DE60308566T2 - Organische vertical-cavity-laser-vorrichtungen mit periodischen verstärkungsbereichen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Leuchtvorrichtungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung organische Festkörperlaser.
  • Flächenemittierende Vertical-Cavity-Laser (VCSEL) auf Basis anorganischer Halbleiter (z.B. AlGaAs) werden seit Mitte der 80er Jahre entwickelt (K. Kinoshita et al., IEEE J. Quant. Electron. QE-23, 882 [1987]). Mittlerweile wurde ein Punkt erreicht, an dem AlGaAs-basierende VCSEL mit einer Abstrahlung von 850 nm von mehreren Unternehmen hergestellt werden und eine Lebensdauer von mehr als 100 Jahren aufweisen (K. D. Choquette et al., Proc. IEEE 85, 1730 [1997]). Mit dem in den vergangenen Jahren verzeichneten Erfolg dieser Nahinfrarot-Laser hat sich die Aufmerksamkeit auf weitere Systeme aus anorganischen Materialien zur Herstellung von VCSEL gerichtet, die Licht im sichtbaren Wellenbereich abstrahlen (C. Wilmsen et al., Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers, Cambridge University Press, Cambridge, 2001). Für sichtbare Laser gibt es zahlreiche erfolgreiche Anwendungen, beispielsweise Anzeige, lesbare oder beschreibbare optische Speicher und Telekommunikation über kurze Strecken unter Verwendung kunststoffoptischer Fasern (T. Ishigure et al., Electron. Lett. 31, 467 [1995]). Trotz des weltweiten Bemühens zahlreicher industrieller und akademischer Laboratorien ist es noch ein weiter Weg bis zur Herstellung wirtschaftlicher Laserdioden (entweder kantenemittierender LEDs oder VCSELs), die das sichtbare Spektrum umspannen.
  • In dem Bemühen zur Herstellung von VCSELs mit sichtbarer Wellenlänge wäre es vorteilhaft, anorganische Systeme aufzugeben und sich auf organische Lasersysteme zu konzentrieren. Organische Materialien haben Eigenschaften, die sie für Verstärkungsmedien in diesen Lasern geeignet machen, wie beispielsweise niedrige Streu-/Absorptionsverluste und hohe Quanteneffizienz. Organische Laser bieten gegenüber anorganischen Systemen insofern zahlreiche Vorteile, als dass sie relativ preisgünstig herzustellen sind und so ausgelegt werden können, dass sie über den gesamten sichtbaren Bereich abstrahlen.
  • Der übliche Weg zur Herstellung eines wirtschaftlichen Laserdiodensystems besteht in der Verwendung einer elektrischen Injektion im Unterschied zum optischen Pumpen, um die notwendige Populationsinversion in der aktiven Region der Vorrichtung zu erzeugen. Dies ist für anorganische Systeme der Fall, da deren optisch gepumpte Schwellenwerte für großflächige Vorrichtungen im Bereich von 104 W/cm2 liegen (siehe P. L. Gourley et al., Appl. Phys. Lett. 54, 1209 [1989]). Derartig hohe Leistungsdichten sind nur erreichbar, indem man andere Laser als Pumpquellen verwendet, wodurch der Weg für anorganische Laserkavitäten ausgeschlossen ist. Ungepumpte organische Lasersysteme weisen stark reduzierte kombinierte Streu-/Absorptionsverluste (~0,5 cm–1) auf der Laserwellenlänge auf, insbesondere wenn eine Kombination aus Wirt und Dotierung als aktives Medium verwendet wird. Optisch gepumpte Leistungsschwellenwerte unterhalb von 1 W/cm2 sollten daher erzielbar sein, insbesondere wenn ein VCSEL-basierendes Mikrokavitätendesign verwendet wird, um das aktive Volumen zu minimieren (das niedrigere Schwellenwerte bewirkt). Bei diesen Leistungsschwellenwerten wird es möglich, organische Vertical-Laser-Cavities mithilfe inkohärenter Leuchtdioden (LEDs) optisch zu pumpen. Dieses Ergebnis ist für amorphe organische Lasersysteme von großer Bedeutung, da deren Ansteuerung durch elektrische Injektion bis dato nicht möglich war, und zwar vorwiegend aufgrund der niedrigen Trägermobilität organischer Materialien (N. Tessler et al., Appl. Phys. Lett. 74, 2764 [1999]).
