(57)【要約】  レーザ部品（１００）のためのハウジングカバー（２００）を製造する方法であって、酸化アルミを含む少なくとも部分的に放射透過性の窓（２０１）を設けることと、前記窓（２０１）のための銅担体（２０２）を設けることと、前記銅担体上の酸化物領域（２０３）内に酸化銅（２０４）を形成することと、前記酸化物領域（２０３）に前記窓（２０１）を配置することと、前記酸化物領域（２０３）内の前記窓（２０１）と前記酸化銅（２０４）との間に共晶接合（２０５）を形成することと、それによって、前記窓（２０１）を前記銅担体（２０２）に固定することと、を含む、方法。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ部品（１００）のためのハウジングカバー（２００）を製造する方法であって、
酸化アルミを含む少なくとも部分的に放射透過性の窓（２０１）を設けることと、
前記窓（２０１）のための銅担体（２０２）を設けることと、
前記銅担体上の酸化物領域（２０３）内に酸化銅（２０４）を形成することと、
前記酸化物領域（２０３）に前記窓（２０１）を配置することと、
前記酸化物領域（２０３）内の前記窓（２０１）と前記酸化銅（２０４）との間に共晶接合（２０５）を形成することと、
それによって、前記窓（２０１）を前記銅担体（２０２）に固定することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記窓（２０１）は、サファイヤ窓（２０６）を有し、前記方法は、
前記サファイヤ窓（２０６）と前記酸化銅（２０４）が共通接触面（２０７）を有するように、前記サファイヤ窓（２０６）を直接的に前記酸化物領域（２０３）上に配置することと、
前記サファイヤ窓（２０６）と前記酸化銅（２０４）との間に直接的に前記共晶接合（２０５）を形成することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記銅担体（２０２）の表面（２０８）上に平坦な前記酸化銅（２０４）を形成すること、
前記サファイヤ窓（２０６）と前記銅担体（２０２）の前記表面（２０８）との間の前記接触面（２０７）の全体上に前記共晶接合（２０５）を形成することと、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記サファイヤ窓（２０６）の表面（２１１）上に被膜を形成することと、
前記被膜の外側の前記サファイヤ窓（２０６）の前記表面（２１１）上に前記共晶接合（２０５）を形成することと、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記窓（２０１）の所定の領域（２１３）に酸化アルミ層（２１２）を適用することであって、前記領域（２１３）を前記酸化物領域（２０３）に対応させる、適用することと、
前記酸化アルミ層（２１２）と前記酸化銅（２０４）との間に前記共晶接合（２０５）を形成することと、
を含む、請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記窓が前記所定の領域（２１３）の外部に酸化アルミを含まないよう、前記酸化アルミ層（２１２）を前記窓の前記所定の領域（２１３）に適用することと、
前記窓（２０１）及び前記銅担体（２０２）が、前記所定の領域（２１３）の外部で互いに距離（２１５）を有するように、前記窓（２０１）を前記銅担体（２０２）に固定することと、
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記酸化銅（２０４）を前記銅担体（２０２）の前記表面（２０８）上に平坦に形成することと、
前記窓（２０１）の表面（２１１）の全体にわたって酸化アルミ層（２１２）を適用することと、
前記銅担体（２０２）の前記表面（２０８）の前記窓（２０１）間に接触面（２０７）の全体上に前記共晶接合（２０６）を形成することと、
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
気相蒸着の手段によって酸化アルミ層（２１２）を適用すること、
を含む、請求項５乃至７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
レーザ部品（１００）の製造方法であって、
請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法により製造されたハウジングカバー（２００）を設けることと、
ハウジング本体（１０１）を設けることと、
