeint ist. Optional wird das Spektrum der emittierten Strahlung bei einem oder mehreren Stromstärken erfasst und registriert, womit eine Bestimmung des thermischen Widerstands des Diodenlaserbauelementes möglich wird.Before its integration with the radiation emission device 30 become the diode laser devices 20 operated as a test. For this purpose, each diode laser component 20 integrated into a coolant circuit, wherein a connection to the coolant source and the coolant sink via sealing rings which surround the inlet portion of the heat discharge section on top and bottom and with their sealing support on the top 22 and the bottom 22a the Wärmeleitkörpers contribute to a seal of the coolant circuit. Furthermore, with the connection of the diode laser component 20 to a power source, the operation of the diode laser device and its emission of radiation. The functional test comprises taking measured values of a current-voltage characteristic and a current-power characteristic, in which case power refers to that of the emitted radiation. Optionally, the spectrum of the emitted radiation is detected and registered at one or more currents, whereby a determination of the thermal resistance of the diode laser component is possible.

Dem Funktionstest schließt sich eine Phase des testweisen Betriebes unter maximalen Belastungsbedingungen und/oder Anwendungsbedingungen an, bevor der Funktionstest wiederholt und seine Ergebnisse mit denen des ersten Funktionstests verglichen werden. Im Ergebnis dieser Qualifizierungsprozedur werden bestimmte Diodenlaserbauelemente 20 für die Verwendung in der Strahlungsquelle 50 ausgewählt.The functional test is followed by a test-mode phase under maximum load conditions and / or conditions of use before the functional test is repeated and its Results are compared with those of the first functional test. As a result of this qualification procedure certain diode laser devices become 20 for use in the radiation source 50 selected.

Zu ihrem Aufbau wird ein Stapel von Diodenlaserbauelementen 20 zu einem Diodenlaserstapel 30 zusammengefasst, indem zwischen benachbarte Diodenlaserbauelemente 20 U-förmige Zwischenstücke 34 eingefügt und mittels Fügemittel 33/33a beidseitig stoffschlüssig an die Ober- beziehungsweise Unterseite der benachbarten Diodenlaserbauelemente 20 angebunden werden (4a, 4c). Die Schenkel des Zwischenstücks umgeben dabei jeweils in Abstrahlungsrichtung und seitlich die zur Plattenebene senkrechten Projektion des Wärmeabgabeabschnitts, während das Zwischenstück entgegen der Abstrahlungsrichtung zur Kühlmittelaufnahme beziehungsweise -abgabe geöffnet bleibt. Der Freiraum zwischen den Seitenschenkeln des Zwischenstücks 34 bildet im Kühlmittelflussverlauf die erfindungsgemäße Kühlmittelflusspassage 37 zwischen einander unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementen. Das Zwischenstück kann sowohl aus Metall (beispielsweise Edelstahl), aus Keramik (beispielsweise Aluminiumoxid) oder Kunststoff (beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) usw. bestehen. Die Seitenschenkel des Zwischenstücks 34 erstrecken sich etwa 1 mm über die rückseitige Endfläche 23 des Wärmeleitgrundkörpers 21' hinaus. Die hinausragenden Enden der Seitenschenkel erleichtern die Anordnung der Diodenlaserbauelemente zum Stapel, indem ihre Lage durch die sie aufnehmenden nutförmigen Aufnahmeausnehmungen 44 in der Kühlmittelverteilungsplatte 41 vorgegeben wird, die zusammen mit der Kühlmittelanschlussplatte 42 die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung bildet (4b). Die in der Kühlmittelverteilungsplatte in Reihe senkrecht zu ihrer Längsachse angeordneten Aufnahmeausnehmungen weisen abwechselnd in der einen Plattenhälfte zulaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a und in der andern Plattenhälfte ablaufseitige Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b auf. Die durch das Zwischenstück 34 vorgesehene Kühlmittelflusspassage 37 ermöglicht zulaufseitig die Verteilung von Kühlmittel, das über die zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a in die Strahlungsemissionsanordnung 30 einströmt, über die als Durchbrüche 27 ausgebildeten Kühlkanäle 26 zweier benachbarter Diodenlaserbauelemente 20 und ablaufseitig die Sammlung von Kühlmittel aus den Kühlkanälen zweier benachbarter Diodenlaserbauelemente 20, welches über die ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b aus der Strahlungsemissionsanordnung 30 entweicht. Eine zu- und ablaufseitige Abdichtung der Kühlmittelflusspassagen 37 gegenüber der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung erfolgt dabei über dasselbe Fügemittel 33/33a in denselben Fügezonen, mit dem auch die Diodenlaserbauelemente untereinander verbunden sind.Its construction is a stack of diode laser devices 20 to a diode laser stack 30 summarized by between adjacent diode laser devices 20 U-shaped spacers 34 inserted and by means of joining agent 33 / 33a cohesively on both sides of the upper or lower side of the adjacent diode laser components 20 to be connected ( 4a . 4c ). The legs of the intermediate piece in each case in the emission direction and laterally surround the projection of the heat release section, which is perpendicular to the plane of the plate, while the intermediate section remains open in the direction opposite to the direction of emission for the coolant absorption or discharge. The space between the side legs of the intermediate piece 34 forms the coolant flow passage according to the invention in the coolant flow path 37 between each other directly adjacent diode laser devices. The intermediate piece can consist of metal (for example stainless steel), ceramic (for example aluminum oxide) or plastic (for example polymethyl methacrylate or polycarbonate), etc. The side legs of the intermediate piece 34 extend about 1 mm beyond the back end surface 23 the Wärmeleitgrundkörpers 21 ' out. The protruding ends of the side legs facilitate the arrangement of the diode laser components to the stack, by their position by the receiving them groove-shaped receiving recesses 44 in the coolant distribution plate 41 is given, which together with the coolant connection plate 42 the coolant supply and discharge device forms ( 4b ). The receiving recesses arranged in series in the coolant distribution plate in a row perpendicular to its longitudinal axis have alternately coolant supply passages in one side of the plate half 46a and in the other plate half drain-side coolant supply openings 46b on. The through the intermediate piece 34 provided coolant flow passage 37 on the inlet side allows the distribution of coolant via the inlet-side coolant supply openings 46a in the radiation emission arrangement 30 flows in, over as breakthroughs 27 trained cooling channels 26 two adjacent diode laser components 20 and the drainage side, the collection of coolant from the cooling channels of two adjacent diode laser components 20 , which via the drain-side coolant supply openings 46b from the radiation emission arrangement 30 escapes. An inlet and outlet side sealing of the coolant flow passages 37 opposite to the coolant supply and discharge device takes place via the same joining agent 33 / 33a in the same joining zones, with which the diode laser components are connected to each other.

Wie beim vorangegangen dritten Ausführungsbeispiel existiert in der Strahlungsquelle 50 nur eine Schar von Diodenlaserbauelementen 20, die allesamt strömungstechnisch parallel durchflossen werden. Die Anzahl strömungstechnisch parallel durchflossener Gruppen ist identisch zur Anzahl der Diodenlaserbauelemente 20; ihre Gruppenstärke ist eins.As in the previous third embodiment, the radiation source exists 50 just a bunch of diode laser devices 20 , which are all flowed through in parallel fluidically. The number of flow-parallel-running groups is identical to the number of diode laser components 20 ; her group strength is one.

In einer alternativen Variante der Strahlungsquelle des vierten Ausführungsbeispiels besteht der Wärmeleitgrundkörper 21' aus einem Silber-Diamant-Verbundwerkstoff, der elektrisch leitfähig ist. Zur elektrischen Isolierung des Diodenlaserbauelementes und/oder zum Schutz vor elektrochemischer Korrosion gegenüber dem Kühlmittel sind die Öffnungen 27 und die sie umgebenden Dichtflächen – wie in der Patentschrift DE 10 2007 051 798 B3 vorgeschlagen – mit einer anorganischen elektrisch nicht leitfähigen Schutzschicht und/oder einer abschließenden Refraktärmetallschicht versehen.In an alternative variant of the radiation source of the fourth exemplary embodiment, there is the heat-conducting base body 21 ' made of a silver-diamond composite that is electrically conductive. For electrical isolation of the diode laser component and / or protection against electrochemical corrosion to the coolant are the openings 27 and the surrounding sealing surfaces - as in the patent DE 10 2007 051 798 B3 proposed - provided with an inorganic electrically non-conductive protective layer and / or a final refractory metal layer.

FÜNFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELFIFTH EMBODIMENT

In einem fünften Ausführungsbeispiel wird ein Wärmeleitkörper 21 verwendet, der aus 5 Platten Kupfer von jeweils 0,25 μm Dicke zusammengesetzt ist, welche nach oberflächlicher Oxidierung mittels eutektischem Bonden in einem DCB-Verfahren (”direct copper bonding”) verbunden wurden. In diesem Körper liegen drei Gruppen von Kühlkanäle bildenden Ausnehmungen vor, die mit ihren Längsachsen parallel zur Abstrahlungsrichtung orientiert sind (5a, 5b): Eine erste Gruppe von Kühlkanälen 26 ist oberseitig in den Wärmeleitkörper 21 eingebracht – besitzt folglich oberseitig erfindungsgemäße Öffnungen 27 – und mündet rückwärtig, das heißt in der Abstrahlungsrichtung 15 abgewandter Richtung, in eine oberseitige Ausnehmung, die in der Strahlungsquelle 50 als zulaufseitige Kühlmittelspreizkammer 48a oder ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungskammer 48b Verwendung findet (5c). Eine zweite Gruppe von Kühlkanälen 26a ist symmetrisch zur ersten in die Unterseite des Wärmeleitkörpers 21 eingebracht und mündet ebenso wie die Kühlkanäle der ersten Gruppe rückwärtig in eine für die Kühlkanäle 26a gemeinsame Ausnehmung. Zwischen benachbarten Kühlkanälen 26, 26a sind wärmeleitende Kühlrippen 26', 26'a ausgebildet, die erfindungsgemäße Wärmeaufnahmeflächen 26* tragen. Eine dritte Gruppe von Kühlkanälen 26b verbindet die dem Wärmeaufnahmeabschnitt zugewandten Enden einander gegenüberliegender Kühlkanäle 26 und 26a der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe von Kühlkanälen. Damit existiert eine Reihe von Durchbrüchen im Wärmeleitkörper die von den frontseitigen Endabschnitten der Kühlkanäle 26 und 26a der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe von Kühlkanälen gemeinsam mit den Kühlkanälen 26b der dritten Gruppe von Kühlkanälen gebildet wird.In a fifth embodiment, a heat-conducting body 21 used, which is composed of 5 plates of copper, each 0.25 microns thick, which were connected after superficial oxidation by eutectic bonding in a direct copper bonding (DCB) method. In this body are three groups of cooling channel-forming recesses, which are oriented with their longitudinal axes parallel to the radiation direction ( 5a . 5b ): A first group of cooling channels 26 is on the upper side in the heat conducting body 21 introduced - thus has upper side openings according to the invention 27 - And flows backwards, that is in the direction of radiation 15 direction away, in a top-side recess, in the radiation source 50 as inflow-side coolant expansion chamber 48a or drain-side Kühlmittelseinschnürungskammer 48b Use finds ( 5c ). A second group of cooling channels 26a is symmetrical to the first in the bottom of the Wärmeleitkörpers 21 introduced and flows as well as the cooling channels of the first group backwards in one of the cooling channels 26a common recess. Between adjacent cooling channels 26 . 26a are heat-conducting cooling fins 26 ' . 26'a formed, the heat receiving surfaces according to the invention 26 * wear. A third group of cooling channels 26b connects the heat receiving portion facing ends of opposing cooling channels 26 and 26a the first group and the second group of cooling channels. Thus, there are a number of breakthroughs in the heat conducting body that of the front end portions of the cooling channels 26 and 26a the ers th group and the second group of cooling channels together with the cooling channels 26b the third group of cooling channels is formed.

Zur Unterbindung von elektrokorrosiven Effekten ist der Wärmeleitkörper an allen Flächen, die mit dem Kühlmittel in Berührung kommen, mit einer Schicht von diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC, diamond-like carbon) beschichtet.to Suppression of electro-corrosive effects is the heat-conducting body on all surfaces that come into contact with the coolant come with a layer of diamond-like carbon Coated (DLC, diamond-like carbon).

Ein sich gegenüber der Kühlkanäle 26b der dritten Gruppe von Kühlkanälen in rückwärtiger Richtung zwischen den Kühlkanälen 26 und 26a der ersten und der zweiten Gruppe von Kühlkanälen erstreckender Materialbereich ragt rückwärtig über den Bereich der den Kühlkanälen der ersten und zweiten Gruppe jeweils gemeinsamen Ausnehmungen hinaus, um als Feder einer Nut-Feder-Verbindung in die nutförmigen Aufnahmeausnehmung 44 der Kühlmittelverteilungsplatte 41 einer zur Kühlmittelzu- und abführeinrichtung 40 des zweiten Ausführungsbeispieles (2b) identischen Kühlmittelzu- und abführeinrichtung 40 einzugreifen.A facing the cooling channels 26b the third group of cooling channels in the rearward direction between the cooling channels 26 and 26a The material region extending the first and the second group of cooling channels protrudes rearwardly beyond the region of the respective recesses common to the cooling channels of the first and second groups, as spring of a tongue and groove connection in the groove-shaped receiving recess 44 the coolant distribution plate 41 one to the coolant supply and removal device 40 of the second embodiment ( 2 B ) identical coolant supply and discharge device 40 intervene.

Die Laserdiodenbarren 10 sind jeweils mit Indiumlot auf die Wärmeleitkörper 21 aufgelötet.The laser diode bars 10 are each with indium solder on the heat-conducting body 21 soldered.

Die zwischen den Diodenlaserbauelementen 20 in der Strahlungsquelle 50 ausgebildeten Kühlmittelfluss-passagen 37 entsprechen in ihrer Dicke etwa dem des Laserdiodenbarrens zuzüglich der elektrisch leitfähigen Fügezone 31 zur elektrischen Verbindung mit dem benachbarten Wärmeleitkörper 21; das sind etwa 100 bis 200 μm. Es sind prinzipiell auch noch kleinere Abstände von etwa 10 μm möglich, die nur durch die Dicke der Fügezone des elektrisch isolierenden Fügemittels 32, welches U-förmig um den Bereich der Kühlkanäle angeordnet ist, vorgegeben ist, sofern der Laserdiodenbarren 10 gegenüber der Oberseite des Wärmeleitkörpers 21 in Stapel-/Dickenrichtung 35 abgesetzt angeordnet ist. Tatsächlich sollte die Dicke der Kühlmittelpassage zwischen den Diodenlaserbauelementen 20 in diesem Ausführungsbeispiel so klein wie möglich gehalten werden, damit Durchfluss und Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in den Kühlkanälen 26 und 26a maximal werden.The between the diode laser devices 20 in the radiation source 50 trained coolant flow passages 37 their thickness correspond approximately to that of the laser diode bar plus the electrically conductive joining zone 31 for electrical connection with the adjacent Wärmeleitkörper 21 ; that is about 100 to 200 microns. In principle, even smaller distances of about 10 μm are possible, which are only possible by the thickness of the joining zone of the electrically insulating joining means 32 , which is arranged U-shaped around the region of the cooling channels, is predetermined, provided the laser diode bar 10 opposite the top of the heat conducting body 21 in stack / thickness direction 35 is arranged discontinuously. In fact, the thickness of the coolant passage should be between the diode laser devices 20 be kept as small as possible in this embodiment, thus flow and flow velocity of the coolant in the cooling channels 26 and 26a become maximum.

Die Kühlmittelströmungsrichtungspfeile 25 veranschaulichen den Verlauf des Kühlmittels, das sich von den zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46a in die zulaufseitigen Kühlmittelspreizkammern 48a ergießt, die als rückwärtige oberseitige beziehungsweise unterseitige Ausnehmungen in den Wärmeleitkörpern 21 zweier unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelemente 20 ausgebildet sind. In zwei parallelen Kühlmittelportionen durchströmt das Kühlmittel sowohl die Kühlmittelflusspassage 37 als auch die Kühlkanäle 26 und 26a in einander zugewandten Seiten unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementen 20, bevor sich der Kühlmittelstrom vollends teilt, indem jede Kühlmittelportion durch die durch die Kanäle 26b der dritten Gruppen von Kanälen gebildeten Durchbrüche auf die gegenüberliegende Seite jedes der beströmten Diodenlaserbauelemente 20 tritt, um sich dort mit den Kühlmittelportionen der jeweils nächst benachbarten Diodenlaserbauelemente 20 zu vereinigen. In der Abstrahlungsrichtung 15 entgegengesetzten Richtung fließt das Kühlmittel in Folge durch die Kühlkanäle 26/26a, die auf den Seiten der Diodenlaserbauelemente 20 angeordnet sind, die denjenigen jener Kühlkanäle 26a/26 gegenüberliegen, die zuvor in Abstrahlungsrichtung durchflossen wurden. Durch die ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b verlässt das Kühlmittel den Diodenlaserstapel 30, nachdem es zuvor in den ablaufseitigen Kühlmitteleinschnürungskammern 48b, die als rückwärtige oberseitige beziehungsweise unterseitige Ausnehmungen in den Wärmeleitkörpern 21 zweier unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelemente 20 ausgebildet sind, austretend aus den Kühlkanälen 26/26a gesammelt wurde.The coolant flow direction arrows 25 illustrate the flow of the coolant extending from the upstream coolant supply openings 46a in the inlet-side coolant expansion chambers 48a pours as the rear top or bottom recesses in the Wärmeleitkörpern 21 two immediately adjacent diode laser components 20 are formed. In two parallel coolant portions, the coolant flows through both the coolant flow passage 37 as well as the cooling channels 26 and 26a in sides facing each other immediately adjacent diode laser components 20 before the coolant flow completely divides by passing each portion of refrigerant through the channels 26b the third groups of channels formed on the opposite side of each of the flowed diode laser devices 20 occurs to there with the coolant portions of the next adjacent diode laser components 20 to unite. In the direction of radiation 15 opposite direction, the coolant flows in a row through the cooling channels 26 / 26a placed on the sides of the diode laser devices 20 are arranged, those of those cooling channels 26a / 26 opposite, which were previously traversed in the radiation direction. Through the drain-side coolant supply openings 46b the coolant leaves the diode laser stack 30 after being previously in the drain-side coolant constriction chambers 48b , as the rear upper side or lower side recesses in the Wärmeleitkörpern 21 two immediately adjacent diode laser components 20 are formed, emerging from the cooling channels 26 / 26a was collected.

