DE102022206811A1 - Surface emitters - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oberflächenemitter (100), umfassend eine erste und eine zweite aktive Zone (14, 14a, 14b, 34, 34a, 34b) für dieselbe optische Wellenlänge, und einen Resonator (30), wobei die erste aktive Zone (14, 14a, 14b) außerhalb des Resonators (30) angeordnet ist; und wobei die erste aktive Zone (14, 14a, 14b) eingerichtet ist, von einem aus dem Resonator (30) austretenden Laserstrahl (16) durchlaufen zu werden.The present invention relates to a surface emitter (100), comprising a first and a second active zone (14, 14a, 14b, 34, 34a, 34b) for the same optical wavelength, and a resonator (30), wherein the first active zone (14 , 14a, 14b) is arranged outside the resonator (30); and wherein the first active zone (14, 14a, 14b) is set up to be traversed by a laser beam (16) emerging from the resonator (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oberflächenemitter.The present invention relates to a surface emitter.

Stand der TechnikState of the art

Ein Oberflächenemitter wird in der Praxis als VCSEL, Vertical Cavity Surfaceemitting Laser, bezeichnet. Er umfasst eine Laserdiode, bei der Licht senkrecht zu einer Ebene eines Halbleiterchips abgestrahlt wird.A surface emitter is in practice referred to as a VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser. It includes a laser diode in which light is emitted perpendicular to a plane of a semiconductor chip.

Der Oberflächenemitter weist einen Laserresonator auf, der durch zwei parallel zu einer Ebene eines Wafers angeordnete Bragg-Spiegel geformt ist, in die eine aktive Zone, üblicherweise mit zweidimensionalen Quantentöpfen, auch Quantenfilm genannt, zur Erzeugung einer Laserstrahlung eingebettet ist. Die Bragg-Spiegel sind aus Schichten mit abwechselnd niedrigem und hohem Brechungsindex geformt, die herkömmlich jeweils eine optische Weglänge von einem Viertel der Laserwellenlänge im Material aufweisen.The surface emitter has a laser resonator, which is formed by two Bragg mirrors arranged parallel to a plane of a wafer, in which an active zone, usually with two-dimensional quantum wells, also called quantum film, is embedded for generating laser radiation. The Bragg mirrors are formed from layers with alternating low and high refractive index, each of which conventionally has an optical path length of a quarter of the laser wavelength in the material.

Allerdings weisen die herkömmlichen Oberflächenemitter eine niedrige Ausgangsleistung oder eine schlechte Strahlqualität auf.However, conventional surface emitters have low output power or poor beam quality.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Oberflächenemitter umfasst eine erste und eine zweite aktive Zone für dieselbe optische Wellenlänge und einen Resonator. Die erste aktive Zone ist außerhalb des Resonators angeordnet. Die erste aktive Zone ist eingerichtet, von einem aus dem Resonator austretenden Laserstrahl durchlaufen zu werden. Durch die erste aktive Zone des Oberflächenemitters kann die Ausgangsleistung erhöht werden, indem die erste aktive Zone den aus dem Resonator austretenden Laserstrahl verstärkt. Vorteilhaft ist, dass sich der aus dem Resonator austretende Laserstrahl und der durch die erste Zone verstärkte Laserstrahl gemeinsam an der ersten aktiven Zone vereinen, um einen gemeinsamen Laserstrahl zu formen. Aufgrund der erhöhten Ausgangsleistung kann beispielsweise die Intensität des Lasers entsprechend erhöht werden. Mit anderen Worten kann die Brillanz dadurch verbessert werden. Wegen derselben optischen Wellenlänge der ersten und zweiten aktiven Zone weist ferner der gemeinsame vereinte Laserstrahl einheitliche Eigenschaften des Lasers auf. Dies vermeidet eine Interferenz der Lichtstrahlen von der ersten und zweiten aktiven Zone.The surface emitter according to the invention comprises a first and a second active zone for the same optical wavelength and a resonator. The first active zone is arranged outside the resonator. The first active zone is set up to be traversed by a laser beam emerging from the resonator. The output power can be increased by the first active zone of the surface emitter in that the first active zone amplifies the laser beam emerging from the resonator. It is advantageous that the laser beam emerging from the resonator and the laser beam amplified by the first zone combine together at the first active zone to form a common laser beam. Due to the increased output power, for example, the intensity of the laser can be increased accordingly. In other words, the brilliance can thereby be improved. Furthermore, because of the same optical wavelength of the first and second active zones, the common unified laser beam has uniform laser properties. This avoids interference of the light beams from the first and second active zones.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

Bevorzugt kann der Resonator die zweite aktive Zone aufweisen. Durch Aufnahme der zweiten aktiven Zone in dem Resonator kann ein Laserstrahl, z.B. „Seedlaser“, erzeugt werden, um eine Eingangsleistung des Lasers zu ermöglichen.The resonator can preferably have the second active zone. By recording the second active zone in the resonator, a laser beam, e.g. “seed laser”, can be generated to enable an input power of the laser.

Bevorzugt fließt ein Strom in Serie über die erste aktive Zone und die zweite aktive Zone und weist daher dieselbe Stromstärke auf. Die erste und die zweite aktive Zone sind stromleitfähig in Serie verbunden und weisen somit dieselbe Stromstärke auf. Dieselbe Stromstärke ermöglicht eine im Wesentlichen simultane Erzeugung vom Laserstrahl mittels unterschiedlicher aktiver Zonen, sodass der Laserstrahl dieselbe oder ähnliche Eigenschaften aufweist. Die erste und zweite aktive Zone können jeweils zwischen einer p-Elektrode und einer n-Elektrode des Oberflächenemitters angeordnet sein. Eine Seite der ersten und zweiten aktiven Zone sowie anderen Komponenten des Oberflächenemitters können parallel zueinander verlaufen. Dies führt zu einer kompakten Struktur des Oberflächenemitters mit einer Mehrzahl von parallel verlaufenden Ebenen von unterschiedlichen Komponenten des Oberflächenemitters.A current preferably flows in series across the first active zone and the second active zone and therefore has the same current strength. The first and second active zones are connected in series in a current-conducting manner and therefore have the same current intensity. The same current intensity enables the laser beam to be generated essentially simultaneously using different active zones, so that the laser beam has the same or similar properties. The first and second active zones can each be arranged between a p-electrode and an n-electrode of the surface emitter. One side of the first and second active zones and other components of the surface emitter can run parallel to one another. This leads to a compact structure of the surface emitter with a plurality of parallel planes of different components of the surface emitter.

Bevorzugt weist die erste aktive Zone eine erste Stärke auf und die zweite aktive Zone weist eine zweite identische oder unterschiedliche Stärke auf. Bei der ersten und zweiten Stärke kann es sich um eine Abmessung handeln, beispielsweise Dicke. Ferner kann die erste aktive Zone eine erste stoffliche Zusammensetzung aufweisen und die zweite aktive Zone kann eine zweite stoffliche Zusammensetzung aufweisen. Die zweite stoffliche Zusammensetzung kann identisch zu der ersten stofflichen Zusammensetzung sein oder sich davon unterscheiden. Diese identischen oder unterschiedlichen Stärken bzw. die identischen oder unterschiedlichen stofflichen Zusammensetzungen ermöglichen eine hohe Anpassungsfähigkeit, um den Betrieb des Oberflächenemitters oder die Eigenschaften des Laserstrahls nach Bedarf einzustellen.Preferably, the first active zone has a first strength and the second active zone has a second identical or different strength. The first and second thickness may be a dimension, such as thickness. Furthermore, the first active zone can have a first material composition and the second active zone can have a second material composition. The second material composition can be identical to or different from the first material composition. These identical or different strengths or the identical or different material compositions enable a high degree of adaptability in order to adjust the operation of the surface emitter or the properties of the laser beam as required.

