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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement.
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Im Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem ultravioletten Spektralbereich (UV-Strahlung) bekannt. Diese bekannten Bauelemente weisen eine niedrige Effizienz auf, die insbesondere mit abnehmender Wellenlänge der erzeugten elektromagnetischen Strahlung vom nahen über das mittlere bis ins tiefe UV abnimmt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
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Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen Laserdiodenchip und einen Halbleiterchip. Der Laserdiodenchip ist ausgebildet, Licht mit einer Pumpwellenlänge zu emittieren. Der Halbleiterchip weist eine aktive Zone auf, die ausgebildet ist, Licht der Pumpwellenlänge mittels Zwei-Photonen-Absorption zu absorbieren, und ausgebildet ist, Licht einer Emissionswellenlänge zu emittieren.
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Der lichtemittierende Halbleiterchip dieses optoelektronischen Bauelements wird also über Zwei-Photonen-Absorption optisch gepumpt. Dies hat den Vorteil, dass bei dem lichtemittierenden Halbleiterchip dieses optoelektronischen Bauelements auf ein elektrisches Pumpen verzichtet werden kann. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise, den Halbleiterchip mit geringer optischer Absorption auszubilden, wodurch das optoelektronische Bauelement eine hohe Effizienz aufweisen kann.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements liegt die Emissionswellenlänge im ultravioletten Spektralbereich. Vorteilhafterweise kann das optoelektronische Bauelement dabei eine hohe Effizienz aufweisen, da der Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements so ausgebildet werden kann, dass elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im ultravioletten Spektralbereich in vergleichsweise geringem Maße absorbiert wird.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements liegt die Pumpwellenlänge im sichtbaren Spektralbereich, insbesondere im violetten, blauen oder grünen Spektralbereich. Vorteilhafterweise kann der Laserdiodenchip des optoelektronischen Bauelements dadurch als herkömmlicher Laserdiodenchip ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, das optoelektronische Bauelement kostengünstig und mit hoher Effizienz herzustellen.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist die Pumpwellenlänge größer als die Emissionswellenlänge und höchstens so groß wie das Doppelte der Emissionswellenlänge. Die Zwei-Photonen-Absorption ermöglicht dabei eine Reduzierung der Emissionswellenlänge gegenüber der Pumpwellenlänge.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist die Pumpwellenlänge annähernd gleich dem Doppelten der Emissionswellenlänge. Dies ermöglicht eine Absorption von Licht der Pumpwellenlänge in dem Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements durch resonante Zwei-Photonen-Absorption, wodurch die Rate der Zwei-Photonen-Absorption vorteilhafterweise besonders hoch ausfallen kann und die Stokes-Verluste minimiert werden.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der Halbleiterchip einen die aktive Zone umfassenden Wellenleiter auf. Dabei ist der Laserdiodenchip so angeordnet, dass von dem Laserdiodenchip emittiertes Licht in den Wellenleiter des Halbleiterchips eingekoppelt wird. Der Wellenleiter des Halbleiterchips ermöglicht es, das von dem Laserdiodenchip erzeugte und in den Halbleiterchip eingekoppelte Licht in dem Halbleiterchip in einem engen Raumbereich um die aktive Zone des Halbleiterchips zu sammeln, wodurch sich in der aktiven Zone eine hohe Leistungsdichte ergibt. Dies ermöglicht eine hohe Rate der Zwei-Photonen-Absorption.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist der Wellenleiter des Halbleiterchips kreisscheibenförmig ausgebildet. Dies kann es beispielsweise ermöglichen, in dem Wellenleiter des Halbleiterchips eine Whispering-Gallery-Mode anzuregen.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist der Wellenleiter des Halbleiterchips linear ausgebildet und weist eine Einkoppelfacette auf. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine besonders einfache Einkopplung des durch den Laserdiodenchip des optoelektronischen Bauelements erzeugten Lichts mit der Pumpwellenlänge in den Wellenleiter des Halbleiterchips.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements sind eine Auskoppelfacette eines Wellenleiters des Laserdiodenchips und die Einkoppelfacette des Wellenleiters des Halbleiterchips nicht mehr als 10 µm voneinander beabstandet, bevorzugt nicht mehr als 5 µm, besonders bevorzugt nicht mehr als 2 µm. Vorteilhafterweise wird es dadurch ermöglicht, einen besonders hohen Anteil des durch den Laserdiodenchip des optoelektronischen Bauelements erzeugten Lichts der Pumpwellenlänge in den Halbleiterchip einzukoppeln.