DE102017201875B4 - Halbleiterlaseranordnung - Google Patents

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Abstract

Halbleiterlaseranordnung, aufweisend:
• einen Halbleiterlaser (1), der eine Vielzahl von Emissionsregionen (24, 25), in die Ströme eingespeist werden, um Laserstrahlen zu emittieren, und eine erste und eine zweite Hauptfläche, die einander gegenüberliegen, aufweist: und
• eine Vielzahl von ersten Drähten (8), die mit der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterlasers (1) verbunden sind,
• wobei die erste Hauptoberfläche des Halbleiterlasers (1) eine erste Streifenregion (26), die einer der Vielzahl von Emissionsregionen (24, 25) zugeordnet ist, und eine zweite Streifenregion (27), die einer anderen der Vielzahl von Emissionsregionen (24, 25) zugeordnet ist, aufweist, und
• die Anzahl von ersten Drähten (8), die mit der ersten Streifenregion (26) verbunden sind, größer ist als die Anzahl von ersten Drähten (8), die mit der zweiten Streifenregion (27) verbunden sind.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserhalbleiteranordnung zur Verwendung als eine Quelle für sichtbares Licht für einen Projektor oder dergleichen oder als eine Anregungslichtquelle für eine Bearbeitungsmaschine oder dergleichen.
  • Hintergrund
  • Ein Halbleiterlaser hat Vorzüge, wie beispielsweise eine reduzierte Größe, eine gute Farbreproduzierbarkeit, einen geringen Energieverbrauch und eine hohe Luminanz, und wird geschätzt als eine Lichtquelle für Projektoren oder projektionsartige Bildschirme für Kinos oder dergleichen (vgl. beispielsweise JP 2011-49338 A ). Wenn ein Laserstrahl auf eine zu beleuchtende Oberfläche gerichtet wird, erscheint jedoch ein geflecktes Muster, das Fleckenrauschen genannt wird und das ein flimmerndes Bild zeigt. Die Ursache für dieses Phänomen ist eine Interferenz aufgrund Einzelwellenlängen-Hochkohärenz-Eigenschaften des Laserstrahls. Das Fleckenrauschen verursacht bei einem Bildbetrachter ein störendes Gefühl und ermüdet die Augen des Betrachters.
  • Als ein Verfahren zum Reduzieren des oben beschriebenen Fleckenrauschens können ein Verfahren zum Schwingen der beleuchteten Oberfläche und ein Verfahren zum Anordnen einer Streuplatte in dem optischen Pfad zwischen dem Halbleiterlaser und der beleuchteten Oberfläche genannt werden. Jedoch benötigt jedes dieser Verfahren ausgesprochen hohe Implementierungskosten. Es ist eine Beziehung Cs ~ 1/√Δλ zwischen der Stärke Cs des Fleckenrauschens und der Halbwertsbreite Δλ des Schwingungsspektrums eines Laserstrahls. Eine Vergrößerung der Halbwertsbreite der Schwingungswellenlänge der Lichtquelle ist ein effektives Verfahren zum Reduzieren von Fleckenrauschen.
  • Eine Vielzahl von Halbleiterlasern, die sich in ihren Wellenlängen voneinander unterscheiden, kann verwendet werden, um die Halbwertsbreite der Schwingungswellenlänge der Lichtquelle zu vergrößern. Jedoch besteht dann die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Halbleiterlasern, sich in ihren aktiven Schichten voneinander unterscheiden, herzustellen. Zudem kann eine Vielzahl von Laserstrahlen, die sich in ihren Wellenlängen voneinander unterscheiden, nicht von einem einzigen Halbleiterlaser emittiert werden.