Bevorzugt ist die erste aktive Zone außerhalb des Resonators bzw. innerhalb eines Verstärkers des Oberflächenemitters liegend angeordnet. Die erste aktive Zone kann mit einer ersten Stromblende versehen sein, die eine erste Apertur aufweist. Ferner kann die zweite aktive Zone mit einer zweiten Stromblende versehen sein, die eine zweite Apertur aufweist. Die erste Apertur kann größer sein als die zweite Apertur. Ein Flächenverhältnis der ersten Apertur zu der zweiten Apertur kann zwischen 2 und 20, ferner vorzugsweise zwischen 2 und 5, noch ferner vorzugsweise zwischen 2 und 3, betragen. Durch unterschiedliche Größen der ersten und zweiten Apertur kann der Weg des von dem Oberflächenemitter austretenden Lasers beeinflusst werden, d. h. der Winkel zwischen einer Laserausgangsseite des Oberflächenemitters und einer lateralen Seite des Laserwegs ist durch das Flächenverhältnis zwischen der ersten und zweiten Apertur einstellbar. In diesem Fall ist die erste Apertur größer als die zweite Apertur, sodass der Laser ein divergentes Licht mit einem Divergenzwinkel darstellt. Dies führt beispielsweise zu einer pyramidenförmigen oder kegelförmigen Form des Laserwegs basierend auf den Formen der ersten Apertur.The first active zone is preferably arranged outside the resonator or within an amplifier of the surface emitter. The first active zone can be provided with a first current diaphragm which has a first aperture. Furthermore, the second active zone can be provided with a second current diaphragm which has a second aperture. The first aperture can be larger than the second aperture. An area ratio of the first aperture to the second aperture can be between 2 and 20, more preferably between 2 and 5, even more preferably between 2 and 3. The path of the laser emerging from the surface emitter, ie the angle between a laser output, can be influenced by different sizes of the first and second apertures side of the surface emitter and a lateral side of the laser path can be adjusted by the area ratio between the first and second apertures. In this case, the first aperture is larger than the second aperture, so the laser presents divergent light with a divergence angle. This results in, for example, a pyramidal or conical shape of the laser path based on the shapes of the first aperture.

Bevorzugt weist die zweite Stromblende eine Mehrzahl von zweiten Aperturen auf. Ferner bevorzugt weist die erste Stromblende eine Mehrzahl von ersten Aperturen auf und zu jeder der ersten Aperturen ist eine zweite Apertur koaxial angeordnet. Auf diese Weise können mehrere Laserstrahlen erzeugt werden, um einen gemeinsamen Laserstrahl nach dem Ausstrahlen außerhalb des Oberflächenemitters zu formen, der mit einer hohen Leistung versehen ist. Da nur eine Mehrzahl von niedrigen Leistungen von Laserstrahlen jeweils erforderlich sind, können die Anforderungen an Materialien des Oberflächenemitters verringert werden, was Produktionskosten reduziert und gleichzeitig eine gemeinsame hohe Leistung des Lasers ermöglicht.The second current diaphragm preferably has a plurality of second apertures. Furthermore, the first current diaphragm preferably has a plurality of first apertures and a second aperture is arranged coaxially to each of the first apertures. In this way, multiple laser beams can be generated to form a common laser beam provided with high power after irradiation outside the surface emitter. Since only a plurality of low powers of laser beams are required at a time, the requirements for surface emitter materials can be reduced, reducing production costs while enabling a common high power laser.

Bevorzugt weist der Verstärker eine Mehrzahl von Verstärkungsstufen auf. Die Verstärkungsstufen können jeweils eine Stromblende mit einer Apertur aufweisen. Die Größen der Aperturen können in Richtung zum Resonator stufenweise abnehmen. Dies ist vorteilhaft, um den gesamten Laserstrahl divergent zu formen und auszustrahlen. Ferner können in dem Verstärker die Anforderungen an Materialeigenschaften verringert werden als nur durch eine Verstärkungsstufe, um dieselbe Leistung bereitzustellen.The amplifier preferably has a plurality of amplification stages. The amplification stages can each have a current diaphragm with an aperture. The sizes of the apertures can decrease gradually towards the resonator. This is advantageous for shaping and emitting the entire laser beam divergently. Further, in the amplifier, material property requirements can be reduced than just one amplification stage to provide the same power.

Bevorzugt weist der Verstärker eine Rückkopplung auf. Die Rückkopplung kann wellenlängenselektiv sein, sodass nur ein eine vorbestimmte Wellenlänge aufweisender Laserstahl verstärkt wird.The amplifier preferably has feedback. The feedback can be wavelength-selective, so that only a laser beam having a predetermined wavelength is amplified.

Bevorzugt weist der Oberflächenemitter mindestens eine Tunneldiode auf, die innerhalb des Verstärkers und/oder des Resonators angeordnet ist. Die Tunneldiode kann einen p-n-Übergang aufweisen, um einen Strom zu sperren oder durchzulassen.The surface emitter preferably has at least one tunnel diode which is arranged within the amplifier and/or the resonator. The tunnel diode can have a p-n junction to block or pass a current.

Bevorzugt weist der Resonator eine Mehrzahl von Verstärkungsstufen auf. Dies hat einerseits zur Folge, dass die Leistung des innerhalb des Resonators erzeugten Laserstrahls schrittweise verstärkt wird. Andererseits können anstatt einer einzigen Verstärkungsstufe aus teureren Materialien eine Mehrzahl von Verstärkungsstufen, die aus günstigeren Materialien gefertigt sind, verwendet werden, um einen Laser mit einer vorbestimmten Leistung/Stärke zu erzeugen. Dies kann zur Kostenreduzierung zum Herstellen des Oberflächenemitters führen.The resonator preferably has a plurality of amplification stages. On the one hand, this means that the power of the laser beam generated within the resonator is gradually increased. On the other hand, instead of a single gain stage made of more expensive materials, a plurality of gain stages made of cheaper materials can be used to produce a laser with a predetermined power/strength. This can lead to cost reduction for manufacturing the surface emitter.

Bevorzugt weist der Oberflächenemitter eine Austrittsöffnung auf. Die Austrittsöffnung definiert die anfängliche Querschnittsform sowie die Abmessung des Lasers. An der Austrittsöffnung kann ein Modenfilter und/oder eine Ringkontaktkomponente angeordnet sein. Der Modenfilter ermöglicht eine Dämpfung von höheren Moden. Die Ringkontaktkomponente ermöglicht eine sichere Stromverbindung zwischen dem Oberflächenemitter und einer Stromquelle.The surface emitter preferably has an outlet opening. The exit opening defines the initial cross-sectional shape as well as the dimension of the laser. A mode filter and/or a ring contact component can be arranged at the outlet opening. The mode filter enables attenuation of higher modes. The ring contact component enables a secure power connection between the surface emitter and a power source.

Bevorzugt weist der Resonator ferner einen ersten Resonatorspiegel und einen zweiten Resonatorspiegel auf. Der Verstärker kann an dem ersten Resonatorspiegel, vorzugsweise koaxial zueinander, angeordnet sein. Der erste Resonatorspiegel kann an dem zweiten Resonatorspiegel angeordnet sein. The resonator preferably also has a first resonator mirror and a second resonator mirror. The amplifier can be arranged on the first resonator mirror, preferably coaxially with one another. The first resonator mirror can be arranged on the second resonator mirror.