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist zwischen einer Auskoppelfacette eines Wellenleiters des Laserdiodenchips und der Einkoppelfacette des Wellenleiters des Halbleiterchips eine Transfer-Optik angeordnet. Vorteilhafterweise wird auch dadurch eine besonders wirksame Einkopplung des durch den Laserdiodenchip erzeugten Lichts der Pumpwellenlänge in den Halbleiterchip ermöglicht.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist die Einkoppelfacette des Wellenleiters des Halbleiterchips einen dielektrischen Spiegel auf. Der Wellenleiter des Halbleiterchips kann dadurch vorteilhafterweise einen Resonator bilden, in dem das durch den Laserdiodenchip erzeugte Licht der Pumpwellenlänge gesammelt wird, um eine besonders hohe Intensität und dadurch eine hohe Rate von Zwei-Photonen-Absorptionen zu erreichen.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist eine der Einkoppelfacette gegenüberliegende Auskoppelfacette des Wellenleiters des Halbleiterchips einen dielektrischen Spiegel auf. Vorteilhafterweise kann der Wellenleiter des Halbleiterchips dadurch einen Resonator für durch den Laserdiodenchip erzeugtes und in den Wellenleiter des Halbleiterchips eingekoppeltes Licht der Pumpwellenlänge bilden, wodurch sich in der aktiven Zone des Halbleiterchips eine besonders hohe Intensität des Lichts der Pumpwellenlänge ergibt, wodurch vorteilhafterweise eine hohe Rate von Zwei-Photonen-Absorptionen erzielbar wird.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist die aktive Zone des Halbleiterchips eine Schichtenfolge mit einer AlGaN-AlN-Heterostruktur auf, die mindestens einen Quantenfilm bildet. Vorteilhafterweise eignet sich die aktive Zone des Halbleiterchips dadurch zur Erzeugung von Licht mit einer Wellenlänge aus dem ultravioletten Spektralbereich.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements bildet die AlGaN-AlN-Heterostruktur eine Mehrzahl von Quantenfilmen. Vorteilhafterweise kann das optoelektronische Bauelement dadurch eine hohe optische Ausgangsleistung aufweisen.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist die Schichtenfolge nominell undotiert. Vorteilhafterweise wird Licht mit einer Wellenlänge aus dem ultravioletten Spektralbereich dadurch in der Schichtenfolge der aktiven Zone des Halbleiterchips des optoelektronischen Bauelements nur in geringem Maße absorbiert, wodurch das optoelektronische Bauelement eine hohe Effizienz aufweisen kann.
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In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der Halbleiterchip keine elektrischen Kontakte auf. Vorteilhafterweise wird dadurch eine durch elektrische Kontakte erzeugte hohe Absorption von Licht mit einer Wellenlänge aus dem ultravioletten Spektralbereich vermieden, wodurch das optoelektronische Bauelement eine hohe Effizienz aufweisen kann.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
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1 eine Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 eine Aufsicht auf das optoelektronische Bauelement der ersten Ausführungsform;
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3 eine geschnittene Seitenansicht einer Schichtenfolge eines Halbleiterchips des optoelektronischen Bauelements;
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4 eine Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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5 eine Aufsicht auf das optoelektronische Bauelement der zweiten Ausführungsform; und
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6 eine Aufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer dritten Ausführungsform.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf das optoelektronische Bauelement 10 der ersten Ausführungsform.
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Das optoelektronische Bauelement 10 dient zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung (Licht). Beispielsweise kann das optoelektronische Bauelement 10 zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem ultravioletten Spektralbereich (UV-Strahlung) vorgesehen sein, insbesondere zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem tiefen ultravioletten Spektralbereich.
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Das optoelektronische Bauelement 10 umfasst einen Laserdiodenchip 100 und einen Halbleiterchip 200. Der Laserdiodenchip 100 ist dazu vorgesehen, Pumplicht 150 mit einer Pumpwellenlänge 155 zu erzeugen. Der Halbleiterchip 200 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Teil des durch den Laserdiodenchip 100 erzeugten Pumplichts 150 mittels Zwei-Photonen-Absorption zu absorbieren und die dabei aufgenommene Energie in Form von sekundärem Licht 250 mit einer Emissionswellenlänge 255 zu emittieren. Der Laserdiodenchip 100 dient damit als optische Pumpquelle für den Halbleiterchip 200.
