DE102021103828A1 - SEMICONDUCTOR LASER - Google Patents

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Abstract

In einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser (1) eine Halbleiterschichtenfolge (2) mit mindestens einer aktiven Zone (21, 22, 23) zur Erzeugung zumindest einer Laserstrahlung (L1, L2, L3) und senkrecht zu einer Wachstumsrichtung (G) der Halbleiterschichtenfolge (2) sowie eine Elektrode (31) an einer Halbleiteroberseite (20) der Halbleiterschichtenfolge (2) zur Bestromung der Halbleiterschichtenfolge (2),wobei- die Halbleiterschichtenfolge (2) in Richtung quer zu einer Resonatorlängsachse (R) und in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite (20) gesehen breiter ist als die Elektrode (31) und der Halbleiterlaser (1) gewinngeführt sein kann, und- sich an einer Umlenkfläche (4) und/oder an einer Auskoppelseite (40) für die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) mindestens ein Modenbegrenzer (5) befindet, der dazu eingerichtet ist, in Draufsicht auf die Auskoppelseite (40) gesehen die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse (R) zu begrenzen.In one embodiment, the semiconductor laser (1) comprises a semiconductor layer sequence (2) with at least one active zone (21, 22, 23) for generating at least one laser radiation (L1, L2, L3) and perpendicular to a growth direction (G) of the semiconductor layer sequence (2 ) and an electrode (31) on a semiconductor top side (20) of the semiconductor layer sequence (2) for energizing the semiconductor layer sequence (2), wherein the semiconductor layer sequence (2) in a direction transverse to a resonator longitudinal axis (R) and in a plan view of the semiconductor top side (20 ) seen is wider than the electrode (31) and the semiconductor laser (1) can be guided in a gain manner, and- on a deflection surface (4) and/or on a decoupling side (40) for the at least one laser radiation (L1, L2, L3) at least one mode limiter (5) is located, which is set up to limit the at least one laser radiation (L1, L2, L3) in a direction perpendicular to the resonator longitudinal axis (R) when viewed from above on the decoupling side (40). limits.

Description

Es wird ein Halbleiterlaser angegeben.A semiconductor laser is specified.

Die Druckschrift US 2013/0016752 A1 betrifft einen oberflächenemittierenden Laser mit mehreren aktiven Schichten.The pamphlet US 2013/0016752 A1 relates to a surface emitting laser with multiple active layers.

Aus der Druckschrift US 2009/0097519 A1 sind Laser mit Umlenkfacetten bekannt.From the pamphlet U.S. 2009/0097519 A1 lasers with deflection facets are known.

Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, einen Halbleiterlaser anzugeben, der eine gleichbleibende Abstrahlcharakteristik auch über mehrere Moden hinweg aufweist.One of the problems to be solved is to specify a semiconductor laser which has a constant radiation characteristic, even across a number of modes.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch einen Halbleiterlaser mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved, inter alia, by a semiconductor laser having the features of the independent patent claim. Preferred developments are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser eine Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge beinhaltet eine oder mehrere aktive Zonen zur Erzeugung zumindest einer Laserstrahlung. Die mindestens eine aktive Zone ist senkrecht zu einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge orientiert. Sind mehrere aktive Zonen vorhanden, so können alle aktiven Zonen zur Erzeugung von Laserstrahlung der gleichen spektralen Eigenschaften eingerichtet sein oder es sind verschieden gestaltete aktive Zonen vorhanden, zum Beispiel um Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen zu erzeugen. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor laser comprises a semiconductor layer sequence. The semiconductor layer sequence contains one or more active zones for generating at least one laser radiation. The at least one active zone is oriented perpendicular to a growth direction of the semiconductor layer sequence. If several active zones are present, then all active zones can be set up to generate laser radiation with the same spectral properties, or differently configured active zones are present, for example in order to generate laser radiation of different wavelengths.

Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamAs oder wie AlnGamIn1-n-mAskP1-k wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 sowie 0 ≤ k < 1 ist. Optional gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der Halbleiterschichtenfolge 0 < n ≤ 0,8, 0,4 ≤ m < 1 und n + m ≤ 0,95 sowie 0 < k ≤ 0,5. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.The semiconductor layer sequence is preferably based on a III-V compound semiconductor material. The semiconductor material is, for example, a nitride compound semiconductor material such as Al n In 1-nm Ga m N or a phosphide compound semiconductor material such as Al n In 1-nm Ga m P or an arsenide compound semiconductor material such as Al n In 1-nm Ga m As or like Al n Ga m In 1-nm As k P 1-k where 0≦n≦1, 0≦m≦1 and n+m≦1 and 0≦k≦1. Optionally, for at least one layer or for all layers of the semiconductor layer sequence, 0<n≦0.8, 0.4≦m<1 and n+m≦0.95 and 0<k≦0.5. In this case, the semiconductor layer sequence can have dopants and additional components. For the sake of simplicity, however, only the essential components of the crystal lattice of the semiconductor layer sequence, ie Al, As, Ga, In, N or P, are specified, even if these can be partially replaced and/or supplemented by small amounts of other substances.

Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf dem Materialsystem AlnIn1-n-mGamAs.The semiconductor layer sequence is preferably based on the material system Al n In 1-nm Ga m As.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser eine Elektrode an einer Halbleiteroberseite der Halbleiterschichtenfolge. Die Elektrode ist zur Bestromung der Halbleiterschichtenfolge eingerichtet. Eine weitere Elektrode kann der vorgenannten Elektrode gegenüberliegen, sodass sich beiderseits der Halbleiterschichtenfolge je zumindest eine dieser Elektroden befindet.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor laser comprises an electrode on a semiconductor top side of the semiconductor layer sequence. The electrode is set up for energizing the semiconductor layer sequence. A further electrode can lie opposite the aforementioned electrode, so that at least one of these electrodes is located on each side of the semiconductor layer sequence.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterlaser gewinngeführt. Das heißt zum Beispiel, dass die Halbleiterschichtenfolge in Richtung quer zu einer Resonatorlängsachse und in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite gesehen breiter ist als die Elektrode an der Halbleiteroberseite. Insbesondere weist die Halbleiterschichtenfolge in Richtung senkrecht zu einer Resonatorlängsachse und entlang einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge eine gleichbleibende Breite auf. Das heißt, die Halbleiterschichtenfolge kann frei von Stegen zu einer Wellenführung sein. Solche Stege werden englisch auch als Ridge bezeichnet. Eine Bestromung der Halbleiterschichtenfolge ist demnach durch eine Gestalt der Elektrode an der Halbleiteroberseite definiert und nicht durch eine Formgebung der Halbleiterschichtenfolge selbst.According to at least one embodiment, the semiconductor laser is gain-guided. This means, for example, that the semiconductor layer sequence is wider than the electrode on the semiconductor top side in a direction transverse to a longitudinal axis of the resonator and seen in a top view of the semiconductor top side. In particular, the semiconductor layer sequence has a constant width in a direction perpendicular to a resonator longitudinal axis and along a growth direction of the semiconductor layer sequence. This means that the semiconductor layer sequence can be free of ridges to form a wave guide. Such webs are also referred to as ridges in English. An energization of the semiconductor layer sequence is therefore defined by a shape of the electrode on the top side of the semiconductor and not by a shape of the semiconductor layer sequence itself.

Der hier beschriebene Halbleiterlaser kann also frei von Einrichtung zu einer optischen Indexführung der Laserstrahlung innerhalb der Halbleiterschichtenfolge sein.The semiconductor laser described here can therefore be free of a device for optical index guidance of the laser radiation within the semiconductor layer sequence.

Gemäß zumindest einer alternativen Ausführungsform ist der Halbleiterlaser indexgeführt. Das heißt, der Halbleiterlaser kann eine Strukturierung aufweisen, die entlang eines Resonators eine Wellenführung der Laserstrahlung bewirkt. Zum Beispiel ist in die Halbleiterschichtenfolge ein Stegwellenleiter, englisch auch als Ridge bezeichnet, geätzt.According to at least one alternative embodiment, the semiconductor laser is index-guided. This means that the semiconductor laser can have a structuring which brings about a wave guidance of the laser radiation along a resonator. For example, a ridge waveguide is etched into the semiconductor layer sequence.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich an einer Umlenkfläche und/oder an einer Auskoppelseite für die zumindest eine Laserstrahlung mindestens ein Modenbegrenzer. Der Modenbegrenzer ist dazu eingerichtet ist, in Draufsicht auf die Auskoppelseite gesehen die zumindest eine Laserstrahlung in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse abzuschneiden. Das heißt, mit dem Modenbegrenzer lässt sich eine Formgebung der zumindest einen Mode der zumindest einen Laserstrahlung erreichen. Insbesondere wirkt der Modenbegrenzer auch oder ausschließlich entlang einer Richtung mit kleinerem Divergenzwinkel der zumindest einen Laserstrahlung, also in Richtung einer sogenannten Slow Axis. Diese Richtung ist insbesondere parallel zur Wachstumsrichtung orientiert.According to at least one embodiment, at least one mode limiter is located on a deflection surface and/or on a decoupling side for the at least one laser radiation. The mode limiter is set up to cut off the at least one laser radiation in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the resonator, as seen in a plan view of the decoupling side. This means that the mode limiter can be used to shape the at least one mode of the at least one laser radiation. In particular, the mode limiter acts also or exclusively along a direction with a smaller divergence angle of the at least one laser radiation, ie in the direction of a so-called slow axis. This direction is in particular oriented parallel to the direction of growth.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser eine Halbleiterschichtenfolge mit mindestens einer aktiven Zone zur Erzeugung zumindest einer Laserstrahlung und senkrecht zu einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge. Außerdem umfasst der Halbleiterlaser eine Elektrode an einer Halbleiteroberseite der Halbleiterschichtenfolge zur Bestromung der Halbleiterschichtenfolge. Der Halbleiterlaser ist gewinngeführt oder indexgeführt, wobei die Halbleiterschichtenfolge in Richtung quer zu einer Resonatorlängsachse und in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite gesehen breiter ist als die Elektrode. An einer Umlenkfläche und/oder an einer Auskoppelseite für die zumindest eine Laserstrahlung befindet sich mindestens ein Modenbegrenzer, der dazu eingerichtet ist, in Draufsicht auf die Auskoppelseite gesehen die zumindest eine Laserstrahlung in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse zu begrenzen.In at least one embodiment, the semiconductor laser comprises a semiconductor layer sequence with at least one active zone for generation tion of at least one laser radiation and perpendicular to a growth direction of the semiconductor layer sequence. In addition, the semiconductor laser includes an electrode on a semiconductor top side of the semiconductor layer sequence for energizing the semiconductor layer sequence. The semiconductor laser is gain-guided or index-guided, with the semiconductor layer sequence being wider than the electrode in the direction transverse to a longitudinal axis of the resonator and seen in a top view of the semiconductor top side. At least one mode limiter is located on a deflection surface and/or on a decoupling side for the at least one laser radiation, which mode limiter is set up to limit the at least one laser radiation in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the resonator when viewed from above on the decoupling side.

