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WO2025012379A1 - Laser package, laser device and method for the production thereof - Google Patents

Laser package, laser device and method for the production thereof Download PDF

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Publication number
WO2025012379A1
WO2025012379A1 PCT/EP2024/069662 EP2024069662W WO2025012379A1 WO 2025012379 A1 WO2025012379 A1 WO 2025012379A1 EP 2024069662 W EP2024069662 W EP 2024069662W WO 2025012379 A1 WO2025012379 A1 WO 2025012379A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
light
semiconductor laser
connecting material
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/069662
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Joerg Erich Sorg
Thomas Bittmann
Andreas Hanisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Ams Osram International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams Osram International GmbH filed Critical Ams Osram International GmbH
Publication of WO2025012379A1 publication Critical patent/WO2025012379A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H01S5/022Mountings; Housings
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    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/023Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02315Support members, e.g. bases or carriers

Definitions

  • the present invention relates to a laser package and a laser device comprising at least two laser packages, as well as a method for producing a laser package.
  • An encapsulated laser package with deflection mirror is an advanced technology that is widely used in the laser industry.
  • This type of laser module is characterized by its compact design, in which a laser beam is deflected towards an optical element using a deflection mirror to enable precise light extraction from the laser package.
  • the encapsulated design offers many advantages, such as protection of the laser elements from external influences and easy integration into various applications.
  • two different adhesives are used, applied separately, to fix the optical element to a cover element of the laser package in an aligned position.
  • One of the two adhesives is light-activated or light-curable in order to achieve rapid curing of the adhesive and thus to keep the cycle times for assembling the aligned optical element as short as possible.
  • This adhesive is used accordingly in active adjustment process for quickly attaching the optical element.
  • This first adhesive is usually carbon-based, e.g. acrylate or epoxy-based.
  • acrylates and epoxies show aging problems, particularly when exposed to light in the shorter wavelength range (this includes both the wavelength range of blue light and the wavelength range of UV light), and are therefore not stable to light aging.
  • a second adhesive is used to ensure a long-term stable connection.
  • the second adhesive is silicone-based, but can only be cured thermally. After being briefly fixed in the correct position, the adhesive hardens in a downstream batch process under thermal influence.
  • Such silicone-based adhesives are stable against aging, but due to their long curing time (thermal curing) they are not suitable for processes in which the optical element has to be set and fixed in position until the adhesive has at least partially hardened.
  • the inventors propose a laser package in which a silicone-based adhesive is used to assemble an optical element.
  • the adhesive is light-activated and hardens at least partially when exposed to light.
  • the at least partial hardening leads to a dimensionally stable adhesive bond that holds the optical element at least temporarily in a desired target position before the bond is possibly broken by thermal hardening. can be further cured.
  • the adhesive bond is cured either exclusively by light activation or by light activation with parallel or staggered thermal treatment.
  • the first, at least partial curing of the adhesive is achieved in short or very short process times of in particular a few seconds or less.
  • the adhesive After the adhesive has completely cured, a permanently dimensionally stable, solid and radiation-stable connection is created between the base of the laser package and the optical element.
  • the big advantage of the adhesive used is that only one adhesive is needed for the bond between the base of the laser package and the optical element and that process steps can be saved compared to known processes.
  • a laser package comprises a base element that has an arrangement surface on which at least one semiconductor laser element is arranged.
  • the laser package comprises a cover element that is at least partially transparent to the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, which is connected to the base element and forms a frame that surrounds the at least one semiconductor laser element in a lateral direction and encapsulates the at least one semiconductor laser element with the base element.
  • the laser package comprises a cover element that is essentially transparent to the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, which is arranged on the cover surface, and at least one optical element that is arranged on the cover element.
  • the laser package comprises at least one deflection element that is arranged in the beam path of the at least one semiconductor laser element and that is designed to deflect a laser light emitted by the at least one semiconductor laser element in the direction of the at least one optical element.
  • the optical element is attached to the cover element by means of a connecting material, wherein the connecting material consists of at least 10 percent, at least 20 percent, at least 50 percent, or at least 80 percent silicone and has a light-curing component, and wherein the connecting material is light-activatable. and is at least partially curable by means of light curing.
  • the optical element is fastened to the cover element by means of a connecting material, wherein the connecting element is an adhesive which consists partly but at least to 30% of silicone or a silicone mixture, and wherein a subsequent polymerization of the connecting material is light-activated or at least partially triggered by means of light curing.
  • the connecting element is an adhesive which consists partly but at least to 30% of silicone or a silicone mixture, and wherein a subsequent polymerization of the connecting material is light-activated or at least partially triggered by means of light curing.
  • the "light-curing component” acts as a type of "catalyst” whose mechanism of action is activated by light in order to harden or harden the bonding material.
  • concentration of the light-curing component can, for example, be in the lower single-digit percentage range, such as in the range of 5, 3 or 2 percent, often even well below one percent.
  • the term "catalyst” should not be understood to mean that the light-curing component is used up after it has been activated by light, but rather that it is still present in the hardened bonding material after activation.
  • the silicone portion can be directly stimulated to polymerize using high-energy light, or polymerization can occur indirectly via organic end groups attached to the silicone, which are, for example, acrylate-based.
  • the connecting material can, for example, comprise a base polymer which has a high silicone content, in particular of at least 80 percent, and a light-curing component, wherein the connecting material is light-activated and at least partially curable by means of light-curing.
  • a high silicone content can provide a very high thermal stability as well as a very high blue light stability for the connecting material.
  • the optical element is attached to the cover element only by means of the connecting material.
  • no further connecting material or adhesive or other fastening component is required for the connection between the optical element and the cover element. This means that process steps and thus costs can be saved compared to known processes in which Connection between optical element and cover element more than one connecting material or adhesive is required.
  • the cured bonding material has a binding energy of greater than 350 kJ/mol, greater than 400 kJ/mol or greater than 450 kJ/mol.
  • the binding energy of a -Si-O-Si bond is approximately 450 kJ/mol, which is why predominantly silicone-based bonding materials are particularly suitable for ageing-stable bonds.
  • a -C-C bond e.g. epoxy only has a binding energy of approximately 350 kJ/mol, so that such bonding materials with a predominantly -C-C bond portion are not or less suitable for ageing-stable bonds or adhesives.
  • the connecting material can be light-activated by light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm, and can be at least partially cured by means of light curing by light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm.
  • the connecting material is designed to at least begin to harden or fully harden after irradiation with light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm.
  • the connecting material can be hardened by irradiation with light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm, in such a way that it is at least dimensionally stable and holds the optical element in a desired position relative to the cover element, at least temporarily.
  • the bonding material can then be completely cured by means of a further thermal step or may already have been completely cured by irradiation with light.
  • the bonding material in the cured state has a high stability against light with a wavelength between 315 nm and 700 nm inclusive.
  • the bonding material in the cured state can have a high blue light stability. This can be understood in particular to mean that the aging behavior of the bonding material under the influence or. is only insignificantly influenced by the long-term influence of light with a wavelength between 315 nm and 700 nm inclusive.
  • the bonding material in the cured state can be highly stable against other external influences, such as the effects of moisture, high temperatures or oxygen, and can therefore be very resistant to aging.
  • the bonding material can be designed in such a way that the final product can withstand long-term (>3000h) irradiation with intense blue light (in particular emitting laser spectrum 430-470 nm) with a light output of at least 20W/cm 2 at 100 ° C.
  • the connecting material is arranged in the form of several adhesive dots or individual adhesive beads between the optical element and the cover element.
  • adhesive dots or individual adhesive beads can be arranged in each corner of the cover element or corners of the optical element, which connect the optical element and the cover element to one another.
  • further adhesive dots can also be arranged between adhesive dots or individual adhesive beads in the corners of the optical element or cover element.
  • the connecting material is not arranged in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element, but in areas that are not directly in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element. The arrangement and number of adhesive dots can be freely selected.
  • the connecting material is arranged in the form of an adhesive bead or an adhesive surface in line form, in particular a circumferential adhesive bead or adhesive surface in line form between the optical element and the cover element.
  • one or more adhesive beads can be arranged along one or more edges of the cover element or the optical element, which connect the optical element and the cover element to one another.
  • the adhesive bead(s) can in particular be circumferential in such a way that an area within the adhesive bead(s) is sealed between the optical element and the cover element.
  • the adhesive bead can also be sub- refractions such that an area within the adhesive bead between the optical element and the cover element is not sealed.
  • the connecting material may be arranged in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element, but rather in areas that are not directly in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element.
  • the arrangement and number of the adhesive bead(s) can be freely selected.
  • the connecting material is designed such that it at least partially hardens by light curing within less than 100 seconds, less than 80 seconds, less than 40 seconds, less than 10 seconds, preferably less than 5 seconds, or even less than 2 seconds, in particular such that it is at least dimensionally stable.
  • Dimensionally stable can be understood in particular to mean that the connecting material holds the optical element relative to the cover element at least temporarily in a desired position so that undesired displacement of the optical element relative to the cover element is prevented.
  • the connecting material can then be fully hardened by means of a further thermal step or may already have been fully hardened by irradiation with light.
  • the connecting material is designed in such a way that a polymerization of the connecting material is started by light irradiation. Depending on the curing mechanism, this can generally lead to the connecting material solidifying either very quickly through so-called radical cross-linking within the connecting material, for example within one minute, or more slowly through addition cross-linking, for example over five minutes, such that the connecting material solidifies in such a way that a stable positioning of the optical element relative to the cover element is created.
  • the polymerization of the connecting material is essentially based on activating the light-curing component in the form of, for example, photoinitiators by means of light. Such photoinitiators can typically be radical or cationic systems. Different systems and combinations are possible.
  • Such a Polymerization initiated by photoinitiators can also be combined with platinum catalyst-based, addition-curing silicones or components.
  • the curing speed of these can also be accelerated by heat treatment or can contribute to the solidification and adhesion build-up of the bonding material, particularly in shadow areas with poor accessibility for light curing.
  • the connecting material has at least one inorganic, inert filler and in particular one of the following fillers: Al2O3; Si02; ZrO2, CaF, and AIN.
  • the filler can be glassy, ceramic or metal-based fillers.
  • the fillers can in particular serve to specifically adjust the rheological properties of the connecting material. This can in particular make it possible to set adhesive gaps between the optical element and the cover element in a range from 5pm to 300pm or even up to 500pm, which is necessary for the active adjustment of the optical element in order to correctly adjust the optical axis of the optical element relative to the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element.
  • such inert fillers can also contribute to a particularly low curing shrinkage and improve the thermal stability.
  • the connecting material it is also possible for the connecting material to have at least one organic filler. In such a case, however, it should be ensured that no additional ageing effects are triggered in the connecting material.
  • the silicone-based bonding material is formed by a radically cross-linking system.
  • the bonding material can be formed by a radically cross-linking system with acrylic functions, wherein the silicone-based bonding material is designed to be activated by means of a photoinitiator, in particular UV initiator, in order to at least partially harden the bonding material.
  • the photoinitiators can be formed by corresponding chemical compounds which decompose in a photolysis reaction after absorption of (UV) light and thus form reactive species which can start (initiate) a reaction (usually a polymerization) in order to at least harden the bonding material.
  • the bonding material is formulated with at least one binary mixture of photoinitiators (e.g., with a member of the class of o-hydroxy ketones and a member of the class of acyl phosphine oxides) to optimally utilize a (UV) emission spectrum used on the bonding material for curing and to accelerate the activation of the bonding material.
  • at least one binary mixture of photoinitiators e.g., with a member of the class of o-hydroxy ketones and a member of the class of acyl phosphine oxides
  • the bonding material comprises a plurality of different photoinitiators.
  • the use of different photoinitiators may, for example, be advantageous over the use of only one photoinitiator, in particular to provide improved blue light stability of the bonding material.
  • the use of different photoinitiators may reduce the total proportion of photoinitiators compared to the use of only one photoinitiator, while at the same time the properties of the bonding material remain the same.
  • the total proportion of photoinitiators in the bonding material may be reduced to less than 3% or substantially 3%, which is particularly advantageous for the light stability of the polymerized bonding material.
  • the connecting material has one or more additional initiators that can be thermally activated for additional thermal hardening of the connecting material.
  • the connecting material can be formed by a dual-curing system that has photoinitiator(s) on the one hand and initiator(s) that can be thermally activated on the other.
  • the bonding material has a high purity with a content of less than or equal to 1% monomeric impurities. This ensures that the connecting material in the final product has a high level of light stability, particularly blue light stability.
  • the cover element comprises a frame element which has a ceramic as the main material, which is arranged on the base element adjacent to the base element, and which forms a frame which surrounds the at least one semiconductor laser element in a lateral direction.
  • the cover element has a substantially transparent element or a substantially transparent cover which is arranged on the frame element or a cover surface of the frame element.
  • the frame element has a circumferential first step extending laterally from a base surface with a connecting surface which is at least partially connected to a part of the arrangement surface, and the frame element has a circumferential second step extending laterally from a cover surface opposite the base surface.
  • an optical axis of the at least one optical element is tilted relative to a direction perpendicular to the lateral direction and/or the at least one deflection element is designed to deflect the laser light by less than 90° such that at least a portion of the deflected laser light intersects a region between the rotating second stage and the cover element.
  • the deflection element for deflecting the beam of light emitted by the semiconductor laser element can deflect the main axis of the laser beam by an angle of less than 90° to the horizontal in order to direct the laser beam further in the direction of the at least one optical element in the area of an outer edge of the laser package without being shaded by the frame element, as would be the case with a frame element without such a step.
  • the optical element placed on the cover element can thus be pushed onto this outer edge of the laser package in the deflected beam path and its optical axis can be tilted in this way. be such that a vertical light emission from the laser package is nevertheless guaranteed.
  • This type of arrangement allows the emission point of the laser package to be moved as close as possible to one of the outer edges of the laser package without being shaded by the frame element.
  • the optical axis of the at least one optical element is tilted in the direction of a first side surface of the frame element connecting the base surface and the cover surface.
  • the at least one optical element also borders on a first plane running through the first side surface and is spaced from a second plane running through a second side surface of the frame element opposite the first side surface.
  • the optical element can in particular be arranged off-center above the at least one semiconductor laser element and in particular very close to one of the outer edges of the laser package.
  • the optical axis of the at least one optical element is tilted in the direction of this outer edge in order to ensure vertical light exit from the laser package despite the deflection of the laser beam by means of the deflection element of less than 90°.
  • the laser package is designed to emit laser light in a direction substantially perpendicular to the lateral direction.
  • the laser package has in particular a laser light emission region that is arranged off-center of the laser package. This laser light emission region is in particular arranged adjacent to the first plane or is arranged along or adjacent to an outer edge of the laser package.
  • the base element does not protrude beyond the base surface, but is essentially flush with the base surface.
  • the frame element has a surrounding frame, particularly in the area of the surrounding first step, into which the base element is inserted with the aim of creating a substantially flush component underside of the laser package.
  • the base element is arranged at a distance in the lateral direction from a third side surface of the frame element, which connects the base surface and the connecting surface to one another.
  • the base element is not pressed into the frame element, but is arranged at a distance from the frame element on at least opposite side surfaces of the base element.
  • the base element is in particular designed and arranged such that the arrangement surface and the connecting surface have a continuous contact area with one another as seen in the circumferential direction.
  • the frame element can be closed accordingly on one side by means of the base element.
  • the laser package can also have further optical elements for beam shaping or beam deflection, which are arranged in the beam path between the at least one semiconductor laser element and the at least one optical element.
  • Such a further optical element for beam shaping or beam deflection can be arranged, for example, on the base plate.
  • the laser package comprises a plurality of semiconductor laser elements which are arranged at a distance from one another on the base element and are surrounded by the cover element in the lateral direction.
  • one or more semiconductor laser elements can be provided in the laser package in order to emit light of the same or different wavelengths.
  • the laser package can be provided to emit only short-wave laser light in the range of, for example, 450 nm, which is then converted into a desired color.
  • the laser package can be provided to emit light of different wavelengths, for example red, green and blue light, and accordingly form an RGB laser package.
  • any other combination of wavelengths/colors which can be emitted by the laser package by means of several semiconductor laser elements is also conceivable.
  • the semiconductor laser elements of the plurality of semiconductor laser elements may be arranged in a row next to one another.
  • the semiconductor laser elements can be arranged equidistantly or at different distances from one another on the base plate.
  • the laser package comprises a plurality of optical elements, each of which, for example, has an optical axis that is tilted with respect to a direction perpendicular to the lateral direction.
  • the laser package comprises an optical element that is assigned to a semiconductor laser element.
  • the laser package can have the same number of optical elements as the number of semiconductor laser elements.
  • the optical element is formed by a lens array that has a plurality of optical axes, with each semiconductor laser element being assigned an optical axis.
  • the laser package comprises a plurality of deflection elements, each of which is arranged in the beam path of one of the plurality of semiconductor laser elements and is designed to deflect a laser light emitted by the corresponding semiconductor laser element in the direction of the at least one first optical element.
  • the laser package in each case comprises a deflection element that is assigned to a semiconductor laser element.
  • the laser package can have the same number of deflection elements as the number of semiconductor laser elements.
  • the deflection element is formed by a continuous mirror that deflects the light emitted by the semiconductor laser elements in each case by substantially 90 ° or by less than 90 ° in the direction of the at least one optical element.
  • contact surfaces are arranged on the circumferential second stage, which are electrically coupled to at least one of the plurality of semiconductor laser elements.
  • the circumferential second stage has contact surfaces on its upper side, which are electrically connected via internal conductor tracks and vias, for example, to the bottom surface of the frame element.
  • the conductor tracks Tracks or through-holes can be formed in particular by contact levels integrated into the frame element, which are electrically connected to the contact surfaces.
  • the frame element can be designed for example as a multilayer ceramic (e.g.: AI2O3, AIN).
  • the contact surfaces on the circumferential second step can be designed at different heights in order to facilitate contacting of the contact surfaces or arrangement of the contact levels.
  • the contact surfaces at different heights in the circumferential second step are connected, for example, to different connection levels in the frame element.
  • the plurality of semiconductor laser elements are coupled to one another in series.
  • the two outer semiconductor laser elements coupled in series can be contacted by means of bonding wires to contact surfaces on the circumferential second stage.
  • At least two of the plurality of semiconductor laser elements are each electrically coupled to at least two contact surfaces on the rotating second stage in such a way that each of the at least two of the plurality of semiconductor laser elements can be operated individually.
  • the contact surfaces in or on the rotating second stage in conjunction with corresponding internal wiring in the frame element it is possible to control several semiconductor laser elements mounted in the laser package independently of one another. In the case of an RGB laser package, for example, this can be particularly advantageous since it enables a desired color mixture of the light emitted by the laser package to be achieved.
  • the rotating second stage offers the advantage that a corresponding surface for providing the contact surfaces is provided adjacent to the respective semiconductor laser elements and wiring between the semiconductor laser element and contact surfaces is possible over a short distance and without contact with other components of the laser package.
  • Contacting of the semiconductor laser elements with the contact surfaces can be achieved, for example, by means of bonding wires to the contact surfaces on the circumferential second stage.
  • the base element has a ceramic as the main material and in particular has a metallic coating at least in some areas and/or electrical vias.
  • the ceramic base element can comprise, for example, AIN or SiC and have a metallic coating at least in some areas and/or electrical vias.
  • the base element can be formed substantially completely from a metallic material such as Cu or a Cu-based alloy.
  • a submount is arranged between the at least one semiconductor laser element and the base plate.
  • the at least one semiconductor laser element and the submount can form a sub-assembly that is arranged on the assembly surface.
  • the submount can, on the one hand, enable better heat dissipation from the at least one semiconductor laser element and, on the other hand, can represent an elevation in order to prevent so-called beam clipping of the laser light emitted from a laser facet of the at least one semiconductor laser element.
  • the submount can, for example, be made of metal, or have a ceramic as the main material and in particular have a metallic coating at least in some areas and/or electrical vias.
  • the laser package comprises a submount that is assigned to a semiconductor laser element.
  • the laser package can have the same number of submounts as the number of semiconductor laser elements.
  • only one continuous submount is provided on which the semiconductor laser elements are arranged.
  • several submounts have different heights, such that the semiconductor laser elements are also arranged at different heights and emit laser light at different heights. This can be particularly advantageous since several deflection elements and optical elements can also be arranged at different heights and can thus be laterally offset from one another in order to enable an even more compact arrangement of the elements in order to further increase the luminance of the LES.
  • the laser package further comprises at least one electrical component which is arranged on the second stage or is integrated into the frame element in the region of the second stage and is electrically coupled to contact surfaces on the circumferential second stage.
  • the circumferential second stage can be designed accordingly for the integration of additional functions.
  • at least one of the following components can be arranged on the second stage or integrated into the frame element in the region of the second stage: ESD protection diode, photodiode with monitoring function, NTC as temperature sensor, capacitor as voltage source, other passive electrical components.
  • the at least one semiconductor laser element is hermetically encapsulated in the interior between the base element and the cover element.
  • the cover element and the base element can be hermetically joined together.
  • connecting elements between the components can be formed, for example, by a metallic solder (Cu/Sn; Cu/Sn/Ag) or by a glass. This results in a hermetically encapsulated laser package that prevents rapid aging of the semiconductor laser elements.
  • a further aspect relates to a laser device comprising a plurality of laser packages according to at least one of the aspects described above.
  • two laser packages are arranged adjacent to one another in such a way that the optical axes of the optical elements of the two laser packages are arranged adjacent to one another or are mirrored.
  • the laser packages are arranged in particular in a so-called vis-a-vis arrangement in such a way that the individual light points of the laser packages arranged next to one another are arranged as close to one another as possible.
  • the laser device comprises an even number of laser packages, with two of the laser packages always being arranged in a vis-a-vis arrangement and pairs of laser packages being arranged in rows and/or columns.
  • Such a laser device can also be referred to as a cluster of laser packages and can be used as a light source for laser projection applications.
  • the plurality of laser packages are arranged on a common carrier substrate, in particular a printed circuit board.
  • the carrier substrate can be formed by a so-called "exposed copper board" on which the laser packages are arranged.
  • a further aspect relates to a method for producing a laser package comprising the steps:
  • bottom element having an arrangement surface on which at least one semiconductor laser element is arranged
  • Deflection element which is arranged in the beam path of the at least one semiconductor laser element, and cover element which is at least partially transparent for the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, which is connected to the base element and which forms a frame which surrounds the at least one semiconductor laser element in a lateral direction and encapsulates the at least one semiconductor laser element on the base element;
  • the bonding material consists of at least 10 percent, at least 20 percent, at least 50 percent, or at least 80 percent silicone or comprises a silicone mixture and comprises a light-curing component;
  • Light curing of the connecting material in particular such that it is at least dimensionally stable, in particular by means of light with a wavelength between 315 nm and 470 nm.
  • the light-curing step takes place for less than 100 seconds, in particular less than 80 seconds, in particular less than 40 seconds, in particular less than 20 seconds, in particular less than 20 seconds, preferably less than 5 seconds or even less than 2 seconds.
  • the light-curing step of less than 100 seconds, less than 80 seconds, less than 40 seconds, less than 10 seconds, preferably less than 5 seconds, or even less than 2 seconds at least partially cures the connecting material, in particular in such a way that it is at least dimensionally stable.
  • Dimensionally stable can be understood in particular to mean that the connecting material holds the optical element in a desired position relative to the cover element at least temporarily, so that undesired displacement of the optical element relative to the cover element is prevented.
  • the connecting material can then be fully cured by means of a further thermal step or can already have been fully cured by irradiation with light.
  • the method further comprises thermally curing the bonding material after the light-curing step.
  • the thermal curing step the already cured and in particular dimensionally stable bonding material can be completely cured with further exposure to light or just heat.
  • the light-curing step takes place essentially at room temperature.
  • the light-curing step can take place essentially at room temperature, i.e. around 22°C.
  • an appropriate ambient temperature for the light-curing step can be selected in order to ensure optimal curing of the bonding material during the light-curing step.
  • the bonding material can comprise in addition to photoinitiators also initiators which, under the influence of elevated temperature, activated so that the light-curing step can be accelerated at a temperature above room temperature.
  • the bonding material in the cured state has a high blue light stability.
  • the bonding material in the cured state has a high stability against light with a wavelength between 315nm and 700nm inclusive. This can be understood in particular to mean that the aging behavior of the bonding material is only insignificantly affected by light with a wavelength between 315nm and 700nm inclusive.
  • the bonding material in the cured state can have a high stability against other external influences, such as the effects of moisture, high temperatures or oxygen, and can therefore be very stable against aging.
  • the bonding material can be designed in the final product to withstand long-term (>3000h) irradiation with intense blue light (in particular emitting laser spectrum 430-470nm) with a light output of at least 20W/ cm2 at 100 °C.
  • the step of providing the base, deflection and at least one semi-elliptical laser element comprises inserting the base element into a frame element.
  • This can, for example, comprise gluing or bonding the base element into the frame element.
  • the step of inserting the base element into the frame element can comprise hermetically joining the base element into the frame element.
  • the step of providing the base, deflection and the at least one semiconductor laser element comprises arranging the at least one semiconductor laser element on the arrangement surface. This can in particular comprise gluing or bonding the at least one semiconductor laser element on the arrangement surface. Furthermore, the step can comprise arranging a submount on the arrangement surface and subsequently arranging the at least one semiconductor laser element on the submount. In addition, the step arranging a subassembly comprising a submount and the at least one semiconductor laser element on the arrangement surface.
  • the step of providing the ground, deflection and at least one half-elite laser element comprises arranging the at least one deflection element. This may comprise arranging and aligning the deflection element on the arrangement surface.
  • the step of providing the base, deflection and at least one semiconductor laser element comprises providing the cover element, which is at least partially transparent to the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, in the form of providing a substantially transparent cover on a cover surface of a frame element.
  • the step can comprise gluing or bonding the substantially transparent cover to the frame element, and in particular hermetically joining the substantially transparent cover to the frame element.
  • the method for producing a laser package can in particular be a method for producing a laser package according to at least one of the aspects described above, so that the aspects described for the laser package are also applicable to the laser package produced by means of the method.
  • Figures 1A to 1C show a cross-sectional view and two plan views of a laser device
  • Figures 2A to 2C show a cross-sectional view and two plan views of a laser device comprising two laser packages according to some aspects of the proposed principle
  • Figures 3A and 3B show a cross-sectional view and a plan view of another embodiment of a laser device comprising laser packages according to some aspects of the proposed principle
  • Figure 4 shows a cross-sectional view of another embodiment of a laser device comprising laser packages according to some aspects of the proposed principle.
  • Figure 5 shows a cross-sectional view of another embodiment of a laser device comprising laser packages according to some aspects of the proposed principle.
  • Figures 1A, 1B and 1C show a cross-sectional view and two plan views of a laser device comprising two laser packages, each with a base element 2 which has an arrangement surface 3 on which semiconductor laser elements 4 are arranged.
  • the laser packages also each comprise a cover element 11 comprising a frame element 5 which is connected to the base element 2 and which forms a frame which surrounds the semiconductor laser elements 4 in a lateral direction x.
  • the frame element 5 has a circumferential step 7 extending from a base surface 6 in the lateral direction and having a connecting surface 8 which is connected to the arrangement surface 3.
  • the cover elements 11 each comprise a substantially transparent cover 19 which is arranged on a cover surface 9 of the frame element 5 which is opposite the base surface.
  • a deflection element 14 is arranged on the arrangement surface 3 in the beam path of the semiconductor laser elements 4, which deflects a laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 by 90° in the direction of optical elements 12.
  • the optical elements 12 are arranged in such a way that their optical axis 13 runs perpendicularly and along the main axis of the deflected laser light L in order to ensure laser light emission in a direction y of the laser packages that is perpendicular to the lateral direction x.
  • the optical elements 12 are attached to the cover element 11 or the essentially transparent cover 19 by means of two different adhesives 26a and 26b, which are applied in the form of adhesive dots in the corners of the cover element 11.
  • Figure 1B shows a top view of a state in which the optical elements 12 have not yet been applied to the adhesive dots
  • Figure 1C shows a state in which the optical elements 12 have been applied to the adhesive dots. have been.
  • a first 26a of the two adhesives is light-activated or hardenable in order to achieve rapid hardening of the adhesive and thus to keep cycle times during assembly of the aligned optical element 12 short. This adhesive is used accordingly in the active adjustment process for quickly attaching the optical element 12.
  • This first adhesive 26a is usually carbon-based, e.g. acrylate or epoxy-based.
  • the second adhesive 26b is used to ensure a long-term stable connection.
  • the second adhesive 26b is silicone-based, but can only be cured thermally.
  • the second adhesive 26b is cured after the optical element 12 has been briefly fixed in the correct position in a subsequent batch process under thermal influence.
  • Such silicone-based adhesives are resistant to aging, but due to their long curing time (thermal curing) they are not suitable for processes in which the optical element 12 has to be set and fixed in its position until the adhesive has at least partially cured.
  • the inventors therefore propose a laser package 1 in which only a silicone-based connecting material 26 is required for mounting an optical element 12.
  • the connecting material is light-activated and hardens at least partially by irradiation with light.
  • the at least partial hardening leads to a dimensionally stable adhesive bond that holds the optical element 12 at least temporarily in a desired target position before the bond can be further hardened by thermal hardening if necessary.
  • the bond is accordingly hardened either exclusively by light activation or by light activation with parallel or staggered thermal treatment.
  • the first, at least partial hardening of the connecting material 26 is achieved in short or very short process times of in particular a few seconds or less.
  • the use of the bonding material 26 creates a permanently dimensionally stable, solid and radiation-stable connection between the base package of the laser package 1 and the optical element 12.
  • the great advantage of the bonding material 26 used is that only one bonding material 26 is required for the connection between the base package of the laser package 1 and the optical element 12 and that process steps can be saved compared to the device shown in Figures 1A to 1C.
  • the laser device 100 proposed by the inventors and shown in Figures 2A to 2C comprises two laser packages 1 each with a cover element 11 comprising a frame element 5, in which the frame element 5 together with a base element 2 forms a cavity for at least one semiconductor laser element 4.
  • Subassemblies comprising a submount 22 and a semiconductor laser element 4 are arranged on an arrangement surface 3 of the base element 2.
  • the laser packages 1 can each have one or more such subassemblies, i.e. one or more semiconductor laser elements 4, which are arranged on the base element.
  • the frame elements 5 have a ceramic as the main material and are each connected to the base element 2. Furthermore, the frame elements 5 form a frame that surrounds the semiconductor laser elements 4 in a lateral direction x.
  • the frame element 5 has a circumferential first step 7 extending from a base surface 6 in the lateral direction with a connecting surface 8 that is connected to the arrangement surface 3.
  • the cover elements 11 each comprise a substantially transparent cover 19, which is arranged on the cover surface 9 of the frame element 5 and, together with the frame element 5 and the base element 2, forms a closed interior space 24 of the laser package 1.
  • An optical element 12 is fastened to the cover element 11 or the substantially transparent cover 19 by means of the connecting material 26.
  • the connecting material 26 is applied in the form of adhesive dots in the corners of the cover element 11.
  • Figure 2B shows a top view of a state in which the optical elements 12 have not yet been applied to the adhesive points
  • Figure 2C shows a state in which the optical elements 12 have been applied to the adhesive points.
  • the arrangement of the connecting material 26 is, however, only to be understood as an example and can also be in the form of adhesive bead(s) or several adhesive points.
  • the connecting material 26 is in particular a silicone-based and light-activatable adhesive that hardens at least partially by irradiation with light.
  • the at least partial hardening leads to a dimensionally stable adhesive bond that holds the optical element 12 at least temporarily in a desired target position before the bond can be further hardened by thermal hardening if necessary.
  • the adhesive bond is accordingly hardened either exclusively by light activation or by light activation with parallel or staggered thermal treatment.
  • a deflection element 14 is arranged on the arrangement surface 3 in the beam path of the semiconductor laser elements 4, which deflects a laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 in the direction of the optical elements 12.
  • the deflection element 14 is designed such that it deflects the laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 by an angle of essentially 90° in the direction of the optical element 12.
  • the base element 2 essentially does not protrude beyond the base surface 6 and is essentially flush with the base surface 6. This has the advantage that a flat application to the carrier substrate 25 is possible, so that the mechanical stability of the laser device 100 is increased and electrical contacts can also be provided over the entire contact surface between the laser packages and the carrier substrate 25 for operating the laser packages 1.
  • the embodiment shown in Figures 3A and 3B comprises a frame element 5 in which an inner side wall of the frame element 5 on an upper side of the laser package 1 or starting from a cover surface 9 of the frame element 5 has a circumferential step 10 which has several functions. Firstly, the circumferential step 10 causes the inner side wall of the frame element 5 to be set back in the region of the circumferential step 10, and as a result shading of a laser light L emitted by the at least one semiconductor laser element 4 can be avoided, and secondly, the circumferential step 10 can be used according to developments of the invention to provide further functionalities of the laser package 1 in or on it.
  • a deflection mirror 14 for deflecting a laser light L emitted by the semiconductor laser element 4 can deflect the main axis of the laser light L by an angle of less than 90° to the horizontal in order to direct the laser light L further in the direction of an outer edge of the laser package 1 without being shaded by the frame element 5, as would be the case with a frame element according to the embodiments described above.
  • a lens 12 placed on the cover element 11 can then be pushed onto this outer edge of the laser package 1 in the deflected beam path of the laser light L and its optical axis 13 can be tilted in such a way that a vertical light exit from the laser package 1 is ensured.
  • This type of arrangement allows the emission point of the laser package 1 to be pushed as close as possible to one of the outer edges of the laser package 1, so that in the case of a laser device 100 which, similar to that in Figures 2A and 2C, the main axes of the laser light L emitted by the laser packages 1 have a comparatively smaller distance d from one another.
  • the luminance within a jointly emitting light emission surface (LES) of the laser device 100 can be significantly increased compared to a laser device as shown in Figures 2A and 2C.
  • Figures 3A and 3B show a cross-sectional view and a plan view of such a laser device 100 comprising two laser packages 1.
  • the laser device 100 has two laser packages 1, each with a base element 2, which has an arrangement surface 3 on which subassemblies consisting of a submount 22 and a semiconductor laser element 4 are arranged.
  • the laser packages 1 can each have one or more such subassemblies, i.e. one or more semiconductor laser elements 4, which are arranged on the base element.
  • the cover elements 11 also each comprise a frame element 5 which has a ceramic as the main material, which is connected to the base element 2, and which forms a frame which surrounds the semiconductor laser elements 4 in a lateral direction x.
  • the frame element 5 has a circumferential first step 7 extending from a base surface 6 in the lateral direction with a connecting surface 8 which is connected to the arrangement surface 3, and a circumferential second step 10 extending from a cover surface 9 opposite the base surface 6 in the lateral direction x.
  • the cover elements 11 each comprise a substantially transparent cover 19, which is arranged on the cover surface 9 of the frame element 5 and, together with the frame element 5 and the base element 2, forms a closed interior space 24 of the laser package 1.
  • An optical element 12 is fastened to the cover element 11 or to the substantially transparent cover 19 by means of the connecting material 26.
  • a deflection element 14 is arranged on the arrangement surface 3 in the beam path of the semiconductor laser elements 4, which deflects a laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 in the direction of the optical elements 12.
  • the optical elements can in particular be a glass plate with integrated micro-optics(s). Such an embodiment can be particularly advantageous since the joints between the cover element 11 and the optical element 12 are located outside the area through which the laser light shines. Accordingly, the efficiency of the laser packages 1 can be increased.
  • the deflection element 14 is designed such that it deflects the laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 by an angle a of less than 90° in such a way that at least part of the deflected laser light L intersects a region 15 between the rotating second stage 10 and the essentially transparent cover 19.
  • the optical elements 12 are arranged and aligned in such a way that their optical axis 13 is tilted with respect to a direction y perpendicular to the lateral direction x in order to ensure laser light emission in a direction y of the laser packages 1 perpendicular to the lateral direction x.
  • the optical elements 12 can accordingly realign the laser light L running "obliquely" through the region 15 so that it exits the laser packages 1 in a direction y perpendicular to the lateral direction x.
  • the laser light L running "obliquely" through the region 15 can then be realigned.
  • the main axes of the laser light L emitted by the laser packages 1 can be pushed together accordingly up to a distance d in the lateral direction x, so that compared to the embodiment of Figures 2A and 2C, the luminance can be increased within a lower LES due to the same light output emitted by the laser packages 1.
  • the optical axes 13 of the optical elements 12 are tilted in the direction of a first side surface 16a of the frame element 5, which connects the bottom surface 6 and the cover surface 9, in order to achieve the alignment of the laser light L running "obliquely" through the region 15.
  • the side surfaces 16a of the laser packages 1 are arranged opposite one another in such a way that the desired vis-a-vis arrangement is obtained.
  • the optical elements 12 border on a first plane 17a running through the first side surface 16a and are spaced from a second plane 17b running through a second side surface 16b of the frame element 5 opposite the first side surface 16a in order to achieve light emission of the Laser packages at their edge.
  • a laser light emission region 18 of the laser packages is thus arranged off-center above the region 15 and in particular adjacent to the first plane 17a.
  • the base element 2 essentially does not protrude beyond the base surface 6 and is essentially flush with the base surface 6. This has the advantage that a flat application to the carrier substrate 25 is possible, so that the mechanical stability of the laser device 100 is increased and electrical contacts can also be provided over the entire contact surface between the laser packages and the carrier substrate 25 for operating the laser packages 1.
  • the base element 2 is arranged at a distance in the lateral direction from a third side surface 16c of the frame element 5, which connects the base surface 6 and the connecting surface 8 to one another.
  • the base element 2 is glued or bonded to the connecting surface 8 and not pressed into the frame element 5, which causes the distance shown.
  • the base element 2 and the frame element 5 can be hermetically joined.
  • the optical element 12 of a laser package 1 and the respective associated underlying semiconductor laser elements 4 are arranged in series along an outer edge of the laser package 1.
  • a laser light emitted from the optical elements 12 of the two laser packages 1 can together form a jointly emitting light emission surface (LES) of the laser device 100.
  • LES jointly emitting light emission surface
  • the embodiment shown in Figure 4 differs from the embodiment shown in Figure 2A in that the cover element 11 or the frame element 5 is arranged on the base element 2, in particular in such a way that the base element 2 forms a support for the frame element and is not arranged in a step of the frame element.
  • the base element is made of a ceramic as the main material and has through-plating(s) and contact surfaces via which the semiconductor laser element 4 is electrically connected.
  • the frame element 5 and the base element 5 have bonding surfaces by means of which a connection is created between the base element 2, the frame element 5 and the essentially transparent cover 19.
  • this is to be understood as merely an example, and the described features of the base element 2 and the bonding surfaces can also be transferred to the other embodiments of the proposed principle.
  • the embodiment shown in Figure 5 differs from the embodiment shown in Figure 4 in that the cover element 11 is formed by a one-piece or one-piece essentially transparent cover which is connected to the base element 2 and which forms a frame which surrounds the semiconductor laser element 4 in the lateral direction x and encapsulates the semiconductor laser element 4 with the base element 2.
  • the cover element 11 can be formed from a glass in such a case.

