DE60205228T2

DE60205228T2 - Verbesserungen für laser

Info

Publication number: DE60205228T2
Application number: DE60205228T
Authority: DE
Inventors: Haig John MARSH; James Craig HAMILTON
Original assignee: University of Glasgow
Current assignee: University of Glasgow
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: WO2002060021A3; US6717970B2; GB2371407B; DE60205228D1; EP1366547B1; GB0101689D0; WO2002060021A2; EP1366547A2; US20020097765A1; ATE300795T1; GB2371407A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Laservorrichtungen, insbesondere, doch nicht ausschließlich, Halbleiterlaservorrichtungen wie etwa Laserdioden, z.B. eine indexgeführte Einmoden-Laserdiode.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Für viele Anwendungen ist erwünscht, dass Halbleiterlaservorrichtungen mit einem im Wesentlichen einzelnen räumlichen Modenausgang arbeiten. Dieser Ausgang ist, zum Beispiel, für eine gesteigerte Kopplung an Einmodenfasern, und zum Erzeugen von kleinen Punktgrößen mit hohen Lichtstärken erwünscht. Typischerweise verwenden Halbleiterlaserdioden, die Einmodenausgänge erzeugen, indexgeführte Laseraufbauten, die entweder einen Steg- oder einen versenkten Heterostruktur-Wellenleiter aufweisen. Derartige Laserdioden umfassen, wie zum Beispiel in JP-A-1 225 288 offenbart, einen Vorrichtungsaufbau, umfassend ein Substrat, eine obere und eine untere Ladungsträgerbegrenzungsschicht auf dem Substrat, einen Steg, der sich über einen Abschnitt der oberen Begrenzungsschicht erstreckt und den optischen Modus des Lasers seitlich begrenzt, wobei eine Schicht aus einem aktiv lasernden Material zwischen die Begrenzungsschichten eingefügt ist, wobei diese Schicht einen Quantenquellen(QW)-Aufbau umfasst und als ein aktiver Bereich gestaltet ist. Außerdem sind Bereiche aus von der Zusammensetzung her ungeordnetem lasernden Material bereitgestellt, die den aktiven Bereich seitlich begrenzen, wobei die ungeordneten Bereiche eine größere Bandlückenenergie als der aktive Bereich aufweisen.
Das von der Zusammensetzung her ungeordnete lasernde Material kann durch eine Technik bereitgestellt werden, die als Quantenquellenvermischung (QWI) bekannt ist. Es gibt verschiedenste QWI-Techniken wie etwa die störstelleninduzierte Schichtunordnungsherbeiführung, die Ionenimplantation, die störstellenfreie Fehlstellenunordnungsherbeiführung, und eine schädigungsinduzierte Technik.
Obwohl diese Vorrichtungen einen einzelnen räumlichen Modenausgang bereitstellen, ist die gesamte Ausgangsleistung aufgrund des Niveaus der katastrophalen Beschädigung des optischen Spiegels (COMD) an den Enden (Facetten) der Laserdiode begrenzt. Die Laserdiode ist ein gespaltener Halbleiter und enthält als solcher eine hohe Dichte an Fehlstellen und gebrochenen Bindungen, was zur Absorption von erzeugtem Licht führen kann. Licht, das an einer Laserdiodenfacette absorbiert wird, erzeugt Wärme, während sich angeregte Träger nichtstrahlend rekombinieren. Diese Wärme verringert die Bandlückenenergie des Halbleiters, was zu einer Zunahme in der Absorption führt und so eine thermische Instabilität hervorruft, die zur COMD führt.
Techniken des Stands der Technik zur Verbesserung der COMD-Niveaus und folglich der Vorrichtungslebensdauern offenbaren Verfahren zur Herstellung von nichtabsorbierenden Spiegeln (NAM) durch die Verwendung von Nachwachstums- oder störstelleninduzierten Unordnungsherbeiführungs(IID)-Techniken und Passivierung der Facetten durch eine Verdampfung von schwefelhaltigen Verbindungen oder Silizium. Diese Verfahren weisen den Nachteil auf, dass sie verhältnismäßig komplex sind.
Eine alternative Technik des Stands der Technik ist, einen verlustbehafteten begrenzenden Wellenleiter zu verwenden, der die Stärke an den Facetten durch Steigern der Größe des sich ausbreitenden optischen Modus in der senkrechten Rich tung oder Verringern der Wellenlängenbegrenzung in der waagerechten Richtung verringert. Verlustbehaftete begrenzende Wellenleiter weisen den Nachteil auf, dass sie während der Herstellung für Herstellungstoleranzen anfällig sind.
Das Dokument "1.55 micron wavelength-selectable microarray DFB-LD's with monolithically integrated MMI combiner, SOA and EA-modulator", Kudo et al., IEEE Photonics Technology Letters, 12. Jahrgang, Nr. 3, März 2000, beschreibt wellenlängenwählbare Laserlichtquellen. Die beschriebenen Vorrichtungen weisen dicht angeordnete Mehrfachquantenquellen-Wellenleiter mit einzeln gesteuerten Bandlückenwellenlängen auf, die mit einem Multimoden-Interferenzkombinierer kombiniert sind, so dass durch eine passende Auswahl des Quellenkanals zur Verwendung und eine Steuerung der Temperatur der Vorrichtung ein kontinuierliches Spektrum des Wellenlängenausgangs gewählt werden kann.
Das Dokument "Laser structure for generating high optical power in a single mode waveguide", F. Kamacho et al., Electronics Letters, 34. Jahrgang, Nr. 5, März 1998, beschreibt das Kombinieren der Ausgänge von vier Verstärkern unter Verwendung einer 4 × 1-Multimoden-Interferenzkopplung, wobei Phasenunterschiede zwischen den verschiedenen Wellenleitern benötigt werden, um eine Phasenstarrheit zwischen den verschiedenen lasernden Bereichen zu erreichen. Der Laser reguliert die Phasenlänge der vier Verstärker durch Regulieren der Verstärkung jedes lasernden Bereichs selbst.