Eine laterale Stromaufweitung in Breitstreifen-Laserdioden und Superlumineszenz-Leuchtdioden, kurz SLEDs, ist nicht ohne weiteres kontrollierbar und somit ein Designfreiheitsgrad. Diese Thematik wird insbesondere ein Problem, wenn mehrere Wellenleiter, wie zum Beispiel in einer Stacked Epi, also in einer Halbleiterschichtenfolge mit mehreren übereinander gestapelten aktiven Zonen, kombiniert werden. Nicht homogen bestromte aktive Zonen oder Schichten und somit insbesondere trapezförmige optische Nahfelder der Laseremission sind die Folge.A lateral current widening in broad area laser diodes and superluminescent light emitting diodes, SLEDs for short, cannot be easily controlled and is therefore a design freedom. This topic becomes a problem in particular when a plurality of waveguides are combined, for example in a stacked epi, ie in a semiconductor layer sequence with a plurality of active zones stacked on top of one another. The result is active zones or layers that are not homogeneously energized and thus, in particular, trapezoidal optical near fields of the laser emission.

Die sogenannte Fast Axis ist bei Halbleiterlasern in der Regel durch die Grundmode im Wellenleiter in der epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichtenfolge gut definiert. Im Gegensatz dazu ist die sogenannte Slow Axis, wenn überhaupt, nur im Fall von Single-Mode-Bauteilen durch das Design gezielt beeinflusst. Insbesondere bei Multi-Mode-Bauteilen, Breitstreifen-Bauteilen und speziell bei Multi-Junction-Lasern oder Multi-Stack-Lasern wird die undefinierte Slow Axis zum Problem.In the case of semiconductor lasers, the so-called fast axis is generally well defined by the fundamental mode in the waveguide in the epitaxially grown semiconductor layer sequence. In contrast, the so-called slow axis is only specifically influenced by the design, if at all, in the case of single-mode components. The undefined slow axis becomes a problem in particular with multi-mode components, wide-area components and especially with multi-junction lasers or multi-stack lasers.

Dem hier beschriebenen Halbleiterlaser liegt insbesondere die Idee zugrunde, wenn die Stromaufweitung nur aufwendig kontrollierbar ist, entweder eine Auskoppelfacette direkt als Blende zu designen oder eine aufgebrachte Beschichtung als Blende zu strukturieren. Aufgrund der gebrochenen Facetten und damit verbundenen Herstellung im Laserbarrenverbund und eben nicht auf Wafer-Ebene ist diese Facettenstrukturierung für Kantenemitter aber leider sehr schwierig. Für das Oberflächenemitter-Konzept ist dies aber erheblich einfacher.The semiconductor laser described here is based in particular on the idea of either designing a decoupling facet directly as an aperture or structuring an applied coating as an aperture if the current expansion can only be controlled with great effort. Due to the broken facets and the associated production in the laser bar composite and not at the wafer level, this facet structuring is unfortunately very difficult for edge emitters. For the surface emitter concept, however, this is considerably simpler.

Somit kann eine aufwändige Ridgestruktur durch den hier beschriebenen Modenbegrenzer ersetzt werden. Bei gewinngeführten Breitstreifen-Lasern und Breitstreifen-SLEDs, primär Oberflächenemitter und auch für Laser mit mehreren aktiven Zonen, werden so klar definierte optische Nahfelder ermöglicht.A complex ridge structure can thus be replaced by the mode limiter described here. In the case of gain-guided broad area lasers and broad area SLEDs, primarily surface emitters and also for lasers with several active zones, clearly defined optical near fields are made possible in this way.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser sowohl die Umlenkfläche als auch die Auskoppelseite. Die Umlenkfläche ist dabei dazu eingerichtet, die zumindest eine Laserstrahlung an einem Ende der Resonatorlängsachse in Richtung hin zur Auskoppelseite umzulenken. Das heißt, entlang der Resonatorachse hin zur Umlenkfläche verlaufende Laserstrahlung wird zur Auskoppelseite hin reflektiert. Umgekehrt von der Auskoppelseite her kommende Laserstrahlung wird von der Umlenkfläche bevorzugt zurück in den Resonator, also entlang der Resonatorlängsachse, gelenkt.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor laser includes both the deflection surface and the coupling-out side. In this case, the deflection surface is set up to deflect the at least one laser radiation at one end of the longitudinal axis of the resonator in the direction of the outcoupling side. This means that laser radiation running along the resonator axis towards the deflection surface is reflected towards the outcoupling side. Conversely, laser radiation coming from the decoupling side is preferably deflected back into the resonator by the deflection surface, ie along the longitudinal axis of the resonator.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Resonatorlängsachse senkrecht zur Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge orientiert. Bevorzugt verläuft die Resonatorlängsachse in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite gesehen als genau ein Geradenabschnitt.In accordance with at least one embodiment, the resonator longitudinal axis is oriented perpendicular to the growth direction of the semiconductor layer sequence. The longitudinal axis of the resonator preferably runs as exactly a straight line section, as seen in a plan view of the top side of the semiconductor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Umlenkfläche quer zur Wachstumsrichtung orientiert. Alternativ oder zusätzlich ist die Umlenkfläche quer zur Resonatorlängsachse orientiert. Quer bedeutet insbesondere einem Winkel von 45° +/- 15° oder 45° +/- 5°. Das heißt, die Umlenkfläche kann ein 45°-Spiegel sein. Die Umlenkfläche ist insbesondere eine im Rahmen der Herstellungstoleranzen ebene Fläche. Es ist möglich, dass die Umlenkfläche mit einer reflektierenden Beschichtung, insbesondere mit einem Bragg-Spiegel, versehen ist. Alternativ kann die Umlenkfläche aufgrund von Totalreflexion reflektierend wirken.According to at least one embodiment, the deflection surface is oriented transversely to the direction of growth. Alternatively or additionally, the deflection surface is oriented transversely to the longitudinal axis of the resonator. Transverse means in particular an angle of 45° +/- 15° or 45° +/- 5°. This means that the deflection surface can be a 45° mirror. The deflection surface is in particular a flat surface within the manufacturing tolerances. It is possible for the deflection surface to be provided with a reflective coating, in particular with a Bragg mirror. Alternatively, the deflection surface can have a reflective effect due to total reflection.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser mehrere der aktiven Zonen. Die aktiven Zonen folgen entlang der Wachstumsrichtung aufeinander. Bevorzugt sind alle aktiven Zonen senkrecht zur Wachstumsrichtung ausgerichtet. Jede der aktiven Zonen kann eine oder mehrere Quantentopfschichten und dazwischenliegende Barriereschichten umfassen. Das heißt, zumindest eine oder mehrere oder alle der aktiven Zonen können Multi-Quantentopf-Strukturen sein. Eine Dicke der aktiven Zonen liegt zum Beispiel jeweils bei mindestens 5 nm und/oder bei höchstens 1 µm oder bei höchstens 0,1 µm.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor laser comprises a plurality of the active zones. The active zones follow one another along the direction of growth. All active zones are preferably aligned perpendicularly to the direction of growth. Each of the active zones may include one or more quantum well layers and intervening barrier layers. That is, at least one or more or all of the active zones can be multi-quantum well structures. A thickness of the active zones is, for example, at least 5 nm and/or at most 1 μm or at most 0.1 μm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind aufgrund des Modenbegrenzers alle Laserstrahlungen aller aktiven Zonen in Richtung einer kleineren Strahlaufweitung, also in Richtung der Slow Axis, gleich breit. Dies gilt insbesondere mit einer Toleranz von höchstens einem Faktor 1,10 oder von höchstens einem Faktor 1,05 oder von höchstens einem Faktor 1,01.According to at least one embodiment, due to the mode limiter, all laser radiations of all active zones have the same width in the direction of a smaller beam expansion, ie in the direction of the slow axis. This applies in particular with a tolerance of no more than a factor of 1.10 or no more than a factor of 1.05 or no more than a factor of 1.01.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Modenbegrenzer dazu eingerichtet, eine Laserschwelle außerhalb eines Emissionsbereichs der Auskoppelseite zu erhöhen, im Vergleich zu einer Laserschwelle innerhalb des Emissionsbereichs. Das heißt, außerhalb des Emissionsbereichs liegt eine höhere Laserschwelle vor, sodass eine Laseraktivität in diesem Bereich, relativ zum Emissionsbereich, verringert oder unterdrückt ist. Zum Beispiel wird durch den Modenbegrenzer stellenweise die Güte eines Resonators des Halbleiterlasers gezielt herabgesetzt, das heißt, eine Laserschwelle wird erhöht. Es ist möglich, dass mehr als ein Emissionsbereich vorhanden ist, jedoch liegt bevorzugt genau ein Emissionsbereich vor.According to at least one embodiment, the mode limiter is set up to a laser threshold outside of an emission range To increase decoupling side, compared to a laser threshold within the emission range. This means that there is a higher laser threshold outside the emission area, so that laser activity in this area is reduced or suppressed relative to the emission area. For example, the quality of a resonator of the semiconductor laser is selectively reduced in places by the mode limiter, that is to say a laser threshold is increased. It is possible for more than one emission area to be present, but there is preferably exactly one emission area.

