(57)【要約】  本発明は平凸状の非球面レンズ（２０）に関する。この平凸状の非球面レンズ（２０）は少なくとも３．０の屈折率を有する材料を含有し、またこの平凸状の非球面レンズでは凸状に湾曲した領域（２１）の高さはレンズ（２０）の厚さ（ｌ）の最大で１／５である。さらに本発明はその種のレンズを備えたレーザ装置ならびにその種のレーザ装置の製造方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平凸状の非球面レンズ（２０）において、
少なくとも３．０の屈折率を有する材料を含有し、
凸状に湾曲した領域（２１）の高さ（ｈ）がレンズ（２０）の厚さ（ｌ）の最大で１／５であることを特徴とする、レンズ。
【請求項２】
前記凸状に湾曲した領域（２１）の高さ（ｈ）は前記レンズの厚さ（ｌ）の最大で１／８である、請求項１記載のレンズ。
【請求項３】
前記凸状に湾曲した領域（２１）の高さ（ｈ）は３５〜６０μｍである、請求項１または２記載のレンズ。
【請求項４】
前記レンズの厚さ（ｌ）は３００〜５００μｍである、請求項１から３までのいずれか１項記載のレンズ。
【請求項５】
前記材料は半導体材料を包含する、請求項１から４までのいずれか１項記載のレンズ。
【請求項６】
前記材料はＧａＰを包含する、請求項５記載のレンズ。
【請求項７】
前記凸状に湾曲した領域（２１）の曲率半径（Ｒ）の値は少なくとも４００μｍである、請求項１から６までのいずれか１項記載のレンズ。
【請求項８】
開口数は少なくとも０．７である、請求項１から７までのいずれか１項記載のレンズ。
【請求項９】
少なくとも１つの放射入射面（２３）および放射出射面（２２）は反射防止層を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載のレンズ。
【請求項１０】
前記反射防止層は材料、ＳｉＮＯ，ＴａＯ，ＡｌＯの内の少なくとも１つを含有する、請求項９記載のレンズ。
【請求項１１】
レーザ装置において、
電磁放射（１９）の形成に適した半導体チップ（１）を有し、該半導体チップ（１）には放射方向において、平坦な放射入射面（２３）を備えた、請求項１から１０までのいずれか１項記載の平凸レンズ（２０）が対向して配置されていることを特徴とする、レーザ装置。
【請求項１２】
前記半導体チップ（１）の放射出力結合面（１ａ）と前記レンズの放射入射面（２３）との間の距離（ｄ）は最大で８０μｍである、請求項１１記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記半導体チップ（１）はレーザダイオードチップ、レーザダイオードバーのうちのいずれかである、請求項１１または１２記載のレーザ装置。
【請求項１４】
前記半導体チップ（１）は、８００〜９５０ｎｍの波長領域にある電磁放射（１９）の形成に適している、請求項１１から１３までのいずれか１項記載のレーザ装置。
【請求項１５】
前記レンズ（２０）は接着剤を用いて導体フレーム（８）に固定されている、請求項１１から１４までのいずれか１項記載のレーザ装置。
【請求項１６】
前記半導体チップ（１）は硬質はんだ接合（５，７）により前記導体フレーム（８）に固定されている、請求項１５記載のレーザ装置。
【請求項１７】
請求項１１から１６までのいずれか１項記載のレーザ装置の製造方法において、
吸引ピンセットを使用してレンズ（２０）を半導体チップ（１）のビーム路内に配置することを特徴とする、レーザ装置の製造方法。
【請求項１８】
前記レンズは平凸レンズ（２０）である、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記レンズの厚さ（ｌ）は最大で６００μｍである、請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２０】
前記吸引ピンセットを前記レンズ（２０）の平坦な面（２４ａ）に接触させ、前記レンズ（２０）を前記平坦な面（２４ａ）とは反対側の平坦な面（２４ｂ）を用いて支持体に載置する、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記レンズ（２０）は対向する２つの平坦な面（２４ａ，２４ｂ）を有し、該平坦な面（２４ａ，２４ｂ）は前記レンズ（２０）の光軸（２５）の方向において少なくとも３５０μｍの長さを有する、請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズに関する。さらに本発明はレーザ装置ならびにレーザ装置の製造方法に関する。