前記ハウジング本体（１０１）に半導体レーザダイオード（１０５）を配置することと、
前記ハウジングカバー（２００）と共に前記ハウジング本体（１０１）を前記レーザ部品（１００）のビーム出力側（１０６）上に封止することと、
を含む、方法。
【請求項１０】
レーザ部品（１００）のためのハウジングカバーであって、
酸化アルミを含む少なくとも部分的に放射透過性の窓（２０１）と、
酸化物領域（２０３）に酸化銅（２０４）を含む銅担体（２０２）と、
前記窓（２０１）と酸化物領域（２０３）にある前記酸化銅（２０４）との間に前記窓（２０１）を前記銅担体（２０２）に固定する、共晶接合（２０５）と、
を含む、ハウジングカバー。
【請求項１１】
前記窓（２０１）は、サファイヤ窓（２０６）を有し、
前記共晶接合（２０５）は、前記サファイヤ窓（２０６）と前記酸化銅（２０４）との間に直接的に存在する、
請求項１０に記載のハウジングカバー。
【請求項１２】
前記サファイヤ窓（２０６）は、前記銅担体（２０２）に対向する表面（２１１）上に被覆を有し、
前記共晶接合（２０５）は、前記被覆の外部に形成される、
請求項１１に記載のハウジングカバー。
【請求項１３】
前記窓（２０１）は、前記窓（２０１）の所定の領域（２１３）に酸化アルミ層（２１２）を有し、前記領域（２１３）は、前記酸化物領域（２０３）に対応し、
前記共晶接合（２０５）は、前記酸化アルミ層（２１２）と前記酸化銅（２０４）との間にある、
請求項１０乃至１３のいずれか１項記載のハウジングカバー。
【請求項１４】
前記共晶接合（２０５）の外側の前記窓（２０１）が、前記銅担体（２０２）からの距離（２１５）を有する、請求項１０乃至１３のいずれか１項記載のハウジングカバー。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のいずれか１項記載のハウジングカバー（２００）と、
ハウジング本体（１０１）と、
前記ハウジング本体（１０１）に配置された半導体レーザダイオード（１０５）であって、前記ハウジング本体（１０１）は、前記レーザ部品（１００）のビーム出力側（１０６）において前記ハウジングカバー（２００）で封止されている、半導体レーザダイオード（１０５）と、
を含む、請求項１０乃至１４のいずれか１項記載のレーザ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、ドイツ特許出願第１０  ２０１８  １０１  １９８．９号の優先権を主張し、その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、レーザ部品、特に気密封止されたハウジングのためのハウジングカバーを製造する方法に関する。さらに、本出願は、そのようなハウジングカバーを有するレーザ部品を製造する方法に関する。本出願は、また、特に記載された製造方法によって製造される、レーザ部品のためのハウジングカバーにも関する。本出願は、また、そのようなハウジングカバーを有するレーザ部品に関する。
【０００３】
レーザ部品のためのハウジングカバーを製造する方法は、少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも部分的に放射透過性の窓を設けることを含む。窓は、酸化アルミを含む。使用可能な状態では、レーザ部品のレーザ光源によって発せられる放射が窓を通してレーザ部品から出ることができる。窓は、レーザ光源によって生成される放射に対して特に透明である。窓は、例えば、ガラス窓である。他の実施形態によれば、窓は、別の素材、例えばプラスチックで作られる。さらに例となる実施形態によれば、窓は、サファイヤから作られる。異なる材料の混合物も可能であり、例えば、互いの上に積み重ねられる。窓の少なくとも１つの成分は、酸化アルミ、とりわけＡｌ２Ｏ３を含む。少なくとも１つの実施形態によれば、窓は、酸化アルミからなる。他の実施形態によれば、窓は、酸化アルミ及びさらに他の材料を含む。
【０００４】
少なくとも１つの実施形態によれば、窓のための銅担体が設けられる。銅担体は、窓を保持し固定するように設計される。また、銅担体は、例えば、銅又は別の金属で作られたハウジング本体に接続されるように設計される。銅担体は、動作中のレーザ光源から放射される銅担体を通して放射を伝送するように設計されている。例えば、凹部は、他の平坦な銅担体に形成される。銅担体は、主に銅からなるか、又は銅及び他の材料を含む。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化銅は、銅担体上の酸化物領域に形成される。特に、酸化銅は、窓が後に配置される銅担体の表面上に形成される。例えば、酸化銅は、銅担体を気体中で熱することによって生成される。例えば、銅担体の表面全体は、酸化銅で被覆されない。酸化物領域として指定される表面の一部のみが、酸化銅で被覆される。酸化物領域は、とりわけ、銅担体と窓との間に接続が形成されることを意図している。
