DE4124413A1

DE4124413A1 - Subminiature, semiconductor, power solid state laser - is optically energised by number of LED chips with radiation impinging on jacket of laser-active crystal

Info

Publication number: DE4124413A1
Application number: DE19914124413
Authority: DE
Inventors: Bernd Herzhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-01-28

Abstract

The semiconductor solid laser has an active crystal (7) in the form of an optical resonator of a crystal doped especially for electromagnetic radiation for generating the laser effect. The optical excitation is carried out by a number of LEDs in the form of semicondcutor chips (6), whose radiation is directed onto the outer surface of the crystal. Pref., the radiation of the LED chips for HF crystal excitation lies in the UV range. The LED chips may be secured to the inner faces of polygonal LED supports (5a,b) fitted round the crystal, typically consisting of two half-shells. Cooling microchannels are provided in the LED supports or between the supports and an external housing (1). USE/ADVANTAGE - For YAG crystal lasers, with very compact design, very long service life, and easy handling.

Description

Die Erfindung betrifft einen Subminiatur-Hochleistungs- Halbleiter-Festkörperlaser mit einem laseraktiven Kristall in der Form eines optischen Resonators aus einem speziell für elektromagnetische Strahlung zur Erzeugung des Laser effekts dotierten Kristalls.The invention relates to a subminiature high-performance Solid-state semiconductor lasers with a laser-active crystal in the form of an optical resonator made from a special for electromagnetic radiation to generate the laser effect doped crystal.

Bei bekannten Festkörperlasern, bei denen als laseraktives Material Rubinkristalle oder Neodym-Yttrium-Aluminiumgranat (Nd-YAG) dotierte Kristalle Verwendung finden, erfolgt die Anregung der stimulierten Lichtemission innerhalb des la seraktiven Kristalls durch eine Energiezufuhr von außen in Form intensiver Strahlung durch eine Hochleistungs-Anre gungslichtquelle (optisches Pumpen), bspw. durch eine Blitzlampe oder einen weiteren Laser.In known solid-state lasers, in which as laser active Material ruby crystals or neodymium-yttrium aluminum garnet (Nd-YAG) doped crystals are used, the Stimulation of the stimulated light emission within the la seractive crystal through an external energy supply Form of intense radiation through a high-performance device light source (optical pumping), for example by a Flash lamp or another laser.

Wird ein laseraktives Material, das durch die Anordnung zwischen zwei spiegelnden Flächen einen optischen Resonator bildet, optisch in entsprechender Weise angeregt, so ent steht ein optischer Generator für elektromagnetische Schwingungen im elektromagnetischen Frequenzbereich, beson ders im Bereich des optisch sichtbaren Spektrums. Über trifft dabei die Lichtverstärkung im laseraktiven Material die Verluste für einen Umlauf der zwischen Spiegeln hin- und herreflektierten Lichtwelle, so beginnt der Festkörper laser auf einer für das laseraktive Material charakteristi schen Wellenlänge zu schwingen, wobei sich zwischen den Spiegeln ein stehendes, elektromagnetisches, optisches Wel lenfeld bildet. Zur Auskoppelung des eigentlichen Laser strahls aus dem optischen Resonator ist einer der beiden Spiegel des optischen Resonators schwach durchlässig.Becomes a laser active material by the arrangement an optical resonator between two reflecting surfaces forms, optically stimulated in a corresponding manner, so ent is an optical generator for electromagnetic Vibrations in the electromagnetic frequency range, esp in the area of the optically visible spectrum. About affects the light amplification in the laser-active material the losses for a round trip between mirrors reflected light wave, so the solid begins laser on a characteristic for the laser active material to oscillate wavelengths, whereby between the Reflect a standing, electromagnetic, optical world lenfeld forms. For decoupling the actual laser beam from the optical resonator is one of the two The mirror of the optical resonator is weakly transparent.

