DE2556850C2 - Heteroübergangs-Diodenlaser - Google Patents

Description

der durch die periodische Struktur verursachten verteilten Rückkopplung. die Lichtphotonen auf kohärente Weise verstärkt und es entstehen jeweils von einem der parallelen Bereiche ausgehend wenigstens zwei senkrecht zur Ebene des PN-Obergangs verlaufende paral- iele Ausgangsstrahlen.

Die Divergenz des aus den parallelen Ausgangsstrahlen zusammengesetzten Laserstrahls beträgt bei einem Ausführungsbeispiel längs der Gitterlinten der periodischen -Struktur näherungsweise 0,35° und in der an- deren Richtung näherungsweise 5°, wenn zwei parallele Bereiche Laserwirkung haben. Mit nur einem Bereich ergäbe sich in der anderen Richtung eine Divergenz von 10°.

Werden mehr als zwei parallele Bereiche mit Laserwirkung eingesetzt, so wird die Divergenz des Laserstrahls in der anderen Richtung (Breite der Bereiche) um einen Faktor reduziert, der proportional zu der Zahl der Bereiche mit Laserwirkung ist

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprachen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert

Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht eines Lasers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 eine Vorderansicht des Lasers nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht des Lasers nach F :i g. 2 längs der Linie 3-3,

F i g. 4 eine Vorderansicht zur Darstellung der Herstellungsschritte des Lasers nach Fig. 1.

In F i g. 1 ist ein elektrisch gepumpter Festkörper-Diodenlaser 2 dargestellt, der mit verteilter Rückkopp- lung (distributed feedback) arbeitet und einen einzigen HeteroÜbergang aufweist Im wesentlichen besteht der in F i g. 1 gezeigte Laser aus einer p-leitenden Galliumarsenid-Schiciit 4, einer p-leitenden Galliumaluminiumarsenid-Schicht 6, einer p-leitenden Galliumarsenid- Schicht 8 und einer η-leitenden Galliumarsenidsubstrat-Schicht 10. Da die Schichten 8 und 10 verschiedene Leitungstypen haben, tritt an der Grenzfläche der Schichten 8 und 10 ein PN-Übergang 12 auf. An der Grenzfläche der Schichten 6 und 8 ist eine gezahnte periodische Struktur 14 vorgesehen, bei welcher zwischen den Zähnen ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der Lichtphotonen ist, die in der laseraktiven Schicht 8 geführt werden. Um die Laserdiode 2 elektrisch pumpen zu können, sind metallische Kontakte 7 und 9 an den Schichten 4 bzw. iö angebracht und stehen so in Berührung mit ihr, daß keine Gleichrichterwirkung auftritt. Der Kontakt 9 kann streifenförmig sein, so daß der abgegebene Strahl (der in F i g. 2 schematisch ah Strahlen 11 und 11' gezeigt ist) durch die Schicht 10 aus dem Laser austreten kann.

Wie in F i g. 3 dargestellt ist, sind die einander gegenüberliegenden Oberflächen 18 und 20 und die einander gegenüberliegenden Flächen 22 und 24 der Schicht 8 der Laserdiode 2 optisch eben sowie jeweils parallel zueinander und senkrecht zu jeder benachbarten Fläche ausgelegt; zur Ausbildung dieser Flächen können die üblichen Spalttechniken eingesetzt werden. Mit diesen Spalttechniken lassen sich mit sehr hoher Genauigkeit kristalline Formen mit optisch flachen, planparallelen Flächen erhalten; dazu wird der Kristall auf einer Kristallfläche mit großem Flächeninhalt gehaltert die senkrecht zu einer Kristallebene mit minimaler Bindung ist; dann wird eine Spaltkraft längs der Kristallebene mit minimaler Bindung auf den Kristall ausgeübt Wenn ein rechtwinkliger quaderförmiger Kristallkörper aus Galliumarsenid (dem Material der Schicht 8) hergestellt werden soll, wird der Galliumarsenid-Kristallkörper parallel zu seiner (100) Kristallebene gehaltert; dann wird eine Kraft senkrecht zu der (100) Kristallebene längs der (110) Kristallebene des Gai.'iumarsenid-Kristalls ausgeübt