【０００６】
少なくとも１つの実施形態によれば、窓は、酸化物領域に配置される。例えば、窓は、窓が酸化物領域と接するように銅担体上に配置される。
【０００７】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化物領域内の窓と酸化銅との間に共晶接合が形成される。共晶である酸化銅は、純銅や酸化アルミよりも融点が低い。例えば、酸化銅を有する銅担体は、酸化銅の融点を超えて加熱される。銅担体及び酸化銅は、酸化銅のみが液状になり、銅担体の酸化アルミ及び純銅が固形のままである程度にのみ加熱される。例えば、酸化銅を有する銅担体は、１０００℃を超え、とりわけ１０６０℃を超え、１０８０℃未満に加熱される。
【０００８】
液状酸化銅は、酸化アルミを濡らし、例えば、銅アルミ、殊にＣｕＡｌ２Ｏ４又はＣｕＡｌＯ２を形成する。冷却した後、銅アルミニウムは結晶化し、銅担体の銅及び酸化アルミのアルミニウムの両方に良好な結合を形成する。これにより、窓が、銅担体に固定される。共晶接合は特に、気密封止された接続であり、窓を銅担体に固定する。この文脈において気密封止されていることは、特に、ほこりや液体などの汚れ、及び／又は気体が窓と銅担体との間の接続に無視できる割合でしか進入できないか、又は全く進入できないことを意味する。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ部品用ハウジングカバーを製造する方法は、酸化アルミを含む少なくとも部分的に放射透過性の窓を設けることを含む。窓のための銅担体が、設けられる。酸化銅は、銅担体上の酸化物領域に形成される。窓は、酸化物領域内に配置される。共晶接合は、酸化物領域内の窓と酸化銅との間に形成される。これにより、窓が銅担体に固定される。
【００１０】
特に、レーザチップとも呼ばれる１つ以上の半導体レーザダイオードが、レーザ光源として使用される場合、それらは、気密封止されたハウジングに配置されるべきである。そうでなければ、例えば、レーザ面の炭素汚染は、レーザチップの早期の故障をもたらす可能性がある。レーザ放射がハウジングから出ることができるように、窓が設けられる。窓はハウジングカバーの一部であり、半導体チップをハウジングに取り付けた後に、ハウジングを密閉するために使用される。
【００１１】
特に大きなハウジングカバーでは、溶着、はんだ付け、又は他の従来の接続方法の手段によって、窓を担体に接続すると、接続が十分に長い寿命にわたって十分に気密ではないため、故障につながる。例えば、窓と担体の異なる膨張は、動作中、気温変化によって発生する。従来、これらは、窓と担体との間の接続を破壊させる可能性があった。例えば、窓は、従来、貴金属で被覆され、次いで、金属担体にはんだ付けされる。はんだ付け結合部の凝集及び／又は接着における欠陥（ひび）は、漏れやすい接続につながる可能性がある。特に、ハウジングの寸法が比較的大きいと、熱膨張係数の違いにより動作中に高い機械的応力が発生する可能性がある。これは、部品の故障につながる可能性がある。
【００１２】
ここに記載される方法ははんだ付けの代わりに、いわゆる直接接合銅接続（例えば、直接接続銅）が窓と担体とを互いに接続するために使用されるという考えを利用する。結合工程は、酸化アルミと酸化銅との間の共晶接合に基づく。窓がサファイヤ窓である実施形態では、窓上の追加の被覆は必要とされない。共晶接合は、サファイヤと酸化銅との間に直接的に形成することができる。窓がガラスである例となる実施形態には、ガラスを覆う酸化アルミが不可欠である。
【００１３】
したがって、貴金属よりも安価な材料を使用することができる。窓と銅担体との間の安定した、耐久性のある、且つ緊密な接続、特に強力な接着及び凝集を実現することができる。特に、はんだ付け及び／又は溶着に必要な準備工程を省略することが可能である。また、窓と銅担体との大きな面積での接続を実現することができる。
【００１４】