Die Dauer der Lichtemission bzw. der stehenden Welle hängt davon ab, wie lange die Hochleistungs-Anregungslichtquelle (Pumpwelle) die Oszillation im optischen Frequenzbereich durch entsprechende Einstrahlung aufrechterhalten kann.The duration of the light emission or the standing wave depends depends on how long the high power excitation light source (Pump wave) the oscillation in the optical frequency range can be maintained by appropriate irradiation.

Bekannte Festkörperlaser werden u. a. auf der Basis eines YAG-Kristalls (Yttrium-Aluminium-Granat-Kristall) herge stellt und durch Beleuchten mit Lampen angeregt. Dieses la seraktive Material arbeitet schon bei Zimmertemperatur und erreicht eine Ausgangsleistung von einigen Watt bis zu ei nigen Kilowatt bei Impulsbetrieb. Ein Dauerbetrieb bzw. Im pulsbetrieb ist jedoch nur unter hohem Energieeinsatz und entsprechend großen mechanischen Abmessungen des Festkör perlasers möglich.Known solid-state lasers are u. a. based on a YAG crystal (yttrium aluminum garnet crystal) poses and stimulated by lighting with lamps. This la Seractive material already works at room temperature and achieves an output power of a few watts up to egg few kilowatts with impulse operation. A continuous operation or Im pulse operation is however only with high energy input and correspondingly large mechanical dimensions of the solid perlasers possible.

Insbesondere im Dauerbetrieb treten bei gewünschten größe ren Ausgangsleistungen des Festkörperlasers von etwa 5 bis 30 Watt besondere Probleme in thermischer Hinsicht sowie in bezug auf die mechanischen Abmessungen auf. Infolge der für eine kontinuierliche Anregung der Oszillation im YAG-Kri stall des Festkörperlasers erforderlichen höheren Anre gungsleistung ist es schwierig, die entstehende Wärmemenge abzuführen, so daß hierbei üblicherweise ein ausreichend großes Gehäusevolumen bereitgestellt werden muß. Durch ein großes Gehäusevolumen und eine entsprechende Energieversor gung sind jedoch die Verwendbarkeit sowie die Handhabbar keit des Festkörperlasers für eine größere Leistung im Dau erbetrieb und damit auch im mobilen Einsatz stark einge schränkt.Especially in continuous operation occur at the desired size Ren output powers of the solid-state laser from about 5 to 30 watts special problems in thermal terms as well as in with respect to the mechanical dimensions. As a result of for a continuous excitation of the oscillation in the YAG-Kri stall of the solid-state laser required higher inc it is difficult to control the amount of heat generated dissipate, so that usually a sufficient large housing volume must be provided. Through a large housing volume and a corresponding energy supply However, the usability and handling are sufficient solid-state laser for greater performance in the long-term operation and thus also heavily used in mobile use limits.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Anregung des la seraktiven Materials eines Halbleiter-Festkörperlasers der art vorzunehmen, daß bei sehr kleiner Baugröße des gesamten Halbleiter-Festkörperlasers eine hohe Dauerleistung und eine gute Handhabbarkeit erzielt werden kann.It is therefore an object of the invention to stimulate la seractive material of a semiconductor solid-state laser make that with a very small size of the entire Solid-state semiconductor laser has a high continuous power and good manageability can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sub miniatur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörperlaser, bei dem die optische Anregung durch eine Vielzahl von Leuchtdioden in Form von Halbleiterchips, deren Strahlung auf die Man telfläche des laseraktiven Kristalls gerichtet ist, er folgt.This object is achieved by a sub miniature high-power semiconductor solid-state laser, in which the optical excitation through a variety of light emitting diodes in the form of semiconductor chips, the radiation of which on the Man surface of the laser-active crystal is directed, he follows.