Beim Betrieb des in F i g. 1 dargestellten Lasers wird der PN-Übergang 12 in Vorwärtsrichtung betrieben, indem die Elektroden 7 und 9 mit den entsprechenden Klemmen einer Energiequelle (nicht dargestellt) verbunden werden; dann werden Lichtphotonen in der Schicht 8 erzeugt, da in diese Schicht Minoritätsträger injiziert werden. Die in der aktiven Schicht 8 erzeugten Photonen pflanzen sich von ihrem Ausgangspunkt strahlenförmig in vielen verschiedenen Richtungen fort Wenn ein bestimmter Strahl einer solchen Bahn oder Richtung folgt daß er auf die gespaltenen Enden 18,20, 22 und 24 in einem Winkel von 45° trifft wobei dieser Winkel größer als der kritische Winkel des Materials der aktiven Schicht 8 ist dann wird dieser Strahl mit geringem oder gar keinem Energieverlust an der Innenwand totalreflektiert Aus F i g. 3 läßt sich erkennen, daß der Strahl 25 einem solchen Strahlengang folgt Selbstverständlich folgen auch andere Strahlen, wie beispielsweise der Strahl 26, Strahlengängen, bei denen innere Totalreflexion auftritt.

Die Zähne der periodischen Struktur 14, die im rechten Winkel zu den durch stimulierte Emission erzeugten Lichtstrahlen ist, koppeln die rechts und links verlaufenden, sich durch den aktiven Bereich fortpflanzenden Lichtstrahlen in der Weise, daß eine ausreichende Rückkopplung zur Erzeugung der Laserwirkung auftritt Die Zähne der periodischen Struktur 14 sind so orientiert, daß sie zwei Bereiche des Strahls 25 in einem Winkel von 90° schneiden; das heißt also, die Zähne der periodischen Struktur 14 liegen in einem Winkel von 45° zu jeder der gespaltenen Endflächen 18, 20, 22 und 24. Im einzelnen schneidet der Strahl 25 die Zähne der periodischen Struktur längs der Abschnitte 25a und 25b des Strahlengangs 25 im rechten Winkel, so daß die notwendige Rückkopplung erzeugt wird, um zwei parallele, fadenförmige Laserbereiche 15 und 15' zu bilden. Die Zähne der periodischen Struktur 14 haben einen Abstand, der gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlängen der Lichtphotonen ist", die in der Schicht 8 erzeugt und von dieser geführt werden; das heißt also, daß der Abstand der Zähne

. mAQ

beträgt; dabei ist AD die Wellenlänge der Laserstrahlung im freien Raum, π der Brechungsindex des Materials der Schicht 8, und m ist eine ganze Zahl; dadurch wird das kohärente, von den beiden parallelen, fadenförmigen Laserbereichen 15 und 15' erzeugte Licht im rechten Winkel zu dem PN-Übergang 12 aus dem Laser ausgekoppelt, d. h, aus der Oberseite der Schicht 10 des Lasers 2, wie es schematisch durch die Pfeile 11 und 11' angedeutet ist.

Langs der fadenförmigen Laserbereiche 15 und 15' ist die Divergenz des abgegebenen Strahls näherungsweise gleich 0,35°. Die Divergenz in der anderen Richtung, d. h., über die Breite der fadenförmigen Laserbereiche 15 und 15', ist gegenüber einem sonst vergleichbaren

Laser mit nur einem Ausgangsstrahl ungefähr um den Faktor 2 verringert, da zwei parallele fadenförmige Bereiche Laserwirkung haben. Dies bedeutet also, daß die Summe der beiden Ausgangsstrahlen 11 und 11' eine geringere Divergenz hat, als die mit verteilter Rückkopplung arbeitenden Laserstrukturen, wie sie in der amerikanischen Patentanmeldung beschrieben sind. Wenn das Ausgangssignal des Lasers eine Frequenz von 848,0 nm haben soll, wäre der Abstand zwischen den Zähnen der periodischen Struktur 469,3 nm (dies ist gleich 2 yiO/n).