少なくとも１つの実施形態によれば、窓はサファイヤ窓を有する。例えば、窓はサファイヤ窓からなる。サファイヤ窓は、サファイヤ窓及び酸化銅が共通接触面を有するように、酸化物領域上に直接的に配置される。共晶接合は、サファイヤ窓と酸化銅の間に直接的に形成される。したがって、窓と酸化銅との間に共晶接合を形成するために、他の被覆工程などは不要である。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化銅は、銅担体の一方の表面上に平坦に形成される。共晶接合は、サファイヤ窓と銅担体の表面との間の接触面全体上に形成される。これにより、窓と銅担体との大きな面積の接続を実現することができる。サファイヤ窓と酸化銅を有する銅担体との接点領域全体は、窓を銅担体に固定するために使用される。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態によれば、被覆は、サファイヤ窓の一方の表面上に形成される。共晶接合は、被覆の外側のサファイヤ窓の表面に形成される。代替的に又は追加的に、被覆は、銅担体上に形成され、酸化物領域は、被覆の外部にある。したがって、被覆の手段によって、共晶接合が形成されない領域を画定することができる。被覆は、サファイヤ窓と、例えば酸化銅との間にあり、その結果、酸化銅とサファイヤとは、この領域では通常の結合を形成することができない。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化アルミ層が、窓の所定の領域に適用される。領域は、特に酸化物領域に対応する。共晶接合は、酸化アルミ層と酸化銅との間に形成される。これにより、特に、それ自身セラミックスではなく、特に酸化アルミを含有しない窓を使用することができる。例えば、ガラス窓は、酸化アルミ層で被覆される。窓は、領域内の酸化アルミ層で被覆され、その結果、酸化アルミ層はその後、酸化銅が形成されるプラスチック支持体上に配置される。
【００１８】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化アルミ層は、窓が指定された領域外の酸化アルミから解放されたままであるように、窓の指定された領域に適用される。窓は、窓と銅担体とが指定された領域外で互いに距離をおくように銅担体に固定される。これにより、窓をある領域で銅担体に固定することができる。銅担体と固定部外の窓との間の距離は、例えば、窓と銅担体との間の僅かな動きを可能にする。
【００１９】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化銅は、銅担体の表面上に平坦に形成される。酸化アルミ層は、窓の表面全体に適用される。共晶接合は、窓と銅担体の表面との間の接触面全体上に形成される。これにより、窓と銅担体との間で、できるだけ大きな接続領域が確保される。したがって、窓と銅担体との間の接続は安定である。
【００２０】
少なくとも１つの実施形態によれば、酸化アルミ層は、蒸着の手段によって窓に適用される。例えば、化学蒸着及び／又は物理蒸着が使用される。酸化アルミを窓に適用する他の方法も考えられる。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ部品を製造する方法は、少なくとも１つの実施形態に従って特に本明細書に記載される方法の手段によって製造されるハウジングカバーを設けることを含む。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態によれば、ハウジング本体が設けられる。このハウジング本体は、特に、レーザ光源を支持し、レーザ光源と環境との間に電気的接続を提供するように設計されている。
【００２３】
少なくとも１つの実施例によれば、半導体レーザダイオードが、ハウジング本体内に配置される。半導体レーザダイオードは、特に１つ以上の半導体レーザチップを含む。
【００２４】
少なくとも１つの実施例によれば、ハウジング本体は、レーザ部品のビーム出力側を覆うハウジングカバーで密閉される。ハウジング本体は、半導体レーザダイオードの放射が動作中に放射されるビーム出力側を覆うハウジングカバーによって密閉される。例えば、ハウジングカバー及びハウジング本体は、一緒にはんだ付け及び／又は溶着される。他の結合方法も考えられる。特に、ハウジングカバーは、動作中の半導体レーザダイオードによって放射される放射に対して、できるだけ透明である。これにより、半導体レーザダイオードが放出するレーザ放射のハウジング内部への放出を可能にするレーザ部品の気密封止ハウジングを実現することができる。
【００２５】
