DE102017111938B4 - Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode - Google Patents

Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode Download PDF

Info

Publication number
DE102017111938B4
DE102017111938B4 DE102017111938.8A DE102017111938A DE102017111938B4 DE 102017111938 B4 DE102017111938 B4 DE 102017111938B4 DE 102017111938 A DE102017111938 A DE 102017111938A DE 102017111938 B4 DE102017111938 B4 DE 102017111938B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resonator
laser diode
semiconductor laser
light
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102017111938.8A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017111938A1 (de
Inventor
Bernhard Stojetz
Christoph Eichler
Alfred Lell
Sven Gerhard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE102017111938.8A priority Critical patent/DE102017111938B4/de
Priority to US16/608,552 priority patent/US11581702B2/en
Priority to PCT/EP2018/062903 priority patent/WO2018219667A1/de
Publication of DE102017111938A1 publication Critical patent/DE102017111938A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017111938B4 publication Critical patent/DE102017111938B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/041—Optical pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/0632—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/0632—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film
    • H01S3/0637—Integrated lateral waveguide, e.g. the active waveguide is integrated on a substrate made by Si on insulator technology (Si/SiO2)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1021—Coupled cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
    • H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • H01S5/4043—Edge-emitting structures with vertically stacked active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/0045—Devices characterised by their operation the devices being superluminescent diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H01S2301/176—Specific passivation layers on surfaces other than the emission facet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094084—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light with pump light recycling, i.e. with reinjection of the unused pump light, e.g. by reflectors or circulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1618—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth ytterbium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/162—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal
    • H01S3/1623—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal chromium, e.g. Alexandrite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/162—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal
    • H01S3/1625—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal titanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/1631—Solid materials characterised by a crystal matrix aluminate
    • H01S3/1636—Al2O3 (Sapphire)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
    • H01S3/1643—YAG
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/1671—Solid materials characterised by a crystal matrix vanadate, niobate, tantalate
    • H01S3/1673—YVO4 [YVO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/021—Silicon based substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0213—Sapphire, quartz or diamond based substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0215—Bonding to the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0217—Removal of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/0234—Up-side down mountings, e.g. Flip-chip, epi-side down mountings or junction down mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0287—Facet reflectivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/341—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires
    • H01S5/3412—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires quantum box or quantum dash
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Halbleiterlaserdiode (100), aufweisend einen ersten Resonator (1) und einen zweiten Resonator (2), die parallele Resonatorrichtungen entlang einer longitudinalen Richtung (93) aufweisen und die monolithisch in die Halbleiterlaserdiode (100) integriert sind, wobei- der erste Resonator (1) zumindest einen Teil einer Halbleiterschichtenfolge (12) mit einer aktiven Schicht (13) und einem aktiven Bereich (15) aufweist, der im Betrieb der Halbleiterlaserdiode (100) zur Erzeugung eines ersten Lichts (19) elektrisch gepumpt werden kann,- die longitudinale Richtung (93) parallel zu einer Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht (13) ist,- der zweite Resonator (2) einen aktiven Bereich (25) mit einem laseraktiven Material (21) aufweist, das im Betrieb der Halbleiterlaserdiode (100) zur Erzeugung eines aus dem zweiten Resonator (2) teilweise nach außen abgestrahlten zweiten Lichts (29) durch zumindest einen Teil des ersten Lichts (19) optisch gepumpt werden kann,- der erste und zweite Resonator (1, 2) durch eine zumindest teilweise transparente Verbindungsschicht (7) optisch und mechanisch miteinander gekoppelt sind, und- die Verbindungsschicht (7) zumindest teilweise ein transparentes leitendes Oxid und/oder eine strukturierte Metallschicht aufweist und/oder dichroitisch ist.

Description

  • Es wird eine Halbleiterlaserdiode angegeben.
  • Halbleiterlaserdioden sind beispielsweise in den folgenden Druckschriften beschrieben: DE 10 2007 058 952 A1 , US 7,826,511 B1 , US 2003/0026312 A1 , US 2011/0249695 A1 , und US 2016/0322782 A1 ,
  • In vielen Anwendungen wie beispielsweise Projektionsanwendungen werden Laserdioden benötigt, die eine ausreichend hohe Ausgangsleistung und gleichzeitig eine möglichst strom- beziehungsweise leistungsunabhängige Strahlqualität aufweisen, um eine Fokussierung der Laserstrahlung mit einer hohen Effizienz erreichen zu können. Zum Erreichen hoher optischer Ausgangsleistungen werden üblicherweise breite Laserresonatorstrukturen verwendet, bei denen es häufig zu inhomogenen Modenverteilungen, sogenannten Filamentierungen, kommt, die einerseits zu einer Verschlechterung der Strahlqualität führen, insbesondere im Fernfeld, und andererseits inhomogene Intensitätsverteilungen, sogenannte „hot spots“, auf der Laserfacette und damit Beeinträchtigungen der Facettenstabilität zur Folge haben. Damit ist eine erhöhte Gefahr eines Facettenschadens verbunden. Daher sind Laserdioden, die hohen Anforderungen bezüglich der Strahlqualität genügen müssen, in ihrer optischen Leistung begrenzt. Umgekehrt weisen Laserdioden mit hoher optischer Leistung aus den vorab genannten Gründen im Allgemeinen nur eine unzureichende Strahlqualität auf.
  • Weiterhin können bei indexgeführten und gewinngeführten Laserstrukturen im Zuge von Prozessschwankungen Inhomogenitäten in der horizontalen Wellenführung entlang des Resonators auftreten, wodurch Licht aus dem Resonator gelangt. Dieses Streulicht breitet sich im Laserdiodenchip seitlich des aktiven Bereichs aus und interferiert nach einer Auskopplung über die Facette des Laserchips mit dem Licht der im aktiven Bereich geführten Mode, was zu Störungen im horizontalen Fernfeld führt.
  • Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Halbleiterlaserdiode anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine Halbleiterlaserdiode zumindest einen ersten Resonator und zumindest einen zweiten Resonator auf. Jeder der Resonatoren weist ein laseraktives Material auf, also ein Material, das sich zur Erzeugung von Laserlicht durch stimulierte Emission eignet. Die Anregung des laseraktiven Materials jedes der Resonatoren kann elektrisch oder optisch erfolgen. Das laseraktive Material jedes der Resonatoren ist zwischen jeweiligen Resonatorspiegeln angeordnet. Die jeweilige Anordnung der Resonatorspiegel mit dem laseraktiven Material dazwischen bestimmt die Resonatorrichtung jedes der Resonatoren. Die Resonatoren können jeweils eigene Resonatorspiegel aufweisen oder auch einen oder beide Resonatorspiegel gemeinsam haben. Weiterhin sind die Resonatorrichtungen der Resonatoren parallel zueinander und verlaufen entlang einer longitudinalen Richtung der Halbleiterlaserdiode. Die Resonatoren sind optisch miteinander gekoppelt, so dass Licht zumindest aus einem der Resonatoren in einen anderen de Resonatoren eingekoppelt werden kann und dort das laseraktive Material wiederum zur Erzeugung von Licht anregen kann.
  • Weiterhin sind der zumindest eine erste Resonator und der zumindest eine zweite Resonator monolithisch in die Halbleiterlaserdiode integriert. Mit anderen Worten bilden die Resonatoren integrale Bestandteile der Halbleiterlaserdiode, die dauerhaft miteinander verbunden sind. Eine solche monolithische Integration kann beispielsweise durch einen Aufwachsprozess und/oder durch einen Implantationsprozess und/oder durch einen Verbindungsprozess wie etwa Waferbonding erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest einer der Resonatoren ein Halbleitermaterial als laseraktives Material auf. Insbesondere kann der erste Resonator eine Halbleiterschichtenfolge oder zumindest einen Teil davon mit einer aktiven Schicht und einem aktiven Bereich aufweisen oder daraus sein, wobei der aktive Bereich im Betrieb der Halbleiterlaserdiode zur Erzeugung eines ersten Lichts elektrisch gepumpt werden kann. Der aktive Bereich kann insbesondere denjenigen Bereich bezeichnen, in dem im Betrieb die Ausbildung einer oder mehrerer Lasermoden erfolgt. Die longitudinale Richtung, entlang derer die Resonatorrichtungen verlaufen, kann insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht sein. Der erste Resonator kann somit eine kantenemittierende Laserdiodenstruktur aufweisen oder ein Teil einer solchen sein. Der erste Resonator kann alternativ zum Betrieb als Laser auch unterhalb der Laserschwelle betrieben werden. In diesem Fall kann der erste Resonator eine sogenannte Superlumineszenz-Diode (SLED) bilden beziehungsweise als solche betrieben werden. Die Anordnungsrichtung der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge aufeinander kann hier und im Folgenden als vertikale Richtung oder Aufwachsrichtung bezeichnet werden. Die zur longitudinalen und vertikalen Richtung senkrecht stehende Richtung kann als laterale Richtung bezeichnet werden, wobei die laterale und die longitudinale Richtung eine horizontale Ebene aufspannen. Die Haupterstreckungsebenen der Schichten der Halbleiterschichtenfolge, also insbesondere auch der aktiven Schicht, sind somit parallel zur longitudinalen und lateralen Richtung und damit horizontale Ebenen.
  • Die Halbleiterschichtenfolge kann insbesondere als Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge, ausgeführt sein. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InAlGaN ausgeführt sein. Unter InAlGaN-basierte Halbleiterschichtenfolgen fallen insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge in der Regel eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa1-x-yN mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist. Insbesondere kann die aktive Schicht auf einem solchen Material basieren. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis auf InAlGaN aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung in einem ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich emittieren.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge auch auf InAlGaP basieren, das heißt, dass die Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche Einzelschichten aufweisen kann, wovon mindestens eine Einzelschicht, beispielsweise die aktive Schicht, ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa1-x-yP mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InAlGaP aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einem grünen bis roten Wellenlängenbereich emittieren.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge auch andere III-V-Verbindungshalbleitermaterialsysteme, beispielsweise ein InAlGaAs-basiertes Material, oder II-VI-Verbindungshalbleitermaterialsysteme aufweisen. Insbesondere kann eine aktive Schicht, die ein InAlGaAs-basiertes Material aufweist, geeignet sein, elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einem roten bis infraroten Wellenlängenbereich zu emittieren. Ein II-VI-Verbindungshalbleitermaterial kann wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe, wie beispielsweise Be, Mg, Ca, Sr, und ein Element aus der sechsten Hauptgruppe, wie beispielsweise O, S, Se, aufweisen. Beispielsweise gehören zu den II-VI-Verbindungshalbleitermaterialien ZnSe, ZnTe, ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS und MgBeO.