Mindestens eine zweite aktive Zone kann zwischen dem ersten Resonatorspiegel und dem zweiten Resonatorspiegel angeordnet sein.At least one second active zone can be arranged between the first resonator mirror and the second resonator mirror.

Bevorzugt ist die mindestens eine Tunneldiode unterhalb des ersten Resonatorspiegels angeordnet.The at least one tunnel diode is preferably arranged below the first resonator mirror.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Visualisierung einer Lichtverteilung in einer optischen Achse des Oberflächenemitters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 3 eine Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 6 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 7 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 8 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 9 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 10 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 11 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 12 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 13 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 14 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
  • 15 eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing shows:
  • 1 a schematic representation of a surface emitter according to a first embodiment of the present invention,
  • 2 a visualization of a light distribution in an optical axis of the surface emitter according to the first exemplary embodiment of the present invention,
  • 3 a distribution for p/n doping the surface emitter according to the first embodiment of the present invention,
  • 4 a schematic representation of a surface emitter according to a second embodiment of the present invention,
  • 5 a schematic representation of a surface emitter according to a third embodiment of the present invention,
  • 6 a schematic representation of a surface emitter according to a fourth embodiment of the present invention,
  • 7 a schematic representation of a surface emitter according to a fifth embodiment of the present invention,
  • 8th a schematic representation of a surface emitter according to a sixth embodiment of the present invention,
  • 9 a schematic representation of a surface emitter according to a seventh embodiment of the present invention,
  • 10 a schematic representation of a surface emitter according to an eighth embodiment of the present invention,
  • 11 a schematic representation of a surface emitter according to a ninth embodiment of the present invention,
  • 12 a schematic representation of a surface emitter according to a tenth embodiment of the present invention,
  • 13 a schematic representation of a surface emitter according to an eleventh embodiment of the present invention,
  • 14 a schematic representation of a surface emitter according to a twelfth embodiment of the present invention, and
  • 15 a schematic representation of a surface emitter according to a thirteenth embodiment of the present invention.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

Zum leichteren Verständnis der folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden die Adjektive „erste/-r/-s“ und „zweite/-r/-s“ aus den Ansprüchen jeweils als „Verstärker-“ und „Resonator-“ genannt. Nachfolgend werden beispielsweise „aktive Verstärker-Zone“ bzw. „Verstärker-Stromblende“ als anspruchsgemäße „erste aktive Zone“ bzw. „erste Stromblende“ bezeichnet.For easier understanding of the following embodiments of the present invention, the adjectives “first/-r/-s” and “second/-r/-s” from the claims are referred to as “amplifier” and “resonator” respectively. For example, “active amplifier zone” or “amplifier current gate” are referred to below as the claimed “first active zone” or “first current gate”.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Oberflächenemitter 100 weist einen Resonator 30 und einen Verstärker 10 auf. Der Verstärker 10 ist unmittelbar an dem Resonator 30 angeordnet. 1 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a first exemplary embodiment of the present invention. The surface emitter 100 has a resonator 30 and an amplifier 10. The amplifier 10 is arranged directly on the resonator 30.

Der Resonator 30 weist einen zweiten Resonatorspiegel 32, eine Intrakavität-Zone 38, eine Resonator-Tunneldiode 37, eine Resonator-Stromblende 33 und einen ersten Resonatorspiegel 31 auf. Die Intrakavität-Zone 38 ist an einer Oberseite des zweiten Resonatorspiegels 32 angeordnet und umfasst eine aktive Resonator-Zone 34. Durch die aktive Resonator-Zone 34 kann eine Verstärkungsstufe gebildet werden. An der aktiven Resonator-Zone 34 kann ein mittels einer Strichlinie dargestelltes Resonator-Nahfeld 35 des Resonators 30 erzeugt werden. Die Resonator-Tunneldiode 37 ist an einer Oberseite der Intrakavität-Zone 38 angeordnet. Die Resonator-Stromblende 33 ist an einer Oberseite der Resonator-Tunneldiode 37 angeordnet und weist eine Resonator-Stromblende-Apertur auf. Der erste Resonatorspiegel 31 ist an einer Oberseite der Resonator-Stromblende 33 angeordnet.The resonator 30 has a second resonator mirror 32, an intracavity zone 38, a resonator tunnel diode 37, a resonator current shield 33 and a first resonator mirror 31. The intracavity zone 38 is arranged on an upper side of the second resonator mirror 32 and includes an active resonator zone 34. An amplification stage can be formed by the active resonator zone 34. A resonator near field 35 of the resonator 30, shown by a dashed line, can be generated at the active resonator zone 34. The resonator tunnel diode 37 is arranged on an upper side of the intracavity zone 38. The resonator current gate 33 is arranged on an upper side of the resonator tunnel diode 37 and has a resonator current gate aperture. The first resonator mirror 31 is arranged on an upper side of the resonator current diaphragm 33.

Der Verstärker 10 weist eine aktive Verstärker-Zone 14, eine Verstärker-Stromblende 13 und eine Ringkontaktkomponente 19 auf. Durch die aktive Verstärker-Zone 14 kann eine Verstärkungsstufe gebildet werden. An der aktiven Verstärker-Zone 14 kann ein mittels einer Strichlinie dargestelltes Verstärker-Nahfeld 15 des Verstärkers 10 erzeugt werden. Die Verstärker-Stromblende 13 ist an der Oberseite der aktiven Verstärker-Zone 14 angeordnet und weist eine Verstärker-Stromblende-Apertur auf, die größer ist als die Resonator-Stromblende-Apertur. Ein Flächenverhältnis der Verstärker-Stromblende-Apertur zu der Resonator-Stromblende-Apertur kann zwischen 2 und 20, ferner vorzugsweise zwischen 2 und 5, noch ferner vorzugsweise zwischen 2 und 3, betragen. Die Ringkontaktkomponente 19 ist an der Oberseite und/oder oberhalb der Verstärker-Stromblende 13 angeordnet. Der Verstärker 10 weist ferner einen unteren Spacer 12 und einen oberen Spacer 11 auf. Der untere Spacer 12 ist an einer Oberseite des ersten Resonatorspiegel 31 und an einer Unterseite der aktive Verstärker-Zone 14 angeordnet. Der oberer Spacer 11 ist an einer Oberseite der Verstärker-Stromblende 13 und an einer Unterseite der Ringkontaktkomponente 19 angeordnet. Ferner ist eine Antireflexschicht 20 im Bereich der Ringkontaktkomponente 19 am Übergang zwischen dem Oberflächenemitter und Luft angeordnet.The amplifier 10 has an active amplifier zone 14, an amplifier current gate 13 and a ring contact component 19. An amplification stage can be formed by the active amplifier zone 14. An amplifier near field 15 of the amplifier 10, shown by a dashed line, can be generated at the active amplifier zone 14. The amplifier current gate 13 is arranged at the top of the active amplifier zone 14 and has an amplifier current gate aperture that is larger than the resonator current gate aperture. An area ratio of the amplifier current aperture to the resonator current aperture can be between 2 and 20, more preferably between 2 and 5, even more preferably between 2 and 3. The ring contact component 19 is arranged on the top and/or above the amplifier current shield 13. The amplifier 10 also has a lower spacer 12 and an upper spacer 11. The lower spacer 12 is arranged on an upper side of the first resonator mirror 31 and on an underside of the active amplifier zone 14. The upper spacer 11 is arranged on an upper side of the amplifier current shield 13 and on an underside of the ring contact component 19. Furthermore, an anti-reflective layer 20 is arranged in the area of the ring contact component 19 at the transition between the surface emitter and air.