Es ist eine Aufgabe zumindest eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung, eine Laservorrichtung bereitzustellen, die zumindest einen der oben erwähnten Nachteile verhindert oder mildert.
Es ist eine weitere Aufgabe zumindest einer Ausführungsform zumindest eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiterlaservorrichtung bereitzustellen, die im Vergleich zu Vorrichtungen des Stands der Technik von ähnlicher Länge eine vervielfachte Ausgangsleistung aufweist, während sie ein im Wesentlichen einlappiges Fernfeldausgangsstrahlprofil bewahrt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Nach einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Laservorrichtung bereitgestellt, die
zwei optisch aktive Wellenleiter, die einander im Wesentlichen identisch sind;
einen optisch passiven Interferenzbereich, der eine Multimoden-Interferenzkopplung umfasst, in die ein Ausgang jedes optisch aktiven Wellenleiters gekoppelt ist; und
einen optisch passiven Ausgangswellenleiter, der sich vom Interferenzbereich zu einem Ausgang der Vorrichtung erstreckt,
umfasst, wobei
die Vorrichtung so gestaltet ist, dass ein optisches Signal, das im Ausgangswellenleiter unterhalten wird, über den Interferenzbereich nominell gleich zwischen den beiden optisch aktiven Wellenleitern gespalten wird, und der relative Phasenunterschied zwischen den beiden optisch aktiven Wellenleitern für einen gegebenen optischen Modus, der in den beiden optisch aktiven Wellenleitern unterhalten wird, "null" ist.
In einer bevorzugten und vorteilhaften Ausführung ist die Laservorrichtung eine Halbleiterlaservorrichtung wie etwa eine Laserdiode. Vorzugsweise ist die Halbleiterlaservorrichtung aus einem III–V-Halbleitermaterialsystem wie etwa einem Materialsystem auf Basis von Galliumarsenid (GaAs), das in einem Wellenlängenbereich von im Wesentlichen 600 bis 1300 nm tätig ist, oder alternativ einem Materialsystem auf Basis von Indiumphosphid (InP), das in einem Wellenlängenbereich von im Wesentlichen 1200 bis 1700 nm tätig ist, zum Beispiel AlGaAs oder InGaAsP, hergestellt.
Vorzugsweise sind die lasernden Bereiche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
Vorzugsweise kann zumindest ein Eingang des Ausgangsbereichs einen Ausgangswellenleiter umfassen, und kann der Ausgangswellenleiter quer zwischen Ausgangsenden der zumindest zwei aktiven Wellenleiter angeordnet sein. Die beiden aktiven Wellenleiter sind im Wesentlichen gleich, z.B. im Aufbau und im Betrieb.
Der Interferenzbereich ist ein Multimoden-Interferenzbereich, d.h., eine Multimoden-Interferenz(MMI)kopplung. Diese Anordnung stellt eine Laservorrichtung bereit, die eine Multimoden-Interferenz(MMI)kopplung beinhaltet. In Bezug auf die MMI-Kopplungen für eine 3-dB-MMI oder eine 1 bis 2-dB-MMI wirken zwei Betriebszustände:

(i) ein optisches Signal, das einen einzelnen Wellenleiter der Kopplung herabgestrahlt wird, wird nominell 50/50 zwischen zwei Wellenleitern der Kopplung geteilt, wobei die relativen Phasen eines gegebenen optischen Modus in jedem der beiden Wellenleiter "null" sind; und
(ii) ein optisches Signal, das die beiden Wellenleiter herabgestrahlt wird, wird maximal mit dem einzelnen Wellenleiter gekoppelt werden, wenn die beiden Wellenleiter im Wesentlichen oder tatsächlich identisch sind.

Somit stellen diese Merkmale für die vorliegende Erfindung eine Laservorrichtung bereit, die einen Ausgang aufweist, der im Fernfeld einen im Wesentlichen einzelnen Lappen aufweist.
Vorzugsweise können die aktiven Wellenleiter strombetrieben sein, um in der Laservorrichtung eine optische Verstärkung bereitzustellen. Die aktiven Wellenleiter können Steg- oder versenkte Heterostruktur-Wellenleiter sein. Vorzugsweise können die aktiven Wellenleiter Wellenleiter mit großem op tischem Resonator (LOC), Antiresonanzreflexions-Lichtwellenleiter (ARROW), breite Lichtwellenleitern (WOW), oder dergleichen sein.
Vorzugsweise kann jeder aktive Wellenleiter zumindest teilweise aus einer Kernschicht aus einem aktiv lasernden Material gebildet sein, die zwischen eine erste und eine zweite Mantel/Begrenzungsschicht eingefügt ist, welche auf einem Substrat gebildet sind. Insbesondere kann das aktiv lasernde Material einen Quantenwellen(QW)-Aufbau umfassen oder beinhalten, der als ein optisch aktiver Bereich gestaltet ist.
In einer Abwandlung kann der aktive Bereich seitlich durch Bereiche aus von der Zusammensetzung her vermischtem oder ungeordnetem laserndem Material begrenzt sein. Die ungeordneten Bereiche können eine größere Bandlückenenergie und daher eine geringere optische Absorption als der aktive Bereich aufweisen.
Vorzugsweise kann jeder aktive Wellenleiter einen Stegwellenleiter umfassen, der einen Steg aufweist, welcher in zumindest der zweiten Mantelschicht distal des Substrats gebildet ist.
Insbesondere können die ungeordneten Bereiche durch Quantenquellenvermischung (QWI) gebildet sein. Die QWI wäscht die Quantenquellenbegrenzung der Quellen innerhalb der Kernschicht aus. Die QWI kann störstellenfrei sein. Die QWI-Bereiche können "blauverschoben" sein, d.h., zwischen dem aktiven Bereich, der bei Verwendung elektrisch gepumpt wird, und den passiven Bereichen der QWI, die nicht elektrisch gepumpt werden, ist typischerweise ein Unterschied von zumindest 20 meV oder 30 meV und normalerweise 100 meV oder mehr vorhanden.
