DE102020125510A1

DE102020125510A1 - Optoelektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE102020125510A1
Application number: DE102020125510.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Horn; Jörg Sorg
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-03-31
Also published as: WO2022069128A3; US20230361538A1; WO2022069128A2; DE112021005140A5

Abstract

Es wird eine optoelektronische Laservorrichtung beschrieben, die umfasst:einen ersten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der erste Satz von kantenemittierenden Laserdioden eine oder mehrere erste Laserdioden (21a, 21d, 21f) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) jeweils einen ersten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweisen,einen zweiten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der zweite Satz von kantenemittierenden Laserdioden eine oder mehrere zweite Laserdioden (21b, 21d, 21e) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) jeweils einen zweiten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweisen,wobei die Seitenflächen (25) der ersten und zweiten Laserdioden (21a - 21f) zumindest im Wesentlichen in derselben Ebene liegen,wobei eine jeweilige zweite Laserdiode (21b, 21d, 21f) einer jeweiligen ersten Laserdiode (21a, 21d, 21e) zugeordnet ist, undwobei die Lichtaustrittsbereiche (25) der ersten und der zugeordneten zweiten Laserdiode (21a-21f) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Laservorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Laservorrichtung.
Für technologische Anwendungen, beispielsweise im Augmented oder Mixed-Reality Bereich, kommen laserbasierte Technologien, beispielsweise in einem Display, zum Einsatz. Als Laser kommen hierbei insbesondere Laserdioden zum Einsatz, die zum Beispiel für einen Leistungsbereich von größer als 10 mW bis zu 100 mW an emittierter Strahlungsleistung ausgelegt sind. Der Leistungsbedarf hängt dabei insbesondere auch vom Anwendungsfall ab.
Wenn Laserdioden im Rahmen einer Displaylösung zum Einsatz kommen, kann gewünscht sein, dass das Laserlicht eine hohe Leistung aufweist, wenn zum Beispiel Sonnenlicht auf das Display fällt oder wenn zu erzeugende Bilder besonders detailreich sind. Andererseits ist es wünschenswert, wenn Laserdioden einen geringen Schwellstrom benötigen, ab dem die Laserdioden Laserlicht generieren können. Dadurch lässt sich Energie sparen und die Batterielaufzeit bei Verwendung in einem batteriebetriebenen Gerät verlängern.
Die Anforderung, einerseits eine hohe mögliche Laserleistung bereitstellen zu können und andererseits einen niedrigen Schwellstrom zu benötigen, lässt sich nicht ohne weiteres erfüllen. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung als eine Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Vorrichtung bereitzustellen, die je nach Bedarf derart betreibbar ist, dass eine hohe Laserleistung erreicht werden kann oder ein niedriger Schwellstrom benötigt wird. Des Weiteren ist ein Herstellungsverfahren für eine verbesserte optoelektronische Vorrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist durch Anspruch 16 angegeben. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine optoelektronische Laservorrichtung mit einem ersten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der erste Satz von Laserdioden wenigstens eine erste kantenemittierende Laserdiode aufweist, die an einer Seitenfläche einen ersten Lichtaustrittsbereich für Laserlicht aufweist, und mit einem zweiten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der zweite Satz von Laserdioden wenigstens eine zweite kantenemittierende Laserdiode aufweist, die an einer Seitenfläche einen zweiten Lichtaustrittsbereich für Laserlicht aufweist. Die Seitenflächen der ersten und zweiten Laserdiode liegen zumindest im Wesentlichen in derselben Ebene. Außerdem sind die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zweiten Laserdiode in einem Abstand zueinander angeordnet, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Da die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zweiten Laserdiode in einem sehr geringen Abstand zueinander liegen, erscheinen diese idealerweise als ein Leuchtpunkt. Der Betrachter nimmt somit keine oder nur eine geringfügige Veränderung der Position des Lichtaustritts wahr, unabhängig davon ob die erste Laserdiode oder die zweite Laserdiode betrieben wird. Die Verwendung von Optiken, wie etwa Strahlkombinierer (Beamcombiner), die die Lichtwege des von den Laserdioden abgestrahlten Lichts auf einen Leuchtpunkt vereinigen, lässt sich somit vermeiden. Ferner können die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode so ausgelegt sein, dass eine der Laserdioden eine hohe Ausgangsleistung des emittierten Laserlichts bereitstellt, während die andere Laserdiode einen verhältnismäßig geringen Schwellstrom benötigt. Je nach Bedarf kann dann die eine oder andere Laserdiode betrieben werden. Beispielsweise können Laserleistungen im Bereich von 5mW bis 300mW liegen. Bei einem gepulsten Laserbetrieb können Pulsdauern beispielsweise im Bereich von 1ns bis 5ns liegen.
Der erste Satz von kantenemittierenden Laserdioden kann auch mehrere erste Laserdioden aufweisen und der zweiten Satz von kantenemittierenden Laserdioden kann ebenfalls mehrere zweite Laserdioden aufweisen, wobei eine jeweilige zweite Laserdiode einer jeweiligen ersten Laserdiode zugeordnet ist. Außerdem sind jeweils die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zugeordneten zweiten Laserdiode in dem genannten Abstand zueinander angeordnet. Somit liegen Paare von Laserdioden, die jeweils aus einer ersten Laserdiode und einer zugeordneten zweiten Laserdiode bestehen, in der gemeinsamen Ebene der Lichtaustrittsbereiche und in einem Abstand zueinander, der kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Die wenigstens eine erste und zweite Laserdiode können jeweils einen Resonator zur Erzeugung von Laserlicht aufweisen, wobei der Resonator der ersten Laserdiode eine andere Länge aufweist als der Resonator der zweiten Laserdiode. Durch die unterschiedlich langen Resonatoren lassen sich unterschiedliche Schwellströme und unterschiedliche maximale Ausgangsleistungen realisieren. Die Laserdiode mit dem kürzeren Resonator liefert normalerweise eine geringere maximale Ausgangsleistung, benötigt allerdings einen niedrigeren Schwellstrom zur Erzeugung von Laserlicht. Umgekehrt benötigt die Laserdiode mit dem längeren Resonator einen höheren Schwellstrom für Lasertätigkeit. Sie kann jedoch eine höhere maximale Leistung des emittierten Laserlichts bereitstellen.