Erfindungsgemäß erfolgt somit die optische Anregung des la seraktiven Kristalls, bspw. eines YAG-Kristalls, mit Hilfe einer Vielzahl von einzelnen Leuchtdioden in Form von Halb leiter LED-Chips, die derart angeordnet sind, daß die Strahlung jedes LED-Chips auf die Mantelfläche des laserak tiven Kristalls gerichtet ist und damit eine sehr gleichmä ßige Ausleuchtung und eine wirkungsvolle optische Anregung der Oszillation im laseraktiven Kristall gewährleistet ist.According to the invention, the optical excitation of la seractive crystal, for example a YAG crystal, with the help a variety of individual light-emitting diodes in the form of half conductor LED chips, which are arranged such that the Radiation of each LED chip on the lateral surface of the laserak tive crystal is directed and thus a very even Illumination and effective optical excitation the oscillation in the laser-active crystal is guaranteed.

Auf diese Weise ist es möglich, infolge der sehr geringen Baugröße der LED-Chips eine Vielzahl dieser Bauelemente in einem sehr kleinen Gehäuse des Subminiatur-Hochleistungs- Halbleiter-Festkörperlasers anzuordnen, wobei über die Summe der Einzelleistungen der LED-Chips die Ausgangslei stung des Subminiatur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörper lasers trotz sehr kleiner mechanischer Abmessungen bis in den Wattbereich, insbesondere auch im Dauerbetrieb bestimmt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von LED-Chips eine mechanisch unempfindliche Ausführung des Subminiatur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörperlasers.In this way it is possible due to the very small Size of the LED chips in a variety of these components a very small housing of subminiature high performance Arrange semiconductor solid-state laser, wherein the Sum of the individual services of the LED chips the output line Subminiature high-performance semiconductor solid state lasers despite very small mechanical dimensions up to the wattage range, especially in continuous operation can be. In addition, the use of LED chips a mechanically insensitive version of the Subminiature high-power semiconductor solid-state laser.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargelegt.Advantageous refinements are in the subclaims of the invention.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen (1-4) näher be schrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below by means of an embodiment game with reference to the drawings (1-4) be closer wrote. Show it:

Fig. 1 die Außenansicht des Subminiatur-Hochleistungs-Halb leiter-Festkörperlasers, Fig. 1 shows the external view of the subminiature high-power semiconductor solid-state laser,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Subminiatur-Hochleistungs Halbleiter-Festkörperlasers gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view of the subminiature high performance semiconductor solid-state laser of FIG. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt des Subminiatur-Hochleistungs-Halb leiter-Festkörperlasers gemäß Fig. 1, und Fig. 3 is a longitudinal section of the subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to FIG. 1, and

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der halbschalenförmi gen polygonen LED-Träger mit eingesetzten LED-Chips. Fig. 4 is a perspective view of the half-shell-shaped polygonal LED carrier with inserted LED chips.