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Abstract

The invention relates to a laser package comprising: a base element, which has an arrangement surface on which at least one semiconductor laser element is arranged; a cover element, which is transparent to the laser light emitted from the at least one semiconductor laser element, is connected to the base element, forms a frame that surrounds the at least one semiconductor laser element in a lateral direction, and encapsulates the at least one semiconductor laser element with the base element; an optical element, which is located on the cover element; and at least one deflection element, which is located in the beam path of the at least one semiconductor laser element and is designed to deflect a laser light emitted from the at least one semiconductor laser element in the direction of the at least one optical element. The optical element is fastened to the cover element by means of a connecting material, wherein the connecting material comprises a proportion of at least 30% of silicon and a light-hardening component. In addition, the connecting material is light-activatable and can be hardened at least in part by means of light hardening.

Description

LASERPACKAGE , LASERVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG LASER PACKAGE, LASER DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr . 10 2023 118 459 . 8 vom 12 . Juli 2023 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird . The present application claims the priority of German patent application No . 10 2023 118 459 . 8 of July 12, 2023, the disclosure content of which is hereby incorporated into the present application by reference.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserpackage sowie eine Laservorrichtung umfassend wenigstens zwei Laserpackages , sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Laserpackages . The present invention relates to a laser package and a laser device comprising at least two laser packages, as well as a method for producing a laser package.