  • Die aktive Schicht des ersten Resonators und insbesondere die Halbleiterschichtenfolge mit der aktiven Schicht können auf einem Substrat aufgebracht sein. Beispielsweise kann das Substrat als Aufwachssubstrat ausgebildet sein, auf dem die Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen wird. Die aktive Schicht und insbesondere die Halbleiterschichtenfolge mit der aktiven Schicht können mittels eines Epitaxieverfahrens, beispielsweise mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) oder Molekularstrahlepitaxie (MBE), hergestellt werden. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Halbleiterschichtenfolge auf dem Aufwachssubstrat aufgewachsen wird. Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge mit elektrischen Kontakten in Form von Elektrodenschichten versehen sein, so dass der erste Resonator elektrisch gepumpt werden kann. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass das Aufwachssubstrat nach dem Aufwachsprozess entfernt wird. Hierbei kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise auch nach dem Aufwachsen auf ein als Trägersubstrat ausgebildetes Substrat übertragen werden. Das Substrat kann ein Halbleitermaterial, beispielsweise ein oben genanntes Verbindungshalbleitermaterialsystem, oder ein anderes Material umfassen. Insbesondere kann das Substrat Saphir, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si, Ge und/oder ein Keramikmaterial wie beispielsweise Si3N4 oder AlN umfassen oder aus einem solchen Material sein. Weiterhin kann das Substrat beispielsweise auch YAG (Yttrium-Aluminium-Granat) und/oder Yttrium-Vanadat (YVO4), die auch dotiert sein können, aufweisen oder daraus sein.
  • Die aktive Schicht des ersten Resonators kann beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW-Struktur) zur Lichterzeugung aufweisen. Die Halbleiterschichtenfolge kann zusätzlich zur aktiven Schicht des ersten Resonators weitere funktionale Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder Löchertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement-, Cladding- oder Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektrodenschichten sowie Kombinationen daraus. Darüber hinaus können zusätzliche Schichten, etwa Pufferschichten, Barriereschichten und/oder Schutzschichten, auch senkrecht zur Aufwachsrichtung der Halbleiterschichtenfolge beispielsweise um die Halbleiterschichtenfolge herum angeordnet sein, also etwa auf den Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Halbleiterschichtenfolge und damit der erste Resonator zumindest eine Stegwellenleiterstruktur auf. Weist die Halbleiterlaserdiode ein Substrat auf, auf dem die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist, ist die Stegwellenleiterstruktur in einer dem Substrat gegenüberliegenden Oberseite der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet. Auch wenn die Halbleiterlaserdiode kein Substrat aufweist, wird hier und im Folgenden die Seite mit der Stegwellenleiterstruktur als Oberseite bezeichnet. Die Stegwellenleiterstruktur kann insbesondere durch einen stegförmigen, sich in longitudinaler Richtung erstreckenden erhöhten Bereich der Halbleiterschichtenfolge gebildet werden. Mit anderen Worten ragt der stegförmige Bereich in vertikaler Richtung über die angrenzenden Oberflächenbereiche hinaus und verläuft in longitudinaler Richtung. Die die Stegwellenleiterstruktur in lateraler Richtung begrenzenden Seitenflächen können insbesondere mit den angrenzenden Oberflächenbereichen der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge ein Stufenprofil bilden. Die Begriffe „stegförmiger Bereich“, „Steg“ und „Stegwellenleiterstruktur“ können im Folgenden synonym verwendet sein. Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge auch eine Mehrzahl lateral nebeneinander und voneinander beabstandet angeordnete, sich jeweils in longitudinaler Richtung erstreckende stegförmige Bereiche aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Resonator einen aktiven Bereich mit einem laseraktiven Material auf, das im Betrieb der Halbleiterlaserdiode durch zumindest einen Teil des ersten Lichts optisch gepumpt werden kann. Hierdurch kann der zweite Resonator zur Erzeugung eines aus dem zweiten Resonator teilweise nach außen abgestrahlten zweiten Lichts angeregt werden. Das erste Licht des ersten Resonators bildet somit ein Pumplicht zum optischen Pumpen des zweiten Resonators. Hierzu wird im Betrieb der Halbleiterlaserdiode erstes Licht aus dem ersten Resonator ausgekoppelt und in den zweiten Resonator eingekoppelt. Zusammengefasst bildet der erste Resonator also eine elektrisch gepumpte Pumpstrahlquelle, die den zweiten Resonator optisch pumpt, der somit eine optisch gepumpte Strahlquelle bildet. Das zweite Licht, das teilweise nach außen abgestrahlt wird, bildet die von der Halbleiterlaserdiode abgestrahlte Laserstrahlung. Die longitudinale Richtung kann besonders bevorzugt die Abstrahlrichtung des zweiten Lichts und damit des von der Halbleiterlaserdiode im Betrieb nach außen abgestrahlten Laserlichts sein.
  • Insbesondere kann die Halbleiterlaserdiode so ausgebildet sein, dass ausschließlich zweites Licht abgestrahlt wird, während erstes Licht in der Halbleiterlaserdiode „eingeschlossen“ bleibt. Hierzu kann der erste Resonator entlang seiner Resonatorrichtung beidseitig vollständig für das erste Licht verspiegelt sein. Vollständig verspiegelt kann hierbei bedeuten, dass weniger als 10% oder weniger als 5% oder weniger als 1% oder weniger als 0,5% oder weniger als 0,1% oder besonders bevorzugt 0% des ersten Lichts entlang der Resonatorrichtung aus dem ersten Resonator austritt. Die Halbleiterlaserdiode kann für den ersten und zweiten Resonator gemeinsame Spiegelschichten aufweisen, also Spiegelschichten, die eine geeignete Reflektivität sowohl für das erste wie auch das zweite Licht aufweisen. Weiterhin kann die Halbleiterlaserdiode auch unterschiedliche Spiegelschichten für den ersten und zweiten Resonator aufweisen, die unabhängig voneinander für die jeweilige gewünschte Funktionalität optimiert sind. Diese können auch erst nach der Integration der Resonatoren aufgebracht werden, beispielsweise durch Schattenmasken und/oder durch schräges Aufdampfen aus verschiedenen Richtungen.
  • Der zweite Resonator, der insbesondere so ausgebildet sein kann, dass er ausschließlich optisch und nicht elektrisch gepumpt werden kann, bildet durch den beschriebenen indirekten Betrieb über das optische Pumpen mittels des ersten Resonators ein Element, das zur Verbesserung der Strahlqualität im Vergleich zu einer rein elektrisch gepumpten Laserdiode führt, da sich Effekte, die sich bei elektrisch gepumpten Strahlquellen auf die Strahlqualität der elektrisch gepumpten Laserstrahlung auswirken können, in geringerem Maße und besonders bevorzugt gar nicht auf die Strahlqualität der optisch gepumpten Strahlquelle auswirken.
  • Insofern kann der zweite Resonator auch als strahlformendes Element der Halbleiterlaserdiode bezeichnet werden.
  • Im Vergleich zur hier beschriebenen Halbleiterlaserdiode benötigen beispielsweise diodengepumpte Festkörperlaser vergleichsweise viel Platz, da die einzelnen Komponenten als diskrete Bauelemente hintereinander beziehungsweise nebeneinander angeordnet werden müssen. Zudem sind weitere optische Komponenten nötig, um den Pumplaserstrahl auf einen Festkörperlaserkristall abzubilden, einen Resonator für den Festkörperlaserstrahl aufzubauen sowie den Festkörperlaserstrahl auszukoppeln. Die technische Umsetzung dieser Erfordernisse erfolgt durch eine aufwändige Kombination von zueinander justierten Einzelkomponenten. Wegen des hohen Platzbedarfs und der aufwändigen und kostenintensiven Montage ist dieser Lösungsansatz für viele Anwendungen ungeeignet.
  • Bei der hier angegebenen Halbleiterlaserdiode sind hingegen die Pumpstrahlquelle in Form des ersten Resonators und das Strahlformungselement in Form des zweiten Resonators wie oben beschrieben monolithisch integriert. Aufgrund der Tatsache, dass der zweite Resonator ein in die Diode integriertes Element bildet, wird mit Vorteil beispielsweise im Vergleich zu diodengepumpten Festkörperlasern eine sehr kompakte Bauform möglich. Gleichzeitig kann eine hohe Strahlqualität erreicht werden. Durch die bevorzugte beidseitige Vollverspiegelung des ersten Resonators kann die Laserschwelle der Pumpstrahlquelle, also des ersten Resonators, stark abgesenkt werden. Weiterhin kann hierdurch eine unerwünschte Emission der Pumpstrahlung unterdrückt werden und gleichzeitig eine erhöhte Einkopplung der Pumpstrahlung in den zweiten Resonator erfolgen. Wie weiter oben beschrieben kann es auch möglich sein, den ersten Resonator als Superlumineszenz-Diode und somit unterhalb der Laserschwelle des ersten Resonators zu betreiben.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Resonator und der zweite Resonator in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung stehenden Richtung versetzt zueinander angeordnet. Die Resonatoren sind somit in einer lateralen Richtung und/oder in einer vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet. Definiert man für jede der Resonatoren eine Resonatorachse entlang der Resonatorrichtung, die in Bezug auf die erzeugten Moden beispielsweise eine Symmetrieachse oder Schwerpunktslinie sein kann, so sind die Resonatorachsen des ersten und zweiten Resonators in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung stehenden Richtung versetzt zueinander angeordnet. Das bedeutet insbesondere, dass, würde zusätzlich zum zweiten Licht im Betrieb der Halbleiterlaserdiode auch erstes Licht nach außen abgestrahlt, das erste Licht und das zweite Licht seitlich zueinander versetzt aus der Halbleiterlaserdiode austreten würden. Weist die Halbleiterlaserdiode wie weiter unten beschrieben mehrere erste und/oder mehrere zweite Resonatoren, so sind insbesondere alle Resonator der Halbleiterlaserdiode jeweils paarweise zueinander in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung stehenden Richtung versetzt zueinander angeordnet.
  • Um im Betrieb der Halbleiterlaserdiode eine effektive Einkopplung von erstem Licht in den zweiten Resonator zu erreichen, ist es erforderlich, dass optische Moden im ersten Resonator und zweiten Resonator in einer zur longitudinalen Richtung senkrecht stehenden Richtung überlappen. Besonders bevorzugt wird im Betrieb der Halbleiterlaserdiode ein Anteil von größer oder gleich 10% und kleiner oder gleich 99% der Leistung des ersten Lichts in den zweiten Resonator eingekoppelt. Zwischen den laseraktiven Materialien des ersten und zweiten Resonators können daher räumlich zumindest teilweise Materialien angeordnet sein, die für das erste Licht zumindest teilweise durchlässig sind. Der erste und zweite Resonator sind durch eine zumindest teilweise transparente Verbindungsschicht optisch und mechanisch miteinander gekoppelt sein. Ist die Halbleiterlaserdiode so ausgebildet, dass im Betrieb Strom zum Betrieb des ersten Resonators durch den zweiten Resonator fließt, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Verbindungsschicht elektrisch leitend ist. Die die Verbindungsschicht weist zumindest teilweise ein transparentes leitendes Oxid und/oder eine strukturierte Metallschicht auf und/oder ist dichroitisch. Insbesondere kann die Verbindungsschicht in diesem Fall zumindest teilweise durchlässig für das erste Licht sein, aber undurchlässig für das zweite Licht sein, so dass erstes Licht in den zweiten Resonator eingekoppelt werden kann, jedoch kein zweites Licht in den ersten Resonator.