Wie bei den vorangegangen dritten und vierten Ausführungsbeispielen existiert in der Strahlungsquelle 50 nur eine Schar von Diodenlaserbauelementen 20, die allesamt strömungstechnisch parallel durchflossen werden. Die Anzahl strömungstechnisch parallel durchflossener Gruppen ist identisch zur Anzahl der Diodenlaserbauelemente 20; ihre Gruppenstärke ist eins. Der Unterschied gegenüber dem dritten und vierten Ausführungsbeispielen besteht jedoch darin, dass in jedem Diodenlaserbauelement zwei Gruppen von Kühlkanälen vorliegen, die nicht parallel, sondern seriell durchflossen werden. Damit lässt sich gegenüber parallel durchflossenen Kühlkanälen eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und folglich ein verbesserter Wärmeübergang an den Wärmeabgabeflächen 26* erzielen. Allerdings erhöht sich damit auf der Druckverlust gegenüber parallel durchflossenen Gruppen von Kühlkanälen.As in the foregoing third and fourth embodiments, there exists in the radiation source 50 just a bunch of diode laser devices 20 , which are all flowed through in parallel fluidically. The number of flow-parallel-running groups is identical to the number of diode laser components 20 ; her group strength is one. The difference with respect to the third and fourth embodiments, however, is that in each diode laser component there are two groups of cooling channels, which are not flowed through in parallel but serially. This allows a higher flow velocity and consequently an improved heat transfer at the heat delivery surfaces in comparison to cooling channels through which the cooling channels flow in parallel 26 * achieve. However, this increases the pressure loss compared to parallel groups of cooling channels.

SECHSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSIXTH EMBODIMENT

Anstatt kantenemittierende Laserdiodenbarrens ist die erfindungsgemäße Strahlungsquelle im sechsten Ausführungsbeispiel weisen die Diodenlaserbauelemente 20 Felder 10 von oberflächenemittierenden Laserdioden auf, die jeweils monolithisch im Laserdiodenelement integriert sind. Diese werden nachfolgend als VCSEL-Felder 10 bezeichnet. Ein solches VCSEL-Feld 10 ist in 6a dargestellt, und zwar zusammen mit dem Wärmeleitkörper 21, auf dem es montiert ist. Die schwarzen Punkte auf dem VCSEL-Feld 10 deuten die einzelnen VCSEL-Emitter an, deren Gesamtheit das Feld bildet. Eine Metallisierung erstreckt sich strahlungsemissionsseitig über die Oberfläche des Feldes, wobei die VCSEL-Emitter von der Metallisierung ausgespart bleiben. Die Metallisierung ermöglicht eine Stromverteilung über alle VCSEL-Emitter, deren Anordnung gegenüber dem Schwerpunkt des Laserdiodenelementes in einer ersten Achsrichtung versetzt liegt um auf einer Seite (rechts in 6a) Platz für den Anschluss eines elektrischen Verbindungs- und/oder Kontaktelementes auf der Metallisierung bereitzustellen. Das Abstrahlungsrichtungssymbol 15a deutet an, dass die Abstrahlungsrichtung aus der Bildebene heraus auf den Betrachter zu orientiert ist.Instead of edge-emitting laser diode bars, the radiation source according to the invention in the sixth exemplary embodiment has the diode laser components 20 fields 10 of surface emitting laser diodes, which are each monolithically integrated in the laser diode element. These are hereafter referred to as VCSEL fields 10 designated. Such a VCSEL field 10 is in 6a shown, together with the Wärmeleitkörper 21 on which it is mounted. The black dots on the VCSEL field 10 indicate the individual VCSEL emitters whose entirety forms the field. A metallization extends on the emission side over the surface of the field, with the VCSEL emitter left out from the metallization. The Metal Lisierung allows a current distribution over all VCSEL emitter whose arrangement is offset from the center of gravity of the laser diode element in a first axial direction to one side (right in 6a ) Provide space for the connection of an electrical connection and / or contact element on the metallization. The radiation direction symbol 15a indicates that the direction of radiation from the image plane is oriented towards the viewer.

Der Wärmeleitkörper 21 besteht aus zwei Bauteilen: Einen Kühlrippenkörper und einem Kupfer-Aluminiumnitrid-Kupfer-Schichtkörper, dessen dem VCSEL-Feld 10 zugewandte, erste Kupferschicht 28 einen strahlungsreflexionsseitigen elektrischen Kontakt für das VCSEL-Feld 10 bildet. Das VCSEL-Feld 10 ist gegenüber dem Schwerpunkt der Kupferschicht 28 in der ersten Achsrichtung entgegensetzt zu der Richtung des Versatzes der VCSEL-Emitter im Feld versetzt, um auf der Kupferschicht Platz für den Anschluss eines elektrischen Verbindungs- und/oder Kontaktelementes auf der Metallisierung bereitzustellen.The heat-conducting body 21 consists of two components: a cooling fin body and a copper-aluminum nitride-copper composite, of which the VCSEL field 10 facing, first copper layer 28 a radiation reflection side electrical contact for the VCSEL field 10 forms. The VCSEL field 10 is opposite to the center of gravity of the copper layer 28 offset in the first axial direction opposite to the direction of displacement of the VCSEL emitter in the field to provide space on the copper layer for connection of an electrical connection and / or contact element to the metallization.

Der Kühlrippenkörper ist an der in 6a nicht sichtbaren, zweiten Kupferschicht angelötet, die auf der dem VCSEL-Feld 10 abgewandten Seite der Aluminiumnitridschicht befestigt ist, und weist eine Vielzahl von länglichen Kühlrippen 26' quadratischen Querschnitts auf, die sich senkrecht zum Querschnitt bezüglich des Schichtkörpers in vom VCSEL-Feld 10 abgewandter Richtung erstrecken und zwischen denen Kühlkanäle 26 ausgebildet sind.The cooling fin body is at the in 6a invisible, second copper layer soldered on the the VCSEL field 10 fixed to the opposite side of the aluminum nitride layer, and has a plurality of elongated cooling fins 26 ' square cross section, which is perpendicular to the cross section with respect to the laminated body in from the VCSEL field 10 extend in the opposite direction and between which cooling channels 26 are formed.

Die Strahlungsemissionsanordnung ist als Diodenlaserfeld 30 ausgebildet, dessen Diodenlaserbauelemente 20 in zwei Benachbarungsrichtungen 35 und 36 feldartig angeordnet sind (6b). Zur lagegenauen Fixierung der Diodenlaserbauelemente 20 dient eine Deckplatte 43, in deren Durchbrüche die Diodenlaserbauelemente seitens ihrer Kühlrippenkörper eingeführt sind. In der Ansicht von 6b sieht der Betrachter in Abstrahlungsrichtung 15a auf die Unterseite der Deckplatte 43 und die Kühlrippenkörper entgegen der Richtung aus der die Diodenlaserbauelemente in die Durchbrüche der Deckplatte 43 eingeführt wurden. Auf der gegenüberliegenden, nicht sichtbaren Seite der Deckplatte besteht um jeden Durchbruch ein dichtende Verbindung der Oberseite der Deckplatte 43 mit einem den Kühlrippenkörper umlaufenden Randbereich der zweiten Kupferschicht.The radiation emission device is a diode laser field 30 formed, the diode laser components 20 in two directions 35 and 36 are arranged like a field ( 6b ). For positionally accurate fixation of the diode laser components 20 serves a cover plate 43 in whose openings the diode laser components are introduced by their cooling fin body. In the view of 6b the viewer sees in the direction of radiation 15a on the underside of the cover plate 43 and the cooling fin body against the direction from which the diode laser devices in the openings of the cover plate 43 were introduced. On the opposite, invisible side of the cover plate is around each breakthrough a sealing connection of the top of the cover plate 43 with an edge region of the second copper layer surrounding the cooling fin body.

Zwischen den Kühlrippenkörpern benachbarter Diodenlaserbauelemente bestehen erfindungsgemäße Kühlmittelflusspassagen 37, die von Kühlmittel aus den an den äußeren Kühlrippen bestehenden erfindungsgemäßen Öffnungen gespeist werden beziehungsweise Kühlmittel an die Zwischenräume der Kühlrippen einspeisen.Coolant flow passages according to the invention exist between the cooling rib bodies of adjacent diode laser components 37 , which are fed by coolant from the existing on the outer fins ribs according to the invention openings or feed coolant to the interstices of the cooling fins.

Des weiteren ist zu erkennen, dass die vier Eckbereiche der quadratischen Kühlrippenanordnung im Kühlrippenkörper von Kühlrippen ausgespart sind, ebenso wie der Zentralbereich des Kühlrippenkörpers. Diese kühlrippenfreien Bereiche dienen der Sammlung beziehungsweise Verteilung des Kühlmittels aus beziehungsweise in vier Hauptrichtungen im Kühlrippenkörper selbst oder an den Eckstosspunkten zwischen vier Kühlrippenkörpern von über Eck benachbarten Diodenlaserbauelementen 20.Furthermore, it can be seen that the four corner regions of the square cooling fin arrangement are recessed in the cooling fin body of cooling fins, as well as the central region of the cooling fin body. These cooling rib-free areas serve to collect or distribute the coolant from or in four main directions in the cooling fin body itself or at the corner points between four cooling rib bodies of diode laser components which are adjacent over the corner 20 ,

Eingebracht beziehungsweise abgeführt aus diesen kühlmittelfreien Bereichen wird das Kühlmittel über die zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a beziehungsweise die ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46b einer Kühlmittelverteilungsplatte, von der in 6c die Oberseite und in 6d die Unterseite zu sehen ist. Über in die Unterseite der Kühlmittelverteilungsplatte als Nuten eingebrachte zulaufseitige Kühlmittelverteilungskanäle 47a wird das Kühlmittel auf die zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a verteilt; über in die Unterseite der Kühlmittelverteilungsplatte als Nuten eingebrachte ablaufseitige Kühlmittelverteilungskanäle 47a wird das Kühlmittel aus die ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46b gesammelt. Beide Gruppen von Kühlmittelführungskanälen 47a und 47b sind an einander gegenüberliegenden Enden jeweils an einen länglichen Durchbruch 47'a beziehungsweise 47'b angeschlossen, der sich über die Enden jeweils einer Gruppe erstreckt und das Kühlmittel auf sie zulaufseitig verteilt beziehungsweise ablaufseitig sammelt.Introduced or discharged from these coolant-free areas, the coolant through the inlet-side coolant supply breakthroughs 46a or the drain-side coolant supply openings 46b a coolant distribution plate of which in 6c the top and in 6d the bottom can be seen. About introduced in the bottom of the coolant distribution plate as grooves inlet side coolant distribution channels 47a the coolant is applied to the upstream side coolant supply openings 46a distributed; via drainage-side coolant distribution channels introduced into the underside of the coolant distribution plate as grooves 47a the coolant is out of the drain-side coolant supply openings 46b collected. Both groups of coolant ducts 47a and 47b are at opposite ends of each at an elongated breakthrough 47'a respectively 47'b connected, which extends over the ends of each group and collects the coolant on their inlet side or collects the drain side.

Eine nicht sichtbare Abschlussplatte verschließt die Kühlmittelverteilungsplatte 41 unterseitig zur Bildung einer erfindungsgemäßen Kühlmittelzu- und abführeinrichtung, die durch den 6e dargestellten zulaufseitigen Kühlmittelanschluss 42a und ablaufseitigen Kühlmittelanschluss 42b vervollständigt wird, indem diese dichtend an der Oberseite der Kühlmittelverteilungsplatte 41, die Kühlmittelführungskanäle 47'a und 47'b verschließend, befestigt werden. Oberseitig tragen die Kühlmittelanschlüsse 42a und 42b als Metallplatten ausgebildete elektrische Anschlusselemente 39a und 39b, deren Funktion mit Blick auf den Diodenlaser als Strahlungsquelle 50 in 6f deutlich wird: In ihr sind die Unterseite der Deckplatte 43 des Diodenlaserfeld 30 und Oberseite der Kühlmittelverteilungsplatte 41 stoffschlüssig und kühlmitteldicht miteinander verbunden. Die VCSEL-Felder 10 sind im Diodenlaserfeld 30 elektrisch seriell miteinander über elektrische Verbindungselemente verschaltet, die sich in jeder Reihe von VCSEL-Feldern jeweils von der strahlungsemissionsseitigen Metallisierung des VCSEL-Feldes 10 eines ersten Diodenlaserbauelementes 20 zu der Kupferschicht 28 eines dem ersten Diodenlaserbauelement 20 benachbarten Diodenlaserbauelementes erstreckt und diese elektrisch leitend stoffschlüssig kontaktiert. Benachbarte Reihen von VCSEL-Feldern sind über elektrische Verbindungszwischenelemente 29a und 29a, die als Metallschichten auf die Oberseiten der Kühlmittelanschlüsse 42a und 42b aufgebracht sind, miteinander elektrisch in Reihe verbunden. Die elektrische Kette von VCSEL-Feldern wird anoden- und kathodenseitig durch die bereits erwähnten elektrischen Anschlusselemente 39a und 39b terminiert.An invisible end plate closes the coolant distribution plate 41 underside to form a Kühlmittelzu- and discharge device according to the invention, which by the 6e shown on the inlet side coolant connection 42a and drain side coolant connection 42b is completed by sealing this at the top of the coolant distribution plate 41 , the coolant supply channels 47'a and 47'b closing, be attached. The coolant connections are on the top side 42a and 42b designed as metal plates electrical connection elements 39a and 39b , whose function with regard to the diode laser as a radiation source 50 in 6f becomes clear: In it are the underside of the cover plate 43 of the diode laser field 30 and top of the coolant distribution plate 41 cohesively and coolant tightly connected. The VCSEL fields 10 are in the diode laser field 30 electrically connected in series with each other via electrical connection elements, which in each row of VCSEL fields in each case from the radiation emission side metallization of the VCSEL field 10 a first diode laser component 20 to the copper layer 28 one of the first diode laser device 20 adjacent diode laser component extends and contacted electrically conductive cohesively. Adjacent rows of VCSEL arrays are via intermediate electrical interconnect elements 29a and 29a , which act as metal layers on the tops of the coolant connections 42a and 42b are applied to each other electrically connected in series. The electrical chain of VCSEL fields is anode and cathode side by the already mentioned electrical connection elements 39a and 39b terminated.

Strömungstechnisch besteht bei dieser zweidimensionalen Feldanordnung von Diodenlaserbauelementen die Situation, dass das Kühlmittel, welches jeweils mittig in die jeweiligen Kühlrippenkörper eingebracht wird, in vier Kühlmittelportionen zerfällt, von der sich jede jeweils an einer der vier Ecken des Kühlrippenkörpers mit den drei Kühlmittelportionen vereinigt, die aus den Kühlrippenkörpern stammen, die in dem betreffenden Vereinigungsbereich eine Ecke besitzen.fluidically consists of this two-dimensional array of diode laser devices the situation that the coolant, each centered introduced into the respective fin body is divided into four coolant portions of each at each of the four corners of the fin body united with the three portions of coolant, which from the Finned bodies come in the relevant Union area have a corner.

Wie bei den vorangegangen dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispielen existiert in der Strahlungsquelle 50 nur eine Schar von Diodenlaserbauelementen 20, die allesamt strömungstechnisch parallel durchflossen werden. Die Anzahl strömungstechnisch parallel durchflossener Gruppen ist identisch zur Anzahl der Diodenlaserbauelemente 20; ihre Gruppenstärke ist eins.As in the foregoing third, fourth and fifth embodiments, there exists in the radiation source 50 just a bunch of diode laser devices 20 , which are all flowed through in parallel fluidically. The number of flow-parallel-running groups is identical to the number of diode laser components 20 ; her group strength is one.

Mit einer solchen Strahlungsquelle 50 wird eine hohe optische Leistung in hervorragender optische Qualität auf einer großen, nahezu kontinuierlich leuchtenden Fläche bereitgestellt. Die beschriebenen Komponenten dieser Strahlungsquelle lassen sich in ihrer Anzahl skalieren, so dass Lichtemissionstafeln von mehreren Quadratmetern Größe herstellbar sind.With such a radiation source 50 For example, high optical performance of excellent optical quality is provided on a large, nearly continuous, luminous surface. The described components of this radiation source can be scaled in number, so that light emission panels of several square meters in size can be produced.