In Fig. 1, die eine Außenansicht des Ausführungsbeispiels des Subminiatur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörperlasers zeigt, ist mit 1 ein äußeres Gehäuse bezeichnet, das an der vorderen Stirnfläche eine Austrittsöffnung 2 für den Laser strahl 2a aufweist. Mit 1a ist eine Steckverbindung be zeichnet, die eine vorteilhafte Trennung des äußeren Gehäu ses 1 und einer Stromversorgung 4 mit einer Zuleitung 4a während des Transports ermöglicht. Die Zuleitung 4a besteht vorzugsweise aus einem hochflexiblen Silikonkabel mit Rein silberlitze, wobei die Möglichkeit besteht, die Zuleitung 4a zusätzlich mit Schläuchen zur Zuführung eines Kühlmedi ums zu versehen.In Fig. 1, which shows an external view of the embodiment of the subminiature high-power semiconductor solid-state laser, 1 denotes an outer housing which has an outlet opening 2 for the laser beam 2 a on the front end face. With 1 a is a connector is characterized, which enables an advantageous separation of the outer hous ses 1 and a power supply 4 with a supply line 4 a during transport. The feed line 4 a preferably consists of a highly flexible silicone cable with pure silver braid, it being possible to additionally provide the feed line 4 a with hoses for supplying a cooling medium.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Subminiatur-Hochlei stungs-Halbleiter-Festkörperlasers, in der mit 7 ein la seraktiver Kristall mit zylindrischen Abmessungen, bspw. ein YAG-Kristall, bezeichnet ist. In konzentrischer Anord nung um diesen, vorzugsweise zylindrischen laseraktiven Kristall 7 befinden sich zwei halbschalenförmige polygone LED-Träger 5a und 5b, auf deren Innenseite jeweils in Rich tung der Längsachse des zylindrischen laseraktiven Kri stalls 7 Stromzuführungen 9 einer Polarität isoliert aufge bracht sind. Zwischen den Stromzuführungen 9 sind einzelne LED-Chips 6 angeordnet und auf den polygonen halbschalen förmigen LED-Trägern 5a und 5b leitend, sowohl elektrisch als auch hinsichtlich optimaler Wärmeableitung, montiert. Die jeweiligen Stromzuführungen 9 einer Polarität und die halbschalenförmigen polygonen LED-Träger anderer Polarität versorgen die einzelnen LED-Chips 6 mit Strom. Zu diesem Zweck werden die LED-Chips 6, die in Form von Halbleiter chips vorliegen, über Bonddrähte 9a mit den Stromzuführun gen 9 verbunden. Eine von den LED-Chips 6 abgegebene Strah lung 8 trifft im wesentlichen radial und senkrecht auf die Mantelfläche des zylindrischen, laseraktiven Kristalls 7. Fig. 2 shows a sectional view of the subminiature high-performance semiconductor solid-state laser, in which 7 a laser-active crystal with cylindrical dimensions, for example a YAG crystal, is designated. In concentric arrangement around this, preferably cylindrical, laser-active crystal 7 there are two half-shell-shaped polygonal LED carriers 5 a and 5 b, on the inside of which in each direction in the direction of the longitudinal axis of the cylindrical laser-active crystal, 7 current leads 9 of a polarity are isolated. Individual LED chips 6 are arranged between the power supply lines 9 and mounted on the polygonal half-shell-shaped LED carriers 5 a and 5 b in a conductive manner, both electrically and with regard to optimal heat dissipation. The respective current leads 9 of one polarity and the half-shell-shaped polygonal LED carriers of another polarity supply the individual LED chips 6 with current. For this purpose, the LED chips 6 , which are in the form of semiconductor chips, are connected via bonding wires 9 a to the current feeds 9 . A radiation emitted by the LED chips 6 strikes 8 essentially radially and perpendicularly on the outer surface of the cylindrical, laser-active crystal. 7

Gemäß Fig. 3 ist der zylindrische, laseraktive Kristall 7 mittels Befestigungselementen 10 und 10a im äußeren Gehäuse 1 befestigt. Eine Kontaktplatte 11 verbindet die einzelnen, auf den halbschalenförmigen polygonen LED-Trägern 5a und 5b isoliert aufgebrachten Stromzuführungen 9 miteinander und stellt gleichzeitig eine leitende Verbindung mittels Strom zuführungskontakten 12, durch das hintere Befestigungsele ment 10a zur Steckverbindung 1a der Zuleitung 4a und damit zur Stromversorgung 4 her.Referring to FIG. 3, the cylindrical laser-active crystal 7 by means of fasteners 10 and 10a in the outer housing 1 is secured. A contact plate 11 connects the individual, on the half-shell-shaped polygonal LED carriers 5 a and 5 b insulated applied power supplies 9 with each other and simultaneously provides a conductive connection by means of power supply contacts 12 , through the rear fastening element 10 a to the connector 1 a of the lead 4 a and thus to the power supply 4 .

Eine Vielzahl der einzelnen LED-Chips 6 ist parallel zu den Stromzuführungen 9 elektrisch leitend auf den halbschalen förmigen polygonen LED-Trägern 5a und 5b befestigt, wie Fig. 4 in perspektivischer Darstellung zeigt.A large number of the individual LED chips 6 are fastened in an electrically conductive manner parallel to the power supply lines 9 on the half-shell-shaped polygonal LED carriers 5 a and 5 b, as shown in FIG. 4 in a perspective view.