HINTERGRUND BACKGROUND

Ein verkapseltes Laserpackage mit Umlenkspiegel ist eine fortschrittliche Technologie , die in der Laserindustrie weit verbreitet ist . Diese Art von Lasermodul zeichnet sich durch seine kompakte Bauweise aus , bei der ein Laserstrahl mithilfe eines Umlenkspiegels in Richtung eines optischen Elementes umgelenkt wird, um eine präzise Lichtauskopplung aus dem Laserpackage zu ermöglichen . Die verkapselte Bauweise bietet viele Vorteile , wie zum Beispiel den Schutz der Laserelemente vor äußeren Einflüssen und eine einfache Integration in verschiedene Anwendungen . An encapsulated laser package with deflection mirror is an advanced technology that is widely used in the laser industry. This type of laser module is characterized by its compact design, in which a laser beam is deflected towards an optical element using a deflection mirror to enable precise light extraction from the laser package. The encapsulated design offers many advantages, such as protection of the laser elements from external influences and easy integration into various applications.

Trotz der zahlreichen Vorteile gibt es j edoch insbesondere bei der Herstellung der Laserpackages und insbesondere bei der Ausrichtung des optischen Elementes gegenüber der optischen Achse des von einem in dem Laserpackage angeordneten Halbleiterlasers einige potenzielle Nachteile . Despite the numerous advantages, there are some potential disadvantages, particularly in the manufacture of the laser packages and in particular in the alignment of the optical element with respect to the optical axis of a semiconductor laser arranged in the laser package.

In bekannten Laserpackages wird mit zwei verschiedenen, getrennt voneinander aufgebrachten Klebstoffen gearbeitet , um das optische Element auf einem Deckelelement des Laserpackages in ausgerichteter Position zu befestigen . Einer der beiden Klebstoffe ist dabei Licht-aktivierbar bzw . -härtbar, um ein schnelles Anhärten des Klebstoffes zu erreichen und damit die Zyklus zeiten bei der Montage des ausgerichteten optischen Elementes gering zu halten . Dieser Klebstoff dient entsprechend im aktiven Justage Prozess zur schnellen Befestigung des optischen Elementes . Dieser erste Klebstoff ist dabei meist Kohlenstoffbasiert , bspw . auf Acrylat bzw . Epoxid-Basis . Acrylate und Epoxide zeigen j edoch besonders in der Lichtalterung im kürzer-welligen Bereich ( dies schließt sowohl den Wellenlängenbereich von blauem Licht als auch den Wellenlängenbereich von UV-Licht ein ) Alterungsprobleme und sind daher nicht Lichtalterungsstabil . Aus diesem Grund wird zur Gewährleistung einer langfristig stabilen Verbindung ein zweiter Klebstoff eingesetzt . Der zweite Klebstoff ist Silikon basiert , j edoch lediglich thermisch aushärtbar . Das Aushärten des Klebstoffes erfolgt nach dem kurzeitigen Fixieren in richtiger Position in einem nachgelagerten Batch Prozess unter thermischem Einfluss . Solche silikonbasierten Klebstoffe sind alterungsstabil , sind aber aufgrund ihrer langen Aushärtezeit (Thermische Aushärtung ) nicht für Prozesse geeignet , in denen das optische Element gesetzt und bis zur zumindest teilweisen Aushärtung des Klebstoffs in ihrer Lage fixiert werden muss . In known laser packages, two different adhesives are used, applied separately, to fix the optical element to a cover element of the laser package in an aligned position. One of the two adhesives is light-activated or light-curable in order to achieve rapid curing of the adhesive and thus to keep the cycle times for assembling the aligned optical element as short as possible. This adhesive is used accordingly in active adjustment process for quickly attaching the optical element. This first adhesive is usually carbon-based, e.g. acrylate or epoxy-based. However, acrylates and epoxies show aging problems, particularly when exposed to light in the shorter wavelength range (this includes both the wavelength range of blue light and the wavelength range of UV light), and are therefore not stable to light aging. For this reason, a second adhesive is used to ensure a long-term stable connection. The second adhesive is silicone-based, but can only be cured thermally. After being briefly fixed in the correct position, the adhesive hardens in a downstream batch process under thermal influence. Such silicone-based adhesives are stable against aging, but due to their long curing time (thermal curing) they are not suitable for processes in which the optical element has to be set and fixed in position until the adhesive has at least partially hardened.

Es besteht demnach das Bedürfnis , ein Laserpackage sowie eine Laservorrichtung umfassend wenigstens zwei Laserpackages anzugeben, mittels dem zumindest einige der genannten Nachteile überwunden werden können . Zudem besteht das Bedürfnis ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines solchen Laserpackages anzugeben . There is therefore a need to provide a laser package and a laser device comprising at least two laser packages, by means of which at least some of the disadvantages mentioned can be overcome. In addition, there is a need to provide an improved method for producing such a laser package.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen . Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben . This need is taken into account by the subject matter of the independent patent claims. Further developments and embodiments of the proposed principle are specified in the subclaims.

Die Erfinder schlagen ein Laserpackage vor, bei dem zur Montage eines optischen Elementes ein Klebstoff verwendet wird, der silikonbasiert ist . Zudem ist der Klebstoff Licht-aktivierbar und härtet zumindest teilweise durch Bestrahlung mit Licht aus . Die zumindest teilweise Aushärtung führt dabei zu einer formstabilen Klebeverbindung , die das optische Element zumindest vorrübergehend in einer gewünschten Sollposition hält , bevor ggf . durch thermisches Aushärten die Verbindung noch weiter ausgehärtet werden kann . Die Klebeverbindung wird entsprechend entweder ausschließlich über eine Licht-Aktivierung oder über eine Licht-Aktivierung mit paralleler oder zeitlich versetzter thermischer Behandlung ausgehärtet . Die erste , zumindest teilweise Aushärtung des Klebstoffes wird hingegen in kurzen bzw . sehr kurzen Prozesszeiten von insbesondere wenigen Sekunden oder weniger erzielt . Nach dem kompletten Aushärten des Klebstoffes entsteht eine dauerhaft formstabile , feste und strahlungsstabile Verbindung zwischen der Basis des Laserpackages und dem optischen Element . Der große Vorteil , der sich durch den verwendeten Klebstoff ergibt ist , dass für die Verklebung zwischen der Basis des Laserpackages und dem optischen Element nur ein Klebstoff benötigt wird und, dass Verfahrensschritte gegenüber bekannten Verfahren eingespart werden können . The inventors propose a laser package in which a silicone-based adhesive is used to assemble an optical element. In addition, the adhesive is light-activated and hardens at least partially when exposed to light. The at least partial hardening leads to a dimensionally stable adhesive bond that holds the optical element at least temporarily in a desired target position before the bond is possibly broken by thermal hardening. can be further cured. The adhesive bond is cured either exclusively by light activation or by light activation with parallel or staggered thermal treatment. The first, at least partial curing of the adhesive, on the other hand, is achieved in short or very short process times of in particular a few seconds or less. After the adhesive has completely cured, a permanently dimensionally stable, solid and radiation-stable connection is created between the base of the laser package and the optical element. The big advantage of the adhesive used is that only one adhesive is needed for the bond between the base of the laser package and the optical element and that process steps can be saved compared to known processes.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Laserpackage ein Bodenelement , das eine Anordnungsfläche aufweist , auf der wenigstens ein Halbleiterlaserelement angeordnet ist . Zudem umfasst das Laserpackage ein für das von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement emittiertes Laserlicht zumindest bereichsweise transparentes Deckelelement , das mit dem Bodenelement verbunden ist und das einen Rahmen bildet , der das wenigstens eine Halbleiterlaserelement in eine laterale Richtung umgibt und das wenigstens eine Halbleiterlaserelement mit dem Bodenelement einkapselt . Ferner umfasst das Laserpackage ein für das von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement emittiertes Laserlicht im wesentlichen transparentes Deckelelement , das auf der Deckelfläche angeordnet ist , sowie wenigstens ein optisches Element , das auf dem Deckelement angeordnet ist . Zudem umfasst das Laserpackage wenigstens ein Umlenkelement , das im Strahlengang des wenigstens einen Halbleiterlaserelementes angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist , ein von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement emittiertes Laserlicht in Richtung des wenigstens einen optischen Elementes umzulenken . Das optische Element ist mittels eines Verbindungsmaterials auf dem Deckelelement befestigt , wobei das Verbindungsmaterial zu zumindest 10 Prozent , zu zumindest 20 Prozent , zu zumindest 50 Prozent , oder zu zumindest 80 Prozent aus Silikon besteht und eine Lichthärtungs komponente aufweist , und wobei das das Verbindungsmaterial lichtaktivierbar und zumindest teilweise mittels Lichthärtung aushärtbar ist . Insbesondere ist das optische Element mittels eines Verbindungsmaterials auf dem Deckelelement befestigt , wobei das Verbindungselement ein Klebestoff ist , welcher teilweise aber zumindest zu 30% aus Silikon oder einer Silikonmischung besteht , und wobei eine anschließende Polymerisation des Verbindungsmaterial lichtaktivierbar oder zumindest teilweise mittels Lichthärtung auslösbar ist . According to one aspect of the invention, a laser package comprises a base element that has an arrangement surface on which at least one semiconductor laser element is arranged. In addition, the laser package comprises a cover element that is at least partially transparent to the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, which is connected to the base element and forms a frame that surrounds the at least one semiconductor laser element in a lateral direction and encapsulates the at least one semiconductor laser element with the base element. Furthermore, the laser package comprises a cover element that is essentially transparent to the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, which is arranged on the cover surface, and at least one optical element that is arranged on the cover element. In addition, the laser package comprises at least one deflection element that is arranged in the beam path of the at least one semiconductor laser element and that is designed to deflect a laser light emitted by the at least one semiconductor laser element in the direction of the at least one optical element. The optical element is attached to the cover element by means of a connecting material, wherein the connecting material consists of at least 10 percent, at least 20 percent, at least 50 percent, or at least 80 percent silicone and has a light-curing component, and wherein the connecting material is light-activatable. and is at least partially curable by means of light curing. In particular, the optical element is fastened to the cover element by means of a connecting material, wherein the connecting element is an adhesive which consists partly but at least to 30% of silicone or a silicone mixture, and wherein a subsequent polymerization of the connecting material is light-activated or at least partially triggered by means of light curing.

Die „Lichthärtungs komponente" wirkt dabei als eine Art „Katalysator" , dessen Wirkungsmechanismus mittels Lichts aktiviert wird, um das Verbindungsmaterial an- bzw . auszuhärten . Die Konzentration der Lichthärtungskomponente kann beispielsweise im unteren einstelligen Prozentbereich, wie beispielsweise im Bereich von 5 , 3 oder 2 Prozent , oft sogar deutlich unter einem Prozent liegen . Die Bezeichnung „Katalysator" soll dabei j edoch nicht dahingehend verstanden werden, dass die Lichthärtungskomponente nach ihrer Aktivierung mittels Licht verbraucht ist , sondern sie liegt auch nach der Aktivierung im gehärteten Verbindungsmaterial vor . Dabei kann beispielsweise direkt der Silikonanteil mittels energiereichem Licht zur Polymerisation angeregt werden, oder aber eine Polymerisation kann indirekt über am Silikon angehängte organische Endgruppen, die beispielsweise Acrylat basiert sind, erfolgen . The "light-curing component" acts as a type of "catalyst" whose mechanism of action is activated by light in order to harden or harden the bonding material. The concentration of the light-curing component can, for example, be in the lower single-digit percentage range, such as in the range of 5, 3 or 2 percent, often even well below one percent. However, the term "catalyst" should not be understood to mean that the light-curing component is used up after it has been activated by light, but rather that it is still present in the hardened bonding material after activation. For example, the silicone portion can be directly stimulated to polymerize using high-energy light, or polymerization can occur indirectly via organic end groups attached to the silicone, which are, for example, acrylate-based.

Das Verbindungsmaterial kann beispielsweise ein Basispolymer umfassen, das einen hohen Silikonanteil , insbesondere von zumindest 80 Prozent und eine Lichthärtungskomponente aufweist , wobei das Verbindungsmaterial lichtaktivierbar und zumindest teilweise mittels Lichthärtung aushärtbar ist . Durch einen derart hohen Silikonanteil kann eine sehr hohe thermische Stabilität , sowie eine sehr hohe Blaulichtstabilität für das Verbindungsmaterial bereitgestellt werden . The connecting material can, for example, comprise a base polymer which has a high silicone content, in particular of at least 80 percent, and a light-curing component, wherein the connecting material is light-activated and at least partially curable by means of light-curing. Such a high silicone content can provide a very high thermal stability as well as a very high blue light stability for the connecting material.

In einem Aspekt ist das optische Element lediglich mittels des Verbindungsmaterials auf dem Deckelelement befestigt . Insbesondere ist zur Verbindung zwischen optischem Element und Deckelelement kein weiteres Verbindungsmaterial bzw . Klebstoff oder eine sonstige Befestigungskomponente von Nöten . Dadurch können sich Verfahrensschritte und damit Kosten gegenüber bekannten Verfahren eingespart werden, bei denen zur Verbindung zwischen optischem Element und Deckelelement mehr als ein Verbindungsmaterial bzw . Klebstoff benötigt wird . In one aspect, the optical element is attached to the cover element only by means of the connecting material. In particular, no further connecting material or adhesive or other fastening component is required for the connection between the optical element and the cover element. This means that process steps and thus costs can be saved compared to known processes in which Connection between optical element and cover element more than one connecting material or adhesive is required.

In einem Aspekt weist das ausgehärtete Verbindungsmaterial eine Bin- dungsenergie von größer 350 kJ/Mol , von größer 400 kJ/Mol oder von größer 450 kJ/Mol auf . Insbesondere liegt die Bindungsenergie einer - Si-O-Si- Bindung bei ca . 450 kJ/Mol , weswegen sich überwiegend silikonbasierte Verbindungsmaterialien besonders für alterungsstabile Verbindungen eignen . Im Gegensatz weist eine -C-C- Bindung ( z . B . : Epoxy) lediglich eine Bindungsenergie von ca . 350 kJ/Mol , sodass sich solche Verbindungsmaterialien mit einem überwiegenden -C-C- Bindungsanteil nicht oder weniger für alterungsstabile Verbindungen oder Klebungen eignen . In einem Aspekt ist das Verbindungsmaterial durch Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm, oder zwischen 250nm und 450nm lichtaktivierbar und zumindest teilweise mittels Lichthärtung durch Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm, oder zwischen 250nm und 450nm aushärtbar . Insbesondere ist das Verbindungsmaterial dazu ausgebildet nach einer Bestrahlung durch Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm, oder zwischen 250nm und 450nm zumindest anzuhärten bzw . aus zuhärten . Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Verbindungsmaterial durch eine Bestrahlung mit Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm, oder zwischen 250nm und 450nm derart gehärtet werden kann, dass es zumindest formstabil ist und das optische Element gegenüber dem Deckelelement zumindest zeitweise in einer gewünschten Position hält . Das Verbindungsmaterial kann dann mittels eines weiteren thermischen Schrittes vollständig ausgehärtet werden oder bereits durch die Bestrahlung mittels des Lichts vollständig ausgehärtet worden sein . In one aspect, the cured bonding material has a binding energy of greater than 350 kJ/mol, greater than 400 kJ/mol or greater than 450 kJ/mol. In particular, the binding energy of a -Si-O-Si bond is approximately 450 kJ/mol, which is why predominantly silicone-based bonding materials are particularly suitable for ageing-stable bonds. In contrast, a -C-C bond (e.g. epoxy) only has a binding energy of approximately 350 kJ/mol, so that such bonding materials with a predominantly -C-C bond portion are not or less suitable for ageing-stable bonds or adhesives. In one aspect, the connecting material can be light-activated by light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm, and can be at least partially cured by means of light curing by light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm. In particular, the connecting material is designed to at least begin to harden or fully harden after irradiation with light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm. This can be understood in particular to mean that the connecting material can be hardened by irradiation with light with a wavelength between 315 nm and 470 nm, or between 250 nm and 450 nm, in such a way that it is at least dimensionally stable and holds the optical element in a desired position relative to the cover element, at least temporarily. The bonding material can then be completely cured by means of a further thermal step or may already have been completely cured by irradiation with light.

In einem Aspekt weist das Verbindungsmaterial in ausgehärtetem Zustand eine hohe Stabilität gegen Licht mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 315nm und einschließlich 700nm auf . Insbesondere kann das Verbindungsmaterial in ausgehärtetem Zustand eine hohe Blaulicht-Stabilität aufweisen . Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Alterungsverhalten des Verbindungsmaterials unter Einfluss bzw . dauerhaftem Einfluss von Licht mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 315nm und einschließlich 700nm nur unwesentlichen beeinflusst ist . Ebenso kann das Verbindungsmaterial in ausgehärtetem Zustand eine hohe Stabilität gegen weitere äußere Einflüsse , wie beispielsweise die Einwirkung von Feuchtigkeit , hohe Temperatur oder Sauerstoff aufweisen und entsprechend sehr alterungsstabil sein . Beispielsweise kann das Verbindungsmaterial derart ausgebildet sein, im finalen Produkt eine dauerhafte ( >3000h) Bestrahlung von intensivem blauem Licht ( insbesondere emittierendes Laserspektrum 430-470nm) von einer Lichtleistung von mindestens 20W/cm2 bei 100 ° C zu überstehen . In one aspect, the bonding material in the cured state has a high stability against light with a wavelength between 315 nm and 700 nm inclusive. In particular, the bonding material in the cured state can have a high blue light stability. This can be understood in particular to mean that the aging behavior of the bonding material under the influence or. is only insignificantly influenced by the long-term influence of light with a wavelength between 315 nm and 700 nm inclusive. Likewise, the bonding material in the cured state can be highly stable against other external influences, such as the effects of moisture, high temperatures or oxygen, and can therefore be very resistant to aging. For example, the bonding material can be designed in such a way that the final product can withstand long-term (>3000h) irradiation with intense blue light (in particular emitting laser spectrum 430-470 nm) with a light output of at least 20W/cm 2 at 100 ° C.

In einem Aspekt ist das Verbindungsmaterial in Form von mehreren Klebepunkten oder einzelnen Klebewülsten zwischen dem optischen Element und dem Deckelelement angeordnet . Beispielsweise können j eweils in Ecken des Deckelelementes bzw . Ecken des optischen Elementes Klebepunkte oder einzelne Klebewülste angeordnet sein, die das optische Element und das Deckelelement miteinander verbinden . Weiterhin können auch zwischen Klebepunkten oder einzelnen Klebewülsten in den Ecken des optischen Elementes bzw . Deckelementes weitere Klebepunkte angeordnet sein . Es kann j edoch gewünscht sein, dass das Verbindungsmaterial nicht im Strahlengang des von dem Halbleiterlaserelement emittierten Laserlichts angeordnet ist , sondern in Bereichen, die nicht direkt im Strahlengang des von dem Halbleiterlaserelement emittierten Laserlichts liegen . Die Anordnung und Anzahl der Klebepunkte kann dabei frei gewählt sein . In one aspect, the connecting material is arranged in the form of several adhesive dots or individual adhesive beads between the optical element and the cover element. For example, adhesive dots or individual adhesive beads can be arranged in each corner of the cover element or corners of the optical element, which connect the optical element and the cover element to one another. Furthermore, further adhesive dots can also be arranged between adhesive dots or individual adhesive beads in the corners of the optical element or cover element. However, it can be desired that the connecting material is not arranged in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element, but in areas that are not directly in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element. The arrangement and number of adhesive dots can be freely selected.

In einem Aspekt ist das Verbindungsmaterial in Form von einer Klebewulst bzw . einer Klebefläche in Linienform, insbesondere umlaufenden Klebewulst bzw . Klebefläche in Linienform zwischen dem optischen Element und dem Deckelelement angeordnet . Beispielsweise kann eine oder mehrere Klebewulsten j eweils entlang eines oder mehrere Ränder des Deckelelementes bzw . des optischen Elementes angeordnet sein, die das optische Element und das Deckelelement miteinander verbinden . Die Klebewulst ( en ) können insbesondere derart umlaufend sein, dass ein Bereich innerhalb der Klebewulst ( en ) zwischen dem optischen Element und dem Deckelelement abgedichtet ist . Die Klebewulst kann j edoch auch Unter- brechungen aufweisen, dass ein Bereich innerhalb der Klebewulst zwischen dem optischen Element und dem Deckelelement nicht abgedichtet ist . Es kann j edoch gewünscht sein, dass das Verbindungsmaterial nicht im Strahlengang des von dem Halbleiterlaserelement emittierten Laserlichts angeordnet ist , sondern in Bereichen, die nicht direkt im Strahlengang des von dem Halbleiterlaserelement emittierten Laserlichts liegen . Die Anordnung und Anzahl der Klebewulst ( en ) kann dabei frei gewählt sein . In one aspect, the connecting material is arranged in the form of an adhesive bead or an adhesive surface in line form, in particular a circumferential adhesive bead or adhesive surface in line form between the optical element and the cover element. For example, one or more adhesive beads can be arranged along one or more edges of the cover element or the optical element, which connect the optical element and the cover element to one another. The adhesive bead(s) can in particular be circumferential in such a way that an area within the adhesive bead(s) is sealed between the optical element and the cover element. However, the adhesive bead can also be sub- refractions such that an area within the adhesive bead between the optical element and the cover element is not sealed. However, it may be desirable for the connecting material not to be arranged in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element, but rather in areas that are not directly in the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element. The arrangement and number of the adhesive bead(s) can be freely selected.