少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ部品のためのハウジングカバーは、少なくとも部分的に放射透過性の窓を含む。放射透過性窓は、酸化アルミを含む。放射透過性窓は、動作中のレーザ部品のレーザ光源によって放射される放射に対して特に透明である。放射透過性窓は、特に酸化アルミから作られる、又は酸化アルミ及び他の材料を含む。
【００２６】
少なくとも１つの実施形態によれば、ハウジングカバーは、酸化物領域中に酸化銅を含む銅担体を含む。銅担体は、窓を支持し保持する役割を果たす。酸化銅は、銅担体の表面上に少なくとも部分的に形成される。
【００２７】
ハウジングカバーは、窓と酸化物領域内の酸化銅との間の共晶接合を含む。共晶接合は、窓を銅担体に固定する。
【００２８】
少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ部品のためのハウジングカバーは、酸化アルミを含む少なくとも部分的に放射透過性の窓を含む。ハウジングカバーは、酸化物領域中に酸化銅を含む銅担体を含む。ハウジングカバーは、窓を銅担体に固定する共晶接合を含む。共晶接合は、窓と酸化物領域内の酸化銅との間に形成される。
【００２９】
窓を銅担体に固定する共晶接合は、費用対効果が高く、同時に窓の銅担体への接続を十分に安定且つ気密に密閉することを可能にする。これにより、レーザ部品用の低コストで安定且つ十分に気密封止されたハウジングカバーが実現される。
【００３０】
ハウジングカバーは特に、本明細書に記載の方法によって製造される。
【００３１】
本方法の特徴、利点及びさらなる進歩は、本ハウジングカバーにも適用され、その逆も同様である。
【００３２】
少なくとも１つの実施形態によれば、窓は、サファイヤ窓を含む。共晶接合は、サファイヤ窓と酸化銅の間に直接的に形成される。サファイヤ窓は、酸化アルミからなるか、又は少なくとも酸化アルミを含んでおり、銅担体に直接的に接続されている。特に、窓と銅担体との間の中間層を省略することができる。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態によれば、サファイヤ窓は、銅担体に面する表面上の被覆を含む。他の例となる実施形態によれば、被覆は、サファイヤ窓に面する銅担体の表面上に形成される。共晶接合は、被覆の外部に形成される。被覆は、サファイヤ窓と銅担体との間に剛性接続が形成されない領域を可能にする。
【００３４】
少なくとも１つの実施形態によれば、窓は、所定の領域中に酸化アルミ層を含む。領域は、酸化物領域に対応する。共晶接合は、酸化アルミ層と酸化銅との間に形成される。これにより、特に、それ自身は酸化アルミを有していない窓を使用することができる。例えば、窓は、ガラスから形成される。窓は、銅担体に接続される領域に酸化アルミ層を備える。これに対応して、担体は、酸化物領域内に酸化銅を備える。酸化物領域と対応する領域は、酸化アルミ層と酸化銅とが接し、共晶接合が形成されるように対応している。
【００３５】
少なくとも１つの実施例によれば、共晶接合の外側の窓は、銅担体から離間しており、銅担体からの距離を有する。銅担体及び窓は、互いに領域的に堅く接続され、領域的に離間され、したがって互いに堅く接続されない。
【００３６】
少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ部品は、少なくとも１つの実施形態によるハウジングカバーを含む。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ部品は、ハウジング本体を有する。ハウジング本体は特に、金属、例えば、銅から作られる。
【００３８】
本レーザ部品は、一実施形態による半導体レーザダイオードを有する。半導体レーザダイオードは、特に１つ以上の半導体レーザチップを含む。
【００３９】
少なくとも１つの実施例によれば、レーザダイオードは、ハウジング本体内に配置される。ハウジング本体は、レーザ部品の一方のビーム出力側のハウジングカバーで密閉されている。これにより、ハウジング本体とハウジングカバーによって気密封止されたハウジングが形成され、その中で半導体レーザダイオードは、汚れやガスのような有害な状態から保護される。特に、ハウジング内に所定の大気が形成される。
【００４０】
さらなる利点、特徴、及びさらなる発展は、以下の実施例において与えられ、これらは図と関連して説明される。
【００４１】
同一、類似、又は同様に作用する要素には、図において同一の参照符号を付されてもよい。特に、図中に表される要素の図及び比率は、正確な縮尺であると見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】例となる実施形態によるレーザ部品の概略図