【０００２】
刊行物US 4,830,454には光学レンズが記載されている。
【０００３】
本発明の課題は、殊に広範に使用可能なレンズを提供することである。さらに本発明の課題は、その種のレンズを備えたレーザ装置ならびにその種のレーザ装置の製造方法を提供することである。
【０００４】
本発明によりレンズが提供される。
【０００５】
レンズの少なくとも１つの実施形態によればレンズは平凸状のレンズである。すなわちレンズは少なくとも１つの実質的に平坦な面を有する。実質的に平坦とは、レンズの表面が製造に起因する不可避な非平坦性を除き平坦であり、殊に面が凸状または凹状に湾曲した領域を有していないということを意味している。有利にはレンズの平坦な面がレンズの放射入射面を形成する。
【０００６】
さらに平凸状のレンズは、凸状に湾曲した領域を包含する少なくとも１つの外面を有する。この場合、湾曲した領域が全体の面を占める。すなわちこの場合、面全体が凸状に湾曲している。さらに、湾曲した領域が面の一部のみを含み、面の残る部分は例えば平坦に構成されている。
【０００７】
レンズの凸状に湾曲した領域は例えば球面または非球面に湾曲している。有利には、湾曲した領域がレンズの放射入射面とは反対側の面に配置されており、レンズの放射出射面を形成する。すなわち、有利には電磁放射は平坦な面においてレンズに入射する。放射は実質的に直線状の経路でレンズを横断して通過する。すなわちレンズの内部において顕著な散乱または屈折は生じない。放射は凸状に湾曲した領域を包含する面に入射し、レンズから再び出射する。
【０００８】
しかしながら、レンズが反対の方向において放射を通過させる、すなわち放射がレンズの湾曲した領域に入射し、レンズの平坦な面から出射することも考えられる。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは非球面レンズである。このことは、レンズが少なくとも１つの非球面状に湾曲した領域、すなわち球状に湾曲していない面を有するということを意味している。非球面状に湾曲した領域の曲率は、レンズの要求に適合されている。このようにして例えばレンズの開口数またはコリメーションのような量を調節することができる。
【００１０】
有利には非球面は軸対称の曲線の回転非球面として表すことができる。軸は例えばレンズの光軸によって与えられている。曲線は例えば、メリジオナル平面を有するメリジオナル曲線によって、すなわち非球面の断面によって表されている。有利には回転非球面を次式により表すことができる。
【数１】
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【００１１】
ここでｙは軸対称曲線であり、ｃは非球面係数であり、Ｒは曲率半径であり、ａ2，ａ4，ａ6は高次オーダの係数である。有利には高次オーダの係数には少なくとも部分的に０とは異なる値が選定される。このようにして殊により平坦な非球面状に湾曲した領域を達成することができ、レンズは比較的僅かな球面収差を特徴とする。
【００１２】
レンズの少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは面凸状の非球面レンズである。すなわちレンズは上述のように、少なくとも１つの平坦な面と、凸状に湾曲する非球面領域を包含する少なくとも１つの面を有する。有利には、レンズのこれらの２つの面が対向して配置されている。殊に有利には、平坦な面がレンズの放射入射面を形成し、凸状に非球面状に湾曲した領域はレンズの放射出射面を形成する。
【００１３】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは２．０以上の屈折率を有する材料を含有する。有利にはレンズは、少なくとも８００〜９５０ｎｍの波長領域にある電磁放射に対してこの屈折率を有する。