In einem Aspekt ist das Verbindungsmaterial derart ausgebildet , dass es durch Lichthärtung innerhalb weniger als 100 Sekunden, weniger als 80 Sekunden, weniger als 40 Sekunden, weniger als 10 Sekunden, bevorzugt weniger als 5 Sekunden, oder sogar weniger als 2 Sekunden zumindest teilweise aushärtet , insbesondere derart , dass es zumindest formstabil ist . Unter formstabil kann insbesondere verstanden werden, dass das Verbindungsmaterial das optische Element gegenüber dem Deckelelement zumindest zeitweise in einer gewünschten Position hält , sodass ein ungewünschtes Verschieben des optischen Elementes gegenüber dem Deckelement verhindert wird . Das Verbindungsmaterial kann dann mittels eines weiteren thermischen Schrittes vollständig ausgehärtet werden oder bereits durch die Bestrahlung mittels des Lichts vollständig ausgehärtet worden sein . In one aspect, the connecting material is designed such that it at least partially hardens by light curing within less than 100 seconds, less than 80 seconds, less than 40 seconds, less than 10 seconds, preferably less than 5 seconds, or even less than 2 seconds, in particular such that it is at least dimensionally stable. Dimensionally stable can be understood in particular to mean that the connecting material holds the optical element relative to the cover element at least temporarily in a desired position so that undesired displacement of the optical element relative to the cover element is prevented. The connecting material can then be fully hardened by means of a further thermal step or may already have been fully hardened by irradiation with light.

In einem Aspekt ist das Verbindungsmaterial derart ausgebildet , dass durch Lichtbestrahlung eine Polymerisation des Verbindungsmaterials gestartet wird . Diese kann im Allgemeinen j e nach Härtungsmechanismus dazu führen, dass entweder sehr schnell durch sogenannte radikalische Vernetzung innerhalb des Verbindungsmaterials beispielsweise innerhalb einer Minute oder eher langsam durch Additionsvernetzung beispielsweise größer als fünf Minuten geschehen kann, dass sich das Verbindungsmaterial derartig verfestigt , dass eine stabile Positionierung des optischen Elementes gegenüber dem Deckelelement entsteht . Die Polymerisation des Verbindungsmaterials beruht dabei im Wesentlichen auf einem Aktivieren der Lichthärtungs komponente in Form von beispielsweise Photoinitiatoren mittels Licht . Solche Photoinitiatoren können typischerweise radikalische oder kationische Systeme sein . Unterschiedliche Systeme und Kombinationen sind möglich . Solch eine mit Photoinitiatoren initiierte Polymerisation kann auch mit Platinkatalysator basierten, additionsvernetztenden Silikonen oder Anteilen kombiniert sein . Diese können zusätzlich in ihrer Härtungsgeschwindigkeit auch noch durch Temperaturbehandlung beschleunigt werden oder gerade in Schattenbereichen mit schlechter Zugänglichkeit für eine Lichthärtung zur Verfestigung und zum Haftungsaufbau des Verbindungsmaterials beitragen . In one aspect, the connecting material is designed in such a way that a polymerization of the connecting material is started by light irradiation. Depending on the curing mechanism, this can generally lead to the connecting material solidifying either very quickly through so-called radical cross-linking within the connecting material, for example within one minute, or more slowly through addition cross-linking, for example over five minutes, such that the connecting material solidifies in such a way that a stable positioning of the optical element relative to the cover element is created. The polymerization of the connecting material is essentially based on activating the light-curing component in the form of, for example, photoinitiators by means of light. Such photoinitiators can typically be radical or cationic systems. Different systems and combinations are possible. Such a Polymerization initiated by photoinitiators can also be combined with platinum catalyst-based, addition-curing silicones or components. The curing speed of these can also be accelerated by heat treatment or can contribute to the solidification and adhesion build-up of the bonding material, particularly in shadow areas with poor accessibility for light curing.

In einem Aspekt weist das Verbindungsmaterial wenigstens einen anorganischen, inerten Füllstoff und insbesondere einen der folgenden Füllstoffe auf : A12O3 ; Si02 ; ZrO2 , CaF, und AIN . Insbesondere kann es sich bei dem Füllstoff um glasige , keramisch oder metallisch basierte Füllstoffe handeln . Die Füllstoffe können insbesondere dazu dienen, die rheologischen Eigenschaften des Verbindungsmaterials gezielt einzustellen . Dadurch kann es insbesondere möglich sein, Kleberspalten zwischen dem optischen Element und dem Deckelelement in einem Bereich von 5pm bis 300pm oder sogar bis zu 500pm einzustellen, was für die aktive Justage des optischen Elementes notwendig ist , um die optische Achse des optischen Elementes gegenüber dem Strahlengang des von dem Halbleiterlaserelement emittierten Laserlichts korrekt einzustellen . Zudem können solche inerten Füllstoffe auch einen besonders geringen Härtungsschrumpf beitragen sowie die thermische Stabilität verbessern . Es ist j edoch auch möglich, dass das Verbindungsmaterial wenigstens einen organischen Füllstoff aufweist . In einem solchen Fall sollte j edoch sichergestellt sein, dass dadurch keine zusätzlichen Alterungseffekte in dem Verbindungsmaterial ausgelöst werden . In one aspect, the connecting material has at least one inorganic, inert filler and in particular one of the following fillers: Al2O3; Si02; ZrO2, CaF, and AIN. In particular, the filler can be glassy, ceramic or metal-based fillers. The fillers can in particular serve to specifically adjust the rheological properties of the connecting material. This can in particular make it possible to set adhesive gaps between the optical element and the cover element in a range from 5pm to 300pm or even up to 500pm, which is necessary for the active adjustment of the optical element in order to correctly adjust the optical axis of the optical element relative to the beam path of the laser light emitted by the semiconductor laser element. In addition, such inert fillers can also contribute to a particularly low curing shrinkage and improve the thermal stability. However, it is also possible for the connecting material to have at least one organic filler. In such a case, however, it should be ensured that no additional ageing effects are triggered in the connecting material.

In einem Aspekt ist das silikon-basierte Verbindungsmaterial durch ein radikalisch vernetzendes System gebildet . Insbesondere kann das Verbindungsmaterial durch ein radikalisch vernetzendes System mit Acrylfunktionen gebildet sein, wobei das silikon-basierte Verbindungsmaterial mittels einem Photoinitiator, insbesondere UV-Initiator , so ausgebildet ist aktiviert zu werden, um das Verbindungsmaterial zumindest anzuhärten . Die Photoinitiatoren können durch entsprechende chemische Verbindungen gebildet sein, die nach Absorption von (UV- ) Licht in einer Photolysereaktion zerfallen und so reaktive Spezies bilden, die eine Reaktion starten ( initiieren) können (meist eine Polymerisation) , um das Verbindungsmaterial zumindest anzuhärten . In one aspect, the silicone-based bonding material is formed by a radically cross-linking system. In particular, the bonding material can be formed by a radically cross-linking system with acrylic functions, wherein the silicone-based bonding material is designed to be activated by means of a photoinitiator, in particular UV initiator, in order to at least partially harden the bonding material. The photoinitiators can be formed by corresponding chemical compounds which decompose in a photolysis reaction after absorption of (UV) light and thus form reactive species which can start (initiate) a reaction (usually a polymerization) in order to at least harden the bonding material.

In einem Aspekt ist das Verbindungsmaterial mit mindestens einer binären Mischung von Photoinitiatoren ( z . B . mit einem Vertreter aus der Klasse der o-Hydroxyketone und einem Vertreter der aus der Klasse der Acyl-Phosphinoxide ) formuliert , um ein auf das Verbindungsmaterial zum Anhärten verwendetes (UV- ) Emissionsspektrum optimal auszunutzen und die Aktivierung des Verbindungsmaterials zu beschleunigen . In one aspect, the bonding material is formulated with at least one binary mixture of photoinitiators (e.g., with a member of the class of o-hydroxy ketones and a member of the class of acyl phosphine oxides) to optimally utilize a (UV) emission spectrum used on the bonding material for curing and to accelerate the activation of the bonding material.

In einem Aspekt weist das Verbindungsmaterial eine Vielzahl verschiedener Photoinitiatoren auf . Die Verwendung verschiedener Photoinitiatoren kann beispielsweise vorteilhaft gegenüber einer Verwendung von lediglich einem Photoinitiator sein, um insbesondere eine verbesserte Blaulichtstabilität des Verbindungsmaterials bereitzustellen . Zudem kann durch die Verwendung verschiedener Photoinitiatoren der Gesamtanteil der Photoinitiatoren gegenüber einer Verwendung lediglich eines Photoinitiators verringert werden während gleichzeitig die Eigenschaften des Verbindungsmaterials gleichbleiben . Insbesondere kann so der Gesamtanteil der Photoinitiatoren im Verbindungsmaterial auf kleiner 3% oder im Wesentlichen 3% reduziert werden was für die Lichtstabilität des polymerisierten Verbindungsmaterials besonders vorteilhaft ist . In one aspect, the bonding material comprises a plurality of different photoinitiators. The use of different photoinitiators may, for example, be advantageous over the use of only one photoinitiator, in particular to provide improved blue light stability of the bonding material. In addition, the use of different photoinitiators may reduce the total proportion of photoinitiators compared to the use of only one photoinitiator, while at the same time the properties of the bonding material remain the same. In particular, the total proportion of photoinitiators in the bonding material may be reduced to less than 3% or substantially 3%, which is particularly advantageous for the light stability of the polymerized bonding material.

In einem Aspekt weist das Verbindungsmaterial zur zusätzlichen thermischen Anhärtung des Verbindungsmaterials einen oder mehrere weitere Initiatoren auf , die thermisch aktivierbar sind . Insbesondere kann das Verbindungsmaterial durch ein ein dual härtendes System gebildet sein, das zum einen Photoinitiator ( en) aufweist und zum anderen Initia- tore ( en) , die thermisch aktivierbar sind . Durch ein derart ausgebildetes Verbindungsmaterial kann der Schritt des Anhärtens dahingehend weiter optimiert werden, dass innerhalb kürzester Zeit eine Formstabilität zwischen dem optischen Element und dem Deckelelement erreicht werden kann bzw . ein Aushärten des Verbindungsmaterials erleichtert ist . In one aspect, the connecting material has one or more additional initiators that can be thermally activated for additional thermal hardening of the connecting material. In particular, the connecting material can be formed by a dual-curing system that has photoinitiator(s) on the one hand and initiator(s) that can be thermally activated on the other. With a connecting material designed in this way, the hardening step can be further optimized in such a way that dimensional stability between the optical element and the cover element can be achieved within a very short time or hardening of the connecting material is facilitated.

In einem Aspekt weist das Verbindungsmaterial eine hohe Reinheit mit einem Anteil von kleiner oder gleich 1% monomere Verunreinigungen auf . Dadurch kann gewährleistet werden, dass das Verbindungsmaterial im finalen Produkt eine hohe Lichtstabilität insbesondere Blaulichtstabilität aufweist . In one aspect, the bonding material has a high purity with a content of less than or equal to 1% monomeric impurities. This ensures that the connecting material in the final product has a high level of light stability, particularly blue light stability.

In einem Aspekt umfasst das Deckelelement ein Rahmenelement , das eine Keramik als Hauptmaterial aufweist , das benachbart zu dem Bodenelement auf dem Bodenelement angeordnet ist , und das einen Rahmen bildet , der das wenigstens eine Halbleiterlaserelement in eine laterale Richtung umgibt . Zudem weist das Deckelelement ein im wesentlichen transparentes Element bzw . eine im wesentlichen transparente Abdeckung auf , die auf dem Rahmenelement bzw . einer Deckelfläche des Rahmenelementes angeordnet ist . In one aspect, the cover element comprises a frame element which has a ceramic as the main material, which is arranged on the base element adjacent to the base element, and which forms a frame which surrounds the at least one semiconductor laser element in a lateral direction. In addition, the cover element has a substantially transparent element or a substantially transparent cover which is arranged on the frame element or a cover surface of the frame element.

In einem Aspekt weist das Rahmenelement eine sich von einer Bodenfläche aus in lateraler Richtung erstreckende umlaufende erste Stufe mit einer Verbindungsfläche auf , die zumindest teilweise mit einem Teil der Anordnungsfläche verbunden ist , und das Rahmenelement weist eine sich von einer der Bodenfläche gegenüberliegenden Deckelfläche in laterale Richtung erstreckende umlaufende zweite Stufe auf . In one aspect, the frame element has a circumferential first step extending laterally from a base surface with a connecting surface which is at least partially connected to a part of the arrangement surface, and the frame element has a circumferential second step extending laterally from a cover surface opposite the base surface.

In einem Aspekt ist eine optische Achse des wenigstens einen optischen Elementes gegenüber einer zur lateralen Richtung senkrecht stehenden Richtung verkippt und/oder das wenigstens eine Umlenkelement ist dazu ausgebildet , das Laserlicht um weniger als 90 ° umzulenken derart , dass zumindest ein Teil des umgelenkten Laserlichts einen Bereich zwischen der umlaufenden zweiten Stufe und dem Deckelelement schneidet . In one aspect, an optical axis of the at least one optical element is tilted relative to a direction perpendicular to the lateral direction and/or the at least one deflection element is designed to deflect the laser light by less than 90° such that at least a portion of the deflected laser light intersects a region between the rotating second stage and the cover element.

Dank der umlaufenden zweiten Stufe kann das Umlenkelement für die Stahlumlenkung des von dem Halbleiterlaserelement emittierten Lichts die Hauptachse des Laserstrahles um einen Winkel von kleiner 90 ° zur waagerechten umlenken, um den Laserstrahl weiter in Richtung des wenigstens einen optischen Elementes im Bereich einer Außenkante des Laserpackages zu lenken ohne dabei von dem Rahmenelement abgeschattet zu werden, wie es bei einem Rahmenelement ohne eine solche Stufe der Fall wäre . Das auf das Deckelelement aufgesetzte optische Element kann dadurch an diese Außenkante des Laserpackages in den umgelenkten Strahlengang geschoben werden und deren optische Achse kann derart verkippt sein, dass trotzdem ein senkrechter Lichtaustritt aus dem Laserpackage gewährleistet wird . Durch diese Art der Anordnung kann der Emissionspunkt des Laserpackages möglichst nahe an eine der Außenkanten des Laserpackages geschoben werden, ohne dabei von dem Rahmenelement abgeschattet zu werden . Thanks to the circumferential second step, the deflection element for deflecting the beam of light emitted by the semiconductor laser element can deflect the main axis of the laser beam by an angle of less than 90° to the horizontal in order to direct the laser beam further in the direction of the at least one optical element in the area of an outer edge of the laser package without being shaded by the frame element, as would be the case with a frame element without such a step. The optical element placed on the cover element can thus be pushed onto this outer edge of the laser package in the deflected beam path and its optical axis can be tilted in this way. be such that a vertical light emission from the laser package is nevertheless guaranteed. This type of arrangement allows the emission point of the laser package to be moved as close as possible to one of the outer edges of the laser package without being shaded by the frame element.

In einem Aspekt ist die optische Achse des wenigstens einen optischen Elementes in Richtung einer ersten, die Bodenfläche und die Deckelfläche verbindenden, Seitenfläche des Rahmenelementes gekippt . Insbesondere grenzt zudem das wenigstens eine optische Element an eine durch die erste Seitenfläche verlaufende erste Ebene an und ist von einer durch eine der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche des Rahmenelementes verlaufenden zweiten Ebene beabstandet . Das optische Element kann insbesondere außermittig über dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement angeordnet und insbesondere sehr nahe an eine der Außenkanten des Laserpackages angeordnet sein . Zudem ist die optische Achse des wenigstens einen optischen Elementes in Richtung dieser Außenkante gekippt , um trotz der Umlenkung des Laserstrahls mittels des Umlenkelementes von weniger als 90 ° einen senkrechten Lichtaustritt aus dem Laserpackage zu gewährleisten . In one aspect, the optical axis of the at least one optical element is tilted in the direction of a first side surface of the frame element connecting the base surface and the cover surface. In particular, the at least one optical element also borders on a first plane running through the first side surface and is spaced from a second plane running through a second side surface of the frame element opposite the first side surface. The optical element can in particular be arranged off-center above the at least one semiconductor laser element and in particular very close to one of the outer edges of the laser package. In addition, the optical axis of the at least one optical element is tilted in the direction of this outer edge in order to ensure vertical light exit from the laser package despite the deflection of the laser beam by means of the deflection element of less than 90°.

In einem Aspekt ist das Laserpackage dazu ausgebildet , Laserlicht in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zur lateralen Richtung zu emittieren . Zudem weist das Laserpackage insbesondere einen Laserlicht- Emissionsbereich auf , der außermittig des Laserpackages angeordnet ist . Dieser Laserlicht-Emissionsbereich ist insbesondere benachbart zur ersten Ebene angeordnet bzw . ist entlang bzw . benachbart zu einer Außenkante des Laserpackages angeordnet . In one aspect, the laser package is designed to emit laser light in a direction substantially perpendicular to the lateral direction. In addition, the laser package has in particular a laser light emission region that is arranged off-center of the laser package. This laser light emission region is in particular arranged adjacent to the first plane or is arranged along or adjacent to an outer edge of the laser package.

In einem Aspekt ragt das Bodenelement im Wesentlichen nicht über die Bodenfläche hinaus , sondern schließt im Wesentlichen bündig mit der Bodenfläche ab . Das Rahmenelement weiß insbesondere im Bereich der umlaufenden ersten Stufe einen umlaufenden Rahmen auf in den das Bodenelement eingesetzt ist mit dem Ziel eine im wesentlichen bündige Bauteilunterseite des Laserpackages zu erzeugen . In einem Aspekt ist das Bodenelement in laterale Richtung beabstandet zu einer dritten Seitenfläche des Rahmenelementes angeordnet , die die Bodenfläche und die Verbindungsfläche miteinander verbindet . Insbesondere ist das Bodenelement nicht in das Rahmenelement eingepresst , sondern ist an zumindest an gegenüberliegenden Seitenflächen des Bodenelementes beabstandet zu dem Rahmenelement angeordnet . Das Bodenelement ist j edoch insbesondere derart ausgebildet und angeordnet , dass die Anordnungsfläche und die Verbindungsfläche einen in Umfangsrichtung gesehen durchgängigen Kontaktbereich miteinander aufweisen . Mittels des Bodenelementes kann das Rahmenelement entsprechend einseitig verschlossen werden . In one aspect, the base element does not protrude beyond the base surface, but is essentially flush with the base surface. The frame element has a surrounding frame, particularly in the area of the surrounding first step, into which the base element is inserted with the aim of creating a substantially flush component underside of the laser package. In one aspect, the base element is arranged at a distance in the lateral direction from a third side surface of the frame element, which connects the base surface and the connecting surface to one another. In particular, the base element is not pressed into the frame element, but is arranged at a distance from the frame element on at least opposite side surfaces of the base element. However, the base element is in particular designed and arranged such that the arrangement surface and the connecting surface have a continuous contact area with one another as seen in the circumferential direction. The frame element can be closed accordingly on one side by means of the base element.

Neben dem wenigstens einen Umlenkelement kann das Laserpackage zudem noch weitere optische Elemente zur Strahlformung oder Strahlumlenkung aufweisen, die im Strahlengang zwischen dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement und dem wenigstens einen optischen Element angeordnet sind . Ein derartiges weiteres optisches Element zur Strahlformung oder Strahlumlenkung kann beispielsweise auf der Bodenplatte angeordnet sein . In addition to the at least one deflection element, the laser package can also have further optical elements for beam shaping or beam deflection, which are arranged in the beam path between the at least one semiconductor laser element and the at least one optical element. Such a further optical element for beam shaping or beam deflection can be arranged, for example, on the base plate.

