CN101390263A - 半导体激光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体激光装置，该半导体激光装置具有：光泵浦的表面发射的垂直发射器(1)，该垂直发射器在垂直主辐射方向上发射；以及至少一个单片集成的泵浦辐射源(2)，用于垂直发射器(1)的光泵浦，其中泵浦辐射源在横向于垂直主辐射方向走向的泵浦主辐射方向上发射泵浦辐射。根据第一实施形式，半导体激光装置的特征在于，泵浦辐射源(2)的至少一个垂直区段在横向于泵浦主辐射方向和横向于垂直主辐射方向的横向方向上对于泵浦辐射以折射率引导的方式实施。在第二实施形式中，半导体激光装置的特征在于，泵浦辐射源(2)在至少一个垂直区段中在横向于泵浦主辐射方向的横向方向上具有比在另一垂直区段中更小的宽度。通过这种方式，在合适的设计的情况下实现了，泵浦辐射的模式完全地或者至少部分地在垂直方向上从该区段中被挤压，由此可以有利地减小泵浦辐射在导电层上的吸收损耗。

Description

半导体激光装置
本专利申请要求德国专利申请102006009237.6和102006011284.9的优先权，其公开内容通过引用结合于此。
本发明涉及一种带有光泵浦的表面发射的垂直发射器和至少一个单片集成的泵浦辐射源的半导体激光装置，其中所述泵浦辐射源用于光泵浦垂直发射器。
借助光泵浦的垂直发射的半导体激光装置可以实现在同时高的射束质量的情况下的高的输出功率。通过单片集成的泵浦辐射源，可以实现紧凑的构造。
本发明的任务是，实现开头所述类型的具有改进效率的半导体激光装置。
该任务通过根据权利要求1或2所述的半导体激光装置来解决。
根据本发明的半导体激光装置具有：光泵浦的表面发射的垂直发射器，该垂直发射器在垂直主辐射方向上发射；以及至少一个单片集成的泵浦辐射源，用于垂直发射器的光泵浦，其中泵浦辐射源在横向于垂直主辐射方向走向的泵浦主辐射方向上发射泵浦辐射。在第一解决方案中，半导体激光装置的特征在于，泵浦辐射源的至少一个垂直区段在横向于泵浦主辐射方向和横向于垂直主辐射方向的横向方向上对于泵浦辐射以折射率引导(indexfuehrend)的方式实施。在第二解决方案中，半导体激光装置的特征在于，泵浦辐射源在至少一个垂直区段中在横向于泵浦主辐射方向的横向方向上具有比在另一垂直区段中更小的宽度。
各个部件的效率作为因子考虑进作为整个系统的半导体激光装置的效率中。为了半导体激光装置的高效率，由此具有尽可能高的效率的泵浦辐射源是不可缺少的。为了能够实现在泵浦辐射源中的对于运行所需的电流，有利的是，所有引导电流的层都被高度掺杂，并且通过通常为金属的接触层被良好地接触。然而，通过导电层或者紧邻导电层引导的泵浦辐射在那里经受高的吸收损耗。通过折射率引导或者减小在至少一个垂直区段中泵浦辐射源在横向方向上的宽度，在合适的设计的情况下实现了，泵浦辐射的模式完全地或者至少部分地在垂直方向上从该区段中被挤压(draengen)。通过从该区段中的垂直向外挤压，可以有利地实现增大泵浦辐射模式至导电层(例如接触层)的距离。通过这种方式，减小了吸收损耗。
本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。
在本发明的一种优选的扩展方案中，垂直区段实施为泵浦主辐射方向上的波导，该区段具有在横向方向上和在垂直主辐射方向上受限的横截面。由此，泵浦辐射模式不仅在垂直方向上向外挤压，而且还在横向方向上引导。特别优选的是，泵浦辐射源是边发射的激光器。根据两个特征实施的泵浦辐射源也作为窄带激光器或者脊形激光器。
优选的是，波导的横截面在此是矩形或者梯形地成形的。这种造型的波导在工艺技术上可相对廉价地制造。在其他有利的扩展方案中，波导在泵浦主辐射方向上可以具有变化的横截面积。例如，波导可以在泵浦辐射的方向上在泵浦辐射源的谐振腔反射器之前终止，或者在泵浦主辐射方向上在谐振腔反射器之前在横向方向上逐渐变细或者扩宽地实施。通过这种方式，可以有利地影响泵浦辐射在谐振腔反射器上的耦合输入和耦合输出。