Der Emissionsbereich ist insbesondere derjenige Teil der Auskoppelseite und/oder der Halbleiteroberseite, der dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Laserstrahlung aus dem Halbleiterlaser herauszulassen. Insbesondere ist der Emissionsbereich ein zusammenhängendes Gebiet, zum Beispiel an einem Resonatorendspiegel des Halbleiterlasers.The emission region is in particular that part of the coupling-out side and/or the top side of the semiconductor which is provided for letting out the at least one laser radiation from the semiconductor laser. In particular, the emission area is a continuous area, for example on a resonator end mirror of the semiconductor laser.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Auskoppelseite mit einer Toleranz von höchstens 15° oder von höchstens 5° parallel zur Wachstumsrichtung orientiert. Insbesondere gelten diese Werte für den Emissionsbereich, entweder für jede Stelle des Emissionsbereichs oder über den gesamten Emissionsbereich hinweg gemittelt. Beispielsweise ist der Emissionsbereich eine ebene Fläche. Alternativ kann der Emissionsbereich eine gekrümmt Fläche sein, zum Beispiel eine linsenförmige Fläche.According to at least one embodiment, the coupling-out side is oriented parallel to the growth direction with a tolerance of at most 15° or at most 5°. In particular, these values apply to the emission range, either for each point in the emission range or averaged over the entire emission range. For example, the emission area is a flat surface. Alternatively, the emission area may be a curved surface, for example a lenticular surface.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Auskoppelseite, und damit der Emissionsbereich, ein Teil der Halbleiteroberseite. Das heißt, die zumindest eine Laserstrahlung kann direkt an der Halbleiteroberseite oder an einer Auskoppelbeschichtung direkt an der Halbleiteroberseite abgestrahlt werden. Die Auskoppelbeschichtung kann eine dielektrische Beschichtung und/oder ein dielektrischer Spiegel sein, mit dem eine Reflektivität des Emissionsbereichs eingestellt ist.In accordance with at least one embodiment, the coupling-out side, and thus the emission region, is part of the top side of the semiconductor. This means that the at least one laser radiation can be emitted directly on the top side of the semiconductor or on a decoupling coating directly on the top side of the semiconductor. The decoupling coating can be a dielectric coating and/or a dielectric mirror, with which a reflectivity of the emission area is adjusted.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Umlenkfläche ein Teil einer Facette der Halbleiterschichtenfolge. Das heißt, die Umlenkfläche ist ein Teil einer seitlichen Begrenzungsfläche der Halbleiterschichtenfolge. Ein Winkel zwischen der Umlenkfläche und der Wachstumsrichtung liegt zum Beispiel zwischen einschließlich 30° und 60°.In accordance with at least one embodiment, the deflection surface is part of a facet of the semiconductor layer sequence. That is to say that the deflection surface is part of a lateral boundary surface of the semiconductor layer sequence. An angle between the deflection surface and the growth direction is, for example, between 30° and 60° inclusive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser zumindest eine Umlenkoptik, die an einer Facette der Halbleiterschichtenfolge angebracht ist. Zum Beispiel ist die Umlenkoptik ein Umlenkprisma.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor laser comprises at least one deflection optics, which is attached to a facet of the semiconductor layer sequence. For example, the deflection optics is a deflection prism.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Umlenkfläche und/oder die Auskoppelseite je ein Teil einer Oberseite der Umlenkoptik. Die Auskoppelseite ist zum Beispiel parallel zur Halbleiteroberseite orientiert. Alternativ ist die Auskoppelseite parallel zur Wachstumsrichtung ausgerichtet.According to at least one embodiment, the deflection surface and/or the decoupling side are each a part of an upper side of the deflection optics. The decoupling side is oriented parallel to the top side of the semiconductor, for example. Alternatively, the decoupling side is aligned parallel to the direction of growth.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Facette der Halbleiterschichtenfolge, die der Umlenkfläche am nächsten gelegen ist, senkrecht zur Resonatorlängsachse und parallel zur Wachstumsrichtung orientiert, zum Beispiel mit einer Toleranz von höchstens 15° oder von höchstens 5°. Es ist möglich, dass die Umlenkoptik und/oder die Auskoppelbeschichtung an dieser Facette angebracht sind.In accordance with at least one embodiment, the facet of the semiconductor layer sequence that is closest to the deflection surface is oriented perpendicular to the longitudinal axis of the resonator and parallel to the direction of growth, for example with a tolerance of at most 15° or at most 5°. It is possible for the deflection optics and/or the decoupling coating to be attached to this facet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die Umlenkfläche in einer Ausnehmung der Halbleiterschichtenfolge. Es ist möglich, dass die Halbleiterschichtenfolge in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite gesehen breiter als oder genauso breit wie die Umlenkfläche ist. Zum Beispiel ist die Ausnehmung im Querschnitt parallel zur Wachstumsrichtung gesehen V-förmig. Es ist möglich, dass die Ausnehmung die Halbleiterschichtenfolge, insbesondere in Richtung parallel zur Resonatorlängsachse, begrenzt oder dass die Halbleiterschichtenfolge in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite gesehen die Ausnehmung ringsum umrandet.In accordance with at least one embodiment, the deflection surface is located in a recess in the semiconductor layer sequence. It is possible for the semiconductor layer sequence to be wider than or just as wide as the deflection surface, seen in a top view of the semiconductor top side. For example, the recess is V-shaped in cross-section as viewed parallel to the direction of growth. It is possible for the recess to delimit the semiconductor layer sequence, in particular in the direction parallel to the longitudinal axis of the resonator, or for the semiconductor layer sequence to border the recess all the way around, seen in a top view of the semiconductor top side.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite gesehen eine Breite der Umlenkfläche mit einer Toleranz von höchstens einem Faktor 1,2 oder von höchstens einem Faktor 1,1 oder von höchstens einem Faktor 1,05 oder von höchstens einem Faktor 1,01 gleich einer Breite der Elektrode. Dadurch kann die Breite der Ausnehmung eine Breite der optischen Mode der mindestens einen Laserstrahlung in der Halbleiterschichtenfolge definieren.In accordance with at least one embodiment, a width of the deflection surface is equal to a tolerance of at most a factor of 1.2 or at most a factor of 1.1 or at most a factor of 1.05 or at most a factor of 1.01 seen in a top view of the semiconductor top side a width of the electrode. As a result, the width of the recess can define a width of the optical mode of the at least one laser radiation in the semiconductor layer sequence.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Modenbegrenzer die Ausnehmung begrenzende Endbereiche der Halbleiterschichtenfolge. Das heißt, die Endbereiche sind solche Gebiete der Halbleiterschichtenfolge, die die Ausnehmung entlang einer Längsachse der Ausnehmung begrenzen. Die Längsachse der Ausnehmung ist bevorzugt senkrecht zur Resonatorlängsachse orientiert, in Draufsicht auf die Auskoppelseite gesehen. Das heißt, die Endbereiche können dazu eingerichtet sein, die zumindest eine Laserstrahlung in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse zu begrenzen. Es ist möglich, dass der Modenbegrenzer aus diesen Endbereichen besteht.In accordance with at least one embodiment, the mode limiter comprises end regions of the semiconductor layer sequence which delimit the cutout. That is to say that the end regions are those regions of the semiconductor layer sequence which delimit the recess along a longitudinal axis of the recess. The longitudinal axis of the recess is preferably oriented perpendicular to the longitudinal axis of the resonator, seen in a plan view of the decoupling side. This means that the end areas can be set up to limit the at least one laser radiation in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the resonator. It is possible that the mode limiter consists of these tails.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Modenbegrenzer zumindest eine Absorptionsschicht oder besteht hieraus. Die Absorptionsschicht ist zur Absorption der zumindest einen Laserstrahlung eingerichtet. Die zumindest eine Absorptionsschicht umgibt dabei den Emissionsbereich bevorzugt ringsum. Zum Beispiel liegt ein Absorptionskoeffizient der Absorptionsschicht für die zumindest eine Laserstrahlung bei mindestens 20 % oder bei mindestens 50 % oder bei mindestens 80 % oder bei mindestens 95 %. Die Absorptionsschicht ist zum Beispiel aus einem Halbleitermaterial wie Ge oder Si, aus einem Metall oder aus einem dielektrischen Material wie Ruß.In accordance with at least one embodiment, the mode limiter comprises or consists of at least one absorption layer. The absorption layer is designed to absorb the at least one laser radiation. The at least one absorption layer preferably surrounds the emission region all around. For example lies an absorption coefficient of the absorption layer for the at least one laser radiation is at least 20% or at least 50% or at least 80% or at least 95%. The absorption layer is made of, for example, a semiconductor material such as Ge or Si, a metal, or a dielectric material such as carbon black.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Modenbegrenzer zumindest einen Transmissionsbereich oder besteht hieraus. Der Transmissionsbereich läuft bevorzugt rahmenförmig um den Emissionsbereich herum. Ein Transmissionsgrad für die zumindest eine Laserstrahlung ist in dem Transmissionsbereich größer als in dem Emissionsbereich. Zum Beispiel liegt ein Transmissionskoeffizient des Transmissionsbereichs für die zumindest eine Laserstrahlung bei mindestens 50 % oder bei mindestens 80 % oder bei mindestens 90 % oder bei mindestens 99 %. Der Transmissionsbereich ist zum Beispiel durch eine Antireflexbeschichtung gebildet, die auf die Auskoppelseite rings um den Emissionsbereich herum aufgebracht ist.According to at least one embodiment, the mode limiter comprises or consists of at least one transmission area. The transmission area preferably runs around the emission area in the form of a frame. A transmittance for the at least one laser radiation is greater in the transmission range than in the emission range. For example, a transmission coefficient of the transmission region for the at least one laser radiation is at least 50% or at least 80% or at least 90% or at least 99%. The transmission area is formed, for example, by an antireflection coating that is applied to the outcoupling side around the emission area.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Modenbegrenzer zumindest eine Lichtblockschicht oder besteht hieraus. Ein Transmissionsgrad für die zumindest eine Laserstrahlung ist in einem Bereich mit der Lichtblockschicht kleiner ist als in dem Emissionsbereich. Die Lichtblockschicht ist zum Beispiel aus einem Metall. Es ist möglich, dass ein Reflexionsgrad der Lichtblockschicht für die zumindest eine Laserstrahlung bei mindestens 50 % oder bei mindestens 80 % oder bei mindestens 90 % oder bei mindestens 98 % liegt. Insbesondere weist die Lichtblockschicht einen höheren Reflexionsgrad auf als der Emissionsbereich, um den herum die Lichtblockschicht angeordnet ist.According to at least one embodiment, the mode limiter comprises or consists of at least one light-blocking layer. A transmittance for the at least one laser radiation is lower in an area with the light blocking layer than in the emission area. The light blocking layer is made of a metal, for example. It is possible for the degree of reflection of the light blocking layer for the at least one laser radiation to be at least 50% or at least 80% or at least 90% or at least 98%. In particular, the light-blocking layer has a higher reflectance than the emission region around which the light-blocking layer is arranged.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Modenbegrenzer einen Streubereich außen um den Emissionsbereich herum oder besteht aus einem Streubereich. Der Streubereich ist bevorzugt zur diffusen Streuung der zumindest einen Laserstrahlung eingerichtet. Dazu kann der Streubereich zumindest eine Aufrauung umfassen. Eine Strukturgröße der Aufrauung, auch als Ra bezeichnet, liegt bevorzugt bei mindestens 50 % oder 100 % oder 200 % einer Wellenlänge maximaler Intensität der mindestens einen Laserstrahlung.According to at least one embodiment, the mode limiter comprises a scattering area around the outside of the emission area or consists of a scattering area. The scattering area is preferably set up for diffuse scattering of the at least one laser radiation. For this purpose, the scattering area can include at least one roughening. A structure size of the roughening, also referred to as Ra, is preferably at least 50% or 100% or 200% of a wavelength of maximum intensity of the at least one laser radiation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Modenbegrenzer in Draufsicht auf die Auskoppelseite gesehen einen Innenbereich. Der Innenbereich kann deckungsgleich mit dem Emissionsbereich sein. Der Modenbegrenzer ist dann bevorzugt rahmenförmig geformt. Zum Beispiel ist der Innenbereich rechteckförmig oder ellipsenförmig, kann aber auch kreisförmig oder polygonal sein.In accordance with at least one embodiment, the mode limiter comprises an inner region as seen in a plan view of the outcoupling side. The inner area can be congruent with the emission area. The mode limiter is then preferably shaped like a frame. For example, the interior is rectangular or elliptical, but may also be circular or polygonal.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterlaser zur Erzeugung nahinfraroter Strahlung eingerichtet. Zum Beispiel liegt eine Wellenlänge maximaler Intensität der zumindest einen Laserstrahlung bei mindestens 0,7 µm oder bei mindestens 0,9 µm oder bei mindestens 1,0 µm. Alternativ oder zusätzlich liegt die Wellenlänge maximaler Intensität bei höchstens 3 µm oder bei höchstens 1,8 µm oder bei höchstens 1,4 µm.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor laser is set up to generate near-infrared radiation. For example, a wavelength of maximum intensity of the at least one laser radiation is at least 0.7 μm or at least 0.9 μm or at least 1.0 μm. Alternatively or additionally, the wavelength of maximum intensity is at most 3 μm or at most 1.8 μm or at most 1.4 μm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Halbleiterschichtenfolge seitlich neben der zumindest einen aktiven Zone wenigstens eine elektrische Isolationsschicht. Die wenigstens eine elektrische Isolationsschicht ist dazu eingerichtet, eine Stromaufweitung in der Halbleiterschichtenfolge in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse zu unterbinden. Zum Beispiel befindet sich die wenigstens eine elektrische Isolationsschicht zwischen benachbarten aktiven Zonen. Das heißt, mit der wenigstens einen elektrischen Isolationsschicht können alle aktiven Zonen gleich breit bestromt werden. Somit kann die Modenbegrenzung die wenigstens eine elektrische Isolationsschicht umfassen oder auch hieraus bestehen.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor layer sequence comprises at least one electrical insulation layer laterally next to the at least one active zone. The at least one electrical insulation layer is set up to prevent a current widening in the semiconductor layer sequence in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the resonator. For example, the at least one electrical isolation layer is located between adjacent active zones. This means that with the at least one electrical insulation layer, all active zones can be supplied with current with the same width. The mode limitation can thus include the at least one electrical insulation layer or also consist of it.