【００１４】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは２．５以上の屈折率を有する材料を含有する。有利にはレンズは、少なくとも８００〜９５０ｎｍの波長領域にある電磁放射に対してこの屈折率を有する。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは３．０以上の屈折率を有する材料を含有する。有利には、レンズが３．０５〜３．２０の屈折率を有する材料を含有する。殊に有利には材料は、少なくとも８００〜９５０ｎｍの波長領域にある電磁放射に対してこの屈折率を有する。有利には材料が一定の屈折率を有する。すなわち屈折率は有利には場所に依存しない。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは平凸状のレンズであり、このレンズにおいて凸状に湾曲した領域の高さはレンズの厚さの最大で１／３である。レンズの厚さはレンズの凸状に湾曲した領域の頂点から反対側の平坦な面までの距離によって表されている。有利にはレンズの平坦に構成されている面は、平坦な面をレンズの凸状に湾曲した領域を有する面に接続する。
【００１７】
凸状に湾曲した領域の高さは有利には凸状に湾曲した領域の頂点において測定される。殊に有利には、凸状に湾曲した領域のこの頂点はレンズの光軸上にある。凸状に湾曲した領域の高さは、湾曲した領域の頂点から凸状に湾曲した領域および残りのレンズボディの断面までの距離である。
【００１８】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは平凸状のレンズであり、この平凸状のレンズでは凸状に湾曲した領域の高さはレンズの厚さの最大で１／４である。
【００１９】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは平凸状のレンズであり、この平凸状のレンズでは凸状に湾曲した領域の高さはレンズの厚さの最大で１／５である。
【００２０】
少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは平凸状の非球面レンズであり、この平凸状の非球面レンズは少なくとも３．０の屈折率を有する材料を含有し、またこの平凸状の非球面レンズでは凸状に湾曲した領域の高さはレンズの厚さの最大で１／５である。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態によれば、凸状に湾曲した領域の高さはレンズの厚さの最大で１／８である。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態によれば、凸状に湾曲した領域の高さは最大で６０μｍである。有利には、レンズの凸状に湾曲した領域の高さは３５〜６０μｍである。
【００２３】
レンズの少なくとも１つの実施形態によれば、レンズの厚さ、すなわち例えばレンズの平坦な放射入射面と凸状に湾曲した領域の頂点との距離は最大で５００μｍである。有利には、レンズの厚さは３００μｍ〜５００μｍである。殊に有利には、レンズの厚さは４２５μｍ〜４７５μｍである。
【００２４】
レンズの少なくとも１つの実施形態においてはレンズが半導体材料を含有する。有利には半導体材料は少なくとも３．０の屈折率を有する。殊に有利には半導体材料は、少なくとも８００〜９５０ｎｍの波長領域にある電磁放射に対してこの屈折率を有する。例えば、レンズボディが完全に半導体材料から構成されていることも考えられる。レンズ表面の少なくとも一部を例えば別の材料で被覆することもできる。
【００２５】
レンズの少なくとも１つの実施形態によれば、レンズはＧａＰベースの半導体材料またはＧａＰベースの別の半導体材料、例えばＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｌＰを含有する。例えば、レンズボディが完全にＧａＰまたはＧａＰベースの半導体材料から構成されていることも考えられる。
【００２６】
レンズの少なくとも１つの実施形態によれば、凸状に湾曲した領域の曲率半径Ｒは４００μｍであり、有利には少なくとも４５０μｍである。殊に有利には、レンズの凸状に湾曲した領域の曲率半径は４００〜５００μｍである。
【００２７】
レンズの少なくとも１つの実施形態によれば、レンズの開口数は少なくとも０．７である。有利にはレンズの開口数は少なくとも０．８、殊に有利には少なくとも０．８５である。レンズの開口数は有利には可能な限り大きく選定される。殊に有利には、レンズの開口数は、電磁放射をレンズに入射させる放射源の開口数以上である。
【００２８】
レンズの少なくとも１つの実施形態によれば、放射入射面または放射出射面は反射防止層を有する。有利には、放射入射面も放射出射面も反射防止層を有する。
【００２９】