优选的是，泵浦辐射源具有有源的产生辐射的泵浦辐射层，并且波导在泵浦辐射源的如下区域中实施为：该区域在垂直方向上与泵浦辐射层间隔。
在本发明的另一优选的扩展方案中，半导体激光装置在泵浦辐射源的区域中被部分地剥蚀，并且通过被暴露的半导体带形成波导。在另一扩展方案中，波导通过带有扩散至其中的掺杂物的半导体材料形成。两种实施形式都允许首先在一个外延步骤中(所谓的单步外延)制造整个半导体激光装置，即垂直发射器和泵浦辐射源，并且随后在泵浦辐射源的区域中进行波导的结构化。通过单步外延，防止了在从泵浦辐射源至垂直发射器的过渡部分上由于晶界或者其他生长效应导致的过渡损耗。
优选的是，波导在横向方向上具有小于泵浦辐射的10个真空波长的宽度，并且特别是在泵浦辐射的1至6个真空波长之间。进一步优选的是，波导在垂直主辐射方向上具有泵浦辐射的1/5至4个真空波长之间的延伸。根据这些特征的几何尺寸特别适合于泵浦辐射模式的垂直向外挤压和引导。
根据本发明的另一优选的扩展方案，在泵浦辐射源上设置有钝化层，该钝化层在波导的区域中被空出。根据另一扩展方案，在泵浦辐射源上设置有接触层，该接触层在与泵浦辐射层平行并且与该泵浦辐射层背离的侧上接触波导。通过这种方式，实现了仅仅通过波导将电流注入泵浦辐射源中。有利的是，泵浦辐射模式尽可能远离接触层。
优选的是，在工作中，在泵浦主辐射方向上构建泵浦辐射模式，该泵浦辐射模式在泵浦辐射源内在泵浦辐射层中具有最大强度，该泵浦辐射模式在由垂直主辐射方向和横向方向张开的平面中强度从最大强度开始径向向外降低，其中在波导内的强度小于在波导外可对比的距离处的强度。
在本发明的另一优选的变形方案中，垂直发射器具有至少一个有源的产生辐射的垂直发射层，该垂直发射层在垂直主辐射方向上与泵浦辐射层间隔。特别优选的是，泵浦辐射层延伸到垂直发射器中，并且泵浦辐射模式在垂直发射器内在垂直发射方向上被扩展，使得泵浦辐射模式在工作中与垂直发射层交叠。由于垂直发射层和泵浦辐射层是彼此垂直分离的、相继地生长的层，所以在材料的选择和针对这些层的设计方面给出了大的自由度。通过这种方式，可以在宽的范围内调节泵浦辐射的波长以及垂直发射的辐射的波长，由此可以实现高的泵浦效率。
优选的是，垂直发射层和/或泵浦辐射层分别包括至少一个量子层。在一个特别优选的实施形式中，量子层在此可以具有量子槽、量子线、量子点或者这些结构的组合。
由此，在本发明的范围中，量子层是如下的层：该层被设计或者结构化，使得例如通过限制(confinement)出现对于产生辐射重要的载流子能量水平的量子化。特别地，名称量子层不含有关于量子化的维度的说明或者限制。
在本发明的一种有利的实施形式中，在垂直方向上在泵浦辐射层和垂直发射层之后设置有内部的谐振腔-反射器结构，该结构特别优选地为布拉格反射器。
在本发明的一种改进方案中，内部的谐振腔-反射器结构设置在垂直发射层和衬底之间。由垂直发射层所产生的辐射在与衬底对置的侧上被耦合输出。替代地，在本发明的另一扩展方案中，内部的谐振腔-反射器结构设置在衬底和垂直发射层之后。由垂直发射层所产生的辐射通过衬底被耦合输出。特别优选的是，在衬底中设置了耦合输出窗，用于将辐射耦合输出。
在本发明的另一扩展方案中，垂直发射层分配有外部反射器，该外部反射器与内部谐振腔-反射器结构一同形成了用于垂直发射器的谐振腔。在本发明的一种优选的扩展方案中，在谐振腔中设置有射束成形的元件或者频率选择性的元件或者频率转换的元件。
根据本发明的另一有利的扩展方案，泵浦辐射源具有带至少一个端部反射器的谐振腔。优选的是，两个设置在垂直发射器的彼此对置的侧上的泵浦辐射源具有共同的谐振腔，并且一同形成了激光器结构。