Ein Stromfluss 60 verläuft durch den Verstärker 10 und den Resonator 30, von einer Oberseite des Verstärkers 10 zu einer Unterseite des Resonators 30, oder umgekehrt. Durch den Stromfluss 60 können Lichtstrahlen an der aktiven Verstärker-Zone 14 und der aktiven Resonator-Zone 34 erzeugt werden. Die Lichtstrahlen sind in Form von einem intern umlaufenden Licht 36 innerhalb des Resonators 30 und in Form von einem durchlaufenden Licht 16 innerhalb des Verstärkers 10 gebildet. Das interne umlaufende Licht verläuft durch den zweiten Resonatorspiegel 32, die aktive Resonator-Zone 34, die Resonator-Tunneldiode 37, die Resonator-Stromblende-Apertur der Resonator-Stromblende 33 und den ersten Resonatorspiegel 31 und kehrt um, um einen Kreislauf zu bilden. Das durchlaufende Licht 16 verläuft von der Unterseite des Verstärkers 10, vorzugsweise durch den unteren Spacer 12, durch die aktive Verstärker-Zone 14 und die Verstärker-Stromblende-Apertur der Verstärker-Stromblende 13, vorzugsweise durch den oberen Spacer 11, zu der Oberseite des Verstärkers 10 und dringt danach durch die Oberseite des Verstärkers 10, nämlich die Antireflexschicht 20, um als freier Laserstrahl auszutreten.A current flow 60 runs through the amplifier 10 and the resonator 30, from a top of the amplifier 10 to a bottom of the resonator 30, or vice versa. Through the current flow 60, light beams can be generated at the active amplifier zone 14 and the active resonator zone 34. The light beams are formed in the form of an internally circulating light 36 within the resonator 30 and in the form of a traveling light 16 within the amplifier 10. The internal circulating light passes through the second resonator mirror 32, the active resonator region 34, the resonator tunnel diode 37, the resonator current gate aperture of the resonator current gate 33 and the first resonator mirror 31 and reverses to form a circuit. The passing light 16 runs from the bottom of the amplifier 10, preferably through the lower spacer 12, through the active amplifier zone 14 and the amplifier current aperture of the amplifier current aperture 13, preferably through the upper spacer 11, to the top of the amplifier 10 and then penetrates through the top of the amplifier 10, namely the anti-reflective layer 20, to emerge as a free laser beam.

2, rechter Teil zeigt eine Visualisierung einer Lichtverteilung in einer optischen Achse des Oberflächenemitters 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, um eine Intensität des Lichts hinsichtlich unterschiedlicher Stellen darzustellen. Eine Intensität des innen umlaufenden Lichts 36 ist an der aktiven Resonator-Zone 34 größer als an anderen Stellen innerhalb des Resonators 30. Die Intensität des durchlaufenden Lichts 16 kann an der aktiven Verstärker-Zone 14 verstärkt werden, sodass eine höhere Leistung eines Lasers des Oberflächenemitters 100 möglich ist. 2 , Right part shows a visualization of a light distribution in an optical axis of the surface emitter 100 according to the first embodiment according to the present invention to show an intensity of the light with respect to different locations. An intensity of the internally circulating light 36 is greater at the active resonator zone 34 than at other locations within the resonator 30. The intensity of the passing light 16 can be amplified at the active amplifier zone 14, so that a higher power of a laser of the surface emitter 100 is possible.

3, rechter Teil zeigt eine Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis vierten Dotierungsbereich 181, 182, 183, 184. Ein erster Dotierungsbereich 181 ist zwischen der Oberseite des Verstärkers 10 und der aktiven Verstärker-Zone 14 p-dotiert. Ein zweiter Dotierungsbereich 182 ist zwischen der aktiven Verstärker-Zone 14 und der Resonator-Tunneldiode 37 n-dotiert. Ein dritter Dotierungsbereich 183 ist zwischen der Resonator-Tunneldiode 37 und der aktiven Resonator-Zone 34 p-dotiert. Ein vierter Dotierungsbereich 184 ist zwischen der aktiven Resonator-Zone 34 und der Unterseite des unteren Resonators 30 n-dotiert. 3 , right part shows a distribution for p/n doping of the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment of the present invention with a first to fourth doping region 181, 182, 183, 184. A first doping region 181 is between the top of the amplifier 10 and the active Amplifier zone 14 p-doped. A second doping region 182 is n-doped between the active amplifier zone 14 and the resonator tunnel diode 37. A third doping region 183 is p-doped between the resonator tunnel diode 37 and the active resonator region 34. A fourth doping region 184 is n-doped between the active resonator zone 34 and the bottom of the lower resonator 30.

4 bis 15 betreffen jeweils eine Variation eines Oberflächenemitters 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Einfachheitshalber werden im Folgenden nur die Unterschiede zum Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt. Die identischen Merkmale der Oberflächenemitter 100, wie z. B. Elemente sowie relative Positionen zwischen den Elementen, werden nicht wiederholend erläutert. 4 until 15 each relate to a variation of a surface emitter 100 according to the present invention. For the sake of simplicity, only the differences from the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment of the present invention are explained below. The identical features of the surface emitters 100, such as. B. elements and relative positions between the elements are not explained repeatedly.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 nicht die Resonator-Tunneldiode 37, sondern eine Verstärker-Tunneldiode 17, die an einer Unterseite der aktiven Verstärker-Zone 14, und an einer Oberseite des unteren Spacers 12, angeordnet ist. Die Verstärker-Tunneldiode 17 ermöglicht geringere optische Verluste innerhalb der Resonatorstruktur 30, da dort dafür keine Tunneldiode vorgesehen ist. Eine Folge dessen kann eine etwas geringere Leitfähigkeit in dem ersten Resonatorspiegel 31 (p-dotiert) sein. 4 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a second embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 does not include the resonator tunnel diode 37, but rather an amplifier tunnel diode 17, which is arranged on an underside of the active amplifier zone 14 and on an upper side of the lower spacer 12 . The amplifier tunnel diode 17 enables lower optical losses within the resonator structure 30, since no tunnel diode is provided there. A consequence of this may be a slightly lower conductivity in the first resonator mirror 31 (p-doped).

4, rechter Teil zeigt ferner eine Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis vierten Dotierungsbereich 281, 282, 283, 284. Ein erster Dotierungsbereich 281 ist zwischen der Oberseite des Verstärkers 10 und der aktiven Verstärker-Zone 14 p-dotiert. Ein zweiter Dotierungsbereich 282 ist zwischen der aktiven Verstärker-Zone 14 und der Verstärker-Tunneldiode 17 n-dotiert. Ein dritter Dotierungsbereich 283 ist zwischen der Verstärker-Tunneldiode 17 und der aktiven Resonator-Zone 34 p-dotiert. Ein vierter Dotierungsbereich 284 ist zwischen der aktiven Resonator-Zone 34 und der Unterseite des unteren Resonators 30 n-dotiert. 4 , right part further shows a distribution for p/n doping of the surface emitter 100 according to the second exemplary embodiment of the present invention with a first to fourth doping region 281, 282, 283, 284. A first doping region 281 is between the top of the amplifier 10 and the active amplifier zone 14 p-doped. A second doping region 282 is n-doped between the active amplifier zone 14 and the amplifier tunnel diode 17. A third doping region 283 is p-doped between the amplifier tunnel diode 17 and the active resonator region 34. A fourth doping region 284 is n-doped between the active resonator zone 34 and the bottom of the lower resonator 30.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 zusätzlich zu einer Resonator-Tunneldiode 37 ferner eine Verstärker-Tunneldiode 17. Der Verstärker 10 des Oberflächenemitters 100 umfasst ferner eine erste und zweite aktive Verstärker-Zone 14a, 14b, die jeweils an einer Oberseite und einer Unterseite der Verstärker-Tunneldiode 17 angeordnet sind. Der Verstärker 10 umfasst ferner eine erste und zweite Verstärker-Stromblende 13a, 13b mit jeweils einer ersten und zweiten Verstärker-Stromblende-Apertur, die im Wesentlichen identisch in Form und Größe sind. Die erste Verstärker-Stromblende 13a ist an einer Oberseite der ersten aktiven Verstärker-Zone 14a angeordnet. Die zweite Verstärker-Stromblende 13b ist an einer Oberseite der Verstärker-Tunneldiode 17 angeordnet. Dies führt zu einer Verstärkung vom Laser und einer Erhöhung der Leistung. 5 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a third embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 further comprises an amplifier tunnel diode 17 in addition to a resonator tunnel diode 37. The amplifier 10 of the surface emitter 100 further comprises a first and second active amplifier zone 14a, 14b, each are arranged on a top and a bottom of the amplifier tunnel diode 17. The amplifier 10 further includes first and second amplifier current apertures 13a, 13b, each having first and second amplifier current apertures, which are substantially identical in shape and size. The first amplifier current shutter 13a is arranged on an upper side of the first active amplifier zone 14a. The second amplifier current plate 13b is arranged on an upper side of the amplifier tunnel diode 17. This results in amplification from the laser and an increase in power.