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Die Pumpwellenlänge 155 des durch den Laserdiodenchip 100 erzeugten Pumplichts 150 ist größer als die Emissionswellenlänge 255 des durch den Halbleiterchip 200 emittierten sekundären Lichts 250. Dies bedeutet, dass der Halbleiterchip 200 Photonen des sekundären Lichts 250 nicht durch Absorption einzelner Photonen des Pumplichts 150 erzeugen kann. Gleichzeitig ist die Pumpwellenlänge 155 des Pumplichts 150 jedoch höchstens so groß wie das Doppelte der Emissionswellenlänge 255 des sekundären Lichts 250. Die Energie zweier simultan absorbierter Photonen des Pumplichts 150 genügt damit zur Erzeugung eines Photons des sekundären Lichts 250. Eine besonders starke Zwei-Photonen-Absorption in dem Halbleiterchip 200 kann sich ergeben, wenn die Pumpwellenlänge 155 des Pumplichts 150 annähernd gleich dem Doppelten der Emissionswellenlänge 255 des sekundären Lichts 250 ist, die Zwei-Photonen-Absorption also resonant erfolgt.
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Die Emissionswellenlänge 255 des sekundären Lichts 250 kann im ultravioletten Spektralbereich liegen, beispielsweise bei 220 nm oder bei 260 nm. Die Pumpwellenlänge 155 des durch den Leuchtdiodenchip 100 erzeugten Pumplichts 150 kann beispielsweise im sichtbaren Spektralbereich liegen, insbesondere beispielsweise im violetten Spektralbereich, im blauen Spektralbereich oder im grünen Spektralbereich. Beispielsweise kann die Pumpwellenlänge 155 des Pumplichts 150 bei 440 nm, bei 450 nm oder bei 520 nm liegen. Falls die Pumpwellenlänge 155 bei 440 nm und die Emissionswellenlänge 255 bei 220 nm liegt, entspricht die Pumpwellenlänge 155 dem Doppelten der Emissionswellenlänge 255. Dies gilt auch für eine Kombination der Pumpwellenlänge 155 von 520 nm mit einer Emissionswellenlänge 255 von 260 nm.
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Der Laserdiodenchip 100 kann als herkömmlicher Halbleiter-Laserdiodenchip mit einer integrierten Laserdiode ausgebildet sein. Bei dem in 1 und 2 gezeigten Beispiel des optoelektronischen Bauelements 10 der ersten Ausführungsform ist der Laserdiodenchip 100 als kantenemittierender Laserdiodenchip ausgebildet. Der Laserdiodenchip 100 könnte aber beispielsweise auch als vertikal emittierender Laserdiodenchip ausgebildet sein.
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Im in 1 und 2 gezeigten Beispiel des optoelektronischen Bauelements 10 gemäß der ersten Ausführungsform weist der Laserdiodenchip 100 an seiner Oberseite einen Wellenleiter 110 auf, der beispielsweise mittels eines Ätzprozesses erzeugt sein kann. In zur Längsrichtung des Wellenleiters 110 senkrechte Richtung kann der Wellenleiter 110 beispielsweise eine Breite von 1 µm oder von 10 µm aufweisen.
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Der Laserdiodenchip 100 weist eine Spiegelfacette 120 und eine der Spiegelfacette 120 gegenüberliegende Auskoppelfacette 130 auf. An der Auskoppelfacette 130 wird das durch den Laserdiodenchip 100 erzeugte Pumplicht 150 in zur Auskoppelfacette 130 im Wesentlichen senkrechte Richtung abgestrahlt.
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Der Laserdiodenchip 100 kann beispielsweise als Single-Mode-Laser mit einer Laserleistung von beispielsweise 300 mW oder als Multi-Mode-Laser mit einer Laserleistung von beispielsweise 3 W ausgebildet sein.