Ein Anwendungsbeispiel zeigt 6g mit einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 60 zur Materialbehandlung. Dabei wird die aus dem Diodenlaser 50 austretende Strahlung, deren Strahlungs richtung anhand der Pfeile 15 gekennzeichnet ist, über eine Teleskopanordnung zunächst mittels einer Zerstreuungsoptik 61a divergiert und mittels einer Sammeloptik kollimiert. Sie trifft im aufgeweiteten Zustand als paralleles Strahlenbündel auf ein auf einem Träger 64 gelagertes Werkstück 65, das durch zumindest teilweise Absorption der Strahlung einen zumindest oberflächlichen stofflichen Veränderungsprozess durchläuft. Ein Beispiel für ein solches Werkstück ist eine eine amorphe Siliziumschicht tragende Glasplatte, wobei die amorphe Siliziumschicht durch Tempern in eine polykristalline Schicht umgewandelt wird, beispielsweise im Herstellungsprozess von Dünnschichttransistoren (TFTs).An application example shows 6g with an irradiation device according to the invention 60 for material treatment. It will be the diode laser 50 emerging radiation whose direction of radiation using the arrows 15 is characterized, via a telescope arrangement, first by means of a diverging optical system 61a diverged and collimated by means of a collection optic. It meets in the expanded state as a parallel beam on a on a support 64 stored workpiece 65 which undergoes an at least superficial material change process by at least partial absorption of the radiation. An example of such a workpiece is a glass plate carrying an amorphous silicon layer, wherein the amorphous silicon layer is transformed into a polycrystalline layer by annealing, for example, in the manufacturing process of thin film transistors (TFTs).

Optikmittel zur Homogenisierung der Intensitätsverteilung des Strahlenbündels können bei Bedarf in den Strahlengang eingebracht werden.optical means for homogenizing the intensity distribution of the beam can be introduced into the beam path if required.

SIEBTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSEVENTH EMBODIMENT

Das siebte Ausführungsbeispiel weist für kantenemittierende Laserdiodenbarren als Laserdiodenbauelemente 10 gegenüber den Ausführungsbeispielen eins bis fünf den Unterschied auf, dass die erfindungsgemäße Benachbarungsrichtung – das heißt die Richtung, in die die erfindungsgemäßen Öffnungen 27 weisen und in der die erfindungsgemäßen Kühlmittelflusspassagen zwischen den Diodenlaserbauelementen bestehen – nicht die Stapelrichtung 35/35a ist, sondern die Reihenrichtung 36/36a. Zum Unterschied zwischen Reihen und Stapelrichtung bei kantenemittierende Halbleiterbauelementen wird auf die Erfindungsbeschreibung verwiesen.The seventh embodiment has edge emitting laser diode bars as laser diode devices 10 compared to the embodiments one to five on the difference that the invention Nachachbarrichtung - that is, the direction in which the openings according to the invention 27 and in which the coolant flow passages according to the invention exist between the diode laser components - not the stacking direction 35 / 35a is, but the row direction 36 / 36a , For the difference between rows and stacking direction in edge-emitting semiconductor devices, reference is made to the description of the invention.

Gleichwohl handelt es sich bei dem siebten Ausführungsbeispiel um eine Strahlungsquelle 50 mit einem Diodenlaserfeld 30 von mehreren Diodenlaserstapeln, die nebeneinander in Reihe angeordnet sind.Nevertheless, the seventh embodiment is a radiation source 50 with a diode laser field 30 of several diode laser stacks arranged side by side in series.

Ein Diodenlaserbauelement 20 dieser Diodenlaserstapel ist in 7a dargestellt. Der Wärmeleitkörper 21 ist aus vier Schichten Kupfer im DCB-Verfahren (siehe fünftes Ausführungsbeispiel) hergestellt. Die Schichtdicken betragen in Reihenfolge von unten nach oben in Dickenrichtung 0,3 mm, 0,2 mm, 0,2 mm und 0,3 mm. Der Wärmeleitkörper besitzt ein U-Form, wobei der Mittelschenkel die Wärmeaufnahmefläche umfasst, auf der der Laserdiodenbarren 10 mit Indiumlot aufgelötet ist. Die Seitenschenkel erstrecken sich entgegen der Abstrahlungsrichtung in Wärmeleitrichtung parallel zueinander und belassen zwischen ihnen einen keilförmigen Zwischenraum 48a, der von der Rückseite des Wärmeleitkörpers in Abstrahlungsrichtung spitz zuläuft und eine Kühlmittelspreizkammer bildet. Die vom Zwischenraum abgewandten linken und rechten Seitenflächen 22/22a des Wärmeleitkörpers verlaufen im Bereich der Seitenschenkel unter einem Winkel von 15° geneigt zur Abstrahlungsrichtung in der Weise, dass jeder Seitenschenkel in der Draufsicht die Form eines sich in Wärmeleitrichtung verjüngenden Trapezes annimmt.A diode laser device 20 this diode laser stack is in 7a shown. The heat-conducting body 21 is made of four layers of copper by the DCB method (see fifth embodiment). The layer thicknesses are in order from bottom to top in the thickness direction 0.3 mm, 0.2 mm, 0.2 mm and 0.3 mm. The Wärmeleitkörper has a U-shape, wherein the center leg includes the heat receiving surface on which the laser diode bar 10 soldered with indium solder. The side limbs extend parallel to one another in the direction of heat conduction in the direction of radiation and leave a wedge-shaped intermediate space between them 48a which tapers from the rear side of the heat conduction body in the emission direction and forms a Kühlmittelspreizkammer. The left and right side surfaces facing away from the gap 22 / 22a of the Wärmeleitkörpers extend in the region of the side legs at an angle of 15 ° inclined to the emission direction in such a way that each side leg in plan view assumes the shape of a tapered in heat conduction trapezoid.

Jeder Seitenschenkel besitzt eine Vielzahl von Kühlkanälen 26/26a, die sich vom Zwischenraum zu den geneigten Seitenflächen erstrecken, wodurch zwischen den Kühlkanälen 26/26a Kühlrippen 26'/26'a. vorliegenden, über deren Wandflächen 26* die Wärme an ein durch die Kühlkanäle fließendes Kühlmittel abgegeben wird. Die erfindungsgemäßen Öffnungen 27/27a der Kühlkanäle 26/26a liegen auf der linken Seitenfläche 22 beziehungsweise rechten Seitenfläche 22a der Seitenschenkel, wobei die Öffnungen 27a in 7a auf der rechten Seitenfläche 22a nicht bezeichnet sind, weil sie nicht sichtbar sind.Each side leg has a variety of cooling channels 26 / 26a which extend from the intermediate space to the inclined side surfaces, whereby between the cooling channels 26 / 26a cooling fins 26 ' / 26'a , present, over the wall surfaces 26 * the heat is given off to a coolant flowing through the cooling channels. The openings according to the invention 27 / 27a the cooling channels 26 / 26a lie on the left side surface 22 or right side surface 22a the side legs, the Öff calculations 27a in 7a on the right side surface 22a are not designated because they are not visible.

Die Diodendiodenlaserbauelemente 20 werden zu einem Diodenlaserstapel in einer Stapelrichtung 35 miteinander verbunden, wobei jeweils den Diodenlaserbauelementen 20 abgewandte Kontaktflächen der Laserdiodenbarren 10 über einen elektrisch leitfähigen Klebstoff mit dem Wärmeleitkörper 21 eines unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementes 20 verbunden sind, so dass die Diodenlaserbauelemente 20 eines Stapel untereinander elektrisch seriell verschaltet sind (7b). Die Wärmeleitkörper 21 sind abseits der Wärmeaufnahmefläche, sprich abseits vom Laserdiodenbarren, jeweils über einen elektrisch nicht leitfähigen Klebstoff 32 mit dem Wärmeleitkörper 21 eines unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementes 20 flächig stoffschlüssig verbunden und bilden gegenüber dem Kühlmittel die erfindungsgemäße Dichtung aus. Der oberste Wärmeleitkörper 21 im Stapel trägt keinen Laserdiodenbarren 10, sondern dient nur zum kühlungstechnischen Abschluss und elektrischen Abschluss des Diodenlaserstapels.The diode diode laser components 20 become a diode laser stack in a stacking direction 35 connected to each other, wherein in each case the diode laser components 20 remote contact surfaces of the laser diode bars 10 via an electrically conductive adhesive with the heat-conducting body 21 an immediately adjacent diode laser device 20 are connected, so that the diode laser components 20 of a stack are interconnected electrically in series ( 7b ). The heat conducting body 21 are away from the heat receiving surface, ie away from the laser diode bar, each with an electrically non-conductive adhesive 32 with the heat-conducting body 21 an immediately adjacent diode laser device 20 surface cohesively connected and form the seal of the invention over the coolant. The uppermost heat-conducting body 21 in the stack does not carry a laser diode bar 10 but serves only for the cooling-technical termination and electrical termination of the diode laser stack.

Mehrere Diodenlaserstapel werden weiterhin einer Reihe in Reihenrichtung 36/36a nebeneinander angeordnet (7c, 7f). Ein elektrisch nicht leitfähiger Klebstoff 32a verbindet zwei benachbarte Diodenlaserstapel stoffschlüssig, in dem er den Bereich zwischen den Wärmeaufnahmeabschnitten benachbarter Wärmeleitkörper 21 dichtend gegenüber dem Kühlmittel überbrückt. Die Bereiche zwischen den Wärmeabgabeabschnitten benachbarter Wärmeleitkörper bleiben frei und bilden die erfindungsgemäße Kühlmittelflusspassage 37 aus. Durch die Neigung der Seitenflächen, sind sie ebenso keilförmig und in Abstrahlungsrichtung spitz zulaufend ausgebildet wie die Seitenschenkelzwischenräume der Wärmeleitkörper. Diese Form ermöglicht eine druckverlustarme Kühlmittelverteilung in beziehungsweise Kühlmittelsammlung aus den Kühlkanälen 26 und 26a des Diodenlaserfeldes 30. Deckplatten 43 und 43a sind ober- beziehungsweise unterseitig des Diodenlaserfeldes 30 angebracht, tragen zu einem Einschluss des Kühlmittels in der Strahlungsquelle 50 bei und stellen eine elektrischen Serien- oder Parallelverschaltung der Diodenlaserstapel bereit sowie elektrische Anschlüsse für das Diodenlaserfeld 30, welche nicht explizit dargestellt sind.Several diode laser stacks continue to be in a row in the row direction 36 / 36a arranged side by side ( 7c . 7f ). An electrically non-conductive adhesive 32a connects two adjacent diode laser stacks materially, in which he the area between the heat receiving portions of adjacent Wärmeleitkörper 21 bridged sealingly against the coolant. The regions between the heat-dissipating sections of adjacent heat-conducting bodies remain free and form the coolant-flow passage according to the invention 37 out. Due to the inclination of the side surfaces, they are also wedge-shaped and tapered in the direction of radiation formed as the side leg intermediate spaces of the heat conducting body. This form allows a low-loss coolant distribution in or coolant collection from the cooling channels 26 and 26a of the diode laser field 30 , cover plates 43 and 43a are upper or lower side of the diode laser field 30 attached, contribute to the inclusion of the coolant in the radiation source 50 at and provide an electrical series or parallel connection of the diode laser stack ready and electrical connections for the diode laser field 30 , which are not explicitly shown.

Der Kühlmittelfluss in der Strahlungsquelle 50 erfolgt in der Weise, dass das Kühlmittel über die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung 40, dargestellt in 7d, in die Kühlmittelverteilungskammern 48 eingebracht wird, die durch die Zwischenräume 48 der Seitenschenkel der Wärmeleitkörper 21 gebildet werden (7f). Von dort aus verzweigen sich zwei Kühlmittelportionen in entgegengesetzten Richtungen parallel zur Reihenrichtung 36/36a in die Kühlkanäle 26 und 26a jedes Wärmeleitkörpers 21. Auf der den Zwischenräumen 48 gegenüberliegenden Seiten treten die Kühlmittelportionen aus den Kühlkanälen 26 und 26a aus und vereinigen sich in den Kühlmittelflusspassagen 37 mit den Kühlmittelportionen aus den Diodenlaserbauelementen 20 des jeweils benachbarten Diodenlaserstapels. Über die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung 40 verlässt das Kühlmittel das Diodenlaserfeld 30. Da über die elektrisch leitfähigen Wärmeleitkörper 21 ein elektrisches Potential an vom Kühlmittel benetzten Oberflächen vorhanden ist, welches stufenweise von Diodenlaserbauelement 20 zu Diodenlaserbauelement 20 in Schritten des Spannungsabfalls über dem pn-Übergang des Laserdiodenbarren variiert, wird als Kühlmittel Wasser verwendet, welches nur eine geringe elektrische Leitfähigkeit von 5 μS/cm besitzt.The coolant flow in the radiation source 50 takes place in such a way that the coolant via the coolant supply and discharge device 40 represented in 7d into the coolant distribution chambers 48 is introduced by the spaces between them 48 the side legs of the heat-conducting body 21 be formed ( 7f ). From there, two portions of coolant branch off in opposite directions parallel to the row direction 36 / 36a in the cooling channels 26 and 26a every heat-conducting body 21 , On the interstices 48 opposite sides, the coolant portions emerge from the cooling channels 26 and 26a out and unite in the coolant flow passages 37 with the coolant portions from the diode laser components 20 of the respectively adjacent diode laser stack. About the coolant supply and discharge device 40 the coolant leaves the diode laser field 30 , Because of the electrically conductive heat conducting body 21 there is an electrical potential on surfaces wetted by the coolant, which is stepped by diode laser device 20 to diode laser device 20 In steps of the voltage drop across the pn junction of the laser diode bar varies, is used as the coolant water, which has only a low electrical conductivity of 5 μS / cm.

Die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung 40 besteht aus einer Kühlmittelverteilungsplatte 41 und einer Kühlmittelanschlussplatte 42. In der Oberseite der Kühlmittelverteilungsplatte sind in Reihenrichtung abwechselnd zulaufseitige Kühlmittelspreiznuten 45a und ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungsnuten 45b eingebracht, deren Längsachsen in Plattenebene parallel zueinander und senkrecht zur Reihenrichtung liegen. Von den unterseitig in die Kühlmittelverteilungsplatte eingebrachten Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a und 46b sind zulaufseitige (46a) in einer ersten Hälfte der Kühlmittelverteilungsplatte 41 angeordnet und stehen mit den zulaufseitigen Kühlmittelspreiznuten 45a Verbindung und ablaufseitige (46b) in der zweiten Hälfte, wobei sie mit den ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungsnuten 45b in Verbindung stehen (7e).The coolant supply and discharge device 40 consists of a coolant distribution plate 41 and a coolant connection plate 42 , In the upper side of the coolant distribution plate, there are alternately inlet-side coolant expansion grooves in the row direction 45a and drain side Kühlmitteleinschnürungsnuten 45b introduced, the longitudinal axes in the plane of the plate parallel to each other and perpendicular to the row direction. From the lower side introduced into the coolant distribution plate coolant guide breakthroughs 46a and 46b are upstream ( 46a ) in a first half of the coolant distribution plate 41 arranged and are with the inlet-side Kühlmittelspreiznuten 45a Connection and expiration ( 46b ) in the second half, communicating with the drain-side coolant constriction grooves 45b keep in touch ( 7e ).

Den Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46a und 46b auf der den Kühlmittelführungsnuten 45a und 46a abgewandten Seite gegenüberliegende Kühlmittelführungskanäle 47a und 47b in der Kühlmittelanschlussplatte 42 dienen dem zulaufseitig dem Verteilen von Kühlmittel auf die zulaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüche 46a und ablaufseitig dem Sammeln von Kühlmittel aus den ablaufseitigen Kühlmittelführungsdurchbrüchen 46b.The coolant supply breakthroughs 46a and 46b on the coolant guide grooves 45a and 46a opposite side opposite coolant guide channels 47a and 47b in the coolant connection plate 42 serve the inlet side of the distribution of coolant to the inlet-side coolant supply openings 46a and the drain side of the collection of coolant from the drain-side coolant guide openings 46b ,

Wie bei den vorangegangen dritten bis sechsten Ausführungsbeispielen existiert in der Strahlungsquelle 50 nur eine Schar von Diodenlaserbauelementen 20, die allesamt strömungstechnisch parallel durchflossen werden. Die Anzahl strömungstechnisch parallel durchflossener Gruppen ist identisch zur Anzahl der Diodenlaserbauelemente 20; ihre Gruppenstärke ist eins.As in the foregoing third to sixth embodiments, there exists in the radiation source 50 just a bunch of diode laser devices 20 , which are all flowed through in parallel fluidically. The number of flow-parallel-running groups is identical to the number of diode laser components 20 ; her group strength is one.

ACHTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELEighth Embodiment

Das achte Ausführungsbeispiel betrifft eine Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle, in der die Anordnungsrichtung der Halbleiterbaugruppen 20 nicht senkrecht zur Abstrahlungsrichtung angeordnet ist, wie das in den sieben vorangegangen Ausführungsbeispielen der Fall ist, sondern – baugruppenweise – parallel dazu. Eine solche Anordnung wird beispielsweise dann möglich, wenn die Strahlung emittierenden Halbleiterbauelemente – in diesem Fall kantenemittierende Laserdiodenbarren 10 – nicht nur in Abstrahlungsrichtung, sondern auch senkrecht dazu versetzt angeordnet sind, so dass ein Laserdiodenbauelement nicht im Strahlengang eines anderen steht (8e, 8f).The eighth embodiment relates to an embodiment of the radiation source according to the invention, in which the arrangement direction of the half conductor assemblies 20 is not arranged perpendicular to the radiation direction, as is the case in the seven preceding embodiments, but - in groups - parallel to it. Such an arrangement is possible, for example, when the radiation-emitting semiconductor components - in this case edge-emitting laser diode bars 10 Are arranged offset not only in the direction of radiation, but also perpendicular thereto, so that a laser diode component is not in the beam path of another ( 8e . 8f ).