【図２】例となる実施形態によるレーザ部品の概略分解図
【図３】例となる実施形態によるハウジングカバーの断面図の概略図
【図４】図３のハウジングカバーの図の概略図
【図５】例となる実施形態によるハウジングカバーの断面図の概略図
【図６】図５のハウジングカバーの図の概略図
【図７Ａ】例となる実施形態によるハウジングカバーの製造工程の概略図
【図７Ｂ】例となる実施形態によるハウジングカバーの製造工程の概略図
【図７Ｃ】例となる実施形態によるハウジングカバーの製造工程の概略図
【図７Ｄ】例となる実施形態によるハウジングカバーの製造工程の概略図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、レーザ部品１００の概略図を示す。レーザ部品１００は、ハウジング本体１０１及びハウジングカバー２００を備える。ハウジング本体１０１とハウジングカバー２００は一緒になって、ハウジング本体１０１の内側に位置する半導体レーザダイオード１０５（図２）用のハウジングを形成する。
【００４４】
ハウジング本体１０１は、１つ以上のフィードスルー１０２を有する。接続ピン１０３は、それぞれのフィードスルーに配置される。接続ピン１０３は、ハウジングの外部から半導体レーザダイオード１０５と電気接点を作るために使用される。接続ピン１０３を有するフィードスルー１０２は、特に密閉されている。
【００４５】
ハウジング本体１０１は、動作中の半導体レーザダイオード１０５によって放射される放射の主放射方向に沿って延びるハウジング壁１０４を備える。例えば、ハウジング壁１０４は、半導体レーザダイオード１０５が配置されている内部空間を囲んでいる。例えば、半導体レーザダイオード１０５は、ハウジング本体１０１の底部に配置される。底部に対向するハウジング壁１０４の側面では、ハウジングカバー２００が、ハウジング壁１０４上に載置される。例えば、この接触領域では、ハウジング壁１０４とハウジングカバー２００とが互いに接続され、特に気密封止され、気密封止された内部空間が形成されるようになっている。例えば、ハウジングカバー２００は、十分に安定且つ緊密な接続が確保されるように、ハウジング本体１０１に溶着、はんだ付け、又は他の方法で接続される。特に、ハウジング本体１０１は、金属、例えば、銅からなる。ハウジング本体１０１は、ハウジングカバー２００との良好な接続を可能にする物質で作られている。
【００４６】
ハウジングカバー２００は、ビーム出力側１０６上でハウジング本体１０１に取り付けられる。特に、ハウジングカバー２００は、ハウジング本体１０１の底部表面に平行に配向される。半導体レーザダイオード１０５によって放射方向１０７に放射されたレーザ放射は、ハウジングカバー２００を通ってレーザ部品１００から出ることができる。このために、ハウジングカバー２００は、半導体レーザダイオード１０５によって放射されるレーザ放射に対して透明であるか、又は少なくとも部分的に透明である。
【００４７】
レーザ部品１００の分解図を概略的に示す図２に特に見られるように、ハウジングカバー２００は、窓２０１及び銅担体２０２を含む。ハウジング本体１０１の内部には、半導体レーザダイオード１０５が配置されており、これは特に、複数の半導体レーザチップを備えている。半導体レーザチップは、接続ピン１０３（明示的には図示せず）に電気的に接続されている。
【００４８】
カバー２００、特に銅担体２０２は、ハウジング壁１０４上に配置され、接触面に沿って、例えば溶着工程の手段によって、機械的に安定し、好ましくは気密封止された方法で、ハウジング本体１０１に接続される。溶着工程は、例えば、電気溶着であることができる。このように、半導体レーザダイオード１０５が配置されたハウジング本体１０１とハウジングカバー２００との間の内部空間は、例えば乾燥空気などの所望の気体で満たすことができる。ハウジングカバー２００によるハウジング本体１０１の気密封止により、半導体レーザダイオード１０５は、ハウジングの外部からの有害な影響から特に保護される。したがって、半導体レーザダイオード１０５の加速された経年変化及び／又は破壊を低減又は防止することができる。
【００４９】
半導体レーザダイオード１０５の放射が銅担体２０２を貫通できるように、銅担体２０２は１つ以上の凹部２０９を有する。図２に示すように、凹部は円形にすることができる。凹部２０９用の他の形状も可能である。また、凹部２０９の数だけでなく位置を、半導体チップの数だけでなく半導体レーザダイオード１０５の種類及び位置に適応させることもできる。