Der Ausgangswellenleiter ist optisch passiv. Der Ausgangswellenleiter kann ein Steg- oder ein versenkter Heterostruktur-Wellenleiter sein. Vorzugsweise kann der Ausgangswellenleiter ein Wellenleiter mit großem optischem Resonator (LOC), ein Antiresonanzreflexions-Lichtwellenleiter (ARROW), ein breiter Lichtwellenleiter (WOW), oder dergleichen sein.
Vorzugsweise kann der Ausgangswellenleiter die Kernschicht zwischen die erste und die zweite Mantelschicht eingefügt umfassen.
Der Interferenzbereich ist optisch passiv. Der Interferenzbereich kann eine Steg- oder versenkte Heterostruktur umfassen.
Vorzugsweise kann der Interferenzbereich die Kernschicht zwischen die erste und die zweite Mantelschicht eingefügt umfassen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner außerdem ein Dämpfungsmittel. Das Dämpfungsmittel kann ein geätztes Muster umfassen. Das geätzte Muster kann eine Kerbe, eine Rille, oder dergleichen sein. Vorzugsweise befindet sich das Dämpfungsmittel an einer oder mehr Flächen des Interferenzbereichs neben den aktiven oder dem passiven Wellenleiter. Das Dämpfungsmittel kann sich an einer Fläche auf beiden Seiten des passiven Wellenleiters und/oder an einer Fläche zwischen den aktiven Wellenleitern befinden. Das Dämpfungsmittel kann dazu wirken, falsche Reflexionen, die von Flächenoberflächen ausgehen und eine Ausgangsstrahlqualität der Vorrichtung verschlechtern würden, zu begrenzen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner ein hinteres Ende und ein Ausgangsende. Das hintere Ende kann sich neben den aktiven Wellenleitern befinden. Das Ausgangsende kann sich neben dem Ausgangswellenleiter befinden.
Vorzugsweise kann das hintere Ende eine hintere Oberfläche sein, die einen Überzug mit hoher Reflexionsfähigkeit beinhaltet. Insbesondere kann die hintere Oberfläche ein nichtabsorbierender Spiegel (NAM) sein. Der NAM kann so hergestellt sein, dass Abschnitte des NAM an Enden der aktiven Wellenleiter höhere Bandlückenenergien aufweisen, als die verbleibenden Abschnitte des aktiven Wellenleiters. Die NAMs können durch die gleiche Technik hergestellt werden, die für die Wellenleiter verwendet wird, und können QWI-Bereiche sein.
Vorzugsweise kann das Ausgangsende eine Ausgangskopplung umfassen, so dass ein Teil der optischen Strahlung (des Lichts) in den Ausgangswellenleiter zurück reflektiert wird, während die restliche optische Strahlung aus der Vorrichtung ausgegeben wird. Vorzugsweise kann die Ausgangskopplung ein Teilreflektor sein. Alternativ kann die Ausgangskopplung ein wie im Vorhergehenden beschriebener NAM sein. Ferner kann die Ausgangskopplung einen beugenden Wellenleiter umfassen.
Vorzugsweise kann die Laservorrichtung im Wesentlichen aus einem III–V-Halbleitermaterial hergestellt sein. Insbesondere ist die Vorrichtung auf einem Substrat gezüchtet, so dass die Vorrichtung monolithisch ist. Die Vorrichtung kann eine erste (obere) und eine zweite (untere) elektrische Kontaktschicht umfassen, die Metallisierungen umfassen können. Die erste Kontaktschicht kann die gesamte zweite Mantelschicht oder Teile davon bedecken. Wenn es sich bei der Vorrichtung um einen Stegaufbau handelt, kann der erste Kontakt eine obere/äußere Fläche des Stegs bedecken. Alternativ kann die erste Kontaktschicht zumindest (einen) Teile) des Stegs bedecken, der nur den aktiven Wellenleitern entspricht.
Die Vorrichtung wird vorzugsweise durch die folgenden Schritte hergestellt:

(i) Bilden, in der Reihenfolge, einer ersten optischen Mantel-/Ladungsträgerbegrenzungsschicht; einer Kernschicht (in der optional ein Quantenquellen-(QW)-Aufbau gebildet ist); und einer zweiten optischen Mantel-/Ladungsträgerbegrenzungsschicht;
(ii) Auswählen von Bereichen der Vorrichtung als die lasernden Bereiche, den Interferenzbereich und den Ausgangsbereich.

Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren die folgenden weiteren Schritte:

(iii) Bilden des Interferenzbereichs und des Ausgangsbereichs;
(iv) Definieren von Wellenleitermitteln in den lasernden Bereichen, dem Interferenzbereich und dem Ausgangsbereich.

Vorzugsweise umfasst das Wellenleitermittel einen Steg oder Stege, der/die in zumindest der zweiten Mantelschicht gebildet ist/sind.
Schritt (i) kann durch bekannte Wachstumstechniken wie etwa Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder metallorganische chemische Bedampfung (MOCVD) durchgeführt werden.
Vorzugsweise werden der optisch passive Interferenzbereich und der optisch passive Ausgangsbereich in Schritt (iii) durch eine Quantenquellenvermischungs(QWI)-Technik gebildet, die vorzugsweise Folgendes umfassen kann: ein Erzeugen von Fehlstellen in den passiven Bereichen, oder alternativ ein Implantieren und Diffundieren von Ionen in die passiven Bereiche, und ein Ausheilen, um Bereiche mit von der Zusammensetzung her ungeordnetem Material in der Kernschicht zu schaffen, die eine größere Bandlücke als der QW-Aufbau aufweisen.
Die passiven Bereiche können daher durch Quantenquellenvermischung (QWI) gebildet werden.
Vorzugsweise kann Schritt (iv) durch bekannte Ätztechniken wie etwa Trockenätzen oder Nassätzen erreicht werden.