Die Resonatoren können insbesondere derart angeordnet sein, dass sie sich in ihrer Längsrichtung gesehen parallel zueinander erstrecken, und ein jeweiliges seitliches Ende eines Resonators kann an der Seitenfläche liegen. Der jeweilige Lichtaustrittsbereich der ersten bzw. zweiten Laserdiode liegt an einem, an der Seitenfläche liegenden Ende des jeweiligen Resonators.
Auch andere Parameter der Resonatoren der ersten und zweiten Laserdiode können verschieden sein, wie zum Beispiel der Querschnitt der Resonatoren oder eine an den Enden der Resonatoren vorgesehene Verspiegelung. Dadurch können ebenfalls unterschiedliche Betriebsparameter für die erste und zweite Laserdiode erreicht werden.
Es kann vorgesehen sein, dass ein erster Chip den ersten Satz von Laserdioden und ein zweiter Chip den zweiten Satz von Laserdioden aufweist, wobei die Chips in Höhenrichtung gesehen übereinander derart angeordnet sind, dass der erste Lichtaustrittsbereich der ersten Laserdiode und der zweite Lichtaustrittsbereich der zugeordneten zweiten Laserdiode in derselben Ebene liegen und längs der Höhenrichtung gesehen übereinanderliegen.
Die beiden Chips können beispielsweise über eine sogenannte Chip-on-Chip Montage in geringfügigem Abstand übereinander assembliert werden. Die Resonatoren können dabei in beiden Chips von einem jeweiligen Steg, auch gemäß dem englischen Begriff als Ridge bezeichnet, in der Halbleiterschichtenfolge des jeweiligen Chips gebildet sein.
Die Anordnung der Chips übereinander kann zum Beispiel derart erfolgen, dass die Resonatoren der Laserdioden auf den Chips in geringfügigem Abstand übereinanderliegen und parallel zueinander ausgerichtet sind.
Die Chips können über ein Fügeverfahren, zum Beispiel mittels AuSn-Dünnfilmlöten (AuSn für ein Gold-Zinn Lötmaterial), miteinander dauerhaft verbunden werden. Alternativ kann auch ein Kompressionsbondverfahren, wie etwa Au-Au Kompressionsbonden, verwendet werden (Au für Gold). Durch die sich zwischen den Chips sodann befindende dünne Schicht kann zusätzlich eine verbesserte optische Entkoppelung der in geringfügigem Abstand direkt übereinanderliegenden Resonatoren erreicht werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die erste Laserdiode in einer Schichtenfolge von Halbleiterschichten des ersten Satzes von Laserdioden ausgebildet sein, die zweite Laserdiode kann in einer Schichtenfolge von Halbleiterschichten des zweiten Satzes von Laserdioden ausgebildet sein, und die Schichtenfolge des zweiten Satzes von Laserdioden kann in Höhenrichtung gesehen über der Schichtenfolge des ersten Satzes von Laserdioden angeordnet sein. Dadurch kann ein Aufbau realisiert werden, bei dem in allen drei Raumrichtungen gesehen die Lichtaustrittsflächen der ersten und zweiten Laserdiode sehr nahe zusammenliegen.
Eine derartige Ausgestaltung kann durch eine Chip-on-Chip-Montage, wie vorstehend bereits beschrieben wurde, erreicht werden. Es ist auch möglich, die erwähnten Schichtenfolgen auf zwei Wafern zu erzeugen bzw. bereitzustellen. Hierbei können zum Beispiel vor einem Übereinanderanordnen der beiden Wafer durch Verwendung von unterschiedlichen Masken unterschiedlich lange Resonatoren bzw. Stege mittels Ätzung von optischen Spiegeln auf der Oberseite eines jeweiligen Wafers erzeugt werden. Über einen Vereinzelungsprozess können sodann aus den zusammengefügten Wafern mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen vereinzelt werden.
Der erste Lichtaustrittsbereich kann an der Seitenfläche einer ersten Schicht der Schichtenfolgen des ersten Satzes von Laserdiode ausgebildet sein und der zweite Lichtaustrittsbereich kann an der Seitenfläche einer zweiten Schicht der Schichtenfolgen des zweiten Satzes von Laserdioden vorgesehen sein. Jede Schichtenfolge kann auf einem jeweiligen Wafer erzeugt oder bereitgestellt werden.
Der erste Lichtaustrittsbereich kann von der Seitenfläche eines Stegs gebildet werden, welcher in der ersten Schicht ausgebildet ist, und der zweite Lichtaustrittsbereich kann von der Seitenfläche eines Stegs gebildet werden, welcher in der zweiten Schicht ausgebildet ist. Die Stege, die auch als Ridges bezeichnet werden, können als Resonatoren dienen und auf unterschiedliche Längen angepasst sein.
Eine Metallisierungsschicht kann zwischen den Schichten der beiden Lichtaustrittsbereiche vorgesehen sein. Dadurch kann eine optische Entkopplung zwischen den durch die Stege gebildeten Resonatoren erreicht werden.
Der erste Lichtaustrittsbereich der ersten Laserdiode kann längs der Höhenrichtung gesehen über dem zweiten Lichtaustrittsbereich der zweiten Laserdiode angeordnet sein. Die Lichtaustrittsbereiche können dabei sehr nahe beieinanderliegen und somit wie ein einziger Leuchtpunkt wahrgenommen werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann in Höhenrichtung gesehen wenigstens eine Schicht mit einer ersten Dotierung, insbesondere einer p-Dotierung, in der Schichtenfolge des ersten Satzes von Laserdioden über wenigstens einer Schicht mit einer zweiten Dotierung, insbesondere einer n-Dotierung, liegen. Umgekehrt kann, in Höhenrichtung gesehen wenigstens eine Schicht mit der zweiten Dotierung, insbesondere einer n-Dotierung, in der Schichtenfolge des zweiten Satzes von Laserdioden über wenigstens einer Schicht mit der ersten Dotierung, insbesondere einer p-Dotierung, liegen. Zwischen den unterschiedlich dotierten Schichten ergibt sich eine jeweilige aktive Zone zur Lichterzeugung. Eine derartige Weiterbildung kann beispielsweise realisiert werden durch eine Chip-on-Chip-Montage, die bereits vorstehend beschrieben wurde.