Alle oben genannten Aspekte gelten gleichermaßen für Superlumineszenz-Leuchtdioden, kurz SLEDs.All the aspects mentioned above apply equally to superluminescence light-emitting diodes, or SLEDs for short.

Nachfolgend wird ein hier beschriebener Halbleiterlaser unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.A semiconductor laser described here is explained in more detail below with reference to the drawing using exemplary embodiments. The same reference symbols indicate the same elements in the individual figures. However, no references to scale are shown here; on the contrary, individual elements may be shown in an exaggerated size for better understanding.

Es zeigen:

  • 1 und 2 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterlasern,
  • 3 bis 6 schematische Draufsichten von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterlasern,
  • 7 eine schematische Draufsicht auf eine Auskoppelseite für Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen Halbleiterlasern,
  • 8 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Halbleiterlasers,
  • 9 und 10 schematische Schnittdarstellungen des Halbleiterlasers der 8,
  • 11 bis 13 schematische perspektivische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterlasern, und
  • 14 und 15 schematische Darstellungen eines Emissionsmusters von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterlasern und eines Emissionsmusters eines Lasers ohne Modenbegrenzer.
Show it:
  • 1 and 2 schematic sectional representations of exemplary embodiments of semiconductor lasers described here,
  • 3 until 6 schematic top views of exemplary embodiments of semiconductor lasers described here,
  • 7 a schematic plan view of a coupling-out side for exemplary embodiments of semiconductor lasers described here,
  • 8th a schematic plan view of an embodiment of a semiconductor laser described here,
  • 9 and 10 schematic sectional views of the semiconductor laser of 8th ,
  • 11 until 13 schematic perspective representations of exemplary embodiments of semiconductor lasers described here, and
  • 14 and 15 schematic representations of an emission pattern of embodiments of semiconductor lasers described herein and an emission pattern of a laser without mode limiter.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterlasers 1 gezeigt. Der Halbleiterlaser 1 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 2, die sich optional an einem Substrat 29 befindet. Das Substrat 29 kann ein Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge 2 sein, oder die Halbleiterschichtenfolge 2 wurde erst nach einem Wachsen an dem Substrat 29 angebracht. Die Halbleiterschichtenfolge 2 ist zum Beispiel aus AlInGaAs. Zur Erzeugung nahinfraroter Laserstrahlung L1 umfasst die Halbleiterschichtenfolge 2 eine aktive Zone 21, die senkrecht zu einer Wachstumsrichtung G der Halbleiterschichtenfolge 2 ausgerichtet ist. Die aktive Zone 21 kann sich durchgehend über die gesamte Halbleiterschichtenfolge 2 hinweg erstrecken.In 1 an exemplary embodiment of a semiconductor laser 1 is shown. The semiconductor laser 1 includes a semiconductor layer sequence 2 which is optionally located on a substrate 29 . The substrate 29 can be a growth substrate of the semiconductor layer sequence 2, or the semiconductor layer sequence 2 was only attached to the substrate 29 after growth. The semiconductor layer sequence 2 is made of AlInGaAs, for example. In order to generate near-infrared laser radiation L1, the semiconductor layer sequence 2 comprises an active zone 21 which is aligned perpendicular to a growth direction G of the semiconductor layer sequence 2. The active zone 21 can extend continuously over the entire semiconductor layer sequence 2 .

Eine Bestromung der Halbleiterschichtenfolge 2 erfolgt über eine Elektrode 31 an einer Halbleiteroberseite 20 sowie über eine weitere Elektrode 32 an dem optionalen Substrat 29, sodass sich die Halbleiterschichtenfolge 2 zwischen den Elektroden 31, 32 befinden kann.The semiconductor layer sequence 2 is energized via an electrode 31 on a semiconductor top side 20 and via a further electrode 32 on the optional substrate 29, so that the semiconductor layer sequence 2 can be located between the electrodes 31, 32.

An der Halbleiterschichtenfolge 2 befindet sich eine Ausnehmung 24, sodass eine Facette 25 gebildet ist. Durch die Facette 25 ist zudem eine Umlenkfläche 4 gebildet. Mit der Umlenkfläche 4 wird Laserstrahlung 21, die entlang einer Resonatorlängsachse R hin zur Umlenkfläche 4 verläuft, zu einer Auskoppelbeschichtung 41 an der Halbleiteroberseite 20 gelenkt. Die Auskoppelbeschichtung 41 ist zum Beispiel eine dielektrische Beschichtung, mit der ein Reflexionsgrad der Halbleiteroberseite 20 eingestellt ist. Somit verlässt die Laserstrahlung L1 den Halbleiterlaser 1 im Bereich der Auskoppelbeschichtung 41. Die Halbleiteroberseite 20 bildet damit gleichzeitig eine Auskoppelseite 40 für die Laserstrahlung L1.There is a recess 24 on the semiconductor layer sequence 2, so that a facet 25 is formed. A deflection surface 4 is also formed by the facet 25 . Laser radiation 21 , which runs along a resonator longitudinal axis R towards the deflection surface 4 , is deflected with the deflection surface 4 to a decoupling coating 41 on the top side 20 of the semiconductor. The decoupling coating 41 is, for example, a dielectric coating with which a degree of reflection of the semiconductor top side 20 is set. The laser radiation L1 thus leaves the semiconductor laser 1 in the region of the coupling-out coating 41. The semiconductor top 20 thus simultaneously forms a coupling-out side 40 for the laser radiation L1.

Die Umlenkfläche 4 ist im Querschnitt gesehen zum Beispiel 45° gegenüber der Wachstumsrichtung G und gegenüber der Resonatorlängsachse R verkippt. Die Umlenkfläche 4 kann totalreflektierend wirken oder mit einer reflektierenden Beschichtung, nicht gezeichnet, versehen sein.Viewed in cross section, the deflection surface 4 is tilted, for example, 45° with respect to the growth direction G and with respect to the longitudinal axis R of the resonator. The deflection surface 4 can have a totally reflective effect or be provided with a reflective coating, not shown.

Die Auskoppelbeschichtung 41 bildet ein erstes Resonatorende und einen Emissionsbereich 46, an dem die Laserstrahlung L1 den Halbleiterlaser 1 verlässt. An einer gegenüberliegenden Resonatorseite befindet sich ein Resonatorendspiegel 62, der über eine weitere Umlenkfläche 61 angestrahlt wird. Auch die weitere Umlenkfläche 61 ist bevorzugt 45° gegenüber der Wachstumsrichtung G und gegenüber der Resonatorlängsachse R verkippt.The decoupling coating 41 forms a first end of the resonator and an emission region 46 at which the laser radiation L1 leaves the semiconductor laser 1 . A resonator end mirror 62 is located on an opposite side of the resonator and is illuminated via a further deflection surface 61 . The further deflection surface 61 is also preferably tilted 45° with respect to the growth direction G and with respect to the longitudinal axis R of the resonator.

Außerdem befindet sich an der Auskoppelbeschichtung 41 ein Modenbegrenzer 5. Bevorzugt begrenzt der Modenbegrenzer 5 den Emissionsbereich 46 und/oder die Umlenkfläche 4. A mode limiter 5 is also located on the coupling-out coating 41. The mode limiter 5 preferably limits the emission region 46 and/or the deflection surface 4.

Beispielhafte Modenbegrenzer 5 werden untenstehend näher erläutert.Exemplary mode limiters 5 are explained in more detail below.