Vorzugsweise kann das Verfahren durch Bereitstellen eines Substrats beginnen, auf dem in der Reihenfolge die erste Mantelschicht, die Kernschicht und die zweite Mantelschicht gezüchtet werden.
Vorzugsweise kann Schritt (iii) durch Erzeugen von störstellenfreien Fehlstellen durchgeführt werden, und kann er insbesondere eine schädigungsinduzierte Technik verwenden, um eine Quantenquellenvermischung zu erreichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen Technik kann das Verfahren die folgenden Schritte beinhalten:
Ablagern einer dielektrischen Schicht wie etwa Siliziumdioxid (SiO2) unter Verwendung eines Diodenzerstäubers und in einer Atmosphäre im Wesentlichen aus Argon auf zumindest einem Teil einer Oberfläche des Halbleiterlaservorrichtungsmaterials, um zumindest in einen Teil des Materials neben der dielektrischen Schicht punktförmige Strukturdefekte einzubringen;
optionales Ablagern einer weiteren dielektrischen Schicht durch eine nichtsputternde Technik wie etwa plasmaunterstützte chemische Aufdampfung (PECVD) auf zumindest einem anderen Teil der Oberfläche des Materials; und
Ausheilen des Materials, wodurch Gallium vom Material in die dielektrische Schicht übertragen wird. Eine derartige Technik ist in der mit "Method of Manufacturing Optical Devices and Related Improvements" betitelten, ebenfalls anhängigen Patentanmeldung des vorliegenden Anmelders, die das gleiche Einreichdatum wie die vorliegende Anmeldung aufweist, und deren Inhalt hierin verweisend aufgenommen ist, beschrieben.
Vorzugsweise kann das Verfahren den Schritt des Aufbringens einer Kontaktschicht auf eine Oberfläche der ersten Mantelschicht, oder insbesondere des Substrats, und einer anderen Kontaktschicht auf eine Oberfläche des Stegs beinhalten.
In einer Abwandlung kann auf der zweiten Mantelschicht eine andere Schicht gezüchtet werden, wobei zumindest ein Teil dieser anderen Schicht einen Abschnitt oder Abschnitte des Stegs umfassen kann.
Vorzugsweise können die aktiven Wellenleiter optisch aktive Bereiche sein, und können der Interferenzbereich und der Ausgangsbereich optisch passive Bereiche sein.
In einer Abwandlung kann das Verfahren vorzugsweise in Schritt (iii) das Bilden von Bereichen aus von der Zusammensetzung her ungeordnetem laserndem Material beinhalten, die die lasernden Bereiche seitlich begrenzen. Diese Bereiche können den Steg beim Begrenzen des optischen Modus (der optischen Moden) der Vorrichtung unterstützen.
Vorteilhafterweise kann neben dem Ausgangsbereich ein weiterer Bereich aus von der Zusammensetzung her ungeordnetem laserndem Material gebildet werden. Dieser weitere Bereich kann breiter als der Ausgangsbereich sein, und kann bei Verwendung als ein beugender Bereich an einem Ausgangsende der Laservorrichtung wirken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur beispielhaft beschrieben werden, wobei
1 eine Querschnittansicht einer Laservorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische perspektivische Ansicht von einer Seite, einem Ende und oberhalb der Laservorrichtung von 1 ist; und
3 eine Querschnittansicht eines Lasers nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Unter anfänglicher Bezugnahme auf 1 und 2 ist eine im Allgemeinen mit 10 bezeichnete Laservorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Vorrichtung 10 ist in dieser Ausführungsform eine Halbleitervorrichtung in der Form einer Laserdiode, umfassend lasernde Bereiche in der Form von optisch aktiven Wellenleitern 12, 14, einen Interferenzbereich, in den ein Ausgang jedes aktiven Wellenleiters 12, 14 gekoppelt ist, und einen Ausgangswellenleiter 18, der sich von einem Ausgang des Interferenzbereichs 16 zu einem Ausgang 20 der Vorrichtung 10 erstreckt.
Die aktiven Wellenleiter 12, 14 sind einander in dieser Ausführungsform im Wesentlichen identisch, und sind in einer im Wesentlichen parallelen Beziehung zueinander und in einer im Wesentlichen querverlaufenden Beziehung zu einer hinteren Oberfläche 22 der Vorrichtung 10 angeordnet. Der Ausgangswellenleiter 18 ist im Wesentlichen an einem Mittelpunkt zwischen Enden 24, 26 der aktiven Wellenleiter 12, 14 quer angeordnet.
Der Interferenzbereich 16 ist ein Multimoden-Interferenzbereich, und ist in der Technik als eine Multimoden-Interferenz(MMI)kopplung bekannt. Ausgangsstrahlen von den aktiven Wellenleitern 12, 14 interferieren im Inneren der MMI-Kopplung 16, die ein Multimoden-Wellenleiter ist. Bei Verwendung stellt die MMI-Kopplung im Fernfeld vom Ausgang 20 einen einlappigen Ausgang bereit. Die MMI-Kopplung 16 umfasst einen Wellenleiter, der dazu bestimmt ist, eine größere Anzahl von Moden (typischerweise mehr als oder gleich 3) zu unterhalten. Um Licht in den Multimoden-Wellenleiter zu senden und Licht daraus wiederzugewinnen, ist an seinem Eingangsende und an seinem Ausgangsende eine Anzahl von (gewöhnlich einmodigen) Zugangswellenleitern bereitgestellt. Derartige MMI-Vorrichtungen werden im Allgemeinen als N × M-Kopplungen bezeichnet, wobei N und M die Anzahl der Eingangs- bzw. Ausgangswellenleiter ist. In diesem Fall ist N mehr als oder gleich 2, und M = 1. MMI-Kopplungen wurden in der Literatur beschrieben, z.B. in "Useful Formulas for Multimode Interference Power Splitter/Combine Design", FERRERAS et al., IEEE Photonics Tech. lett, 5. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 1993, Seite 1224–1227; "Optical Multi-Mode Interference Devices Based on Self-Imagity: Principles and Applications", SOLDANO et al., Journal of Lightwave tech, 13. Jahrgang, Nr. 4, April 1995, Seite 615–627, deren Inhalte hierin verweisend aufgenommen sind.