Alternativ können natürlich strahlumlenkende Optiken verwendet werden, um bei einem fehlenden Versatz senkrecht zur Abstrahlungsrichtung 15 die emittierten Strahlenbündel in eine Richtung umzulenken, in der ihnen kein Laserdiodenbarren 10 oder Diodenlaserbauelement 20 im Weg ist. Derartige strahlumlenkende Optiken können sowohl im Laserdiodenelement als auch im Wärmeleitkörper integriert oder angebracht sein, wobei im Resultat eine Abstrahlungsrichtung vorliegt die, senkrecht zur Anordnungsrichtung vorliegt, so wie es im sechsten Ausführungsbeispiel der Fall ist.Alternatively, of course, beam deflecting optics can be used to provide a missing offset perpendicular to the direction of radiation 15 to redirect the emitted beams in one direction, in which no laser diode bar 10 or diode laser device 20 is in the way. Such beam-deflecting optics can be integrated or mounted both in the laser diode element and in the heat-conducting body, with the result being a radiation direction which is perpendicular to the arrangement direction, as is the case in the sixth exemplary embodiment.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt keine Strahlumlenkung vor, und die Diodenlaserbauelemente 20 – und mit ihnen die Laserdiodenbarren 10 – sind in einer Normalenrichtung der Kontaktflächen des Laserdiodenbarrens bauelementweise so zueinander versetzt, dass in Abstrahlungsrichtung 15 die Strahlungsausbreitung auf der optischen Achse nicht behindert ist. Die Anordnung der Diodenlaserbauelemente 20 und mit ihnen derjenige der Laserdiodenbarren 10 in beziehungsweise entgegen der Abstrahlungsrichtung 15 erfolgt in einer Tiefenrichtung 36b von hintereinander angeordneten Diodenlaserbauelementen 20. Dabei ist der Versatz der Laserdiodenbarren senkrecht zur Tiefenrichtung kleiner als der in Tiefenrichtung 36b, so dass ein hochbrillantes Strahlungsfeld von der Strahlungsquelle emittiert wird. Beispielsweise ist der Versatz von Diodenlaserbauelementen 20 in dieser Diodenlaseranordnung in Tiefenrichtung 2 mm und senkrecht dazu 0,5 mm.In the present embodiment, there is no beam deflection, and the diode laser components 20 - and with them the laser diode bars 10 - Are in a normal direction of the contact surfaces of the laser diode bar component so offset from one another that in the radiation direction 15 the radiation propagation on the optical axis is not hindered. The arrangement of the diode laser components 20 and with them the one of the laser diode bars 10 in or against the radiation direction 15 takes place in a depth direction 36b of successively arranged diode laser components 20 , The offset of the laser diode bars perpendicular to the depth direction is smaller than that in the depth direction 36b such that a high brilliance radiation field is emitted from the radiation source. For example, the offset is from diode laser devices 20 in this diode laser array in the depth direction 2 mm and perpendicular thereto 0.5 mm.

Damit ergibt sich im übrigen eine Mehrzahl von parallel zueinander versetzten Anordnungsrichtungen, von der jede einem Diodenlaserbauelement zugeordnet ist. In einer dazu alternativen Betrachtungsweise existiert nur eine, die Diodenlaseranordnung übergreifende, Anordnungsrichtung, die um 14° (dem Arcustangens des Verhältnisses aus Versatz in Normalenrichtung und Tiefenrichtung) gegenüber der Abstrahlungsrichtung 15 geneigt ist.This results in the rest, a plurality of mutually parallel arrangement directions, each of which is associated with a diode laser component. In an alternative consideration, there is only one direction of arrangement, spanning the diode laser array, that is 14 ° (the arc tangent of the ratio of normal and depth direction offset) to the direction of emission 15 is inclined.

Optische Kollimationsmittel, die vor jedem Laserdiodenbarren angeordnet sein können, eignen sich für eine Kollimation der Strahlung, die verhindert, dass andernfalls divergente Strahlenbündelabschnitte auf in Abstrahlungsrichtung 15 angeordnete Diodenlaserbauelemente 20 treffen. Bezüglich einer derartigen optischen Anordnung und ihren Weiterbildungen wird auf die Offenlegungsschrift WO 2007 061509 A2 verwiesen.Optical collimation means, which can be arranged in front of each laser diode bar, are suitable for collimation of the radiation, which prevents otherwise divergent beam sections in the emission direction 15 arranged diode laser components 20 to meet. With respect to such an optical arrangement and its developments is on the publication WO 2007 061509 A2 directed.

Das Diodenlaserbauelement dieses Ausführungsbeispiels weist einen plattenförmigen Wärmeleitkörper 21 auf, der aus einem Verbundwerkstoff von Kohlenstoffnanofasern und Kupfer besteht (8a). Die Wärmeaufnahmefläche, die als Montagefläche für den Laserdiodenbarren 10 dient, ist auf einer frontseitigen Endfläche 23a, die gegenüber der Plattenoberseite 22 um 90° geneigt ist, angeordnet. Der Laserdiodenbarren ist an der Kante zur Plattenunterseite seitens seiner ersten elektrischen Kontaktfläche mittels eines Gold-Zinn-Lotes auf die Wärmeaufnahmefläche 21 aufgelötet. Die Abstrahlungsrichtung 15 weist in Richtung der Unterseitennormalen des Wärmeleitkörpers 21. Ausnehmungen 26 erstrecken sich oberseitig, Ausnehmungen 26a unterseitig, ausgehend von der der frontseitigen Endfläche 23a gegenüberliegenden rückseitigen Endfläche zu etwa zwei Dritteln der Länge der Wärmesenke in Abstrahlungsrichtung 15 (8a, 8f). Sie wurden mittels eine Metallkreissäge in den Wärmeleitkörper 21 eingebracht. Die unterseitigen Kühlkanäle 26a enden in strahlungsemissionsseitiger Richtung 15 in einem um den Versatz in Stapelrichtung von 0,5 mm größeren Abstand von der frontseitigen Endfläche 23a des Wärmeleitkörper 21 als die oberseitigen Kühlkanäle 26a. Oberseitig und unterseitig weisen die als Kühlkanäle 26 und 26a fungierenden Ausnehmungen die erfindungsgemäßen Öffnungen 27 und 27a (letztere, da auf der Unterseite gelegen, in 8a nicht sichtbar und nicht bezeichnet) auf, über die das Kühlmittel in einen Freiraum zwischen unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementen 20 treten kann. Ein auf der dem Wärmeleitkörper 21 abgewandten, zweiten elektrischen Kontaktfläche ebenfalls mit einem Gold-Zinn-Lot befestigtes elektrisches Anschlusselement 29 ist als Kupfer-Molybdän-Verbundmetallblech L-förmig ausgebildet, wobei die Außenseite des längeren Schenkels die Kontaktfläche gegenüber dem Laserdiodenbarren 10 beinhaltet.The diode laser component of this embodiment has a plate-shaped heat conducting body 21 consisting of a composite of carbon nanofibers and copper ( 8a ). The heat receiving surface, which serves as a mounting surface for the laser diode bar 10 serves, is on a front end surface 23a facing the top of the panel 22 is inclined by 90 °, arranged. The laser diode bar is at the edge to the underside of the plate side of its first electrical contact surface by means of a gold-tin solder on the heat receiving surface 21 soldered. The direction of radiation 15 points in the direction of the underside normal of the Wärmeleitkörpers 21 , recesses 26 extend on top, recesses 26a on the underside, starting from the front end surface 23a about two thirds of the length of the heat sink in the radiation direction opposite rear end surface 15 ( 8a . 8f ). They were made by means of a metal circular saw in the heat-conducting body 21 brought in. The lower side cooling channels 26a end in radiation emission side direction 15 in a by the offset in the stacking direction of 0.5 mm greater distance from the front end surface 23a of the heat conducting body 21 as the topside cooling channels 26a , The upper and lower sides have as cooling channels 26 and 26a acting recesses openings of the invention 27 and 27a (the latter being located at the bottom, in 8a not visible and not labeled) on which the coolant into a space between immediately adjacent diode laser devices 20 can occur. One on the heat conduction body 21 remote, second electrical contact surface also secured with a gold-tin solder electrical connection element 29 is formed as a copper-molybdenum-composite metal sheet L-shaped, wherein the outer side of the longer leg, the contact surface with respect to the laser diode bar 10 includes.

Zwischen zwei in der Diodenlaseranordnung benachbarten Diodenlaserbauelementen ist jeweils ein Zwischenstück 34 vorgesehen, dass eine längliche Öffnung 37 aufweist, die gegenüber den frontseitigen Endabschnitten der Kühlkanäle 26 an der Oberseite 22 des Wärmeleitkörpers positioniert werden. Eine längliche Ausnehmung in der rückwärtigen Endfläche des Zwischenstücks 34 ist gegenüber den rückseitigen Endabschnitten der Kühlkanäle angeordnet und dient als Kühlmittelführungskammer 48. Die Oberseite 22 des Wärmeleitkörpers 21 dient zwischen den strahlungsemissionsseitigen Endabschnitten der Öffnungen 27 als erfindungsgemäße Dichtfläche, wobei das Zwischenstück 34 seinen Teil zur Dichtung beiträgt. Über beidseitig auf das Zwischenstück aufgetragene, nicht bezeichnete Klebstoffschichten sind jeweils zwei benachbarte Diodenlaserbauelemente miteinander stoffschlüssig verbunden.Between two diode laser components adjacent in the diode laser arrangement, there is one intermediate piece in each case 34 provided that an elongated opening 37 facing the front end portions of the cooling channels 26 at the top 22 be positioned of the heat conducting body. An elongate recess in the rear end surface of the intermediate piece 34 is disposed opposite to the rear end portions of the cooling channels and serves as a coolant guiding chamber 48 , The top 22 the Wärmeleitkörpers 21 serves between the radiation emission side end portions of the openings 27 as a sealing surface according to the invention, wherein the intermediate piece 34 contributes his part to the seal. On both sides on the Intermediate piece applied, not designated adhesive layers are each two adjacent diode laser components connected to each other cohesively.

Ein Freiraum an der Rückseite zwischen zwei über die Enden der Kanäle 26, 26a hervorstehenden Seitenabschnitten des Wärmeleitkörpers 21 gestattet zulaufseitig einen Durchtritt des Kühlmittels von der Oberseite auf die Unterseite des Wärmeleitkörpers und ablaufseitig einen Durchtritt des Kühlmittels von der Unterseite auf die Oberseite des Wärmeleitkörpers 21.A space at the back between two over the ends of the channels 26 . 26a protruding side portions of the Wärmeleitkörpers 21 allowed on the inlet side a passage of the coolant from the top to the bottom of the heat conducting body and the outlet side a passage of the coolant from the bottom to the top of the heat conducting body 21 ,

Eine Kühlmittelverteilungseinheit 41a komplettiert zusammen mit der Diodenlaseranordnung die Strahlungsquelle 50. Sie ist in 8c in Frontansicht, in 8d in Rückansicht, in 8e in Schrägansicht und in 8f in Querschnittsansicht dargestellt und ist auf der der Diodenlaseranordnung zugewandten Seite stufenförmig ausgebildet und auf der der Diodenlaseranordnung abgewandten Seite rampenförmig. Gestrichelte Linien in 8d, 8e und 8f deuten an, dass die Kühlmittelverteilungseinheit 41a aus untereinander flächig verbundenen Platten aus elektrisch nicht leitfähigem Material – beispielsweise LTC-(low-temperature co-fired)-Keramik – besteht, deren Anzahl der der Stufen zuzüglich eins entspricht, auf der die Diodenlaserbauelemente 20 seitens ihre rückwärtigen Endfläche angeordnet sind. Auf der Ebene jeder Stufe bestehen in der Platte der nachfolgend darüber gelegenen Stufe abwechselnd zulaufseitige Kühlmittelspreiznuten 45a und ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungsnuten 45b, die auf der der Diodenlaseranordnung zugewandten Seite über die volle Erstreckungsbreite der Kühlkanäle 26 der Wärmeleitkörper ausgedehnt sind und auf der Diodenlaseranordnung abgewandten Seite auf Nuten von knapp der Hälfte dieser Breite beschränkt sind, wobei dort zulaufseitige Einlässe und ablaufseitige Auslässe in verschiedenen Hälften der Kühlmittelverteilungseinheit 41a angeordnet sind und sich jeweils zur Vergrößerung des Kanalquerschnitts in den Kühlmittelflusspfaden abschnittsweise über zwei Platten erstrecken, in denen das Kühlmittel in einem Diodenlaserbauelement 20 zulaufseitig in zwei Portionen aufgeteilt wird oder ablaufseitig aus zwei Portionen vereinigt wird.A coolant distribution unit 41a completes the radiation source together with the diode laser array 50 , she is in 8c in front view, in 8d in rear view, in 8e in oblique view and in 8f shown in cross-sectional view and is stepped on the diode laser array side facing and ramped on the side facing away from the diode laser array side. Dashed lines in 8d . 8e and 8f indicate that the coolant distribution unit 41a consists of plates connected to each other surface of electrically non-conductive material - for example, LTC (low-temperature co-fired) ceramic - whose number corresponds to the stages plus one on which the diode laser components 20 are arranged by their rear end surface. At the level of each stage, there are alternately inlet-side coolant expansion grooves in the plate of the next step above 45a and drain side Kühlmitteleinschnürungsnuten 45b , on the diode laser array side facing the full extension width of the cooling channels 26 the Wärmeleitkörper are extended and on the side facing away from the diode laser array on grooves of almost half of this width are limited, where there inflow-side inlets and outflow-side outlets in different halves of the coolant distribution unit 41a are arranged and in each case extend to increase the channel cross section in the coolant flow paths in sections via two plates, in which the coolant in a diode laser component 20 is divided into two portions on the inlet side or is combined on the outlet side from two portions.

In der Diodenlaseranordnung kontaktiert das elektrische Verbindungselement 29 seitens seiner Außenfläche am kürzen Schenkel der L-Form den elektrisch leitfähigen Wärmeleitkörper des in Reihenrichtung 35 benachbarten Diodenlaserbauelementes unterseitig, wodurch die fünf vorhandenen Diodenlaserbauelemente elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Diodenlaseranordnung begrenzende Wärmeleitkörper 21 mit dem höchsten und dem niedrigsten elektrischen Potential dienen sowohl als kühlungs-/strömungstechnischer Abschluss als auch als elektrischer Anschluss, der für eine Stromquelle durch an den äußeren Wärmeleitkörpern 21 befestigten elektrischen Anschlusselementen 39a und 39b bereitgestellt wird.In the diode laser arrangement, the electrical connection element contacts 29 on the part of its outer surface on the shorter leg of the L-shape, the electrically conductive heat-conducting body of the row direction 35 adjacent diode laser component lower side, whereby the five existing diode laser components are electrically connected in series. The diode laser arrangement limiting heat conducting body 21 with the highest and the lowest electric potential serve both as a cooling / fluidic termination as well as an electrical connection, which is for a power source through at the outer Wärmeleitkörpern 21 fixed electrical connection elements 39a and 39b provided.

Der strömungstechnische Verlauf des Kühlmittels sieht zulaufseitig eine Kühlmitteltrennung in zwei parallel fließende Kühlmittelportionen vor, die ober- und unterseitig die Kühlkanäle 26 und 26a von Wärmeleitkörpern 21 einer ersten Schar von Diodenlaserbauelementen 20 beströmen, anschließend in zwei einander entgegengesetzten Richtungen durch die Kühlmittelpassagen 37 der anliegenden Zwischenstücke 34 in die ober- beziehungsweise unterseitigen Kühlkanäle 26 und 26a zweier unmittelbar benachbarter Wärmeleitkörpern 21 einer zweiten Schar von Diodenlaserbauelementen 20 eintritt. Nach dem Durchströmen dieser Kühlkanäle vereinigen sich die Kühlmittelportionen im rückwärtigen Freiraum der Wärmeleitkörper mit den Kühlmittelportionen, die aus den beiden, dem Diodenlaserbauelement der ersten Schar von Diodenlaserbauelementen übernächst benachbarten, Diodenlaserbauelementen der ersten Schar von Diodenlaserbauelementen stammen.The flow-related course of the coolant provides on the inlet side a coolant separation into two parallel-flowing coolant portions, the upper and lower sides of the cooling channels 26 and 26a of Wärmeleitkörpern 21 a first family of diode laser devices 20 then flow in two opposite directions through the coolant passages 37 the adjacent intermediate pieces 34 in the top or bottom cooling channels 26 and 26a two immediately adjacent Wärmeleitkörpern 21 a second family of diode laser devices 20 entry. After flowing through these cooling channels, the coolant portions unite in the rearward free space of the heat conducting body with the coolant portions, which originate from the two, the diode laser component of the first family of diode laser components next adjacent, diode laser components of the first family of diode laser components.

Der Kühlmittelflussverlauf durch die Diodenlaserbauelemente 20 der Strahlungsquelle 50 ist damit strömungstechnisch prinzipiell identisch zu denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiel: Es existieren zwei seriell durchflossene Scharen von Diodenlaserbauelementen 20, die in, in Benachbarungsrichtung nebeneinander angeordnete, strömungstechnisch parallel durchflossene Gruppen von je zwei Diodenlaserbauelementen 20 aufgeteilt sind, wobei im Gegensatz zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen die Benachbarungsrichtung nicht die Stapelrichtung, sondern die Reihenrichtung ist.The coolant flow path through the diode laser components 20 the radiation source 50 is thus fundamentally identical in terms of flow to those of the first and second embodiments: There are two serially traversed flocks of diode laser components 20 , which in, in the direction of adjacency juxtaposed, flow-parallel through-flow groups of two diode laser components 20 are divided, wherein, in contrast to the first two embodiments, the neighboring direction is not the stacking direction, but the row direction.

NEUNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELNINTH EMBODIMENT

Die Strahlungsquelle 50 des neunten Ausführungsbeispiels weist als Laserdiodenelement einen Laserdiodenchip 10 auf, dessen Breite kleiner ist als seine Resonatorlänge. Bei Laserdiodenbarren ist es aufgrund der Nebeneinanderanordnung einer Vielzahl von optisch unabhängig voneinander betreibbaren Emittern in Breitenrichtung umgekehrt. Die besagten Laserdiodenchips können einige Emitter in Breitenrichtung verteilt nebeneinander aufweisen. Beispielweise vier oder zwei. In diesem Fall weist der Laserdiodenchip 10 nur einen Emitter von 100 μm Breite auf. Seine Breite ist 400 μm, seine (Resonator-)Länge 4 mm. Er ist zur Bildung eines Diodenlaserbauelementes 20 auf die Metallisierung 28 eines Wärmeleitkörpers 21 gelötet, die sich von der Mitte der Oberseite des Wärmeleitkörpers bandartig über die zur Abstrahlungsrichtung 15 orientierte Frontseite auf die Unterseite des plattenförmigen Wärmeleitkörpers 21 erstreckt und dort spiegelsymmetrisch zur Oberseite angeordnet ist (9a). Der Wärmeaufnahmeabschnitt erstreckt sich in Projektion des Laserdiodenchips senkrecht zur Plattenoberseite durch den Wärmeleitkörper 21. Beiderseits links und rechts des Wärmeaufnahmeabschnitts sind in Breitenrichtung senkrecht zur Abstrahlungsrichtung Ausnehmungen 26, 26a eingebracht, von der sich eine erste Gruppe als Kühlkanäle 26 in der in Abstrahlungsrichtung 15 gesehen rechten Wärmeleitkörperhälfte von der rechten Seitenfläche des Wärmeleitkörpers 21 bis auf etwa 0,5 mm an den Wärmeaufnahmeabschnitt heran und von der Oberseite zur Unterseite erstreckt eine zweite Gruppe als Kühlkanäle 26a in der in Abstrahlungsrichtung 15 gesehen linken Wärmeleitkörperhälfte von der linken Seitenfläche des Wärmeleitkörpers 21 bis auf etwa 0,5 mm an den Wärmeaufnahmeabschnitt heran und von der Oberseite zur Unterseite erstreckt. Es existieren somit zwei einander entgegengesetzte Wärmeleitrichtungen in Breitenrichtung.The radiation source 50 of the ninth embodiment has a laser diode chip as a laser diode chip 10 whose width is smaller than its resonator length. In laser diode bars, it is reversed in the width direction due to the juxtaposition of a plurality of optically independently operable emitters. Said laser diode chips may have some emitters distributed side by side in the width direction. For example, four or two. In this case, the laser diode chip 10 only an emitter of 100 microns wide. Its width is 400 μm, its (resonator) length 4 mm. It is for forming a diode laser device 20 on the metallization 28 a Wärmeleitkörpers 21 soldered, extending from the middle of the top of the Wärmeleitkörpers tape-like over the direction of radiation 15 oriented front on the underside of the plate-shaped heat conducting body 21 extends and there mirror metric to the top ( 9a ). The heat receiving portion extends in projection of the laser diode chip perpendicular to the top of the plate through the heat conducting body 21 , On both sides left and right of the heat receiving portion are recesses in the width direction perpendicular to the radiation direction 26 . 26a introduced, from which a first group as cooling channels 26 in the direction of radiation 15 Seen right heat-conducting half of the right side surface of the Wärmeleitkörpers 21 up to about 0.5 mm to the heat receiving portion and from the top to the bottom extends a second group as cooling channels 26a in the direction of radiation 15 Seen left heat conduction half of the left side surface of the Wärmeleitkörpers 21 up to about 0.5 mm on the heat receiving portion and extends from the top to the bottom. There are thus two opposing heat conduction directions in the width direction.

Zwischen den Kühlkanälen 26 und 26a sind durch den Materialbestand des Wärmeleitkörpers Kühlrippen 26' und 26'a ausgebildet, deren einander zugewandte Oberflächen Wärmeabgabeflächen im erfindungsgemäßen Sinne aufweisen. Es existieren somit zwei einander entgegengesetzte Wärmeleitrichtungen in BreitenrichtungBetween the cooling channels 26 and 26a are due to the material inventory of Wärmeleitkörpers cooling fins 26 ' and 26'a formed, whose mutually facing surfaces heat transfer surfaces in the inventive sense. There are thus two opposing heat conduction directions in the width direction

Ein Diodenlaserstapel 30 wird durch Übereinanderstapeln in Stapelrichtung 35 von Diodenlaserbauelementen 20 erzielt, wobei zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementen 20 jeweils zwei U-förmige Zwischenstücke angeordnet sind, welche über beidseitig angeordnete Fügezonen mit einander gegenüberliegenden Diodenlaserbauelementen 20 stoffschlüssig verbunden ist (9b). Damit ist der Diodenlaserstapel 30 eine stoffschlüssige Einheit, wobei die von der oberseitigen Metallisierungsschicht 28 abgewandte, zweite Kontaktfläche Die U-förmige Zwischenstücke sind in der jeweiligen Wärmeleitrichtung zu den Seitenflächen der Wärmeleitkörper 21 hin geöffnet, wobei zwischen den Seitenschenkeln der Zwischenstücke die erfindungsgemäßen Kühlmittelflusspassagen 37 vorliegen. Der im Diodenlaserstapel 30 oberste Wärmeleitkörper 21 trägt keinen Laserdiodenchip 10, sondern dient zum kühlmitteltechnischen und elektrischen Abschluss des Diodenlaserstapels 30, wobei an dem oberseitigen Abschnitt der Metallisierung 28 ein erstes elektrisches Anschlusselement 39a befestigt ist. An dem unterseitigen Abschnitt der Metallisierung des im Diodenlaserstapel untersten Diodenlaserbauelementes 20 ist ein zweites, zum ersten elektrischen Anschlusselement 39a gegenpoliges, zweites elektrisches Anschlusselement 39b befestigt.A diode laser stack 30 is by stacking in the stacking direction 35 of diode laser devices 20 achieved, wherein between two directly adjacent diode laser components 20 in each case two U-shaped intermediate pieces are arranged, which on both sides arranged joining zones with opposite diode laser components 20 is integrally connected ( 9b ). This is the diode laser stack 30 a cohesive unit, wherein the top of the metallization layer 28 remote, second contact surface The U-shaped intermediate pieces are in the respective heat conduction direction to the side surfaces of the heat conducting body 21 open, wherein between the side legs of the intermediate pieces, the coolant flow passages according to the invention 37 available. The one in the diode laser stack 30 top heat-conducting body 21 does not carry a laser diode chip 10 but serves for the coolant technical and electrical termination of the diode laser stack 30 , wherein at the top-side portion of the metallization 28 a first electrical connection element 39a is attached. At the lower side portion of the metallization of the diode laser stack lowest in the diode laser stack 20 is a second, to the first electrical connection element 39a opposite pole, second electrical connection element 39b attached.

Zur Vervollständigung der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle 50 sind an der linken und rechten Seite des Diodenlaserstapels 30 jeweils eine Kühlmittelzu- und – abführeinrichtung befestigt (9c), deren Komponenten – namentlich die Kühlmittelverteilungsplatte 41 und die Kühlmittelanschlussplatte 42 – in 3c dargestellt sind, so dass zu deren Erklärung auf die Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels verwiesen wird.To complete the radiation source according to the invention 50 are on the left and right sides of the diode laser stack 30 each a coolant supply and - removal device attached ( 9c ), their components - namely the coolant distribution plate 41 and the coolant connection plate 42 - in 3c are shown, so that reference is made to their explanation to the description of the third embodiment.

In 9c nicht sichtbare obere und untere Abdeckplatten verschließen den Diodenlaserstapel 30 gegenüber Kühlmittelaustritt.In 9c invisible upper and lower cover plates seal the diode laser stack 30 opposite coolant outlet.

Der Strömungsfluss erfolgt dabei links und rechts zulaufseitig in eine erste Schar von den als Kühlmittelpassagen 37 ausgebildeten Zwischenräumen hinein und sich in zwei Kühlmittelportionen verzweigend in die Kühlkanäle 26 beziehungsweise 26a zweier unmittelbar benachbarter Diodenlaserbauelemente 20. Ablaufseitig sammeln sich die Kühlmittelportionen aus den Kühlkanälen 26 beziehungsweise 26a zweier unmittelbar benachbarter Diodenlaserbauelemente 20 in einer zweiten Schar von den als Kühlmittelpassagen 37 ausgebildeten Zwischenräumen, die gegenüber der ersten Schar von Zwischenräumen um den Mittenabstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementen 20 versetzt ist. Es existiert somit – wie im vierten Ausführungsbeispiel – nur eine Schar von Diodenlaserbauelementen 20, die allesamt strömungstechnisch parallel durchflossen werden.The flow flow takes place here left and right inlet side into a first group of the as coolant passages 37 trained interstices into and branching into two coolant portions in the cooling channels 26 respectively 26a two immediately adjacent diode laser components 20 , On the drain side, the coolant portions collect from the cooling channels 26 respectively 26a two immediately adjacent diode laser components 20 in a second group of the as coolant passages 37 formed gaps, which are opposite to the first set of gaps by the pitch between two immediately adjacent diode laser devices 20 is offset. It thus exists - as in the fourth embodiment - only a bevy of diode laser devices 20 , which are all flowed through in parallel fluidically.

In einer nicht dargestellten Abwandlung des neunten Ausführungsbeispieles ist das Zwischenstück 34 nicht U-förmig, sondern rechteckig ausgebildet und besitzt einen schlitzförmigen Durchbruch auf der dem Wärmeaufnahmeabschnitt zugewandten Seite, welcher als Kühlmittelflusspassage fungiert. In diesem Fall erfolgt der Strömungsfluss links und rechts zulaufseitig in die Kühlkanäle 26 und 26a einer ersten Schar von Diodenlaserbauelementen 20 und sich in zwei Kühlmittelportionen verzweigend in die schlitzförmigen Durchbrüche in den bezüglich der jeweiligen Diodenlaserbauelemente 20 einander gegenüberliegenden Zwischenstücken. Ablaufseitig sammeln sich die Kühlmittelportionen in den Kühlkanälen 26 beziehungsweise 26a von Diodenlaserbauelementen 20 einer zweiten Schar von Diodenlaserbauelementen 20, die gegenüber der ersten Schar von Diodenlaserbauelementen 20 um den Mittenabstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Diodenlaserbauelementen 20 versetzt ist.In a modification, not shown, of the ninth embodiment, the intermediate piece 34 not U-shaped, but rectangular and has a slot-shaped opening on the heat receiving portion side facing, which acts as a coolant flow passage. In this case, the flow on the left and right takes place on the inlet side in the cooling channels 26 and 26a a first family of diode laser devices 20 and branched into two coolant portions in the slot-shaped openings in the respect to the respective diode laser components 20 opposite intermediate pieces. On the drain side, the coolant portions collect in the cooling channels 26 respectively 26a of diode laser devices 20 a second family of diode laser devices 20 facing the first set of diode laser devices 20 around the center distance between two directly adjacent diode laser devices 20 is offset.

In diesem Fall existieren – wie im zweiten Ausführungsbeispiel – zwei seriell durchflossene Scharen von Diodenlaserbauelementen 20, die in in Stapelrichtung nebeneinander angeordnete, strömungstechnisch parallel durchflossene Gruppen von je zwei Diodenlaserbauelementen 20 aufgeteilt sind.In this case, as in the second embodiment, there are two sets of diode laser components flowing through in series 20 , which in the stacking direction side by side, flow-parallel through-flow groups of two diode laser components 20 are divided.

ZEHNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELTENTH EMBODIMENT

Im Gegensatz zum neunten Ausführungsbeispiel sieht das Diodenlaserbauelement 20 der Strahlungsquelle 50 des zehnten Ausführungsbeispiels nur eine Gruppe von Kühlkanälen 26 im Wärmeleitkörper 21 vor, welche in nur einer Wärmeleitrichtung senkrecht zur Abstrahlungsrichtung 15 und parallel zur Oberseite 22 angeordnet sind (10a). Der den Laserdiodenchip 10 tragende Wärmeaufnahmeabschnitt besitzt in den zwei Hauptrichtungen senkrecht zur Wärmeleitrichtung – der Dickenrichtung und der Längsrichtung – einen größeren Querschnitt als der die Kühlkanäle 26 beziehungsweise Kühlrippen aufweisende Wärmeabgabeabschnitt am stufenartigen Übergang vom Wärmeaufnahme- zum Wärmeabgabeabschnitt ist eine den Wärmeleitkörper umlaufende Dichtfläche ausgebildet, deren Normale in Wärmeleitrichtung orientiert ist. Eine Metallisierung 28 erstreckt sich auf dem Wärmeaufnahmeabschnitt von der Oberseite 22, auf der der Laserdiodenchip montiert ist, über eine Seitenfläche auf die Unterseite des Wärmeleitkörpers 21, wobei die Seitenfläche auf der dem Wärmeabgabeabschnitt abgewandten Seite des Wärmeaufnahmeabschnitts angeordnet ist.In contrast to the ninth embodiment sees the diode laser device 20 the radiation source 50 of the tenth embodiment only a group of cooling channels 26 in the heat conducting body 21 which, in only one heat conduction direction perpendicular to the radiation direction 15 and parallel to the top 22 are arranged ( 10a ). The the laser diode chip 10 supporting heat receiving portion has in the two main directions perpendicular to the heat conduction - the thickness direction and the longitudinal direction - a larger cross-section than that of the cooling channels 26 or cooling fins having heat dissipation section at the step-like transition from the heat absorption to the heat-emitting portion is formed a heat conducting body circumferential sealing surface whose normal is oriented in heat conduction. A metallization 28 extends on the heat receiving portion from the top 22 , on which the laser diode chip is mounted, via a side surface on the underside of the Wärmeleitkörpers 21 wherein the side surface is arranged on the side facing away from the heat-emitting portion of the heat receiving portion.

In der Strahlungsquelle 50 sind die Diodenlaserelemente 20 übereinander in Stapelrichtung 35 parallel zur Oberseitennormalen des Wärmeleitkörper angeordnet, wobei elektrische Verbindungselemente 29 den elektrischen Kontakt zwischen der oberseitigen Kontaktfläche 12 des Laserdiodenchips 10 und dem unterseitigen Abschnitt der Metallisierung 28 eines benachbarten Diodenlaserelementes über elektrisch leitfähige Fügemittel (nicht dargestellt) vermitteln (10b). Die Kühlmittelzu- und abführeinrichtung besteht aus den Komponenten der Deckplatte 43, der Kühlmittelverteilungseinheit 41a und der Kühlmittelanschlussplatte, zu deren Darstellung auf 1d und zu deren die Beschreibung auf diejenige des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen wird.In the radiation source 50 are the diode laser elements 20 one above the other in the stacking direction 35 arranged parallel to the top normal of the heat conducting body, wherein electrical connecting elements 29 the electrical contact between the top contact surface 12 of the laser diode chip 10 and the underside portion of the metallization 28 an adjacent diode laser element via electrically conductive joining means (not shown) mediate ( 10b ). The coolant supply and discharge device consists of the components of the cover plate 43 , the coolant distribution unit 41a and the coolant connection plate, for their representation 1d and to which the description is directed to that of the first embodiment.

Analog der Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels sind die Wärmeabgabeschnitte durch die Wärmeleitkörperaufnahmedurchbrüche in der Deckplatte 43 geführt und in den Aufnahmeausnehmungen der Kühlmittelverteilungseinheit 41a angeordnet. Eine Dichtung erfolgt zwischen den Dichtflächen der Wärmeleitkörper und der Oberseite der Deckplatte an den die Wärmeleitkörperaufnahmedurchbrüche umgebenden Bereichen. Der Kühlmittelfluss erfolgt analog dem des ersten Ausführungsbeispiels durch zwei seriell durchflossene Scharen von Diodenlaserelementen, die jeweils strömungstechnisch parallel durchflossen werden.Analogous to the arrangement of the first embodiment, the heat release cuts through the Wärmeleitkörperaufnahedurchbrüche in the cover plate 43 guided and in the receiving recesses of the coolant distribution unit 41a arranged. A seal is made between the sealing surfaces of the heat conducting body and the top of the cover plate at the areas surrounding the Wärmeleitkörperaufnahetrurchbrüche. The coolant flow is analogous to that of the first embodiment by two serially flowed flocks of diode laser elements, which are each flowed through in parallel flow.

ELFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELELEVENTH EMBODIMENT

Das elfte Ausführungsbeispiel betrifft einen erfindungsgemäßen photovoltaischen Strahlungsempfänger 50' als Konversionseinheit (11b) photovoltaischen Generator. Er weist ein feldartige Solarmodulanordnung 30' von Solarmodulen 20' auf, von denen eines in 11a dargestellt ist und welche in zwei Anordnungsrichtungen – in Stapelrichtung 36 und Reihenrichtung 36 – angeordnet sind. Das Solarmodul 20' weist einen Wärmeleitkörper 21 auf, der aus einen Kupfer-Aluminiumnitrid-Kupfer-Schichtkörper und einem Kühlrippenkörper mit Kühlrippen 26', zwischen denen Kühlkanäle 26 vorliegen und die senkrecht zur Schichtenebene von dem Schichtkörper weggerichtet sind. Die von dem Kühlrippenkörper abgewandte Kupferschicht 28 des Schichtkörpers dient als Montage und Wärmeaufnahmefläche der Solarzelle 10', die das Sonnenlicht zumindest teilweise absorbiert. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Tandem-Solarzelle 10' auf Galliumarsenid-Basis von der auf ihrer der Strahlungseinfallsrichtung 15'a zugewandten Seite die p-Bus-Bar-Struktur der oberseitigen elektrischen Kontaktmetallisierung zu erkennen ist. In einer alternativen Ausführung ist die Solarzelle 10' eine Tripel-Stapel-Solarzelle auf Germanium-Basis. Vor der Integration der Solarmodule 20' zum photovoltaischen Strahlungsempfänger 50' wird jedes einzelne Solarmodul 20' in einem Solarsimulator getestet. Dazu wird es seitens seiner Kühlrippen in einen Kühlmittelkreislauf integriert und an der der Kupferschicht 28 gegenüberliegenden Kupferschicht gegenüber dem Kühlmittelkreislauf abgedichtet, beispielsweise kraftschlüssig über eine Silikonfolie. Die Bestrahlung der Solarzelle 10' des Solarmoduls 20' erfolgt mit einer Xenon-Hochdrucklampe. Die Aufnahme der Strom-Spannungs-Charakteristik führt zur Generator-Kennlinie als Beurteilungsmaßstab für die Güte des Solarmoduls 20'. Eine testweise Erhöhung der Bestrahlungsstärke gegenüber der Bestrahlungsstärke im photovoltaischen Strahlungsempfänger vermittelt eine Zuverlässigkeitsaussage zum betreffenden Solarmodul 20'.The eleventh embodiment relates to a photovoltaic radiation receiver according to the invention 50 ' as conversion unit ( 11b ) photovoltaic generator. It has a field-like solar module arrangement 30 ' of solar modules 20 ' one of which is in 11a is shown and which in two arrangement directions - in the stacking direction 36 and row direction 36 - are arranged. The solar module 20 ' has a heat-conducting body 21 consisting of a copper-aluminum nitride-copper composite body and a fin body with cooling fins 26 ' , between which cooling channels 26 are present and directed away from the laminate perpendicular to the layer plane of the laminate. The remote from the fin body copper layer 28 of the laminated body serves as a mounting and heat receiving surface of the solar cell 10 ' that at least partially absorbs sunlight. In the present case, it is a tandem solar cell 10 ' gallium arsenide based on the radiation incident direction 15'a facing side, the p-bus bar structure of the top electrical contact metallization can be seen. In an alternative embodiment, the solar cell 10 ' a triple pile solar cell based on germanium. Before the integration of the solar modules 20 ' to the photovoltaic radiation receiver 50 ' becomes every single solar module 20 ' tested in a solar simulator. For this purpose, it is integrated by its cooling fins in a coolant circuit and at the copper layer 28 sealed opposite copper layer relative to the coolant circuit, for example, frictionally via a silicone film. The irradiation of the solar cell 10 ' of the solar module 20 ' done with a xenon high pressure lamp. The recording of the current-voltage characteristic leads to the generator characteristic as a yardstick for the quality of the solar module 20 ' , A test increase in the irradiance relative to the irradiance in the photovoltaic radiation receiver provides a reliability statement for the relevant solar module 20 ' ,

Die Anordnung der Solarmodule 20' im photovoltaischen Strahlungsempfänger 50' entspricht denen der Diodenlaserelemente 20 in der Strahlungsquelle 50 des sechsten Ausführungsbeispiels, einschließlich der angeschlossenen Kühlmittelzu- und abführeinrichtung, zu der auf die 6b bis 6f mit der dazugehörigen Beschreibung verwiesen wird.The arrangement of the solar modules 20 ' in the photovoltaic radiation receiver 50 ' corresponds to those of the diode laser elements 20 in the radiation source 50 of the sixth embodiment, including the connected coolant supply and discharge device to which the 6b to 6f with the corresponding description is referenced.

Die Solarzellen sind dabei erfindungsgemäß derart eng benachbart angeordnet, dass ein Füllfaktor von größer als 90% von Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandelnder Fläche erreicht wird.The Solar cells are according to the invention in such a way arranged closely adjacent to that, a fill factor of greater as 90% of radiant energy converting to electrical energy Area is reached.

Der photovoltaische Strahlungsempfänger 50' wird einen Solarkonzentrator 60' integriert, dessen dem Stand der Sonne nachgeführte Einheit aus Strahlungsempfänger 50', Ausleger 62 und Konkavspiegel 61 auf einem im Boden verankerten Stativ 63 gelagert ist (11c). Der Konkavspiegel 61 konzentriert die parallel einfallenden Sonnenstrahlen auf den photovoltaische Strahlungsempfänger 50', der an einem dem Konkavspiegel 61 abgewandten Ende des Auslegers 62 befestigt ist. Für den vorliegenden Strahlungsempfänger 50' treffen aufgrund der ebenen Anordnung der Solarzellen 10' die Sonnenstrahlen 15' aus verschiedenen, gegenüber der Normale der Empfangsflächen geneigten Richtungen auf die Solarzellen 10'. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Anordnung der Solarmodule 20' im Strahlungsempfänger 50' nicht eben sondern konvex. Dadurch wird für alle Solarzellen 10' ein im wesentlichen senkrechter Lichteinfall erreicht.The photovoltaic radiation receiver 50 ' becomes a solar concentrator 60 ' integrated, the sun tracking unit from radiation receiver 50 ' , Boom 62 and concave mirror 61 on a tripod anchored in the ground 63 is stored ( 11c ). The concave mirror 61 concentrates the parallel incident sunrays on the photovoltaic radiation receiver 50 ' standing at a concave mirror 61 opposite end of the boom 62 is attached. For the present radiation receiver 50 ' meet due to the planar arrangement of the solar cells 10 ' the sunrays 15 ' from different, with respect to the normal of the receiving surfaces inclined directions to the solar cells 10 ' , In a preferred embodiment, the arrangement of the solar modules 20 ' in the radiation receiver 50 ' not flat but convex. This will work for all solar cells 10 ' achieved a substantially vertical light.

Vorteilhaft an dieser einfach konzentrierenden Solaranlage gegenüber den mit vielfach konzentrierenden Fresnel-Linsen-Feldern ausgestatteten Anordnungen ist die Verwendung eines sehr viel kleineren und kompakteren Strahlungsempfängers. Der erfindungsgemäße Strahlungsempfänger 50' gestattet eine strahlungsverlustarme für alle Solarmodule 20' des Strahlungsempfängers 50' gemeinsame Konzentration des Sonnenlichts in besonders effizienter Weise.The advantage of this simply concentrating solar system over the arrangements equipped with multiple concentrating Fresnel lens fields arrangements is the use of a much smaller and more compact radiation receiver. The radiation receiver according to the invention 50 ' allows a low-radiation loss for all solar modules 20 ' of the radiation receiver 50 ' common concentration of sunlight in a particularly efficient way.

In einer bevorzugten Weiterbildung des elften Ausführungsbeispiels ist der Konkavspiegel 61 mit höher reflektierenden Bereichen und mit niedriger reflektierenden Bereichen zwischen den höher reflektierenden Bereichen ausgestattet, wobei die höher reflektierenden Bereiche hinsichtlich ihrer Anzahl, Anordnung und Flächengröße auf die Anzahl, Anordnung und Flächengröße der Solarzellen angepasst sind. In diesem Fall ist der Konkavspiegel in Teilspiegel segmentiert, die strahlungsdurchlässige Zwischenräume aufweisen. Damit wird vorteilhaft vermieden, dass Strahlung auf die Bereiche zwischen den Solarzellen trifft.In a preferred embodiment of the eleventh embodiment of the concave mirror 61 equipped with higher reflective areas and with lower reflective areas between the higher reflective areas, the higher reflective areas are adapted in number, arrangement and area size to the number, arrangement and area size of the solar cell. In this case, the concave mirror is segmented into partial mirrors which have radiation-permeable interspaces. This advantageously prevents radiation from striking the areas between the solar cells.

In einer alternativen Variante des elften Ausführungsbeispiels ist die Konversionseinheit ein thermoelektrischer Generator (50'), der anstatt Solarzellen thermoelektrische Chips (10') aufweist, die mit einer der Einstrahlungsrichtung zugewandten Strahlungsabsorptionsschicht versehen sind.In an alternative variant of the eleventh exemplary embodiment, the conversion unit is a thermoelectric generator ( 50 ' ), which instead of solar cells thermoelectric chips ( 10 ' ) which are provided with a radiation absorption layer facing the irradiation direction.

Abschließend sei hervorgehoben, dass selbstverständlich alle Strahlungsquellen 50 aller Ausführungsbeispiele eins bis zehn sowie der Strahlungsempfänger 50' des elften Ausführungsbeispiels strömungstechnisch in einer gegenüber der Beschreibung der Ausführungsbeispiele umgekehrten Strömungsrichtung betrieben werden können, wobei die Kühlmittelführungselemente 42a, 42b 45a, 45b 46a, 46b, 47a, 47b, 47'a, 47b, 48a und 48b dann jeweils in ihrer zu- und ablaufseitigen Eigenschaft zu vertauschen sind.Finally, it should be emphasized that, of course, all radiation sources 50 all embodiments one to ten and the radiation receiver 50 ' of the eleventh embodiment can be fluidically operated in a direction opposite to the description of the embodiments, reverse flow direction, wherein the coolant guide elements 42a . 42b 45a . 45b 46a . 46b . 47a . 47b . 47'a . 47b . 48a and 48b then in their respective upstream and downstream property to swap.

Kombinationen von erfindungswesentlichen Merkmalen der Ausführungsbeispiele mit anderen Merkmalen, insbesondere denen anderer Ausführungsbeispiele, liegen selbstverständlich im Umfang der Erfindung.combinations of inventive features of the embodiments with other features, in particular those of other embodiments, are of course within the scope of the invention.

1010
Laserdiodenelementlaser diode element
1010
Solarzellesolar cell
1111
erste/unterseitige Kontaktflächefirst / lower-side contact area
1212
zweite/oberseitige Kontaktflächesecond / upper-side contact area
1515
Abstrahlungsrichtung, AbstrahlungsrichtungspfeilRadiation direction, Radiation direction arrow
15a15a
Abstrahlungsrichtung, AbstrahlungsrichtungssymbolRadiation direction, Radiation direction symbol
2020
Halbleiterbaugruppe, DiodenlaserbauelementSemiconductor assembly, diode laser component
20'20 '
Solarmodulsolar module
2121
Wärmeleitkörperthermal conductors
21'21 '
WärmeleitgrundkörperWärmeleitgrundkörper
21*21 *
WärmeaufnahmeflächeHeat absorbing surface
21a21a
WärmeaufnahmeabschnittHeat receiving portion
21b21b
Wärmeleitabschnittheat conduction
21c21c
WärmeabgabeabschnittHeat release section
2222
erste Außenfläche, Oberseite/linke Seitenflächefirst Outer surface, top / left side surface
22a22a
zweite Außenfläche, Unterseite/rechte Seitenflächesecond Outer surface, underside / right side surface
2323
rückseitige Endfläche, Rückseiterear End face, back
23a23a
frontseitige Endfläche, Frontseitefront End face, front
2424
Dichtflächesealing surface
2525
Kühlmittelströmungsrichtung, KühlmittelströmungsrichtungspfeilCoolant flow direction Coolant flow direction arrow
2626
Ausnehmung/Kühlkanal einer ersten GruppeRecess / cooling channel a first group
26a26a
Ausnehmung/Kühlkanal einer zweiten GruppeRecess / cooling channel a second group
26b26b
Ausnehmung/Kühlkanal einer dritten GruppeRecess / cooling channel a third group
26i26i
Ausnehmung ohne kühlungstechnische Funktionrecess without cooling function
2626
Steg/Kühlrippe eines ersten TypsSteg / cooling fin of a first type
26'a26'a
Steg/Kühlrippe eines zweiten TypsSteg / cooling fin of a second type
26*26 *
WärmeabgabeflächeHeat transfer surface
2727
Öffnungopening
27a27a
Öffnungopening
2828
Metallisierungmetallization
28a28a
Metallisierungmetallization
28b28b
Metallisierungmetallization
2929
elektrisches Verbindungselementelectrical connecting element
29a29a
elektrisches Verbindungszwischenelementelectrical Connecting intermediate element
29b29b
elektrisches Verbindungszwischenelementelectrical Connecting intermediate element
3030
Strahlungsemissionsanordnung, Diodenlaserstapel, Diodenlaserreihe, DiodenlaserfeldRadiation emission arrangement Diode laser stack, diode laser array, diode laser array
30'30 '
StrahlungsempfangsanordnungRadiation receiving arrangement
3131
elektrisch leitendes Fügemittel/elektrisch leitende Fügezoneelectrical conductive joining agent / electrically conductive joining zone
3232
elektrisch isolierendes Fügemittel/elektrisch isolierende Fügezoneelectrical insulating joining agent / electrically insulating joining zone
32a32a
elektrisch isolierendes Fügemittel/elektrisch isolierende Fügezoneelectrical insulating joining agent / electrically insulating joining zone
3333
erstes Fügemittel/erste Fügezonefirst Joining agent / first joining zone
33a33a
zweites Fügemittel/zweite Fügezonesecond Joining agent / second joining zone
3434
Zwischenstückconnecting piece
34a34a
Zwischenstückconnecting piece
3535
Stapelrichtung, StapelrichtungspfeilStacking direction, Stacking direction arrow
35a35a
Stapelrichtung, StapelrichtungssymbolStacking direction, Stacking direction symbol
3636
Reihenrichtung, ReihenrichtungspfeilRow direction, Row direction arrow
36a36a
Reihenrichtung, ReihenrichtungssymbolRow direction, Row direction symbol
36b36b
Tiefenrichtung, TiefenrichtungspfeilDepth direction, Depth direction arrow
3737
KühlmittelflusspassageCoolant flow passage
39a39a
erstes elektrisches Anschlusselementfirst electrical connection element
39b39b
zweites elektrisches Anschlusselementsecond electrical connection element
4040
Kühlmittelzu- und abführeinrichtungcoolant supply and drainage device
4141
KühlmittelverteilungsplatteCoolant distribution plate
41a41a
KühlmittelverteilungseinheitCoolant distribution unit
4242
KühlmittelanschlussplatteCoolant connection plate
42a42a
zulaufseitiger Kühlmittelanschlusstapered side Coolant connection
42b42b
ablaufseitiger Kühlmittelanschlussdrain-side Coolant connection
4343
Deckplattecover plate
43a43a
Deckplattecover plate
4444
Aufnahmeausnehmungreceiving recess
44'44 '
Wandwall
45a45a
zulaufseitige Kühlmittelspreiznutsupply-side Kühlmittelspreiznut
45b45b
ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungsnutdrain-side Kühlmitteleinschnürungsnut
46a46a
zulaufseitiger Kühlmittelführungsdurchbruchtapered side Coolant circulation system breakdown
46b46b
ablaufseitiger Kühlmittelführungsdurchbruchdrain-side Coolant circulation system breakdown
47a47a
zulaufseitiger Kühlmittelverteilungskanaltapered side Coolant distribution channel
47b47b
ablaufseitiger Kühlmittelsammelkanaldrain-side Coolant collecting channel
47'a47'a
zulaufseitiger Kühlmittelverteilungskanaltapered side Coolant distribution channel
47'b47'b
ablaufseitiger Kühlmittelsammelkanaldrain-side Coolant collecting channel
4848
KühlmittelführungskammerCoolant circulation chamber
48a48a
zulaufseitige Kühlmittelspreizkammersupply-side Kühlmittelspreizkammer
48b48b
ablaufseitige Kühlmitteleinschnürungskammerdrain-side Kühlmitteleinschnürungskammer
4949
WärmeleitkörperaufnahmedurchbruchWärmeleitkörperaufnahmedurchbruch
5050
Strahlungsquelle, DiodenlaserRadiation source diode laser
50'50 '
Strahlungsempfänger, photovoltaischer GeneratorRadiation receiver, photovoltaic generator
6060
Bestrahlungsvorrichtungirradiator
60'60 '
Solarkonzentratorsolar concentrator
6161
Konkavspiegelconcave mirror
61a61a
Zerstreuungsoptikdiverging optical system
61b61b
Sammeloptikcollection optics
6262
Auslegerboom
6363
Stativtripod
6464
Trägercarrier
6565
Werkstückworkpiece

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • - WO 2007061509 A2 [0260] - WO 2007061509 A2 [0260]

Claims (31)