在本发明的一种有利的扩展方案中，设置了至少两个彼此平行设置的泵浦辐射源。特别优选的是，两个彼此平行设置的泵浦辐射源具有共同的端部反射器装置，该端部反射器装置包括彼此成直角地设置的两个端部反射器。此外，特别优选的是，两个端部反射器设置为，使得泵浦辐射在这些端部反射器上经历全反射。通过其中出现全反射的端部反射器装置，可以省去泵浦辐射源的端面的昂贵的镜面化(Verspiegelung)。
在本发明的一种有利的扩展方案中，设置了多个围绕垂直发射器星形布置的泵浦辐射源。通过这种方式，泵浦辐射可以以高强度的方式耦合输入到垂直发射器中，因为可以使用多个泵浦辐射源。此外，泵浦辐射在这种布置中有利地几乎径向对称地对准垂直发射器的中央，这对于构建垂直发射器的横向对称的基模是有利的。
本发明的其他有利的扩展方案从以下结合附图1至6所描述的实施例中得到。
其中
图1示出了根据本发明的半导体激光装置的第一实施例的示意性俯视图，
图2示出了半导体激光装置的第一实施例的不同的截面图，
图3借助在不同的处理时刻的半导体激光装置的截面图示出了根据本发明的半导体激光装置的制造方法，
图4示出了根据本发明的带有平行的泵浦辐射源的半导体激光装置的三个实施例的示意性俯视图，
图5示出了图4C中的、在泵浦辐射源的端部反射器区域中具有不同的波导构型的实施例的两个实施形式的详细视图，
图6示出了根据本发明的带有星形的泵浦辐射源布置的半导体激光装置的另外三个实施例的示意性俯视图。
在附图中，相同或者相同作用的元件设置有相同的参考标记。附图是示意性的视图。特别地，元件的大小关系并非以合乎比例的方式示出。
图1示出了半导体激光装置的俯视图，该半导体激光装置包括中央的垂直发射器1以及两个设置在垂直发射器1的彼此对置的侧上的泵浦辐射源2。泵浦辐射源2的表面在此具有彼此平行走向的、在图3中用阴影示出的作为突出的区域的波导13。
在图2中，示出了半导体激光装置的三个横截面视图，其中在图2A中再现了沿着图1中绘出的横截面线A-A的横截面。
如从图2A中可以看到的，半导体激光装置具有以下层构造。在衬底3上施加有缓冲层4，在该缓冲层4上施加有泵浦辐射层5，并且在该泵浦辐射层5上施加有另外的缓冲层6。在泵浦辐射源2的区域中，在所述另外的缓冲层6上施加有接触层8，该接触层部分地与所述另外的缓冲层6通过在该视图中不可见的钝化层7分离。在垂直发射器1的区域中，在所述另外的缓冲层6上施加有刻蚀停止层，随后是垂直发射层10，该垂直发射层10可以包括交替的量子层和阻挡层的序列。在垂直发射层10上施加有布拉格反射器11。在所示的实施例中，垂直辐射12通过衬底3从垂直发射器1耦合输出。在附图中未示出的是外部谐振腔反射器，通过该外部谐振腔反射器连同布拉格反射器11形成了用于垂直辐射12的谐振腔。
用于实现本发明的合适的材料系处于III-V化合物半导体的族中。所示的实施例例如可以基于InxAlyGa1-x-yAs、InxAlyGa1-x-yN、InxAlyGa1-x-yP或InxGa1-xAsyN1-y(其中0≤x≤1、0≤y≤1并且0≤x+y≤1)来实现。自然，本发明并不局限于这些材料系，而是可以根据所希望的波长或者其他的要求也基于其他材料系来构建。
泵浦辐射源2实施为边发射的、电泵浦的半导体激光器，其泵浦主辐射方向与衬底3平行指向垂直发射器1。两个彼此对置的泵浦辐射源2的与垂直发射器1背离的、彼此平行的端面起反射作用地构建，并且用作针对泵浦辐射的谐振腔反射器。这些端面可以有利地通过沿着晶体学方向的分离或者也通过刻蚀工艺来产生，并且以可选的方式被高反射性地镜面化。在所示的实施例中，两个泵浦辐射源2形成了单个的相干振荡的激光器。
泵浦辐射层5例如可以如附图中所示通过单个的光学有源量子层来实现。替代地，泵浦辐射层5可以通过层序列来形成，该层序列包括通过阻挡层分离的量子层。
如上面已经阐述的，量子层在本申请的范围中在此应当理解为任何如下的层：该层由于其设计或者结构化而引起载流子能量水平的量子化。量子层可以形成二维的量子阱，或者包含带有较低维数的结构元素，如量子槽、量子线或者量子点或者这些结构的组合。