5, rechter Teil zeigt ferner eine Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis sechsten Dotierungsbereich 381, 382, 383, 384, 385, 386. Ein erster Dotierungsbereich 381 ist zwischen der Oberseite des Verstärkers 10 und der ersten aktiven Verstärker-Zone 14a p-dotiert. Ein zweiter Dotierungsbereich 382 ist zwischen der ersten aktiven Verstärker-Zone 14a und der Verstärker-Tunneldiode 17 n-dotiert. Ein dritter Dotierungsbereich 383 ist zwischen der Verstärker-Tunneldiode 17 und der zweiten aktiven Verstärker-Zone 14b p-dotiert. Ein vierter Dotierungsbereich 384 ist zwischen der zweiten aktiven Verstärker-Zone 14b und der Resonator-Tunneldiode 37 n-dotiert. Ein fünfter Dotierungsbereich 385 ist zwischen der Resonator-Tunneldiode 37 und der aktiven Resonator-Zone 34 p-dotiert. Ein sechster Dotierungsbereich 386 ist zwischen der aktiven Resonator-Zone 34 und der Unterseite des unteren Resonators 30 n-dotiert. 5 , right part further shows a distribution for p / n doping of the surface emitter 100 according to the third embodiment of the present invention with a first to sixth doping region 381, 382, 383, 384, 385, 386. A first doping region 381 is between the top of the Amplifier 10 and the first active amplifier zone 14a p-doped. A second doping region 382 is n-doped between the first active amplifier zone 14a and the amplifier tunnel diode 17. A third doping region 383 is p-doped between the amplifier tunnel diode 17 and the second active amplifier region 14b. A fourth doping region 384 is n-doped between the second active amplifier zone 14b and the resonator tunnel diode 37. A fifth doping region 385 is p-doped between the resonator tunnel diode 37 and the active resonator region 34. A Sixth doping region 386 is n-doped between the active resonator zone 34 and the underside of the lower resonator 30.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die erste Verstärker-Stromblende-Apertur der ersten Verstärker-Stromblende 13a des Oberflächenemitters 100 größer als die zweite Verstärker-Stromblende-Apertur der zweiten Verstärker-Stromblende 13b des Oberflächenemitters 100. Dies führt zu einer besser angepassten Stromverteilung an ein sich aufweitendes Lichtfeld in dem Verstärker 10. 6 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a fourth exemplary embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the third exemplary embodiment, the first amplifier current aperture of the first amplifier current aperture 13a of the surface emitter 100 is larger than the second amplifier current aperture of the second amplifier current aperture 13b of the surface emitter 100. This leads to a better adapted current distribution to an expanding light field in the amplifier 10.

6, rechter Teil zeigt ferner dieselbe Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis sechsten Dotierungsbereich 481, 482, 483, 484, 485, 486 wie die Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6 , right part further shows the same distribution for p / n doping of the surface emitter 100 according to the fourth embodiment of the present invention with a first to sixth doping regions 481, 482, 483, 484, 485, 486 as the distribution for p / n doping Surface emitter 100 according to the third embodiment of the present invention.

7 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Resonator 30 des Oberflächenemitters 100 eine erste und zweite Resonator-Stromblende 33a, 33b, eine erste und zweite Resonator-Tunneldiode 37a, 37b und eine erste und zweite aktive Resonator-Zone 34a, 34b, welche jeweils ein erstes und zweites Resonator-Nahfeld 35a, 35b erzeugen können. Zwischen dem ersten und zweiten Resonatorspiegel 31, 32 sind von oben nach unten die erste Resonator-Stromblende 33a, die erste Resonator-Tunneldiode 37a, die erste aktive Resonator-Zone 34a, die zweite Resonator-Stromblende 33b, die zweite Resonator-Tunneldiode 37b und die zweite aktive Resonator-Zone 34b angeordnet. 7 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a fifth exemplary embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the resonator 30 of the surface emitter 100 comprises a first and second resonator current diaphragm 33a, 33b, a first and second resonator tunnel diode 37a, 37b and a first and second active resonator zone 34a, 34b , which can each generate a first and second resonator near field 35a, 35b. Between the first and second resonator mirrors 31, 32, from top to bottom, are the first resonator current diaphragm 33a, the first resonator tunnel diode 37a, the first active resonator zone 34a, the second resonator current diaphragm 33b, the second resonator tunnel diode 37b and the second active resonator zone 34b is arranged.

7, rechter Teil zeigt ferner eine Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis vierten Dotierungsbereich 581, 582, 583, 584, 585, 586. Ein erster Dotierungsbereich 581 ist zwischen der Oberseite des Verstärkers 10 und der aktiven Verstärker-Zone 14 p-dotiert. Ein zweiter Dotierungsbereich 582 ist zwischen der aktiven Verstärker-Zone 14 und der ersten Resonator-Tunneldiode 37a n-dotiert. Ein dritter Dotierungsbereich 583 ist zwischen der ersten Resonator-Tunneldiode 37a und der ersten aktiven Resonator-Zone 34a p-dotiert. Ein vierter Dotierungsbereich 584 ist zwischen der ersten aktiven Resonator-Zone 34a und der zweiten Resonator-Tunneldiode 37b n-dotiert. Ein fünfter Dotierungsbereich 585 ist zwischen der zweiten Resonator-Tunneldiode 37b und der zweiten aktiven Resonator-Zone 34b p-dotiert. Ein sechster Dotierungsbereich 586 ist zwischen der zweiten aktiven Resonator-Zone 34b und der Unterseite des unteren Resonators 30 n-dotiert. 7 , right part further shows a distribution for p / n doping of the surface emitter 100 according to the fifth embodiment of the present invention with a first to fourth doping region 581, 582, 583, 584, 585, 586. A first doping region 581 is between the top of the Amplifier 10 and the active amplifier zone 14 p-doped. A second doping region 582 is n-doped between the active amplifier region 14 and the first resonator tunnel diode 37a. A third doping region 583 is p-doped between the first resonator tunnel diode 37a and the first active resonator region 34a. A fourth doping region 584 is n-doped between the first active resonator region 34a and the second resonator tunnel diode 37b. A fifth doping region 585 is p-doped between the second resonator tunnel diode 37b and the second active resonator region 34b. A sixth doping region 586 is n-doped between the second active resonator region 34b and the bottom of the lower resonator 30.