Man wird verstehen, dass die gesamte Vorrichtung 10 in einem einzelnen optischen Modus tätig ist. Nachdem sie durch die Ausgangsfacette 20, 20a reflektiert wurde, verläuft eine optische Welle entlang des Ausgangswellenleiters 18, 18a und wird sie in die MMI-Kopplung 16, 16a gesendet.
Die MMI-Kopplung ist so gestaltet, dass das Licht, das durch den MMI-Bereich verläuft, abgebildet wird, um an den Eingängen zu den aktiven Abschnitten 24, 24a und 26, 26a zwei Punkte zu bilden. Die Phasen der optischen Wellen sind an den Eingängen zu den aktiven Wellenleitern identisch. Die optischen Wellen verlaufen entlang der aktiven Wellenleiter und werden verstärkt. Die Wellen werden dann von der Facette 22, 22a reflektiert und verlaufen entlang der aktiven Wellenleiter zur MMI-Kopplung. Wenn die optischen Wellen, die sich von den aktiven Wellenleitern in die MMI-Kopplung ausbreiten, an den Punkten 24, 24a und 26, 26a identische Phasen aufweisen, wird das Licht von beiden aktiven Wellenleitern im MMI-Abschnitt interferieren, um am Eingang zum Ausgangswellenleiter 18, 18a einen einzelnen Punkt zu bilden. Da dies der einzige stabile Modus ist, in dem die Vorrichtung lasern kann, wird die Vorrichtung ihren Betrieb so regulieren, dass die Phasen der optischen Wellen, die sich von den aktiven Wellenleitern in die MMI-Kopplung ausbreiten, identisch sind. Auf diese Weise kombiniert die Vorrichtung die Verstärkung von zwei gesonderten Verstärkungsabschnitten in einen einzelnen lasernden Modus.
Die Geometrie einer MMI-Kopplung ist von einer solchen Art, das die Wellenleiter des aktiven Abschnitts typischerweise eng aneinander liegen (Trennungsabstand 2 bis 5 Mikron), und bei vielen Gestaltungen von aktiven Wellenleitern besteht eine gewisse optische Kopplung zwischen den Wellenleitern, die sich aus ihrer engen Nähe ergibt. In dem Fall, in dem nur zwei im Wesentlichen identische Wellenleiter vorhanden sind, wird eine derartige Kopplung die Ausbreitung von Licht in den beiden Wellenleitern in einer im Wesentlichen identischen Weise beeinflussen. Die optische Kopplung wird daher keine Auswirkung auf die relativen Phasen der optischen Wellen aufweisen, die sich an den Punkten 24, 24a und 26, 26a von den aktiven Wellenleitern in die MMI-Kopplung ausbreiten. Eine derartige optische Kopplung kann sogar dazu dienen, den Betrieb der Vorrichtung zu stabilisieren. Im Gegensatz dazu wird die optische Kopplung die Phase der optischen Welle für jeden Wellenleiter unterschiedlich beeinflussen und wird sie im Allgemeinen für das Erreichen der richtigen Phasenbeziehung zwischen den optischen Wellen, die sich von den aktiven Wellenleitern in die MMI-Kopplung ausbreiten, nachteilig sein, wenn mehr als zwei aktive Wellenleiter verwendet werden.
Nun wird konkret auf 2 Bezug genommen. 2 zeigt den Aufbau der Vorrichtung 10 einschließlich des geschichteten Aufbaus des Materials, aus dem die Vorrichtung 10 hergestellt ist. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Substrat 36, eine erste (untere) optische Mantel-/Ladungsträgerbegrenzungsschicht 28, eine Kernführungs-/aktiv lasernde Schicht 30, und eine zweite obere optische Mantel-/Ladungsträgerbegrenzungsschicht 32. Die Kernschicht 30 ist wie im Vorhergehenden unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, und umfasst ein aktiv laserndes Material einschließlich eines Quantenquellen(QW)-Aufbaus (von Quantenquellen-Aufbauten) 34.
Ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 10 beginnt mit einer Bereitstellung einer Substratschicht 36. Das Substrat 36 in dieser Ausführungsform ist Galliumarsenid (GaAs), das stark n-typ-dotiert ist. Auf der Substratschicht 36 ist die erste Mantelschicht 28 gezüchtet. Die erste Mantelschicht 28 umfasst Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs), das zu einer ersten Konzentration n-typ-dotiert ist. Diese erste Mantelschicht 28, die z.B. einen Brechungsindex von etwa 3,0 bis 3,5 aufweist, ist typischerweise etwa 1 bis 3 μm dick.
Auf der ersten Mantelschicht 28 ist die Kernführungsschicht 30 gezüchtet, die ebenfalls AlGaAs umfasst. Die Kernführungsschicht kann im Wesentlichen intrinsisch oder, jedoch zu einer zweiten Konzentration, n-typ-dotiert sein. Die Kernführungsschicht, die z.B. einen Brechungsindex von etwa 3,0 bis 3,5 aufweist, wird zu einer Dicke von einigen hundert nm gezüchtet. Im Inneren der aktiven Schicht 30 ist ein Quantenquellen(QW)-Aufbau 34 eingebettet. Dieser QW- Aufbau 34 ist in der Mitte der Schicht distal des Substrats 36 eingebettet.