为了驱动半导体激光装置，将载流子通过在衬底3上的接触层8和另一在此未示出的接触层注入泵浦辐射源2中，这些载流子在泵浦辐射层5中发射辐射地(strahlend)再结合，由此产生泵浦辐射。
在垂直发射器1和在泵浦辐射源2中，不同的层与所述另外的缓冲层6邻接。泵浦辐射由于所产生的折射系数差别而在过渡到垂直发射器1中时在垂直发射器1内经历衍射并在垂直方向上传播，使得泵浦辐射场与垂直发射层叠加，并且由此垂直发射层10作为垂直发射器1的光学有源层而被光泵浦。泵浦辐射在此可以在设置于垂直发射层10的量子层之间的阻挡层中被吸收(阻挡层泵浦)或者直接在量子层中被吸收(量子层泵浦)。泵浦辐射的吸收导致产生电子-空穴对，这些电子-空穴对(必要时在扩散到量子层中之后)随后占据量子层的能量上更高的状态，使得出现粒子数反转。借助该粒子数反转，产生垂直辐射12。
在附图中所示的实施例中，垂直辐射12通过衬底3被耦合输出。如果衬底3对于垂直辐射12的波长是不透明的，或者在衬底中的吸收损耗高到使得其不能被容忍，则在垂直发射器1的区域中可以在衬底3中设置窗口。替代所示的实施例，也可能的是如下层构造：其中布拉格反射器11被施加到衬底3上，并且垂直辐射12在半导体激光装置的与衬底对置的侧上被耦合输出。
在图2B中示出了按照切割线B-B通过泵浦辐射源2的横截面。在横截面中可以看到的是，泵浦辐射源的宽度在横向于泵浦主辐射方向的横向方向上在上部的第一垂直区段中比在下部的另一垂直区段中更小。这通过所述另外的缓冲层6的结构化来实现。在所示的实施例中，这样形成了三个平行的波导13，这些波导形成了在其宽度上被减小的区段。波导13的数目在此并未向上或者向下受到限制。数目为三个的波导13仅仅被选作例子。所述另外的缓冲层6除了波导13的上侧之外都被钝化层7覆盖。在所述另外的缓冲层6上或者钝化层7上施加有接触层8，使得接触层8与波导13的上侧直接邻接，而在其他方面则通过钝化层7与所述另外的缓冲层6分离。在泵浦辐射源2工作中所产生的泵浦辐射在其横向的强度分布中的特征是所画出的泵浦辐射模式15a。
通过波导13，一方面引入了对于泵浦辐射源的工作所需的电流，并且另一方面实现了泵浦辐射在横向方向上的引导以及在垂直方向上对模式几何形状的影响。为了该目的，波导13具有在横向方向上的受限的延伸。在横向方向上，波导13与泵浦辐射的波长相比窄到使得泵浦辐射模式15a不能或者只能受限地构建在波导13内。在图2B中(截面B-B)，可以在不对称的、在上部区域中被压缩(gestauchten)的模式几何形状中看出该效应。泵浦辐射的强度于是特别是在接触层8的附近以及在波导13的被掺杂的区域中降低，由此减小了吸收损耗。对于在波长范围500nm至800nm中的典型的泵浦辐射波长(真空波长)，在500nm和5000nm之间的波导13的宽度特别适合于实现该效应。
波导13在垂直方向上的高度优选在100nm和2000nm之间。在高度太小时，根据本发明的垂直的模式挤压效应并不最优地显现，在高度过大时，在电流注入中的欧姆损耗减小了泵浦辐射源的效率。波导13的最佳高度可以作为这两个效应的折衷而确定。
波导13至泵浦辐射层5的最有利的距离与波导13的两个参数：高度和宽度相关。波导13可能可以用其下侧接近泵浦辐射层5为止。
在所示的实施形式中，波导13通过所述另外的缓冲层6的结构化而以壁(脊)的形式来构建。在一种替代的实施形式中，波导13也可以在没有所述另外的缓冲层6的拓扑的结构化的情况下仅仅通过在层材料内的折射系数差别而实施。具有不同的折射率的区域例如可以通过掺杂材料的横向选择性地扩散或者离子注入来产生，或者通过湿热的氧化来产生。
在图2中，以横截面示出了垂直发射器1(截面C-C)。除了在附图的上部已经说明的层构造之外，横截面C-C示出了作为泵浦辐射模式15b的在工作中得到的泵浦辐射的强度分布。