Beispielweise kann ein erster Chip mit einer ersten Laserdiode und einem, mittels eines Stegs gebildeten längeren Resonators so angeordnet werden, dass ein p-dotierter Bereich des Chips oben liegt. Ein zweiter Chip mit einer zweiten Laserdiode, die einen mittels eines Stegs gebildeten kürzeren Resonator aufweist, kann so angeordnet werden, dass der p-dotierte Bereich des Chips unten liegt und dem p-dotierten Bereich des ersten Chips entgegensteht, wobei der Abstand zwischen den Resonatoren der beiden Chips eng toleriert ist. Die entstehende Struktur lässt einen getrennten Betrieb der Laserdioden zu, wobei eine gemeinsame p-dotierte Seite und zwei getrennte, n-dotierte Seiten für den elektrischen Kontakt zur Verfügung stehen.
In Höhenrichtung gesehen kann zwischen der Schichtenfolge des ersten Satzes von Laserdioden und der Schichtenfolge des zweiten Satzes von Laserdioden wenigstens eine Schicht aus einem Füge- oder Bondmaterial, wie etwa AuSn oder Au, vorgesehen sein. Eine optische Entkoppelung der Resonatoren kann dadurch erreicht werden. Außerdem kann eine dauerhafte Verbindung zwischen den Schichtenfolgen realisiert werden.
Der erste Satz von Laserdioden kann eine Anzahl an ersten kantenemittierenden Laserdiode aufweisen, und der zweite Satz von Laserdioden kann ebenfalls die Anzahl an zweiten Laserdioden aufweisen, wobei jeweils eine erste Laserdiode des ersten Satzes von Laserdioden einer zweiten Laserdiode des zweiten Satzes von Laserdioden zugeordnet ist, wobei die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zugeordneten zweiten Laserdiode in dem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm. Der erste Satz von Laserdioden und der zweite Satz von Laserdioden können somit eins bis N Laserdioden aufweisen, wobei N eine natürliche Zahl größer als 1 ist. Ein Mehrkanalsystem kann somit auf einfache Weise realisiert werden, das in Abhängigkeit davon, welche Laserdioden betrieben werden, einen geringen Schwellstrom benötigt oder eine hohe Laserleistung bereitstellen kann.
Die wenigstens eine erste Laserdiode des ersten Satzes und die wenigstens eine zweite Laserdiode des zweiten Satzes von Laserdioden kann jeweils individuell betreibbar sein. Es kann somit jede Laserdiode unabhängig von einer anderen Laserdiode betrieben werden.
Es kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr erste Laserdioden des ersten Satzes von Laserdioden geringfügig unterschiedliche Emissionswellenlängen, beispielsweise in einem Abstand von 1 bis 5nm, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass zwei oder mehr zweite Laserdioden des zweiten Satzes von Laserdioden geringfügig unterschiedliche Emissionswellenlängen, beispielsweise in einem Abstand von 1 bis 5nm, aufweisen. Dabei kann die jeweilige spektrale Emissionsbreite gering sein, beispielsweise im Bereich von unter 1 nm. Dadurch kann beispielsweise eine Flying Spot Systemarchitektur bereitgestellt werden, bei der ein Zusammenwirken von kohärenten Lichtquellen, insbesondere Lasern, mit diffraktiven optischen Strukturen für die Bilderzeugung auf vorteilhafte Weise erfolgt. Da mehrere Laser mit jeweils geringer spektraler Emissionsbreite und geringfügig unterschiedlicher Emissionswellenlänge (Delta = 1 - 5nm) bereitgestellt werden und deren Emissionspunkte räumlich sehr eng zusammenliegen, entsteht virtuell ein Laser mit verbreiterter spektraler Emission. Damit lassen sich insbesondere optische Artefakte wirksam unterdrücken.
Die Erfindung betrifft auch eine optoelektronische Laservorrichtung, bei der ein erster Satz von kantenemittierenden Laserdioden vorgesehen ist, wobei der erste Satz von Laserdioden wenigstens eine erste kantenemittierende Laserdiode aufweist, die an einer Seitenfläche einen ersten Lichtaustrittsbereich für Laserlicht aufweist. Die Laservorrichtung umfasst ferner einen zweiten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der zweite Satz von Laserdioden wenigstens eine zweite kantenemittierende Laserdiode aufweist, die an einer Seitenfläche einen zweiten Lichtaustrittsbereich für Laserlicht aufweist. Die Seitenflächen der ersten und zweiten Laserdiode liegen zumindest im Wesentlichen in derselben Ebene, und die optoelektronische Laservorrichtung umfasst ferner eine Lichtleitervorrichtung mit einem Satz von Lichtleitern, wobei der Satz von Lichtleitern wenigstens einen Lichtleiter umfasst, der einen ersten Lichtleiterabschnitt aufweist, dessen optischer Eingang vor dem ersten Lichtaustrittsbereich angeordnet ist, und wobei der Lichtleiter einen zweiten Lichtleiterabschnitt umfasst, dessen optischer Eingang vor dem zweiten Lichtaustrittsbereich angeordnet ist, und wobei der Ausgang des ersten Lichtleiterabschnitts und der Ausgang des zweiten Lichtleiterabschnitts in einen gemeinsamen Lichtleiterabschnitt münden, der an seinem der Mündung gegenüberliegenden Ende einen optischen Ausgang aufweist.
Durch den einen optischen Ausgang ergibt sich ein Leuchtpunkt für Licht aus der ersten und zweiten Laserdiode. Eine weitere optische Einrichtung wird daher nicht benötigt, um einen Leuchtpunkt für Licht aus beiden Laserdioden zu erhalten. Es ist dabei nicht erforderlich, aber es kann trotzdem vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zweiten Laserdiode in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Ferner können die erste Laserdiode und die zweite Laserdiode wiederum so ausgelegt sein, insbesondere mittels unterschiedlich langer Resonatoren, dass eine der Laserdioden eine hohe Ausgangsleistung des von ihr emittierten Laserlichts bereitstellen kann, während die andere Laserdiode einen verhältnismäßig geringen Schwellstrom benötigt. Je nach Bedarf kann dann die eine oder die andere Laserdiode betrieben werden.
Der Lichtleitervorrichtung kann einstückig ausgebildet sein, insbesondere als monolithisches Bauteil.