  • Um Schwellenwerte unterhalb von 1 W/cm2 zu erreichen, bedarf es einer optimalen Nutzung der Pumpenstrahlenergie. Für anorganische Vertical-Cavity-Lasersysteme beschrieben Brueck et al. (US-A-4,881,236) und Coldren et al. (US-A-4,873,696), dass durch Ausrichten des Verstärkungsmediums auf die Wellenbäuche des elektromagnetischen Stehwellenfeldes des Lasers unerwünschte Spontanemission erheblich reduziert und der Laserleistungs-Umwandlungswirkungsgrad verbessert wird. Bislang wurden diese Ideen noch nicht auf organische Lasersysteme angewandt.
  • Kozlov et al (US-A-6,160,828) beschreiben einen Laser mit einer gestapelten Anordnung von OVCSEL-Strukturen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine organische flächenemittierende Laseranordnung bereitzustellen, die insbesondere geeignet ist, um eine Optimierung des organischen Aktivbereichs, eine Verbesserung des Leistungsumwandlungswirkungsgrads und eine Beseitigung unerwünschter parasitärer Spontanemission zu ermöglichen.
  • Diese Aufgaben werden durch eine organische Vertical-Cavity-Laser-Array-Vorrichtung gemäß den anliegenden Ansprüchen gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, den Betrieb einer Vertical-Cavity-Konstruktion zu verbessern, die obere und untere dielektrische Stapel mit hohem Reflexionsvermögen umfasst sowie Verstärkungsbereiche, die aus organischem Material mit niedriger Molmasse bestehen, wobei die Verstärkungsbereiche an den Wellenbäuchen des elektromagnetischen Stehwellenfeldes des Lasers angeordnet sind. Demzufolge wird der Leistungsumwandlungswirkungsgrad verbessert, und auf Spontanemission zurückzuführende unerwünschte Ausgaben werden erheblich reduziert.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines optisch gepumpten, organischen Vertical-Cavity-Lasers.
  • 2 eine Kurve des berechneten Reflexionsvermögens des oberen und unteren dielektrischen Stapels;
  • 3 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen, optisch gepumpten organischen Vertical-Cavity-Lasers mit Darstellung der Platzierung des Verstärkungsbereichs innerhalb des Aktivbereichs;
  • 4 eine Kurve eines berechneten elektrischen Stehwellenfeldes in der Laserkavität;
  • 5 eine Kurve des gemessenen optischen Leistungsspektrums zum Vergleich von Vertical-Cavity-Lasern mit einem massiven Verstärkungsbereich einerseits und einem periodischen Verstärkungsbereich andererseits; und
  • 6 eine Kurve zur Darstellung der optischen Ausgangsleistung gegenüber der Eingangsleistung eines organischen Vertical-Cavity-Lasers mit einem periodischen Verstärkungsbereich.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer organischen Vertical-Cavity-Laserstruktur 10. Das Substrat 20 kann entweder lichtdurchlässig oder opak sein, je nach vorgesehener Richtung des optischen Pumpens und der Laseremission. Das lichtdurchlässige Substrat 20 kann transparentes Glas oder transparenter Kunststoff sein. Alternativ hierzu sind auch opake Substrate verwendbar, beispielsweise, aber nicht abschließend, Halbleitermaterialien (beispielsweise Silicium) oder keramische Materialien, falls optisches Pumpen und Laserabstrahlung durch die gleiche Oberfläche erfolgen sollen. Auf dem Substrat ist ein unterer dielektrischer Stapel 30 angeordnet, gefolgt von einem organischen Aktivbereich 40. Anschließend wird ein oberer dielektrischer Stapel 50 aufgebracht. Ein Pumpstrahl 60 pumpt die Vertical-Cavity-Laserstruktur 10 optisch. Die Pumpstrahlenquelle kann inkohärent sein, wie beispielsweise die Strahlung von einer Leuchtdiode (LED). Alternativ hierzu kann der Pumpstrahl aus einer kohärenten Laserquelle stammen. Die Figur zeigt die Laseremission 70 durch den oberen dielektrischen Stapel 50. Entsprechende Reflexionseigenschaften des dielektrischen Stapels vorausgesetzt, könnte alternativ hierzu die Laserstruktur optisch durch den oberen dielektrischen Stapel 50 gepumpt werden, so dass die Laseremission durch das Substrat 20 erfolgt. Im Falle eines opaken Substrats, z.B. Silicium, erfolgen das optische Pumpen und die Laseremission durch den oberen dielektrischen Stapel 50.