相对于在泵浦辐射源2内的泵浦模式15a，特别是显示出：泵浦模式15b垂直扩展直至垂直发射层10中。泵浦辐射的垂直传播基于上面已经提及的通过在垂直发射器1中的不同的层序列的折射系数差别以及由此产生的衍射，泵浦辐射在过渡到垂直发射器1中时经历该衍射。此外，波导13并不延伸到垂直发射器1中，使得与在泵浦辐射源内不同，泵浦模式在垂直发射器1内在其垂直传播中不受波导13限制。
在图3中借助在制造工艺的不同时刻通过泵浦辐射源2的横截面(类似于图2B中的横截面B-B)示出了半导体激光装置的制造方法。所示的半导体激光装置的实施例与图1和2中所示的不同在于，仅仅设置了一个波导13，这在此特别有利于更简单的表示。
有利的是，首先在共同的外延工艺中制造整个半导体激光装置，即垂直发射器1以及泵浦辐射源2。除了由此简化制造工艺之外，还可以绕开在泵浦辐射源2和垂直发射器1之间的过渡区域中的问题(晶界、增大的缺陷密度、相应的层彼此偏移)，这些问题在两步的外延工艺中是不可避免的。在外延之后，半导体激光装置由此在泵浦辐射源2的区域中具有与垂直发射器1的区域中相同的层构造。该层构造已经结合图2的上部予以描述，并且在图3A再次被示出。
随后，在泵浦辐射源2的区域中，横向选择性地剥蚀半导体激光装置直到所述另外的阻挡层6。这优选以刻蚀工艺进行。为了借助刻蚀工艺来限定地暴露所述另外的缓冲层6，在所述另外的阻挡层6上设置有刻蚀停止层9，该刻蚀停止层对所使用的刻蚀工艺具有抵抗作用。在刻蚀直到刻蚀停止层9之后(图3B)，刻蚀停止层9在其侧通过合适的工艺被去除，并且由此暴露出所述另外的缓冲层6(图3C)。
在另一刻蚀工艺中，将平行的凹槽(沟)刻蚀到所述另外的缓冲层6中。这例如可以通过使用刻蚀掩模来实现。沟的深度于是可以通过在刻蚀期间的工艺参数来限定。在所示的图2B和3的实施例中，沟在其深度上没有达到泵浦辐射层5。然而在一种替代的扩展方案中，也可能的是将沟实施到深至使得所述另外的缓冲层6和位于其下的泵浦辐射层5完全地被沟分开。于是，沟一直伸到缓冲层4中。替代地，为了刻蚀，其他的用于结构化的方法步骤也是可能的，例如通过离子溅射来剥蚀所述另外的缓冲层6。该(或者在其他实施例中的这些)未被剥蚀的平行的条(脊)形成了波导13(图3D)。
在随后的工艺步骤中，除了波导13的上侧之外，泵浦辐射源2的表面设置有钝化层7(图3)。该钝化层7可以通过所述另外的缓冲层6的表面的预先氧化(Anoxidieren)而形成在相应的区域中，或者通过施加相应的非导电层来形成。因为该层无需是结晶的，所以它没有经受要严格控制的外延生长工艺，并且能够以简单的方式被施加，例如通过CVD方法(化学气相沉积)、溅射工艺或者以蒸发方法来施加。
在该方法的随后步骤中，泵浦辐射源的表面被暴露于掺杂材料，该掺杂材料扩散到表面的未被钝化层7覆盖的区域中，即波导13中，使得形成被掺杂的区域14(图3F)。替代源自气相的掺杂剂的扩散工艺，掺杂剂可以通过离子注入或者溅射工艺被有目的地引入。通过波导13的掺杂，实现了波导13的高的导电性。在最后的方法步骤中，接触层8，通常是金属层，通过蒸发而被施加(图3G)。
在图4中示出了根据本发明的半导体激光装置的另外三个实施例。在所有三个例子中，围绕垂直发射器1设置有在两个彼此对置的侧上布置的、彼此平行走向的泵浦辐射源2。从泵浦辐射源2出发仅仅概略示出了波导13。在垂直发射器1的每个彼此对置的侧上设置有四个平行的波导13。
在图4A中所示的实施例中，泵浦辐射源的背离垂直发射器1的端部实施为谐振腔反射器16。谐振腔反射器16可以通过半导体晶体的分离产生，或者通过刻蚀过程、优选为等离子体刻蚀过程来产生。每两个对置的泵浦辐射源2通过共同的谐振腔耦合。泵浦辐射源2在横向于其泵浦主辐射方向以及横向于垂直主辐射方向的横向方向上不是等间距地设置。由于泵浦辐射源2在内部区域中彼此具有比在外部区域中更小的间距，所以垂直发射器1在其中央比其周边中被更强地泵浦。通过这种方式，有利地激励了垂直发射器1的横向的基模发射。