8 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 nicht die Verstärker-Stromblende 13, dafür einen größeren Abstand zwischen der aktiven Verstärker-Zone 14 und der Ringkontaktkomponente 19. Dies führt zu einer Reduzierung einer mechanischen Verspannung, sodass die Lebensdauer des Oberflächenemitters 100 verlängert werden kann. 8th shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a sixth exemplary embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 does not include the amplifier current diaphragm 13, but rather a larger distance between the active amplifier zone 14 and the ring contact component 19. This leads to a reduction in mechanical tension, so that the service life of the Surface emitter 100 can be extended.

8, rechter Teil zeigt ferner dieselbe Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis vierten Dotierungsbereich 681, 682, 683, 684 wie die Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 8th , right part further shows the same distribution for p / n doping of the surface emitter 100 according to the sixth embodiment of the present invention with a first to fourth doping regions 681, 682, 683, 684 as the distribution for p / n doping of the surface emitter 100 according to first embodiment of the present invention.

9 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 nicht die Antireflexschicht 20. Ferner ist vorzugsweise mindestens ein Modenfilter, der nicht in der 9 gezeigt ist, an dem Verstärker 10 und/oder dem Resonator 30 und/oder der Resonator-Tunneldiode 37 angeordnet. Der Verstärker 10 kann ferner oder alternativ eine Rückkopplung aufweisen, die nicht in 9 dargestellt ist. 9 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a seventh embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 does not include the anti-reflective layer 20. Furthermore, at least one mode filter, which is not in the 9 is shown, arranged on the amplifier 10 and/or the resonator 30 and/or the resonator tunnel diode 37. The amplifier 10 may further or alternatively have feedback that is not included 9 is shown.

9, rechter Teil zeigt ferner Änderungen der Intensität des Lichts hinsichtlich der Stelle innerhalb des Oberflächenemitters 100. Bei Rückkopplung im Verstärker 10 ist die aktive Verstärker-Zone 14 vorzugsweise in einem lokalen Maximum der Lichtverteilung vorgesehen.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 nicht die Antireflexschicht 20 und die Resonator-Tunneldiode 37, sondern eine Verstärker-Tunneldiode 17, die an einer Unterseite der aktiven Verstärker-Zone 14 angeordnet ist. Ferner ist vorzugsweise mindestens ein Modenfilter, der nicht in der 10 gezeigt ist, an dem Verstärker 10 und/oder dem Resonator 30 und/oder der Verstärker-Tunneldiode 17 angeordnet. 9 , right part also shows changes in the intensity of the light with respect to the location within the surface emitter 100. In the case of feedback in the amplifier 10, the active amplifier zone 14 is preferably provided in a local maximum of the light distribution.
10 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to an eighth embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 does not include the anti-reflection layer 20 and the resonator tunnel diode 37, but rather an amplifier tunnel diode 17, which is arranged on an underside of the active amplifier zone 14. Furthermore, there is preferably at least one mode filter that is not in the 10 is shown on the amplifier 10 and/or the resonator 30 and/or the amplifier tunnel diode 17.

10, rechter Teil zeigt ferner Änderungen der Intensität des Lichts hinsichtlich der Stelle innerhalb des Oberflächenemitters 100. Bei Rückkopplung im Verstärker 10 ist die Verstärker-Tunneldiode 17 vorzugsweise in einem lokalen Minimum der Lichtverteilung vorgesehen und/oder die aktive Verstärker-Zone 14 vorzugsweise in einem lokalen Maximum der Lichtverteilung vorgesehen. 10 , right part also shows changes in the intensity of the light with respect to the location within the surface emitter 100. In the case of feedback in the amplifier 10, the amplifier tunnel diode 17 is preferably provided in a local minimum of the light distribution and / or the active amplifier zone 14 is preferably provided in a local one Maximum light distribution provided.

11 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 nicht die Antireflexschicht 20 und die Resonator-Tunneldiode 37, sondern eine erste und zweite aktive Verstärker-Zone 14a, 14b und eine erste und zweite Verstärker-Tunneldiode 17a, 17b. Die erste aktive Verstärker-Zone 14a, die erste Verstärker-Tunneldiode 17a, die zweite aktive Verstärker-Zone 14b und die zweite Verstärker-Tunneldiode 17b sind nacheinander von oben nach unten innerhalb des Verstärkers 10 angeordnet. Ferner ist vorzugsweise mindestens ein Modenfilter, der nicht in der 11 gezeigt ist, an dem Verstärker 10 und/oder dem Resonator 30 und/oder der ersten und/oder zweiten Verstärker-Tunneldiode 17a, 17b angeordnet. 11 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a ninth embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 does not include the anti-reflection layer 20 and the resonator tunnel diode 37, but rather a first and second active amplifier zone 14a, 14b and a first and second amplifier tunnel diode 17a, 17b. The first active amplifier zone 14a, the first amplifier tunnel diode 17a, the second active amplifier zone 14b and the second amplifier tunnel diode 17b are arranged one after the other from top to bottom within the amplifier 10. Furthermore, there is preferably at least one mode filter that is not in the 11 is shown, arranged on the amplifier 10 and/or the resonator 30 and/or the first and/or second amplifier tunnel diode 17a, 17b.

11, rechter Teil zeigt ferner Änderungen der Intensität des Lichts hinsichtlich der Stelle innerhalb des Oberflächenemitters 100. Bei Rückkopplung im Verstärker 10 sind die Verstärker-Tunneldioden 17a und 17b vorzugsweise in einem lokalen Minimum der Lichtverteilung vorgesehen und/oder die aktive Verstärker-Zonen 14a und 14b vorzugsweise in einem lokalen Maximum der Lichtverteilung vorgesehen. 11 , right part also shows changes in the intensity of the light with respect to the location within the surface emitter 100. In the case of feedback in the amplifier 10, the amplifier tunnel diodes 17a and 17b are preferably provided in a local minimum of the light distribution and / or the active amplifier zones 14a and 14b preferably provided in a local maximum of the light distribution.

12 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 nicht die Antireflexschicht 20. Der Verstärkter 10 des Oberflächenemitters 100 umfasst eine erste und zweite aktive Verstärker-Zone 14a, 14b und eine Verstärker-Tunneldiode 17, die zwischen der ersten und zweiten aktive Verstärker-Zone 14a, 14b angeordnet ist. Ein erstes und zweites Verstärker-Nahfeld 15a, 15b können jeweils an der ersten und zweiten aktiven Verstärker-Zone 14a, 14b erzeugt werden. Ferner ist vorzugsweise mindestens ein Modenfilter, der nicht in der 12 gezeigt ist, an dem Verstärker 10 und/oder dem Resonator 30 und/oder der Verstärker-Tunneldiode 17 und/oder der Resonator-Tunneldiode 37 angeordnet. 12 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a tenth embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 does not include the anti-reflection layer 20. The amplifier 10 of the surface emitter 100 includes a first and second active amplifier zone 14a, 14b and an amplifier tunnel diode 17, which is located between the first and second active amplifier zone 14a, 14b is arranged. A first and second amplifier near field 15a, 15b can be generated at the first and second active amplifier zones 14a, 14b, respectively. Furthermore, there is preferably at least one mode filter that is not in the 12 is shown, arranged on the amplifier 10 and/or the resonator 30 and/or the amplifier tunnel diode 17 and/or the resonator tunnel diode 37.