Auf der aktiven Schicht 30 ist die zweite Mantelschicht 32 gezüchtet. Die zweite Mantelschicht 32 ist p-typisch mit einer Dotierungskonzentration, die der ersten Konzentration im Wesentlichen gleich ist. Die zweite Mantelschicht 32 ist ebenfalls aus AlGaAs mit einer Dicke und einem Brechungsindex ähnlich jenen der ersten Mantelschicht 28 hergestellt. Somit ist der Quantenquellen-Aufbau 34 zwischen einer p-Typ- und einer n-Typ-Mantelschicht 32 bzw. 28 eingefügt. Die aktive Schicht 30 weist einen höheren Berechungsindex als die Mantelschichten 28, 32 auf.
Eine selektive QWI-Maske (nicht gezeigt) wird dann über Abschnitten der Vorrichtung angeordnet, um Abschnitte als QWI-maskiert zu belassen. Diese Abschnitte sind der Interferenzbereich 16 und der Ausgangswellenleiter 18. Die Technik, die bevorzugt verwendet wird, um im Quantenquellen-Aufbau eine Quantenquellenvermischung (QWI) zu schaffen, ist eine schädigungsinduzierte Technik, die Fehlstellen verwendet. Man wird jedoch verstehen, das innerhalb dieser Erfindung jede beliebige andere Quantenquellenvermischungstechnik verwendet werden könnte, die einen Unterschied in der Bandlückenenergie zwischen dem Quantenquellen-Aufbau 34 und den QW-vermischten Bereichen 16, 18 erreicht. Die schädigungsinduzierte Technik erfordert ein Ablagern einer dielektrischen Schicht wie etwa Siliziumdioxid (SiO₂) unter Verwendung eines Diodenzerstäubers und in einer Atmosphäre im Wesentlichen aus Argon auf zumindest einem Teil einer Oberfläche des Halbleiterlaservorrichtungsmaterials, um zumindest in einen Teil des Materials neben der dielektrischen Schicht punktförmige Strukturdefekte einzubringen; ein optionales Ablagern einer weiteren dielektrischen Schicht durch eine nichtsputternde Technik wie etwa plasmaunterstützte chemische Aufdampfung (PECVD) auf zumindest einem anderen Teil der Oberfläche des Materials; ein Ausheilen des Materials, wodurch Gallium vom Material in die dielektrische Schicht übertragen wird.
Während der Herstellung werden nach dem Ausheilen der Vorrichtung 10 Abschnitte der zweiten Mantelschicht 32a an beiden Seiten des Bereichs, in dem Stege 36, 38, 40, 42 gebildet werden sollen, durch bekannte lithographische Techniken weggeätzt, sobald eine geeignete Ätzmaske über den Bereichen angeordnet wurde, die die Stege 36, 38, 40, 42 definieren.
Während des Wachstums des Materials kann eine letzte Schicht gezüchtet werden, wobei diese Schicht eine stark dotierte p-Typ-GaAs-Schicht 44 ist. Die stark dotierte Schicht 44 wirkt als die obere Kontaktschicht für die Vorrichtung 10. Somit ist die in 2 gezeigte Vorrichtung 10a eine monolithische Halbleiterlaservorrichtung. Die lasernden Bereiche 12, 14 der Laservorrichtung 10 befinden sich innerhalb der aktiven Schicht 30 und sind durch die obigen Stege 38, 40 im Quantenquellen-Aufbau 34 begrenzt. Die QW-vermischten Bereiche 16, 18 der aktiven Schicht 30 werden eine höhere Bandlückenenergie und eine geringere Absorption als der Quantenquellen-Aufbau 34 aufweisen, als ursprünglich gezüchtet wurde und in den lasernden Bereichen, d.h. den aktiven Wellenleitern 12, 14, bewahrt ist.
In einer Abwandlung können durch Ändern der Größe der Maske und durch mehr als einmaliges Durchführen der QWI an der Vorrichtung 10 weitere QWI-Bereiche (nicht gezeigt) auch seitlich, d.h. an beiden Seiten, der aktiven Wellenleiter 12, 14 geschaffen werden, um eine weitere Begrenzung des optischen Modus zu unterstützen. Eine zusätzliche QWI kann an einem oder beiden Enden 20, 22 der Vorrichtung 10 durchgeführt werden, um einen beugenden Abschnitt oder Abschnitte zu schaffen.
Bei Verwendung wird die Vorrichtung 10 durch das Anlegen von Strom über Kontaktmetallisierungen 46, 48 an den Stegen 38, 40 bzw. an einer Oberfläche des Substrats 36 angetrieben. In den aktiven Wellenleitern 12, 14 werden Verstärkungsbereiche geschaffen, und zusammen mit reflektiven Überzügen an der hinteren Oberfläche 22 und der Ausgangsfacette 20 wird ein Laserresonator definiert, wobei die MMI-Kopplung Moden hoher Ordnung filtert, um im Wesentlichen die Grundschwingung als den in Verwendung stehenden optischen Ausgang zu belassen.
Die hintere Oberfläche 22 weist einen stark reflektiven Überzug, d.h., typischerweise > 90%, auf, und in der ersten Ausführungsform, die in 1 und 2 gezeigt ist, werden auch nichtabsorbierende Spiegel (NAMs) 52, 54 als Rückreflektoren verwendet. Abschnitte der NAMs 52, 54 unter den Stegen 58, 40a sind QWI-Bereiche, um die Erwärmung an der hinteren Oberfläche 22 zu verringern. Am Ausgang 20 wird ein antireflektiver Überzug (nicht gezeigt) verwendet, um einen Teil des erzeugten Lichts in die Vorrichtung 10 zurück zu reflektieren, während der Rest einen Ausgang der Vorrichtung 10 bildet.