【００５０】
銅担体２０２は、その主延長部において、表面に沿って延在する。凹部２０９はこの表面上に配置されており、この表面は、特にハウジング本体１０１の底部に平行に整列されている。銅担体２０２の縁部領域では、ハウジング壁１０４に接続できるように設計されている。
【００５１】
窓２０１は、ハウジング本体１０１とは反対を向いている銅担体２０２の側面に配置されている。窓２０１は、動作中の半導体レーザダイオード１０５によって放射される波長の放射に対して透過性である。
【００５２】
窓２０１及び銅担体２０２は、以下により詳細に説明されるように、一緒に気密封止される。
【００５３】
図３は、例となる実施形態によるハウジングカバー２００の概略図を示す。
【００５４】
銅担体２０２は、凹部２０９を含む。凹部の側面において、酸化銅２０４は、窓２０１に面する銅担体２０２の表面２０８上の酸化物領域２０３に形成される。酸化物領域２０３は、特に図４に示す上面図から分かるように、凹部２０９の領域の周囲で特に閉じている。したがって、窓２０１と銅担体２０２との間の外方に気密封止された接続が達成される。
【００５５】
例えば、酸化物領域２０３中の酸化銅は、銅担体２０２を酸素を含む雰囲気中で加熱することにより形成される。酸化銅２０４が形成されない銅担体２０２の領域は、例えば、酸化物領域２０３内に酸化銅２０４を形成する間、被覆（明確には示されていない）で覆われる。
【００５６】
図３に示す例となる実施形態では、窓２０１はガラス窓である。窓２０１は、銅担体２０２に面する表面２１１上に酸化アルミ層２１２を備える。酸化アルミ層２１２は、特に領域２１３において、窓２０１に適用される。領域２１３の外の他の領域２１４は、特に酸化アルミ層２１２を含まない。特に、領域２１３の窓２０１は、その位置が酸化物領域２０３及び酸化銅２０４の位置に対応する酸化アルミで被覆される。他の領域２１４は、凹部２０９が形成される銅担体２０２の領域に対応する。この領域において、半導体レーザダイオード１０５の放射は、動作中にハウジングカバー２００を通過する。
【００５７】
窓２０１を酸化アルミ２１２で被覆することにより、少なくともいくつかの領域において、窓２０１と銅担体２０２との間に共晶接合２０５を形成することができる。酸化アルミ層２１２は、酸化銅２０４と共に共晶接合２０５を形成し、これは、窓２０１と銅担体２０２との間に十分に安定し、気密封止された接続を提供する。共晶接合２０５を形成するために、酸化アルミ層２１２を有する窓２０１は、酸化アルミ層２１２と酸化銅２０４との間に共通接触面２１６が形成されるように、酸化銅２０４上に配置される。酸化アルミ２１２と酸化銅２０４とは、例えば、加熱後、冷却後に相互に接触して共晶接合２０５を形成する。
【００５８】
例えば、他の領域２１４において、窓２０１、特に窓２０１の表面２１１、及び銅担体２０２、特に銅担体２０２の表面２０８は、窓２０１の表面２１１と銅担体２０２の表面２０８との間に距離２１５が形成されるように、互いに離間される。共晶接合２０５は、領域２１３及び酸化物領域２０３に形成されている。他の領域２１４では、銅担体２０２と窓２０１との間に直接機械的結合部は形成されない。
【００５９】
図５は、別の例となる実施形態によるハウジングカバー２００の断面図を示す。図５の例となる実施形態は、本質的に図３及び４の例となる実施形態に相当する。図３及び図４の例となる実施形態とは対照的に、図５の例となる実施形態の窓２０１は、サファイヤ窓２０６である。窓２０１は、少なくとも銅担体２０２に面する表面２１１上のサファイヤである。また、窓２０１の全体をサファイヤで構成し、サファイヤ窓２０６を形成してもよい。共晶接合２０５の手段によって、追加の被覆なしに、とりわけ追加の酸化アルミ層２１２なしに、サファイヤ窓は銅担体２０２に直接的に接続することができる。
【００６０】
酸化銅２０４は、酸化物領域２０３内の銅担体２０２の表面２０８上に形成される。特に、酸化銅２０４は、接触面２０７の全体に存在するように表面２０８上に形成される。接触面２０７は、サファイヤ窓２０６が銅担体２０２に接触する領域である。図５のハウジングカバー２００の上面図を示す図６にも見られるように、酸化物領域２０３は、サファイヤ窓２０６と銅担体２０２との間の接触面２０７の全体上に形成される。したがって、平坦な共晶接合２０５が、サファイヤ窓２０６と銅担体２０２の表面２０８との間に形成される。サファイヤ窓２０６自身が酸化アルミを有するか又は酸化アルミで作られたセラミックであるので、酸化銅２０４とサファイヤ窓２０６との間の共晶接合２０５は、直接的に行うことができる。図７は、製造中の様々な工程における例となる実施形態によるハウジングカバー２００を示す。