Beim Halbleiterlaser 1 der 1 wird die Halbleiterschichtenfolge 2 längs der Resonatorlängsachse R durch die Ausnehmungen 24 an den Umlenkflächen 4, 61 begrenzt, sodass eine Länge der Halbleiterschichtenfolge 2 durch die Ausnehmungen 24 definiert ist. Demgegenüber überragt gemäß 2 die Halbleiterschichtenfolge 2 die Ausnehmungen 24 entlang der Resonatorlängsachse R. An den Umlenkflächen 4, 61 abgewandten Kopfenden 28 der Halbleiterschichtenfolge 2 kann diese bis zum optionalen Substrat 29 reichen.When semiconductor laser 1 of 1 the semiconductor layer sequence 2 is delimited along the resonator longitudinal axis R by the recesses 24 on the deflection surfaces 4, 61, so that a length of the semiconductor layer sequence 2 is defined by the recesses 24. In contrast, according to 2 the semiconductor layer sequence 2 has the recesses 24 along the longitudinal axis R of the resonator.

Gemäß 2 sind die Ausnehmungen 24 asymmetrisch gestaltet, sodass hin zum Resonator die Umlenkflächen 4, 61 zum Beispiel mit einem Winkel von 45° orientiert sind und Facetten an den Kopfenden 28 parallel zur Wachstumsrichtung G verlaufen. Genauso ist es jeweils möglich, dass die Ausnehmungen 24 V-förmig gestaltet sind und beiderseits durch 45°-Facetten begrenzt werden, wie in 9 veranschaulicht.According to 2 the recesses 24 are designed asymmetrically, so that towards the resonator the deflection surfaces 4, 61 are oriented at an angle of 45°, for example, and facets on the head ends 28 run parallel to the growth direction G. It is just as possible that the recesses 24 are V-shaped and are delimited on both sides by 45° facets, as in 9 illustrated.

Außerdem ist in 2 veranschaulicht, dass mehrere aktive Zonen 21, 22, 23 vorhanden sein können, die entlang der Wachstumsrichtung G übereinander gestapelt angeordnet sind. Die aktiven Zonen 21, 22, 23 sind zur Erzeugung von Laserstrahlungen L1, L2, L3 eingerichtet, die alle den Halbleiterlaser 1 an dem Emissionsbereich 46 verlassen. Es ist möglich, dass die aktiven Zonen 21, 22, 23 je bis an die Umlenkflächen 4, 61 reichen oder kurz vor den Umlenkflächen 4, 61 enden, um Schäden an den Umlenkflächen 4, 61 aufgrund hoher optischer Leistungsdichten zu vermeiden. Optional kann die Auskoppelschicht 41 und/oder die Auskoppelseite 40 nicht nur plan, sondern auch strukturiert sein, zum Beispiel in Form einer Linse. Gleiches gilt für alle anderen Ausführungsbeispiele.In addition, 2 1 illustrates that there can be a plurality of active zones 21, 22, 23, which are arranged stacked on top of one another along the growth direction G. FIG. The active zones 21, 22, 23 are set up to generate laser radiation L1, L2, L3, all of which leave the semiconductor laser 1 at the emission region 46. It is possible that the active zones 21, 22, 23 each reach up to the deflection surfaces 4, 61 or end just before the deflection surfaces 4, 61 in order to avoid damage to the deflection surfaces 4, 61 due to high optical power densities. Optionally, the coupling-out layer 41 and/or the coupling-out side 40 can be not only planar but also structured, for example in the form of a lens. The same applies to all other exemplary embodiments.

Im Folgenden sind die Halbleiterlaser 1 hinsichtlich der Ausnehmungen 24 gestaltet, wie in Verbindung mit 2 erläutert. In allen Ausführungsbeispielen kann aber genauso die Gestaltung gemäß 1 vorliegen.In the following, the semiconductor lasers 1 are designed with regard to the recesses 24, as in connection with FIG 2 explained. In all embodiments, however, the design according to 1 present.

In der Draufsicht der 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Halbleiterlasers 1 gezeigt, wobei der Modenbegrenzer 5 näher erläutert ist. An der Umlenkfläche 4 ist die zugehörige Ausnehmung 24 in Richtung senkrecht zur Wachstumsrichtung G und senkrecht zur Resonatorlängsachse R ungefähr so breit wie die Elektrode 31 an der Seite 20, 40. In Richtung parallel zur Wachstumsrichtung G weist zumindest die Ausnehmung 24 an der Umlenkfläche 4 eine gleichbleibende, konstante Breite auf.In the top view of 3 an exemplary embodiment of the semiconductor laser 1 is shown, with the mode limiter 5 being explained in more detail. The associated recess 24 is on the deflection surface 4 in the direction perpendicular to the growth direction G and perpendicular to the resonator longitudinal axis R approximately as wide as the electrode 31 on the side 20, 40. In the direction parallel to the growth direction G, at least the recess 24 on the deflection surface 4 has a constant, constant width.

Durch eine Formgebung der Elektrode 32 ist eine Bestromungsbreite der Halbleiterschichtenfolge 2 in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse R definiert. Das heißt, Laserstrahlung kann in der zumindest einen aktiven Zone im Wesentlichen nur unterhalb der Elektrode 31 erzeugt werden. Zudem ist die Halbleiteroberseite 20 planar, sodass keine Wellenleiterstruktur vorhanden ist. Mit anderen Worten ist der Halbleiterlaser 1 gemäß 3 somit gewinngeführt. Alternativ kann aber auch eine Wellenleiterstruktur, wie ein Stegwellenleiter, vorhanden sein, sodass dann ein indexgeführter Halbleiterlaser 1 vorliegen kann; gleiches gilt in allen anderen Ausführungsbeispielen.A current flow width of the semiconductor layer sequence 2 in the direction perpendicular to the longitudinal axis R of the resonator is defined by the shape of the electrode 32 . This means that laser radiation can essentially only be generated below the electrode 31 in the at least one active zone. In addition, the semiconductor top 20 is planar, so that no waveguide structure is present. In other words, the semiconductor laser 1 according to 3 thus profitable. Alternatively, however, a waveguide structure, such as a ridge waveguide, can also be present, so that an index-guided semiconductor laser 1 can then be present; the same applies to all other exemplary embodiments.

Aufgrund einer lateralen Stromleitfähigkeit der Halbleiterschichtenfolge 2 erfolgt eine Stromaufweitung S in Richtung weg von der Resonatorlängsachse R, symbolisiert durch breite Pfeile. Das Ausmaß der Stromaufweitung S nimmt in Richtung weg von der Halbleiteroberseite 20 üblicherweise zu. Damit werden die entlang der Wachstumsrichtung G aufeinanderfolgenden aktiven Zonen 21, 22, 23 mit unterschiedlichen Breiten bestromt, sodass sich unterschiedlich breite optische Moden ergeben würden. Dies wird durch den Modenbegrenzer 5 unterbunden.Due to a lateral current conductivity of the semiconductor layer sequence 2, the current widens S in the direction away from the longitudinal axis R of the resonator, symbolized by broad arrows. The extent of the current expansion S usually increases in the direction away from the semiconductor top side 20 . In this way, the active zones 21, 22, 23 that follow one another along the growth direction G are energized with different widths, so that optical modes of different widths would result. The mode limiter 5 prevents this.

Eine Breite des Resonators wird gemäß 3 durch die Breite der Ausnehmung 24 definiert. Der Modenbegrenzer 5 ist somit durch die Ausnehmung 24 begrenzende Endbereiche 51, die ein Teil der Halbleiterschichtenfolge 2 sein können, gebildet. Aufgrund dieser Endbereiche 51 ist die Güte des Resonators lokal herabgesetzt. Damit sind Moden der Laserstrahlungen L1, L2. L3 an der Auskoppelseite 40 in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse R alle gleich breit, sodass eine gleichmäßige Emissionscharakteristik über alle Moden hinweg in Slow Axis-Richtung erzielbar ist.A width of the resonator is according to 3 defined by the width of the recess 24. The mode limiter 5 is thus formed by the end regions 51 which delimit the recess 24 and which can be part of the semiconductor layer sequence 2 . Because of these end areas 51, the quality of the resonator is reduced locally. This means that modes of the laser radiation are L1, L2. L3 on the decoupling side 40 in the direction perpendicular to the longitudinal axis R of the resonator all have the same width, so that a uniform emission characteristic can be achieved across all modes in the slow axis direction.

Es ist möglich, dass an der Auskoppelseite 40 die Auskoppelbeschichtung 41 über die Ausnehmung 24 hinausgehend aufgebracht ist. Das heißt, die Auskoppelbeschichtung 41 braucht keinen modenbeschränkenden Einfluss auszuüben.It is possible for the decoupling coating 41 to be applied beyond the recess 24 on the decoupling side 40 . This means that the decoupling coating 41 does not have to exert any mode-limiting influence.

Weiterhin ist in 3 illustriert, dass die Ausnehmung 24 an der weiteren Umlenkfläche 61 deutlich breiter sein kann als die Elektrode 31 und dass der Resonatorendspiegel 62 diese Ausnehmung 24 allseitig überragt. Hierdurch ist es möglich, dass die Beschichtungen 41, 62 mit vergleichsweise geringen Fertigungstoleranzen aufgebracht werden können. Furthermore, in 3 illustrates that the recess 24 on the further deflection surface 61 can be significantly wider than the electrode 31 and that the resonator end mirror 62 protrudes beyond this recess 24 on all sides. This makes it possible for the coatings 41, 62 to be applied with comparatively small manufacturing tolerances.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die weitere Umlenkfläche 61 so breit oder ungefähr so breit zu gestalten wie die Elektrode 31 und/oder die Ausnehmung 24 an der Umlenkfläche 4. Somit kann der Modenbegrenzer 5 die Gestaltung der Ausnehmung 24 an der weiteren Umlenkfläche 61 umfassen oder hieraus bestehen. Dies gilt ebenso für alle anderen Ausführungsbeispiele.Alternatively or additionally, it is possible to make the further deflection surface 61 as wide or approximately as wide as the electrode 31 and/or the recess 24 on the deflection surface 4. The mode limiter 5 can thus include the design of the recess 24 on the further deflection surface 61 or consist of this. This also applies to all other exemplary embodiments.