  • Die unteren und oberen dielektrischen Stapel 30 bzw. 50 werden vorzugsweise mittels herkömmlicher Elektronenstrahlabscheidung aufgebracht und können abwechselnd dielektrische Materialien mit hohem und niedrigem Index umfassen, beispielsweise TiO2 bzw. SiO2.
  • Andere Materialien, wie Ta2O5 für die Schichten mit hohem Index, sind ebenfalls verwendbar. Der untere dielektrische Stapel 30 wird bei einer Temperatur von ca. 240°C aufgebracht. Während des Aufbringens des oberen dielektrischen Stapels 50 wird die Temperatur bei ca. 70°C gehalten, um ein Schmelzen der organisch aktiven Materialien zu vermeiden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der obere dielektrische Stapel durch Aufbringen einer reflektierenden Metallspiegelschicht ersetzt. Typische Metalle sind Silber oder Aluminium mit einem Reflexionsgrad von über 90%. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel würden der Pumpstrahl 60 und die Laseremission 70 durch das Substrat 20 treten. Der untere dielektrische Stapel 30 und der obere dielektrische Stapel sind so ausgelegt, dass sie Licht über einen vorbestimmten Wellenlängenbereich zu reflektieren vermögen. Es wurde durch Versuche festgestellt, dass das Reflexionsvermögen sowohl des oberen als auch des unteren dielektrischen Stapels zur Erzielung von Laserspitzen von kleiner als 1 nm (FWHM) (volle Breite bei halbem Maximum) größer als 99% bei Laseremissionswellenlänge sein muss. 2 zeigt als eine Funktion der Wellenlänge das berechnete Reflexionsvermögen 80 des oberen dielektrischen Stapels und das Reflexionsvermögen 90 des unteren dielektrischen Stapels für eine Laserkavität, die für eine Laseremission von 660 nm ausgelegt ist. Für die Berechnung wurde angenommen, dass der Pumpstrahl 60 und die Laseremission 70 durch den oberen dielektrischen Stapel 50 treten. Der Konstruktion aus dielektrischen Stapeln wurden weitere Schichten hinzugefügt, so dass der untere dielektrische Stapel 30 gegenüber dem Pumpstrahl (bei 404 nm) stark reflektierte, während der obere dielektrische Stapel 50 gegenüber dem Pumpstrahl 60 stark durchlässig war. Dementsprechend umfassten der obere und untere dielektrische Stapel 25 bzw. 29 Schichten aus SiO2 bzw. TiO2.