  • Zusammenfassung
  • In Anbetracht des oben beschriebenen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiterlaseranordnung bereitzustellen, bei der die Halbwertsbreite der Schwingungswellenlänge eines einzigen Halbleiterlasers vergrößert werden kann, um ein Fleckenrauschen zu reduzieren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleiterlaseranordnung: einen Halbleiterlaser, der eine Vielzahl von Emissionsregionen, in die Ströme eingespeist werden, um Laserstrahlen zu emittieren, und eine erste und eine zweite Hauptfläche, die einander gegenüberliegen, aufweist; und eine Vielzahl von ersten Drähten, die mit der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterlasers verbunden sind, wobei die erste Hauptoberfläche des Halbleiterlasers eine erste Streifenregion, die einer der Vielzahl von Emissionsregionen zugeordnet ist, und eine zweite Streifenregion, die einer anderen der Vielzahl von Emissionsregionen zugeordnet ist, aufweist, und wobei die Anzahl von ersten Drähten, die mit der ersten Streifenregion verbunden sind, größer ist als die Anzahl von ersten Drähten, die mit der zweiten Streifenregion verbunden sind.
  • Bei der Halbleiterlaseranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sind Drahtverbindungspositionen einseitig an einer einzelnen Emissionsregion festgelegt, um in die Emissionsregionen fließende Ströme ungleich zu machen, und es wird verursacht, dass Wärme, die in den Drähten erzeugt wird, einseitig in die einzelne Emissionsregion fließt, wodurch unterschiedliche Aktivschichttemperaturen erhalten werden. Die Schwingungswellenlängen der von den Emissionsregionen emittierten Laserstrahlen werden dadurch verschieden voneinander gemacht, wodurch die Halbwertsbreite des einzelnen Halbleiterlasers vergrößert und ein Fleckenrauschen reduziert wird.
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden Beschreibung.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Seitenansicht einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaseranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine Schnittansicht des Halbleiterlasers 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine Draufsicht auf wesentliche Abschnitte der Halbleiterlaseranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 5 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Erlangung von Temperaturverteilungen in der aktiven Schicht in dem Resonator des Halbleiterlasers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 6 ist eine Draufsicht, die wesentliche Abschnitte einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem vergleichenden Beispiel zeigt.
    • 7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Erlangung von Temperaturverteilungen in der aktiven Schicht in dem Resonator des Halbleiterlasers gemäß dem vergleichenden Beispiel zeigt.
    • 8 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Erlangung von Temperaturverteilungen in der aktiven Schicht in dem Resonator in einem Fall zeigt, bei dem die n-seitige Elektrode und die Gold-Plattierschicht an der gesamten Oberfläche ausgebildet sind.
    • 9 ist eine Draufsicht auf wesentliche Abschnitte einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 10 ist eine Draufsicht auf wesentliche Abschnitte einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Es sei angemerkt, dass die 6, 7 und 8 den Stand der Technik darstellen.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Eine Halbleiterlaseranordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Dieselben Komponenten werden mit denselben Symbolen gekennzeichnet und eine wiederholte Beschreibung davon kann weggelassen werden.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem ersten welcher der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaseranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Halbleiterlaser 1 ist in einen Φ9,0 mm Schaftkorpus eingebaut, der häufig in Lichtquellen zur Kommunikation, für Disk-Systeme oder Projektoren verwendet wird.
  • Der Halbleiterlaser 1 ist mit einem Unterbau 2 verbunden. Der Unterbau 2 ist an einem Block 3 an einem Schaft befestigt. Üblicherweise wird Kupfer als Werkstoff für den Block 3 verwendet, um den thermischen Widerstand des Korpus zu reduzieren. Der Block 3 ist mit einer Öse 4 an dem Schaft verbunden. Der Durchmesser der Öse beträgt 9,0 mm.
  • Leitungen 5 und 6 verlaufen durch Durchgangsbohrungen, die an der Öse 4 vorhanden sind. Ein Dichtungsglas 7 zum elektrischen Trennen der Öse 4 und der Leitungen 5 und 6 voneinander ist zwischen der Öse 4 und den Leitungen 5 und 6 vorhanden. Eine Oberseite des Halbleiterlasers 1 und die Leitung 5 sind über Golddrähte 8 elektrisch miteinander verbunden. Eine Oberseite des Unterbaus 2 und die Leitung 6 sind über Golddrähte 9 elektrisch miteinander verbunden.