  • Die räumliche Anordnung der Resonatoren der Halbleiterlaserdiode kann unter Berücksichtigung einer ausreichenden optischen Kopplung der Resonatoren gemäß einer oder mehreren der im Folgenden beschriebenen Anordnungsvarianten erfolgen.
  • Beispielsweise können der erste und zweite Resonator in der vertikalen, der Aufwachsrichtung der Halbleiterschichtenfolge entsprechenden Richtung übereinander angeordnet sein. Der erste Resonator kann hierbei beispielsweise auf dem zweiten Resonator in vertikaler Richtung aufgebracht oder aufgewachsen sein. Bei einer Aufsicht in vertikaler Richtung können der erste und zweite Resonator genau übereinander angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können der erste und zweite Resonator in der lateralen Richtung nebeneinander angeordnet sein. Bei einer Ansicht in lateraler Richtung können der erste und zweite Resonator beispielsweise n einer selben Ebene angeordnet sein. Es sind weiterhin auch Anordnungen möglich, bei denen die Resonatoren vertikal und lateral zueinander versetzt sind.
  • Weiterhin kann es auch möglich sein, dass der zweite Resonator einen ersten Teil und zweiten Teil mit jeweils einem laseraktiven Material aufweist und die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators zwischen dem ersten und zweiten Teil angeordnet ist. Hierbei können der erste und zweite Teil des zweiten Resonators und der erste Resonator beispielsweise in einer vertikalen Richtung oder in einer lateralen Richtung eine Art „Sandwichstruktur“ bilden.
  • Weiterhin kann einer der Resonatoren der Halbleiterlaserdiode eine Aussparung aufweisen, in der ein anderer der Resonatoren der Halbleiterlaserdiode angeordnet ist. Beispielsweise kann der erste Resonator eine Aussparung aufweisen, also insbesondere die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators, in der der zweite Resonator, insbesondere das laseraktive Material dieses, eingesetzt ist. Alternativ hierzu kann der zweite Resonator eine Aussparung aufweisen, in die der erste Resonator eingesetzt ist. Hierbei kann insbesondere das laseraktive Material des zweiten Resonators eine Aussparung aufweisen, in die der erste Resonator, also insbesondere die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators, eingesetzt ist. Der erste Resonator kann auch vollständig im zweiten Resonator eingebettet sein, also zumindest in allen zur longitudinalen Richtung oder zur vertikalen Richtung senkrecht stehenden Richtungen oder auch allseitig von laseraktiven Material des zweiten Resonators umgeben sein. Auch für den Fall, dass ein Resonator in einen anderen eingesetzt ist, können die Resonatoren wie oben beschrieben in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung stehenden Richtung versetzt zueinander angeordnet sein, also die Resonatorachsen nicht zusammenfallen, sondern in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung stehenden Richtung versetzt zueinander angeordnet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der aktive Bereich des zweiten Resonators, also das laseraktive Material des zweiten Resonators, zumindest teilweise ein Material auf, das ausgewählt ist aus GaN, SiC, Saphir, YAG, YVO4. Weiterhin kann das laseraktive Material des zweiten Resonators zumindest einen als Leuchtzentrum wirkenden Dotierstoff aufweisen, der insbesondere ausgewählt sein kann aus Ce, Cr, Er, Nd, Ti, Pr und Yb. Rein beispielhaft kann das laseraktive Material des zweiten Resonators somit etwa Cr- oder Tidotiertes Saphir, Nd-dotiertes YAG und/oder Nd-dotiertes YVO4 aufweisen oder daraus sein. Weiterhin kann das laseraktive Material des zweiten Resonators Quantenpunkte („quantum dots“) als optisch pumpbares Medium aufweisen, beispielsweise mit oder aus InGaAs, CdSe und/oder GaInP/InP. Hierbei kann der zweite Resonator zumindest Teil eines weiter oben beschriebenen Wachstumssubstrats, auf dem die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators aufgewachsen ist, oder zumindest Teil eines weiter oben beschriebenen Trägersubstrats sein, auf das die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators nach dem Aufwachsen auf einem Aufwachssubstrat übertragen wurde.
  • Weiterhin kann es auch möglich sein, dass der aktive Bereich des zweiten Resonators zumindest einen Teil einer Halbleiterschichtenfolge aufweist. Insbesondere können der erste und zweite Resonator Teile derselben Halbleiterschichtenfolge sein. Die Halbleiterschichten, die Teil des zweiten Resonators sind, können dabei alle gleich dotiert oder undotiert sein, da der zweite Resonator nicht elektrisch gepumpt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden im Betrieb der Halbleiterlaserdiode keine elektrischen Ladungsträger durch den zweiten Resonator geleitet. Mit anderen Worten ist der zweite Resonator in diesem Fall außerhalb des elektrisch bestromten Bereichs der Halbleiterlaserdiode angeordnet. Die Halbleiterlaserdiode kann dann beispielsweise auf einer dem zweiten Resonator abgewandten Seite elektrische Kontakte zur elektrischen Kontaktierung des ersten Resonators aufweisen. Alternativ hierzu können im Betrieb der Halbleiterlaserdiode elektrische Ladungsträger durch den zweiten Resonator geleitet werden. Der zweite Resonator kann in diesem Fall auf der n- oder p-Seite der Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators und damit im elektrisch bestromten Bereich angeordnet sein. Der zweite Resonator ist in diesem Fall elektrisch leitend, beispielsweise gebildet durch eine oder mehrere Halbleiterschichten oder ein halbleitendes Substrat gemäß der vorab beschriebenen Ausführungsformen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet der zweite Resonator einen funktionalen Bereich des ersten Resonators. Das kann beispielsweise bedeuten, dass der zweite Resonator zumindest teilweise zur Wellenführung im ersten Resonator beiträgt. Mit anderen Worten kann der zweite Resonator anstelle oder zusätzlich zu einer oder mehreren Schichten der Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators ausgebildet und vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators auf der dem laseraktiven Material des zweiten Resonators zugewandten Seite frei von Mantelschichten sein und das laseraktive Material des zweiten Resonators eine Mantelschicht für den ersten Resonator bilden. Hierbei kann das laseraktive Material des zweiten Resonators und damit der zweite Resonator selbst unmittelbar oder mittelbar über eine weiter oben beschriebene Verbindungsschicht an eine Wellenleiterschicht der Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators angrenzen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Halbleiterlaserdiode eine erste, eine Lichtauskoppelfläche bildende Seitenfläche und eine zweite, eine Rückseitenfläche bildende Seitenfläche auf, die der ersten Seitenfläche gegenüber liegt. Auf der ersten Seitenfläche kann eine Auskoppelspiegelschicht aufgebracht sein, die das erste Licht vollständig reflektiert und die teilweise durchlässig für das zweite Licht ist. Die Auskoppelspiegelschicht kann somit gleichzeitig als Resonatorspiegel des ersten Resonators und des zweiten Resonators dienen. Auf der zweiten Seitenfläche kann eine Rückseitenspiegelschicht aufgebracht sein, die vollständig reflektierend für das erste und zweite Licht ist, so dass die Rückseitenspiegelschicht ebenfalls gleichzeitig als Resonatorspiegel des ersten Resonators und des zweiten Resonators dienen kann. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass die Auskoppelspiegelschicht auf der ersten Seitenfläche eine erste und eine zweite Spiegelschicht aufweist, wobei die erste Spiegelschicht vollständig reflektierend für das erste Licht ist und die zweite Spiegelschicht für das zweite Licht stärker reflektierend als die erste Spiegelschicht ist.
  • Dadurch können die reflektierenden Eigenschaften der Auskoppelspiegelschicht in Bezug auf das erste und zweite Licht unabhängig voneinander eingestellt werden. Weiterhin kann auch die Rückseitenspiegelschicht eine erste und eine zweite Spiegelschicht aufweisen, wobei die erste Spiegelschicht vollständig reflektierend für das erste Licht und die zweite Spiegelschicht vollständig reflektierend für das zweite Licht ist.
  • Weiterhin kann die Halbleiterlaserdiode zusätzlich zur ersten, eine Lichtauskoppelfläche bildenden Seitenfläche und zur zweiten, eine Rückseitenfläche bildende Seitenfläche zumindest eine weitere Seitenfläche und/oder eine Unterseite aufweisen, auf der eine Verspiegelung aufgebracht ist. Durch eine derartige zusätzliche Verspiegelung, die zusammen mit den Spiegelschichten auf der ersten und zweiten Seitenfläche auch eine allseitige Verspiegelung bilden kann, kann beispielsweise erreicht werden, dass erstes Licht oder zweites Licht oder bevorzugt erstes und zweites Licht nicht in einer unerwünschten Richtung aus dem ersten Resonator und/oder insbesondere aus dem zweiten Resonator austreten können. Die Spiegelschichten auf der ersten und zweiten Seitenfläche sowie die Verspiegelungen auf weiteren Seitenflächen oder der Unterseite der Halbleiterlaserdiode können beispielsweise durch Bragg-Spiegel und/oder durch Metallspiegel gebildet sein oder solche aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Halbleiterlaserdiode eine Mehrzahl von ersten und/oder eine Mehrzahl von zweiten Resonatoren auf und alle ersten und zweiten Resonatoren der Halbleiterlaserdiode sind monolithisch in die Halbleiterlaserdiode integriert. Hierbei kann beispielsweise ein erster Resonator zwei oder mehr zweite Resonatoren optisch pumpen. Weiterhin kann auch ein zweiter Resonator von mehr als einem ersten Resonator optisch gepumpt werden. Die vorab beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten gleichermaßen, wenn mehrere erste und/oder mehrere zweite Resonatoren in der Halbleiterlaserdiode monolithisch integriert sind.
  • Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • 1A und 1B schematische Darstellungen einer Halbleiterlaserdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel,
    • 1C bis 1H schematische Darstellungen von Halbleiterlaserdioden gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
    • 2 bis 6 schematische Darstellungen von Halbleiterlaserdioden gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
    • 7A bis 10B schematische Darstellungen von Halbleiterlaserdioden gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
    • 11A bis 11E schematische Darstellungen von Halbleiterlaserdioden gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
    • 12A bis 12D schematische Darstellungen von Auskoppelspiegelschichten für Halbleiterlaserdioden gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • In den 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, wobei 1A eine Darstellung eines Schnitts durch die Halbleiterlaserdiode 100 entlang einer transversalen Schnittebene und 1B eine Darstellung eines Schnitts durch die Halbleiterlaserdiode 100 mit einer Schnittebene senkrecht zur Lichtauskoppelfläche 3 zeigen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf die 1A und 1B.