  • 3 zeigt eine schematische Seitenansicht der organischen Vertical-Cavity-Laserstruktur 10 mit einer detaillierteren Ansicht des organischen Aktivbereichs 40. Der organische Aktivbereich 40 umfasst einen oder mehrere periodische Verstärkungsbereiche 100 und organische Abstandsschichten 110, die auf einer Seite der periodischen Verstärkungsbereiche so angeordnet sind, dass die periodischen Verstärkungsbereiche auf die Wellenbäuche des elektromagnetischen Stehwellenfeldes der Vorrichtung ausgerichtet sind. Dies wird in 3 gezeigt, in der das Muster 120 des elektromagnetischen Stehwellenfelds in dem Aktivbereich 40 schematisch dargestellt ist. Da die stimulierten Emissionen an den Wellenbäuchen am höchsten und an den Knoten des elektromagnetischen Feldes am kleinsten sind, ist es vorteilhaft, den organischen Aktivbereich 40 wie in 3 gezeigt auszubilden. Die organischen Abstandsschichten 110 sind keiner stimulierten oder spontanen Emission unterworfen und absorbieren weder die Laseremission 70 noch die Wellenlängen des Pumpstrahls 60. Ein Beispiel einer Abstandsschicht 110 ist das organische Material 1,1-Bis-(4-Bis(4-Methylphenyl)-Aminophenyl)-Cyclohexan (TAPC). TAPC eignet sich gut als Abstandsmaterial, weil es weder die Laseremission noch den Pumpstrahl absorbiert und weil sein Brechungsindex etwas niedriger ist als der der meisten organischen Wirtsmaterialien. Diese Brechungsindexdifferenz ist nützlich, da sie dazu beiträgt, die Überlagerung zwischen den Wellenbäuchen des elektromagnetischen Feldes und dem periodischen Verstärkungsbereich oder den Verstärkungsbereichen 100 zu maximieren. Wie nachstehend unter Bezug auf die vorliegende Erfindung erläutert, bewirkt die Verwendung periodischer Verstärkungsbereiche anstelle eines massiven Verstärkungsbereichs einen höheren Wirkungsgrad der Energieumwandlung und eine deutliche Reduzierung der unerwünschten Spontanemission.
  • Das bevorzugte Material für die periodischen Verstärkungsbereiche 100 ist eine organische Kombination aus Wirts- und Dotierungsmittel mit kleiner Molmasse, die typischerweise im Hochvakuum thermisch aufgedampft wird. Diese Kombinationen aus Wirts- und Dotierungsmittel sind vorteilhaft, weil sie im Verstärkungsmedium nur sehr kleine ungepumpte Streu-/Absorptionsverluste bewirken. Vorzugsweise weisen die organischen Moleküle eine kleine Molmasse auf, da die Schichten gleichmäßiger aufgebracht werden können. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Wirtsmaterialien sind vorzugsweise aus Materialien ausgewählt, die eine ausreichende Absorption des Pumpstrahls 60 aufweisen und einen großen Prozentsatz ihrer Anregungsenergie über eine Förstersche Energieübertragung auf das Dotierungsmaterial zu übertragen vermögen. Fachleute sind mit dem Konzept der Försterschen Energieübertragung vertraut, welche eine strahlungslose Übertragung von Energie zwischen den Wirts- und Dotierungsmolekülen umfasst. Ein Beispiel einer verwendbaren Kombination aus Wirts- und Dotierungsmaterial für rotemittierende Laser ist Alq [Aluminiumtris(8-Hydroxychinolin)] als Wirtsmaterial und 1% DCJTB [4-(Dicyanmethylen)-2-t-Butyl-6-(1,1,7,7-Tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran] als Dotierungsmittel. Andere Kombinationen aus Wirts- und Dotierungsmaterial können für die Emission in anderen Wellenlängenbereichen verwendet werden, wie z.B. im grünen und blauen Bereich des sichtbaren Spektrums. Weitere organische Materialien für den Verstärkungsbereich sind beispielsweise Polyphenylenvinylenderivate, Dialkoxy-polyphenylenvinylene, Polyparaphenylenderivate und Polyfluorderivate, wie von Wolk et al. in der Parallelanmeldung US-A-6,194,119 B1 und anderen hier genannten Quellen beschrieben.