  • Eine Unterseite 10 der Öse 4 ist in Kontakt mit einem Rahmen (nicht gezeigt) für das System. Als ein Ergebnis wird Wärme, die von dem Halbleiterlaser 1 erzeugt wird, über den Unterbau 2, den Block 3, die Öse 4 und die Unterseite der Öse 4 nach außen abgegeben. Der Schaftkorpus kann gekapselt sein, um den Halbleiterlaser 1 einzukapseln.
  • 3 ist eine Schnittdarstellung des Halbleiterlasers 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine n-leitende untere AllnP-Plattierschicht 12, eine nicht dotierte optische untere AllnP-Führungsschicht 13, eine aktive GaInP-Schicht 14 und eine nicht dotierte optische obere AlGaInP-Führungsschicht 15, eine p-leitende obere AllnP-Plattierschicht 16 und p-leitende GaAs-Kontaktschichten 17 und 18 sind aufeinander folgend an einem n-leitenden GaAs-Halbleitersubstrat 11 ausgebildet. Die Kontaktschichten 17 und 18 sind geätzt, um Rippenstreifen zu bilden.
  • Das Halbleitersubstrat 11 hat eine Dicke von 50 bis 150 µm. Die untere Plattierschicht 12 hat eine Dicke von 0,5 bis 4,0 µm und eine Trägerdichte von 0,5 bis 1,5 × 1018 cm-3. Sowohl die untere optische Führungsschicht 13 als auch die obere optische Führungsschicht 15 haben eine Dicke von 0,02 bis 0,4 µm. Die aktive Schicht 14 hat eine Dicke von 3,0 bis 20 nm. Die obere Plattierschicht 16 hat eine Dicke von 0,5 bis 4,0 µm und eine Trägerdichte von 0,5 bis 2,0 × 1018 cm-3. Jede der Kontaktschichten 17 und 18 hat eine Dicke von 0,05 bis 0,5 µm und eine Trägerdichte von 1,0 bis 4,0 × 1019 cm-3.
  • Eine Isolierschicht 19, wie beispielsweise eine Siliziumnitrid-Schicht, ist an der oberen Plattierschicht 16 und an gegenüberliegenden Seiten der Kontaktschichten 17 und 18 ausgebildet. Öffnungen sind in der Isolierschicht 19 an den Kontaktschichten 17 und 18 ausgebildet. Jede Öffnung hat eine Breite von 60 µm.
  • Eine p-seitige Elektrode 20 ist an den Kontaktschichten 17 und 18 und der Isolierschicht 19 ausgebildet und ist über die Öffnungen der Isolierschicht 19 niederohmig mit den Kontaktschichten 17 und 18 verbunden. Eine Gold-Plattierschicht 21 ist an der p-seitigen Elektrode 20 ausgebildet. Die p-seitige Elektrode 20 ist eine Mehrlagenstruktur, die aus dünnen Schichten aus beispielsweise Ti, Pr oder Au gebildet ist, und hat eine Gesamtdicke von 0,05 bis 1,0 µm. Die Gold-Plattierschicht 21 hat eine Dicke von 1,0 bis 6,0 µm. Eine n-seitige Elektrode 22 ist mit einer Unterseite des Halbleitersubstrats 11 verbunden. Eine Gold-Plattierschicht 23 ist an einer Unterseite der n-seitigen Elektrode 22 ausgebildet. Die n-seitige Elektrode 22 ist eine Mehrlagenstruktur, die aus dünnen Schichten aus beispielsweise Ti, Pr oder Au gebildet, und hat eine Gesamtdicke von 0,05 bis 1,0 µm. Die Gold-Plattierschicht 23 hat eine Dicke von 1,0 bis 6,0 µm.