Konversionseinheit (50/50') zur Umwandlung von elektrischer Energie in Strahlungsenergie oder zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie mit 1 wenigstens einer Konversionsanordnung (30/30') und 2 wenigstens einer Kühlmittelzu- und -abführeinrichtung (40) mit 2.1 wenigstens einem der Konversionsanordnung (30/30') zugewandten Kühlmittelauslass (45a/46a), über den wenigstens ein Kühlmittel der Konversionsanordnung (30/30') zugeführt wird, und 2.2 wenigstens einem der Konversionsanordnung (30/30') zugewandten Kühlmitteleinlass (45b/46a), über den das Kühlmittel aus der Konversionsanordnung (30/30') abgeführt wird, wobei 1 die Konversionsanordnung (30/30') 1.1 mehrere Konversionsmodule (20/20') besitzt, die in wenigstens einer Anordnungsrichtung (35/35a, 36/36a) zumindest abschnittsweise jeweils einander benachbart angeordnet sind, und 1.2 wenigstens eine Kühlmittelführung aufweist, in dessen Verlauf die Beströmung der Konversionsmodule (20/20') mit dem Kühlmittel vorgesehen ist, und 1.1 die Konversionsmodule (20/20') jeweils 1.1.1 wenigstens ein elektrisch kontaktierbares, halbleitendes Konversionselement (10/10') aufweisen, das Strahlung in wenigstens eine Abstrahlungsrichtung (15, 15a) emittiert beziehungsweise Strahlung aus wenigstens einer Einstrahlungsrichtung (15', 15'a) absorbiert, und 1.1.2 wenigstens einen Wärmeleitkörper (21) mit 1.1.2.1 wenigstens einem Wärmeaufnahmeabschnitt (21a), der wenigstens eine Wärmeaufnahmefläche (21*) besitzt, an der das Konversionselement (10) befestigt ist, 1.1.2.2 wenigstens einem Wärmeabgabeabschnitt (21c), der wenigstens eine vom Kühlmittel benetzte Wärmeabgabefläche (26*) zur Wärmeabgabe an das Kühlmittel besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass 1.1.2.2 der Wärmeabgabeabschnitt (21c) 1.1.2.2.1 bezüglich des Wärmeaufnahmeabschnittes (21a) vollständig in wenigstens einer zur Anordnungsrichtung (35/35a, 36/36a) geneigten Wärmeleitrichtung angeordnet ist, und 1.2.2.2 wenigstens eine, die Wärmeabgabefläche (26*) umfassende Ausnehmung (26/26a/26b) aufweist sowie 1.1.2.2.3 wenigstens eine Öffnung (27/27a), die auf wenigstens einer, dem Wärmeabgabeabschnitt (21c) des Wärmeleitkörpers (21) eines benachbarten Konversionsmoduls (20) zumindest abschnittsweise gegenüberliegenden, ersten Außenseite (22/22a) angeordnet ist, und mit der Ausnehmung (26/26a/26b) in Verbindung steht, 1.1.2.1 der Wärmeaufnahmeabschnitt (21a) 1.1.2.1.1 keine vom Kühlmittel benetzte Fläche aufweist, 1.2 die Kühlmittelführung 1.2.1 Kühlmittelflusspassagen (37) zwischen den Wärmeabgabeabschnitten (21c) von Wärmeleitkörpern (21) benachbarter Konversionsmodule (20) besitzt, 1.2.2 für einen ersten Kühlmittelfluss zur Beströmung einer ersten Gruppe einer oder mehrerer Konversionsmodule (20) und 1.2.3 einen, zum ersten Kühlmittelfluss strömungstechnisch parallelen, zweiten Kühlmittelfluss zur Beströmung wenigstens einer zweiten Gruppe einer oder mehrerer Konversionsmodule (20) ausgebildet ist, 1.1.2 der Wärmeleitkörper (21) 1.1.2.3 wenigstens einen Wärmeleitabschnitt (21b) aufweist, der 1.1.2.3.1 zwischen dem Wärmeaufnahmeabschnitt (21a) und dem Wärmeabgabeabschnitt (21c) angeordnet ist und 1.1.2.3.2 wenigstens eine Dichtfläche (24) besitzt, über die zumindest abschnittsweise eine Dichtung erfolgt, die zu einem Einschluss von Kühlmittel in den Kühlmittelflusspassagen (37) beiträgt, und 2 von der Kühlmittelzu- und abführeinrichtung (40) 2.3 zumindest ein Abschnitt, der den Kühlmittelauslass (45a/46a) und/oder den Kühlmitteleinlass (45b/46b) aufweist, in Wärmeleitrichtung abseits der Konversionsanordnung (30/30') angeordnet ist.Conversion unit ( 50 / 50 ' ) for converting electrical energy into radiant energy or for converting radiant energy into electrical energy with at least one conversion arrangement ( 30 / 30 ' ) and 2 at least one coolant supply and removal device ( 40 ) with 2.1 at least one of the conversion arrangement ( 30 / 30 ' ) facing coolant outlet ( 45a / 46a ), via which at least one coolant of the conversion arrangement ( 30 / 30 ' ), and 2.2 at least one of the conversion arrangement ( 30 / 30 ' ) facing coolant inlet ( 45b / 46a ), via which the coolant from the conversion arrangement ( 30 / 30 ' ), where 1 is the conversion arrangement ( 30 / 30 ' ) 1.1 several conversion modules ( 20 / 20 ' ) arranged in at least one arrangement direction ( 35 / 35a . 36 / 36a ) are arranged adjacent to each other at least in sections, and 1.2 has at least one coolant guide, in whose course the flow of the conversion modules ( 20 / 20 ' ) is provided with the coolant, and 1.1 the conversion modules ( 20 / 20 ' ) 1.1.1 at least one electrically contactable, semiconducting conversion element ( 10 / 10 ' ), the radiation in at least one emission direction ( 15 . 15a ) or radiation from at least one irradiation direction ( 15 ' . 15'a ), and 1.1.2 at least one heat-conducting body ( 21 ) with 1.1.2.1 at least one heat receiving section ( 21a ) having at least one heat receiving surface ( 21 * ), at which the conversion element ( 10 ), 1.1.2.2 at least one heat release section ( 21c ), the at least one of the coolant wetted heat transfer surface ( 26 * ) has heat transfer to the coolant, characterized in that 1.1.2.2 the heat release section ( 21c ) 1.1.2.2.1 with regard to the heat absorption section ( 21a ) completely in at least one of the arrangement direction ( 35 / 35a . 36 / 36a ) is arranged inclined Wärmeleitrichtung, and 1.2.2.2 at least one, the heat transfer surface ( 26 * ) comprehensive recess ( 26 / 26a / 26b ) and 1.1.2.2.3 at least one opening ( 27 / 27a ), which on at least one, the heat release section ( 21c ) of the heat conducting body ( 21 ) of an adjacent conversion module ( 20 ) at least partially opposite, first outer side ( 22 / 22a ) is arranged, and with the recess ( 26 / 26a / 26b ), 1.1.2.1 the heat absorption section ( 21a ) 1.1.2.1.1 has no surface wetted by the coolant, 1.2 the coolant guide 1.2.1 coolant flow passages ( 37 ) between the heat-dissipating sections ( 21c ) of heat conducting bodies ( 21 ) of neighboring conversion modules ( 20 ), 1.2.2 for a first coolant flow for the flow of a first group of one or more conversion modules ( 20 ) and 1.2.3 a, for the first coolant flow fluidly parallel, second coolant flow for the flow of at least a second group of one or more conversion modules ( 20 ), 1.1.2 the heat conducting body ( 21 ) 1.1.2.3 at least one heat-conducting section ( 21b 1.1.2.3.1 between the heat receiving section ( 21a ) and the heat release section ( 21c ) and 1.1.2.3.2 at least one sealing surface ( 24 ), via which, at least in sections, a seal takes place which leads to the inclusion of coolant in the coolant flow passages (US Pat. 37 ), and 2 from the coolant supply and discharge device ( 40 ) 2.3 at least one section which separates the coolant outlet ( 45a / 46a ) and / or the coolant inlet ( 45b / 46b ), in heat conduction away from the conversion arrangement ( 30 / 30 ' ) is arranged. Konversionseinheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabgabeabschnitt (21c) eine Vielzahl von Ausnehmungen (26/26a/26b) mit jeweils wenigstens einer Wärmeabgabefläche (26*) aufweist, die jeweils mit wenigstens einer Öffnung (27/27a), die auf wenigstens einer, dem Wärmeabgabeabschnitt (21c) des Wärmeleitkörpers (21) einer benachbarten Halbleiterbaugruppe (20) zumindest abschnittsweise gegenüberliegenden, ersten Außenseite (22/22a) angeordnet ist, in Verbindung stehen.Conversion unit according to claim 1, characterized in that the heat release section ( 21c ) a plurality of recesses ( 26 / 26a / 26b ) each having at least one heat transfer surface ( 26 * ), each with at least one opening ( 27 / 27a ), which on at least one, the heat release section ( 21c ) of the heat conducting body ( 21 ) of an adjacent semiconductor module ( 20 ) at least partially opposite, first outer side ( 22 / 22a ) is in communication. Konversionseinheit nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (26/26a) jeweils die besagte Öffnung (27/27a) aufweisen.Conversion unit according to claim 2, characterized in that the recesses ( 26 / 26a ) each said opening ( 27 / 27a ) exhibit. Konversionseinheit nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (26/26a) sich von der ersten Außenseite (22) in Richtung zu einer der ersten Außenseite (22) gegenüberliegenden zweiten Außenseite (22a) und/oder von einer der ersten Außenseite (22) gegenüberliegenden zweiten Außenseite (22a) in Richtung der ersten Außenseite (22) erstrecken.Conversion unit according to claim 2 or 3, characterized in that the recesses ( 26 / 26a ) from the first outside ( 22 ) towards one of the first outer side ( 22 ) opposite second outer side ( 22a ) and / or from one of the first outer side ( 22 ) opposite second outer side ( 22a ) in the direction of the first outer side ( 22 ). Konversionseinheit nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (26) sich von der ersten Außenseite (22) zu einer der ersten Außenseite (22) gegenüberliegenden zweiten Außenseite (22a) erstrecken, wobei die Ausnehmungen (26) jeweils wenigstens eine erste Öffnung (27) aufweisen, die auf der ersten Außenseite (22) angeordnet ist, sowie wenigstens eine zweite Öffnung (27a), die auf der zweiten Außenseite (22a) angeordnet ist.Conversion unit according to claim 4, characterized in that the recesses ( 26 ) from the first outside ( 22 ) to one of the first outer side ( 22 ) opposite second outer side ( 22a ), wherein the recesses ( 26 ) at least one first opening ( 27 ), which on the first outer side ( 22 ) is arranged, and at least one second opening ( 27a ) on the second outer side ( 22a ) is arranged. Konversionseinheit nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabgabeabschnitt (21c) eine erste Gruppe von Ausnehmungen (26) und wenigstens eine zweite Gruppe von Ausnehmungen (26a) besitzt, wobei sich die Ausnehmungen der ersten Gruppe von Aus nehmungen (26) von einem Zwischenraum (48) zwischen der ersten Außenseite (22) und einer der ersten Außenseite (22) gegenüberliegenden zweiten Außenseite (22a) zur ersten Außenseite (22) erstrecken und die Ausnehmungen der zweiten Gruppen von Ausnehmungen (26a) von dem Zwischenraum zur zweiten Außenseite (22a) erstrecken und die Kühlmittelführung für einen ersten Kühlmittelfluss zur Durchströmung der ersten Gruppe von Ausnehmungen (26) und einen zum ersten Kühlmittelfluss strömungstechnisch parallelen, zweiten Kühlmittelfluss zur Durchströmung der zweiten Gruppe von Ausnehmungen (26a) ausgebildet ist.Conversion unit according to claim 4, characterized in that the heat release section ( 21c ) a first group of recesses ( 26 ) and at least a second group of recesses ( 26a ), wherein the recesses of the first group of recesses ( 26 ) of a gap ( 48 ) between the first outer side ( 22 ) and one of the first outer side ( 22 ) opposite second outer side ( 22a ) to the first outer side ( 22 ) and the recesses of the second groups of recesses ( 26a ) from the gap to the second outer side ( 22a ) and the coolant guide for a first coolant flow for the flow through the first group of recesses ( 26 ) and a fluid flow to the first coolant flow, second coolant flow to flow through the second group of recesses ( 26a ) is trained. Konversionseinheit nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabgabeabschnitt (21c) eine erste Gruppe von Ausnehmungen (26) und wenigstens eine zweite Gruppe von Ausnehmungen (26a) besitzt, wobei sich die Ausnehmungen der ersten Gruppe von Ausnehmungen (26) von der ersten Außenseite (22) in Richtung zu einer der ersten Außenseite (22) gegenüberliegenden zweiten Außenseite (22a) erstrecken und die Ausnehmungen der zweiten Gruppen von Ausnehmungen (26a) von einer der ersten Außenseite (22) gegenüberliegenden zweiten Außenseite (22a) in Richtung der ersten Außenseite (22) erstrecken und die Kühlmittelführung für einen seriellen Kühlmittelfluss zur einander nachfolgenden Durchströmung der ersten Gruppe von Ausnehmungen (26) und der zweiten Gruppe von Ausnehmungen (26a) ausgebildet ist.Conversion unit according to claim 4, characterized in that the heat release section ( 21c ) a first group of recesses ( 26 ) and at least a second group of recesses ( 26a ), wherein the recesses of the first group of recesses ( 26 ) from the first outside ( 22 ) towards one of the first outer side ( 22 ) opposite second outer side ( 22a ) and the recesses of the second groups of recesses ( 26a ) from one of the first outer side ( 22 ) opposite second outer side ( 22a ) in the direction of the first outer side ( 22 ) and the coolant flow for a serial coolant flow for successive flow through the first group of recesses ( 26 ) and the second group of recesses ( 26a ) is trained. Konversionseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabgabeabschnitt (21c) zumindest abschnittsweise als Kühlrippenkörper ausgebildet ist, der sich in Wärmeleitrichtung von dem Wärmeaufnahmeabschnitt (21a) wegstehende Kühlrippen (26'/26'a) aufweist, zwischen denen für die Aufnahme von Kühlmittel ausgebildete Ausnehmungen (26/26a) vorliegen, die über wenigstens eine Öffnung (27/27a) mit Kühlmittel beströmbar sind und/oder aus denen über wenigstens eine Öffnung (27/27a) das Kühlmittel abfließen kann.Conversion unit according to one of claims 2 to 7, characterized in that the heat release section ( 21c ) is formed at least in sections as a cooling fin body, which in heat conduction from the heat receiving portion ( 21a ) protruding cooling fins ( 26 ' / 26'a ), between which formed for the inclusion of coolant recesses ( 26 / 26a ), which have at least one opening ( 27 / 27a ) are flowable with coolant and / or from which at least one opening ( 27 / 27a ) can drain the coolant. Konversionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper (21) wenigstens bereichsweise elektrisch leitfähig ist, der elektrisch leitfähige Bereich des Wärmeleitkörpers (21) elektrisch mit dem Konversionselement (10) verbunden ist und der Wärmeabgabeabschnitt (21c) wenigstens an von Kühlmittel benetzten Flächen mit wenigstens einer elektrisch nicht leitfähigen, oder einer aus wenigstens einem Refraktärmetall bestehenden Schicht versehen ist.Conversion unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting body ( 21 ) is at least partially electrically conductive, the electrically conductive region of the heat conducting body ( 21 ) electrically with the conversion element ( 10 ) is connected and the heat release section ( 21c ) is provided at least on surfaces wetted by coolant with at least one electrically non-conductive, or one consisting of at least one refractory metal layer. Konversionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Konversionselement (10) wenigstens eine, auf einer ersten Seite angeordnete, erste elektrische Kontaktfläche (11) aufweist sowie wenigstens eine, zur ersten elektrischen Kontaktfläche gegenpolige, zweite Kontaktfläche (12).Conversion unit according to one of the preceding claims, characterized in that the conversion element ( 10 ) at least one, arranged on a first side, the first electrical contact surface ( 11 ) and at least one, opposite to the first electrical contact surface, second contact surface ( 12 ). Konversionseinheit nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Kontaktfläche des Konversionselementes (10/10') eines ersten Konversionsmoduls (20/20') in elektrischer Verbindung steht mit der zweiten elektrischen Kontaktfläche des Konversionselementes eines, dem ersten Konversionsmodul in wenigstens einer Anordnungsrichtung unmittelbar benachbarten, zweiten Konversionsmoduls.Conversion unit according to claim 10, characterized in that the first electrical contact surface of the conversion element ( 10 / 10 ' ) of a first conversion module ( 20 / 20 ' ) is in electrical connection with the second electrical contact surface of the conversion element of the first conversion module in at least one arrangement direction immediately adjacent second conversion module. Konversionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Gruppen von Konversionsmodulen (20/20') gleich der Anzahl von Konversionsmodulen (20/20') ist, womit jede Gruppe genau ein Konversionsmodul (20/20') aufweist und alle Konversionsmodule (20/20') strömungstechnisch parallel durchflossen werden.Conversion unit according to one of the preceding claims, characterized in that the number of groups of conversion modules ( 20 / 20 ' ) equal to the number of conversion modules ( 20 / 20 ' ), whereby each group is exactly one conversion module ( 20 / 20 ' ) and all conversion modules ( 20 / 20 ' ) are flowed through parallel flow. Konversionseinheit nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelflusspassagen (37) in zur Kühlmittelzu- und Abführeinrichtung zugewandten Richtung geöffnet sind und die Ausnehmungen (26/26a) der Konversionsmodule in zur Kühlmittelzu- und Abführeinrichtung zugewandten Richtung geöffnet sind, wobei zulaufseitig das Kühlmittel in die Ausnehmungen (26/26a) der Konversionsmodulen (20/20') eingebracht wird, aus denen es sich beim Verlassen jeweils in zwei Kühlmittelportionen aufteilt, die durch die Kühlmit telflusspassagen (37) von auf einander gegenüberliegenden Seiten von Konversionsmodulen (20/20') eintreten und sich dort mit den Kühlmittelportionen aus den jeweils nächst benachbarten Konversionsmodulen (20/20') vereinigen um ablaufseitig die Konversionsanordnung (30) über die Kühlmittelflusspassage (37) zu verlassen.Conversion unit according to claim 12, characterized in that the coolant flow passages ( 37 ) are opened in the coolant supply and discharge device facing direction and the recesses ( 26 / 26a ) of the conversion modules are opened in the coolant supply and discharge device facing direction, wherein the inlet side of the coolant into the recesses ( 26 / 26a ) of the conversion modules ( 20 / 20 ' ) is introduced, from which it is divided when leaving each in two coolant portions, which through the Kühlmit telflusspassagen ( 37 ) of opposite sides of conversion modules ( 20 / 20 ' ) and there with the coolant portions from the respectively next adjacent conversion modules ( 20 / 20 ' ) unify the conversion arrangement ( 30 ) via the coolant flow passage ( 37 ) to leave. Konversionseinheit nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelflusspassagen (37) in zur Kühlmittelzu- und Abführeinrichtung zugewandten Richtung geöffnet sind und in eine erste Schar von zulaufseitigen und eine zweite Schar von ablaufseitigen Kühlmittelflusspassagen unterteilt sind, wobei sich zulaufseitige und ablaufseitige Kühlmittelflusspassagen in Anordnungsrichtung (35/35a, 36/36a) einander abwechseln und zulaufseitig das Kühlmittel in den zulaufseitigen Kühlmittelflusspassagen (37) in zwei Kühlmittelportionen aufgeteilt wird, die durch die Ausnehmungen (26/26a/26b) von auf einander gegenüberliegenden Seiten der Kühlmittelflusspassage (37) angeordneten Konversionsmodulen (20/20') fließen und sich ablaufseitig in den nächst benachbarten ablaufseitigen Kühlmittelflusspassagen (37) mit den Kühlmittelportionen aus den übernächst benachbarten zulaufseitigen Kühlmittelflusspassagen (37) vereinigen, um ablaufseitig die Konversionsanordnung (30) über die ablaufseitigen Kühlmittelflusspassagen (37) zu verlassen.Conversion unit according to claim 12, characterized in that the coolant flow passages ( 37 ) are opened in the coolant supply and discharge device facing direction and are divided into a first family of upstream and a second family of drain-side coolant flow passages, wherein the inlet-side and outlet-side coolant flow passages in the arrangement direction ( 35 / 35a . 