  • Die Anordnung der Verstärkungsbereiche wird mithilfe des üblichen Matrixverfahrens für Optiken ermittelt (Corzine et al. IEEE J. Quant. Electr. 25, 1513 [1989]). 4 zeigt ein Bei spiel einer typischen Berechnung für eine organische Vertical-Cavity-Laserstruktur 10. Bei der Berechnung wurde angenommen, dass der periodische Verstärkungsbereich 100 zwei 50 nm dicke Schichten enthielt (zusammengesetzt aus Alq mit 1% DCJTB), wobei die Abstandsschichten 110 aus TAPC zusammengesetzt sind. Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss die Dicke der periodischen Verstärkungsbereichsschichten im Bereich von 50 nm oder darunter liegen. Die Spitzenreflexion des unteren dielektrischen Stapels betrug ca. 99,98% bei 660 nm, während die des oberen Stapels ca. 99,9% bei 660 nm betrug, wobei die Laserkavität für Laseremissionen durch den oberen dielektrischen Stapel ausgelegt war. In dieser Figur markieren die beiden vertikalen Strichlinien 130 die Position der periodischen Verstärkungsbereiche 100. Die Dicke der umgebenden, optimierten TAPC-Abstandsschicht 110 betrug (ausgehend von der Seite des unteren dielektrischen Stapels) 167, 146 bzw. 172 nm für eine Emissionswellenlänge von 660 nm. Wie in der Figur zu erkennen ist, fluchten die beiden periodischen Verstärkungsbereiche genau mit den mittleren Wellenbäuchen. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass das elektromagnetische Feld in beiden dielektrischen Stapeln abklingt, allerdings stärker in dem unteren dielektrischen Stapel mit höherem Reflexionsvermögen auf der rechten Seiten von 4. Daher dringt ein zu vernachlässigender Anteil des Laserlichts in das Substrat ein, während ein Teil des Laserlichts durch den oberen dielektrischen Stapel der Vorrichtung abgestrahlt wird.
  • Die folgenden Beispiele werden zum weiteren Verständnis der vorliegenden Erfindung beschrieben und sind in keiner Weise einschränkend zu verstehen.
  • Beispiel
  • Um die Vorrichtungen sowohl auf ihre Spektral- als auch auf ihre Leistungseigenschaften zu testen, wurde eine organische Vertical-Cavity-Laserstruktur 10 auf einem 10,16 cm großen Siliciumsubstrat aufgebracht. Über dem Substrat wurde mittels herkömmlicher Elektronenstrahlabscheidung der untere dielektrische Stapel 30 aufgebracht, der aus abwechselnden Schichten mit niedrigem und hohem Brechungsindex aus SiO2 bzw. TiO2 bestand. Der untere dielektrische Stapel wies ein Spitzenreflexionsvermögen von ca. 99,95% bei 660 nm auf. Auf den unteren dielektrischen Stapel wurde der Aktivbereich 40 im Hochvakuum thermisch aufgedampft. Es wurden zwei Fälle miteinander verglichen: (1) Der Aktivbereich besteht aus einem einzelnen 150 nm dicken Verstärkungsbereich (aus Alq und 1% DCJTB); und (2) der Aktivbereich besteht aus zwei 20 nm dicken periodischen Verstärkungsbereichen (Alq und 1% DCJTB) mit TAPC-Abstandsschichten, die auf jeder Seite aufgebracht sind. Die TAPC-Abstandsschichten wiesen eine Dicke von 188, 166 bzw. 192 nm auf, beginnend von der Seite des unteren dielektrischen Stapels. Nach dem Aktivbereich wurde der obere dielektrische Stapel aufgebracht, der aus wechselnden Schichten aus SiO2 und TiO2 bestand, so dass das resultierende, gemessene Spitzenreflexionsvermögen 99,85% bei 660 nm betrug. Der obere dielektrische Stapel wurde mittels Elektronenstrahlabscheidung bei einer mittleren Substrattemperatur von 72°C aufgebracht.
  • Bei dem Pumpstrahl 60 handelte es sich um die 404 nm Ausgabe einer 5 mW Nichia-Laserdiode, die auf den oberen dielektrischen Stapel in einem Winkel von ca. 30° zur Senkrechten gerichtet wurde. Der Pumplaser erzeugte Laserimpulse von 50 ns bei einer Frequenz von 5 kHz. Die Pumpstrahlintensität wurde durch Kombination von zwei Neutraldichterädern eingestellt und auf die Oberfläche der Laserkavität mittels einer Objektivlinse mit 50facher Vergrößerung fokussiert. Mithilfe eines Nahfeldkamerasystems, das auf die Oberfläche der Vorrichtung fokussiert war, wurde eine Punktgröße von ca. 2 × 3 μm gemessen. Die Laseremission 70 der Kavität wurde auf den Eintrittsschlitz eines Spex-Doppelmonochromators (0,22 m) durch Kombination einer 50 mm/F2-Linse und einer zum Schlitz gelegenen 100 mm/F4-Linse fokussiert (was eine 2fache Vergrößerung des Laser-Nahfeldbildes bewirkt). Die Auflösung des Monochromators betrug ca. 0,45 nm; die Ausgabe wurde mit einer gekühlten Hamamatsu-Photovervielfacherröhre gemessen.