  • Regionen der aktiven Schicht14, die direkt unterhalb der beiden Öffnungen der Isolierschicht 19 angeordnet sind, sind als erste und zweite Emissionsregion 24 und 25 ausgebildet, in die Ströme eingespeist werden, um einen Laserstrahl zu emittieren. Somit werden Laserstrahlen von zwei Orten an dem Halbleiterlaser 1 emittiert. Die n-seitige Elektrode 22 und die Gold-Plattierschicht 23 sind lediglich auf der Seite der ersten Emissionsregion 24 des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet.
  • 4 ist eine Draufsicht auf wesentliche Abschnitte der Halbleiterlaseranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der in 3 gezeigte Halbleiterlaser 1 ist auf dem Kopf stehend gezeigt. Die Gold-Plattierschicht 21 an der Oberseite des Halbleiterlasers 1 ist mit dem Unterbau 2 verbunden. Die aktive Schicht 14 des Halbleiterlasers 1 ist daher sehr nahe an dem Unterbau 2. Eine Vielzahl von Golddrähten 8 ist an der Rückseite des Halbleiterlasers 1 mit der Gold-Plattierschicht 23 verbunden. Eine Vielzahl von Golddrähten 9 ist mit dem Unterbau 2 verbunden. Sowohl die Anzahl von Golddrähten 8 als auch die Anzahl von Golddrähten 9 beträgt 6, und jeder Golddraht hat einen Durchmesser von 25 µm und eine Länge von 2,0 mm.
  • Die Rückseite des Halbleiterlasers 1 hat eine erste Streifenregion 26, die der ersten Emissionsregion 24 zugeordnet ist, und eine zweite Streifenregion 27, die der zweiten Emissionsregion 25 zugeordnet ist. Die n-seitige Elektrode 22 und die Gold-Plattierschicht 23 sind an der ersten Streifenregion 26 ausgebildet, nicht an der zweiten Streifenregion 27. Die Vielzahl von Golddrähten 8 ist lediglich mit der ersten Streifenregion 26 verbunden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen des Halbleiterlasers 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben. Zunächst werden die untere Plattierschicht 12, die untere optische Führungsschicht 13, die aktive Schicht 14, die obere optische Führungsschicht 15, die obere Plattierschicht 16 und eine Kontaktschicht nacheinander durch ein Kristallwachsverfahren, wie beispielsweise metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD), an dem Halbleitersubstrat ausgebildet. Die Kontaktschicht wird danach selektiv durch Ätzen entfernt, um die Kontaktschichten 17 und 18 lediglich an der ersten und zweiten Emissionsregion 24 und 25 zurückzulassen. Die Isolierschicht 19 wird danach an der gesamten Oberfläche ausgebildet, und Abschnitte der Isolierschicht 19 an der ersten und zweiten Emissionsregion 24 und 25 werden durch Ätzen entfernt. Danach werden die p-seitige Elektrode 20 und die Gold-Plattierschicht 21 ausgebildet. Anschließend wird die Rückseite des Halbleitersubstrats 11 poliert, so dass das Halbleitersubstrat 11 eine gewünschte Dicke hat, und die n-seitige Elektrode 22 und die Gold-Plattierschicht 23 werden ausgebildet. Das Halbleitersubstrat 11 wird geteilt, so dass die Resonatorlänge 1,5 mm beträgt, wobei eine Beschichtung, die einen Reflexionsgrad von 10 % hat, an der Vorderstirnseite und eine Beschichtung, die einen Reflexionsgrad von 90 % hat, wird an der Rückstirnseite ausgebildet wird. Der Halbleiterlaser 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt.