In einem Aspekt umfasst das Laserpackage eine Vielzahl von Halbleiterlaserelementen, die beabstandet zueinander auf dem Bodenelement angeordnet und von dem Deckelelement in laterale Richtung umgeben sind . Insbesondere können ein oder mehrere Halbleiterlaserelemente in dem Laserpackage vorgesehen sein, um Licht der gleichen oder unterschiedlicher Wellenlängen zu emittieren . Beispielsweise kann das Laserpackage dazu vorgesehen sein lediglich kurzwelliges Laserlicht im Bereich von beispielsweise 450nm zu emittieren, welches anschließend in eine gewünschte Farbe konvertiert wird . Alternativ kann das Laserpackage dazu vorgesehen sein Licht unterschiedlicher Wellenlängen, beispielsweise rotes , grünes und blaues Licht zu emittieren und entsprechend ein RGB-Laserpackage bilden . Es ist j edoch auch j ede andere Kombination von Wellenlängen/Farben denkbar , die mittels mehrerer Halbleiterlaserelemente von dem Laserpackage emittiert werden können . In one aspect, the laser package comprises a plurality of semiconductor laser elements which are arranged at a distance from one another on the base element and are surrounded by the cover element in the lateral direction. In particular, one or more semiconductor laser elements can be provided in the laser package in order to emit light of the same or different wavelengths. For example, the laser package can be provided to emit only short-wave laser light in the range of, for example, 450 nm, which is then converted into a desired color. Alternatively, the laser package can be provided to emit light of different wavelengths, for example red, green and blue light, and accordingly form an RGB laser package. However, any other combination of wavelengths/colors which can be emitted by the laser package by means of several semiconductor laser elements is also conceivable.

In einem Aspekt können die Halbleiterlaserelemente der Vielzahl von Halbleiterlaserelementen in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein . Insbesondere können die Halbleiterlaserelemente dabei äquidistant oder mit unterschiedlichen Anständen zueinander auf der Bodenplatte angeordnet sein . In one aspect, the semiconductor laser elements of the plurality of semiconductor laser elements may be arranged in a row next to one another. In particular, the semiconductor laser elements can be arranged equidistantly or at different distances from one another on the base plate.

In einem Aspekt umfasst das Laserpackage eine Vielzahl von optischen Elementen, die beispielsweise j eweils eine optische Achse aufweisen, die gegenüber einer zur lateralen Richtung senkrecht stehenden Richtung verkippt ist . Insbesondere umfasst das Laserpackage j eweils ein optisches Element , das einem Halbleiterlaserelement zugeordnet ist . Im Falle von einer Vielzahl von Halbleiterlaserelementen kann das Laserpackage dieselbe Anzahl von optischen Elementen aufweisen wie die Anzahl von Halbleiterlaserelementen . Es ist j edoch auch denkbar, dass das optische Element durch ein Linsenarray gebildet ist , das mehrere optische Achsen aufweist , wobei j edem Halbleiterlaserelement eine optische Achse zugeordnet ist . In one aspect, the laser package comprises a plurality of optical elements, each of which, for example, has an optical axis that is tilted with respect to a direction perpendicular to the lateral direction. In particular, the laser package comprises an optical element that is assigned to a semiconductor laser element. In the case of a plurality of semiconductor laser elements, the laser package can have the same number of optical elements as the number of semiconductor laser elements. However, it is also conceivable that the optical element is formed by a lens array that has a plurality of optical axes, with each semiconductor laser element being assigned an optical axis.

In einem Aspekt umfasst das Laserpackage eine Vielzahl von Umlenkelementen, die j eweils im Strahlengang eines der Vielzahl von Halbleiterlaserelementen angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, ein von dem entsprechenden Halbleiterlaserelement emittiertes Laserlicht in Richtung des wenigstens einen ersten optischen Elementes umzulenken . Insbesondere umfasst das Laserpackage j eweils ein Umlenkelement , das einem Halbleiterlaserelement zugeordnet ist . Im Falle von einer Vielzahl von Halbleiterlaserelementen kann das Laserpackage dieselbe Anzahl von Umlenkelementen aufweisen wie die Anzahl von Halbleiterlaserelementen . Es ist j edoch auch denkbar , dass das Umlenkelement durch einen zusammenhängenden Spiegel gebildet ist , der das von den Halbleiterlaserelementen emittierte Licht j eweils um im Wesentlichen 90 ° oder um weniger als 90 ° in Richtung des wenigstens einen optischen Elementes umlenkt . In one aspect, the laser package comprises a plurality of deflection elements, each of which is arranged in the beam path of one of the plurality of semiconductor laser elements and is designed to deflect a laser light emitted by the corresponding semiconductor laser element in the direction of the at least one first optical element. In particular, the laser package in each case comprises a deflection element that is assigned to a semiconductor laser element. In the case of a plurality of semiconductor laser elements, the laser package can have the same number of deflection elements as the number of semiconductor laser elements. However, it is also conceivable that the deflection element is formed by a continuous mirror that deflects the light emitted by the semiconductor laser elements in each case by substantially 90 ° or by less than 90 ° in the direction of the at least one optical element.

In einem Aspekt sind auf der umlaufenden zweiten Stufe Kontaktflächen angeordnet , die mit wenigstens einem der Vielzahl von Halbleiterlaserelementen elektrisch gekoppelt sind . Insbesondere weist die umlaufende zweite Stufe auf ihre Oberseite Kontaktflächen auf , die über interne Leiterbahnen und Durchkontaktierungen beispielsweise mit der Bodenfläche des Rahmenelementes elektrisch verbunden sind . Die Leiter- bahnen bzw . Durchkontaktierungen können insbesondere durch in das Rahmenelement integrierte Kontaktebenen gebildet sein, die mit den Kontaktflächen elektrisch verbunden sind . Das Rahmenelement kann dazu beispielsweise als Multilayer Keramik ausgeführt ( z . B . : AI2O3 , AIN) sein . Insbesondere können die Kontaktflächen auf der umlaufenden zweiten Stufe in verschiedenen Höhen ausgebildet sein, um eine Kontaktierung der Kontaktflächen bzw . Anordnung der Kontaktebenen zu erleichtern . Die Kontaktflächen in verschiedenen Höhen in der umlaufenden zweiten Stufe sind dabei beispielsweise mit verschiedenen Anschlussebenen im Rahmenelement verbunden . In one aspect, contact surfaces are arranged on the circumferential second stage, which are electrically coupled to at least one of the plurality of semiconductor laser elements. In particular, the circumferential second stage has contact surfaces on its upper side, which are electrically connected via internal conductor tracks and vias, for example, to the bottom surface of the frame element. The conductor tracks Tracks or through-holes can be formed in particular by contact levels integrated into the frame element, which are electrically connected to the contact surfaces. The frame element can be designed for example as a multilayer ceramic (e.g.: AI2O3, AIN). In particular, the contact surfaces on the circumferential second step can be designed at different heights in order to facilitate contacting of the contact surfaces or arrangement of the contact levels. The contact surfaces at different heights in the circumferential second step are connected, for example, to different connection levels in the frame element.

In einem Aspekt ist die Vielzahl von Halbleiterlaserelementen in Reihe miteinander gekoppelt . Insbesondere kann eine Kontaktierung der beiden äußeren in Reihe gekoppelten Halbleiterlaserelemente mittels Bonddrähten zu Kontaktflächen auf der umlaufenden zweiten Stufe erfolgen . In one aspect, the plurality of semiconductor laser elements are coupled to one another in series. In particular, the two outer semiconductor laser elements coupled in series can be contacted by means of bonding wires to contact surfaces on the circumferential second stage.

In einem Aspekt sind j edoch zumindest zwei der Vielzahl von Halbleiterlaserelementen j eweils mit wenigsten zwei Kontaktflächen auf der umlaufenden zweiten Stufe elektrisch derart gekoppelt , dass j edes der wenigstens zwei der Vielzahl von Halbleiterlaserelementen individuell betreibbar ist . Insbesondere kann es mithilfe der Kontaktflächen in bzw . auf der umlaufenden zweiten Stufe in Verbindung mit einer entsprechenden internen Verdrahtung im Rahmenelement möglich mehrere Halbleiterlaserelemente im Laserpackage montierte Halbleiterlaserelemente unabhängig voneinander anzusteuern . Im Falle beispielsweise eines RGB-Laserpackages kann dies von besonderem Vorteil sein, da dadurch eine gewünschte Farbmischung des von dem Laserpackage emittierten Lichts erzielt werden kann . Die umlaufende zweite Stufe bietet dabei den Vorteil , dass eine entsprechende Fläche zur Bereitstellung der Kontaktflächen benachbart zu den j eweiligen Halbleiterlaserelementen bereitgestellt ist und eine Verdrahtung zwischen Halbleiterlaserelement und Kontaktflächen über eine kurze Distanz und ohne Kontakt zu weiteren Komponenten des Laserpackages möglich ist . Eine Kontaktierung der Halbleiterlaserelemente mit den Kontaktflächen kann beispielsweise mittels Bonddrähten zu den Kontaktflächen auf der umlaufenden zweiten Stufe erfolgen . In einem Aspekt weist das Bodenelement eine Keramik als Hauptmaterial auf und weist insbesondere eine zumindest bereichsweise metallische Beschichtung und/oder elektrische Durchkontaktierungen auf . Das keramische Bodenelement kann beispielsweise AIN oder SiC umfassen und eine zumindest bereichsweise metallische Beschichtung und/oder elektrische Durchkontaktierungen aufweisen . Alternativ kann das Bodenelement im wesentlich vollständig aus einem metallischen Material wie beispielsweise Cu oder eine Cu-Basislegierung gebildet sein . In one aspect, however, at least two of the plurality of semiconductor laser elements are each electrically coupled to at least two contact surfaces on the rotating second stage in such a way that each of the at least two of the plurality of semiconductor laser elements can be operated individually. In particular, with the help of the contact surfaces in or on the rotating second stage in conjunction with corresponding internal wiring in the frame element, it is possible to control several semiconductor laser elements mounted in the laser package independently of one another. In the case of an RGB laser package, for example, this can be particularly advantageous since it enables a desired color mixture of the light emitted by the laser package to be achieved. The rotating second stage offers the advantage that a corresponding surface for providing the contact surfaces is provided adjacent to the respective semiconductor laser elements and wiring between the semiconductor laser element and contact surfaces is possible over a short distance and without contact with other components of the laser package. Contacting of the semiconductor laser elements with the contact surfaces can be achieved, for example, by means of bonding wires to the contact surfaces on the circumferential second stage. In one aspect, the base element has a ceramic as the main material and in particular has a metallic coating at least in some areas and/or electrical vias. The ceramic base element can comprise, for example, AIN or SiC and have a metallic coating at least in some areas and/or electrical vias. Alternatively, the base element can be formed substantially completely from a metallic material such as Cu or a Cu-based alloy.

In einem Aspekt ist zwischen dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement und der Bodenplatte eine Submount angeordnet . Insbesondere können das wenigstens einen Halbleiterlaserelement und der Submount ein Sub- Assembly bilden, das auf der Anordnungsfläche angeordnet ist . Der Submount kann zu einem eine bessere Wärmeabfuhr aus dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement ermöglichen und kann zum anderen eine Erhöhung darstellen, um ein sogenanntes beam clipping des aus einer Laserfacette des wenigstens einen Halbleiterlaserelement emittierten Laserlichts zu verhindern . Der Submount kann beispielsweise metallisch ausgebildet sei , oder eine Keramik als Hauptmaterial aufweisen und insbesondere eine zumindest bereichsweise metallische Beschichtung und/oder elektrische Durchkontaktierungen aufweisen . Insbesondere umfasst das Laserpackage j eweils einen Submount , der einem Halbleiterlaserelement zugeordnet ist . Im Falle von einer Vielzahl von Halbleiterlaserelementen kann das Laserpackage dieselbe Anzahl von Submounts aufweisen wie die Anzahl von Halbleiterlaserelementen . Es ist j edoch auch denkbar, dass lediglich ein zusammenhängender Submount bereitgestellt ist auf dem die Halbleiterlaserelemente angeordnet sind . Ferner ist es auch denkbar, dass mehrere Submount unterschiedliche höhen aufweisen, derart , dass auch die Halbleiterlaserelemente auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind und auf unterschiedlichen Höhen Laserlicht emittieren . Dies kann insbesondere von Vorteil sein, da mehrere Umlenkelemente und optische Elemente ebenfalls auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sein können und somit lateral versetzt zueinander sein können, um eine noch kompaktere Anordnung der Elemente zu ermöglichen, um so noch weiter die Leuchtdichte der LES zu erhöhen . In einem Aspekt umfasst das Laserpackage ferner wenigstens eine elektrische Komponente , die auf der zweiten Stufe angeordnet ist oder im Bereich der zweiten Stufe in das Rahmenelement integriert ist und mit Kontaktflächen auf der umlaufenden zweiten Stufe elektrisch gekoppelt ist . Die umlaufende zweite Stufe kann entsprechend für die Integration von Zusatzfunktionen ausgebildet sein . Zum Beispiel kann auf der zweiten Stufe angeordnet oder im Bereich der zweiten Stufe in das Rahmenelement integriert wenigstens eine der folgenden Komponenten sein : ESD Schutzdiode , Photodiode mit Monitoring Funktion, NTC als Temperatursensor , Kondensator als Spannungsquelle , andere passive elektrische Komponenten . In one aspect, a submount is arranged between the at least one semiconductor laser element and the base plate. In particular, the at least one semiconductor laser element and the submount can form a sub-assembly that is arranged on the assembly surface. The submount can, on the one hand, enable better heat dissipation from the at least one semiconductor laser element and, on the other hand, can represent an elevation in order to prevent so-called beam clipping of the laser light emitted from a laser facet of the at least one semiconductor laser element. The submount can, for example, be made of metal, or have a ceramic as the main material and in particular have a metallic coating at least in some areas and/or electrical vias. In particular, the laser package comprises a submount that is assigned to a semiconductor laser element. In the case of a large number of semiconductor laser elements, the laser package can have the same number of submounts as the number of semiconductor laser elements. However, it is also conceivable that only one continuous submount is provided on which the semiconductor laser elements are arranged. Furthermore, it is also conceivable that several submounts have different heights, such that the semiconductor laser elements are also arranged at different heights and emit laser light at different heights. This can be particularly advantageous since several deflection elements and optical elements can also be arranged at different heights and can thus be laterally offset from one another in order to enable an even more compact arrangement of the elements in order to further increase the luminance of the LES. In one aspect, the laser package further comprises at least one electrical component which is arranged on the second stage or is integrated into the frame element in the region of the second stage and is electrically coupled to contact surfaces on the circumferential second stage. The circumferential second stage can be designed accordingly for the integration of additional functions. For example, at least one of the following components can be arranged on the second stage or integrated into the frame element in the region of the second stage: ESD protection diode, photodiode with monitoring function, NTC as temperature sensor, capacitor as voltage source, other passive electrical components.

In einem Aspekt ist das wenigstens eine Halbleiterlaserelement im Innenraum zwischen dem Bodenelement und dem Deckelelement hermetisch verkapselt . Insbesondere können das Deckelelement und das Bodenelement hermetisch miteinader gefügt sein . Dazu können Verbindungselemente zwischen den Komponenten beispielsweise durch ein metallisches Lot (Cu/Sn; Cu/Sn/Ag ) oder durch ein Glas gebildet sein . Dadurch ergibt sich ein hermetisch verkapseltes Laserpackage , das ein schnelles altern der Halbeliterlaserelemente verhindert . In one aspect, the at least one semiconductor laser element is hermetically encapsulated in the interior between the base element and the cover element. In particular, the cover element and the base element can be hermetically joined together. For this purpose, connecting elements between the components can be formed, for example, by a metallic solder (Cu/Sn; Cu/Sn/Ag) or by a glass. This results in a hermetically encapsulated laser package that prevents rapid aging of the semiconductor laser elements.

Ein weiterer Aspekt betrifft eine Laservorrichtung umfassend eine Vielzahl von Laserpackages nach zumindest einem der vorstehend beschriebenen Aspekte . Dabei sind j eweils zwei Laserpackages derart benachbart zueinander angeordnet , dass die optischen Achsen der optischen Elemente der zwei Laserpackages benachbart zueinander angeordnet sind bzw . gespiegelt verlaufen . Die Laserpackages sind insbesondere in einer sogenannten vis-a-vis Anordnung angeordnet derart , dass die Einzellichtpunkte der nebeneinander angeordneten Laserpackages möglichst nahe nebeneinander angeordnet sind . Insbesondere umfasst die Laservorrichtung eine gerade Anzahl von Laserpackages , wobei immer zwei der Laserpackages in einer vis-a-vis Anordnung angeordnet sind und wiederum paare aus Laserpackages in Reihen und/oder Spalten angeordnet sind . A further aspect relates to a laser device comprising a plurality of laser packages according to at least one of the aspects described above. In this case, two laser packages are arranged adjacent to one another in such a way that the optical axes of the optical elements of the two laser packages are arranged adjacent to one another or are mirrored. The laser packages are arranged in particular in a so-called vis-a-vis arrangement in such a way that the individual light points of the laser packages arranged next to one another are arranged as close to one another as possible. In particular, the laser device comprises an even number of laser packages, with two of the laser packages always being arranged in a vis-a-vis arrangement and pairs of laser packages being arranged in rows and/or columns.

Eine derartige Laservorrichtung kann auch als Cluster von Laserpackages bezeichnet werden und kann als Lichtquelle für Laserpro ektions-Anwen- dungen eingesetzt werden . In einem Aspekt ist die Vielzahl von Laserpackages auf einem gemeinsamen Trägersubstrat , insbesondere einer Leiterplatte angeordnet . Beispielsweise kann das Trägersubstrat durch ein sogenanntes „Exposed Copper Board" ausgebildet sein, auf dem die Laserpackages angeordnet sind . Such a laser device can also be referred to as a cluster of laser packages and can be used as a light source for laser projection applications. In one aspect, the plurality of laser packages are arranged on a common carrier substrate, in particular a printed circuit board. For example, the carrier substrate can be formed by a so-called "exposed copper board" on which the laser packages are arranged.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zu Herstellung eines Laserpackages umfassend die Schritte : A further aspect relates to a method for producing a laser package comprising the steps:

Bereitstellen eines : Providing a:

Bodenelementes , das eine Anordnungsfläche aufweist , auf der wenigstens ein Halbleiterlaserelement angeordnet ist , bottom element having an arrangement surface on which at least one semiconductor laser element is arranged,

Umlenkelementes , das im Strahlengang des wenigstens einen Halbleiterlaserelementes angeordnet ist , und für das von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement emittiertes Laserlicht zumindest bereichsweise transparentes Deckelelementes , das mit dem Bodenelement verbunden ist , und das einen Rahmen bildet , der das wenigstens eine Halbleiterlaserelement in eine laterale Richtung umgibt und das wenigstens eine Halbleiterlaserelement auf dem Bodenelement einkapselt ;Deflection element which is arranged in the beam path of the at least one semiconductor laser element, and cover element which is at least partially transparent for the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, which is connected to the base element and which forms a frame which surrounds the at least one semiconductor laser element in a lateral direction and encapsulates the at least one semiconductor laser element on the base element;

Bereitstellen eines lichtaktivierbaren und zumindest teilweise mittels Lichthärtung aushärtbaren Verbindungsmaterials auf dem Deckelelement , wobei das Verbindungsmaterial zu zumindest 10 Prozent , zu zumindest 20 Prozent , zu zumindest 50 Prozent , oder zu zumindest 80 Prozent aus Silikon besteht oder eine Silikonmischung umfasst und eine Lichthärtungs komponente umfasst ; Providing a light-activatable and at least partially light-curable bonding material on the cover element, wherein the bonding material consists of at least 10 percent, at least 20 percent, at least 50 percent, or at least 80 percent silicone or comprises a silicone mixture and comprises a light-curing component;

Anordnen eines optischen Elementes , auf dem Verbindungsmaterial ; Arranging an optical element on the connecting material;

Ausrichten des optischen Elementes , derart , dass ein von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement emittiertes und von dem Umlenkelement umgelenktes Laserlicht das optische Element durchstrahlt ; und Aligning the optical element such that a laser light emitted by the at least one semiconductor laser element and deflected by the deflection element radiates through the optical element; and

Lichthärten des Verbindungsmaterials insbesondere derart , dass dieses zumindest formstabil ist , insbesondere mittels Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm. In einem Aspekt erfolgt der Schritt des Lichthärtens weniger als 100 Sekunden, insbesondere weniger als 80 Sekunden, insbesondere weniger als 40 Sekunden, insbesondere weniger als 20 Sekunden, insbesondere weniger als 20 Sekunden, bevorzugt weniger als 5 Sekunden oder sogar weniger als 2 Sekunden . Durch den Schritt der Lichthärtung von weniger als 100 Sekunden, weniger als 80 Sekunden, weniger als 40 Sekunden, weniger als 10 Sekunden, bevorzugt weniger als 5 Sekunden, oder sogar weniger als 2 Sekunden wird das Verbindungsmaterial zumindest teilweise ausgehärtet , insbesondere derart , dass es zumindest formstabil ist . Unter formstabil kann insbesondere verstanden werden, dass das Verbindungsmaterial das optische Element gegenüber dem Deckelelement zumindest zeitweise in einer gewünschten Position hält , sodass ein ungewünschtes Verschieben des optischen Elementes gegenüber dem Deckelement verhindert wird . Das Verbindungsmaterial kann dann mittels eines weiteren thermischen Schrittes vollständig ausgehärtet werden oder bereits durch die Bestrahlung mittels des Lichts vollständig ausgehärtet worden sein . Light curing of the connecting material in particular such that it is at least dimensionally stable, in particular by means of light with a wavelength between 315 nm and 470 nm. In one aspect, the light-curing step takes place for less than 100 seconds, in particular less than 80 seconds, in particular less than 40 seconds, in particular less than 20 seconds, in particular less than 20 seconds, preferably less than 5 seconds or even less than 2 seconds. The light-curing step of less than 100 seconds, less than 80 seconds, less than 40 seconds, less than 10 seconds, preferably less than 5 seconds, or even less than 2 seconds at least partially cures the connecting material, in particular in such a way that it is at least dimensionally stable. Dimensionally stable can be understood in particular to mean that the connecting material holds the optical element in a desired position relative to the cover element at least temporarily, so that undesired displacement of the optical element relative to the cover element is prevented. The connecting material can then be fully cured by means of a further thermal step or can already have been fully cured by irradiation with light.

In einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner ein thermisches Aushärten des Verbindungsmaterials nach dem Schritt des Lichthärtens . Durch den Schritt des thermischen Aushärtens kann das bereits angehärtete und insbesondere formstabile Verbindungsmaterial unter weiterer Zunahme von Licht oder lediglich Wärme vollends ausgehärtet werden . In one aspect, the method further comprises thermally curing the bonding material after the light-curing step. Through the thermal curing step, the already cured and in particular dimensionally stable bonding material can be completely cured with further exposure to light or just heat.

In einem Aspekt erfolgt der Schritt des Lichthärtens im Wesentlichen bei Raumtemperatur . Insbesondere kann der Schritt des Lichthärtens im Wesentlichen bei Raumtemperatur, also um die 22 ° C erfolgen . Es kann j edoch auch vorteilhaft sein, dass der Schritt des Lichthärtens bei einer Temperatur größer der Raumtemperatur , also größer als 22 ° C erfolgt . Beispielsweise kann j e nach Zusammensetzung des Verbindungsmaterial eine entsprechende Umgebungstemperatur des Lichthärtungsschritts gewählt sein, um eine optimal Aushärtung des Verbindungsmaterials während dem Lichthärtungsschritt zu gewährleisten . Beispielsweise kann das Verbindungsmaterial neben Photoinitiatoren auch Initiatoren umfassen, die unter Einwirkung von erhöhter Temperatur derartig aktiviert werden, dass der Schritt des Lichthärtens bei einer Temperatur größer der Raumtemperatur beschleunigt werden kann . In one aspect, the light-curing step takes place essentially at room temperature. In particular, the light-curing step can take place essentially at room temperature, i.e. around 22°C. However, it can also be advantageous for the light-curing step to take place at a temperature greater than room temperature, i.e. greater than 22°C. For example, depending on the composition of the bonding material, an appropriate ambient temperature for the light-curing step can be selected in order to ensure optimal curing of the bonding material during the light-curing step. For example, the bonding material can comprise in addition to photoinitiators also initiators which, under the influence of elevated temperature, activated so that the light-curing step can be accelerated at a temperature above room temperature.

In einem Aspekt weist das Verbindungsmaterial in ausgehärtetem Zustand eine hohe Blaulichtstabilität auf . Insbesondere weist das Verbindungsmaterial in ausgehärtetem Zustand eine hohe Stabilität gegen Licht mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 315nm und einschließlich 700nm auf . Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Alterungsverhalten des Verbindungsmaterials unter Einfluss von Licht mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 315nm und einschließlich 700nm nur unwesentlichen beeinflusst ist . Ebenso kann das Verbindungsmaterial in ausgehärtetem Zustand eine hohe Stabilität gegen weitere äußere Einflüsse , wie beispielsweise die Einwirkung von Feuchtigkeit , hohe Temperatur oder Sauerstoff aufweisen und entsprechend sehr alterungsstabil sein . Beispielsweise kann das Verbindungsmaterial ausgebildet sein, im finalen Produkt eine dauerhafte ( >3000h ) Bestrahlung von intensivem blauem Licht ( insbesondere emittierendes Laserspektrum 430-470nm) von einer Lichtleistung von mindestens 20W/cm2 bei 100 ° C zu überstehen . In one aspect, the bonding material in the cured state has a high blue light stability. In particular, the bonding material in the cured state has a high stability against light with a wavelength between 315nm and 700nm inclusive. This can be understood in particular to mean that the aging behavior of the bonding material is only insignificantly affected by light with a wavelength between 315nm and 700nm inclusive. Likewise, the bonding material in the cured state can have a high stability against other external influences, such as the effects of moisture, high temperatures or oxygen, and can therefore be very stable against aging. For example, the bonding material can be designed in the final product to withstand long-term (>3000h) irradiation with intense blue light (in particular emitting laser spectrum 430-470nm) with a light output of at least 20W/ cm2 at 100 °C.

In einem Aspekt umfasst der Schritt des Bereitstellens des Boden- , Umlenk- und des wenigstens einen Halbeliterlaserelementes ein Einsetzen des Bodenelementes in ein Rahmenelement . Dies kann beispielsweise ein Einkleben oder Bonden des Bodenelementes in das Rahmenelement umfassen . Insbesondere kann der Schritt des Einsetzens des Bodenelementes in das Rahmenelement ein hermetisches Fügen des Bodenelementes in das Rahmenelement umfassen . In one aspect, the step of providing the base, deflection and at least one semi-elliptical laser element comprises inserting the base element into a frame element. This can, for example, comprise gluing or bonding the base element into the frame element. In particular, the step of inserting the base element into the frame element can comprise hermetically joining the base element into the frame element.

In einem Aspekt umfasst der Schritt des Bereitstellens des Boden- , Umlenk- und des wenigstens einen Halbeliterlaserelementes ein Anordnen des wenigstens einen Halbleiterlaserelementes auf der Anordnungsfläche . Dies kann insbesondere ein Aufkleben oder Bonden des wenigstens einen Halbleiterlaserelementes auf der Anordnungsfläche umfassen . Ferner kann der Schritt ein Anordnen eines Submountes auf der Anordnungsfläche und ein anschließendes Anordnen des wenigstens einen Halbleiterlaserelementes auf dem Submount umfassen . Außerdem kann der Schritt ein Anordnen eines Subassemblies umfassend einen Submount und das wenigstens eine Halbleiterlaserelemente auf der Anordnungsfläche umfassen . In one aspect, the step of providing the base, deflection and the at least one semiconductor laser element comprises arranging the at least one semiconductor laser element on the arrangement surface. This can in particular comprise gluing or bonding the at least one semiconductor laser element on the arrangement surface. Furthermore, the step can comprise arranging a submount on the arrangement surface and subsequently arranging the at least one semiconductor laser element on the submount. In addition, the step arranging a subassembly comprising a submount and the at least one semiconductor laser element on the arrangement surface.

In einem Aspekt umfasst der Schritt des Bereitstellens des Boden- , Umlenk- und des wenigstens einen Halbeliterlaserelementes ein Anordnen des wenigstens einen Umlenkelementes . Dies kann ein Anordnen und Ausrichten des Umlenkelementes auf der Anordnungsfläche umfassen . In one aspect, the step of providing the ground, deflection and at least one half-elite laser element comprises arranging the at least one deflection element. This may comprise arranging and aligning the deflection element on the arrangement surface.

In einem Aspekt umfasst der Schritt des Bereitstellens des Boden- , Umlenk- und des wenigstens einen Halbeliterlaserelementes ein Bereitstellen des für das von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement emittierten Laserlicht zumindest bereichsweise transparenten Deckelelement in Form eines Bereitstellens einer im wesentlichen transparenten Abdeckung auf einer Deckelfläche eines Rahmenelementes . Insbesondere kann der Schritt ein Auf kleben oder Bonden der im wesentlichen transparenten Abdeckung auf das Rahmenelement umfassen, und insbesondere ein hermetisches Fügen der im wesentlichen transparenten Abdeckung auf das Rahmenelement . In one aspect, the step of providing the base, deflection and at least one semiconductor laser element comprises providing the cover element, which is at least partially transparent to the laser light emitted by the at least one semiconductor laser element, in the form of providing a substantially transparent cover on a cover surface of a frame element. In particular, the step can comprise gluing or bonding the substantially transparent cover to the frame element, and in particular hermetically joining the substantially transparent cover to the frame element.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Laserpackages kann es sich insbesondere um ein Verfahren zur Herstellung eines Laserpackages nach zumindest einem der vorstehend beschriebenen Aspekte handeln, sodass die für das Laserpackage beschriebenen Aspekte auch auf das mittels des Verfahrens hergestellten Laserpackages anwendbar sind . The method for producing a laser package can in particular be a method for producing a laser package according to at least one of the aspects described above, so that the aspects described for the laser package are also applicable to the laser package produced by means of the method.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN SHORT DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden . Further aspects and embodiments according to the proposed principle will become apparent with reference to the various embodiments and examples which are described in detail in connection with the accompanying drawings.

Figur 1A bis IC zeigen eine Querschnittsansicht und zwei Draufsicht auf ein Laservorrichtung; Figur 2A bis 2C zeigen eine Querschnittsansicht und zwei Draufsicht auf eine Laservorrichtung umfassend zwei Laserpackages nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ; Figures 1A to 1C show a cross-sectional view and two plan views of a laser device; Figures 2A to 2C show a cross-sectional view and two plan views of a laser device comprising two laser packages according to some aspects of the proposed principle;

Figur 3A und 3B zeigt eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Laservorrichtung umfassend Laserpackages nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ; Figures 3A and 3B show a cross-sectional view and a plan view of another embodiment of a laser device comprising laser packages according to some aspects of the proposed principle;

Figur 4 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Laservorrichtung umfassend Laserpackages nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ; und Figure 4 shows a cross-sectional view of another embodiment of a laser device comprising laser packages according to some aspects of the proposed principle; and

Figur 5 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Laservorrichtung umfassend Laserpackages nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Figure 5 shows a cross-sectional view of another embodiment of a laser device comprising laser packages according to some aspects of the proposed principle.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION

Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip . Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu . Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben . Es versteht sich von selbst , dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird . Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf . Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auf treten können, ohne j edoch der erfinderischen Idee zu widersprechen . The following embodiments and examples show various aspects and their combinations according to the proposed principle. The embodiments and examples are not always to scale. Likewise, various elements can be shown enlarged or reduced in size in order to emphasize individual aspects. It goes without saying that the individual aspects and features of the embodiments and examples shown in the figures can easily be combined with one another without affecting the inventive principle. Some aspects have a regular structure or shape. It should be noted that in practice, slight deviations from the ideal shape can occur without, however, contradicting the inventive idea.

Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt , und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein . Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden . Begriffe wie "oben" , "oberhalb" , "unten" , "unterhalb" , "größer" , " kleiner" und dergleichen werden j edoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt . So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten . In addition, the individual figures, features and aspects are not necessarily shown in the correct size, and the proportions between the individual elements need not be fundamentally correct. Some aspects and features are emphasized by showing them in an enlarged manner. However, terms such as "top", "above", "bottom", "below", "larger", "smaller" and the like are correctly shown in relation to the elements in the figures. It is thus possible to derive such relationships between the elements from the illustrations.

Die Figur 1A, IB und IC zeigen eine Querschnittsansicht und zwei Draufsichten auf eine Laservorrichtung umfassend zwei Laserpackages mit j eweils einem Bodenelement 2 , das eine Anordnungsfläche 3 aufweist , auf der Halbleiterlaserelemente 4 angeordnet sind . Die Laserpackages umfassen zudem j eweils ein Deckelelement 11 umfassend ein Rahmenelement 5 das mit dem Bodenelement 2 verbunden ist , und das einen Rahmen bildet , der die Halbleiterlaserelemente 4 in eine laterale Richtung x umgibt . Das Rahmenelement 5 weist eine sich von einer Bodenfläche 6 aus in lateraler Richtung erstreckende umlaufende Stufe 7 mit einer Verbindungsfläche 8 auf , die mit der Anordnungsfläche 3 verbunden ist . Ferner umfassen die Deckelelemente 11 j eweils eine im wesentlichen transparente Abdeckung 19 , die auf einer der Bodenfläche gegenüberliegenden Deckelfläche 9 des Rahmenelementes 5 angeordnet ist . Auf der Anordnungsfläche 3 ist ferner ein Umlenkelement 14 im Strahlengang der Halbleiterlaserelemente 4 angeordnet , welches ein von den Halbleiterlaserelementen 4 emittiertes Laserlicht L in Richtung von optischen Elementen 12 um 90 ° umlenkt . Die optischen Elemente 12 sind dabei derart angeordnet , dass deren optische Achse 13 senkrecht und entlang der Hauptachse des umgelenkten Laserlichts L verläuft , um eine Laserlichtemission in eine zur lateralen Richtung x senkrecht stehenden Richtung y der Laserpackages zu gewährleisten . Figures 1A, 1B and 1C show a cross-sectional view and two plan views of a laser device comprising two laser packages, each with a base element 2 which has an arrangement surface 3 on which semiconductor laser elements 4 are arranged. The laser packages also each comprise a cover element 11 comprising a frame element 5 which is connected to the base element 2 and which forms a frame which surrounds the semiconductor laser elements 4 in a lateral direction x. The frame element 5 has a circumferential step 7 extending from a base surface 6 in the lateral direction and having a connecting surface 8 which is connected to the arrangement surface 3. Furthermore, the cover elements 11 each comprise a substantially transparent cover 19 which is arranged on a cover surface 9 of the frame element 5 which is opposite the base surface. Furthermore, a deflection element 14 is arranged on the arrangement surface 3 in the beam path of the semiconductor laser elements 4, which deflects a laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 by 90° in the direction of optical elements 12. The optical elements 12 are arranged in such a way that their optical axis 13 runs perpendicularly and along the main axis of the deflected laser light L in order to ensure laser light emission in a direction y of the laser packages that is perpendicular to the lateral direction x.

Die optischen Elemente 12 sind auf dem Deckelelement 11 bzw . der im wesentlichen transparente Abdeckung 19 mittels zwei verschiedener Klebstoffe 26a und 26b befestigt , die in Form von Klebepunkten in den Ecken des Deckelelementes 11 aufgebracht sind . Figur 1B zeigt in Draufsicht einen Zustand, bei dem die optischen Elemente 12 noch nicht auf die Klebepunkte aufgebracht sind und Figure IC zeigt einen Zustand, bei dem die optischen Elemente 12 auf die Klebepunkte aufgebracht worden sind . Ein erster 26a der beiden Klebstoffe ist dabei Lichtaktivierbar bzw . härtbar, um ein schnelles Anhärten des Klebstoffes zu erreichen und damit die Zykluszeiten bei der Montage des ausgerichteten optischen Elementes 12 gering zu halten . Dieser Klebstoff dient entsprechend im aktiven Justage Prozess zur schnellen Befestigung des optischen Elementes 12 . Dieser erste Klebstoff 26a ist dabei meist Kohlenstoffbasiert , bspw . auf Acrylat bzw . Epoxid-Basis . Acrylate und Epoxide zeigen j edoch besonders in der Lichtalterung im kürzer welligen Bereich ( dies schließt sowohl den Wellenlängenbereich von blauem Licht als auch den Wellenlängenbereich von UV-Licht ein ) Alterungsprobleme und sind daher nicht Lichtalterungsstabil . Aus diesem Grund wird zur Gewährleistung einer langfristig stabilen Verbindung der zweite Klebstoff 26b eingesetzt . Der zweite Klebstoff 26b ist Silikon basiert , j edoch lediglich thermisch aushärtbar . Das Aushärten des zweiten Klebstoffes 26b erfolgt nach dem kurzeitigen Fixieren in richtiger Position des optischen Elementes 12 in einem nachgelagerten Batch Prozess unter thermischem Einfluss . Solche silikonbasierten Klebstoffe sind alterungsstabil , sind aber aufgrund ihrer langen Aushärtezeit (Thermische Aushärtung ) nicht für Prozesse geeignet , in denen das optische Element 12 gesetzt und bis zur zumindest teilweisen Aushärtung des Klebstoffs in ihrer Lage fixiert werden muss . The optical elements 12 are attached to the cover element 11 or the essentially transparent cover 19 by means of two different adhesives 26a and 26b, which are applied in the form of adhesive dots in the corners of the cover element 11. Figure 1B shows a top view of a state in which the optical elements 12 have not yet been applied to the adhesive dots and Figure 1C shows a state in which the optical elements 12 have been applied to the adhesive dots. have been. A first 26a of the two adhesives is light-activated or hardenable in order to achieve rapid hardening of the adhesive and thus to keep cycle times during assembly of the aligned optical element 12 short. This adhesive is used accordingly in the active adjustment process for quickly attaching the optical element 12. This first adhesive 26a is usually carbon-based, e.g. acrylate or epoxy-based. However, acrylates and epoxies show aging problems, particularly in the shorter wavelength range (this includes both the wavelength range of blue light and the wavelength range of UV light), and are therefore not light-aging stable. For this reason, the second adhesive 26b is used to ensure a long-term stable connection. The second adhesive 26b is silicone-based, but can only be cured thermally. The second adhesive 26b is cured after the optical element 12 has been briefly fixed in the correct position in a subsequent batch process under thermal influence. Such silicone-based adhesives are resistant to aging, but due to their long curing time (thermal curing) they are not suitable for processes in which the optical element 12 has to be set and fixed in its position until the adhesive has at least partially cured.

Die Erfinder schlagen daher ein Laserpackage 1 vor, bei dem zur Montage eines optischen Elementes 12 lediglich ein Verbindungsmaterial 26 benötigt wird, das silikonbasiert ist . Das Verbindungsmaterial ist lichtaktivierbar und härtet zumindest teilweise durch Bestrahlung mittels Lichts aus . Die zumindest teilweise Aushärtung führt dabei zu einer formstabilen Klebeverbindung , die das optische Element 12 zumindest vorrübergehend in einer gewünschten Sollposition hält , bevor ggf . durch thermisches Aushärten die Verbindung noch weiter ausgehärtet werden kann . Die Verbindung wird entsprechend entweder ausschließlich über eine Licht-Aktivierung oder über eine Licht-Aktivierung mit paralleler oder zeitlich versetzter thermischer Behandlung ausgehärtet . Die erste , zumindest teilweise Aushärtung des Verbindungsmaterials 26 wird in kurzen bzw . sehr kurzen Prozesszeiten von insbesondere wenigen Sekunden oder weniger erzielt . Nach dem kompletten Aushärten des Verbin- dungsmaterials 26 entsteht eine dauerhaft formstabile , feste und strahlungsstabile Verbindung zwischen Basis Package des Laserpackages 1 und dem optischen Element 12 . Der große Vorteil der sich durch das verwendete Verbindungsmaterial 26 ergibt ist , dass für die Verbindung zwischen dem Basis Package des Laserpackages 1 und dem optischen Element 12 nur ein Verbindungsmaterial 26 benötigt wird und, dass Verfahrensschritte gegenüber der in den Figuren 1A bis IC gezeigten Vorrichtung eingespart werden können . The inventors therefore propose a laser package 1 in which only a silicone-based connecting material 26 is required for mounting an optical element 12. The connecting material is light-activated and hardens at least partially by irradiation with light. The at least partial hardening leads to a dimensionally stable adhesive bond that holds the optical element 12 at least temporarily in a desired target position before the bond can be further hardened by thermal hardening if necessary. The bond is accordingly hardened either exclusively by light activation or by light activation with parallel or staggered thermal treatment. The first, at least partial hardening of the connecting material 26 is achieved in short or very short process times of in particular a few seconds or less. After the connecting material has completely hardened, The use of the bonding material 26 creates a permanently dimensionally stable, solid and radiation-stable connection between the base package of the laser package 1 and the optical element 12. The great advantage of the bonding material 26 used is that only one bonding material 26 is required for the connection between the base package of the laser package 1 and the optical element 12 and that process steps can be saved compared to the device shown in Figures 1A to 1C.