在图4B中示出的实施例与图4A中所示的实施例不同在于谐振腔反射器16的实施形式。在这种情况下，针对布置在垂直发射器1的一侧上的四个泵浦辐射源2设置有共同的谐振腔反射器装置17，该谐振腔反射器装置由两个彼此垂直地布置的反射面构成。这样的反射器装置也公开为回向反射器(Retroreflektor)。形成了两个环形激光器结构，其由分别处于内部的泵浦辐射源2以及分别处于外部的泵浦辐射源2形成。将谐振腔反射器实施为回向反射器的优点是，在两个反射面上出现全反射，由此可以省去带有高反射性材料或者介电层堆叠的昂贵的反射器涂层。
在图4C中示出的实施例中，分别设置了两个这种谐振腔反射器装置17，由此各相邻的泵浦辐射源2被耦合为环形激光器。
在图5中示出了根据图4C的半导体激光装置的两个实施形式。当波导13以恒定的横截面一直引导到谐振腔反射器时，泵浦辐射以横向上窄的模式分布通过波导13离开波引导的区域。在这种情况下需要非常准确的反射器对准，以便将从泵浦辐射源2出来的泵浦辐射有效地耦合输入到与其共享共同的谐振腔的另一泵浦辐射源2中。由于波导13在端部反射器装置之前的区域中在其横截面上被改变(这可以通过逐渐变细(图5A)或者扩宽(图5B)来实现)，所以扩展了泵浦辐射的横向的模式分布，并且由此改进了耦合输入效率。该效应由此可以通过如下方式来支持：波导13在共同的谐振腔反射器装置17之前已经终止。
在图6中以俯视图示出了根据本发明的半导体激光装置的另外三个实施形式。在这些实施例中，中央的垂直发射器1被星形布置的泵浦辐射源2光泵浦。通过这种方式，能够将泵浦辐射以高强度的方式引入到垂直发射器1中。此外，该布置由于其近似径向对称的泵浦辐射强度分布而有利于构建垂直发射器1的横向的基模发射。
在图6A中示出的实施例中，每两个对置的泵浦辐射源2形成一共同的激光器结构，其中泵浦辐射源2的背离垂直发射器1的端面构建为谐振腔反射器16。在这种情况中，谐振腔反射器16通过刻蚀过程建立，因为在所需的取向多样性方面，通常没有合适的晶面。
替代每个单个的泵浦辐射源2的单个成型的谐振腔反射器16，可以如图6B中的实施例所示的那样设置一共同的圆形的谐振腔反射器18。该实施形式在工艺技术上可以简单地实现，然而也会出现不希望的环形谐振。
在图6C中所示的实施例中，在泵浦辐射源2之间的中间区域中设置了吸收器结构19，用于防止这种环形谐振。这种吸收器结构例如可以通过刻蚀到半导体激光装置中的V形沟来形成，其表面设置有吸收材料，例如金属。有利的是，在此吸收层通过薄的绝缘层与半导体激光装置电隔离。
借助所描述的实施例对本发明的阐述不能理解为本发明限制于此。更确切地说，本发明也包括与所有其他在实施例中以及其他描述中所提及特征的组合，即使该组合不是权利要求的主题。

Claims (36)

1.一种半导体激光装置，具有：
-光泵浦的表面发射的垂直发射器(1)，该垂直发射器在垂直主辐射方向上发射；以及
-至少一个单片集成的泵浦辐射源(2)，用于垂直发射器(1)的光泵浦，其中泵浦辐射源(2)在横向于垂直主辐射方向走向的泵浦主辐射方向上发射泵浦辐射，
其特征在于，泵浦辐射源(2)的至少一个垂直区段在横向于泵浦主辐射方向和横向于垂直主辐射方向的横向方向上对于泵浦辐射以折射率引导的方式实施。
2.一种半导体激光装置，具有：
-光泵浦的表面发射的垂直发射器(1)，该垂直发射器在垂直主辐射方向上发射；以及
-至少一个单片集成的泵浦辐射源(2)，用于垂直发射器(1)的光泵浦，其中泵浦辐射源(2)在横向于垂直主辐射方向走向的泵浦主辐射方向上发射泵浦辐射，