例えば、反射防止層は層を有するコーティングである。層の厚さを例えば波長に適合させることができ、この波長で所定の放射源はレンズを通過する放射を形成する。有利には、層はＳｉＮxＯyを含有することができる。
【００３０】
さらに、反射防止層が相互に重なって配置されている複数の層を包含することも考えられる。例えば、第１の層はＴａＯを含有し、第２の層はＡｌＯを含有する、もしくはそれぞれの層がこれらの材料から構成されている。
【００３１】
本発明によりレーザ装置も提供される。
【００３２】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ装置は半導体チップを有し、この半導体チップは電磁放射の形成に適している。有利には、半導体チップには放射方向においてレンズが後置されており、このレンズは半導体チップから放射される放射の発散を低減することに適している。
【００３３】
レンズは半導体チップの後段において、半導体チップの放射出力結合面を通過して半導体チップから出射する、半導体チップの動作時に形成される電磁放射の少なくとも一部が、レンズの平坦な放射入射面を通過して入射するように配置されている。殊に有利には、レンズは上述の少なくとも１つの実施形態による平凸状のレンズである。
【００３４】
放射は有利には、レンズの放射入力結合面とは反対側の面上にある凸状に湾曲した領域を通過して出射する。レンズの通過後は、電磁放射は有利にはレンズへの入射前よりも僅かな発散を有する。
【００３５】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、半導体チップの放射出力結合面とレンズの放射入射面との間の距離は最大で８０μｍである。有利には距離は最大で７５μｍ、殊に有利には最大で５０μｍである。
【００３６】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、半導体チップは以下の構成部品のうちの１つである。発光ダイオードチップ、レーザバー、半導体レーザチップ。有利には、半導体チップは８００〜９５０ｎｍの波長領域のレーザ放射の形成に適している。殊に有利には、半導体チップは連続動作（ｃｗ動作）においてレーザ放射を形成する。半導体チップの電力消費量は少なくとも２０Ｗである。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態によれば、半導体チップとレンズは共通の支台上に取り付けられる。例えば、半導体チップとレンズは導体フレームに取り付けられる。
【００３８】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レンズは接着剤を用いて支台上に固定されている。例えば、接着剤は温度耐性のある接着剤でよい。接着剤は例えば導体フレームと、レンズの平坦な放射入射面に対して垂直に延在するレンズの平坦な面との間に配置される。
【００３９】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態においては、半導体チップが硬質はんだでの接合により導体フレームに固定されている。すなわち半導体チップは有利には硬質はんだを用いて導体フレームにはんだ付けされている。しかしながら、半導体チップが熱導体部材上に硬質はんだを用いてはんだ付けされており、また熱導体部材が例えば同様に硬質はんだでの接合により導体フレームにはんだ付けされている。
【００４０】
例えば、硬質はんだはＡｕＳｎを含有することができる。有利には硬質はんだは２８０℃またはそれ以上の融点を有する。
【００４１】
さらに本発明によりレーザ装置の製造方法が提供される。例えば、本方法により上述の実施形態のうちの１つによるレーザ装置を製造することができる。
【００４２】
有利には本方法において、レンズが吸引ピンセットを用いて半導体チップの放射路内に配置される。例えばレンズは最大で６００μｍの厚さを有する。
【００４３】
有利には、レンズが相互に対向している少なくとも２つの平坦な面を有し、これらの平坦な面はレンズの光軸に並行に延在し、且つレンズの平坦な放射入射面に垂直である。例えば、平坦な２つの面はレンズの放射入射面を、レンズの凸状に湾曲した放射出射面を包含するレンズの面と接続する。
【００４４】
有利には、２つの平坦な面の長さは光軸の方向において少なくとも３５０μｍ、殊に有利には少なくとも３９０μｍである。レンズは例えば、上述の少なくとも１つまたは両方の実施形態によるレンズでよい。