  • Ströme fließen durch die erste und zweite Emissionsregion 24 und 25, und ein Laserstrahl wird durch die erste und zweite Emissionsregion 24 und 25 geführt. Dadurch wird in der ersten und zweiten Emissionsregion 24 und 25 Wärme aufgrund von Grenzströmen, einer nicht gegebenen Emissionsrückkopplung, einer Lichtabsorption oder einer Joule-Wärme erzeugt. 5 ist ein Diagramm, das Ergebnisse einer Erlangung von Temperaturverteilungen in der aktiven Schicht in dem Resonator des Halbleiterlasers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Wärmesimulation wurde unter der Annahme, dass der Gesamtwert von in den Halbleiterlaser 1 eingespeisten Strömen 1 bis 5,0 A beträgt und die Außentemperatur 0°C beträgt, und unter Berücksichtigung von Joule-Wärme mit Bezug auf die erste und zweite Emissionsregion 24 und 25 gemacht. In 5 entspricht 0 auf der Abszisse der Position der Vorderstirnseite und 1,5 mm auf der Abszisse entspricht der Position der Rückstirnseite. Hier wird eine Wärmeerzeugung aufgrund von Lichtabsorption und nicht gegebener Emissionsrückkopplung ausgenommen. Jedoch sind die Temperaturverteilungen in den zwei Emissionsregionen aufgrund von Lichtabsorption und nicht gegebener Emissionsrückkopplung gleich zueinander, da die Reflexionsgrade der Vorderstirnseite und der Rückstirnseite, die optischen Verstärkungen und die Grenzstromwerte der zwei Emissionsregionen im Wesentlichen gleich zueinander sind.
  • Es existiert eine Differenz von etwa 1,5°C zwischen der Temperatur der aktiven Schicht in der ersten Emissionsregion 24 und der Temperatur der aktiven Schicht in der zweiten Emissionsregion 25. Der Grund dafür ist wie unten beschrieben. Wie in 4 gezeigt, sind die Golddrähte 8 einseitig mit der ersten Emissionsregion 24 verbunden, und die Elektrode ist allein auf der Seite der ersten Emissionsregion 24 gegeben. Der Strom, der von den Golddrähten 8 in die erste Emissionsregion 24 fließt, ist daher größer als der Strom, der von den Golddrähten 8 in die zweite Emissionsregion 25 fließt. Als ein Ergebnis ist eine Joule-Wärme in der ersten Emissionsregion 24 größer als diejenige in der zweiten Emissionsregion 25. Da die Golddrähte 8 auf der Seite der ersten Emissionsregion 24 angeschlossen sind, wird zudem Joule-Wärme, die in den Golddrähten 8 erzeugt wird, an den Rand der ersten Emissionsregion 24 übertragen, um den Temperaturunterschied zwischen der ersten Emissionsregion 24 und der zweiten Emissionsregion 25 zu vergrößern.
  • Die Temperaturabhängigkeit der Schwingungswellenlänge, die in Abhängigkeit der Werkstoffe des Halbleiterlasers und der Schwingungswellenlänge variiert, beträgt etwa 0,20 nm/°C in dem Halbleiterlaser 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das einen AlGaInPbasierten Werkstoff verwendet. Daher beträgt in dem Halbleiterlaser 1 der Wellenlängenunterschied zwischen der ersten Emissionsregion 24 und der zweiten Emissionsregion 25 etwa 0,3 nm. Somit werden Laserstrahlen, die sich in der Wellenlänge voneinander unterscheiden, von einem einzelnen Halbleiterlaser 1 emittiert.
  • 6 ist eine Draufsicht, die wesentliche Abschnitte einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem vergleichenden Beispiel zeigt. Für eine gleichmäßige Stromeinleitung in eine Vielzahl von Emissionsregionen sind die erste und die zweite Streifenregion 26 und 27, die jeweils der ersten und zweiten Emissionsregion 24 und 25 zugeordnet sind, gleichmäßig verbunden. 7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Erlangung von Temperaturverteilungen in der aktiven Schicht in dem Resonator des Halbleiterlasers gemäß dem vergleichenden Beispiel zeigt. Eine Wärmesimulation wurde unter denselben Bedingungen wie in 5 durchgeführt. Der Temperaturunterschied zwischen der ersten Emissionsregion 24 und der zweiten Emissionsregion 25 ist gering. Demzufolge sind die Wellenlängen von Strahlen, die von den beiden Emissionsregionen emittiert werden, im Wesentlichen gleich zueinander. Die Halbwertsbreite der Emissionswellenlänge des einzelnen Halbleiterlasers 1 ist daher eng, so dass ein Fleckenrauschen auftritt.