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Der Halbleiterchip 200 weist eine epitaktisch gewachsene Halbleiter-Heterostruktur mit einer aktiven Zone 300 auf. Die Zwei-Photonen-Absorption des Pumplichts 150 und die Emission des sekundären Lichts 250 erfolgen in der aktiven Zone 300 des Halbleiterchips 200. 3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht einer die aktive Zone 300 umfassenden Schichtenfolge 310 der Halbleiter-Heterostruktur des Halbleiterchips 200.
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Die Halbleiter-Heterostruktur des Halbleiterchips 200 kann beispielsweise auf dem AlGaN-AlN-Materialsystem basieren. Es sind jedoch auch andere Materialsysteme möglich, insbesondere in dem Fall, dass die Emissionswellenlänge 255 des durch den Halbleiterchip 200 erzeugten sekundären Lichts 250 nicht im ultravioletten Spektralbereich, sondern in einem anderen Spektralbereich liegen soll.
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Die Schichtenfolge 310 der Heterostruktur des Halbleiterchips 200 ist epitaktisch auf ein Substrat 320 aufgewachsen. Das Substrat 320 kann beispielsweise ein AlN-Substrat sein.
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An der Oberseite des Substrats 320 ist eine Anwachsschicht 330 angeordnet, die beispielsweise AlN oder AlGaN aufweisen kann.
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Über der Anwachsschicht 330 folgen ein oder mehrere durch Barrierenschichten 340 getrennte Quantenfilme 350. Die Quantenfilme 350 können beispielsweise durch AlGaN-Schichten gebildet sein. Die Barrierenschichten 340 können beispielsweise AlN oder AlGaN aufweisen. Der eine oder die mehreren Quantenfilme 350 bilden die aktive Zone 300 der Halbleiter-Heterostruktur des Halbleiterchips 200.
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Die aktive Zone 300 der Halbleiter-Heterostruktur des Halbleiterchips 200 wird durch eine Deckschicht 360 abgeschlossen, die beispielsweise AlN aufweisen kann.
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Die Schichtenfolge 310 der Halbleiter-Heterostruktur des Halbleiterchips 200 kann zusätzlich zu den in 3 gezeigten Schichten weitere Schichten umfassen.
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Alle Schichten der Schichtenfolge 310 des Halbleiterchips 200 sind nominell undotiert, weisen also weder eine p- noch eine n-Dotierung auf. Dies ist dadurch ermöglicht, dass der Halbleiterchip 200 nicht elektrisch betrieben wird, zur Erzeugung des sekundären Lichts 250 also nicht elektrisch gepumpt wird. Der Verzicht auf eine Dotierung bietet den Vorteil, dass eine durch eine Dotierung erhöhte Absorption des sekundären Lichts 250 vermieden wird.
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Der Halbleiterchip 200 weist keine elektrischen Kontakte auf. Dies ist ebenfalls dadurch ermöglicht, dass der Halbleiterchip 200 nicht elektrisch betrieben wird, zur Erzeugung des sekundären Lichts 250 also nicht elektrisch gepumpt wird. Der Verzicht auf elektrische Kontakte bietet den Vorteil, dass eine Absorption von sekundärem Licht 250 in zur Erzeugung elektrischer Kontakte erforderlichen Kontaktschichten vermieden wird.
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Der Halbleiterchip 200 des optoelektronischen Bauelements 10 weist, wie in 1 und 2 schematisch dargestellt, einen Wellenleiter 210 auf. Der Wellenleiter 210 wird in Wachstumsrichtung der Schichtenfolge 310 des Halbleiterchips 200 durch Mantelschichten der Schichtenfolge 310 gebildet. In laterale, zur Wachstumsrichtung der Schichtenfolge 310 des Halbleiterchips 200 senkrechte Richtung kann der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 beispielsweise eine geätzte Balkenstruktur (Ridge) aufweisen. Der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 des optoelektronischen Bauelements 10 umfasst die aktive Zone 300 der Schichtenfolge 310. Der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 kann beispielsweise eine Querschnittsfläche von 1 µm2 oder von 10 µm2 aufweisen.
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Der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 des optoelektronischen Bauelements 10 der ersten Ausführungsform ist linear ausgebildet und weist eine Einkoppelfacette 220 und eine der Einkoppelfacette 220 gegenüberliegende Auskoppelfacette 230 auf. An der Einkoppelfacette 220 kann das von dem Laserdiodenchip 100 erzeugte Pumplicht 150 der Pumpwellenlänge 155 in den Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 eingekoppelt werden. Der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 ist dazu ausgebildet, das an der Einkoppelfacette 220 eingekoppelte Pumplicht 150 in dem Wellenleiter 210 zu führen.