【００４５】
有利には吸引ピンセットがレンズの取り付けの際に２つの平坦な面の内の一方と接触し、その一方の面とは反対側の平坦な面を用いてレンズを支持体上に載置する。レンズの固定のために支持体とレンズとの間に結合媒体、例えば接着剤を配置することができる。
【００４６】
以下では本発明によるレンズならびに本発明によるレーザ装置を実施例およびそれらに対応する図面に基づき詳細に説明する。
【００４７】
実施例および図面において、同一の構成要素または同じ働きをもつ構成要素にはそれぞれ同じ参照番号が付されている。図示されている要素は縮尺通りに示されたものではなく、むしろより良い理解のために個々の要素は誇張して大きく示されている場合もある。
【００４８】
図１は、本発明によるレンズの実施例の概略的な断面図を示し、
図２は、本発明によるレーザ装置の第１の実施例の概略的な断面図を示し、
図３は、本発明によるレーザ装置の別の実施例の概略的な断面図を示す。
【００４９】
レンズ２０は例えば放射入射面２３を有する。放射入射面２３の反対側には凸状に湾曲した領域２１が配置されており、この湾曲した領域２１は高さｈを有する。凸状に湾曲した領域は、レンズの放射入射面２３とは反対側の面全体にわたって延在していてもよい。しかしながら図１に示されているように、凸状に湾曲した領域がこの面の一部分だけを占めるように構成することもできる。
【００５０】
凸状に湾曲した領域２１は非球面２２によって封止されており、この非球面２２はレンズの放射出射面を形成する。放射入射面２３と凸状に湾曲した非球面２２の頂点との間の距離を、レンズの厚さｌと称する。例えばこの場合、湾曲した面の頂点はレンズの光軸２５上に配置されている。
【００５１】
凸状に湾曲した領域２１を含むレンズ２０の面と放射入射面２３は、平坦な側面２４ａおよび２４ｂによって相互に接合されている。これらの側面のうちの一方、例えば側面２４ｂはレンズの取り付け面として使用され、この取り付け面を用いてレンズを例えば支持体に固定することができる。反対側の側面２４ａを、レンズ２０の取り付けの際に例えば吸引ピンセットのための吸引面として使用することができる。
【００５２】
レンズ２０は例えばＧａＰまたはＧａＰベースの半導体材料、例えばＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｌＰを含有する。このレンズは上記の材料のうちの１つを含有することができるし、もしくはこのレンズをそれらの材料のうちの１つから構成することもできる。例えばＧａＰは、約８００〜９５０ｎｍの波長領域の電磁放射に対し約３．１０〜３．１４の屈折率を有する。
【００５３】
例えば、放射入射面２３および非球面２２上には反射防止層を被着させることができる（図示せず）。反射防止層を例えば電磁放射の波長に適合させることができ、この波長の放射のためにレンズが設けられている。例として反射防止層を、例えばＳｉＮxＯyを含有することができる個別層として実施することができる。反射防止層を相前後して設けられる複数の層として構成することもできる。例として反射防止層は、ＴａＯを含有する層およびＡｌＯを含有する別の層を有することができる。有利には反射防止層はまだウェハ接合においてレンズの表面に例えば蒸着される。
【００５４】
レンズ２０の製造を、例えばウェハ接合におけるレンズ構造のエッチング、それに続く例えば鋸挽きによる個別化によって行うことができる。
【００５５】
非球面２２を形成するため、例えば最初にフォトレジスト層がレンズ基板上に形成される。続いてフォトレジスト層がレジストレンズに構造化される。フォトレジストレンズの構造を異方性エッチング法、例えば反応性イオンエッチングによって少なくとも部分的に、このフォトレジストレンズの下に位置するレンズ基板上に転写させることができる。
【００５６】
さらには、平行板反応室内での陽極接合プラズマエッチングのようなエッチング法、三極反応性イオンエッチング、誘導結合型プラズマエッチングあるいはこれらと類似の方法のようなエッチング法も適している。有利には、使用される製造方法において、フォトレジスト層およびレンズ基板に対しそれぞれ異なる選択性を有する複数のガス成分が使用される。ここで選択性とは、レンズ基板のエッチングレートとフォトレジストのエッチングレートとの比を表す。例えば選択性が１である場合、レジストレンズの形状は実質的に変化せずにレンズ基板上に転写される。これに対し選択性が１よりも大きい場合には、エッチングされた半導体レンズはフォトレジストレンズよりも高くなる。すなわちレジストレンズの出発形状と共にエッチング法の選択性は形成されるレンズ２０の形状を決定する。