  • Auf der anderen Seite sind bei der Halbleiterlaseranordnung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drahtverbindungspositionen einseitig an einer einzelnen Emissionsregion festgelegt, um Ströme ungleich zu machen, die in die Emissionsregionen fließen, und Wärme, die in den Drähten erzeugt wird, fließt einseitig in die einzelne Emissionsregion, wodurch verschiedene Aktivschichttemperaturen erhalten werden. Die Schwingungswellenlängen der Laserstrahlen, die von den Emissionsregionen emittiert werden, werden dadurch verschieden voneinander gemacht, wodurch die Halbbreite des einzelnen Halbleiterlasers 1 vergrößert und das Fleckenrauschen reduziert wird.
  • 8 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Erlangung von Temperaturverteilungen in der aktiven Schicht in dem Resonator in einem Fall zeigt, bei dem die n-seitige Elektrode und die Gold-Plattierschicht an der gesamten Oberfläche ausgebildet sind. Es wird deutlich, dass der Temperaturunterschied zwischen der ersten Emissionsregion 24 und der zweiten Emissionsregion 25 im Vergleich zu dem Fall des in 5 gezeigten vorliegenden Ausführungsbeispiels reduziert wird. Ein Moderieren der Einseitigkeit des Stroms durch eine Stromverteilung auf die Elektrode kann somit durch Ausbilden der n-seitigen Elektrode 22 und der Gold-Plattierschicht 23 allein an einer der Emissionsregionen, wie in 4 gezeigt, verhindert werden.
  • Die drahtgebondete erste Streifenregion 26 des Halbleiterlasers 1 ist näher an der drahtgebondeten Region des Unterbaus 2 als die nicht drahtgebondete zweite Streifenregion 27. Der Abstand zwischen den beiden drahtgebondeten Regionen wird wie oben beschrieben reduziert, wodurch der Strom, der durch die drahtgebondete erste Emissionsregion 24 fließt, erhöht wird, während der Strom, der durch die nicht drahtgebondete zweite Emissionsregion 25 fließt, reduziert wird. Als ein Ergebnis wird der Temperaturunterschied zwischen der ersten Emissionsregion 24 und der zweiten Emissionsregion 25 erhöht, und der Vorteil der vorliegenden Erfindung wird erhöht.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 9 ist eine Draufsicht auf wesentliche Abschnitte einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anzahl der mit der ersten Streifenregion 26 verbundenen Vielzahl von Golddrähten 8 ist größer als die Anzahl von mit der zweiten Streifenregion 27 verbundenen Golddrähten 8. Daher ist es nicht erforderlich, dass alle Golddrähte 8 ausschließlich mit einer einzelnen der Emissionsregionen verbunden sind. Solange die Anzahl von Drähten ungleich ist, tritt ein Temperaturunterschied zwischen der ersten Emissionsregion 24 und der zweiten Emissionsregion 25 auf, was eine Reduzierung von Fleckenrauschen ermöglicht.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 10 ist eine Draufsicht auf wesentliche Abschnitte einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Vielzahl von Golddrähten 8 ist ausschließlich mit der ersten Streifenregion 26 verbunden. Der Temperaturunterschied zwischen der ersten Emissionsregion 24 und der zweiten Emissionsregion 25 wird dadurch größer als der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemacht, wodurch eine weitere Reduzierung von Fleckenrauschen erreicht wird. Jedoch kann der größere Temperaturunterschied in dem Fall erhalten werden, bei dem die n-seitige Elektrode 22 und die Gold-Plattierschicht 23 ausschließlich an der ersten Streifenregion 