DE19954853A1 - Unterseitenemittierender Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator (VCSEL) - Google Patents

Unterseitenemittierender Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator (VCSEL)

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Abstract

Ein unterseitenemittierender Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator, bei dem das emittierte Licht ohne Behinderung überwacht werden kann. Es sind keine zusätzlichen Befestigungen, wie beispielsweise ein Sockel, erforderlich, um eine Ausgabe zu beobachten, wobei in herkömmlichen Anordnungen Befestigungen erforderlich sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Lichtausgabe von einem Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Überwachung der Lichtemission von einem Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator ohne Beeinträchtigung der Lichtausgabe von dem Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator.
Früher wurde, wenn der Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator auf einem Sockel befestigt war, Licht, das von der Oberseitenlinse des Oberflächenemissionslasers mit Vertikalresonator zurück in den Sockel reflektiert wurde, mit einer Si-Photodiode überwacht, auf der der Oberflächenemissionslaser-Chip mit Vertikalresonator befestigt war. Gegenwärtig ist im Stand der Technik kein Verfahren zur Überwachung des Lichts von einem Oberflächenemissionslaser- Chip mit Vertikalresonator, der nicht auf einem Sockel befestigt ist, bekannt. Die Verwendung eines Sockels ist in existierenden Systemen erforderlich, um eine Lichtemission zu überwachen.
In vielen Anwendungen ist es wünschenswert, sicher zu wissen, daß der Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator in der Tat Licht emittiert, wenn Strom durch ihn angesteuert wird. Das Problem besteht darin, dieses Licht ohne zu große Störung des Lichtstrahls zu überwachen und dies auf eine erschwingliche Weise durchzuführen, die kein komplexes Gehäuse erfordert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung erzeugt eine Methodik zur Überwachung der Lichtemission von einem Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator ohne auf irgendeine Weise das Ausgabelicht zu blockieren und/oder zu stören. Sie beseitigt auch die Notwendigkeit einer Befestigung des Oberflächenemissionslaser-Chips mit Vertikalresonator in einem Sockel, gerade um ihr Ausgabelicht zu überwachen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Oberflächenemissionslaser auszubilden, mit:
einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Spiegeln, einem Lichtverstärkungsbereich zwischen den Spiegeln, einem Substrat und
einem photonendurchlässigen Ohm'schen Kontakt zum Durchlassen von Lichtenergie dadurch, wodurch eine Lichtemission durch den Oberflächenemissionslaser überwacht werden kann.
Ein weiterer Aspekt eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Überwachung einer Lichtemission von einem Oberflächenemissionslaser auszubilden, wobei der Laser
eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Spiegeln,
einen Lichtverstärkungsbereich zwischen den Spiegeln,
ein Substrat und
einen photonendurchlässigen Ohm'schen Kontakt enthält,
mit den Schritten
in Berührung Bringen des Lasers mit einer Energiequelle, um Licht zu erzeugen, und
Überwachen von emittiertem Licht, das durch den durchlässigen Ohm'schen Kontakt übertragen wird.
Nachdem nun die Erfindung allgemein beschrieben wurde, wird nun Bezug auf die Zeichnung genommen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der herkömmlichen Anordnung zur Überwachung einer Lichtausgabe,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Standard- Oberflächenemissionslasers mit Vertikalresonator, die den Verlust von Licht an das Substrat zeigt, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Ähnliche in der Zeichnung verwendete Elemente bezeichnen ähnliche Elemente.
Bezugnehmend auf die Zeichnung zeigt Fig. 1 eine herkömmliche Anordnung, die im allgemeinen durch eine Bezugszahl 10 bezeichnet ist, zur Überwachung von durch einen Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator (VCSEL) 14 emittierendem Licht 12. Das von der Oberseitenlinse 16 reflektierte Licht 12 fällt auf eine Photodiode 18. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Licht nur durch die Photodiode 18 erfaßbar und als derartiges ist die Anordnung wie vorstehend diskutiert beschränkt.
In Fig. 2 ist ein Standard-Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator veranschaulicht, mit einem Ohm'schen Kontakt 20, einem Substrat 22 und reflektierenden Spiegeln, wobei der Spiegel mit hoher Reflektivität durch eine Bezugszahl 24 und der mit niedriger Reflektivität durch einen Bezugszahl 26 bezeichnet ist.
Wie bei Oberflächenemissionslasern mit Vertikalresonator bekannt, reflektiert einer der zwei Spiegel weniger vom darauf einfallenden Licht aus dem Verstärkungsbereich (und läßt mehr durch). Das durch den weniger reflektierenden Spiegel durchgelassene Licht ist das vom Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator emittierte Licht. Das Licht ist in Fig. 1 durch den durch eine Bezugszahl 28 angezeigten Pfeil gezeigt. In dem gezeigtem oberseitenemittierenden Standard- Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator geht durch einen Pfeil 30 bezeichnetes Licht verloren, wenn es in das Substrat 22 unter dem unteren Spiegel 24 (mit hoher Reflektivität) emittiert wird, wenn es keine Wellenlänge ist, für die das Substrat durchlässig ist. In einem unterseitenemittierenden Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator, der in Fig. 3 gezeigt ist, in dem das durch den weniger reflektierenden Spiegel 26 emittierte Licht ein Loch 32' in dem Substrat passiert, hält jedoch nichts das Licht 28 auf, das durch den Spiegel mit hoher Reflektivität 24 durchgelassen wird, außer der Ohm'sche Kontakt 34, der auf der anderen Seite dieses Spiegels angeordnet ist. Durch Ausbildung einer Öffnung 32 in dem Ohm'schen Kontakt 34 ist es möglich, das Licht zu extrahieren und es mit einer (nicht gezeigten) Diode zu überwachen, auf der der Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator angeordnet werden kann.
Allgemein gesagt, eine photonendurchlässiger Kontakt ist einer, der eine Lichtemission durch ihn durch eine Öffnung erlaubt oder der aus einem transparenten bzw. durchlässigen Material hergestellt ist. Weiterhin kann der Kontakt ausreichend dünn gemacht werden, um ein Passieren von Licht zu erlauben, oder der Kontakt kann eine Kombination dieser Merkmale enthalten.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann dasselbe für irgendeinen unterseitenemittierenden Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator verwendet werden, einschließlich derer mit Wellenlängen, für die das Substrat durchlässsig ist. Wo das Substrat durchlässig ist, wurde keine Öffnung durch das Substrat gemacht, um eine Extraktion von primärem Licht (d. h. nicht dem Überwachungslicht) aus der Oberflächenemissionslaserstruktur mit Vertikalresonator zu erlauben. Für derartige Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator erlaubt der Entwurf des Standard-Oberflächenemissionslasers mit Vertikalresonator eine Extraktion des Überwachungslichts durch das Substrat, was eine Unterseitenemission des primären Lichts unnötig macht. Zur Extraktion des Überwachungslichts durch den Ohm'schen Kontakt (für sowohl Standard- als auch Unterseitenemittierende Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator) ist es nicht erforderlich, eine Öffnung in den Kontakt zu machen. Anstelle dessen kann der Kontakt aus einem photonendurchlässigen Material hergestellt werden (beispielsweise aus Indiumzinnoxid (ITO), aber nicht darauf beschränkt), oder der Kontakt kann ausreichend dünn gemacht werden, um ein Passieren des Lichts dadurch zu erlauben. In dieser Hinsicht kann der Kontakt eine Dicke zwischen 1 nm (Nanometer) und 100 nm besitzen.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen unterseitenemittierenden Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator, bei dem das emittierte Licht ohne Behinderung überwacht werden kann. Es sind keine zusätzlichen Befestigungen, wie beispielsweise ein Sockel, erforderlich, um eine Ausgabe zu beobachten, wobei in herkömmlichen Anordnungen Befestigungen erforderlich sind.
Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist sie nicht darauf beschränkt, und es wird für den Fachmann offensichtlich sein, daß zahlreiche Modifikationen einen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, soweit sie nicht vom Schutzumfang der beanspruchten und beschriebenen Erfindung abweichen.