Im Ausführungsbeispiel der 4 ist der Modenbegrenzer 5 durch einen Transmissionsbereich 53 rund um den Emissionsbereich 46 herum gebildet. In dem Transmissionsbereich 53 liegt eine Reflexionsgrad für die Laserstrahlung L1, L2, L3 zum Beispiel bei höchstens 1 % oder bei höchstens 1 %. Demgegenüber liegt im Emissionsbereich 46 zum Beispiel ein Reflexionsgrad von mindestens 5 % oder von mindestens 10 % vor, um eine ausreichende Verstärkung der Laserstrahlung L1, L2, L3 im Resonator sicherzustellen. Das heißt, durch den Transmissionsbereich 53 wird eine Güte des Resonators rings um den Emissionsbereich 46 herum herabgesetzt.In the embodiment of 4 the mode limiter 5 is formed by a transmission area 53 around the emission area 46 . In the transmission area 53, a degree of reflection for the laser radiation L1, L2, L3 is, for example, at most 1% or at most 1%. In contrast, there is a degree of reflection of at least 5% or at least 10% in the emission region 46 in order to ensure sufficient amplification of the laser radiation L1, L2, L3 in the resonator. This means that a quality of the resonator around the emission area 46 is reduced by the transmission area 53 .

Der Transmissionsbereich 53 ist zum Beispiel durch einen dielektrischen Schichtenstapel aus sich abwechselnden SiO2-Schichten und Nb2O5-Schichten gebildet. Im Emissionsbereich 46 liegt zum Beispiel eine Einzelschicht etwa aus SiO2 oder aus Si3N4 oder auch ein dielektrischer Schichtenstapel vor, um den gewünschten Reflexionsgrad einzustellen.The transmission region 53 is formed, for example, by a dielectric layer stack made up of alternating SiO 2 layers and Nb 2 O 5 layers. In the emission region 46 there is, for example, an individual layer made of SiO 2 or Si 3 N 4 or else a dielectric layer stack in order to set the desired degree of reflection.

Der Emissionsbereich 46 ist in Draufsicht gesehen rechteckig, kann aber auch kreisrund oder ellipsenförmig oder anders geformt sein. Durch den Emissionsbereich 46 wird also eine scharfe Kante für die Lasermoden in Slow Axis-Richtung definiert, sodass alle Lasermoden gleich breit sind.The emission area 46 is rectangular when viewed from above, but can also be circular or elliptical or have another shape. A sharp edge for the laser modes in the slow axis direction is thus defined by the emission region 46, so that all laser modes have the same width.

Der Modenbegrenzer 5 kann abweichend von der Darstellung in 4 einen solchen Transmissionsbereich 53 auch an der weiteren Umlenkfläche 61 und/oder an dem Resonatorendspiegel 62 umfassen oder hieraus bestehen.The mode limiter 5 can deviate from the illustration in 4 also include or consist of such a transmission region 53 on the further deflection surface 61 and/or on the resonator end mirror 62 .

Gemäß 4 überragt die Ausnehmung 24 an der Umlenkfläche 4 die Elektrode 31 seitlich deutlich. Alternativ kann diese Ausnehmung 24 und/oder die Ausnehmung 24 an der weiteren Umlenkfläche 61 auch gestaltet sein, wie in Verbindung mit 3 beschrieben.According to 4 the recess 24 on the deflection surface 4 clearly protrudes laterally beyond the electrode 31 . Alternatively, this recess 24 and/or the recess 24 on the further deflection surface 61 can also be designed as in connection with FIG 3 described.

Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den 1 bis 3 in gleicher Weise für 4.Otherwise, the comments on the 1 until 3 in the same way for 4 .

Beim Ausführungsbeispiel der 5 ist der Modenbegrenzer 5 durch eine Absorptionsschicht 52 rund um den Emissionsbereich 46 herum gebildet, sodass wiederum ein Güte des Resonators außerhalb des Emissionsbereichs 46 herabgesetzt ist. Ein Absorptionsgrad der Absorptionsschicht 52 für die Laserstrahlung L1, L2 L3 kann nahezu 100 % betragen. Zum Beispiel umfasst die Absorptionsschicht 52 Ge oder ist aus Ge.In the embodiment of 5 the mode limiter 5 is formed by an absorption layer 52 around the emission area 46, so that in turn a quality of the resonator outside of the emission area 46 is reduced. A degree of absorption of the absorption layer 52 for the laser radiation L1, L2, L3 can be almost 100%. For example, the absorption layer 52 includes or is made of Ge.

Im Übrigen gelten die Ausführungen zu 4 in gleicher Weise für 5. Insbesondere kann der Modenbegrenzer 5 alternativ oder zusätzlich an dem Resonatorendspiegel 62 angebracht sein und/oder die Endbereiche 51 an den Ausnehmungen 24, wie in 3 illustriert, umfassen.Otherwise, the statements apply 4 in the same way for 5 . In particular, the mode limiter 5 can alternatively or additionally be attached to the resonator end mirror 62 and/or the end regions 51 to the recesses 24, as in FIG 3 illustrated, include.

Gemäß 6 umfasst der Modenbegrenzer 5 eine Lichtblockschicht 54. Beispielsweise weist die Lichtblockschicht 54 einen hohen Reflexionsgrad für die Laserstrahlung L1, L2, L3 auf. So kann der Reflexionsgrad der Lichtblockschicht 54 zum Beispiel bei mindestens 90 % liegen oder nahe an 100 % heranreichen. Die Lichtblockschicht 54 ist zum Beispiel aus einem Metallspiegel oder aus einem Bragg-Spiegel oder aus einer Kombination aus Metallspiegel und aus Bragg-Spiegel. Geeignete Metalle sind zum Beispiel Au oder Ag.According to 6 the mode limiter 5 includes a light-blocking layer 54. For example, the light-blocking layer 54 has a high degree of reflection for the laser radiation L1, L2, L3. For example, the reflectivity of the light blocking layer 54 can be at least 90% or approaching 100%. The light blocking layer 54 is, for example, a metal mirror or a Bragg mirror or a combination of metal mirror and Bragg mirror. Suitable metals are, for example, Au or Ag.

Um zu verhindern, dass an der Lichtblockschicht 54 eine Rückkopplung in den Resonator verursacht, kann die Auskoppelseite 40 im Bereich des Modenbegrenzers 5 strukturiert sein und insbesondere eine Streuschicht 55 bilden oder umfassen. Zum Beispiel ist im Bereich der Lichtblockschicht 54 eine Aufrauung 56 vorhanden, siehe 7. Dabei ist in 7 zudem gezeigt, dass der Emissionsbereich 46 auch rund, etwa kreisrund, gestaltet sein kann. Die zurückgestreute Laserstrahlung L1, L2, L3 kann beispielsweise in der aktiven Zone 21, 22, 23 reabsorbiert werden.In order to prevent feedback into the resonator being caused at the light-blocking layer 54 , the decoupling side 40 can be structured in the region of the mode limiter 5 and in particular can form or include a scattering layer 55 . For example, a roughening 56 is present in the area of the light blocking layer 54, see FIG 7 . where is in 7 also shown that the emission area 46 can also be designed round, for example circular. The backscattered laser radiation L1, L2, L3 can be reabsorbed in the active zone 21, 22, 23, for example.

Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den 4 und 5 in gleicher Weise für die 6 und 7. Insbesondere kann der Modenbegrenzer 5 alternativ oder zusätzlich an dem Resonatorendspiegel 62 angebracht sein und/oder die Endbereiche 51 an den Ausnehmungen 24, wie in 3 illustriert, umfassen.Otherwise, the comments on the 4 and 5 in the same way for the 6 and 7 . In particular, the mode limiter 5 can alternatively or additionally be attached to the resonator end mirror 62 and/or the end regions 51 to the recesses 24, as in FIG 3 illustrated, include.

In den 8 bis 10 ist ein Ausführungsbeispiel des Halbleiterlasers 1 illustriert, bei dem der Modenbegrenzer 5 zumindest eine elektrische Isolationsschicht 27 umfasst oder hieraus besteht. Die elektrischen Isolationsschichten 27 reichen seitlich in die Halbleiterschichtenfolge 2 hinein und befinden sich zum Beispiel zwischen benachbarten aktiven Zonen 21, 22.In the 8th until 10 An exemplary embodiment of the semiconductor laser 1 is illustrated in which the mode limiter 5 comprises or consists of at least one electrical insulation layer 27 . The electrical insulation layers 27 extend laterally into the semiconductor layer sequence 2 and are located, for example, between adjacent active zones 21, 22.

Durch die elektrischen Isolationsschichten 27 ist die Stromaufweitung S unterbunden, sodass die aktiven Zonen 21, 22 entlang der Wachstumsrichtung G mit einer gleichbleibenden Breite bestromt werden und verschieden breite Moden in Slow Axis-Richtung verhindert werden können. Modenbegrenzer 5 mit Endbereichen 51 an den Ausnehmungen 24, mit Absorptionsschichten 52, Transmissionsbereichen 53, Lichtblockschichten 54, Streubereichen 55 und/oder Aufrauungen 56 an dem Emissionsbereich 46 und/oder an dem Resonatorendspiegel 62 können damit entfallen oder zusätzlich vorhanden sein.The current widening S is prevented by the electrical insulation layers 27, so that the active zones 21, 22 are supplied with current along the growth direction G with a constant width and modes of different widths in the slow axis direction can be prevented. Mode limiters 5 with end areas 51 on the recesses 24, with absorption layers 52, transmission areas 53, light blocking layers 54, scattering areas 55 and/or roughening 56 on the emission area 46 and/or on the resonator end mirror 62 can thus be omitted or additionally present.

Die elektrischen Isolationsschichten 27 sind zum Beispiel randständig oxidierte AlAs-Schichten. Die elektrischen Isolationsschichten 27 können in Draufsicht gesehen bis an oder nahe bis an die Elektrode 31 heranreichen.The electrical insulation layers 27 are, for example, AlAs layers oxidized at the edges. The electrical insulation layers 27 can reach up to or close to the electrode 31 when viewed from above.

Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den 4 bis 7 in gleicher Weise für die 8 bis 10.Otherwise, the comments on the 4 until 7 in the same way for the 8th until 10 .

Die bisherigen Ausführungsbeispiele sind Halbleiterlaser 1 mit einer aktiven Zone 21, 22, 23, wie in Kantenemittern, die durch die Umlenkflächen 4, 61 zu Oberflächenemittern umgewandelt wurden, um insbesondere die Absorptionsschichten 52, Transmissionsbereiche 53, Lichtblockschichten 54, Streubereichen 55 und/oder Aufrauungen 56 an dem Emissionsbereich 46 und/oder an dem Resonatorendspiegel 62 effizient erzeugen zu können. Demgegenüber sind in den 11 und 12 Ausführungsbeispiele von Halbleiterlasers 1 gezeigt, die Facetten 25 aufweisen, die parallel zur Wachstumsrichtung G orientiert sind.The previous exemplary embodiments are semiconductor lasers 1 with an active zone 21, 22, 23, such as in edge emitters, which have been converted into surface emitters by the deflection surfaces 4, 61, in particular around the absorption layers 52, transmission areas 53, light-blocking layers 54, scattering areas 55 and/or roughening 56 to be able to generate efficiently at the emission region 46 and/or at the resonator end mirror 62 . In contrast, in the 11 and 12 Exemplary embodiments of the semiconductor laser 1 are shown which have facets 25 which are oriented parallel to the growth direction G.