Der erste Satz von Laserdioden kann eine Anzahl an ersten kantenemittierenden Laserdioden aufweisen, und der zweite Satz von Laserdioden kann ebenfalls die Anzahl an zweiten Laserdioden aufweisen, wobei jeweils eine erste Laserdiode des ersten Satzes von Laserdioden einer zweiten Laserdiode des zweiten Satzes von Laserdioden zugeordnet ist, und wobei der Satz von Lichtleitern die Anzahl an Lichtleitern umfasst, wobei jeweils ein Lichtleiter einem Paar aus erster Laserdiode und zugeordneter zweiter Laserdiode zugeordnet ist.
Die Erfindung betrifft auch ein elektronisches Gerät mit wenigstens einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung, wobei das Gerät ein Display umfasst, in welchem die wenigstens eine optoelektronische Vorrichtung integriert ist und/oder wobei das Gerät batteriebetrieben ist.
Bei dem Display kann es sich um jedwedes Display handeln, zum Beispiel für den Einsatz in mobilen Geräten, wie etwa ein Smartphone.
Das Display kann auch als Brillenglas ausgeführt sein, welches mit refraktiven oder diffraktiven Strukturen für die Lichtauskopplung versehen sein kann. Derartige Brillengläser können auch holographische Strukturen für die direkte Stahlführung und Bilderzeugung auf der Retina aufweisen. Eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung kann außerhalb eines Brillenglases angeordnet sein, und das bereitgestellte Licht kann in das Brillenglas, beispielsweise seitlich, eingekoppelt werden.
Daher kann die Erfindung auch eine Brille betreffen, insbesondere eine Virtual-Reality oder Augmented-Reality Brille, die wenigstens ein Brillenglas mit refraktiven oder diffraktiven Strukturen und wenigstens eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung umfasst, wobei das von der optoelektronischen Vorrichtung bereitgestellte Licht in das Brillenglas einkoppelbar ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erzeugung einer optoelektronischen Vorrichtung mit den Schritten:

Bereitstellen eines ersten Satzes von kantenemittierenden Laserdioden, der wenigstens eine erste kantenemittierende Laserdiode aufweist, die an einer Seitenfläche einen ersten Lichtaustrittsbereich für Laserlicht aufweist,
Bereitstellen eines zweiten Satzes von kantenemittierenden Laserdioden, der wenigstens eine zweite kantenemittierende Laserdiode aufweist, die an einer Seitenfläche einen zweiten Lichtaustrittsbereich für Laserlicht aufweist, und
Anordnen des ersten und zweiten Satzes von Laserdioden derart, dass die Seitenflächen der ersten und zweiten Laserdiode zumindest im Wesentlichen in derselben Ebene liegen und die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zweiten Laserdiode in einem Abstand zueinander liegen, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 pm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.

Es kann vorgesehen sein, dass ein erster Chip bereitgestellt wird, der den ersten Satz von Laserdioden aufweist, und dass ein zweiter Chip bereitgestellt wird, der den zweiten Satz von Laserdioden aufweist, wobei die Chips - in Höhenrichtung gesehen - derart übereinander angeordnet werden, dass der erste Lichtaustrittsbereich der ersten Laserdiode und der zweite Lichtaustrittsbereich der zweiten Laserdiode in derselben Ebene liegen und längs der Höhenrichtung gesehen in dem genannten Abstand übereinanderliegen.
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Chip und der zweite Chip mittels Fügen und/oder mittels Kompressionsbonden miteinander dauerhaft verbunden werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Satz von Laserdioden und der zweite Satz von Laserdioden auf einem Wafer hergestellt werden.
Merkmale oder Vorteile, die im Zusammenhang mit einer Ausführungsvariante genannt werden, können auch für eine andere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens gelten, selbst wenn hierauf nicht explizit verwiesen wird.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausgestaltungsvarianten der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch,

1 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Komponente für eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung,
2 eine perspektivische Ansicht einer Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung,
3 eine Seitenansicht der Vorrichtung von 2,
4 eine weitere, gegenüber der 3 um 90° gedrehte Seitenansicht der Vorrichtung von 2,
5 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Komponente für eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung,
6 eine perspektivische Ansicht von noch einer Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung,
7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der 6,
8 beispielhafte Arbeitsbereiche einer jeweiligen Laserdiode mit einem langen und einem kurzen Resonator als Funktion der Leistung des erzeugten Lichts über dem elektrischen Strom durch die jeweilige Laserdiode,
9 beispielhafte Arbeitsbereiche einer jeweiligen Laserdiode mit einem langen, mittelangen und einem kurzen Resonator als Funktion der Leistung des erzeugten Lichts über dem elektrischen Strom durch die jeweilige Laserdiode,
10 eine seitliche Ansicht eines Wafers mit geätzten Facetten,
11 eine seitliche Ansicht eines weiteren Wafers mit geätzten Facetten,
12 eine seitliche Ansicht der miteinander verbundenen Wafer der 10 und 11,
13 eine aus einem Waferverbund gemäß 12 vereinzelte Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung, und
14 eine seitliche, geschnittene Ansicht von noch einer Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung.

Die in 1 dargestellte Komponente für eine erfindungsgemäße optoelektronische Laservorrichtung ist eine kantenemittierende Laserdiode 21, die an einer Seitenfläche 23 einen Lichtaustrittsbereich 25 für Laserlicht aufweist. Die Laserdiode 21 ist als Chip 27 ausgebildet und umfasst einen n-dotierten unteren Teil 29 sowie einen p-dotierten oberen Teil 31 mit einer sich dazwischen bildenden aktiven Zone zur Lichterzeugung. Der Chip 27 weist eine Stegstruktur auf, wobei ein Steg 33 als Resonator 35 dient. Der Lichtaustrittsbereich 25 liegt daher im Bereich des Stegs 33 an der Seitenfläche 23 des Lasers, der an der Oberseite des Chips 27 liegt. Die hinten liegende, nicht sichtbare Seitenfläche kann demgegenüber verspiegelt sein, so dass kein Laserlicht aus dieser Seitenfläche austreten kann.