【００５７】
レンズ２０の非球面２２の形状は、上述のように、次式で表される軸対称の曲線ｙにおける回転非球面によって表される：
【数２】
2008524661.tif 000004
【００５８】
曲率半径Ｒ、非球面係数ｃ、高次オーダの係数、レンズの厚さｌおよび凸状に湾曲した領域２１の高さｈなどのレンズパラメータの選定に応じて、所望のコリメーションおよび所望の開口数を有する平凸非球面レンズ２０を製造することができる。
【００５９】
レンズ２０の特性は例えばレーザ装置におけるレンズ２０への使用要求に適合されており、これは図２の第１の実施例に示されている。放射形成半導体チップ１の放射出力結合面１ａはレンズ２０の放射入射面２３からの動作距離ｄ内に存在する。レンズ２０は、半導体チップによって形成される電磁放射の発散を低減することに適している。このために、電磁放射１９は放射入射面２３に入射した際に既にレンズ２０の光軸２５に向かって屈折される。非球面２２を通過して放射が射出される際に、放射は光軸に向かってさらに屈折する。半導体チップの開口数は０．７５〜０．８５、有利には０．８である。
【００６０】
レーザ装置の１つの実施例によれば、レンズの厚さが約４５０μｍの場合、半導体チップとレンズとの間の動作距離は７５μｍに選定される。Ｒ＝−４５４μｍの曲率半径およびｃ＝−２．５３９の非球面係数を選定することにより、約０．８２の開口数を達成することができる。レンズ２０の湾曲領域の高さｈは５０μｍである。レンズパラメータの別の高次オーダは０である。
【００６１】
しかしながらレンズパラメータの高次オーダを考慮することもできる。ｄ＝７５μｍの同一の動作距離および４５０μｍの不変のレンズ厚さｌにおいては、一連のパラメータＲ＝−４６５μｍ，ｃ＝−１．７７２，ａ2＝０，ａ4＝−０．０２５およびａ6＝１０．１０６でもって、４９μｍの湾曲した領域２１の高さでの０．８２の開口数が達成される。すなわちこの実施例においては、レンズは若干平坦になる。外側に向かうに連れ、すなわち光軸から離れる方向において、レンズは第１の実施例の場合に比べてより直線的になる。さらにレンズはより僅かな球面収差を特徴とする。
【００６２】
レーザ装置の別の実施例においては、レンズの厚さが４５０μｍである場合、動作距離はｄ＝５０μｍに調節される。Ｒ＝−４０３μｍおよびｃ＝−２．０８４に選定した場合には、０．８９の開口数を達成することができ、この場合凸状に湾曲した領域２１の高さｈは５６μｍである。
【００６３】
高次オーダを考慮すると、ｌ＝４５０μｍの同一のレンズ厚さならびにｄ＝５０μｍの同一の動作距離では、０．８９の開口数において５５μｍの高さｈを達成することができ、この場合Ｒ＝−４１３μｍ，ｃ＝−１．３７２，ａ2＝０，ａ4＝−０．０２５およびａ6＝２５．８０３が選定される。さらにレンズはより僅かな球面収差を特徴とする。
【００６４】
製造に起因するエラーは全ての実施例においてレンズの厚さに関しては最大で２％であり、レンズの形状（Ｒ，ｃ，別の形状パラメータ）に関しては最大で５％〜１０％である。
【００６５】
図３はレーザ装置の別の実施例を示す。
【００６６】
レーザ装置は半導体チップ１を有し、この半導体チップ１はレーザダイオードチップまたはレーザバーでよい。半導体チップは有利には少なくとも１つのＩＩＩ−Ｖ族半導体材料を含有する。この材料にはＩｎＧａyＡｌ1-x-yＰ，ＩｎxＧａyＡｌ1-x-yＮまたはＩｎxＧａyＡｌ1-x-yＡｓを含み、ここでそれぞれ０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１且つｘ＋ｙ≦１である。例えば、半導体チップ１は連続動作においてレーザ放射を形成することに適している。形成されるレーザ放射の波長は例えば８００〜９５０ｎｍでよい。例えば半導体チップは放射形成時に少なくとも２０Ｗの電力消費量を有する。
【００６７】
半導体チップ１は基板２上に配置されている半導体層列３を包含し、この半導体層列３は放射形成活性領域４を有する。このために活性領域４は例えばｐｎ接合、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）、また殊に有利には多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有することができる。