Gemäß 11 befindet sich an einer der Facetten 25 die optionale Auskoppelbeschichtung 41 und an einer gegenüberliegenden Facette 25 der Resonatorendspiegel 62, der einen Reflexionsgrad vom beispielsweise mindestens 98 % oder 99 % für die Laserstrahlung L1, L2, L3 aufweist. An der optionalen Auskoppelbeschichtung 41 oder direkt an der zugehörigen Facette 25 ist eine Umlenkoptik 44 angebracht. Die Umlenkoptik 44 ist zum Beispiel ein Prisma.According to 11 the optional decoupling coating 41 is located on one of the facets 25 and the resonator end mirror 62 on an opposite facet 25, which has a degree of reflection of, for example, at least 98% or 99% for the laser radiation L1, L2, L3. A deflection optics 44 is attached to the optional decoupling coating 41 or directly to the associated facet 25 . The deflection optics 44 is a prism, for example.

Die Auskoppelseite 40 und die Umlenkfläche 4 befinden sich somit an der Umlenkoptik 44. Beispielsweise ist die Auskoppelseite 40 parallel zur Halbleiteroberseite 20 orientiert. Die Umlenkoptik 44 kann die Halbleiterschichtenfolge 2 in Richtung weg von dem Substrat 29 überragen. An der Auskoppelseite 40 befindet sich der Modenbegrenzer 5.The decoupling side 40 and the deflection surface 4 are thus located on the deflection optics 44. For example, the decoupling side 40 is oriented parallel to the top side 20 of the semiconductor. The deflection optics 44 can protrude beyond the semiconductor layer sequence 2 in the direction away from the substrate 29 . The mode limiter 5 is located on the decoupling side 40.

Gemäß 12 ist der Modenbegrenzer 5 direkt an der Facette 25 oder direkt an der Auskoppelbeschichtung 41 angebracht. Der Halbleiterlaser 1 ist frei von Umlenkflächen 4, 61.According to 12 is the mode limiter 5 directly on the facet 25 or directly on the Auskop fur coating 41 attached. The semiconductor laser 1 is free of deflection surfaces 4, 61.

In 13 ist gezeigt, dass der Halbleiterlaser 1 ein oberflächenemittierender Laser mit einer vertikalen Kavität, kurz VCSEL, ist. Die Auskoppelseite 40 ist damit senkrecht zur Resonatorlängsachse R und zur Wachstumsrichtung G orientiert. Der Modenbegrenzer 5 befindet sich an der Auskoppelseite 40.In 13 1 shows that the semiconductor laser 1 is a vertical cavity surface emitting laser, VCSEL for short. The coupling-out side 40 is thus oriented perpendicularly to the longitudinal axis R of the resonator and to the direction G of growth. The mode limiter 5 is located on the decoupling side 40.

Die Modenbegrenzer 5 der 11 bis 13 sind insbesondere gestaltet, wie die in Verbindung mit den 4 bis 7 erläuterten Modenbegrenzer 5. Das heißt, die Modenbegrenzer 5 der 11 bis 13 können insbesondere die Absorptionsschichten 52, Transmissionsbereiche 53, Lichtblockschichten 54, Streubereichen 55 und/oder Aufrauungen 56 an dem Emissionsbereich 46 und alternativ oder zusätzlich an dem Resonatorendspiegel 62, oder Kombinationen hieraus, umfassen oder hieraus bestehen. Beim Halbleiterlaser 1 der 11 kann zudem eine Breite der Umlenkfläche 4 entsprechend 3 gestaltet sein.The mode limiters 5 of 11 until 13 are designed in particular, like those associated with the 4 until 7 explained mode limiter 5. That is, the mode limiter 5 of 11 until 13 In particular, the absorption layers 52, transmission areas 53, light blocking layers 54, scattering areas 55 and/or roughening 56 on the emission area 46 and alternatively or additionally on the resonator end mirror 62, or combinations thereof, can include or consist of them. When semiconductor laser 1 of 11 can also have a width of the deflection surface 4 accordingly 3 be designed.

In den 14 und 15 ist die Wirkung des Modenbegrenzers 5 auf die optischen Moden an der Auskoppelseite 40, also im optischen Nahfeld, veranschaulicht. So ist in 14 zu erkennen, dass die zum Beispiel drei Moden entlang der Slow Axis-Richtung alle gleich breit sind und wohldefinierte, scharfe Kanten an den Enden aufweisen. Demgegenüber enden die Moden ohne Modenbegrenzer, siehe 15, unscharf und können zudem unterschiedliche Breiten aufweisen.In the 14 and 15 the effect of the mode limiter 5 on the optical modes on the decoupling side 40, ie in the optical near field, is illustrated. So is in 14 to recognize that the, for example, three modes along the Slow Axis direction are all equally wide and have well-defined, sharp edges at the ends. In contrast, the modes end without a mode limiter, see 15 , blurred and can also have different widths.

Alle oben zu den oben beschriebenen Halbleiterlasers 1 genannte Aspekte gelten gleichermaßen für Superlumineszenz-Leuchtdioden, kurz SLEDs. Das heißt, anstelle eines Halbleiterlasers kann eine SLED vorliegen.All of the aspects mentioned above in relation to the semiconductor laser 1 described above apply equally to superluminescence light-emitting diodes, SLEDs for short. That is, instead of a semiconductor laser, there can be an SLED.

Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge aufeinander, insbesondere unmittelbar aufeinander, sofern nichts anderes beschrieben ist. Sich in den Figuren nicht berührende Komponenten weisen bevorzugt einen Abstand zueinander auf. Sofern Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die zugeordneten Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet. The components shown in the figures preferably follow one another in the specified order, in particular directly one after the other, unless otherwise described. Components that are not touching in the figures are preferably at a distance from one another. If lines are drawn parallel to one another, the associated areas are preferably also aligned parallel to one another.

Außerdem sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben, falls nichts anderes angegeben ist.In addition, the relative positions of the drawn components in the figures are correctly represented unless otherwise indicated.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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.The invention described here is not limited by the description based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteReference List

11
Halbleiterlasersemiconductor laser
22
Halbleiterschichtenfolgesemiconductor layer sequence
2020
Halbleiteroberseitesemiconductor top
2121
erste aktive Zonefirst active zone
2222
zweite aktive Zonesecond active zone
2323
dritte aktive Zonethird active zone
2424
Ausnehmungrecess
2525
Facettefacet
2727
elektrische Isolationsschichtelectrical insulation layer
2828
Kopfendeheadboard
2929
Substratsubstrate
3131
Elektrodeelectrode
3232
weiter Elektrodefurther electrode
44
Umlenkflächedeflection surface
4040
Auskoppelseitedecoupling side
4141
Auskoppelbeschichtungdecoupling coating
4444
Umlenkoptikdeflection optics
4646
Emissionsbereichemission range
55
Modenbegrenzermode limiter
5151
die Ausnehmung begrenzender Endbereichthe end region delimiting the recess
5252
Absorptionsschichtabsorption layer
5353
Transmissionsbereichtransmission range
5454
Lichtblockschichtlight block layer
5555
Streubereichscatter range
5656
Aufrauungroughening
6161
weitere Umlenkflächefurther deflection surface
6262
Resonatorendspiegelresonator end mirror
GG
Wachstumsrichtung der HalbleiterschichtenfolgeGrowth direction of the semiconductor layer sequence
L..L.
Laserstrahlunglaser radiation
RR
Resonatorlängsachselongitudinal axis of the resonator
SS
Stromaufweitungcurrent widening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 2013/0016752 A1 [0002]US 2013/0016752 A1 [0002]
  • US 2009/0097519 A1 [0003]US 2009/0097519 A1 [0003]

Claims (15)