Da gesteuert werden muß, welche fadenförmigen Bereiche Laserwirkung haben, sollte der Pumpstrom auf diese fadenförmigen Bereiche begrenzt werden; in dem dargestellten Beispiel wären dies die Abschnitte 25a und 25b des Strahlengangs. Diese Strombegrenzung wird durch einen streifenförmigen geometrischen Aufbau erreicht, wobei sich folgende Möglichkeiten ergeben: Ein streifenförmiges Substrat, durch Ionenimplantation sowie durch Protonenimplantation erzeugte streifenförmige Geometrien, ebene Streifen, vergrabene Streifen (Buriedlaser) oder Mesastreifen. Wird beispielsweise Protonenimplantation eingesetzt, so werden Bereiche 28 mit hohem Widerstand in der Schicht 4 erzeugt; dadurch kann ein Strom nur in den dazwischenliegenden Bereichen 30,32,33 und 34 fließen, in denen keine Implantation stattgefunden hat. Wie in F i g. 1 gezeigt ist, bilden die Bereiche 28 zwei parallele Kanäle 30 und 32, deren longitudinal Abmessung senkrecht zu den Zähnen der periodischen Struktur 14 verläuft und die vertikal mit den fadenförmigen Bereichen der Schicht 8 ausgerichtet sind, auf die sie den Pumpstrom begrenzen sollen: d. h., in dem angegebenen speziellen Beispiel ist der Kanal 30 vertikal mit dem Abschnitt 256 des Strahlengangs 25 ausgerichtet, während der Kanal 32 vertikal mit dem Abschnitt 25a des Strahlengangs 25 ausgerichtet ist. Die Strombegrenzung wird durch die Kanäle 30 und 32 erreicht, von denen nach einer bevorzugten Ausführungsform jeder in der Größenordnung von 10 μΐη breit ist; der Abstand zwischen ihnen sollte größer als 10 μίτι sein. Die Kanäle 33 und 34 begrenzen den Strom in der zu den Zähnen der periodischen Struktur 14 parallelen Richtung und bilden einen Stromweg mit geringem Verlust zwischen den Kanälen 30 und 32. Da die Schicht 6 relativ dünn ausgelegt ist, verbreitert sich der Pumpstrom nicht wesentlich, und nur der Bereich der Schicht 8, der vertikal mit den Kanälen 30,32,33 und 34 ausgerichtet ist, wird gepumpt Aufgrund dieser Begrenzung ist ein kleinerer Pumpstrom erforderlich, um die Stromdichte (A/cm²) zu erzeugen, die für die Einleitung der Lsssrv/irkung an den fadenförmigen Bereichen 15 und 15' ausreicht Dies bedeutet wiederum, daß durch den Pumpstrom ein kleinere Wärmemenge erzeugt wird, so daß die von dem Diodenlaser 2 abgegebene Wärme leicht abgeleitet werden kann: der Diodenlaser 2 kann also bei Raumtemperatur kontinuierlich, dh, mit ständiger Abgabe von Laserwellen, betrieben werden.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf F i g. 4 ein Verfahren beschrieben werden, mit dem die elektrisch gepumpte, mit verteilter Rückkopplung arbeitende Festkörper-Lasereinrichtung 2 nach F i g. 1 hergestellt werden kann. Die Herstellung beginnt mit einem Substrat 10 aus η-leitendem GaAs mit einer Dotierungskonzentration Nd von ungefähr 10¹⁸cnr³, wie in Fig.4a dargestellt ist Als Dotierungsstoff kann Silizium verwendet werden. Die Gitterorientierung des GaAs Substrates 10 ist nicht kritisch; gute Ergebnisse sind unter

Verwendung eines (100) orientierten GaAs Substrates erreicht worden; andere Orientierungen, beispielsweise (110) oder (111) orientiertes GaAs sollten gute Ergebnisse bringen.