Claims (17)

1. Oberflächenemissionslaser mit:
einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Spiegeln (24, 26),
einem Lichtverstärkungsbereich zwischen den Spiegeln (24, 26),
einem Substrat (22) und
einem photonendurchlässigen Ohm'schen Kontakt (34) zum Durchlassen von Lichtenergie, wodurch eine Lichtemission durch den Oberflächenemissionslaser überwacht werden kann.
2. Laser nach Anspruch 1, wobei der photonendurchlässige Ohm'sche Kontakt (34) auf dem Substrat (22) angeordnet ist.
3. Laser nach Anspruch 1, wobei der photonendurchlässige Ohm'sche Kontakt (34) auf einer epitaktischen Seite des Lasers angeordnet ist.
4. Laser nach Anspruch 1, wobei der Oberflächenemissionslaser ein oberseitenemittierender Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator ist.
5. Laser nach Anspruch 1, wobei der Oberflächenemissionslaser ein unterseitenemittierender Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator ist.
6. Laser nach Anspruch 1, wobei der durchlässige Ohm'sche Kontakt (34) einen Kontakt frei von Öffnungen umfaßt.
7. Laser nach Anspruch 1, wobei der Ohm'sche Kontakt (34) eine Dicke zwischen lnm und 100 nm besitzt.
8. Laser nach Anspruch 1, wobei der Ohm'sche Kontakt (34) Indiumzinnoxid (ITO) umfaßt.
9. Laser nach Anspruch 1, wobei die Spiegel (24, 26) eine äquivalente Reflektivität besitzen.
10. Laser nach Anspruch 1, wobei die Spiegel (24, 26) eine umgekehrte Reflektivität besitzen.
11. Verfahren zur Überwachung einer Lichtemission von einem Oberflächenemissionslaser, wobei der Laser
eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Spiegeln (24, 26),
einen Lichtverstärkungsbereich zwischen den Spiegeln (24, 26),
ein Substrat (22) und
einen photonendurchlässigen Ohm'schen Kontakt (34) enthält,
mit den Schritten
in Berührung Bringen des Lasers mit einer Energiequelle zum Erzeugen von Licht und
Überwachen von durch den durchlässigen Ohm'schen Kontakt (34) durchgelassenem emittiertem Licht (28).
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Laser ein unterseitenemittierender Oberflächenemissionslaser mit Vertikalresonator ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, weiterhin mit dem Schritt Ausbilden von Spiegeln (24, 26) mit äquivalenter Reflektivität.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Ohm'sche Kontakt (34) Indiumzinnoxid (ITO) umfaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin mit dem Schritt Ausbilden von Spiegeln (24, 26) mit umgekehrter Reflektivität.
16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der photonendurchlässige Kontakt (34) auf dem Substrat (22) angeordnet ist.
17. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der photonendurchlässige Kontakt (34) auf einer epitaktischen Seite des unterseitenemittierenden Oberflächenemissionslasers mit Vertikalresonator angeordnet ist.
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