其特征在于，泵浦辐射源(2)在至少一个垂直区段中在横向于泵浦主辐射方向的横向方向上具有比在另一垂直区段中更小的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的半导体激光装置，其特征在于，垂直区段实施为泵浦主辐射方向上的波导(13)，该区段具有在横向方向上和垂直主辐射方向上受限的横截面。
4.根据权利要求3所述的半导体激光装置，其特征在于，波导(13)的横截面在此是矩形或者梯形地成形的。
5.根据权利要求3或4所述的半导体激光装置，其特征在于，泵浦辐射源(2)具有有源的产生辐射的泵浦辐射层(5)，并且波导(13)在泵浦辐射源(2)的如下区域中实施：该区域在垂直主辐射方向上与泵浦辐射层(5)间隔。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，半导体激光装置在泵浦辐射源(2)的区域中被部分地剥蚀，并且通过被暴露的半导体带形成波导(13)。
7.根据权利要求3至5中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，波导(13)通过带有扩散至其中的掺杂物的半导体材料形成。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，波导(13)在横向方向上具有小于泵浦辐射的10个真空波长的宽度，并且特别是在泵浦辐射的1至6个真空波长之间。
9.根据权利要求3至8中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，波导(13)在垂直主辐射方向上具有泵浦辐射的1/5至4个真空波长之间的延伸。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，波导(13)在泵浦主辐射方向上具有变化的横截面积。
11.根据权利要求3至10中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，在泵浦辐射源(2)上设置有钝化层(7)，该钝化层在波导(13)的区域中被空出。
12.根据权利要求3至11中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，在泵浦辐射源(2)上设置有接触层，该接触层在与泵浦辐射层(5)平行并且与该泵浦辐射层背离的侧上接触波导(13)。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，在工作中，朝着泵浦主辐射方向构建泵浦辐射模式，该泵浦辐射模式在泵浦辐射源(2)内在泵浦辐射层(5)中具有最大强度，该泵浦辐射模式在由垂直主辐射方向和横向方向张开的平面中强度从最大强度开始径向向外降低，其中在波导(13)内的强度小于在波导(13)外可对比的距离处的强度。
14.根据权利要求13所述的半导体激光装置，其特征在于，泵浦辐射层(5)延伸到垂直发射器(1)中，并且泵浦辐射模式在垂直发射器(1)内扩展到垂直发射层中，使得泵浦辐射模式在工作中与垂直发射层(10)交叠。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，垂直发射器(1)具有有源的产生辐射的至少一个垂直发射层(10)，该垂直发射层在垂直主辐射方向上与泵浦辐射层(5)间隔。
16.根据权利要求14或15所述的半导体激光装置，其特征在于，在垂直方向上在泵浦辐射层(5)和所述至少一个垂直发射层(10)之后设置有内部的谐振腔反射器结构。
17.根据权利要求16所述的半导体激光装置，其特征在于，内部的谐振腔反射器结构是布拉格反射器(11)。
18.根据权利要求16或17所述的半导体激光装置，其特征在于，内部的谐振腔反射器结构设置在所述至少一个垂直发射层(10)和衬底之间，并且由所述至少一个垂直发射层(10)所产生的辐射在与衬底对置的侧上被耦合输出。