Unter Bezugnahme. auf 3 ist eine im Allgemeinen mit 10a bezeichnete Laservorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Vorrichtung 10a ist der Vorrichtung 10 im Wesentlichen ähnlich, und demgemäß werden gleiche Teile durch die gleiche Namensgebung unter Hinzufügung von "a" identifiziert. Der Aufbau und der Betrieb der Vorrichtung 10a sind mit Ausnahme des Zusatzes eines beugenden Bereichs 56a an einem Ausgang der Vorrichtung 10a im Wesentlichen wie im Vorhergehenden unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. Der beugende Bereich 56a umfast ein von der Zusammensetzung her ungeordnetes laserndes Material (QWI-Material) innerhalb der aktiven Schicht 30a, das breiter als die Breite des Ausgangswellenleiters 18a ist. Der beugende Bereich 56a wird wie im Vorhergehenden beschrieben durch QWI gebildet. Indem der beugende Bereich 56a als ein beugender Wellenleiter tätig ist, gestattet er der Vorrichtung 10a, im Vergleich zur Vorrichtung 10 der ersten Ausführungsform über eine vergrößerte Ausgangsleistung zu verfügen, da der Ausgangsstrahl über die Ausgangsendefacette 20a ausgebreitet wird. Diese Verringerung der Stärke an der Ausgangsfacette 20a bedeutet, dass die Ausgangsleistung auf ein höheres Niveau erhöht werden kann, bevor eine katastrophale Beschädigung des optischen Spiegels (COMD) auftritt.
Fachleute werden verstehen, dass an der vorliegenden Erfindung Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von ihrem Umfang abzuweichen.
Man wird insbesondere verstehen, dass ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung darin besteht, dass durch die Verwendung eines Interferenzbereichs im Inneren der Vorrichtung in einer Vorrichtung von gegebener Länge im Vergleich zu Vorrichtungen des Stands der Technik von dieser gegebenen Länge eine erhöhte Ausgangsleistung und ein schmales waagerechtes Fernfeldstrahlmuster erreichbar sind.

Claims

Laservorrichtung (10), umfassend optisch aktive Wellenleiter (12, 14), die einander im Wesentlichen identisch sind; einen optisch passiven Interferenzbereich (16), der eine Multimoden-Interferenzkopplung umfasst, in die ein Ausgang jedes optisch aktiven Wellenleiters gekoppelt ist; und einen optisch passiven Ausgangswellenleiter (18), der sich vom Interferenzbereich zu einem Ausgang (20) der Vorrichtung erstreckt, wobei die Vorrichtung so gestaltet ist, dass ein optisches Signal, das im Ausgangswellenleiter unterhalten wird, über den Interferenzbereich nominell gleich zwischen den optisch aktiven Wellenleitern gespalten wird, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der relative Phasenunterschied zwischen den optisch aktiven Wellenleitern für einen gegebenen optischen Modus, der in den optisch aktiven Wellenleitern unterhalten wird, "null" ist, und die Anzahl der optisch aktiven Wellenleiter "zwei" ist.
Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Laservorrichtung eine Halbleiterlaservorrichtung ist.
Laservorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Halbleiterlaservorrichtung aus einem III–V-Halbleitermaterialsystem hergestellt ist.
Laservorrichtung nach Anspruch 3, wobei das III–V-Halbleitermaterialsystem aus einem Materialsystem auf Galliumarsenidbasis, das in einem Wellenlängenbereich von im Wesentlichen 600 bis 1300 nm tätig ist, und einem Materialsystem auf Indiumphosphidbasis, das in einem Wellenlängenbereich von im Wesentlichen 1200 bis 1700 nm tätig ist, gewählt wird.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optisch aktiven Wellenleiter (12, 14) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Laservorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Ausgangswellenleiter (18) einen Ausgangsbereich definiert, und der Ausgangswellenleiter quer zwischen Ausgangsenden (24, 26) der beiden aktiven Wellenleiter (12, 14) angeordnet ist.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktiven Wellenleiter (12, 14) strombetrieben sind, um in der Laservorrichtung (10) eine optische Verstärkung bereitzustellen.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktiven Wellenleiter (12, 14) Steg- (38, 40) oder versenkte Heterostruktur-Wellenleiter sind.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktiven Wellenleiter (12, 14) aus Wellenleitern mit großem optischem Resonator LOC, Antiresonanzreflexions-Lichtwellenleitern ARROW oder breiten Lichtwellenleitern WOW gewählt sind.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder aktive Wellenleiter (12, 14) zumindest teilweise aus einer Kernschicht (30) aus einem aktiv lasernden Material gebildet ist, die zwischen eine erste und eine zweite Mantelschicht (28, 32) eingefügt ist, welche auf einem Substrat gebildet sind.
Laservorrichtung nach Anspruch 10, wobei das aktiv lasernde Material (30) einen Quantenquellenvermischungs- QWI-Aufbau umfasst, der als ein optisch aktiver Bereich gestaltet ist.
Laservorrichtung nach Anspruch 11, wobei der aktive Bereich (30) seitlich durch Bereiche aus von der Zusammensetzung her vermischtem oder ungeordnetem laserndem Material begrenzt ist, wobei die ungeordneten Bereiche eine größere Bandlückenenergie und eine geringere optische Absorption als der aktive Bereich aufweisen.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei jeder aktive Wellenleiter (12, 14) einen Stegwellenleiter umfasst, der einen Steg (38, 40) aufweist, welcher in zumindest der zweiten Mantelschicht distal des Substrats gebildet ist.
Laservorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die ungeordneten Bereiche durch Quantenquellenvermischung QWI gebildet sind.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei der Ausgangswellenleiter (18) ein Steg- (42) oder versenkter Heterostruktur-Wellenleiter ist.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, wobei der Ausgangswellenleiter (18) aus einem Wellenleiter mit großem optischem Resonator LOC, einem Antiresonanzreflexions-Lichtwellenleiter ARROW oder einem breiten Lichtwellenleiter WOW gewählt ist.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, wobei der Ausgangswellenleiter (18) eine Kernschicht (30) umfasst, die zwischen eine erste und eine zweite Mantelschicht (28, 32) eingefügt ist.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Interferenzbereich (16) eine Steg- (36) oder versenkte Heterostruktur umfasst.
Laservorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Interferenzbereich (16) die zwischen die erste und die zweite Mantelschicht (28, 32) eingefügte Kernschicht (30) umfasst.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ferner ein Dämpfungsmittel umfasst.
Laservorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Dämpfungsmittel ein geätztes Muster umfasst.
Laservorrichtung nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, wobei sich das Dämpfungsmittel an einer oder mehr Flächen des Interferenzbereichs (16) neben den aktiven oder dem passiven Wellenleiter (12, 14, 18) befindet.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei sich das Dämpfungsmittel an einer Fläche auf beiden Seiten des passiven Wellenleiters (18) und/oder an einer Fläche zwischen den aktiven Wellenleitern (12, 14) befindet.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 23, wobei die Vorrichtung (10) ferner ein hinteres Ende (52, 54) und ein Ausgangsende (20) umfasst, wobei sich das hintere Ende neben den aktiven Wellenleitern (12, 14) befindet, während sich das Ausgangsende neben dem Ausgangswellenleiter (18) befindet.
Laservorrichtung nach Anspruch 24, wobei das hintere Ende eine hintere Oberfläche ist, die einen Überzug mit hoher Reflexionsfähigkeit beinhaltet.
Laservorrichtung nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, wobei die hintere Oberfläche ein nichtabsorbierender Spiegel (52, 54) ist.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei das Ausgangsende (20) eine Ausgangskopplung umfasst, so dass ein Teil der optischen Strahlung in den Ausgangswellenleiter zurück reflektiert wird, während die restliche optische Strahlung aus der Vorrichtung ausgegeben wird.
Laservorrichtung nach Anspruch 27, wobei die Ausgangskopplung ein Teilreflektor oder ein NAM ist.
Laservorrichtung nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, wobei die Ausgangskopplung einen beugenden Wellenleiter umfasst.
Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laservorrichtung (10) im Wesentlichen aus. einem III–V-Halbleitermaterial hergestellt ist, wobei die Vorrichtung auf einem Substrat (36) gezüchtet ist, so dass die Vorrichtung monolithisch ist.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 30, wobei die Vorrichtung (10) eine erste und eine zweite elektrische Kontaktschicht (46, 48) umfasst, wobei die erste Kontaktschicht die gesamte zweite Mantelschicht oder Teile davon bedeckt.
Verfahren zur Herstellung der Laservorrichtung nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte: Bilden, in der Reihenfolge, einer ersten optischen Mantel-/Ladungsträgerbegrenzungsschicht (28); einer Kernschicht (30), in der optional ein Quantenquellen- QW-Aufbau gebildet ist; und einer zweiten optischen Mantel-/Ladungsträgerbegrenzungsschicht (32); und Auswählen von Bereichen der Vorrichtung als die beiden im Wesentlichen identischen optisch aktiven Wellenleiter (12, 14), die Multimoden-Interferenzkopplung des optisch passiven Interferenzbereichs (16), und den optisch passiven Ausgangswellenleiter, damit die Vorrichtung so gestaltet ist, dass ein optisches Signal, das im Ausgangswellenleiter unterhalten wird, über den Interferenzbereich nominell gleich zwischen den beiden optisch aktiven Wellenleitern gespalten wird und der relative Phasenunterschied zwischen den beiden optisch aktiven Wellenleitern für einen gegebenen optischen Modus, der in den beiden optisch aktiven Wellenleitern unterhalten wird, "null" ist.
Verfahren nach Anspruch 32, beinhaltend den Schritt des Bildens der Wellenleiter als Steg oder Stege (36, 38, 40, 42) in zumindest der zweiten Mantelschicht (32).
Verfahren nach Anspruch 32, wobei der Bildungsschritt durch eine Wachstumstechnik durchgeführt wird, die aus der Molekularstrahlepitaxie MBE und der metallorganischen chemischen Bedampfung MOCVD gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 32, beinhaltend das Bilden des optisch passiven Interferenzbereichs (16) und des optisch passiven Ausgangsbereichs (18) unter Verwendung einer Quantenquellenvermischungs-QWI-Technik.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei die Quantenquellenvermischungs-QWI-Technik Folgendes umfasst: Erzeugen von Fehlstellen in den passiven Bereichen, und Ausheilen, um Bereiche mit von der Zusammensetzung her ungeordnetem Material in der Kernschicht zu schaffen, die eine größere Bandlücke als der Quantenquellen-QW-Aufbau aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 36, wobei das Verfahren durch Bereitstellen eines Substrats (36) beginnt, auf dem die erste Mantelschicht (28), die Kernschicht (30) und die zweite Mantelschicht (32) gezüchtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 37, ferner umfassend die folgenden Schritte: Ablagern einer dielektrischen Schicht unter Verwendung eines Diodenzerstäubers und in einer Atmosphäre im Wesentlichen aus Argon auf zumindest einem Teil einer Oberfläche des Halbleiterlaservorrichtungsmaterials, um zumindest in einen Teil des Materials neben der dielektrischen Schicht punktförmige Strukturdefekte einzubringen; optionales Ablagern einer weiteren dielektrischen Schicht durch eine nichtsputternde Technik wie etwa plasmaunterstützte chemische Aufdampfung PECVD auf zumindest einen anderen Teil der Oberfläche des Materials; und Ausheilen des Materials, wodurch Ionen oder Atome vom Material in die dielektrische Schicht übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 37, ferner beinhaltend das Aufbringen einer Kontaktschicht (48) auf eine Oberfläche des Substrats und einer anderen Kontaktschicht (46) auf eine Oberfläche des Stegs.
Verfahren nach Anspruch 32, ferner umfassend das Bilden von Bereichen aus von der Zusammensetzung her ungeordnetem laserndem Material, das die aktiven Wellenleiter seitlich begrenzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 40, ferner beinhaltend das Bilden eines weiteren Bereichs aus von der Zusammensetzung her ungeordnetem laserndem Material neben dem Ausgangsbereich, wobei dieser weitere Bereich breiter als der Ausgangsbereich ist und bei Verwendung als ein beugender Bereich an einem Ausgangsende der Laservorrichtung wirkt.