【００６１】
窓２０１は、図Ａに示すように設けられている。図示の例となる実施形態では、窓２０１が領域２１３において酸化アルミ層２１２で被覆されたガラス窓である。領域２１３の外の他の領域２１４には、酸化アルミ層２１２がない。
【００６２】
他の例となる実施形態によれば、窓２０１の表面２１１の全体は、酸化アルミ層２１２で被覆される。
【００６３】
図７Ｂは、銅担体２０２の提供を示す。銅担体２０２は、中央領域に凹部２０９を備える。中央領域の外側には、酸化銅２０４が形成される酸化物領域２０３が設けられている。
【００６４】
図７Ｃに示すように、窓２０１は、銅担体２０２上に置かれる。窓２０１は、酸化アルミ層２１２が酸化銅２０４に接触するように銅担体２０２上に配置される。
【００６５】
窓２０１がサファイヤ窓２０６である他の例となる実施形態によれば、酸化アルミ層２１２の適用は省略される。その結果、図７Ｃにおいて、窓２０１は、凹部２０９を除いて、銅担体２０２の表面２０８の全体にわたって配置される。このようにして、サファイヤ窓２０６と銅担体２０２との間の共通接触面２０７は、凹部２０９を除いて、窓２０１の表面２１１の全体に沿って形成される。
【００６６】
続いて、銅担体２０２及び／又は酸化アルミ層２１２及び／又はサファイヤ窓２０６が加熱され、酸化銅２０４と窓２０１の酸化アルミとの間に共晶接合２０５が形成される。このために、酸化アルミ層２１２の全体が溶融されるわけではなく、サファイヤ窓２０６の全体が溶融されるわけでもない。銅担体２０２の全てが溶融されるわけでもない。酸化銅２０４の液状共晶は、酸化アルミ２１２又はサファイヤ窓２０６と酸化銅２０４との間の接触領域にのみ形成される。これは、酸化アルミ又はサファイヤを濡らし、アルミン酸銅を形成する。冷却した後、酸化銅２０４は結晶化し、したがって、酸化アルミ層２１２を有する銅担体２０２とサファイヤ窓２０６をそれぞれ接続する。
【００６７】
他の例となる実施形態によれば、フル表面共晶接合２０５の代わりに、共晶接合２０５はまた、図３及び４の例となる実施形態に対応する、サファイヤ窓２０６の１つの縁部領域のみに形成される。このために、例えば、サファイヤ窓２０６が銅担体２０２と接触せず、特に、この領域において酸化銅２０４と接触しないように、窓２０６と銅担体２０２との間に被覆が設けられる。
【００６８】
したがって、共晶接合２０５は、ガラス窓２０１及びサファイヤ窓２０６の両方に対して、ある領域のみにおいて、及び接触面２０７の全体を介して行うことができる。
【００６９】
窓２０１と銅担体２０２との間に共晶接合２０５を有するハウジングカバー２００は、低コストのレーザ部品１００を可能にする。従来使用されている貴金属の代わりに、より安価な材料を使用することができる。気密接続２０５は、従来のはんだ付け又は溶着された接続よりも安定している。さらに、溶着又はんだ付けに従来必要であった準備段階を、省略することができる。共晶接合２０５はまた、窓２０１と銅担体２０２との間の大きな面積の接続を可能にする。
【００７０】
なお、本発明は、例となる実施形態に基づく記載に限定されるものではない。むしろ、本発明はそれぞれの新しい特徴、及び特徴のそれぞれの組み合わせを含み、特に、この特徴又は組み合わせ自身が請求項又は例となる実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、請求項における特徴のそれぞれの組み合わせを含む。
【符号の説明】
【００７１】
１００  レーザ部品
１０１  ハウジング本体
１０２  フィードスルー
１０３  接続ピン
１０４  ハウジング壁
１０５  半導体レーザダイオード
１０６  ビーム出力側
１０７  放射方向
２００  ハウジングカバー
２０１  窓
２０２  銅担体
２０３  酸化物領域
２０４  酸化銅
２０５  共晶接合
２０６  サファイヤ窓
２０７  共通接触面
２０８  銅担体の表面
２０９  凹部
２１１  窓の表面
２１２  酸化アルミ層
２１３  領域
２１４  他の領域
２１５  距離
２１６  接触面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【国際調査報告】
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