Die beiden halbschalenförmigen polygonen LED-Träger 5a und 5b, von denen einer in Fig. 4 gezeigt ist, sind nach Ein passen in das äußere Gehäuse 1 ohne weitere Haltevorrich tung ausreichend befestigt.The two half-shell-shaped polygonal LED carriers 5 a and 5 b, one of which is shown in FIG. 4, are adequately fastened after fitting into the outer housing 1 without further holding device.

Bei Einschalten der Stromversorgung 4, das bspw. mittels einer am äußeren Gehäuse 1 angebrachten Schalteinrichtung 3 erfolgen kann, dringt die von den LED-Chips 6 erzeugte Strahlung 8 durch die Mantelfläche in den laseraktiven Kri stall 7 ein und bewirkt in diesem eine Anregung des opti schen Resonators und damit die Erzeugung des gerichteten Laserstrahls 2a.When the power supply 4 is switched on , which can be done, for example, by means of a switching device 3 attached to the outer housing 1 , the radiation 8 generated by the LED chips 6 penetrates the jacket surface into the laser-active crystal 7 and causes this to excite the opti rule resonators and thus the generation of the directed laser beam 2 a.

Durch die Tatsache, daß es sich bei der optischen Anregung um ein optisches Pumpen, vorzugsweise mittels UV-Strahlung, handelt, besteht die Möglichkeit der Anwendung verschieden dotierter laseraktiver Kristalle 7. Da grundsätzlich für die Anregung des Lasereffekts eine höherfrequente Anre gungsstrahlung zur Erzeugung eines breiten Spektrums an niederfrequenten, von der Dotierung des laseraktiven Kri stalls 7 abhängigen Laserstrahlen erforderlich ist, ist die Verwendung einer Anregungsstrahlung (Pumpenergie) im UV-Be reich vorteilhaft.Due to the fact that the optical excitation is an optical pumping, preferably by means of UV radiation, it is possible to use differently doped laser-active crystals 7 . Since a higher-frequency excitation radiation is generally required for the excitation of the laser effect in order to generate a wide spectrum of low-frequency laser beams dependent on the doping of the laser-active crystal 7 , the use of excitation radiation (pump energy) in the UV range is advantageous.

Die konzentrische Anordnung der LED-Chips 6 gewährleistet eine gleichmäßige Ausleuchtung und damit eine wirkungsvolle Anregung des optischen Resonators in Form des laseraktiven Kristalls 7, wobei gleichzeitig die mechanischen Abmessun gen sehr klein gehalten werden können, da auch auf einer sehr kleinen Fläche eine Vielzahl von LED-Chips 6 mittels einfacher, bekannter Fertigungsschritte montierbar sind. Wird der Subminiatur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörperla ser im Impulsbetrieb benutzt, so bestehen trotz der kleinen mechanischen Abmessungen keine thermischen Probleme infolge hoher Leistungsdichte.The concentric arrangement of the LED chips 6 ensures uniform illumination and thus an effective excitation of the optical resonator in the form of the laser-active crystal 7 , while at the same time the mechanical dimensions can be kept very small, since a large number of LEDs can also be found on a very small area -Chips 6 can be assembled using simple, known manufacturing steps. If the subminiature high-performance semiconductor solid-state laser is used in pulsed operation, there are no thermal problems due to the high power density despite the small mechanical dimensions.

Bei einem Kurzzeitbetrieb oder Dauerbetrieb des Subminia tur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörperlasers sind entspre chend der tatsächlich erreichten Betriebsdauer Maßnahmen zur Kühlung erforderlich.In the case of short-term operation or continuous operation of the Subminia high-performance solid-state semiconductor lasers are corre sponding Measures based on the actual operating time required for cooling.