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Eine besonders hohe Intensität des Pumplichts 150 in dem Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 kann dadurch erreicht werden, dass der Wellenleiter 210 als Resonator ausgebildet wird. Hierzu können die Einkoppelfacette 220 einen ersten dielektrischen Spiegel 225 und die Auskoppelfacette 230 einen zweiten dielektrischen Spiegel 235 aufweisen. Die dielektrischen Spiegel 225, 235 können dichroitisch ausgebildet sein, das Pumplicht 150 der Pumpwellenlänge 155 und das sekundäre Licht 250 der Emissionswellenlänge 255 also unterschiedlich stark reflektieren. Die dielektrischen Spiegel 225, 235 können in diesem Fall dazu ausgebildet sein, das in dem Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 geführte Pumplicht 150 der Pumpwellenlänge 155 zu reflektieren. Um eine Einkopplung des Pumplichts 150 in den Wellenleiter 210 an der Einkoppelfacette 220 zu ermöglichen, kann der an der Einkoppelfacette 220 angeordnete erste dielektrische Spiegel 225 lediglich teilreflektierend für das Pumplicht 150 der Pumpwellenlänge 155 ausgebildet sein oder eine Antireflexbeschichtung für das Pumplicht 150 der Pumpwellenlänge 155 bilden. Es ist dagegen zweckmäßig, dass der an der Auskoppelfacette 230 angeordnete zweite dielektrische Spiegel 235 hochreflektierend für das Pumplicht 150 der Pumpwellenlänge 155 ausgebildet ist. Für das sekundäre Licht 250 der Emissionswellenlänge 255 kann der zweite dielektrische Spiegel 235 eine Antireflexbeschichtung bilden. Es könnte auch entweder nur der ersten dielektrische Spiegel 225 oder nur der zweite dielektrische Spiegel 235 vorhanden sein.
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Um eine Einkopplung des durch den Laserdiodenchips 100 erzeugten und an der Auskoppelfacette 130 des Laserdiodenchips 100 abgestrahlten Pumplichts 150 in den Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 zu ermöglichen, sind der Laserdiodenchip 100 und der Halbleiterchip 200 des optoelektronischen Bauelements 10 derart angeordnet, dass der Wellenleiter 110 des Laserdiodenchips 100 und der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 parallel zueinander hintereinander angeordnet sind und die Einkoppelfacette 220 des Wellenleiters 210 des Halbleiterchips 200 der Auskoppelfacette 130 des Wellenleiters 110 des Laserdiodenchips 100 zugewandt ist. Diese Anordnung des Laserdiodenchips 100 und des Halbleiterchips 200 des optoelektronischen Bauelements 10 kann als Bud-Coupling-Anordnung bezeichnet werden.
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Es ist zweckmäßig, dass die Auskoppelfacette 130 des Laserdiodenchips 100 und die Einkoppelfacette 220 des Halbleiterchips 200 einen sehr geringen Abstand 400 voneinander aufweisen. Der Abstand 400 kann beispielsweise weniger als 10 µm betragen, insbesondere beispielsweise weniger als 5 µm, insbesondere beispielsweise weniger als 2 µm. Beispielsweise können die Auskoppelfacette 130 des Laserdiodenchips 100 und die Einkoppelfacette 220 des Halbleiterchips 200 einen Abstand 400 von etwa 1 µm aufweisen.
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In den Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 eingekoppeltes Pumplicht 150 der Pumpwellenlänge 155 wird in den Quantenfilmen 350 der aktiven Zone 300 des Halbleiterchips 200 mittels Zwei-Photonen-Absorption absorbiert. Die dabei aufgenommene Energie wird durch Emission des sekundären Lichts 250 der Emissionswellenlänge 255 abgegeben. Das in der aktiven Zone 300 des Halbleiterchips 200 erzeugte sekundäre Licht 250 kann beispielsweise an der Auskoppelfacette 230 des Halbleiterchips 200 abgestrahlt werden. Das sekundäre Licht 250 kann allerdings auch in andere Richtung abgestrahlt werden, beispielsweise in zur Wachstumsrichtung der Schichtenfolge 310 des Halbleiterchips 200 parallele Richtung an der Oberseite des Halbleiterchips 200. Der Halbleiterchip 200 kann zusätzlich in 1 und 2 nicht dargestellte Auskoppelstrukturen aufweisen, die eine wellenlängenselektive, an die Emissionswellenlänge 255 des sekundären Lichts 250 angepasste Auskopplung des sekundären Lichts 250 aus dem Halbleiterchip 200 ermöglichen.