Die in den 2, 3 und 4 gezeigte Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung umfasst eine erste Laserdiode 21a und eine zweite Laserdiode 21b, die jeweils wie die in Bezug auf 1 beschriebene Laserdiode 21 ausgebildet sind. Bei der unten angeordneten Laserdiode 21a ist allerdings der Resonator 35a länger als der Resonator 35b der Laserdiode 21b (vgl. die unterschiedlichen Längen der Laserdioden 21a, 21b gemäß 4). Zudem ist die zweite Laserdiode 21b auf den Kopf gestellt, so dass ihr p-dotierter Teil 31 (vgl. 1) nach unten weist, während der p-dotierte Teil 31 (vgl. 1) der ersten Laserdiode 21a nach oben weist. Der Aufbau lässt einen getrennten Betrieb der ersten und zweiten Laserdiode 21a, 21b zu. Insbesondere ist eine gemeinsame Kontaktierung der p-dotierten Teile 31 möglich, während eine getrennte Kontaktierung der räumlich voneinander entfernt liegenden n-dotierten Teile erfolgen kann. Dadurch lassen sich die Laserdioden 21a, 21b unabhängig voneinander ansteuern bzw. betreiben.
Die beiden Laserdioden 21a und 21b sind ferner derart angeordnet, dass die Resonatoren 35a und 35b übereinanderliegen und parallel zueinander verlaufen und die Seitenflächen 23 in einer gemeinsamen Ebene liegen. Außerdem liegen die Lichtaustrittsbereiche 25 in einem geringen Abstand zueinander, der kleiner als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, und noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm, ist. Die Lichtaustrittsbereiche liegen somit sehr nahe beieinander. Sie können als ein einziger Leuchtpunkt wahrgenommen werden. Somit kann der Lichtaustritt zumindest im Wesentlichen in einem Leuchtpunkt wahrgenommen werden, unabhängig davon, ob die erste oder zweite Laserdiode 21a, 21b das Licht abstrahlt. Dies ist in 4 durch schematisch gezeigte Lichtkegel 37a, 37b illustriert, die ein jeweiliges von der Laserdiode 21a, 21b emittierte Laserlicht darstellen sollen.
Die in 5 dargestellte Komponente für eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung entspricht einem Mehrkanal-Laserdioden-Chip 39 und weist einen Aufbau auf, der auf dem Aufbau der Komponente der 1 basiert. Im Unterschied zu 1 weist der Chip 39 drei parallel zueinander verlaufende Stege 33 auf, die jeweils als Resonator 35 einer Laserdiode 21a, 21c, 21e dienen. Der Lichtaustrittsbereich 25 jedes Resonators 35 liegt wiederum im Bereich des jeweiligen Stegs 33 und an der Seitenfläche 23 des Chips 39. Die hinten liegende, nicht sichtbare Seitenfläche des Chips 39 kann demgegenüber stärker verspiegelt sein, so dass kein Laserlicht am hinteren Ende des jeweiligen Stegs 33 bzw. Resonators 35 austreten kann.
Die in 6 gezeigte Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung umfasst zwei Mehrkanal-Laserdioden-Chips 39a und 39b, wie mit Bezug auf 5 beschrieben. Dabei ist der obere Chip 39b auf den Kopf gestellt, so dass sich ein jeweiliger Steg der Laserdioden 21b, 21d und 21f des oberen Chips 39b direkt oberhalb eines jeweiligen Stegs der Laserdioden 21a, 21c und 21e befindet. Die Laserdioden 21a und 21b, die Laserdioden 21c und 21d und die Laserdioden 21e und 21f bilden dabei Paare von Laserdioden, deren Lichtaustrittsbereich 25 in derselben Ebene liegen und die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Wie ferner in 6 gezeigt ist, ist der obere Chip 39b kürzer ausgebildet als der untere Chip 39a, so dass die Resonatoren der Laserdioden 21b, 21d und 21f kürzer sind als die Resonatoren der Laserdioden 21a, 21c und 21e auf dem unteren Chip 39.
Die in 7 gezeigte Draufsicht zeigt insbesondere vier Kontaktflächen 41a, 41b, 41c und 41d, die auch als Kontaktpads bezeichnet werden und die zur elektrischen Kontaktierung der Laser 21b, 21d und 21f des oberen Chips 39b der Vorrichtung von 6 dienen. Jeweils eine der Kontaktflächen 41a, 41c und 41d kann zur Kontaktierung des n-dotierten Teils von jeweils einem der Laserdioden 21b, 21d und 21f vorgesehen sein. Die drei Laserdioden 21b, 21d und 21f können am p-dotierten Teil kurzgeschlossen und mit der Kontaktfläche 41d verbunden sein. Über die Kontaktflächen 41a bis 41d lassen sich die Laserdioden 21b, 21d und 21f des oberen Chips 39b individuell ansteuern bzw. adressieren.
Das in 8 dargestellte Diagramm stellt schematisch die Ausgangsleistung P in Milliwatt (mW) des von einer Laserdiode erzeugten Laserlichts über dem Strom I durch die Laserdiode in Milliampere (mA) dar. Insbesondere sind in 8 schematisch die Arbeitsbereiche von zwei Laserdioden eingezeichnet, und zwar als Kennlinie, die die Ausgangsleistung in Abhängigkeit des Stromes widergibt. Die Kennlinie 43 bezieht sich dabei auf eine Laserdiode mit einem kurzen Resonator (vgl. zum Beispiel die Laserdiode 21b in 2), während sich die Kennlinie 45 auf eine Laserdiode (vgl. zum Beispiel die Laserdiode 21a in 2) mit einem längeren Resonator bezieht.
Wie in 8 gesehen werden kann, benötigt die Laserdiode mit dem kürzeren Resonator gemäß der Kennlinie 43 einen geringen Schwellstrom S1, damit Lasertätigkeit einsetzt. Andererseits erreicht die Laserdiode mit dem kürzeren Resonator eine geringere Ausgangsleistung, hier zum Beispiel maximal etwa 10 mW, als die Laserdiode mit dem längeren Resonator, die hier zum Beispiel maximal etwa 100 mW an Ausgangsleistung bereitstellen kann (vgl. die Kennlinie 45). Die Laserdiode mit dem längeren Resonator benötigt gemäß der Kennlinie 45 jedoch einen größeren Schwellstrom S2, ab welchem eine Lasertätigkeit einsetzt.
9 zeigt schematisch im Unterschied zu 8 noch eine weitere Kennlinie 47 einer weiteren Laserdiode, die einen noch längeren Resonator aufweist. Diese Laserdiode benötigt einen noch höheren Schwellstrom, kann dafür aber auch eine höhere maximale Ausgangsleistung an Laserlicht bereitstellen.