Nach der Reinigung, beispielsweise durch ein organisches Lösungsmittel und/oder durch eine Säure, wird die periodische Struktur 14 auf der oberen Oberfläche des Substrates 10 ausgebildet Der Abstand der Zähne der periodischen Struktur hängt von der Laserwellenlänge in der das Licht leitenden GaAs Schicht 8 ab; diese Beziehung ist näherungsweise durch die folgende Gleichung begeben:

Λ is n

dabei ist Λ der Abstand der periodischen Struktur, m ist die Bragg'sche Beugungsordnung, die eine kleine ganze Zahl ist, λ ist die Laserwellenlänge im freien Raum, und η ist gleich dem Brechungsindex der GaAs Schicht 8. Für GaAs ist λ ungefähr gleich 850 nm, und η ist näherungsweise 3,6; d. h, daß Λ näherungsweise gleich 240 nm #für m = 1, näherungsweise 480 nm für m = 2, und so weiter ist

Die Gitterabstände müsen also die oben angegebenen sehr kleinen Werte haben; dazu muß entweder eine interferometrische Belichtung eines Fotoresist-Materials oder eine herkömmliche Elektronenresisttechnik eingesetzt werden. Bei der interferometrischen Belichtungstechnik werden ein Strahlspalter und zwei Spiegel verwendet, um zwei Laserlichtstrahlen mit gleicher Intensität und gleicher Polarisation mit gleichen Einfallswinkeln auf den Fotoresist zu richten. Die Beziehung zwischen dem Gitterabstand und der interferometrisehen Belichtung ist durch die Gleichung gegeben:

dabei bedeuten:

A = Gitterabstand

λ\ = Laserwellenlänge (die nicht mit der Wellenlänge λ des Diodenlasers verwechselt werden darf)

θ = der Winkel zwischen der Normalen zu der Substratsoberfläche und dem Laserstrahl; und

η = Brechungsindex des das Substrat umgebenden Mediums (Luft = 1).

Da im allgemeinen ein Argonlaser für die Erzeugung des interferometrischen Musters verwendet wird und die Wellenlänge der zur Verfügung stehenden Argonlaser näherungsweise 457,9 nm beträgt, kanu der Gitterabstand A von 480 nm (m = 2) erreicht werden, indem die Laserstrahlen bei einem Winkel von ungefähr 30° zur Interferenz gebracht werden. Für m = 2 wird das interferometrische Muster so eingestellt, daß dünne Streifen des Fotoresist 37 belichtet werden, die einen Abstand von ungefähr 480 nm voneinander haben; dabei ist jeder belichtete Streifen ungefähr 240 nm breit wie in F i g. 4b dargestellt ist; dabei zeigen die abgedunkelten Bereiche der Resistschicht 37 die belichteten Flächen. Sobald das Gittermuster auf dem Fotoresist 37 ausgebildet ist wird der Fotoresist entwickelt so daß nur noch die unbelichteten Bereiche auf der oberen Oberfläche des Substrates 10 zurückbleiben, wie in F i g. 4c dargestellt ist

Es stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, um die periodische Struktur in dem Substrat 10 zu erzeugen, das nun teilweise durch den Fotoresist 37 geschützt ist Zu diesen Verfahren gehören Ionenimplantation, Ionenabtragung, Diffusion, Ätzen. Es wird angenommen, daß sich mit Ionenabtragung die beste periodische Struktur erzeugen läßt Bei der Ionenabtragung wird die obere Oberfläche des Substrates 10 mit Argon- oder anderen inerten Ionen beschossen, wobei das Ionenstrahlpotential ungefähr 4000 Volt und der Strahlstrom ungefähr 100 Mikroampere betragen. Der Fotoresist 37 schützt die bedeckten Bereiche des Substrates 10, so daß der Ionenstrahl die Kanäle 14a nur in den ungeschützten Bereichen ausbilden kann. Wesentlich ist, daß die Ionenabtragung beendet wird, wenn der Ionenstrahl im wesentlichen den größten Teil des Fotoresists entfernt hat

Wenn die Abtragung zu lange dauert, werden die Gitterzähne schmal und durch die folgenden Verfahrensschritte beeinflußt Weiterhin muß die Abtragung mit einem flachen Einfallswinkel durchgeführt werden, da sich in der Oberfläche Grübchen bzw. Vertiefungen bilden, wenn der Ar+ Strahl senkrecht zu der Ebene des Substrates 10 auftrifft Nach der Erzeugung des Gitters wird der übrigbleibende Fotoresist durch her- kömmliche Mittel entfernt, beispielsweise durch ein Azetonbad. Die für die verteilte Rückkopplung wesentliche Tiefe der Zähne 14a des Gitters beträgt ungefähr 180 nm; Laserwirkung läßt sich jedoch sowohl mit flacheren als auch mit tieferen Zähnen erreichen. F i g. 4d stellt eine Endansicht des Substrates 10 mit den Zähnen 14 dar.