  • Die Halbleiterlaserdiode 100 weist einen ersten Resonator 1 mit einem ersten laseraktiven Material 11 und einen zweiten Resonator 2 mit einem zweiten laseraktiven Material 21 auf. Der erste Resonator 1 ist dazu eingerichtet, im Betrieb erstes Licht 19 zu erzeugen, der zweite Resonator 2 ist dazu eingerichtet, im Betrieb zweites Licht 29 zu erzeugen. Beim Überschreiten der jeweiligen Laserschwelle handelt es sich dabei jeweils um Laserlicht, also um kohärentes Licht in Form von jeweils einer oder mehreren Lasermoden, die jeweils einen aktiven Bereich 15, 25 der Resonatoren 1, 2 definieren.
  • Jeder der Resonatoren 1, 2 weist zusätzlich zum jeweiligen laseraktiven Material 11, 21 Resonatorspiegel auf. Durch die Anordnung der Resonatorspiegel und des laseraktiven Materials dazwischen ergibt sich für jeden Resonator 1, 2 eine Resonatorrichtung, entlang derer eine longitudinale Lichtausbreitung erfolgt. Die Resonatorrichtungen des ersten und zweiten Resonators 1, 2 verlaufen daher entlang der in 1B angedeuteten mit 93 bezeichneten longitudinalen Richtung. Da Licht, das in einem Resonator erzeugt wird, durch einen entsprechenden nicht voll verspiegelten Resonatorspiegel entlang der Resonatorrichtung austritt und abgestrahlt wird, entspricht die longitudinale Richtung auch der Abstrahlrichtung der Halbleiterlaserdiode 100.
  • Die Resonatorspiegel können beispielsweise wie im gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer ersten Seitenfläche und einer zweiten Seitenfläche der Halbleiterlaserdiode 100 aufgebracht sein. Insbesondere kann es sich bei der ersten Seitenfläche wie gezeigt um eine Lichtauskoppelfläche 3 und bei der zweiten Seitenfläche um eine der ersten Seitenfläche und damit der Lichtauskoppelfläche 3 gegenüberliegende Rückseitenfläche 4 handeln. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Resonatorspiegel beider Resonatoren wie in 1B gezeigt durch eine auf der Lichtauskoppelfläche 3 angeordnete Auskoppelspiegelschicht 5 und durch eine auf der Rückseitenfläche 4 aufgebrachte Rückseitenspiegelschicht 6 gebildet. Die Resonatorspiegel können jeweils ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein und beispielsweise eines oder mehrere Metall und/oder eines oder mehrere dielektrische Schichten aufweisen. Weitere Merkmale zu den Resonatorspiegeln sind weiter unten in Verbindung mit weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • Die Resonatoren 1, 2 sind monolithisch in die Halbleiterlaserdiode 100 integriert. Das bedeutet, dass die Resonatoren 1, 2 fest miteinander verbunden sind und so gemeinsam ein einzelnes Bauelement in Form der Halbleiterlaserdiode 100 oder zumindest einen Teil davon bilden. Weiter unten sind Möglichkeiten zur monolithischen Integration beschrieben.
  • Der erste Resonator 1 weist als laseraktives Material 11 ein Halbleitermaterial auf. Insbesondere weist die Halbleiterlaserdiode 100 eine Halbleiterschichtenfolge 12 auf, wobei zumindest ein Teil oder auch die ganze Halbleiterschichtenfolge 12 Teil des ersten Resonators 1 ist. Die Halbleiterschichtenfolge 12 weist eine aktive Schicht 13 auf, die geeignet ist, im Betrieb das erste Licht 19 zu erzeugen. Die auf der Lichtauskoppelfläche 3 und der Rückseitenfläche 4 aufgebrachten Spiegelschichten 5, 6 sind derart ausgebildet, dass das erste Licht 19 nicht in longitudinaler Richtung 93 und damit nicht in Resonatorrichtung aus dem ersten Resonator 1 austreten kann. Mit anderen Worten ist der erste Resonator 1 beidseitig vollständig für das erste Licht 19 verspiegelt. Die Halbleiterschichtenfolge 12 weist zusätzlich zur aktiven Schicht 13 weitere Halbleiterschichten auf, insbesondere Mantelschichten und Wellenleiterschichten, die entsprechend der gewünschten Wellenführung ausgebildet sind. Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge 12 weitere Schichten wie beispielsweise Barriereschichten, Stromaufweitungsschichten und/oder Strombegrenzungsschichten aufweisen. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die zur aktiven Schicht 13 zusätzlichen Schichten nicht gezeigt. Die Halbleiterschichtenfolge 12 und insbesondere die aktive Schicht 13 können auf einem oben im allgemeinen Teil beschriebenen Verbindungshalbleitermaterialsystem basieren, also beispielsweise auf InAlGaN oder InAlGaP oder InAlGaAs.
  • Wie in den 1A und 1B angedeutet ist, wird hier und im Folgenden als laterale Richtung 91 eine Richtung bezeichnet, die senkrecht zur longitudinalen Richtung 93 und parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Schichten der Halbleiterschichtenfolge 2 bei einer Aufsicht auf die Lichtauskoppelfläche 3 verläuft. Die Anordnungsrichtung der Schichten der Halbleiterschichtenfolge 12 aufeinander wird hier und im Folgenden als vertikale Richtung 92 bezeichnet. Die laterale Richtung 91 und die longitudinale Richtung 93 spannen somit eine horizontale Ebene auf, die parallel zur Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht 13 und der weiteren Schichten der Halbleiterschichtenfolge 12 ist. Die laterale Richtung 91 und die vertikale Richtung 92 spannen eine transversale Ebene auf.
  • Wie weiterhin in den 1A und 1B gezeigt ist, ist auf einer Oberseite der Halbleiterschichtenfolge 12 eine Elektrodenschicht 14 aufgebracht, die zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 12 vorgesehen ist. Die Elektrodenschicht 14 kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Metalle aufweisen: Ag, Al, Au, Ni, Pt, Pd. Die Halbleiterlaserdiode 100 kann eine weitere Elektrodenschicht zur elektrischen Kontaktierung der anderen Seite der Halbleiterschichtenfolge 12 aufweisen, die der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt ist. Der erste Resonator 1 wird im Betrieb über die Elektrodenschichten bestromt und bildet somit einen elektrisch gepumpten Laser, der im Betrieb das erste Licht 19 erzeugt.
  • In der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge 12 ist weiterhin eine Stegwellenleiterstruktur 16 durch Entfernung eines Teils des Halbleitermaterials von dieser Seite der Halbleiterschichtenfolge 12 ausgebildet. Die Stegwellenleiterstruktur 16 verläuft in longitudinaler Richtung 93 und ist in lateraler Richtung 91 beidseitig durch Seitenflächen begrenzt. Die Stegseitenflächen sowie die übrige Oberseite der Halbleiterschichtenfolge 12 sind durch ein Passivierungsmaterial 17, beispielsweise SiO2, AlO2, ZrO2, Si3N4 und/oder SiON in Form einer oder mehrerer Passivierungsschichten bedeckt. Durch den Brechungsindexsprung an den in lateraler Richtung 91 begrenzenden Seitenflächen der Stegwellenleiterstruktur 16 durch den Übergang vom Halbleitermaterial zum Passivierungsmaterial 17 kann eine so genannte Indexführung des in der aktiven Schicht 13 erzeugten ersten Lichts 19 bewirkt werden, was maßgeblich zur Ausbildung des aktiven Bereichs 15 führt.
  • Wie in 1A gezeigt ist, kann die Stegwellenleiterstruktur 16 durch vollständiges Entfernen des Halbleitermaterials lateral beidseitig neben dem Steg gebildet werden. Alternativ hierzu kann auch ein so genanntes „Dreibein“ ausgebildet werden, wie in 1C angedeutet ist, bei dem lateral neben dem Steg nur entlang zweier Rinnen das Halbleitermaterial entfernt ist. Alternativ hierzu kann die Halbleiterlaserdiode 100 auch als so genannte Breitstreifenlaserdiode ohne Stegwellenleiterstruktur ausgebildet sein, wie in 1D angedeutet ist. Bei dieser Variante erfolgte anstelle einer Indexführung eine Gewinnführung der Lasermoden. Der aktive Bereich 15 wird durch den Kontaktbereich der Elektrodenschicht 4 mit dem Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge 12 definiert und damit durch die Öffnung im Passivierungsmaterial 17, das somit eine Stromblende bildet.
  • Die Halbleiterlaserdiode 100 weist weiterhin ein Substrat 9 auf, das im gezeigten Ausführungsbeispiel das laseraktive Material 21 des zweiten Resonators 2 ist und das gleichzeitig beispielsweise ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge 12 ist. Hierzu kann die Halbleiterschichtenfolge 12 direkt auf dem laseraktiven Material 21 aufgewachsen werden, das als Wafer bereitgestellt wird. Die so hergestellte Epitaxiescheibe wird anschließend entsprechend strukturiert, damit die Facetten der Resonatoren beispielsweise durch Brechen der Scheibe hergestellt werden können.
  • Alternativ zu einem Aufwachssubstrat kann das Substrat 9 auch ein Trägersubstrat sein, auf das die auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsene Halbleiterschichtenfolge 12 nach dem Aufwachsen übertragen und beispielsweise durch Waferbonding befestigt wird. Insbesondere kann die Halbleiterschichtenfolge 12 beispielsweise in einem auch als Dünnfilm-Prozess oder Dünnfilm-ähnlichen Prozess bezeichenbaren Verfahren mittels Laser-Lift-Off vom Aufwachssubstrat entfernt werden und mittels einer weiter unten beschriebenen Verbindungsschicht auf dem zweiten Resonator 2 befestigt werden.
  • Beispielsweise kann das laseraktive Material 21 des zweiten Resonators 2 und damit das Substrat 9 GaN, Saphir, SiC, YAG oder YVO4 aufweisen. Weiterhin kann das laseraktive Material 21 des zweiten Resonators 2 und damit das Substrat 9 zumindest einen als Leuchtzentrum wirkenden Dotierstoff aufweisen, der insbesondere ausgewählt sein kann aus Ce, Cr, Er, Nd, Ti, Pr und Yb. In einer besonders bevorzugten Variante kann der erste Resonator 1 beispielsweise eine auf InAlGaN-basierende Halbleiterschichtenfolge 12 aufweisen, während für den zweiten Resonator 2 als laseraktives Material 21 und damit als Substrat 9 für die Halbleiterschichtenfolge 12 ein Ti-dotierter Saphir-Wafer verwendet wird. Der erste Resonator 1 kann hierbei beispielsweise durch Heteroepitaxie auf das laseraktive Material 21 des zweiten Resonators 2 aufgewachsen oder beispielsweise durch Waferbonding darauf übertragen werden.