Bei den Vorrichtungen der 2 und 6 haben die Laserdioden des oberen Chips 21b, 39b einen kürzeren Resonator als die Laserdioden des unteren Chips 21a, 39a. Sie weisen somit gemäß 8 und 9 einen geringeren Schwellstrom auf, während die Laserdioden des unteren Chips 21a, 39a eine höhere maximale Ausgangsleistung erreichen können. Die Lichtaustrittsbereiche 25 der beiden Laserdioden 21a, 21b der Vorrichtung der 2 liegen in einem geringfügigen Abstand auseinander. Gleiches gilt für die Laserdiodenpaare 21a, 21b bzw. 21c und 21d bzw. 21e und 21f der Vorrichtung der 6. Der jeweilige Leuchtpunkt der einander zugeordneten Laserdioden erscheint somit idealerweise als ein Leuchtpunkt, unabhängig davon, welche Laserdiode betrieben wird. Je nachdem, ob eine hohe Ausgangsleistung oder ein geringer Schwellstrom gewünscht ist, kann sodann die eine oder andere Laserdiode eines Laserdiodenpaares betrieben werden. Die beispielhaften, erfindungsgemäßen Vorrichtungen der 2 und 6 können somit beide Anforderungen - hohe Leistung und geringer Schwellstrom - erfüllen. Die gleichen Anforderungen erfüllen auch die nachfolgend beschriebenen Varianten.
Die vorstehend beschriebenen Varianten der 2 und 6 wurden dadurch realisiert, dass zwei Chips mit einem jeweiligen Satz von Laserdioden (umfassend eine oder mehrere Laserdioden) übereinander angeordnet wurden. Dabei konnten die Chips etwa über AuSn-Dünnfilmlöten oder Au-Au Kompressionsbonden dauerhaft aneinander angeordnet werden. Eine vergleichbare Vorrichtung kann auch auf Waferlevel erzeugt werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
10 zeigt eine seitliche Ansicht eines ersten Wafers 49 und 11 zeigt eine seitliche Ansicht eines weiteren, zweiten Wafers 51. Jeder Wafer 49, 51 weist eine an sich bekannte Schichtenstruktur auf, die zur Erzeugung eines Diodenlasers erforderlich ist. In jeden Wafer 49, 51 sind Facetten 53 geätzt, zwischen denen ein jeweiliger Steg bzw. Resonator vergleichbar den Stegen und Resonatoren 33, 35 der 1 und 6 auf der Oberseite des Wafers 49, 51 definiert werden. Dabei werden auf dem Wafer 51 der 11 kürzere Resonatoren 55 ausgebildet also auf dem Wafer 49 der 10. Über einem jeweiligen Resonator 55 kann ferner eine Metallisierungsschicht 57 aufgetragen werden, die zum Beispiel zur Realisierung eines gemeinsamen Kontaktbonds für die beiden Wafer 49, 51 eingesetzt werden kann.
Die 12 zeigt eine seitliche Ansicht der miteinander verbundenen Wafer 49, 51 der 10 und 11. Die Wafer 49, 51 sind dabei derart übereinander angeordnet, dass die Resonatoren 55 der beiden Wafer 49, 51 parallel zueinander verlaufen und einander gegenüberstehen. Außerdem sind die in 12 links eines jeweiligen, sich gegenüberstehenden Paars von Resonatoren 55 liegenden Facetten 53 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.
Über eine Fügestelle 59, zum Beispiel eine Au-Au-Verbindung, die mittels Kompressionsbonden hergestellt wird, werden die beiden Wafer 49, 51 dauerhaft miteinander verbunden.
An in 12 gezeigten Trennstellen 61 kann eine Vereinzelung erfolgen. Dadurch kann eine Struktur, wie in 13 gezeigt, und somit eine Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt werden.
Die in 14 gezeigte Variante einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung umfasst einen ersten Satz von kantenemittierenden ersten Laserdioden 63. Jede der ersten Laserdioden 63 weist an einer Seitenfläche 23 einen Lichtaustrittsbereich 25 für Laserlicht auf.
Außerdem ist ein zweiter Satz von kantenemittierenden zweiten Laserdioden 65 vorgesehen, wobei jede der zweiten Laserdioden 63 an einer Seitenfläche 23 einen Lichtaustrittsbereich 25 für Laserlicht aufweist. Die Seitenflächen 23 der Laserdioden 63, 65 liegen in derselben Ebene, und jeweils eine erste Laserdiode 63 und eine zweite Laserdiode 65 bilden ein Paar.
Die optoelektronische Laservorrichtung umfasst ferner eine einstückig ausgebildete Lichtleitervorrichtung 67 mit einem Satz von Lichtleitern 69. Der Satz von Lichtleitern 69 umfasst mehrere Lichtleiter 71, wobei jeweils ein Lichtleiter 71 einem Paar aus erster und zweiter Laserdiode 65 zugeordnet ist. Die Anzahl an Lichtleitern 69 entspricht daher bevorzugt der Anzahl an Laserdiodenpaare.
Jeder Lichtleiter 71 weist einen ersten Lichtleiterabschnitt 73 auf, dessen optischer Eingang vor dem ersten Lichtaustrittsbereich 25 angeordnet ist, und jeder Lichtleiter 71 weist einen zweiten Lichtleiterabschnitt 75 auf, dessen optischer Eingang vor dem zweiten Lichtaustrittsbereich 25 angeordnet ist. Der optische Ausgang des ersten Lichtleiterabschnitts 73 und der optische Ausgang des zweiten Lichtleiterabschnitts 75 münden in einen gemeinsamen Lichtleiterabschnitt 77, der am seinem der Mündung gegenüberliegenden Ende einen optischen Ausgang 79 des Lichtleiters 71 bildet.
Durch den einen optischen Ausgang 79 pro Lichtleiter 71 ergibt sich ein einziger Leuchtpunkt, unabhängig davon, welche Laserdiode des zugeordneten Paars das Licht bereitstellt. Eine zusätzliche optische Einrichtung wird daher nicht benötigt, um einen Leuchtpunkt für Licht aus den beiden Laserdioden eines Laserdiodenpaares zu bekommen.