36 / 36a ) alternately and on the inlet side, the coolant in the inlet-side coolant flow passages ( 37 ) is divided into two portions of coolant, which through the recesses ( 26 / 26a / 26b ) from opposite sides of the coolant flow passage ( 37 ) arranged conversion modules ( 20 / 20 ' ) and drain in the next adjacent downstream coolant flow passages ( 37 ) with the coolant portions from the next adjacent adjacent upstream coolant flow passages ( 37 ) in order to convert the conversion arrangement ( 30 ) via the drain-side coolant flow passages ( 37 ) to leave. Konversionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionsmodule (20/20') in einer ersten Schar von Konversionsmodulen (20/20') und wenigstens in einer zweiten Schar von Konversionsmodulen (20/20') vorliegen, wobei jeweils wenigstens ein Konversionsmodul (20/20') der zweiten Schar von Konversionsmodulen (20/20) wenigstens einem Konversionsmodul (20/20') der ersten Schar von Konversionsmodulen (20/20) strömungstechnisch nachgeschaltet ist.Conversion unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that the conversion modules ( 20 / 20 ' ) in a first set of conversion modules ( 20 / 20 ' ) and at least in a second group of conversion modules ( 20 / 20 ' ), wherein in each case at least one conversion module ( 20 / 20 ' ) the second set of conversion modules ( 20 / 20 ) at least one conversion module ( 20 / 20 ' ) the first set of conversion modules ( 20 / 20 ) downstream of the flow. Konversionseinheit nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Konversionsmodulen (20/20') in einer Gruppe von Konversionsmodulen (20/20') gleich der Anzahl von Scharen von Konversionsmodulen (20/20') ist, so dass sich die Anzahl der Konversions module (20/20') insgesamt aus der Multiplikation der Anzahl von Gruppen mit der Anzahl von Scharen von Konversionsmodulen (20/20') ergibt.Conversion unit according to claim 15, characterized in that the number of conversion modules ( 20 / 20 ' ) in a group of conversion modules ( 20 / 20 ' ) equal to the number of sets of conversion modules ( 20 / 20 ' ), so that the number of conversion modules ( 20 / 20 ' ) in total from multiplying the number of groups by the number of sets of conversion modules ( 20 / 20 ' ). Konversionseinheit nach Anspruch 15 oder 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (26/26a) der Konversionsmodule in zur Kühlmittelzu- und Abführeinrichtung zugewandten Richtung geöffnet sind und die Konversionsmodule (20/20') in einer ersten Schar von zulaufseitigen Konversionsmodulen (20/20') und in einer zweiten Schar von ablaufseitigen Konversionsmodulen (20/20') vorliegen, wobei sich zulaufseitige und ablaufseitige Konversionsmodule in Anordnungsrichtung (35/35a, 36/36a) einander abwechseln und zulaufseitig das Kühlmittel in die Ausnehmungen (26/26a) der zulaufseitigen Konversionsmodulen (20/20') eingebracht wird, aus denen es sich beim Verlassen in zwei Kühlmittelportionen aufteilt, die durch die Kühlmittelflusspassagen (37) von auf einander gegenüberliegenden Seiten der zulaufseitigen Konversionsmodulen (20/20') fließen und sich ablaufseitig in den nächst benachbarten ablaufseitigen Konversionsmodulen (20/20') mit den Kühlmittelportionen aus den übernächst benachbarten zulaufseitigen Konversionsmodulen (37) vereinigen und vereinigt durch die Ausnehmungen (26/26a) der ablaufseitigen Konversionsmodulen (20/20') fließen, um ablaufseitig die Konversionsanordnung (30) zu verlassen.Conversion unit according to claim 15 or 16, characterized in that the recesses ( 26 / 26a ) of the conversion modules in the coolant supply and discharge device facing direction are open and the conversion modules ( 20 / 20 ' ) in a first group of upstream conversion modules ( 20 / 20 ' ) and in a second group of downstream conversion modules ( 20 / 20 ' ) are present, with upstream and downstream conversion modules in the arrangement direction ( 35 / 35a . 36 / 36a ) alternately and on the inlet side, the coolant in the recesses ( 26 / 26a ) of the upstream conversion modules ( 20 / 20 ' ), from which it divides into two portions of coolant that leave through the coolant flow passages ( 37 ) on opposite sides of the upstream conversion modules ( 20 / 20 ' ) and drain in the next adjacent downstream conversion modules ( 20 / 20 ' ) with the coolant portions from the overflowingly adjacent upstream conversion modules ( 37 ) unite and united by the recesses ( 26 / 26a ) of the downstream conversion modules ( 20 / 20 ' ) flow around the conversion arrangement ( 30 ) to leave. Konversionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaufnahmefläche (21a) oberseitig am Wärmeleitkörper (21) angeordnet ist und die Dichtfläche (24) zumindest abschnittsweise ober- und unterseitig am Wärmeleitkörper (21) angeordnet ist und parallel oder um weniger als 45° zur Wärmeaufnahmefläche (21a) geneigt orientiert ist.Conversion unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat receiving surface ( 21a ) on the upper side of the heat conducting body ( 21 ) is arranged and the sealing surface ( 24 ) at least in sections on the upper and lower sides of the heat conducting body ( 21 ) and parallel or less than 45 ° to the heat receiving surface ( 21a ) is inclined. Konversionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnahmebereich (21a) eine zur Ober- und Unterseite des Wärmeleitkörpers (21) geneigte frontseitige Endfläche (23a) aufweist und die Dichtfläche 24 den Wärmeleitkörper (21) im Wärmeleitabschnitt (21b) umlaufend umgibt und parallel oder um weniger als 45° zur frontseitigen Endfläche (23a) geneigt ist.Conversion unit according to one of claims 1 to 17, characterized in that the heat absorption area ( 21a ) one to the top and bottom of the heat conducting body ( 21 ) inclined front end surface ( 23a ) and the sealing surface 24 the heat conducting body ( 21 ) in the heat-conducting section ( 21b ) circumferentially and parallel or less than 45 ° to the front end face ( 23a ) is inclined. Konversionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einander in Anordnungsrichtung (35/35a, 36/36a) benachbarten Konversionsmodulen (20/20') ein Zwischenstück (34) angeordnet ist, das die Kühlmittelflusspassage (37) in Form einer Ausnehmung aufweist.Conversion unit according to one of the preceding claims, characterized in that between each other in the arrangement direction ( 35 / 35a . 36 / 36a ) adjacent conversion modules ( 20 / 20 ' ) an intermediate piece ( 34 ) is arranged, which the coolant flow passage ( 37 ) in the form of a recess. Konversionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einander in Anordnungsrichtung (35/35a, 36/36a) benachbarten Konversionsmodulen (20/20'). ein Dichtmittel (33) vorliegt, das den Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Dichtflächen (24) benachbarter Konversionsmodule (20/20') überbrückt oder zu einer dichten Überbrückung desselben beiträgt und zwischen zwei Dichtmittelbereichen ein als Kühlmittelflusspassage (37) ausgebildeter Freiraum vorliegt.Conversion unit according to one of claims 1 to 19, characterized in that between each other in the arrangement direction ( 35 / 35a . 36 / 36a ) adjacent conversion modules ( 20 / 20 ' ). a sealant ( 33 ), which measures the distance between the opposing sealing surfaces ( 24 ) of neighboring conversion modules ( 20 / 20 ' ) bridges or contributes to a tight bridging of the same and between two sealant areas as a coolant flow passage ( 37 ) is formed free space. Konversionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionseinheit ist als Strahlungsquelle (50) ausgebildet ist, wobei die Konversionsanordnung eine Strahlungsemissionsanordnung (30) ist, die Konversionsmodule Strahlung emittierende Halbleiterbaugruppen (20) sind und die halbleitenden Konversionselemente Strahlung emittierende Halbleiterbauelemente (10) sind.Conversion unit according to one of the preceding claims, characterized in that the conversion unit is used as a radiation source ( 50 ), wherein the conversion arrangement comprises a radiation emission arrangement ( 30 ), the conversion modules are radiation-emitting semiconductor components ( 20 ) and the semiconducting conversion elements are radiation-emitting semiconductor components ( 10 ) are. Konversionseinheit nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, dass das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement ein Laserdiodenelement (10) ist und die Halbleiterbaugruppe ein Diodenlaserelement (20) ist.Conversion unit according to claim 22, characterized in that the radiation-emitting semiconductor component is a laser diode element ( 10 ) and the semiconductor device is a diode laser element ( 20 ). Konversionseinheit nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass das Laserdiodenelement ein kantenemittierendes Laserdiodenelement (10) ist, das auf einer ersten Seite wenigstens eine erste elektrische Kontaktfläche (11) und auf einer, der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite wenigstens eine zweite elektrische Kontaktfläche (12) aufweist sowie eine zur ersten und/oder zur zweiten Kontaktfläche geneigte Strahlungsaustrittsfläche, aus der im Betrieb Strahlung eine Abstrahlungsrichtung (15/15a) emittiert wird, und seitens seiner ersten Seite stoffschlüssig an den Wärmeaufnahmeabschnitt (21a) angebunden ist.Conversion unit according to claim 23 there characterized in that the laser diode element is an edge-emitting laser diode element ( 10 ) is that on a first side at least a first electrical contact surface ( 11 ) and on a first side opposite the second side at least one second electrical contact surface ( 12 ) and a radiation exit surface inclined to the first and / or the second contact surface, from which radiation a radiation direction ( 15 / 15a ) is emitted, and by its first side cohesively to the heat receiving portion ( 21a ) is attached. Konversionseinheit nach Anspruch 24 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabgabeabschnitt (21c) zumindest abschnittsweise in Projektion des kantenemittierenden Laserdiodenelementes (10) senkrecht zur Wärmeaufnahmefläche (21*) angeordnet ist, die Wärmeleitrichtung senkrecht zur Wärmeaufnahmefläche (21*) orientiert ist und die Diodenlaserbauelemente (20) in einer Tiefenrichtung (36b) parallel zur Abstrahlungsrichtung (15/15a) zumindest abschnittsweise hintereinander angeordnet sind, wobei jeweils das Laserdiodenelement (10) eines einem ersten Diodenlaserbauelement (20) entgegen der Abstrahlungsrichtung unmittelbar benachbarten zweiten Diodenlaserbauelementes (20) gegenüber dem Laserdiodenelement (10) des ersten Diodenlaserbauelementes (20) entgegen der Wärmeleitrichtung versetzt ist.Conversion unit according to claim 24, characterized in that the heat release section ( 21c ) at least in sections in projection of the edge emitting laser diode element ( 10 ) perpendicular to the heat receiving surface ( 21 * ) is arranged, the heat conduction direction perpendicular to the heat receiving surface ( 21 * ) and the diode laser components ( 20 ) in a depth direction ( 36b ) parallel to the radiation direction ( 15 / 15a ) are arranged at least in sections one behind the other, wherein in each case the laser diode element ( 10 ) of a first diode laser device ( 20 ) opposite to the radiation direction immediately adjacent second diode laser component ( 20 ) with respect to the laser diode element ( 10 ) of the first diode laser component ( 20 ) is offset against the direction of heat conduction. Konversionseinheit nach Anspruch 24 dadurch gekennzeichnet, dass die Diodenlaserbauelemente 20 in einer Stapelrichtung (35/35a) senkrecht zur Wärmeaufnahmefläche (21*) und/oder senkrecht zur Wärmeleitrichtung abschnittsweise übereinander angeordnet sind, und der Wärmeabgabeabschnitt (21c) vollständig außerhalb einer in Stapelrichtung (35/35a) weisenden Projektion des kantenemittierenden Laserdiodenelementes (10) angeordnet ist.Conversion unit according to claim 24, characterized in that the diode laser components 20 in a stacking direction ( 35 / 35a ) perpendicular to the heat receiving surface ( 21 * ) and / or perpendicular to the heat conduction sections are arranged one above the other, and the heat-emitting portion ( 21c ) completely outside a stacking direction ( 35 / 35a ) facing projection of the edge emitting laser diode element ( 10 ) is arranged. Konversionseinheit nach Anspruch 24 oder 26 dadurch gekennzeichnet, dass die Diodenlaserbauelemente 20 in einer Reihenrichtung (36/36a) parallel zur Värmeaufnahmefläche (21*) und/oder senkrecht zur Wärmeleitrichtung abschnittsweise nebeneinander angeordnet sind, und der Wärmeabgabeabschnitt (21c) vollständig außerhalb einer senkrecht zur Wärmeaufnahmefläche (21*) verlaufenden Projektion des kantenemittierenden Laserdiodenelementes (10) angeordnet ist.Conversion unit according to claim 24 or 26, characterized in that the diode laser components 20 in a row direction ( 36 / 36a ) parallel to the Värmeaufnahmefläche ( 21 * ) and / or perpendicular to the heat conduction sections are juxtaposed, and the heat release section ( 21c ) completely outside a perpendicular to the heat receiving surface ( 21 * ) extending projection of the edge emitting laser diode element ( 10 ) is arranged. Konversionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionseinheit ist als Strahlungsempfänger (50') ausgebildet ist, wobei die Konversionsanordnung eine Strahlungsempfangsanordnung (30') ist, die Konversionsmodule Strahlung absorbierende Halbleiterbaugruppen (20') und die halbleitenden Konversionselemente Strahlung absorbierende Halbleiterbauelemente (10') sind.Conversion unit according to one of claims 1 to 21, characterized in that the conversion unit is as a radiation receiver ( 50 ' ), wherein the conversion arrangement comprises a radiation receiving arrangement ( 30 ' ), the conversion modules are radiation-absorbing semiconductor components ( 20 ' ) and the semiconducting conversion elements radiation-absorbing semiconductor components ( 10 ' ) are. Konversionseinheit nach Anspruch 28 dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger als photovoltaischer Generator (50') ausgebildet ist, wobei die Strahlung absorbierenden Halbleiterbaugruppen Solarmodule (20') und die Strahlung absorbierende Halbleiterbauelemente Solarzellen (10') sind.Conversion unit according to claim 28, characterized in that the radiation receiver as a photovoltaic generator ( 50 ' ), wherein the radiation-absorbing semiconductor modules are solar modules ( 20 ' ) and the radiation-absorbing semiconductor components solar cells ( 10 ' ) are. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Konversionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionsmodule (20/20') vor ihrer Anordnung zur Konversionsanordnung (30/30') testweise betrieben werden, wobei die Strahlungsleistung auf das beziehungsweise von dem Konversionsmodul erfasst wird sowie die an dem Konversionsmodul an- beziehungsweise vorliegende elektrische Leistung.Method for starting up a conversion unit according to one of the preceding claims, characterized in that the conversion modules ( 20 / 20 ' ) before being arranged for conversion ( 30 / 30 ' ) are operated as a test, wherein the radiation power is detected on or from the conversion module as well as on the conversion module or present electrical power. Optische Anordnung (60') mit einer Konversionseinheit (50') nach Anspruch 29 gekennzeichnet durch eine Sammeloptik, die das Strahlenbündel der Sonne mit erhöhter Bestrahlungsstärke auf die Gesamtheit der Solarzellen (10') der Strahlungsempfangsanordnung (30') lenkt.Optical arrangement ( 60 ' ) with a conversion unit ( 50 ' ) according to claim 29 characterized by a collection optics, the radiation beam of the sun with increased irradiance on the entirety of the solar cells ( 10 ' ) of the radiation receiving arrangement ( 30 ' ) steers.
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