Nach einer Reinigung wird das Substrat in einen Ofen gebracht, in dem eine Schicht in einem Epitaxieverfahren aus der flüssigen Phase aufgezogen wird; dabei wird eine p-leitende Gai _ JtAl₁As Schicht 6 auf der periodisch gerippten Oberfläche gezogen; anschließend wird eine p-leitende GaAs Schicht 4 gezogen, wie in F i g. 4e dargestellt ist Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke der Schicht 4 einige μπι mit einer Dotierung von ungefähr 10¹⁸cm-³. Die Schichten 4 und 6 werden auf herkömmliche Weise und mit den herkömmlichen Geräten hergestellt Die Schichten sollten jedoch bei einer niedrigen Temperatur, ungefähr 800⁰C oder weniger, gezogen werden, da hohe Temperaturen ein Rückschmelzen oder eine Auflösung der periodischen Struktur 14 bewirken. Die Konzentration des Aluminiums (x) in dem Gai-,Al.-As wird so eingestellt, daß der Brechungsindex der Schicht 6 ungefähr 3,4 und die Bandlücke ungefähr 1,8 Elektronenvolt betragen, so Wie oben erläutert wurde, liefern diese Werte sowohl den für die Leitung der Lichtwellen erforderlichen Aufbau als auch die Begrenzung der Elektronen. An der Grenzfläche zwischen dem Substrat 10 und der aufgezogenen Schicht 6 beträgt χ 03; es kann jedoch zwi- sehen nahezu 0 und 03 variieren. Unter Bezugnahme auf F i g. 4e wird darauf hingewiesen, daß während des Aufziehens der Schicht 6 die p-leitende Dotierung etwas in das GaAs Substrat 10 diffundiert, wie durch die Übergangszone 12a angedeutet ist Es wird angenommen, eo daß sich die Diffusion ungefähr 0,5 μηι in das Substrat 10 erstreckt

Nach einer weiteren Reinigung wird die Einrichtung nach F i g. 4e zusammen mit Zinkarsenid in ei ne evakuierte Diffusionsampulle gebracht; die Diffusion wird un- gefähr 10 Minuten lang bei näherungsweise 700⁰C durchgeführt Durch diese Diffusion wird p-leitendes Material weiter in das Substrat 10 getrieben, so daß der PN-Übergang 12 ebenfalls weiter in das Substrat 10 bewegt wird; dadurch wird die zur Lichtleitung dienende Schicht 8 definiert, wie es in F i g. 4f dargestellt ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke der Schicht 8 ungefähr 2 μπι, obwohl auch größere oder kleinere Dicken in Abhängigkeit von der Bandlücke und den Brechungsindizes der Schichten 6 und 10 möglich sind.

Nach der Entnahme aus de Diffusionsampulle wird die untere Oberfläche des Substrates 10 (der Teil des Substrates 10 unter dem Übergang 12) poliert, um etwa eindiffundierte Zinkteilchen zu entfernen und wieder η-leitendes GaAs Material freizulegen. In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, dieses Scheibchen zu tempern, um den Wirkungsgrad der Einrichtung nach der Diffusion optimal zu machen.

Nun kann auf die p-Seite der Einrichtung ein Aufbau mit Streifengeometrie aufgebracht werden. Dazu kann beispielsweise Protonenimplantation eingesetzt werden. Eine Drahtmaske (~ 12 μπι Drahtdurchmesser) mit einem Aufbau, der identisch mit dem Streifen 30,32,33 und 34 ist, wird sehr nahe zu der p-Seite (Schicht 4) der Diode so angeordnet, daß die Drähte Winkel von 45° mit den (110) Spaltebenen 18,22, 20 und 24 bilden. Protonen werden durch die Schicht 4 (~ 2 μπι tief) in die Bereiche 28 implantiert, die nicht durch die Drahtmaske geschützt sind. Dadurch entstehen eine Schicht 28 mit hohem Widerstand sowie leitende Kanäle 30,32,33 und 34, die an den Stellen ausgebildet sind, wo die Drahtmaske das Scheibchen gegen die Implantation schützt. Diese leitenden Bereiche 30, 32, 33 und 34 definieren also die Bahn des Stromflusses in der Einrichtung.