26 ausgebildet sind, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Die ersten drei Ausführungsbeispiele wurden mit Bezug auf einen Fall beschrieben, bei dem die Anzahl von Emissionsregionen des Halbleiterlasers 1 zwei beträgt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf eingeschränkt. Es ist offensichtlich, dass derselbe Vorteil ebenso in einem Fall erreicht werden kann, bei dem der Halbleiterlaser 1 drei oder mehr Emissionsregionen hat. Jedoch ist in dem Fall, bei dem die Anzahl von Emissionsregionen zwei beträgt, der Abstand zwischen den Emissionsregionen so groß, dass der Strom, der im Wesentlichen in eine der Emissionsregionen fließt, nicht einfach in die andere benachbarte Emissionsregion fließen kann. Als ein Ergebnis wird der Unterschied zwischen den Strömen, die in die zwei Emissionsregionen fließen, erhöht, wodurch der Vorteil der vorliegenden Erfindung verbessert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Halbleiterlaser
    2
    Unterbau
    3
    Block
    4
    Öse
    5
    Leitung
    6
    Leitung
    8
    erster Draht
    9
    zweiter Draht
    10
    Unterseite von 4
    11
    Halbleitersubstrat
    12
    untere Plattierschicht
    13
    untere Führungsschicht
    14
    aktive Schicht
    15
    obere Führungsschicht
    16
    obere Plattierschicht
    17
    Kontaktschicht
    18
    Kontaktschicht
    19
    Isolierschicht
    20
    Elektrode
    21
    Gold-Plattierschicht
    22
    Elektrode
    23
    Gold-Plattierschicht
    24
    erste Emissionsregion
    25
    zweite Emissionsregion
    26
    erste Streifenregion
    27
    zweite Streifenregion

Claims (5)

  1. Halbleiterlaseranordnung, aufweisend: • einen Halbleiterlaser (1), der eine Vielzahl von Emissionsregionen (24, 25), in die Ströme eingespeist werden, um Laserstrahlen zu emittieren, und eine erste und eine zweite Hauptfläche, die einander gegenüberliegen, aufweist: und • eine Vielzahl von ersten Drähten (8), die mit der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterlasers (1) verbunden sind, • wobei die erste Hauptoberfläche des Halbleiterlasers (1) eine erste Streifenregion (26), die einer der Vielzahl von Emissionsregionen (24, 25) zugeordnet ist, und eine zweite Streifenregion (27), die einer anderen der Vielzahl von Emissionsregionen (24, 25) zugeordnet ist, aufweist, und • die Anzahl von ersten Drähten (8), die mit der ersten Streifenregion (26) verbunden sind, größer ist als die Anzahl von ersten Drähten (8), die mit der zweiten Streifenregion (27) verbunden sind.
  2. Halbleiterlaseranordnung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von ersten Drähten (8) ausschließlich mit der ersten Streifenregion (26) verbunden ist.
  3. Halbleiterlaseranordnung nach Anspruch 2, wobei der Halbleiterlaser (1) eine Elektrode (22, 23), mit der die Vielzahl von ersten Drähten (8) verbunden ist, aufweist, und die Elektrode (22, 23) an der ersten Streifenregion (26) ausgebildet ist, nicht an der zweiten Streifenregion (27).
  4. Halbleiterlaseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter aufweisend: einen Unterbau (2), mit dem die zweite Hauptoberfläche des Halbleiterlasers (1) verbunden ist; und einen zweiten Draht (9), der mit dem Unterbau (2) verbunden ist, wobei die erste Streifenregion (26) des Halbleiterlasers (1) näher an einer drahtgebondeten Region des Unterbaus (2) ist als die zweite Streifenregion (27).