Es ist dabei nicht erforderlich, aber es kann trotzdem vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsbereiche 25 der Laserdioden 63, 65 eines Laserdiodenpaares in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Bezugszeichenliste

21: Laserdiode
21a: Laserdiode
21b: Laserdiode
21c: Laserdiode
21d: Laserdiode
21e: Laserdiode
21f: Laserdiode
23: Seitenfläche
25: Lichtaustrittsbereich
27: Chip
29: n-dotierter Teil
31: p-dotierter Teil
33: Steg
35: Resonator
35a: Resonator
35b: Resonator
37a: Lichtkegel
37b: Lichtkegel
39: Mehrkanal-Laserdioden-Chip
39a: Mehrkanal-Laserdioden-Chip
39b: Mehrkanal-Laserdioden-Chip
41a: Kontaktfläche
41b: Kontaktfläche
41c: Kontaktfläche
41d: Kontaktfläche
43: Kennlinie
45: Kennlinie
47: Kennlinie
49: Wafer
51: Wafer
53: Facette
55: Resonator
57: Metallisierung
59: Fügestelle
61: Trennstelle
63: Laserdiode
65: Laserdiode
67: Lichtleitervorrichtung
69: Satz von Lichtleitern
71: Lichtleiter
73: erster Lichtleiterabschnitt
75: zweiter Lichtleiterabschnitt
77: gemeinsamer Abschnitt
79: optischer Ausgang
S1, S2: Schwellstrom

Claims

Optoelektronische Laservorrichtung mit einem ersten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der erste Satz von kantenemittierenden Laserdioden eine oder mehrere erste Laserdioden (21a, 21d, 21f) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) jeweils einen ersten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweisen, einem zweiten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der zweite Satz von kantenemittierenden Laserdioden eine oder mehrere zweite Laserdioden (21b, 21d, 21e) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) jeweils einen zweiten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweisen, wobei die Seitenflächen (25) der ersten und zweiten Laserdioden (21a - 21f) zumindest im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, wobei eine jeweilige zweite Laserdiode (21b, 21d, 21f) einer jeweiligen ersten Laserdiode (21a, 21d, 21e) zugeordnet ist, und wobei die Lichtaustrittsbereiche (25) der ersten und der zugeordneten zweiten Laserdiode (21a-21f) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zugeordnete zweite Laserdiode (21a-21f) jeweils einen Resonator (35, 35a, 35b) zur Erzeugung von Laserlicht aufweisen, wobei der Resonator (35, 35a, 35b) der ersten Laserdiode (21a, 21c, 21e) eine andere Länge aufweist als der Resonator der zugeordneten zweiten Laserdiode (21b, 21d, 21f).
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Chip (21a, 39a) den ersten Satz von Laserdioden (21a, 21c, 21e) und ein zweiter Chip (21b, 39b) den zweiten Satz von Laserdioden (21b, 21d, 21f) aufweist, wobei die beiden Chips (21a, 39a, 21b, 39b) in Höhenrichtung gesehen übereinander derart angeordnet sind, dass der erste Lichtaustrittsbereich der ersten Laserdiode (21a, 21c, 21e) und der zweite Lichtaustrittsbereich der zugeordneten zweiten Laserdiode (21b, 21d, 21f) in derselben Ebene liegen und längs der Höhenrichtung gesehen übereinanderliegen.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehrere erste Laserdioden (21a, 21c, 21e) in einer Schichtenfolge von Halbleiterschichten des ersten Satzes von Laserdioden ausgebildet sind, die ein oder mehrere zweite Laserdioden (21b, 21d, 21f) in einer Schichtenfolge von Halbleiterschichten des zweiten Satzes von Laserdioden ausgebildet sind, und dass die Schichtenfolge des zweiten Satzes von Laserdioden in Höhenrichtung gesehen über der Schichtenfolge des ersten Satzes von Laserdioden angeordnet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtaustrittsbereich (25) an der Seitenfläche (23) einer ersten Schicht der Schichtenfolge des ersten Satzes von Laserdioden ausgebildet ist und der zweite Lichtaustrittsbereich (25) an der Seitenfläche (23) einer zweiten Schicht der Schichtenfolge des zweiten Satzes von Laserdiode vorgesehen ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtaustrittsbereich (25) von der Seitenfläche (33) eines Stegs (33) gebildet wird, welcher in der ersten Schicht ausgebildet ist, und der zweite Lichtaustrittsbereich (25) von der Seitenfläche eines Stegs (33) gebildet wird, welcher in der zweiten Schicht ausgebildet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtaustrittsbereich (25) der ersten Laserdiode (21a, 21c, 21e) längs der Höhenrichtung gesehen über dem zweiten Lichtaustrittsbereich (25) der zugeordneten zweiten Laserdiode (21b, 21d, 21f) angeordnet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Höhenrichtung gesehen wenigstens eine Schicht mit einer ersten Dotierung (31), insbesondere einer p-Dotierung, in der Schichtenfolge des ersten Satzes von Laserdioden über wenigstens einer Schicht mit einer zweiten Dotierung (29), insbesondere einer n-Dotierung, liegt, und, umgekehrt, in Höhenrichtung gesehen wenigstens eine Schicht mit der zweiten Dotierung (29), insbesondere einer n-Dotierung, in der Schichtenfolge des zweiten Satzes von Laserdioden über wenigstens einer Schicht mit der ersten Dotierung (31), insbesondere einer p-Dotierung, liegt.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Höhenrichtung gesehen zwischen der Schichtenfolge des ersten Satzes von Laserdioden (21a, 21c, 21e) und der Schichtenfolge des zweiten Satzes von Laserdioden (21b, 21d, 21f) wenigstens eine Schicht (59) aus einem Füge- oder Bondmaterial, wie etwa AuSn oder Au, vorgesehen ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz von Laserdioden eine Anzahl an ersten kantenemittierenden Laserdioden (21a, 21c, 21e) aufweist, und der zweite Satz von Laserdioden (21b, 21d, 21f) ebenfalls die Anzahl an zweiten Laserdioden aufweist, wobei jeweils eine erste Laserdiode des ersten Satzes von Laserdioden einer zweiten Laserdiode des zweiten Satzes von Laserdioden zugeordnet ist, wobei die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zugeordneten zweiten Laserdiode in dem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laserdiode des ersten Satzes von Laserdioden (21a, 21c, 21e) und jede Laserdiode des zweiten Satzes von Laserdioden (21b, 21d, 21f) individuell betreibbar ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr erste Laserdioden des ersten Satzes von Laserdioden geringfügig unterschiedliche Emissionswellenlängen, insbesondere in einem Abstand von 1nm bis 5nm, aufweisen, und/oder zwei oder mehr zweite Laserdioden des zweiten Satzes von Laserdioden geringfügig unterschiedliche Emissionswellenlängen, insbesondere in einem Abstand von 1nm bis 5nm, aufweisen.