  • Wie in den 1A und 1B erkennbar ist, sind der erste Resonator 1 und der zweite Resonator 2 in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung 93 stehenden Richtung, also einer Richtung parallel zur transversalen Ebene, versetzt zueinander angeordnet, wobei die Resonatorrichtungen der Resonatoren 1, 2 parallel zueinander sind. Insbesondere sind die Resonatoren 1, 2 im gezeigten Ausführungsbeispiel entlang der vertikalen Richtung 91 versetzt zueinander angeordnet. Der Abstand der laseraktiven Materialien 11, 21 ist derart gewählt, dass der aktive Bereich 15 des ersten Resonators 1 und damit ein Teil der das erste Licht 19 bildenden einen oder mehreren Lasermoden in den zweiten Resonator 2 reicht, so dass im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 100 und damit im Betrieb des ersten Resonators 1 ersten Licht 19 aus dem ersten Resonator 1 ausgekoppelt und in den zweiten Resonator 2 eingekoppelt wird. Hierdurch kann das laseraktive Material 21 des zweiten Resonators unter Ausbildung des aktiven Bereichs 25 angeregt und somit optisch gepumpt werden, so dass der zweite Resonator 2 zur Erzeugung des zweiten Lichts 29 angeregt wird. Das erste Licht 19 des ersten Resonators 1 bildet somit ein Pumplicht zum optischen Pumpen des zweiten Resonators 2. Die auf der Lichtauskoppelfläche 3 aufgebracht Auskoppelspiegelschicht 5 weist eine teilweise Transmission für das zweite Licht 29 auf, so dass das zweite Licht 29 aus dem zweiten Resonator 2 teilweise nach außen abgestrahlt werden kann. Die Rückseitenspiegelschicht 6 hingegen kann eine Vollverspiegelung für das zweite Licht 29 bilden. Entsprechend bildet der erste Resonator 1 eine elektrisch gepumpte Pumpstrahlquelle, während der zweite Resonator eine durch den ersten Resonator 1 optisch gepumpte Strahlquelle bildet. Der Teil des zweiten Lichts 29, der nach außen abgestrahlt wird, bildet die von der Halbleiterlaserdiode 100 abgestrahlte Laserstrahlung.
  • Bei der hier beschriebenen Halbleiterlaserdiode 100 handelt es sich zusammenfassend somit um eine Halbleiterlaserdiode, in die zusätzlich zu einem elektrisch gepumpten Laserresonator ein weiterer Laserresonator integriert ist. Der zweite Resonator 2 befindet sich hierbei direkt angrenzend an den ersten Resonator 1 in einer transversalen Richtung neben diesem, so dass der zweite Resonator 2 im Betrieb in der zur longitudinalen Richtung senkrecht stehenden transversalen Richtung optisch gepumpt wird. Da der erste Resonator 1 wie oben beschrieben auf beiden Seiten hochreflektierend verspiegelt ist, kann erreicht werden, dass die Laserschwelle des ersten Resonators 1 stark abgesenkt werden kann, dass eine unerwünschte Emission der Pumpstrahlung unterdrückt werden kann und dass eine erhöhte Einkopplung der Pumpstrahlung in den zweiten Resonator 2 erfolgen kann. Insbesondere können für das erste und zweite Licht 19, 29 entsprechend der Wahl der laseraktiven Materialien 11, 21 unterschiedliche Wellenlängen gewählt werden. Beispielsweise kann für den zweiten Resonator 2 ein laseraktives Material 21 gewählt werden, mit dem Licht mit einer Wellenlänge erzeugt werden kann, die mit üblichen elektrisch gepumpten Laserdioden nicht oder nur schwer möglich ist, beispielsweise im tiefen UV-Bereich, im gelben Spektralbereich oder im IR-Bereich. Alternativ zu einem Betrieb als Laser kann der erste Resonator 1 beispielsweise auch als Superlumineszenz-Diode ausgebildet und somit unterhalb der Laserschwelle betrieben werden.
  • In den 1E und 1F sind weitere Ausführungsbeispiele für Halbleiterlaserdioden 100 gezeigt, bei denen eine elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 von einer selben Seite her erfolgt. Wie in 1E gezeigt ist, kann beispielsweise auf der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge 12 zusätzlich zur Elektrodenschicht 14, die die Stegoberseite elektrisch kontaktiert, ein elektrisches Kontaktelement 18 in Form einer Elektrodenschicht mit einer elektrischen Durchführung vorhanden sein, das neben der Stegwellenleiterstruktur 16 von der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge 12 durch die aktive Schicht 13 hindurch auf die der Oberseite abgewandte Seite der Halbleiterschichtenfolge 12 reicht. Die hierfür erforderliche elektrische Isolierung des elektrischen Kontaktelements 18 auf der Oberseite und entlang des Verlaufs durch die nicht durch das Kontaktelement 18 zu kontaktierenden Halbleiterschichten ist der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Das in 1F gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine entsprechende elektrische Kontaktierung mittels Elektrodenschicht 14 und Kontaktelement 18 auf, wobei hier die von außen kontaktierbare Seite die der Stegwellenleiterstruktur gegenüberliegende Seite der Halbleiterschichtenfolge 12 ist. Entsprechend ist die Halbleiterschichtenfolge 12 im Vergleich zu den bisherigen Ausführungsbeispielen umgedreht auf dem zweiten Resonator 2 aufgebracht und befestigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der erste Resonator 1 die Halbleiterschichtenfolge 12 auf einem elektrisch leitenden Substrat 9 auf. Alternativ hierzu kann es bei einem elektrisch isolierenden Substrat 9 auch möglich sein, dass anstelle der Elektrodenschicht 14 ein weiteres Kontaktelement 18 verwendet wird, das durch das Substrat 9 hindurch zur Halbleiterschichtenfolge 12 reicht. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass das Substrat vollständig entfernt ist und die Elektrodenschicht 14 und das Kontaktelement 18 entsprechend direkt auf der Halbleiterschichtenfolge 12 angeordnet sind. Da die Oberseite mit der Stegwellenleiterstruktur 16 üblicherweise p-dotiert ist, spricht man bei der Anordnung in den 1A bis 1E auch von einer p-up-Anordnung und bei der Anordnung in der 1F von einer p-down-Anordnung. Die Befestigung des ersten Resonators 1 auf dem zweiten Resonator 2 kann bei der gezeigten einseitigen elektrischen Kontaktierung insbesondere durch dielektrisches Bonden oder durch einen transparenten Kunststoff wie beispielsweise Silikon erfolgen. Die einseitige Kontaktierung kann für eine Vielzahl von Anwendungen vorteilhaft sein, beispielsweise für integrierte RGB-Displays oder optische Schaltkreise.
  • In den 1G und 1H sind weitere Ausführungsbeispiele für Halbleiterlaserdioden 100 gezeigt, bei denen der erste Resonator 1 und insbesondere die Halbleiterschichtenfolge 12 in vorab beschriebenen Dünnfilm-artigen Prozessen verarbeitet wurden. Im Ausführungsbeispiel der 1G weist der erste Resonator 1 einen Träger 98 auf, auf den mittels eines Verbindungsmaterials 99 wie beispielsweise einem Lot oder einem anderen für Waferbonding geeignetem Material die Halbleiterschichtenfolge 12 befestigt ist. Anstelle des zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge 12 verwendeten Aufwachssubstrats auf der dem Träger 98 abgewandten Seite wird der zweite Resonator 2 an der Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 befestigt. Im Ausführungsbeispiel der 1H dient das laseraktive Material 21 des zweiten Resonators 2 als Dünnfilm-Prozess-artiger Träger 98. Das Verbindungsmaterial 99 kann wie die weiter unten in Verbindung mit den 4 und 5 beschriebene Verbindungsschicht ausgebildet sein.
  • In den nachfolgenden Figuren sind weitere Ausführungsbeispiele für Halbleiterlaserdioden 100 gezeigt, die Modifikationen und Weiterbildungen der in den 1A bis 1H gezeigten Ausführungsbeispiele bilden. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich daher hauptsächlich auf Unterschiede zu den jeweils vorherigen Ausführungsbeispielen. Auch wenn im Folgenden erste Resonatoren 1 mit einer Halbleiterschichtenfolge mit einer Stegwellenleiterstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1A und 1B angedeutet sind, kann die Halbleiterschichtenfolge in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen alternativ auch wie in den 1C und 1D gezeigt in Form eines „Dreibeins“ ausgebildet sein oder ganz entfallen. Weiterhin kann auch eine elektrische Kontaktierung und eine Anordnung der Halbleiterschichtenfolge wie in den 1E bis 1H gezeigt möglich sein.
  • In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, bei dem die Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 auf der dem zweiten Resonator 2 zugewandten Seite angrenzend an eine Wellenleiterschicht anders als beispielsweise das in Verbindung mit den 1A und 1B beschriebene Ausführungsbeispiel keine Mantelschicht aufweist. Stattdessen dient das laseraktive Material 21 des zweiten Resonators 2 gleichzeitig als Mantelschicht für den ersten Resonator 1, so dass ein größerer Überlapp der aktiven Bereiche 15, 25 und damit der Lasermoden des ersten und zweiten Resonators 1, 2 erreicht werden kann. Der Brechungsindex des als Substrat 9 dienenden laseraktiven Materials 21 des zweiten Resonators 2 wird in diesem Fall entsprechend ausgewählt, um zusammen mit den Schichten der Halbleiterschichtenfolge 12 eine gewünschte Wellenführung des ersten Lichts 19 zu erreichen.
  • Das als Substrat 9 dienende laseraktive Material 21 kann wie vorab beschrieben ein Aufwachssubstrat oder ein Trägersubstrat sein. Insbesondere kann das laseraktive Material im zweiten Fall als Träger für die mittels eines Dünnfilm-artigen Prozess aufgebrachte Halbleiterschichtenfolge 12 ausgebildet sein, wie oben in Verbindung mit den 1G und 1H beschrieben ist. Das hierzu verwendete Verbindungsmaterial zwischen Träger und Halbleiterschichtenfolge 12 ist in 2 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. In 3 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, bei dem der zweite Resonator 2 als laseraktives Material 21 ein Halbleitermaterial aufweist. Hierzu kann der zweite Resonator 2 eine Halbleiterschichtenfolge 22 mit einer aktiven Schicht 23 sowie weiteren, oben im Zusammenhang mit der Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 beschriebenen Halbleiterschichten, insbesondere Wellenleiterschichten und Mantelschichten, aufweisen. Die beiden Halbleiterschichtenfolgen 12, 22 können sich auch beispielsweise dieselbe Mantelschicht „teilen“. Dieselbe Halbleiterschicht kann also als Mantelschicht für die Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 und gleichzeitig auch als Mantelschicht für die Halbleiterschichtenfolge 22 des zweiten Resonators 2 ausgebildet sein. Die Halbleiterschichtenfolgen 12 und 22 können auf unterschiedlichen Substraten aufgewachsen und anschließend aufeinander gebondet werden oder auch alternativ als Teile einer gemeinsamen Halbleiterschichtenfolge in einem gemeinsamen Epitaxieprozess aufgewachsen werden.