Die von den Erfindern vorgeschlagene und in den Figuren 2A bis 2C dargestellte Laservorrichtung 100 umfasst j eweils zwei Laserpackages 1 mit einem Deckelement 11 umfassend ein Rahmenelement 5 , bei dem das Rahmenelement 5 zusammen mit einem Bodenelement 2 eine Kavität für wenigstens ein Halbleiterlaserelement 4 ausbildet . The laser device 100 proposed by the inventors and shown in Figures 2A to 2C comprises two laser packages 1 each with a cover element 11 comprising a frame element 5, in which the frame element 5 together with a base element 2 forms a cavity for at least one semiconductor laser element 4.

Auf einer Anordnungsfläche 3 des Bodenelementes 2 sind Subassemblies aus einem Submount 22 und einem Halbleiterlaserelement 4 angeordnet . Die Laserpackages 1 können dabei j eweils ein oder auch mehrere solche Subassemblies , also ein oder mehrere Halbleiterlaserelemente 4 aufweisen, die auf dem Bodenelement angeordnet sind . Subassemblies comprising a submount 22 and a semiconductor laser element 4 are arranged on an arrangement surface 3 of the base element 2. The laser packages 1 can each have one or more such subassemblies, i.e. one or more semiconductor laser elements 4, which are arranged on the base element.

Die Rahmenelemente 5 weisen eine Keramik als Hauptmaterial auf und sind j eweils mit dem Bodenelement 2 verbunden . Ferner bilden die Rahmenelemente 5 einen Rahmen, der die Halbleiterlaserelemente 4 in eine laterale Richtung x umgibt . Das Rahmenelement 5 weist eine sich von einer Bodenfläche 6 aus in lateraler Richtung erstreckende umlaufende erste Stufe 7 mit einer Verbindungsfläche 8 auf , die mit der Anordnungsfläche 3 verbunden ist . The frame elements 5 have a ceramic as the main material and are each connected to the base element 2. Furthermore, the frame elements 5 form a frame that surrounds the semiconductor laser elements 4 in a lateral direction x. The frame element 5 has a circumferential first step 7 extending from a base surface 6 in the lateral direction with a connecting surface 8 that is connected to the arrangement surface 3.

Ferner umfassen die Deckelelemente 11 j eweils eine im wesentlichen transparente Abdeckung 19 , die auf der Deckelfläche 9 des Rahmenelementes 5 angeordnet ist und zusammen mit dem Rahmenelement 5 und dem Bodenelement 2 einen geschlossenen Innenraum 24 des Laserpackage 1 bildet . Auf dem Deckelelement 11 bzw . der im wesentlichen transparenten Abdeckung 19 ist j eweils ein optisches Element 12 mittels des Verbindungsmaterials 26 befestigt . Das Verbindungsmaterial 26 ist dabei in Form von Klebepunkten in den Ecken des Deckelelementes 11 aufgebracht . Figur 2B zeigt in Draufsicht einen Zustand, bei dem die optischen Elemente 12 noch nicht auf die Klebepunkte aufgebracht sind und Figur 2C zeigt einen Zustand, bei dem die optischen Elemente 12 auf die Klebepunkte aufgebracht worden sind . Die Anordnung des Verbindungsmaterials 26 ist j edoch lediglich exemplarisch zu verstehen und kann ebenso in Form von Klebewulst ( en ) oder mehreren Klebepunkten erfolgen . Furthermore, the cover elements 11 each comprise a substantially transparent cover 19, which is arranged on the cover surface 9 of the frame element 5 and, together with the frame element 5 and the base element 2, forms a closed interior space 24 of the laser package 1. An optical element 12 is fastened to the cover element 11 or the substantially transparent cover 19 by means of the connecting material 26. The connecting material 26 is applied in the form of adhesive dots in the corners of the cover element 11. Figure 2B shows a top view of a state in which the optical elements 12 have not yet been applied to the adhesive points and Figure 2C shows a state in which the optical elements 12 have been applied to the adhesive points. The arrangement of the connecting material 26 is, however, only to be understood as an example and can also be in the form of adhesive bead(s) or several adhesive points.

Bei dem Verbindungsmaterial 26 handelt es sich insbesondere um einen silikonbasierten und Licht-aktivierbaren Klebstoff , der zumindest teilweise durch Bestrahlung mittels Licht aushärtet . Die zumindest teilweise Aushärtung führt dabei zu einer formstabilen Klebeverbindung, die das optische Element 12 zumindest vorrübergehend in einer gewünschten Sollposition hält , bevor ggf . durch thermisches Aushärten die Verbindung noch weiter ausgehärtet werden kann . Die Klebeverbindung wird entsprechend entweder ausschließlich über eine Licht-Aktivierung oder über eine Licht-Aktivierung mit paralleler oder zeitlich versetzter thermischer Behandlung ausgehärtet . The connecting material 26 is in particular a silicone-based and light-activatable adhesive that hardens at least partially by irradiation with light. The at least partial hardening leads to a dimensionally stable adhesive bond that holds the optical element 12 at least temporarily in a desired target position before the bond can be further hardened by thermal hardening if necessary. The adhesive bond is accordingly hardened either exclusively by light activation or by light activation with parallel or staggered thermal treatment.

Zudem ist auf der Anordnungsfläche 3 ein Umlenkelement 14 im Strahlengang der Halbleiterlaserelemente 4 angeordnet , welches ein von den Halbleiterlaserelementen 4 emittiertes Laserlicht L in Richtung der optischen Elemente 12 umlenkt . Das Umlenkelement 14 ist derart ausgebildet , dass es das von den Halbleiterlaserelementen 4 emittierte Laserlicht L um einen Winkel von im Wesentlichen 90 ° in Richtung des optischen Elementes 12 umlenkt . In addition, a deflection element 14 is arranged on the arrangement surface 3 in the beam path of the semiconductor laser elements 4, which deflects a laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 in the direction of the optical elements 12. The deflection element 14 is designed such that it deflects the laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 by an angle of essentially 90° in the direction of the optical element 12.

Das Bodenelement 2 ragt in den dargestellten Ausführungen im Wesentlichen nicht über die Bodenfläche 6 hinaus und schließt im Wesentlichen bündig mit der Bodenfläche 6 ab . Dies hat den Vorteil , dass ein flächiges Aufbringen auf dem Trägersubstrat 25 ermöglicht ist , sodass die mechanische Stabilität der Laservorrichtung 100 erhöht ist und es können zudem elektrische Kontakte über die gesamte Kontaktfläche zwischen Laserpackages und Trägersubstrat 25 zum Betreiben der Laserpackages 1 bereitgestellt werden . In the embodiments shown, the base element 2 essentially does not protrude beyond the base surface 6 and is essentially flush with the base surface 6. This has the advantage that a flat application to the carrier substrate 25 is possible, so that the mechanical stability of the laser device 100 is increased and electrical contacts can also be provided over the entire contact surface between the laser packages and the carrier substrate 25 for operating the laser packages 1.

Zusätzlich zu der in den Figuren 2A bis 2C gezeigten Ausführung weist die in den Figuren 3A und 3B gezeigte Ausführung ein Rahmenelement 5 auf , bei dem eine innere Seitenwand des Rahmenelementes 5 an einer Oberseite des Laserpackages 1 bzw . von einer Deckelfläche 9 des Rahmenelementes 5 ausgehend eine umlaufende Stufe 10 aufweist , die mehrere Funktionen hat . Zum einen bewirkt die umlaufende Stufe 10 , dass die innere Seitenwand des Rahmenelementes 5 im Bereich der umlaufenden Stufe 10 zurückversetzt ist , und dadurch eine Abschattung eines von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement 4 emittierten Laserlichts L vermieden werden kann, und zum anderen kann die umlaufende Stufe 10 gemäß Weiterbildungen der Erfindung genutzt werden, um in oder auf dieser weitere Funktionalitäten des Laserpackages 1 bereitzustellen . Dank der umlaufenden Stufe 10 kann ein Umlenkspiegel 14 für die Stahlumlenkung eines von dem Halbleiterlaserelement 4 emittierten Laserlichts L die Hauptachse des Laserlichts L um einen Winkel von kleiner 90 ° zur waagerechten umlenken, um das Laserlicht L weiter in Richtung einer Außenkante des Laserpackages 1 zu lenken, ohne dabei von dem Rahmenelement 5 abgeschattet zu werden, wie es bei einem Rahmenelement gemäß vorstehend beschriebenen Ausführungen der Fall wäre . Eine auf das Deckelelement 11 aufgesetzte Linse 12 kann dann an diese Außenkante des Laserpackages 1 in den umgelenkten Strahlengang des Laserlichts L geschoben werden und deren optische Achse 13 derart verkippt sein, dass ein senkrechter Lichtaustritt aus dem Laserpackage 1 gewährleistet wird . Durch diese Art der Anordnung kann der Emissionspunkt des Laserpackages 1 möglichst nahe an eine der Außenkanten des Laserpackages 1 geschoben werden, sodass im Falle einer Laservorrichtung 100 , die ähnlich wie in den Figuren 2A und 2C die Hauptachsen des von den Laserpackages 1 emittierten Laserlichts L einen vergleichsweise geringeren Abstand d zueinander aufweisen . Im Fall einer solchen Laservorrichtung 100 , bei der die Laserpackages 1 derart zueinander angeordnet sind, dass die Emissionspunkte der Laserpackages 1 direkt nebeneinander und lediglich mit einem Abstand d zueinander angeordnet sind, kann die Leuchtdichte innerhalb einer gemeinsam emittierenden Lichtemissionsfläche ( LES ) der Laservorrichtung 100 gegenüber einer , wie in den Figuren 2A und 2C dargestellten Laservorrichtung, deutlich erhöht werden . In addition to the embodiment shown in Figures 2A to 2C, the embodiment shown in Figures 3A and 3B comprises a frame element 5 in which an inner side wall of the frame element 5 on an upper side of the laser package 1 or starting from a cover surface 9 of the frame element 5 has a circumferential step 10 which has several functions. Firstly, the circumferential step 10 causes the inner side wall of the frame element 5 to be set back in the region of the circumferential step 10, and as a result shading of a laser light L emitted by the at least one semiconductor laser element 4 can be avoided, and secondly, the circumferential step 10 can be used according to developments of the invention to provide further functionalities of the laser package 1 in or on it. Thanks to the circumferential step 10, a deflection mirror 14 for deflecting a laser light L emitted by the semiconductor laser element 4 can deflect the main axis of the laser light L by an angle of less than 90° to the horizontal in order to direct the laser light L further in the direction of an outer edge of the laser package 1 without being shaded by the frame element 5, as would be the case with a frame element according to the embodiments described above. A lens 12 placed on the cover element 11 can then be pushed onto this outer edge of the laser package 1 in the deflected beam path of the laser light L and its optical axis 13 can be tilted in such a way that a vertical light exit from the laser package 1 is ensured. This type of arrangement allows the emission point of the laser package 1 to be pushed as close as possible to one of the outer edges of the laser package 1, so that in the case of a laser device 100 which, similar to that in Figures 2A and 2C, the main axes of the laser light L emitted by the laser packages 1 have a comparatively smaller distance d from one another. In the case of such a laser device 100, in which the laser packages 1 are arranged in such a way that the emission points of the laser packages 1 are arranged directly next to one another and only at a distance d from one another, the luminance within a jointly emitting light emission surface (LES) of the laser device 100 can be significantly increased compared to a laser device as shown in Figures 2A and 2C.

Die Figur 3A und 3B zeigen eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht auf eine derartige Laservorrichtung 100 umfassend zwei Laserpackages 1 . Die Laservorrichtung 100 weist zwei Laserpackages 1 mit j eweils einem Bodenelement 2 auf , das eine Anordnungsfläche 3 aufweist , auf der Subassemblies aus einem Submount 22 und einem Halbleiterlaserelement 4 angeordnet sind . Die Laserpackages 1 können dabei j eweils ein oder auch mehrere solche Subassemblies , also ein oder mehrere Halbleiterlaserelemente 4 aufweisen, die auf dem Bodenelement angeordnet sind . Figures 3A and 3B show a cross-sectional view and a plan view of such a laser device 100 comprising two laser packages 1. The laser device 100 has two laser packages 1, each with a base element 2, which has an arrangement surface 3 on which subassemblies consisting of a submount 22 and a semiconductor laser element 4 are arranged. The laser packages 1 can each have one or more such subassemblies, i.e. one or more semiconductor laser elements 4, which are arranged on the base element.

Die Deckelemente 11 umfassen zudem j eweils ein Rahmenelement 5 , das eine Keramik als Hauptmaterial aufweist , das mit dem Bodenelement 2 verbunden ist , und das einen Rahmen bildet , der die Halbleiterlaserelemente 4 in eine laterale Richtung x umgibt . Das Rahmenelement 5 weist eine sich von einer Bodenfläche 6 aus in lateraler Richtung erstreckende umlaufende erste Stufe 7 mit einer Verbindungsfläche 8 auf , die mit der Anordnungsfläche 3 verbunden ist , sowie eine sich von einer der Bodenfläche 6 gegenüberliegenden Deckelfläche 9 in laterale Richtung x erstreckende umlaufende zweite Stufe 10 . The cover elements 11 also each comprise a frame element 5 which has a ceramic as the main material, which is connected to the base element 2, and which forms a frame which surrounds the semiconductor laser elements 4 in a lateral direction x. The frame element 5 has a circumferential first step 7 extending from a base surface 6 in the lateral direction with a connecting surface 8 which is connected to the arrangement surface 3, and a circumferential second step 10 extending from a cover surface 9 opposite the base surface 6 in the lateral direction x.

Ferner umfassen die Deckelelemente 11 j eweils eine im wesentlichen transparente Abdeckung 19 , die auf der Deckelfläche 9 des Rahmenelementes 5 angeordnet ist und zusammen mit dem Rahmenelement 5 und dem Bodenelement 2 einen geschlossenen Innenraum 24 des Laserpackage 1 bildet . Auf dem Deckelelement 11 bzw . auf der im wesentlichen transparenten Abdeckung 19 ist j eweils ein optisches Element 12 mittels des Verbindungsmaterials 26 befestigt . Zudem ist auf der Anordnungsfläche 3 ein Umlenkelement 14 im Strahlengang der Halbleiterlaserelemente 4 angeordnet , welches ein von den Halbleiterlaserelementen 4 emittiertes Laserlicht L in Richtung der optischen Elemente 12 umlenkt . Bei den optischen Elementen kann es sich insbesondre um eine Glasplatte mit integrierten Mikrooptik ( en) handeln . Eine derartige Ausführung kann insbesondere vorteilhaft sein, da sich die Fügestellen zwischen j eweils dem Deckelelement 11 und dem optischen Element 12 außerhalb des Bereichs liegen, durch den das Laserlicht strahlt . Entsprechend kann dadurch die Effizienz der Laserpackages 1 erhöht werden . Furthermore, the cover elements 11 each comprise a substantially transparent cover 19, which is arranged on the cover surface 9 of the frame element 5 and, together with the frame element 5 and the base element 2, forms a closed interior space 24 of the laser package 1. An optical element 12 is fastened to the cover element 11 or to the substantially transparent cover 19 by means of the connecting material 26. In addition, a deflection element 14 is arranged on the arrangement surface 3 in the beam path of the semiconductor laser elements 4, which deflects a laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 in the direction of the optical elements 12. The optical elements can in particular be a glass plate with integrated micro-optics(s). Such an embodiment can be particularly advantageous since the joints between the cover element 11 and the optical element 12 are located outside the area through which the laser light shines. Accordingly, the efficiency of the laser packages 1 can be increased.

Das Umlenkelement 14 ist derart ausgebildet , dass es das von den Halbleiterlaserelementen 4 emittierte Laserlicht L um einen Winkel a von weniger als 90 ° derart umlenkt , dass zumindest ein Teil des umgelenkten Laserlichts L einen Bereich 15 zwischen der umlaufenden zweiten Stufe 10 und der im wesentlichen transparente Abdeckung 19 schneidet . Außerdem sind die optischen Elemente 12 derart angeordnet und ausgerichtet , dass deren optische Achse 13 gegenüber einer zur lateralen Richtung x senkrecht stehenden Richtung y verkippt ist , um eine Laserlichtemission in eine zur lateralen Richtung x senkrecht stehenden Richtung y der Laserpackages 1 zu gewährleisten . Durch die optischen Elemente 12 kann entsprechend das durch den Bereich 15 „schräg" verlaufende Laserlicht L wieder ausgerichtet werden, sodass es in eine zur lateralen Richtung x senkrecht stehenden Richtung y aus den Laserpackages 1 austritt . The deflection element 14 is designed such that it deflects the laser light L emitted by the semiconductor laser elements 4 by an angle a of less than 90° in such a way that at least part of the deflected laser light L intersects a region 15 between the rotating second stage 10 and the essentially transparent cover 19. In addition, the optical elements 12 are arranged and aligned in such a way that their optical axis 13 is tilted with respect to a direction y perpendicular to the lateral direction x in order to ensure laser light emission in a direction y of the laser packages 1 perpendicular to the lateral direction x. The optical elements 12 can accordingly realign the laser light L running "obliquely" through the region 15 so that it exits the laser packages 1 in a direction y perpendicular to the lateral direction x.

Durch das Umlenken des Laserlichts um weniger als 90 ° ist es möglich eine Lichtemission näher an einen Randbereich des Laserpackages 1 zu führen und mittels der optischen Elemente 12 kann das durch den Bereich 15 „schräg" verlaufende Laserlicht L anschließend wieder ausgerichtet werden . Im dargestellten Fall von zwei gegenüber auf einem Trägersubstrat 25 angeordnete Laserpackages 1 können die Hauptachsen des von den Laserpackages 1 emittierten Laserlichts L entsprechend bis auf einen Abstand d in laterale Richtung x zusammengeschoben werden, sodass gegenüber der Ausführung der Figur 2A und 2C die Leuchtdichte aufgrund derselben von den Laserpackages 1 emittierten Lichtleistung innerhalb einer geringeren LES erhöht werden kann . By deflecting the laser light by less than 90°, it is possible to guide a light emission closer to an edge region of the laser package 1, and by means of the optical elements 12, the laser light L running "obliquely" through the region 15 can then be realigned. In the illustrated case of two laser packages 1 arranged opposite one another on a carrier substrate 25, the main axes of the laser light L emitted by the laser packages 1 can be pushed together accordingly up to a distance d in the lateral direction x, so that compared to the embodiment of Figures 2A and 2C, the luminance can be increased within a lower LES due to the same light output emitted by the laser packages 1.

Insbesondere sind die optischen Achsen 13 der optischen Elemente 12 in Richtung einer ersten, die Bodenfläche 6 und die Deckelfläche 9 verbindenden, Seitenfläche 16a des Rahmenelementes 5 gekippt , um die Ausrichtung des durch den Bereich 15 „schräg" verlaufende Laserlichts L zu erreichen . In der Laservorrichtung sind die die Seitenflächen 16a der Laserpackages 1 derart gegenüber angeordnet , dass sich die gewünschte vis-a-vis Anordnung ergibt . Zudem grenzen die optischen Elemente 12 an eine durch die erste Seitenfläche 16a verlaufende erste Ebene 17a an und sind von einer durch eine der ersten Seitenfläche 16a gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 16b des Rahmenelementes 5 verlaufenden zweiten Ebene 17b beabstandet , um eine Lichtemission der Laserpackages an deren Rand zu ermöglichen . Ein Laserlicht-Emissionsbereich 18 der Laserpackages ist somit außermittig oberhalb des Bereich 15 und insbesondere benachbart zur ersten Ebene 17a angeordnet . In particular, the optical axes 13 of the optical elements 12 are tilted in the direction of a first side surface 16a of the frame element 5, which connects the bottom surface 6 and the cover surface 9, in order to achieve the alignment of the laser light L running "obliquely" through the region 15. In the laser device, the side surfaces 16a of the laser packages 1 are arranged opposite one another in such a way that the desired vis-a-vis arrangement is obtained. In addition, the optical elements 12 border on a first plane 17a running through the first side surface 16a and are spaced from a second plane 17b running through a second side surface 16b of the frame element 5 opposite the first side surface 16a in order to achieve light emission of the Laser packages at their edge. A laser light emission region 18 of the laser packages is thus arranged off-center above the region 15 and in particular adjacent to the first plane 17a.