Metallisierte Kontakte 7 und 9 werden dann mit den herkömmlichen Techniken an der Einrichtung angebracht Wird als Kontakt 9 ein transparenter Kontakt verwendet dann kann der Kontakt 9 die gesamte Oberfläche der Einrichtung bedecken. Die vier Seitenflächen 18, 20, 22 und 24 werden dann zu einem quadratischen oder rechteckigen Aufbau gespalten, so daß bei der Einrichtung in der Ebene des PN-Übergangs 12 innere Totalreflexion auftritt Dabei wird jedoch Licht durch das Gitter 14 parallel aus der Diode ausgekoppelt, wobei die Kollimation des Lichtes zunimmt, wenn weitere fadenförmige Bereiche (wie die Bereiche 30 und 32) hinzugefügt werden, die senkrecht zu dem Gitter 14 verlaufen.

Bisher ist ein Laser beschrieben worden, bei dem zwei parallele fadenförmige Bereiche verwendet werden, die zu einer verringerten Strahldivergenz führen. Selbstverständlich läßt sich jedoch eine weiter verringerte Strahldivergenz erreichen, wenn mehr fadenförmige Bereiche bei dem Laser ausgebildet werden. Anstelle eines Diodeniasers mit einem einzigen HeteroÜbergang, wie er in Verbindung mit den Figuren beschrieben ist, kommt auch ein Diodenlaser mit einem doppelten Heteroübergang als Ausführungsbeispiel der Erfindung in Frage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Heteroübergangs-Diodenlaser mit einer als Lichtwellenleiter dienenden Schicht aus einem Halbleitermaterial, die zwischen ersten und zweiten benachbarten Schichten aus einem Halbleitermaterial angeordnet ist, wobei wenigstens ,eine der benachbarten Schichten aus einem anderen Material als die Wellenleiterschicht besteht und wobei eine der benachbarten Schichten einen anderen Leitungstyp als die Wellenleiterschicht hat, so daß zwischen ihnen ein PN-Übergang entsteht, mit einer Anordnung, um wenigstens zwei im Abstand angeordnete, langgestreckte parallele Bereiche der Wellenleiterschicht elektrisch zu pumpen, so daß Lichtphotonen in der Wellei?!:iterschicht erzeugt werden, mit einer geschlossenen Ausbreitungsbahn für die Lichtphotoneri, die in der Wellenleiterschicht verläuft, durch innere Totalreflexion entsteht und die Bereiche der Wellenleiterschicht umfaßt, und mit einer einen Vorsprung enthaltenden Struktur zur Auskopplung des Laserlichts, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (7,9) eine Einrichtung (30,32,33,34) enthält, um den Pumpstromfluß nur auf diese im Abstand angeordneten Bereiche zu begrenzen und daß die Anordnung (7,9) so angeordnet ist, daß die Auskopplung des Laserlichts senkrecht zur Schichtebene ermöglicht wird und daß die Struktur (14) eine periodische Struktur ist, die ein Gitter mit gleichmäßigen räumlichen Abständen bildet, wobei die Gitterabstände einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge des Laserlichts ist und die so ausgerichtet sind, daß ihre Vorsprünge senkrecht zu den im Abstand angeordneten parallelen Bereichen sind.

2. Heteroübergangs-Diodenlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitungsschicht (8) aus GaAs und wenigstens eine (6) der benachbarten Schichten aus GaAIAs bestehen.

3. Heteroübergangs-Diodenlaser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Totalreflexion der Lichtphoteonen an gespaltenen Oberflächen der Lichtwellenleitungsschicht (8) stattfindet.

4. Hetercübergangs-Diodenlaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien des Gitters (14) einen Winkel 45° mit allen gespaltenen Oberflächen (18,20,22,24) bilden.

5. Heteroübergangs-Diodenlaser nach mindestens enem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (14) ein Strich- bzw. Rillengitter ist.