In diesem Fall beeinflussen die Maßnahmen zur Kühlung, wie Kühlrippen am äußeren Gehäuse 1 oder Mikrokanäle für Kühl medien in den polygonen, halbschalenförmigen LED-Trägern 5a und 5b oder in dem Zwischenraum zwischen dem äußeren Ge häuse 1 und den polygonen, halbschalenförmigen LED-Trägern 5a und 5b die gesamten mechanischen Abmessungen des Submi niatur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörperlasers nur unwe sentlich, so daß die erwünschte geringe Baugröße trotz ho her Ausgangsleistung des Laserstrahls 2a erhalten bleibt.In this case, the measures for cooling, such as cooling fins on the outer housing 1 or microchannels for cooling media in the polygonal, half-shell-shaped LED carriers 5 a and 5 b or in the space between the outer Ge housing 1 and the polygonal, half-shell-shaped LED Carriers 5 a and 5 b, the entire mechanical dimensions of the submi niature high-power semiconductor solid-state laser only insignificantly, so that the desired small size is maintained despite high output power of the laser beam 2 a.

Zur Erzielung einer Ausgangsleistung des Laserstrahls 2a von etwa 1,5 Watt im grünen Bereich (lambda = 510-560 nm, abhängig von der Dotierung des laseraktiven Kristalls) sind bei der Realisierung etwa 4800 einzelne LED-Chips mit einer Strahlung im Blau/Grün-Bereich (lambda = 480-540 nm) er forderlich, wobei der Subminiatur-Hochleistungs-Halbleiter-Fest körperlaser in diesem Fall eine Länge des äußeren Ge häuses 1 von etwa 90 mm und einen Durchmesser von etwa 15 mm aufweist.To achieve an output power of the laser beam 2 a of approximately 1.5 watts in the green range (lambda = 510-560 nm, depending on the doping of the laser-active crystal), approximately 4800 individual LED chips with radiation in blue / green are implemented -Range (lambda = 480-540 nm) he required, the subminiature high-power semiconductor solid-state laser in this case having a length of the outer housing 1 of about 90 mm and a diameter of about 15 mm.

Da es sich hierbei um eine sehr kompakte Bauform in Ver bindung mit einem selbst für diese Anordnung recht hohen Leistungsbedarf in bezug auf die geringen mechanischen Ab messungen handelt, ist das vorstehend beschriebene Aus führungsbeispiel durch die thermische Belastbarkeit der einzelnen Bauteile bestimmt und kann bei entsprechenden Maßnahmen zur Sicherung einer ausreichenden Kühlung (Kühlrippen, Mikrokanäle für Kühlmedien, Aussparungen im halbschalenförmigen polygonen LED-Träger) bei einer Vergrößerung der Anzahl der LED-Chips 6 auf einfache Weise erreicht werden. Ebenso können zur Leistungssteigerung mehrere Einheiten aus den halbschalenförmigen polygonen LED-Trägern 5a und 5b und den dazugehörigen laseraktiven Kristallen 7, mittels entsprechender Optiken hintereinander geschaltet bzw. kaskadiert werden.Since this is a very compact design in connection with a very high power requirement even for this arrangement in relation to the small mechanical dimensions, the exemplary embodiment described above is determined by the thermal load-bearing capacity of the individual components and can be taken with appropriate measures to ensure adequate cooling (cooling fins, microchannels for cooling media, recesses in the half-shell-shaped polygonal LED carrier) can be achieved in a simple manner by increasing the number of LED chips 6 . Likewise, to increase performance, several units made of the half-shell-shaped polygonal LED carriers 5 a and 5 b and the associated laser-active crystals 7 can be connected in series or cascaded by means of appropriate optics.

Durch die sehr geringe Baugröße des Subminiatur-Hochlei stungs-Halbleiter-Festkörperlasers ist eine gute Handhab barkeit auch im mobilen Einsatz gewährleistet, insbesondere im Hinblick auf die Stromversorgung 4, die hierbei prob lemlos mit üblichen Niedervoltakkumulatoren erfolgen kann, da die LED-Chips 6 zum Betrieb und somit auch zur Anregung des laseraktiven Kristalls 7 keine Hochspannung benötigen.Due to the very small size of the subminiature high-performance semiconductor solid-state laser, good handling is also guaranteed in mobile use, in particular with regard to the power supply 4 , which can be done here easily with conventional low-voltage batteries, since the LED chips 6 are used for Operation and thus also for excitation of the laser-active crystal 7 do not require high voltage.