12, rechter Teil zeigt ferner Änderungen der Intensität des Lichts hinsichtlich der Stelle innerhalb des Oberflächenemitters 100. Bei Rückkopplung im Verstärker 10 ist die Verstärker-Tunneldiode 17 vorzugsweise in einem lokalen Minimum der Lichtverteilung vorgesehen und/oder die aktive Verstärker-Zone 14 vorzugsweise in einem lokalen Maximum der Lichtverteilung vorgesehen. 12 , right part also shows changes in the intensity of the light with respect to the location within the surface emitter 100. In the case of feedback in the amplifier 10, the amplifier tunnel diode 17 is preferably provided in a local minimum of the light distribution and / or the active amplifier zone 14 is preferably provided in a local one Maximum light distribution provided.

13 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 nicht die Antireflexschicht 20, sondern einen Modenfilter 63 an der Oberseite des Verstärkers 10. Der Modenfilter 63 weist eine Modenfilter-Apertur, vorzugsweise an der Mitte der Oberseite des Verstärkers 10, auf. Vorzugsweise ist der Modenfilter 63 alternative an dem Resonator 30 und/oder der Resonator-Tunneldiode 37, bevorzugt an der Mitte davon, angeordnet. Dies führt zu einer Mehrzahl von Spitzen einer jeweiligen Verstärkungswelle im dem Verstärker-Nahfeld 15 und dem Resonator-Nahfeld 35 des Oberflächenemitters 100. 13 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to an eleventh exemplary embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 does not include the anti-reflection layer 20, but rather a mode filter 63 on the top of the amplifier 10. The mode filter 63 has a mode filter aperture, preferably at the middle of the top of the amplifier 10 . Preferably, the mode filter 63 is alternatively arranged on the resonator 30 and/or the resonator tunnel diode 37, preferably at the center thereof. This leads to a plurality of peaks of a respective amplification wave in the amplifier near field 15 and the resonator near field 35 of the surface emitter 100.

13, rechter Teil zeigt ferner Änderungen der Intensität des Lichts hinsichtlich der Stelle innerhalb des Oberflächenemitters 100 sowie ein Vergleich mit den Änderungen der Intensität des Lichts hinsichtlich der Stelle innerhalb des Oberflächenemitters 100. 13 , right part also shows changes in the intensity of the light with respect to the location within the surface emitter 100 and a comparison with the changes in the intensity of the light with respect to the location within the surface emitter 100.

14 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel umfasst eine Resonator-Stromblende 33 des Oberflächenemitters 100 eine Mehrzahl von Resonator-Stromblende-Aperturen. 14 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a twelfth embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the sixth exemplary embodiment, a resonator current gate 33 of the surface emitter 100 includes a plurality of resonator current gate apertures.

Dies führt zu einer besseren Ausnutzung einer Chipfläche für den Oberflächenemitter 100 und somit zu einer höheren Brillanz. Bevorzugt ist eine nicht in 13 dargestellte aktive Verstärker-Zone 14 des Oberflächenemitters 100 mit einer Verstärker-Stromblende 13 versehen, die eine Mehrzahl von Verstärker-Stromblende-Aperturen aufweist, und zu jeder Verstärker-Stromblende-Apertur eine Resonator-Stromblende-Apertur koaxial angeordnet ist.This leads to better utilization of a chip area for the surface emitter 100 and thus to higher brilliance. One is preferred 13 illustrated active amplifier zone 14 of the surface emitter 100 is provided with an amplifier current aperture 13, which has a plurality of amplifier current apertures, and a resonator current aperture is arranged coaxially to each amplifier current aperture.

14, rechter Teil zeigt ferner dieselbe Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis vierten Dotierungsbereich 1281, 1282, 1283, 1284 wie die Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 14 , Right part further shows the same distribution for p/n doping the surface emitter 100 according to the twelfth embodiment of the present invention with first to fourth Doping region 1281, 1282, 1283, 1284 as the distribution for p/n doping of the surface emitter 100 according to the sixth embodiment of the present invention.

15 zeigt eine schematische Darstellung eines Oberflächenemitters 100 gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem Oberflächenemitter 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Oberflächenemitter 100 eine erste und zweite Ringkontaktkomponente 19a, 19b. Der erste Resonatorspiegel 31 weist eine Stufenstruktur auf, deren oberer Abschnitt kleiner ist als deren unterer Abschnitt. Die erste Ringkontaktkomponente 19a ist an einer Oberseite des Verstärkers 10 angeordnet. Die zweite Ringkontaktkomponente 19b ist an einer Oberseite des unteren Abschnitts der Stufenstruktur des ersten Resonatorspiegels 31 angeordnet. Dies führt zu einer Unterteilung des Stromflusses 60 in einen Hauptstromfluss 61 und einen Nebenstromfluss 62 an dem unteren Abschnitt der Stufenstruktur des ersten Resonatorspiegels 31. Der Hauptstromfluss 61 verläuft von der ersten Ringkontaktkomponente 19a zu einer Unterseite des zweiten Resonatorspiegels 32. Der Nebenstromfluss 62 verläuft von der ersten Ringkontaktkomponente 19a zu der zweiten Ringkontaktkomponente 19b. Eine erste Verstärker-Stromblende 13a ist an einer Oberseite der aktiven Verstärker-Zone 14 angeordnet. Eine zweite Verstärker-Stromblende 13b ist an einer Unterseite der aktiven Verstärker-Zone 14 und an einer Oberseite des Resonators 30 angeordnet. Ferner ist eine Resonator-Tunneldiode 33 des Oberflächenemitters 100 an einer Unterseite einer Resonator-Tunneldiode 37 und an einer Oberseite einer aktiven Resonator-Zone 38 angeordnet. Auf diese Weise kann eine Stromdichte in der Intrakavität-Zone 38 reduziert werden und gleichzeitig eine höhere Stromdichte in dem Verstärker 10 möglich sein. Mit anderen Worten kann die Lebensdauer des Oberflächenemitters 100 bei einer hohen Leistung verlängert werden. 15 shows a schematic representation of a surface emitter 100 according to a thirteenth embodiment of the present invention. In contrast to the surface emitter 100 according to the first exemplary embodiment, the surface emitter 100 comprises a first and second ring contact component 19a, 19b. The first resonator mirror 31 has a step structure whose upper section is smaller than its lower section. The first ring contact component 19a is arranged on a top side of the amplifier 10. The second ring contact component 19b is arranged on an upper side of the lower portion of the step structure of the first resonator mirror 31. This leads to a subdivision of the current flow 60 into a main current flow 61 and a secondary current flow 62 at the lower section of the step structure of the first resonator mirror 31. The main current flow 61 runs from the first ring contact component 19a to an underside of the second resonator mirror 32. The secondary current flow 62 runs from the first ring contact component 19a to the second ring contact component 19b. A first amplifier current shutter 13a is arranged on an upper side of the active amplifier zone 14. A second amplifier current shutter 13b is arranged on a bottom of the active amplifier zone 14 and on a top of the resonator 30. Furthermore, a resonator tunnel diode 33 of the surface emitter 100 is arranged on an underside of a resonator tunnel diode 37 and on an upper side of an active resonator zone 38. In this way, a current density in the intracavity zone 38 can be reduced and at the same time a higher current density in the amplifier 10 is possible. In other words, the life of the surface emitter 100 can be extended at high power.

15, rechter Teil zeigt ferner dieselbe Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem ersten bis vierten Dotierungsbereich 1381, 1382, 1383, 1384 wie die Verteilung zum p/n-Dotieren des Oberflächenemitters 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 15 , Right part further shows the same distribution for p / n doping of the surface emitter 100 according to the thirteenth embodiment of the present invention with a first to fourth doping regions 1381, 1382, 1383, 1384 as the distribution for p / n doping of the surface emitter 100 according to first embodiment of the present invention.