【００６８】
本明細書において量子井戸構造の概念には、キャリアが閉じこめ（Confinement）によってそのエネルギ状態が量子化されるあらゆる構造を含む。殊に、量子井戸構造の概念には量子化の次元数に関する規定は含まれない。したがって量子化には殊に量子箱、量子細線、量子点およびこれらの構造の各組み合わせを含む。
【００６９】
図３のレーザ装置の実施例において半導体チップ１は熱導体部材６上に固定されており、この熱導体部材６は例えばＣｕＷを含有することができる。例えば、半導体チップはアップサイドダウン実装技術（Upside-Down-Montagetechnik）を用いて熱導体部材に固定されている。熱導体部材６は動作時に半導体チップ１内に生じる熱を導体フレーム８に伝導させる。有利には、熱導体部材６の熱膨張係数は半導体チップ１の熱膨張係数に適合されている。
【００７０】
半導体チップ１を例えばはんだ５を用いて熱導体部材６に固定することができる。熱導体部材６をはんだ７を用いて導体フレーム８に固定することができる。有利にははんだ５，７は例えばＡｕＳｎのような硬質はんだである。導体フレーム８は例えばＣｕのような熱伝性の材料を含有することができる。付加的に導体フレーム８の裏面、すなわち半導体チップ１側とは反対側の面に、例えば冷却フィンまたは冷却チャネルのような別の冷却構造１４を配置することができる。
【００７１】
導体フレーム８にはケーシング部９が成形されており、このケーシング部９はＰＥＥＫまたは熱耐性のあるＬＣＰ（液晶ポリマー）のようなプラスチックを含有する。有利には、ケーシング部９の成形は導体フレーム８への半導体チップの固定の前に行われる。ケーシング部９は有利には少なくとも部分的に導体フレーム８を包囲する。例えばケーシング部９を射出成形法、トランスファ成形法または押出成形法により製造することができる。
【００７２】
ケーシング部９にはケーシングカバー１２を取り付けることができる。有利にはケーシングカバー１２はケーシング部９と同一の材料を含有し、また半導体チップ１およびレンズ２０の取り付け後に導体フレーム８に固定される。
【００７３】
レンズ２０を導体フレーム８に接着することができ、この場合接着剤は平坦な面２４ｂと導体フレーム８との間に配置されている。例えばレンズ２０は、平坦な面２４ａに接触される吸引ピンセットを用いて導体フレーム８上に置かれて位置が決定される。すなわちレンズ２０は半導体チップ１に相対的に位置調整されて固定される。固定のために温度耐性のあるＵＶ硬化性の接着剤を使用することができる。半導体チップ１によって形成される電磁放射１９は先ずレンズ２０を通過し、このレンズ２０から少なくとも部分的に放射透過性である窓層１５を通過してレーザ装置から出射される。
【００７４】
有利には、レーザ装置の外寸は高さ２ｍｍ〜４ｍｍ、有利には３ｍｍ、幅８ｍｍ〜１２ｍｍ、有利には１０ｍｍ、奥行８ｍｍ〜１２ｍｍ、有利には１０ｍｍである。さらに有利には、レーザ装置は電気的な接続のために１０×１０ピンを有する。
【００７５】
本発明は実施例に基づいた説明に制限されるものではない。むしろ本発明はあらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしても該当する。
【００７６】
本明細書は、ドイツ連邦共和国特許明細書第102004061576.4-11号および102005006052.8-51号の優先権を主張するものであり、それらの開示内容は参照により本願に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明によるレンズの実施例の概略的な断面図。
【図２】本発明によるレーザ装置の第１の実施例の概略的な断面図。
【図３】本発明によるレーザ装置の別の実施例の概略的な断面図。
【図１】
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【図２】
2008524661.tif 000006
【図３】
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【国際調査報告】
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