Durch die Verwendung von Bauteilen mit unterschiedlichen Parametern, sowohl der Anregungslichtquelle in Form der LED-Chips 6 als auch des laseraktiven Kristalls 7 in Verbindung mit einem möglichen Frequenzverdopplerkristall am Auskoppelspiegel des Resonators eignet sich der Subminiatur-Hochleistungs-Halbleiter-Festkörperlaser für eine Vielzahl von speziellen Anwendungen.By using components with different parameters, both the excitation light source in the form of the LED chips 6 and the laser-active crystal 7 in connection with a possible frequency doubler crystal on the coupling-out mirror of the resonator, the subminiature high-power semiconductor solid-state laser is suitable for a large number of special ones Applications.

Claims

1. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser with a laser-active crystal ( 7 ) in the form of an optical resonator's from a specially doped for electromagnetic radiation for generating the laser effect Kri stalls, characterized in that the optical excitation by a variety of LEDs in Form of semiconductor LED chips ( 6 ), the radiation ( 8 ) on the outer surface of the laser-active crystal ( 7 ) is aligned.

2. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 1, characterized in that the radiation ( 8 ) of the LED chips ( 6 ) for high-frequency excitation of the laser crystal ( 7 ) is in the UV range.

3. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 1, characterized in that the LED chips ( 6 ) on the inner surfaces of a around the laser-active crystal ( 7 ) concentrically arranged polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b) are attached .

4. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 3, characterized in that the polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b) consists of two half-shells.

5. Subminiature high-power solid-state laser according to claim 1, characterized in that the frequency of the radiation ( 8 ) of the LED chips ( 6 ) optimally on the absorption and thus the conversion of the excitation energy in the seractive crystal ( 7 ) Achieving a maximum output power is coordinated.

6. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 3, characterized in that Stromzufüh stanchions ( 9 ) including the half-shell-shaped polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b) are designed for more effective power supply and better heat dissipation in pure silver.

7. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 6, characterized in that a second contact plate ( 11 ) is also attached to the front of the half-shell-shaped polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b), which che over a sufficient cross-sectional enlargement ei Nigen supply leads (9) has a more favorable, more effective power supply of the LED chips is ensured (6) in particular with a larger number of the LED chips (6).

8. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 1, characterized in that a switching device ( 3 ) for switching on the power supply ( 4 ) is provided on an outer housing ( 1 ).

9. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 4, characterized in that the part of the inner surface of the half-shell-shaped polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b), which is not covered with LED chips ( 6 ) for re reflection Diffuse radiation ( 8 ) of the LED chips ( 6 ) is accordingly mirrored.

10. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 1, characterized in that a cascading tion of the half-shell-shaped polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b) and the corresponding laser-active crystals ( 7 ) enables an increase in performance.

11. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 4, characterized in that microchannels for cooling media in the half-shell-shaped polygonal LED carriers ( 5 a, 5 b) are attached.

12. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 1, characterized in that the cooling medium is supplied by appropriate feeds which are attached together with the supply lines in the supply line ( 4 a) to the sub-miniature high-power semiconductor solid-state laser .

13. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 4, characterized in that the half-shell lengonal polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b) on its outer side have recesses in the longitudinal direction, so that cooling channels between the half-shell-shaped polygonal LED carriers ( 5 a, 5 b) and the outer housing ( 1 ) are formed for the passage of the cooling medium.

14. Subminiature high-power semiconductor solid-state laser according to claim 1, characterized in that an optimal electrical power adjustment by a single or multiple series connection of one or more segments of the half-shell-shaped polygonal LED carrier ( 5 a, 5 b) he follows.