Claims (14)

Oberflächenemitter (100), umfassend: eine erste und eine zweite aktive Zone (14, 14a, 14b, 34, 34a, 34b) für dieselbe optische Wellenlänge, und einen Resonator (30), wobei die erste aktive Zone (14, 14a, 14b) außerhalb des Resonators (30) angeordnet ist; und wobei die erste aktive Zone (14, 14a, 14b) eingerichtet ist, von einem aus dem Resonator (30) austretenden Laserstrahl (16) durchlaufen zu werden.Surface emitter (100), comprising: a first and a second active zone (14, 14a, 14b, 34, 34a, 34b) for the same optical wavelength, and a resonator (30), wherein the first active zone (14, 14a, 14b) is arranged outside the resonator (30); and wherein the first active zone (14, 14a, 14b) is set up to be traversed by a laser beam (16) emerging from the resonator (30). Oberflächenemitter (100) nach Anspruch 1, wobei der Resonator (30) die zweite aktive Zone (34, 34a, 34b) aufweist.Surface emitter (100) after Claim 1 , wherein the resonator (30) has the second active zone (34, 34a, 34b). Oberflächenemitter (100) nach Anspruch 2, wobei ein Strom in Serie über die erste aktive Zone (14, 14a, 14b) und die zweite aktive Zone (34, 34a, 34b) fließt und dieselbe Stromstärke aufweist.Surface emitter (100) after Claim 2 , wherein a current flows in series across the first active zone (14, 14a, 14b) and the second active zone (34, 34a, 34b) and has the same current strength. Oberflächenemitter (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste aktive Zone (14, 14a, 14b) eine erste Stärke und die zweite aktive Zone (34, 34a, 34b) eine zweite identische oder unterschiedliche Stärke aufweist; und/oder wobei die erste aktive Zone (14, 14a, 14b) eine erste stoffliche Zusammensetzung und die zweite aktive Zone (34, 34a, 34b) eine zweite identische oder unterschiedliche stoffliche Zusammensetzung aufweist.Surface emitter (100) after Claim 2 or 3 , wherein the first active zone (14, 14a, 14b) has a first strength and the second active zone (34, 34a, 34b) has a second identical or different strength; and/or wherein the first active zone (14, 14a, 14b) has a first material composition and the second active zone (34, 34a, 34b) has a second identical or different material composition. Oberflächenemitter (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die außerhalb des Resonators (30) bzw. innerhalb eines Verstärkers (10) des Oberflächenemitters (100) liegende erste aktive Zone (14, 14a, 14b) mit einer ersten Stromblende (13, 13a, 13b) versehen ist, die eine erste Apertur aufweist; wobei die zweite aktive Zone (34, 34a, 34b) mit einer zweiten Stromblende (33, 33a, 33b) versehen ist, die eine zweite Apertur aufweist; und wobei die erste Apertur größer ist als die zweite Apertur und vorzugsweise ein Flächenverhältnis der ersten Apertur zu der zweiten Apertur zwischen 2 und 20, ferner vorzugsweise zwischen 2 und 5, noch ferner vorzugsweise zwischen 2 und 3, beträgt.Surface emitter (100) according to one of the preceding claims, wherein the first active zone (14, 14a, 14b) located outside the resonator (30) or inside an amplifier (10) of the surface emitter (100) is provided with a first current diaphragm (13, 13a, 13b) which has a first aperture having; wherein the second active zone (34, 34a, 34b) is provided with a second current stop (33, 33a, 33b) having a second aperture; and wherein the first aperture is larger than the second aperture and preferably an area ratio of the first aperture to the second aperture is between 2 and 20, more preferably between 2 and 5, even more preferably between 2 and 3. Oberflächenemitter (100) nach Anspruch 5, wobei die zweite Stromblende (33) eine Mehrzahl von zweiten Aperturen aufweist, und vorzugsweise wobei die erste Stromblende eine Mehrzahl von ersten Aperturen aufweist und zu jeder der ersten Aperturen eine zweite Apertur koaxial angeordnet ist.Surface emitter (100) after Claim 5 , wherein the second current aperture (33) has a plurality of second apertures, and preferably wherein the first current aperture has a plurality of first apertures and a second aperture is arranged coaxially to each of the first apertures. Oberflächenemitter (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Verstärker (10) eine Mehrzahl von Verstärkungsstufen aufweist, und vorzugsweise wobei die Verstärkungsstufen jeweils eine Stromblende (13a, 13b) mit einer Apertur aufweisen, und ferner vorzugsweise wobei die Größen der Aperturen in Richtung zum Resonator (30) stufenweise abnehmen.Surface emitter (100) after Claim 5 or 6 , wherein the amplifier (10) has a plurality of amplification stages, and preferably wherein the amplification stages each have a current diaphragm (13a, 13b) with an aperture, and further preferably wherein the sizes of the apertures decrease gradually in the direction of the resonator (30). Oberflächenemitter (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7, wobei der Verstärker eine Rückkopplung aufweist.Surface emitter (100) according to one of the above Claims 5 until 7 , where the amplifier has feedback. Oberflächenemitter (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 8, ferner umfassend: mindestens eine Tunneldiode (17, 17a, 17b, 37, 37a, 37b), die innerhalb des Verstärkers (10) und/oder des Resonators (30) angeordnet ist.Surface emitter (100) according to one of the above Claims 5 until 8th , further comprising: at least one tunnel diode (17, 17a, 17b, 37, 37a, 37b) which is arranged within the amplifier (10) and / or the resonator (30). Oberflächenemitter (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Resonator (30) eine Mehrzahl von Verstärkungsstufen aufweist.A surface emitter (100) according to any one of the preceding claims, wherein the resonator (30) has a plurality of gain stages. Oberflächenemitter (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Austrittsöffnung (64), an der ein Modenfilter (63) und/oder eine Ringkontaktkomponente (19) angeordnet ist.Surface emitter (100) according to any one of the preceding claims, further comprising: an outlet opening (64) at which a mode filter (63) and/or a ring contact component (19) is arranged. Oberflächenemitter (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 11, wobei der Resonator (30) ferner umfasst: einen ersten Resonatorspiegel (31), und einen zweiten Resonatorspiegel (32), wobei der Verstärker (10) an dem ersten Resonatorspiegel (31), vorzugsweise koaxial zueinander, angeordnet ist; wobei der erste Resonatorspiegel (31) an dem zweiten Resonatorspiegel (32) angeordnet ist; und wobei mindestens eine zweite aktive Zone (34, 34a, 34b) zwischen dem ersten Resonatorspiegel (31) und dem zweiten Resonatorspiegel (32) angeordnet ist.Surface emitter (100) according to one of the above Claims 5 until 11 , wherein the resonator (30) further comprises: a first resonator mirror (31), and a second resonator mirror (32), the amplifier (10) being arranged on the first resonator mirror (31), preferably coaxially with one another; wherein the first resonator mirror (31) is arranged on the second resonator mirror (32); and wherein at least one second active zone (34, 34a, 34b) is arranged between the first resonator mirror (31) and the second resonator mirror (32). Oberflächenemitter (100) nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Tunneldiode (37, 37a, 37b) unterhalb des ersten Resonatorspiegels (31) angeordnet ist.Surface emitter (100) after Claim 12 , wherein the at least one tunnel diode (37, 37a, 37b) is arranged below the first resonator mirror (31). Oberflächenemitter (100) nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Tunneldiode (17a, 17b) oberhalb des ersten Resonatorspiegels (31) angeordnet ist.Surface emitter (100) after Claim 12 , wherein the at least one tunnel diode (17a, 17b) is arranged above the first resonator mirror (31).
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