  5. Halbleiterlaseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzahl der Vielzahl von Emissionsregionen (24, 25) zwei beträgt.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6861062B2 (ja) * 2017-03-22 2021-04-21 日本ルメンタム株式会社 サブマウント、光送信モジュール、光モジュール、光伝送装置、並びに、それらの制御方法
DE112019006646B4 (de) * 2019-01-10 2024-04-18 Mitsubishi Electric Corporation Halbleiter-Laservorrichtung
JPWO2021079969A1 (de) * 2019-10-24 2021-04-29

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011049338A (ja) 2009-08-27 2011-03-10 Sanyo Electric Co Ltd 発光装置および光装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2870082B2 (ja) * 1990-01-19 1999-03-10 ソニー株式会社 半導体レーザ
JP3222635B2 (ja) * 1993-06-29 2001-10-29 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置およびその実装方法
TW449949B (en) 1998-09-10 2001-08-11 Rohm Co Ltd Light emitting semiconductor element and method for manufacturing the same
KR100648759B1 (ko) 1998-09-10 2006-11-23 로무 가부시키가이샤 반도체발광소자 및 그 제조방법
JP2000164971A (ja) * 1998-11-20 2000-06-16 Nec Corp アレイ型レーザダイオード及び製造方法
JP2002232061A (ja) * 2001-02-01 2002-08-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置
US7269195B2 (en) * 2002-03-04 2007-09-11 Quintessence Photonics Corporation Laser diode with an amplification section that has a varying index of refraction
JP2005026333A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置
JP4552396B2 (ja) * 2003-08-27 2010-09-29 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置
JP2006128236A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Mitsubishi Electric Corp 光半導体モジュール
GB2427752A (en) * 2005-06-28 2007-01-03 Bookham Technology Plc High power semiconductor laser diode
JP2007214300A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Sony Corp 半導体レーザ
JP4970924B2 (ja) * 2006-03-28 2012-07-11 三菱電機株式会社 光素子用パッケージとこれを用いた光半導体装置
US7907652B2 (en) * 2007-04-25 2011-03-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device
JP5368957B2 (ja) * 2009-12-04 2013-12-18 シャープ株式会社 半導体レーザチップの製造方法
CN102129144B (zh) * 2010-01-12 2012-05-23 清华大学 基于非线性偏振旋转的激光脉冲尖峰抑制方法及装置
JP5644160B2 (ja) * 2010-04-06 2014-12-24 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置
US8320418B2 (en) * 2010-05-18 2012-11-27 Corning Incorporated Multiple wavelength optical systems
CN102064473B (zh) * 2010-12-10 2014-06-11 福州高意光学有限公司 一种宽带输出的可见光半导体激光器
JP2013084810A (ja) * 2011-10-11 2013-05-09 Harison Toshiba Lighting Corp 発光装置
TWM441261U (en) * 2012-05-18 2012-11-11 Truelight Corp Laser diode array die structure and has the laser diode array die structure of package device
JP2014165328A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Sony Corp 半導体発光素子及び表示装置
EP2999062B1 (de) * 2013-05-13 2021-11-10 Mitsubishi Electric Corporation Halbleiter-laservorrichtung
US9300112B2 (en) * 2013-12-18 2016-03-29 Lumentum Operations Llc Packaged laser diode and method of packaging a laser diode
JP6257361B2 (ja) * 2014-02-04 2018-01-10 三菱電機株式会社 半導体レーザアレイ
JP6512773B2 (ja) 2014-08-25 2019-05-15 Ｋｙｂ株式会社 アンテナ監視装置及び車両位置情報通知装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011049338A (ja) 2009-08-27 2011-03-10 Sanyo Electric Co Ltd 発光装置および光装置

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Publication number Publication date
CN107181164A (zh) 2017-09-19
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TW201801430A (zh) 2018-01-01
JP6572803B2 (ja) 2019-09-11
US9935423B2 (en) 2018-04-03
TWI659582B (zh) 2019-05-11
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