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf eine Oberseite des optoelektronischen Bauelements 20 der zweiten Ausführungsform. Das optoelektronische Bauelement 20 der zweiten Ausführungsform weist große Übereinstimmungen mit dem optoelektronischen Bauelement 10 der ersten Ausführungsform auf. Entsprechende Komponenten sind in 4 und 5 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 und 2. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zwischen dem optoelektronischen Bauelement 20 der zweiten Ausführungsform und dem optoelektronischen Bauelement 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
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Das optoelektronische Bauelement 20 unterscheidet sich von dem optoelektronischen Bauelement 10 dadurch, dass der Abstand 400 zwischen der Auskoppelfacette 130 des Laserdiodenchips 100 und der Einkoppelfacette 220 des Halbleiterchips 200 bei dem optoelektronischen Bauelement 20 größer ist als bei dem optoelektronischen Bauelement 10. Dafür befindet sich bei dem optoelektronischen Bauelement 20 zwischen der Auskoppelfacette 130 des Laserdiodenchips 100 und der Einkoppelfacette 220 des Halbleiterchips 200 eine optische Linse 410. Die optische Linse 410 dient dazu, das an der Auskoppelfacette 130 des Laserdiodenchips 100 abgestrahlte Pumplicht 150 auf die Einkoppelfacette 220 des Halbleiterchips 200 zu bündeln.
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Anstelle der optischen Linse 410 könnte bei dem optoelektronischen Bauelement 20 der zweiten Ausführungsform auch eine optisch abbildende Anordnung oder eine andere Transfer-Optik vorgesehen sein, die zusätzliche oder andere optische Elemente aufweist, beispielsweise einen oder mehrere Spiegel, einen oder mehrere Lichtleiter und/oder eine oder mehrere optische Linsen.
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6 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement 30 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das optoelektronische Bauelement 30 weist große Übereinstimmungen mit dem in 1 und 2 gezeigten optoelektronischen Bauelement 10 der ersten Ausführungsform auf. Einander entsprechende Komponenten sind in 6 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 und 2. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zwischen dem optoelektronischen Bauelement 30 und dem optoelektronischen Bauelement 10 beschrieben.
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Bei dem dritten optoelektronischen Bauelement 30 ist der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 nicht linear ausgebildet. Stattdessen ist der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 kreisscheibenförmig ausgebildet und ermöglicht eine Anregung von Whispering-Gallery-Moden.
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Anstelle der Kreisscheibenform könnte der Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 des optoelektronischen Bauelements 30 auch eine andere zweidimensionale Gestalt aufweisen. Auch bei dem optoelektronischen Bauelement 30 könnte, wie bei dem optoelektronischen Bauelement 20 der zweiten Ausführungsform, zwischen der Auskoppelfacette 130 des Laserdiodenchips 100 und dem Wellenleiter 210 des Halbleiterchips 200 eine optische Linse 410 angeordnet werden.
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Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- optoelektronisches Bauelement
- 20
- optoelektronisches Bauelement
- 30
- optoelektronisches Bauelement
- 100
- Laserdiodenchip
- 110
- Wellenleiter
- 120
- Spiegelfacette
- 130
- Auskoppelfacette
- 150
- Pumplicht
- 155
- Pumpwellenlänge
- 200
- Halbleiterchip
- 210
- Wellenleiter
- 220
- Einkoppelfacette
- 225
- erster dielektrischer Spiegel
- 230
- Auskoppelfacette
- 235
- zweiter dielektrischer Spiegel
- 250
- sekundäres Licht
- 255
- Emissionswellenlänge
- 300
- aktive Zone
- 310
- Schichtenfolge
- 320
- Substrat
- 330
- Anwachsschicht
- 340
- Barrierenschicht
- 350
- Quantenfilm
- 360
- Deckschicht
- 400
- Abstand
- 410
- optische Linse