19.根据权利要求16或17所述的半导体激光装置，其特征在于，内部的谐振腔反射器结构设置在衬底和所述至少一个垂直发射层(10)之后，并且由所述至少一个垂直发射层(10)所产生的辐射通过衬底耦合输出。
20.根据权利要求19所述的半导体激光装置，其特征在于，在衬底中设置有耦合输出窗，用于将所述至少一个垂直发射层(10)所产生的辐射耦合输出。
21.根据权利要求16至20中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，所述至少一个垂直发射层(10)分配有外部反射器，该外部反射器与内部的谐振腔反射器结构一同形成了用于垂直发射器(1)的谐振腔。
22.根据权利要求21所述的半导体激光装置，其特征在于，在谐振腔中设置有射束成形的元件。
23.根据权利要求21或22所述的半导体激光装置，其特征在于，在谐振腔中设置有频率选择性的元件。
24.根据权利要求21至23中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，在谐振腔中设置有频率转换的元件。
25.根据权利要求1至24中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，泵浦辐射源(2)是边发射的激光器。
26.根据权利要求1至25中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，泵浦辐射源(2)具有带至少一个谐振腔反射器(16)的谐振腔。
27.根据权利要求1至26中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，设置在垂直发射器(1)的彼此对置的侧上的两个泵浦辐射源(2)具有共同的谐振腔，并且共同形成了激光器。
28.根据权利要求1至27中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，设置有至少两个彼此平行地设置的泵浦辐射源(2)。
29.根据权利要求28所述的半导体激光装置，其特征在于，两个彼此平行设置的泵浦辐射源(2)具有共同的谐振腔反射器装置(17)，该谐振腔反射器装置包括彼此成直角地设置的两个谐振腔反射器(16)。
30.根据权利要求29所述的半导体激光装置，其特征在于，两个谐振腔反射器(16)设置为，使得泵浦辐射在这些谐振腔反射器上经历全反射。
31.根据权利要求1至27中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，设置有多个围绕垂直发射器(1)星形布置的泵浦辐射源(2)。
32.根据权利要求24至31中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，在泵浦辐射的方向上波导(13)在谐振腔反射器(16)之前终止。
33.根据权利要求26至32中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，波导(13)实施为使得其在泵浦辐射的方向上在谐振腔反射器(16)之前在横向方向上逐渐变细。
34.根据权利要求26至33中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，波导(13)实施为使得其在泵浦辐射方向上在谐振腔反射器(16)之前在横向方向上扩宽。
35.根据权利要求15至34中的任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，所述至少一个垂直发射层(10)和/或泵浦辐射层(5)分别包括至少一个量子层。
36.根据权利要求35所述的半导体激光装置，其特征在于，量子层具有量子槽、量子线、量子点或者这些结构的组合。
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