  • Im Gegensatz zur aktiven Schicht 13 der Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 wird die aktive Schicht 23 der Halbleiterschichtenfolge 22 des zweiten Resonators 2 nicht elektrisch gepumpt, so dass die Halbleiterschichtenfolge 22 des zweiten Resonators 2 außerhalb des bestromten Bereichs der Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 liegen kann. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass die zum Betrieb des ersten Resonators 1 erforderlichen elektrischen Ladungsträger durch die Halbleiterschichtenfolge 22 des zweiten Resonators 2 hindurchfließen, ohne dass es zur einer elektrischen Anregung in der aktiven Schicht 23 des zweiten Resonators 2 kommt. Entsprechend können die Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge 22 des zweiten Resonators 2 beispielsweise undotiert oder auch alle mit einem gleich Ladungsträgertyp dotiert sein, beispielsweise also alle n-dotiert oder alle p-dotiert, wenn der zweite Resonator 2 auf der n-Seite oder auf der p-Seite der Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 liegt. Wie schon in den vorherigen Ausführungsbeispielen kann durch den gestapelten Aufbau der Halbleiterlaserdiode 100 eine höhere Pumpeffizienz erreicht werden. Die in den vorherigen und in den folgenden Ausführungsbeispielen gezeigten zweiten Resonatoren 2 können alternativ gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 mit einem Halbleitermaterial und insbesondere einer Halbleiterschichtenfolge als laseraktivem Material ausgebildet sein.
  • In 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, bei dem der erste Resonator 1 auf dem zweiten Resonator 2 mittels einer Verbindungsschicht 7 aufgebracht wird. Die Halbleiterschichtenfolge 12 des ersten Resonators 1 wird dazu auf einem Aufwachssubstrat 9 aufgewachsen. Das Aufwachssubstrat 9 wird anschließend entfernt oder zumindest stark gedünnt, so dass in der fertiggestellten Halbleiterlaserdiode 100 die laseraktiven Materialien 11, 21 nahe genug angeordnet sind, so dass, wie auch in den übrigen Ausführungsbeispielen, ein Anteil von bevorzugt größer oder gleich 10% und kleiner oder gleich 99% des ersten Lichts in den zweiten Resonator 2 eingekoppelt werden. Entsprechend wird auch die dem zweiten Resonator 2 zugewandte Mantelschicht der Halbleiterschichtenfolge 12 ausgelegt.
  • Wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen muss der Bereich der Halbleiterlaserdiode 10 zwischen den laseraktiven Materialien 11, 21 ausreichend transparent für die Einkopplung von erstem Licht in den zweiten Resonator 2 sein, was auch für die Verbindungsschicht 7 gilt. Die Verbindungsschicht 7 kann für den Fall, dass der zweite Resonator 2 im bestromten Bereich der Halbleiterlaserdiode 100 liegt, bevorzugt elektrisch leitend sein. Beispielsweise kann die Verbindungsschicht hierfür ein transparentes leitendes Oxid (TCO) wie beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO) oder ein Halbleitermaterial aufweisen. Muss kein elektrischer Strom durch die Verbindungsschicht 7 fließen, kann diese auch elektrisch isolierend sein und beispielsweise ein transparentes elektrisch isolierendes Oxid aufweisen.
  • Im Ausführungsbeispiel der 5 weist die Verbindungsschicht 7 im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel eine Verbindungsschicht 7 auf, die unterschiedliche Verbindungsschichtteile 71, 72 aufweist. Der Verbindungsschichtteil 71, der in dem Bereich angeordnet ist, in dem die optische Kopplung zwischen dem ersten und zweiten Resonator 1, 2 stattfindet, ist wie die Verbindungsschicht 7 des vorherigen Ausführungsbeispiels transparent ausgebildet und kann je nach elektrischen Anforderungen elektrisch leitend oder elektrisch isolierend sein. Außerhalb des Bereichs, in dem die Lasermoden der Resonatoren 1, 2 überlappen, kann ein anderes Material für den Verbindungsschichtteil 72 gewählt werden, das nicht transparent sein muss. Beispielsweise kann der Verbindungsschichtteil 72 einen metallisierten Bereich, etwa in Form von Metallstegen, bilden, der zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen den Resonatoren 1, 2 dient und der insbesondere für den Fall vorteilhaft ist, dass elektrischer Strom zum Betrieb des ersten Resonators 1 durch die Verbindungsschicht 7 geleitet werden muss. Bei einer oben in den 1E und 1F gezeigten elektrischen Kontaktierung von derselben Seite her kann ein metallischer Verbindungsschichtteil mit Vorteil entfallen.
  • Die in 4 gezeigte Verbindungsschicht 7 und/oder der in 5 gezeigte Verbindungsschichtteil 71 können beispielsweise auch dichroitisch ausgeführt sein, so dass die Verbindungsschicht 7 beziehungsweise der Verbindungsschichtteil 71 an der Grenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Resonator 1, 2 vorwiegend oder ausschließlich für das erste Licht durchlässig ist. Insbesondere kann die Verbindungsschicht 7 beziehungsweise der Verbindungsschichtteil 71 für das erste Licht durchlässig sein, während das zweite Licht Totalreflexion erfährt. Hierdurch kann der zweite Resonator 2 und insbesondere der aktive Bereich 25 des zweiten Resonators 2 zusätzlich definiert werden. Beispielsweise kann eine dichroitische Verbindungsschicht oder ein dichroitischer Verbindungsschichtteil im Fall einer Halbleiterlaserdiode vorteilhaft sein, bei der die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators auf InAlGaN basiert, das auf einem zweiten Resonator angeordnet ist, dessen laseraktives Material Saphir ist, da Saphir einen kleineren Brechungsindex als das Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial aufweist und daher Licht aus der Halbleiterschichtenfolge an der Grenzfläche Totalreflexion erfahren kann.
  • Um möglichst wenig Licht an anderen Seiten der Halbleiterlaserdiode 100 als der Lichtauskoppelfläche und der Rückseitenfläche zu verlieren, kann die Halbleiterlaserdiode 100 zusätzlich zur Lichtauskoppelfläche und Rückseitenfläche zumindest eine weitere Seitenfläche 81 oder Unterseite 82 aufweisen, auf der eine Vergütung in Form einer Verspiegelung 83 aufgebracht ist. Wie in 6 gezeigt ist, kann eine solche Vergütung insbesondere auf den Seitenflächen 81 und der Unterseite 82 des zweiten Resonators 2 aufgebracht sein. Die Vergütung kann insbesondere für das zweite Licht reflektierend sein. Weiterhin kann die Vergütung aber auch für das erste Licht zumindest teilweise oder auch vollständig reflektierend sein. Auf der dem ersten Resonator 1 gegenüberliegenden Unterseite 82 des zweiten Resonators 2 kann alternativ oder, wie in 6 gezeigt ist, zusätzlich zur Vergütung eine Verspiegelung 84, insbesondere in Form eines Bragg-Spiegels, aufgebracht sein, die für das erste Licht hochreflektierend ist, wodurch die Einkoppeleffizienz des ersten Lichts in den zweiten Resonator 2 erhöht werden kann.
  • In den 7A bis 7I sind Ausführungsbeispiele für Halbleiterlaserdioden 100 mit verschiedenen Möglichkeiten der Anordnung des ersten und zweiten Resonators 1, 2 gezeigt. Soweit nicht anders erläutert weisen die Resonatoren 1, 2 vorab beschriebene Merkmale auf. Insbesondere sind der erste und zweite Resonator 1, 2 wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung stehenden Richtung versetzt zueinander angeordnet.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der 7A bis 7D weist der erste Resonator 1 wie vorab beschrieben jeweils eine elektrisch kontaktierte Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge ist jeweils auf einem Substrat aufgebracht. Weiterhin weist der erste Resonator 1 jeweils eine Aussparung 10 auf, in der jeweils der zweite Resonator 2 angeordnet ist. Die Aussparung 10 kann insbesondere jeweils als Rinne ausgebildet sein, die sich in longitudinaler Richtung erstreckt. Wie in den 7A und 7B gezeigt ist, kann der zweite Resonator 2 in lateraler Richtung versetzt zum ersten Resonator 1, insbesondere beispielsweise lateral versetzt zur Stegwellenleiterstruktur, in der Aussparung 10 angeordnet sein, wobei die Aussparung 10 lateral beidseitig durch Material des ersten Resonators 1 begrenzt sein kann (7A) oder auch bis zu einem lateralen Rand des ersten Resonators 1 reichen kann (7B). Weiterhin kann der zweite Resonator 2, wie in 7C gezeigt ist, in einer Aussparung 10 in der Stegwellenleiterstruktur angeordnet sein, wobei der erste Resonator 1 hierbei entsprechend der sich ausbildenden Lasermoden zwei aktive Bereiche 15 aufweist, die lateral zum zweiten Resonator 2 versetzt sind. Die Aussparung 10 kann, wie in den 7A und 7B gezeigt ist, durch die Halbleiterschichtenfolge 10 in vertikaler Richtung 10 hindurchragen und beispielsweise auch noch in das Substrat hineinragen. Alternativ kann die Aussparung 10 auch nur in die Halbleiterschichtenfolge, aber nicht mehr in das Substrat hineinragen, wie in 7C gezeigt ist. Weiterhin kann der zweite Resonator 2 in einer Aussparung 10 im Substrat angeordnet sein, so dass der zweite Resonator 2 und der erste Resonator 1 wie bei vorherigen Ausführungsbeispielen vertikal versetzt zueinander angeordnet sind.
  • In den Ausführungsbeispielen der 7E und 7F ist der zweite Resonator 2 jeweils in lateraler Richtung (7E) und in vertikaler Richtung (7F) auf den ersten Resonator 1 aufgesetzt, wobei im Ausführungsbeispiel der 7F eine transparente Elektrodenschicht auf der Stegwellenleiterstruktur angeordnet ist, um eine optische Kopplung zwischen den Resonatoren 1, 2 zu gewährleisten.