6. Heteroübergangs-Diodenlaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (14) ein Zahngitter ist.

7. Heteroübergangs-Diodenlaser nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, um wenigstens die beiden im Abstand angeordneten, parallelen Bereiche der Wellenleitungschicht elektrisch zu pumpen, langgestreckte Abschnitte (30,32,33,34) einer der benachbarten Schichten (4) sind, wobei diese Abschnitte von Bereichen mit hohem elektrischen Widerstand einer der benachbarten Schichten umgeben sind.

Die Erfindung betrifft einen Heteroübergangs-Diodenlaser mit einer als Lichtwellenleiter dienenden Schicht aus einem Halbleitermaterial, die zwischen ersten und zweiten benachbarten Schichten aus einem s Halbleitermaterial angeordnet ist, wobei wenigstens eine der benachbarten Schichten aus einem anderen Material als die Wellenleiterschicht besteht und wobei eine der benachbarten Schichten einen anderen Leitungstyp als die Wellenleiterschicht hat, so daß zwischen ihnen

to ein PN-Übergang entsteht, mit einer Anordnung, um wenigstens zwei im Abstand angeordnete, langgestreckte parallele Bereiche der Wellenleiterschicht elektrisch zu pumpen, so daß Lichtphotone in der Wellenleiterschicht erzeugt werden, mit einer geschlossenen Aus- breitungsbahn Für die Lichtphotonen, die in der Wellenleiterschicht verläuft, durch innere Totalreflexion entsteht und die Bereiche der Wellenleiterschicht umfaßt, und mit einer einen Vorsprung enthaltenden Struktur zur Auskopplung des Laserlichts.

Ein solcher Diodenlaser ist aus der US-PS 32 48 671 bekannt Dort wird bei einem optisch gepumpten Laser der Austritt des Laserlichts dadurch begrenzt, daß der geometrische Aufbau des aktiven Lasermediums in der Weise vorgenommen wird, daß die vom Laser erzeug ten Lichtphotonen innen reflektiert werden, wenn sie nacheinander stuf Flächen des Lasermediums in einen Winkel treffen, der größer als der kritische Winkel des Materials des Lasermediums ist Sie werden solange reflektiert, bis sie: an einem Ausgangsbereich an einer vor- bestimmten Stelle auf der Oberfläche eines Randes des Lasermediums ankommen.

Bei einem solchen Festkörperdiodenlaser tritt eine relativ große Divergenz des Ausgangsstrahls auf. Sie kann in einer Richtung 30 bis 40° und in der anderen Richtung 10° betragen. Aus diesem Grunde können derartige Festkörperlaser nach dem Stand der Technik noch nicht in Anwendungsgebieten eingesetzt werden, in denen klein s Winkeldivergenzen benötigt werden. Dort werden ;:. Zt. ausschließlich noch Gaslaser ver wendtt.

Aus dem Zeitschriftenartikel »Applied Physics Letters 25 (1974), Nr. 4, Seiten 208 bis 210« ist es bekannt aus einem elektrisch angeregten Halbleiterlaser mit Hilfe verteilter Rückkopplung senkrecht zur Ebene der aktiven Zone (Wellenleiterschicht) einen Strahl auszukoppeln, dessen Divergenz in senkrechter Richtung zu einer die verteilte Rückkopplung bewirkenden periodischen Gitterstruktur sehr gering ist In der anderen Richtung tritt jedoch keine Verringerung der Divergenz

so auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch gepumpten, mit verteilter Rückkopplung arbeitenden Festkörperlaser zu schaffen, dessen Ausgangsstrahl in ijeiden Richtungen eine geringe Diver- genz hat. Diesis: Aufgabe wird bei einem Heteroübergangslaser der eingangs genannten Art dadurch gelöst daß die Anordnung eine Einrichtung enthält, um den Pumpstromfluß nur auf diese im Abstand angeordneten Bereiche zu begrenzen und daß die Anordnung so ange ordnet ist, daß die Auskopplung des Laserlichts senk recht zur Schichtebene ermöglicht wird und daß die Struktur eine periodische Struktur ist, die ein Gitter mit gleichmäßigen räumlichen Abständen bildet, wobei die Gitterabstände einem ganzzahligen Vielfachen der WeI- lenlänge des LEiserlichls ist und die so ausgerichtet sind, daß ihre Vorsprünge senkrecht zu den im Abstand angeordneten parallelen Bereichen sind.

Bei dem Laser gemäß der Erfindung werden infolge