Das Bodenelement 2 ragt in den dargestellten Ausführungen im Wesentlichen nicht über die Bodenfläche 6 hinaus und schließt im Wesentlichen bündig mit der Bodenfläche 6 ab . Dies hat den Vorteil , dass ein flächiges Aufbringen auf dem Trägersubstrat 25 ermöglicht ist , sodass die mechanische Stabilität der Laservorrichtung 100 erhöht ist und es können zudem elektrische Kontakte über die gesamte Kontaktfläche zwischen Laserpackages und Trägersubstrat 25 zum Betreiben der Laserpackages 1 bereitgestellt werden . In the embodiments shown, the base element 2 essentially does not protrude beyond the base surface 6 and is essentially flush with the base surface 6. This has the advantage that a flat application to the carrier substrate 25 is possible, so that the mechanical stability of the laser device 100 is increased and electrical contacts can also be provided over the entire contact surface between the laser packages and the carrier substrate 25 for operating the laser packages 1.

Zudem ist das Bodenelement 2 in laterale Richtung beabstandet zu einer dritten Seitenfläche 16c des Rahmenelementes 5 angeordnet , die die Bodenfläche 6 und die Verbindungsfläche 8 miteinander verbindet . Insbesondere ist das Bodenelement 2 nämlich auf die Verbindungsfläche 8 geklebt oder gebondet und nicht in das Rahmenelement 5 eingepresst , was den dargestellten Abstand bedingt . Beispielsweise können das Bodenelement 2 und das Rahmenelement 5 hermetisch gefügt sein . In addition, the base element 2 is arranged at a distance in the lateral direction from a third side surface 16c of the frame element 5, which connects the base surface 6 and the connecting surface 8 to one another. In particular, the base element 2 is glued or bonded to the connecting surface 8 and not pressed into the frame element 5, which causes the distance shown. For example, the base element 2 and the frame element 5 can be hermetically joined.

Aus der Draufsicht 2B ist ersichtlich, wie das optische Element 12 eines Laserpackages 1 und j eweils zugehörige darunterliegende Halbe- leiterlaserelemente 4 in Reihe entlang eine Außenkante des Laserpackages 1 angeordnet sind . Ein aus den optischen Elementen 12 emittiertes Laserlicht der beiden Laserpackages 1 kann zusammen eine gemeinsam emittierenden Lichtemissionsfläche (LES ) der Laservorrichtung 100 bilden . From the top view 2B it can be seen how the optical element 12 of a laser package 1 and the respective associated underlying semiconductor laser elements 4 are arranged in series along an outer edge of the laser package 1. A laser light emitted from the optical elements 12 of the two laser packages 1 can together form a jointly emitting light emission surface (LES) of the laser device 100.

Die in Figur 4 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der in Figur 2A dargestellten Ausführung, dass das Deckelelement 11 bzw . das Rahmenelement 5 auf dem Bodenelement 2 angeordnet ist , insbesondere derart , dass das Bodenelement 2 einen Träger für das Rahmenelement bildet und nicht in einer Stufe des Rahmenelementes angeordnet ist . Zudem ist das Bodenelement aus einer Keramik als Hauptmaterial gebildet und weist Durchkontaktierung ( en) sowie Kontaktflächen auf über die das Halbeleiterlaserelement 4 elektrisch angeschlossen ist . Zudem weist das Rahmenelement 5 sowie das Bodenelement 5 Bondflächen auf mittels denen eine Verbindung zwischen Bodenelement 2 , Rahmenelement 5 und der im wesentlichen transparenten Abdeckung 19 erzeugt wird . Dies ist j edoch lediglich exemplarisch zu verstehen, sowie können die beschrie- benen Merkmale des Bodenelementes 2 und der Bondflächen auch auf die weiteren Ausführungen des vorgeschlagenen Prinzips übertragen werden . The embodiment shown in Figure 4 differs from the embodiment shown in Figure 2A in that the cover element 11 or the frame element 5 is arranged on the base element 2, in particular in such a way that the base element 2 forms a support for the frame element and is not arranged in a step of the frame element. In addition, the base element is made of a ceramic as the main material and has through-plating(s) and contact surfaces via which the semiconductor laser element 4 is electrically connected. In addition, the frame element 5 and the base element 5 have bonding surfaces by means of which a connection is created between the base element 2, the frame element 5 and the essentially transparent cover 19. However, this is to be understood as merely an example, and the described features of the base element 2 and the bonding surfaces can also be transferred to the other embodiments of the proposed principle.

Die in Figur 5 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der in Figur 4 dargestellten Ausführung, dass das Deckelement 11 durch eine einteilige bzw . einstückige im wesentlichen transparente Abdeckung gebildet ist , die mit dem Bodenelement 2 verbunden ist und das einen Rahmen bildet , der das Halbleiterlaserelement 4 in laterale Richtung x umgibt und das Halbleiterlaserelement 4 mit dem Bodenelement 2 einkapselt . Beispielsweise kann das Deckelement 11 in einem solchen Fall aus einem Glas gebildet sein . The embodiment shown in Figure 5 differs from the embodiment shown in Figure 4 in that the cover element 11 is formed by a one-piece or one-piece essentially transparent cover which is connected to the base element 2 and which forms a frame which surrounds the semiconductor laser element 4 in the lateral direction x and encapsulates the semiconductor laser element 4 with the base element 2. For example, the cover element 11 can be formed from a glass in such a case.

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE SYMBOL LIST

1 Laserpackage 1 laser package

2 Bodenelement 2 floor elements

3 Ano rdnungs fläche 3 arrangement area

4 Halbleiter las er element 4 semiconductor laser element

5 Rahmenelement 5 frame element

6 Bodenfläche 6 floor area

7 umlaufende Stufe 7 circumferential steps

8 Verbindungs fläche 8 connecting surface

9 Deckelfläche 9 lid surface

10 umlaufende Stufe 10 circumferential steps

11 Deckelelement 11 cover element

12 optisches Element 12 optical elements

13 optische Achse 13 optical axis

14 Umlenkelement 14 deflection element

15 Bereich 15 area

16a, 16b , 16c Seitenfläche 16a, 16b, 16c side surface

17a, 17b Ebene 17a, 17b level

18 Laserlicht-Emissionsbereich18 laser light emission area

19 Abdeckung 19 cover

22 Submount 22 submount

24 Innenraum 24 interior

25 Träger subs trat 25 carrier subs stepped

26 Verbindungsmaterial 26 connecting material

26a, 26b Klebstoff x Richtung y Richtung 26a, 26b Adhesive x direction y direction

L Laserlicht d Abstand L laser light d distance

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 1. Laserpackage (1) umfassend: ein Bodenelement (2) , das eine Anordnungsfläche (3) aufweist, auf der wenigstens ein Halbleiterlaserelement (4) angeordnet ist; ein für das von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement (4) emittiertes Laserlicht (L) zumindest bereichsweise transparentes Deckelelement (11) , das mit dem Bodenelement (2) verbunden ist, das einen Rahmen bildet, der das wenigstens eine Halbleiterlaserelement (4) in eine laterale Richtung (x) umgibt, und das das wenigstens eine Halbleiterlaserelement (4) mit dem Bodenelement (2) einkapselt; ein optisches Element (12) , das auf dem Deckelement (11) angeordnet ist; und wenigstens ein Umlenkelement (14) , das im Strahlengang des wenigstens einen Halbleiterlaserelementes (4) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, ein von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement (4) emittiertes Laserlicht (L) in Richtung des wenigstens einen optischen Elementes (12) umzulenken; wobei das optische Element (12) mittels eines Verbindungsmaterials (26) auf dem Deckelelement (11) befestigt ist, wobei das Verbindungsmaterial (26) aufweist: mindestens 30 Prozent Silikonanteil ; eine Lichthärtungskomponente; und wobei das das Verbindungsmaterial (26) lichtaktivierbar und zumindest teilweise mittels Lichthärtung aushärtbar ist. 1. Laser package (1) comprising: a base element (2) which has an arrangement surface (3) on which at least one semiconductor laser element (4) is arranged; a cover element (11) which is at least partially transparent to the laser light (L) emitted by the at least one semiconductor laser element (4), which is connected to the base element (2), which forms a frame which surrounds the at least one semiconductor laser element (4) in a lateral direction (x), and which encapsulates the at least one semiconductor laser element (4) with the base element (2); an optical element (12) which is arranged on the cover element (11); and at least one deflection element (14) which is arranged in the beam path of the at least one semiconductor laser element (4) and is designed to deflect a laser light (L) emitted by the at least one semiconductor laser element (4) in the direction of the at least one optical element (12); wherein the optical element (12) is fastened to the cover element (11) by means of a connecting material (26), wherein the connecting material (26) has: at least 30 percent silicone content; a light-curing component; and wherein the connecting material (26) is light-activatable and at least partially curable by means of light-curing. 2. Laserpackage nach Anspruch 1, wobei das optische Element (12) lediglich mittels des Verbindungsmaterials (26) auf dem Deckelelement (11) befestigt ist. 2. Laser package according to claim 1, wherein the optical element (12) is attached to the cover element (11) only by means of the connecting material (26). 3. Laserpackage nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbindungsmaterial3. Laser package according to claim 1 or 2, wherein the connecting material (26) eine innere Bindungsenergie von größer 400 kJ/mol aufweist. (26) has an internal binding energy of greater than 400 kJ/mol. 4. Laserpackage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verbindungsmaterial (26) durch Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm lichtaktivierbar und zumindest teilweise mittels Lichthärtung durch Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm aushärtbar ist. 4. Laser package according to one of claims 1 to 3, wherein the connecting material (26) is irradiated by light having a wavelength between 315 nm and 470nm light-activated and at least partially curable by light curing with light having a wavelength between 315nm and 470nm. 5. Laserpackage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verbindungsmaterial (26) in ausgehärtetem Zustand eine hohe Stabilität gegen Licht mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 315nm und einschließlich 700nm aufweist. 5. Laser package according to one of claims 1 to 4, wherein the connecting material (26) in the cured state has a high stability against light with a wavelength between 315 nm and 700 nm inclusive. 6. Laserpackage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verbindungsmaterial (26) in Form von mehreren Klebepunkten oder mehreren nicht zusammenhängenden Klebewülsten zwischen dem optischen Element (12) und dem Deckelelement (11) angeordnet ist. 6. Laser package according to one of claims 1 to 5, wherein the connecting material (26) is arranged in the form of several adhesive dots or several non-contiguous adhesive beads between the optical element (12) and the cover element (11). 7. Laserpackage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verbindungsmaterial (26) in Form von einer umlaufenden Klebewulst zwischen dem optischen Element (12) und dem Deckelelement (11) angeordnet ist, wobei insbesondere die umlaufende Klebewulst Unterbrechungen aufweist. 7. Laser package according to one of claims 1 to 5, wherein the connecting material (26) is arranged in the form of a circumferential adhesive bead between the optical element (12) and the cover element (11), wherein in particular the circumferential adhesive bead has interruptions. 8. Laserpackage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verbindungsmaterial (26) derart ausgebildet ist, dass es durch Lichthärtung innerhalb weniger als 5 Sekunden zumindest teilweise aushärtet, insbesondere derart, dass es zumindest formstabil ist. 8. Laser package according to one of claims 1 to 7, wherein the connecting material (26) is designed such that it at least partially hardens by light curing within less than 5 seconds, in particular such that it is at least dimensionally stable. 9. Laserpackage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verbindungsmaterial (26) wenigstens einen der folgenden Füllstoffe umfasst : 9. Laser package according to one of claims 1 to 8, wherein the connecting material (26) comprises at least one of the following fillers: A12O3; A12O3; Si02; Si02; ZrO2; ZrO2; CaF; und CaF; and AIN. AIN. 10. Laserpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Vielzahl von Halbleiterlaserelementen (4) , die beabstandet zueinander auf dem Bodenelement (2) angeordnet und von dem Deckelelement (11) in laterale Richtung (x) umgeben und eingekapselt sind. 10. Laser package according to one of the preceding claims, comprising a plurality of semiconductor laser elements (4) which are arranged at a distance from one another on the base element (2) and are surrounded and encapsulated by the cover element (11) in the lateral direction (x). 11. Laserpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deckelement (11) ein Rahmenelement (5) , das eine Keramik als Hauptmaterial aufweist, aufweist, wobei das Rahmenelement (5) benachbart zu dem Bodenelement (2) angeordnet ist und das wenigstens eine Halbleiterlaserelement (4) in eine laterale Richtung (x) umgibt. 11. Laser package according to one of the preceding claims, wherein the cover element (11) has a frame element (5) which has a ceramic as the main material, wherein the frame element (5) is arranged adjacent to the base element (2) and surrounds the at least one semiconductor laser element (4) in a lateral direction (x). 12. Laserpackage nach Anspruch 11, wobei das Rahmenelement (5) eine sich von einer Bodenfläche (6) aus in lateraler Richtung erstreckende umlaufende erste Stufe (7) mit einer Verbindungsfläche (8) aufweist, die zumindest teilweise mit einem Teil der Anordnungsfläche (3) verbunden ist, und wobei das Rahmenelement (5) eine sich von einer der Bodenfläche (6) gegenüberliegenden Deckelfläche (9) in laterale Richtung (x) erstreckende umlaufende zweite Stufe (10) aufweist . 12. Laser package according to claim 11, wherein the frame element (5) has a circumferential first step (7) extending from a bottom surface (6) in the lateral direction with a connecting surface (8) which is at least partially connected to a part of the arrangement surface (3), and wherein the frame element (5) has a circumferential second step (10) extending from a cover surface (9) opposite the bottom surface (6) in the lateral direction (x). 13. Laserpackage nach Anspruch 12, wobei eine optische Achse (13) des wenigstens einen optischen Elementes (12) gegenüber einer zur lateralen Richtung (x) senkrecht stehenden Richtung (y) verkippt ist und wobei das wenigstens eine Umlenkelement (14) dazu ausgebildet ist das Laserlicht (L) um einen Winkel (o) von weniger als 90° umzulenken derart, dass zumindest ein Teil des umgelenkten Laserlichts (L) einen Bereich (15) zwischen der umlaufenden zweiten Stufe (10) und einem im wesentlichen transparenten Bereich des Deckelelements (11) schneidet. 13. Laser package according to claim 12, wherein an optical axis (13) of the at least one optical element (12) is tilted relative to a direction (y) perpendicular to the lateral direction (x), and wherein the at least one deflection element (14) is designed to deflect the laser light (L) by an angle (o) of less than 90° such that at least a portion of the deflected laser light (L) intersects a region (15) between the circumferential second step (10) and a substantially transparent region of the cover element (11). 14. Laserpackage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, umfassend eine Vielzahl von optischen Elementen (12) , die jeweils eine optische Achse (13) aufweisen, die gegenüber einer zur lateralen Richtung (x) senkrecht stehenden Richtung (y) verkippt ist. 14. Laser package according to one of claims 11 to 13, comprising a plurality of optical elements (12), each having an optical axis (13) which is tilted with respect to a direction (y) perpendicular to the lateral direction (x). 15. Laserpackage nach einem der Ansprüche 11 bis 14, umfassend eine Vielzahl von Umlenkelementen (14) , die jeweils im Strahlengang eines der Vielzahl von Halbleiterlaserelementen (4) angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, ein von dem entsprechenden Halbleiterlaserelement (4) emittiertes Laserlicht (L) in Richtung des wenigstens einen optischen Elementes (12) umzulenken. 15. Laser package according to one of claims 11 to 14, comprising a plurality of deflection elements (14), which are each arranged in the beam path of one of the plurality of semiconductor laser elements (4) and are designed to deflect a laser light (L) emitted by the corresponding semiconductor laser element (4) in the direction of the at least one optical element (12). 16. Laserpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement (4) und der Bodenplatte (2) eine Submount (22) angeordnet ist. 16. Laser package according to one of the preceding claims, wherein a submount (22) is arranged between the at least one semiconductor laser element (4) and the base plate (2). 17. Laserpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Halbleiterlaserelement (4) im Innenraum (24) zwischen dem Bodenelement (2) , und dem Deckelelement (11) hermetisch verkapselt ist. 17. Laser package according to one of the preceding claims, wherein the at least one semiconductor laser element (4) is hermetically encapsulated in the interior space (24) between the base element (2) and the cover element (11). 18. Laservorrichtung (100) umfassend eine Vielzahl von Laserpackages (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils zwei Laserpackages (1) derart benachbart zueinander angeordnet sind, dass die optischen Achsen (13) der optischen Elemente (12) der zwei Laserpackages (1) benachbart zueinander angeordnet sind. 18. Laser device (100) comprising a plurality of laser packages (1) according to one of the preceding claims, wherein two laser packages (1) are arranged adjacent to one another in such a way that the optical axes (13) of the optical elements (12) of the two laser packages (1) are arranged adjacent to one another. 19. Laservorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Vielzahl von Laserpackages (1) auf einem gemeinsamen Trägersubstrat (25) , insbesondere einer Leiterplatte angeordnet sind. 19. Laser device according to claim 17, wherein the plurality of laser packages (1) are arranged on a common carrier substrate (25), in particular a printed circuit board. 20. Verfahren zu Herstellung eines Laserpackages (1) umfassend die Schritte : 20. Method for producing a laser package (1) comprising the steps: Bereitstellen eines : Providing a: Bodenelementes (2) , das eine Anordnungsfläche (3) aufweist, auf der wenigstens ein Halbleiterlaserelement (4) angeordnet ist, bottom element (2) having an arrangement surface (3) on which at least one semiconductor laser element (4) is arranged, Umlenkelementes (14) , das im Strahlengang des wenigstens einen Halbleiterlaserelementes (4) angeordnet ist, und für das von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement (4) emittiertes Laserlicht (L) zumindest bereichsweise transparentes Deckelelementes (11) , das mit dem Bodenelement (2) verbunden ist, und das einen Rahmen bildet, der das wenigstens eine Halbleiterlaserelement (4) in eine laterale Richtung (x) umgibt und das wenigstens eine Halbleiterlaserelement (4) auf dem Bodenelement (2) einkapselt; deflection element (14) which is arranged in the beam path of the at least one semiconductor laser element (4), and a cover element (11) which is at least partially transparent for the laser light (L) emitted by the at least one semiconductor laser element (4), which is connected to the base element (2) and which forms a frame which surrounds the at least one semiconductor laser element (4) in a lateral direction (x) and encapsulates the at least one semiconductor laser element (4) on the base element (2); Bereitstellen eines lichtaktivierbaren und zumindest teilweise mittels Lichthärtung aushärtbaren Verbindungsmaterials (26) auf dem Deckelelement (11) , wobei das Verbindungsmaterial (26) zu zumindest 30 Prozent Silikonanteil umfasst und eine Lichthärtungskomponente umfasst; Providing a light-activatable and at least partially light-curable connecting material (26) on the cover element (11), wherein the connecting material (26) comprises at least 30 percent silicone and comprises a light-curing component; Anordnen eines optischen Elementes (12) , auf dem Verbindungsmaterial (26) ; Arranging an optical element (12) on the connecting material (26); Ausrichten des optischen Elementes (12) , derart, dass ein von dem wenigstens einen Halbleiterlaserelement (4) emittiertes und von dem Umlenkelement umgelenktes Laserlicht (L) das optische Element (12) durchstrahlt; und Aligning the optical element (12) such that a laser light (L) emitted by the at least one semiconductor laser element (4) and deflected by the deflection element radiates through the optical element (12); and Lichthärten des Verbindungsmaterials (9) derart, dass dieses zumindest Formstabil ist, insbesondere mittels Licht mit einer Wellenlänge zwischen 315nm und 470nm. Light curing the connecting material (9) such that it is at least dimensionally stable, in particular by means of light with a wavelength between 315 nm and 470 nm. 21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Lichthärtens weniger als 5 Sekunden erfolgt. 21. The method of claim 20, wherein the step of light curing is performed for less than 5 seconds. 22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei der Schritt des Lichthärtens im Wesentlichen bei Raumtemperatur erfolgt. 22. The method of claim 20 or 21, wherein the step of light curing occurs substantially at room temperature. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, ferner umfassend ein thermisches Aushärten des Verbindungsmaterials (26) nach dem Schritt des Lichthärtens . 23. The method of any one of claims 20 to 22, further comprising thermally curing the bonding material (26) after the light curing step. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei das Verbindungsmaterial (26) in ausgehärtetem Zustand eine hohe Blaulichtstabilität aufweist. 24. Method according to one of claims 20 to 23, wherein the connecting material (26) has a high blue light stability in the cured state.
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