DE2236147C2 - Halbleiterlaser - Google Patents

Halbleiterlaser

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Volker Dipl.-Phys. 7310 Plochingen Riemann
Joachim 4812 Brackwede Specovius
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Description

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Wird ein derartiger Halbleiterlaser an eine Lichtleitfaser angekoppelt, so treten im allgemeinen Lichtenergieverluste auf, die hauptsächlich darauf beruhen, daß die Breite der lichtaussendenden Halbleiterzone nicht an den Kerndurchmesser der Lichtleitfaser angepaßt ist.
Zur Verminderung derartiger Lichtenergieverluste sind aus der Zeitschrift Applied Physics Letters, Bd. 18 (1971), Nr. 4, Seiten 155-157, Mittel bekannt, den in Durchlaßrichtung durch eine Laserdiode fließenden Strom auf auf einen schmalen, streifenförmigen Bereich der laseraktiven Zone zu begrenzen. Dieser bekannte Halbleiterlaser ist weitergebildet durch das nicht vorveröffentlichte Hauptpatent DBP 21 37 892, in dem eine räumliche Anordnung von Halbleiterschichten beschrieben wird, die den Stromweg begrenzen. F i g. 1 dient der Erläuterung dieses im Hauptpatent bereits vorgeschlagenen Halbleiterlasers.
In ein Substrat, beispielsweise GaAs, werden halbleitende Bereiche D eindiffundiert derart, daß zwischen ihnen ein erster schmaler streifenförmiger Bereich entsteht. Auf dieser Unterlage erfolgt dann das Aufwachsen der bekannten Heterostrukturschichten v, a, w, und d, die zwischen der elektrisch isolierenden ίο Schicht F sowie der Füllschicht G einen zweiten ebenfalls streifenförmig ausgebildeten Bereich bilden. Mit der Wärmesenke W wird entstehende Verlustwärme beseitigt. An dem Substrat sowie an der Wärmesenke Wsind nicht dargestellte elektrische Verbindungsleitungen angebracht, mit deren Hilfe durch die beschriebenen streifenförmigen Heterostrukturschichten v, a, w, d und durch die Halbleiterschicht S ein elektrischer Strom fließen kann, der eine Anregung der Laserstrahlung bewirkt.
Das Hauptpatent beinhaltet weiterhin den Vorschlag, derartige Halbleiterlaser mit Hilfe von Verfahren der Fotolack- und Ätztechnik herzustellen. Es ist daher möglich, daß derart hergestellte Halbleiterlaser beispielsweise unterschiedliche Breiten der Heterostrukturschichten bzw. einen Versatz zwischen dem ersten und dem zweiten streifenförmigen Bereich aufweisen. Derartige Herstellungsfehler bewirken Schwankungen der für den Strom durch die Heterostrukturschichten wirksamen Breite des Stromweges. Dies führt in nachteiliger Weise zu Schwankungen der von den Halbleiterlasern ausgesendeten Lichtenergie, so daß beispielsweise bei deren Einkopplung in Lichtleitfasern Lichtenergieverluste auftreten können.
Der dem Patentanspruch 1 entnehmbaren Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Halbleiterlaser gemäß dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß eine durch mechanische Mittel vorgegebene Breite des Stromweges derart veränderlich ist, daß sie insbesondere an herstellungsbedingte Schwankungen des Kerndurchmesser von Lichtleitfasern anpaßbar sind.
Der Unteranspruch bezieht sich auf eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Breite des Stromweges durch ein elektrisches Steuersignal veränderbar ist, so daß Koppelverluste von Lichtenergie vermindert werden.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Bei einem Halbleiterlaser sind an halbleitenden Bereichen D, die den Stromweg begrenzen, Kontakte K angebracht, an die eine Steuerspannung anlegbar ist, die einer Steuerspannungsquelle M entnehmbar ist. Besteht beispielsweise zwischen den Kontakten K und der als Stromanschluß dienenden Wärmesenke W ein Spannungsunterschied, so wird die Breite eines den Halbleiterlaser durchquerenden, streifenförmigen Stromweges geändert. Ein derartiger Effekt ist bekannt, beispielsweise wird bei Erläuterungen von Feldeffekttransistoren darauf hingewiesen. Da die Breite des Stromweges einen Einfluß hat und auf die Breite der in der Heterostrukturschicht a befindlichen laseraktiven Zone, ist diese steuerbar geworden bzw. beispielsweise anpaßbar an den Kerndurchmesser einer Lichtleitfaser. Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontakte K mit der Steuerspannungsquelle M derart verbunden, daß zwischen den Kontakten K ein vernachlässigbarer Spannungsunterschied besteht
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Halbleiterlaser nach DBP 21 37 892 mit einer in Form einer Heterostrukturdiode ausgebildeten auf das Substrat (S) aufgebrachten Schichtenfolge (v, a, w, d), die auf einer Wärmesenke f W) befestigt ist, bei der eine laseraktive Zone (a) beidseitig von jeweils zwei unterschiedlich dotierten Halbleiterschichten (v, w) eingeschlossen ist, mit Mitteln zur Einengung des in Durchlaßrichtung der Diode fließenden Stroms auf einen schmalen, streifenförmigen Bereich der laseraktiven Zone, wobei in mindestens einer der auf der einen Seite der laseraktiven Zone (a) liegenden Halbieiterschichten (S, v) durch Sperrschichten von den Halbleiterschichten (S, v) abgetrennte, entgegengesetzt dotierte halbleitende Bereiche (D) mit Abstand voneinander derart in der Halbleiterschicht (S, v) eingelagert sind, daß sie einen ersten schmalen streifenförmigen Bereich dieser Schichten zwischen sich einschließen, und daß in die laseraktive Zone und in die auf der anderen Seite der laseraktiven Zone (a) des Halbleiterlasers liegenden Schichten (w, d) zumindest durch eine Isolierschicht (F) vom Schichtaufbau der Heterostrukturdiode abgetrennte Bereiche (G) eingelagert sind, die einen zweiten schmalen streifenförmigen Bereich in diesen Schichten (a, w, d) beidseitig begrenzen, wobei die beiden streifenförmigen Bereiche im wesentlichen in Durchlaßrichtung der Heterostrukturdiode deckungsgleich übereinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß Kontakte (K) an den Bereichen (D) angebracht sind, die den Stromweg in einer Richtung begrenzen, die senkrecht steht auf der Durchlaßrichtung der Heterostrukturdiode, und daß die Kontakte (K) mit einer Steuerspannungsquelle (M) verbindbar sind derart, daß deren Steuersignal die Breite des Stromweges beeinflußt.
2. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannungsquelle (M) mit ihrem einen Anschluß mit der als Stromanschluß dienenden Wärmesenke (W) bzw. dem Substrat (S) verbunden ist, während ihr anderer Anschluß mit mindestens zwei Kontakten (K) verbunden ist derart, daß zwischen den Kontakten (K) ein vernachlässigbarer Spannungsunterschied auftritt.
DE2236147A 1971-07-29 1972-07-22 Halbleiterlaser Expired DE2236147C2 (de)

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DE2137892B2 (de) 1977-09-22
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