  • Das laseraktive Material des zweiten Resonators 2 kann in den gezeigten Ausführungsbeispielen vorgefertigt und in die Aussparung 10 eingesetzt oder an das Material des ersten Resonators 1 befestigt werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass das laseraktive Material des zweiten Resonators 2 durch Aufdampfen, Sputtern, epitaktische Wachstum oder andere Aufbringprozesse in der Aussparung 10 oder am Material des ersten Resonators 1 hergestellt wird. In diesem Fall muss das laseraktive Material des zweiten Resonators 2 nicht nachträglich eingefügt werden und es können auch spezielle Geometrien realisiert werden, wie in den 7G bis 7I rein beispielhaft gezeigt ist.
  • In den 8A und 8B ist ein Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 10 gezeigt, bei dem das laseraktive Material des zweiten Resonators 2 und damit der zweite Resonator 2 eine Aussparung 20 aufweist, in der der erste Resonator 1 angeordnet ist. 8A zeigt hierbei einen Schnitt in einer transversalen Ebene, 8B einen Schnitt in einer horizontalen Ebene. Wie zu erkennen ist, ist der erste Resonator 1 in allen senkrecht zur vertikalen Richtung 92 stehend Richtungen vom zweiten Resonator 2 umgeben. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn, wie gezeigt, der erste Resonator 1 nicht zentrisch in der Aussparung 20 im zweiten Resonator 2 eingesetzt ist und/oder die Resonatoren 1, 2 so ausgebildet sind, dass die aktiven Bereiche 15, 25 wie gezeigt versetzt zueinander angeordnet sind.
  • In 9 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, bei der der zweite Resonator 2 einen ersten Teil 26 und zweiten Teil 27 mit jeweils einem laseraktiven Material aufweist und die Halbleiterschichtenfolge des ersten Resonators zwischen dem ersten und zweiten Teil 26, 27 angeordnet ist. Hierbei können der erste und zweite Teil 26, 27 des zweiten Resonators 2 und der erste Resonator 1 beispielsweise wie gezeigt in einer vertikalen Richtung, oder alternativ auch in einer lateralen Richtung, eine Art „Sandwichstruktur“ bilden. Der erste und zweite Teil 26, 27 können besonders bevorzugt ein gleiches laseraktives Material aufweisen, beispielsweise ein weiter oben beschriebenes Substratmaterial, in dem ein als Leuchtzentren wirkender Dotierstoff enthalten ist. Nach dem Aufwachsen oder Montieren des ersten Resonators 1 auf dem ersten oder zweiten Teil 26, 27 kann der andere Teil entsprechend der weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiele auf dem ersten Resonator 1 montiert werden. Wie gezeigt kann die Pumpmode, also der aktive Bereich 15 des ersten Resonators 1, komplett innerhalb der optisch gepumpten Mode, also dem aktiven Bereich 25 des zweiten Resonators 2, verlaufen.
  • In den 10A und 10B ist in einer Schnittdarstellung entlang einer transversalen Ebene und in einer dreidimensionalen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, das ein integrales Bauteil zur Farberzeugung bildet und bei dem der erste Resonator 1 vollständig im zweiten Resonator, insbesondere im laseraktiven Material des zweiten Resonators 2, eingesetzt ist. Zur Herstellung kann das laseraktive Material des zweiten Resonators 2 mit einer Aussparung vorstrukturiert werden. Der erste Resonator 1 kann dann beispielsweise epitaktisch in der Aussparung aufgewachsen und prozessiert werden. Alternativ hierzu kann ein separat gefertigter erster Resonator 1 in die Aussparung eingesetzt werden. In beiden Fällen können die Innenseiten der Aussparung mit reflektierendem Material beschichtet werden, die insbesondere Resonatorspiegel für den ersten Resonator 1 und gegebenenfalls weitere Verspiegelungen bilden können. Nach einem elektrischen Kontaktieren des ersten Resonators 1 kann die Aussparung über dem ersten Resonator 1 mit dem laseraktiven Material des zweiten Resonators 2 aufgefüllt werden.
  • In den 11A bis 11E sind Ausführungsbeispiele für Halbleiterlaserdioden 100 gezeigt, die eine Mehrzahl von ersten und/oder eine Mehrzahl von zweiten Resonatoren 1, 2 aufweisen, wobei bei jeder Halbleiterlaserdiode 100 alle ersten und zweiten Resonatoren 1, 2 monolithisch in diese integriert sind. Sofern nicht anders erläutert weisen die ersten und zweiten Resonatoren 1, 2 hierbei Merkmale gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen auf. Wie in den 11A bis 11C gezeigt ist, können mehrere erste Resonatoren 1 einen zweiten Resonator 2 optisch pumpen. Weiterhin kann auch ein erster Resonator 1 mehrere zweite Resonatoren 2 optisch pumpen, wie in 11D gezeigt ist. Darüber hinaus können mehrere erste und mehrere zweite Resonatoren 1, 2 vorhanden sein, wie in 11E gezeigt ist. Alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen können jeweils auch andere Anzahlen und Anordnungen von ersten und zweiten Resonatoren 1, 2 vorhanden sein.
  • In den 12A bis 12D sind Ausführungsbeispiele für Auskoppelspiegelschichten 5 auf der Lichtauskoppelfläche 3 der Halbleiterlaserdiode gezeigt. In 12A ist eine Auskoppelspiegelschicht 5 gezeigt, die durch einen Bragg-Spiegel gebildet wird, der gleichzeitig als Resonatorspiegel für den ersten Resonator und als Resonatorspiegel für den zweiten Resonator dient. Die wellenlängenabhängige Reflektivität 55 der Auskoppelspiegelschicht 5, also die Abhängigkeit der Reflektivität R von der Wellenlänge λ ist in 12B gezeigt. Weiterhin sind in 12B der Wellenlängenbereich 53 des ersten Lichts und der Wellenlängenbereich 54 des zweiten Lichts durch die gestrichelten Rechtecke angedeutet. Das Spiegelmaterial ist so ausgelegt, dass es für das erste Licht hochreflektierend, also bevorzugt vollständig reflektierend, ist, während das zweite Licht nur so stark reflektiert wird, wie es für einen effizienten Betrieb des zweiten Resonators erforderlich ist.
  • In 12C ist eine Auskoppelspiegelschicht 5 gezeigt, die eine erste Spiegelschicht 51 und eine zweite Spiegelschicht 52 aufweist, von denen jeder als Bragg-Spiegel ausgebildet ist. Die erste Spiegelschicht 51 weist ein Spiegelmaterial auf, das, wie in 12D anhand der wellenlängenabhängigen Reflektivität 56 gezeigt ist, hochreflektierend, also bevorzugt vollständig reflektierend, für das erste Licht ist und somit einen Resonatorspiegel für den ersten Resonator bildet. Für das zweite Licht ist die erste Spiegelschicht 51 transparent oder zumindest teilweise transparent. Die zweite Spiegelschicht 52, deren wellenlängenabhängige Reflektivität 57 ebenfalls in 12D gezeigt ist, ist für das zweite Licht stärker reflektierend als die erste Spiegelschicht 51 und ist insbesondere auf das zweite Licht optimiert. Die zweite Spiegelschicht 52 bildet somit einen Resonatorspiegel für den zweiten Resonator. Die Wirkung der zweiten Spiegelschicht 52 auf das erste Licht ist nebensächlich, da die erste Spiegelschicht 51 bereits hochreflektierend für das erste Licht ist. Durch die gezeigte Ausführung mit erster und zweiter Spiegelschicht 51, 52 können die reflektierenden Eigenschaften der Auskoppelspiegelschicht 5 in Bezug auf das erste und zweite Licht unabhängig voneinander eingestellt werden. Alternativ zur Anordnung der ersten und zweiten Spiegelschicht 51, 52 aufeinander können diese beispielsweise auch nebeneinander in den jeweils zugehörigen Resonatorbereichen angeordnet sein. Hierbei können die Spiegelschichten 51, 52 beispielsweise mittels Schattenmasken und/oder mittels Aufdampfen aus verschiedenen Richtungen aufgebracht werden.
  • In Kombination mit den gezeigten Auskoppelspiegelschichten können Rückseitenspiegelschichten in ein- oder mehrschichtigen Konfigurationen verwendet werden, die sowohl für das erste wie auch für das zweite Licht hochreflektierend, also besonders bevorzugt vollkommen reflektierend, sind. Diese können beispielsweise ebenfalls Bragg-Spiegel oder auch andere Reflektormaterialien wie beispielsweise ein Metall aufweisen.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele und Merkmale sind nicht auf die in den Figuren jeweils gezeigten Kombinationen beschränkt. Vielmehr können die gezeigten Ausführungsbeispiele sowie einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationsmöglichkeiten explizit beschrieben sind. Darüber hinaus können die in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims (17)

  1. Halbleiterlaserdiode (100), aufweisend einen ersten Resonator (1) und einen zweiten Resonator (2), die parallele Resonatorrichtungen entlang einer longitudinalen Richtung (93) aufweisen und die monolithisch in die Halbleiterlaserdiode (100) integriert sind, wobei - der erste Resonator (1) zumindest einen Teil einer Halbleiterschichtenfolge (12) mit einer aktiven Schicht (13) und einem aktiven Bereich (15) aufweist, der im Betrieb der Halbleiterlaserdiode (100) zur Erzeugung eines ersten Lichts (19) elektrisch gepumpt werden kann, - die longitudinale Richtung (93) parallel zu einer Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht (13) ist, - der zweite Resonator (2) einen aktiven Bereich (25) mit einem laseraktiven Material (21) aufweist, das im Betrieb der Halbleiterlaserdiode (100) zur Erzeugung eines aus dem zweiten Resonator (2) teilweise nach außen abgestrahlten zweiten Lichts (29) durch zumindest einen Teil des ersten Lichts (19) optisch gepumpt werden kann, - der erste und zweite Resonator (1, 2) durch eine zumindest teilweise transparente Verbindungsschicht (7) optisch und mechanisch miteinander gekoppelt sind, und - die Verbindungsschicht (7) zumindest teilweise ein transparentes leitendes Oxid und/oder eine strukturierte Metallschicht aufweist und/oder dichroitisch ist.
  2. Halbleiterlaserdiode (100) nach Anspruch 1, wobei der erste Resonator (1) und der zweite Resonator (2) in einer senkrecht zur longitudinalen Richtung (93) stehenden Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
  3. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste und zweite Resonator (1, 2) in einer vertikalen, einer Aufwachsrichtung der Halbleiterschichtenfolge (12) entsprechenden Richtung (92) übereinander angeordnet sind.
  4. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Resonator (2) einen ersten Teil (26) und zweiten Teil (27) mit jeweils einem laseraktiven Material (21) aufweist und die Halbleiterschichtenfolge (12) des ersten Resonators (1) zwischen dem ersten und zweiten Teil (26, 27) angeordnet ist.
  5. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste und zweite Resonator (1, 2) in einer senkrecht zur longitudinalen und vertikalen Richtung (93, 92) verlaufenden lateralen Richtung (91) nebeneinander angeordnet sind.
  6. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Resonator (2) eine Aussparung (20) aufweist, in der der erste Resonator (1) angeordnet ist.