Halbleiterlaser (1) mit - einer Halbleiterschichtenfolge (2) mit mindestens einer aktiven Zone (21, 22, 23) zur Erzeugung zumindest einer Laserstrahlung (L1, L2, L3) und senkrecht zu einer Wachstumsrichtung (G) der Halbleiterschichtenfolge (2), und - einer Elektrode (31) an einer Halbleiteroberseite (20) der Halbleiterschichtenfolge (2) zur Bestromung der Halbleiterschichtenfolge (2), wobei - die Halbleiterschichtenfolge (2) in Richtung quer zu einer Resonatorlängsachse (R) und in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite (20) gesehen breiter ist als die Elektrode (31), und - sich an einer Umlenkfläche (4) und/oder an einer Auskoppelseite (40) für die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) mindestens ein Modenbegrenzer (5) befindet, der dazu eingerichtet ist, in Draufsicht auf die Auskoppelseite (40) gesehen die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse (R) zu begrenzen.Semiconductor laser (1) with - a semiconductor layer sequence (2) with at least one active zone (21, 22, 23) for generating at least one laser radiation (L1, L2, L3) and perpendicular to a growth direction (G) of the semiconductor layer sequence (2), and - An electrode (31) on a semiconductor top (20) of the semiconductor layer sequence (2) for energizing the semiconductor layer sequence (2), wherein - the semiconductor layer sequence (2) is wider than the electrode (31) in a direction transverse to a resonator longitudinal axis (R) and seen in a plan view of the semiconductor top side (20), and - there is at least one mode limiter (5) on a deflection surface (4) and/or on a decoupling side (40) for the at least one laser radiation (L1, L2, L3), which mode limiter is set up to point to the decoupling side (40) in a plan view Seen to limit the at least one laser radiation (L1, L2, L3) in the direction perpendicular to the resonator longitudinal axis (R). Halbleiterlaser (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend sowohl die Umlenkfläche (4) als auch die Auskoppelseite (40), wobei die Umlenkfläche (4) dazu eingerichtet ist, die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) an einem Ende der Resonatorlängsachse (R) in Richtung hin zur Auskoppelseite (40) umzulenken, wobei die Resonatorlängsachse (R) senkrecht zur Wachstumsrichtung (G) sowie die Umlenkfläche (4) quer zur Wachstumsrichtung (G) und quer zur Resonatorlängsachse (R) orientiert ist.Semiconductor laser (1) according to the preceding claim, comprising both the deflection surface (4) and the decoupling side (40), wherein the deflection surface (4) is set up to deflect the at least one laser radiation (L1, L2, L3) at one end of the resonator longitudinal axis (R) in the direction of the decoupling side (40), wherein the resonator longitudinal axis (R) is oriented perpendicularly to the growth direction (G) and the deflection surface (4) is oriented transversely to the growth direction (G) and transversely to the resonator longitudinal axis (R). Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere der aktiven Zonen (21, 22, 23), die entlang der Wachstumsrichtung (G) aufeinander folgen, wobei jede der aktiven Zonen (21, 22, 23) zur Erzeugung einer der Laserstrahlungen (L1, L2, L3) eingerichtet ist, wobei der Halbleiterlaser (1) gewinngeführt ist.Semiconductor laser (1) according to one of the preceding claims, comprising several of the active zones (21, 22, 23) which follow one another along the growth direction (G), each of the active zones (21, 22, 23) being set up to generate one of the laser beams (L1, L2, L3), wherein the semiconductor laser (1) is gain-guided. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aufgrund des Modenbegrenzers (5) alle Laserstrahlungen (L1, L2, L3) in Richtung einer kleineren Strahlaufweitung gleich breit sind, mit einer Toleranz von höchstens einem Faktor 1,05.Semiconductor laser (1) according to one of the preceding claims, due to the mode limiter (5), all laser radiation (L1, L2, L3) have the same width in the direction of a smaller beam expansion, with a maximum tolerance of a factor of 1.05. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auskoppelseite (40) mit einer Toleranz von höchstens 15° parallel zur Wachstumsrichtung (G) orientiert ist und ein Teil der Halbleiteroberseite (20) ist, und wobei die Umlenkfläche (4) ein Teil einer Facette (25) der Halbleiterschichtenfolge (2) ist, sodass die Umlenkfläche (4) einen Winkel zwischen einschließlich 30° und 60° zur Wachstumsrichtung (G) aufzeigt.Semiconductor laser (1) according to one of the preceding claims, wherein the decoupling side (40) is oriented parallel to the growth direction (G) with a maximum tolerance of 15° and is part of the semiconductor top side (20), and wherein the deflection surface (4) is part of a facet (25) of the semiconductor layer sequence (2), so that the deflection surface (4) has an angle of between 30° and 60° inclusive to the growth direction (G). Halbleiterlaser (1) nach Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend eine Umlenkoptik (44), die an einer Facette (25) der Halbleiterschichtenfolge (2) angebracht ist, wobei die Facette (25) senkrecht zur Resonatorlängsachse (R) und parallel zur Wachstumsrichtung (G) orientiert ist, und wobei die Umlenkfläche (4) und die Auskoppelseite (40) je ein Teil einer Oberseite der Umlenkoptik (44) sind.Semiconductor laser (1) after Claims 1 until 4 , further comprising deflection optics (44) which are attached to a facet (25) of the semiconductor layer sequence (2), the facet (25) being oriented perpendicular to the resonator longitudinal axis (R) and parallel to the growth direction (G), and the deflection surface (4) and the decoupling side (40) are each part of a top side of the deflection optics (44). Halbleiterlaser (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei - sich die Umlenkfläche (4) in einer Ausnehmung (24) der Halbleiterschichtenfolge (2) befindet und die Halbleiterschichtenfolge (2) in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite (20) gesehen breiter als die Umlenkfläche (4) ist, - in Draufsicht auf die Halbleiteroberseite (20) gesehen eine Breite der Umlenkfläche (4) mit einer Toleranz von höchstens einem Faktor 1,1 gleich einer Breite der Elektrode (31) ist, und - der Modenbegrenzer (5) die Ausnehmung (24) begrenzende Endbereiche (51) der Halbleiterschichtenfolge (2) umfasst, sodass die Endbereiche (51) dazu eingerichtet sind, die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse (R) zu begrenzen.Semiconductor laser (1) according to one of Claims 1 until 5 , wherein - the deflection surface (4) is located in a recess (24) of the semiconductor layer sequence (2) and the semiconductor layer sequence (2) is wider than the deflection surface (4) as seen in a top view of the semiconductor top side (20), - in a top view of the Seen from the upper side (20) of the semiconductor, a width of the deflection surface (4) is equal to a width of the electrode (31) with a tolerance of at most a factor of 1.1, and - the mode limiter (5) end regions (51) delimiting the cutout (24). Semiconductor layer sequence (2) comprises, so that the end regions (51) are set up to limit the at least one laser radiation (L1, L2, L3) in the direction perpendicular to the resonator longitudinal axis (R). Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Modenbegrenzer (5) dazu eingerichtet ist, eine Laserschwelle außerhalb eines Emissionsbereichs (46) der Auskoppelseite (40) zu erhöhen, im Vergleich zu einer Laserschwelle innerhalb des Emissionsbereichs (46).Semiconductor laser (1) according to one of the preceding claims, in which the mode limiter (5) is set up to increase a laser threshold outside an emission region (46) of the coupling-out side (40) compared to a laser threshold within the emission region (46). Halbleiterlaser (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Modenbegrenzer (5) zumindest eine Absorptionsschicht (52) umfasst, die zur Absorption der zumindest einen Laserstrahlung (L1, L2, L3) eingerichtet ist, wobei die zumindest eine Absorptionsschicht (52) den Emissionsbereich (46) ringsum umgibt.Semiconductor laser (1) according to the preceding claim, in which the mode limiter (5) comprises at least one absorption layer (52) which is set up to absorb the at least one laser radiation (L1, L2, L3), the at least one absorption layer (52) den Emission area (46) surrounds all around. Halbleiterlaser (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Modenbegrenzer (5) einen Transmissionsbereich (53) um den Emissionsbereich (46) herum umfasst, wobei ein Transmissionsgrad für die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) in dem Transmissionsbereich (53) größer ist als in dem Emissionsbereich (46).Semiconductor laser (1) according to one of the two preceding claims, in which the mode limiter (5) comprises a transmission region (53) around the emission region (46), wherein a transmittance for the at least one laser radiation (L1, L2, L3) is greater in the transmission area (53) than in the emission area (46). Halbleiterlaser (1) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Modenbegrenzer (5) eine Lichtblockschicht (54) außen um den Emissionsbereich (46) herum umfasst, wobei ein Transmissionsgrad für die zumindest eine Laserstrahlung (L1, L2, L3) in einem Bereich mit der Lichtblockschicht (54) kleiner ist als in dem Emissionsbereich (46).Semiconductor laser (1) according to one of the three preceding claims, in which the mode limiter (5) comprises a light-blocking layer (54) on the outside around the emission region (46), a degree of transmission for the at least one laser radiation (L1, L2, L3) being smaller in a region with the light-blocking layer (54) than in the emission area (46). Halbleiterlaser (1) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Modenbegrenzer (5) einen Streubereich (55) außen um den Emissionsbereich (46) herum umfasst, wobei der Streubereich (55) zur diffusen Streuung der zumindest einen Laserstrahlung (L1, L2, L3) eingerichtet ist und zumindest eine Aufrauung (56) umfasst.Semiconductor laser (1) according to one of the four preceding claims, in which the mode limiter (5) comprises a scattering region (55) around the outside of the emission region (46), wherein the scattering area (55) is set up for diffuse scattering of the at least one laser radiation (L1, L2, L3) and comprises at least one roughening (56). Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Modenbegrenzer (5) in Draufsicht auf die Auskoppelseite (40) gesehen rahmenförmig mit einem rechteckigen oder ellipsenförmigen Innenbereich ist.Semiconductor laser (1) according to one of the preceding claims, in which the mode limiter (5) is in the form of a frame with a rectangular or elliptical inner region, as seen in a top view of the coupling-out side (40). Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zur Erzeugung nahinfraroter Strahlung eingerichtet ist.Semiconductor laser (1) according to one of the preceding claims, which is set up for generating near-infrared radiation. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (2) seitlich neben der zumindest einen aktiven Zone (21, 22, 23) wenigstens eine elektrische Isolationsschicht (27) umfasst, wobei die wenigstens eine elektrische Isolationsschicht (27) dazu eingerichtet ist, eine Stromaufweitung in der Halbleiterschichtenfolge (2) in Richtung senkrecht zur Resonatorlängsachse (R) zu unterbinden.Semiconductor laser (1) according to one of the preceding claims, in which the semiconductor layer sequence (2) comprises at least one electrical insulation layer (27) laterally next to the at least one active zone (21, 22, 23), wherein the at least one electrical insulation layer (27) is set up to prevent a current widening in the semiconductor layer sequence (2) in the direction perpendicular to the longitudinal axis (R) of the resonator.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3996492A (en) 1975-05-28 1976-12-07 International Business Machines Corporation Two-dimensional integrated injection laser array
US5327447A (en) 1989-04-20 1994-07-05 Massachusetts Institute Of Technology Waveguide optical resonant cavity laser
US20010040868A1 (en) 2000-05-10 2001-11-15 Fuji Xerox Co., Ltd Flying recording head, disk drive, and method of manufacturing flying recording head
US20080175284A1 (en) 2007-01-18 2008-07-24 Epicrystals Oy Light emitting device for visual applications
DE102007062050A1 (en) 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor laser and method of making the semiconductor laser
US20130016752A1 (en) 2010-03-17 2013-01-17 Alfred Lell Laser Diode Assembly and Method for Producing a Laser Diode Assembly
DE102012106687A1 (en) 2012-07-24 2014-02-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh ridge lasers

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3996492A (en) 1975-05-28 1976-12-07 International Business Machines Corporation Two-dimensional integrated injection laser array
US5327447A (en) 1989-04-20 1994-07-05 Massachusetts Institute Of Technology Waveguide optical resonant cavity laser
US20010040868A1 (en) 2000-05-10 2001-11-15 Fuji Xerox Co., Ltd Flying recording head, disk drive, and method of manufacturing flying recording head
US20080175284A1 (en) 2007-01-18 2008-07-24 Epicrystals Oy Light emitting device for visual applications
DE102007062050A1 (en) 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor laser and method of making the semiconductor laser
US20090097519A1 (en) 2007-09-28 2009-04-16 Osram Opto Semiconductor Gmbh Semiconductor Laser and Method for Producing the Semiconductor Laser
US20130016752A1 (en) 2010-03-17 2013-01-17 Alfred Lell Laser Diode Assembly and Method for Producing a Laser Diode Assembly
DE102012106687A1 (en) 2012-07-24 2014-02-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh ridge lasers

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