Optoelektronische Laservorrichtung mit einem ersten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der erste Satz von kantenemittierende Laserdioden eine oder mehrere erste Laserdioden (21a, 21d, 21f) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) jeweils einen ersten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweisen, einem zweiten Satz von kantenemittierenden Laserdioden, wobei der zweite Satz von kantenemittierenden Laserdioden eine oder mehrere zweite Laserdioden (21b, 21d, 21e) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) jeweils einen zweiten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweisen, wobei die Seitenflächen (25) der ersten und zweiten Laserdioden (21a - 21f) zumindest im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, wobei eine jeweilige zweite Laserdiode (21b, 21d, 21f) einer jeweiligen ersten Laserdiode (21a, 21d, 21e) zugeordnet ist, und wobei ferner eine Lichtleitervorrichtung (67) mit einem Satz von Lichtleitern (69) vorgesehen ist, wobei der Satz von Lichtleitern wenigstens einen Lichtleiter (71) umfasst, der einen ersten Lichtleiterabschnitt (73) aufweist, dessen optischer Eingang vor dem ersten Lichtaustrittsbereich (25) angeordnet ist, und der einen zweiten Lichtleiterabschnitt (75) aufweist, dessen optischer Eingang vor dem zweiten Lichtaustrittsbereich (25) angeordnet ist, und wobei der Ausgang des ersten Lichtleiterabschnitts (73) und der Ausgang des zweiten Lichtleiterabschnitts (75) in einen gemeinsamen Lichtleiterabschnitt (77) münden, der an seinem der Mündung gegenüberliegenden Ende einen optischen Ausgang (79) aufweist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitervorrichtung (67) einstückig, insbesondere als monolithisches Bauteil, ausgebildet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz von Laserdioden eine Anzahl an ersten kantenemittierenden Laserdioden (21a, 21c, 21e) aufweist, und der zweite Satz von Laserdioden ebenfalls die Anzahl an zweiten Laserdioden (21b, 21d, 21f) aufweist, wobei jeweils eine erste Laserdiode des ersten Satzes von Laserdioden einer zweiten Laserdiode des zweiten Satzes von Laserdioden zugeordnet ist, und wobei der Satz von Lichtleitern (69) ebenfalls die Anzahl an Lichtleitern (71) umfasst, wobei jeweils ein Lichtleiter (71) einem Paar aus erster Laserdiode (21a, 21c, 21e) und zugeordneter zweiter Laserdiode (21b, 21d, 21f) zugeordnet ist.
Elektronisches Gerät mit wenigstens einer optoelektronischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gerät ein Display umfasst, in welchen die wenigstens eine optoelektronische Vorrichtung integriert ist und/oder wobei das Gerät batteriebetrieben ist, und/oder wobei das Gerät eine Brille, insbesondere eine Virtual-Reality oder Augmented-Reality Brille, ist, die wenigstens ein Brillenglas mit refraktiven oder diffraktiven Strukturen und wenigstens eine optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche umfasst, wobei das von der optoelektronischen Vorrichtung bereitgestellte Licht in das Brillenglas einkoppelbar ist.
Verfahren zur Erzeugung einer optoelektronischen Vorrichtung, insbesondere einer optoelektronischen Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: Bereitstellen eines ersten Satzes von kantenemittierenden Laserdioden, der eine oder mehrere erste Laserdioden (21a, 21c, 21e) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) einen ersten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweisen, Bereitstellen eines zweiten Satzes von kantenemittierenden Laserdioden, der eine oder mehrere zweite Laserdioden (21b, 21d, 21f) aufweist, die an einer Seitenfläche (23) einen zweiten Lichtaustrittsbereich (25) für Laserlicht aufweist, Anordnen des ersten und zweiten Satzes von Laserdioden (21a - 21f) derart, dass die Seitenflächen der Laserdioden (21a-21f) der beiden Sätze von Laserdioden zumindest im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, eine jeweilige zweite Laserdiode (21b, 21d, 21f) des zweiten Satzes von Laserdioden einer jeweiligen ersten Laserdiode (21a, 21d, 21e) des ersten Satzes von Laserdioden zugeordnet ist, und die Lichtaustrittsbereiche der ersten und zugeordneten zweiten Laserdiode (21a-21f) in einem Abstand zueinander liegen, welcher kleiner ist als 10 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm, weiter bevorzugt kleiner als 3 µm, noch weiter bevorzugt kleiner als 2 µm.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Chip (21a, 39a) bereitgestellt wird, der den ersten Satz von Laserdioden (21a, 21c, 21e) aufweist, und dass ein zweiter Chip (21b, 39b) bereitgestellt wird, der den zweiten Satz von Laserdioden (21b, 21c, 21d) aufweist, wobei die Chips in Höhenrichtung gesehen übereinander derart angeordnet werden, dass der erste Lichtaustrittsbereich der ersten Laserdiode und der zweite Lichtaustrittsbereich der zugeordneten zweiten Laserdiode in derselben Ebene liegen und längs der Höhenrichtung gesehen übereinanderliegen.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Chip (21a, 39a) und der zweite Chip (21b, 39b) mittels Fügen und/oder mittels Kompressionsbonden miteinander dauerhaft verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz von Laserdioden und der zweite Satz von Laserdioden auf einem jeweiligen Wafer (49, 51) hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer (49, 51) in Höhenrichtung gesehen übereinander derart angeordnet und zusammengefügt werden, dass der erste Lichtaustrittsbereich der ersten Laserdiode und der zweite Lichtaustrittsbereich der zugeordneten zweiten Laserdiode in derselben Ebene liegen und längs der Höhenrichtung gesehen übereinanderliegen.
Verwendung einer optoelektronischen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Unterdrückung von Artefakten, insbesondere in einer Flying-Spot-Architektur, wobei bei der optoelektronischen Vorrichtung zwei oder mehr erste Laserdioden des ersten Satzes von Laserdioden geringfügig unterschiedliche Emissionswellenlängen, insbesondere in einem Abstand von 1nm bis 5nm, aufweisen, und/oder wobei zwei oder mehr zweite Laserdioden des zweiten Satzes von Laserdioden geringfügig unterschiedliche Emissionswellenlängen, insbesondere in einem Abstand von 1nm bis 5nm, aufweisen.