  7. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Resonator (1) eine Aussparung (10) aufweist, in der der zweite Resonator (2) angeordnet ist.
  8. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der aktive Bereich (25) des zweiten Resonators (2) zumindest teilweise ein Material aufweist, das ausgewählt ist aus GaN, SiC, Saphir YVO4 und das zumindest einen als Leuchtzentrum wirkenden Dotierstoff aufweist, der ausgewählt ist aus Ce, Cr, Er, Nd, Ti, Pr und Yb.
  9. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Resonator (2) zumindest Teil eines Wachstumssubstrats ist, auf dem die Halbleiterschichtenfolge (12) des ersten Resonators (1) aufgewachsen ist.
  10. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der aktive Bereich (25) des zweiten Resonators (2) zumindest einen Teil einer Halbleiterschichtenfolge (22) aufweist.
  11. Halbleiterlaserdiode (100), nach dem vorherigen Anspruch, wobei der erste und zweite Resonator (1, 2) Teile derselben Halbleiterschichtenfolge sind.
  12. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterschichtenfolge (12) des ersten Resonators (1) auf der dem laseraktiven Material (21) des zweiten Resonators (2) zugewandten Seite frei von Mantelschichten ist und das laseraktive Material (21) des zweiten Resonators (2) eine Mantelschicht für den ersten Resonator (1) bildet.
  13. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterlaserdiode (100) eine Mehrzahl von ersten und/oder eine Mehrzahl von zweiten Resonatoren (1, 2) aufweist und alle ersten und zweiten Resonatoren (1, 2) der Halbleiterlaserdiode (100) monolithisch in die Halbleiterlaserdiode (100) integriert sind.
  14. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Resonator (1) beidseitig vollständig für das erste Licht (19) verspiegelt ist.
  15. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterlaserdiode (100) eine erste, eine Lichtauskoppelfläche (3) bildende Seitenfläche und eine zweite, eine Rückseitenfläche (4) bildende Seitenfläche aufweist und auf der ersten Seitenfläche eine Auskoppelspiegelschicht (5) aufgebracht ist, die das erste Licht (19) vollständig reflektiert und die teilweise durchlässig für das zweite Licht (29) ist.
  16. Halbleiterlaserdiode (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Auskoppelspiegelschicht (5) eine erste und eine zweite Spiegelschicht (51, 52) aufweist, die erste Spiegelschicht (51) vollständig reflektierend für das erste Licht (19) ist und die zweite Spiegelschicht (52) für das zweite Licht (29) stärker reflektierend als die erste Spiegelschicht (51) ist.
  17. Halbleiterlaserdiode (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterlaserdiode (100) eine erste, eine Lichtauskoppelfläche (3) bildende Seitenfläche und eine zweite, eine Rückseitenfläche (4) bildende Seitenfläche aufweist und zumindest eine weitere Seitenfläche (81) und/oder eine Unterseite (82) aufweist, auf der eine Verspiegelung (83, 84) aufgebracht ist.
DE102017111938.8A 2017-05-31 2017-05-31 Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode Active DE102017111938B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017111938.8A DE102017111938B4 (de) 2017-05-31 2017-05-31 Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode
US16/608,552 US11581702B2 (en) 2017-05-31 2018-05-17 Semiconductor laser diode
PCT/EP2018/062903 WO2018219667A1 (de) 2017-05-31 2018-05-17 Halbleiterlaserdiode mit zwei resonatoren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017111938.8A DE102017111938B4 (de) 2017-05-31 2017-05-31 Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017111938A1 DE102017111938A1 (de) 2018-12-06
DE102017111938B4 true DE102017111938B4 (de) 2022-09-08

Family

ID=62530184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017111938.8A Active DE102017111938B4 (de) 2017-05-31 2017-05-31 Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11581702B2 (de)
DE (1) DE102017111938B4 (de)
WO (1) WO2018219667A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017111938B4 (de) * 2017-05-31 2022-09-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode
WO2021022188A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Chip-integrated titanium:sapphire laser
DE102020118405A1 (de) 2020-07-13 2022-01-27 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierender halbleiterchip und verfahren zu dessen herstellung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030026312A1 (en) 2001-07-31 2003-02-06 Clayton Richard D. Monolithically integrated optically-pumped edge-emitting semiconductor laser
DE102007058952A1 (de) 2007-09-24 2009-04-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
US7826511B1 (en) 2005-03-25 2010-11-02 Hrl Laboratories, Llc Optically pumped laser with an integrated optical pump
US20110249695A1 (en) 2010-04-13 2011-10-13 Dmitri Vladislavovich Kuksenkov Optically Pumped Laser
US20160322782A1 (en) 2013-12-30 2016-11-03 The Regents Of The University Of California Monolithic integration of optically pumped iii-nitride devices

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5290730A (en) * 1992-09-10 1994-03-01 Hughes Aircraft Company Wavelength conversion waveguide and fabrication method
US5463649A (en) * 1993-08-06 1995-10-31 Sandia Corporation Monolithically integrated solid state laser and waveguide using spin-on glass
US5436919A (en) * 1994-01-25 1995-07-25 Eastman Kodak Company Multiwavelength upconversion waveguide laser
FR2715776B1 (fr) * 1994-01-28 1996-03-01 Thomson Csf Semiconducteurs Laser de grande puissance à deux étages.
FR2751796B1 (fr) * 1996-07-26 1998-08-28 Commissariat Energie Atomique Microlaser soilde, a pompage optique par laser semi-conducteur a cavite verticale
US5796771A (en) * 1996-08-19 1998-08-18 The Regents Of The University Of California Miniature self-pumped monolithically integrated solid state laser
US6239901B1 (en) * 1998-04-03 2001-05-29 Agilent Technologies, Inc. Light source utilizing a light emitting device constructed on the surface of a substrate and light conversion device that includes a portion of the substrate
EP1035623A1 (de) * 1998-12-04 2000-09-13 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Vorrichtung für die Emission von elektromagnetischer Strahlung und Herstellungsverfahren
US6330388B1 (en) 1999-01-27 2001-12-11 Northstar Photonics, Inc. Method and apparatus for waveguide optics and devices
US6424669B1 (en) * 1999-10-29 2002-07-23 E20 Communications, Inc. Integrated optically pumped vertical cavity surface emitting laser
DE10108079A1 (de) * 2000-05-30 2002-09-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpte oberflächenemittierende Halbleiterlaservorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
US6493132B1 (en) * 2001-02-14 2002-12-10 Agere Systems Guardian Corp. Monolithic optically pumped high power semiconductor lasers and amplifiers
KR20080030020A (ko) * 2005-06-17 2008-04-03 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 광전자 어플리캐이션을 위한 (Ａｌ,Ｇａ,Ｉｎ)Ｎ 및 ＺｎＯ직접 웨이퍼-접착 구조 및 그 제조방법
US20090020149A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Woods Lawrence M Hybrid Multi-Junction Photovoltaic Cells And Associated Methods
US20100272145A1 (en) * 2007-12-19 2010-10-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vecsel-pumped solid-state laser
JP2012502472A (ja) * 2008-09-04 2012-01-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 単色光源
US8434904B2 (en) * 2010-12-06 2013-05-07 Guardian Industries Corp. Insulated glass units incorporating emitters, and/or methods of making the same
US9508944B2 (en) * 2012-04-11 2016-11-29 The Boeing Company Composite organic-inorganic energy harvesting devices and methods
EP2662864A1 (de) * 2012-05-08 2013-11-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Verfahren zur Verstärkung der Leitfähigkeit von transparentem Metalloxid
KR20130125345A (ko) * 2013-10-30 2013-11-18 주식회사 엘지화학 도전성 적층체 및 이의 제조방법
KR102609958B1 (ko) * 2016-04-27 2023-12-05 엘지전자 주식회사 전기변색 나노입자 및 그 제조방법
DE102017111938B4 (de) * 2017-05-31 2022-09-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode
EP3553841B1 (de) * 2018-04-10 2022-02-16 CSEM Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique SA Verfahren zur herstellung einer fotovoltaischen vorrichtung auf perovskit-basis
DE102018113874B4 (de) * 2018-06-11 2022-12-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Halbleiterbauteil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030026312A1 (en) 2001-07-31 2003-02-06 Clayton Richard D. Monolithically integrated optically-pumped edge-emitting semiconductor laser
US7826511B1 (en) 2005-03-25 2010-11-02 Hrl Laboratories, Llc Optically pumped laser with an integrated optical pump
DE102007058952A1 (de) 2007-09-24 2009-04-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
US20110249695A1 (en) 2010-04-13 2011-10-13 Dmitri Vladislavovich Kuksenkov Optically Pumped Laser
US20160322782A1 (en) 2013-12-30 2016-11-03 The Regents Of The University Of California Monolithic integration of optically pumped iii-nitride devices

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018219667A1 (de) 2018-12-06
US11581702B2 (en) 2023-02-14
DE102017111938A1 (de) 2018-12-06
US20200194957A1 (en) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016125857B4 (de) Halbleiterlaserdiode
EP2564478B1 (de) Laserlichtquelle
DE102004057802B4 (de) Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement mit Zwischenschicht
DE102017113389B4 (de) Halbleiterlaserdiode
WO2011069769A2 (de) Laserdiodenanordnung und verfahren zum herstellen einer laserdiodenanordnung
WO2009080011A2 (de) Laserlichtquelle
DE102017111938B4 (de) Optisch gepumpte Halbleiterlaserdiode
US20120250715A1 (en) Optoelectronic Semiconductor Component
DE102017112242B4 (de) Kantenemittierender Halbleiterlaser
WO2013152909A2 (de) Laserdiodenvorrichtung
DE10214120A1 (de) Optisch pumpbare oberflächenemittierende Halbleiterlaservorrichtung
WO2019042827A1 (de) Kantenemittierender laserbarren
DE112018002104B4 (de) Halbleiterlaserdiode und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode
WO2021214174A1 (de) Halbleiterlaser und lidar-system sowie laser-system mit dem halbleiterlaser
DE112020001165T5 (de) Lichtemittierendes element und verfahren zur herstellung desselben
WO2022122920A1 (de) Licht emittierender halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines licht emittierenden halbleiterchips
DE102007053328A1 (de) Halbleiterlaser mit Fabry-Perot-Resonator
WO2023218005A1 (de) Breitstreifen-diodenlaser mit integriertem p-n-tunnelübergang
WO2010048918A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE102020133368B4 (de) Laserdiode mit integrierter thermischer Blende
WO2019121407A1 (de) Halbleiterlaser, betriebsverfahren für einen halbleiterlaser und methode zur bestimmung des optimalen füllfaktors eines halbleiterlasers
EP1415376B1 (de) Mehrteiliger laser
WO2022207221A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01S0005200000

Ipc: H01S0005040000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final