  • 5 zeigt das Emissionsspektrum für zwei verschiedene Laserkavitäten, die mit derselben Pumpstrahlintensität angeregt wurden. Unter Verwendung einer Sammellinse, die eine numerische Apertur von 0,25 NA aufwies, hatten die Laserspitzen für die beiden Proben (ein 150 nm dicker Verstärkungsbereich und zwei 20 nm dicke Verstärkungsbereiche) jeweils ein FWHM von 0,68 bzw. 0,66 nm. Sehr interessant ist, dass trotz der 2,5 mal höheren Absorption der Pumpstrahlintensität (150 nm Dicke) die Laseremissionsspitze im massiven Aktivbereich nur um einen Faktor von 1,4 größer ist. Außerdem lag das Signal der Spontanemission für die Vorrichtung mit zwei 20 nm dicken Verstärkungsbereichen innerhalb des Hintergrundrauschens des Spektrometers, während der massive Aktivbereich ein spürbares Signal von ca. 585 nm aufwies. Dieses Ergebnis lässt sich unter Bezug auf 2 erklären, wo das Reflexionsvermögen des oberen dielektrischen Stapels bei 585 nm deutlich abzufallen beginnt, wodurch jede vorhandene Spontanemission durchgelassen wird. Die Verwendung von periodischen Verstärkungsbereichen verbessert den Leistungsumwandlungswirkungsgrad, während das Signal der Spontanemission deutlich verringert wird. Der Hauptgrund für das Fehlen eines messbaren Spontanemissionssignals (bei Verwendung periodischer Verstärkungsbereiche) ist der, dass die stimulierte Emission an den Wellenbäuchen ihren höchsten Wert erreicht, und angesichts der Tatsache, dass die stimulierte Emissionsrate ca. um das Dreifache schneller als die der Spontanemission ist, wird die gesamte verfügbare Energie in den periodischen Verstärkungsbereichen in stimulierte Emission umgewandelt. Das Spontanemissionssignal aus einem 370 nm dicken massiven Verstärkungsbereich wurde ebenfalls gemessen. Für diesen Fall wurde eine Signalstärke erreicht, die um den Faktor drei größer war als für den 150 nm dicken massiven Verstärkungsbereich. Auch hier lag die Signalspitze der Spontanemission bei ca. 585 nm.
  • 6 zeigt eine Kurve der Pumpstrahlleistung, abgetragen zur Laseremissionsausgangsleistung. Wie in der Technik bekannt ist, hat der Laserübergang in der Leistungskurve einen Knick. Wie anhand der Figur zu sehen ist, hat der Vertical-Cavity-Laser eine Leistungsdichteschwelle von ca. 10 W/cm2. Dieses Ergebnis ist um eine Größenordnung niedriger als das bisher in der Literatur über organische Laser beschriebene (M. Berggren et al., Nature 389, 466 [1997]). Der große Abfall der Leistungsdichteschwelle geht auf die Verwendung einer Mikrokavitätenkonstruktion zurück, die doppelte dielektrische Stapel verwendet, deren Aktivbereiche periodische Verstärkungsbereiche verwenden, die aus einer Kombination von organischen Wirts- und Dotierungsmitteln zusammengesetzt sind. Die Fig. zeigt, dass die Kurve nach einem scharfen Anstieg nach Erreichen des Laserschwellenwerts erneut für Eingangsleistungsdichten abfällt, die eine Größenordnung über dem Laserschwellenwert liegen. Die Mehrheit dieses Abfalls lässt sich auf laserfremde Phänomene zurückführen, da ein analoger Abfall ebenfalls bei Proben auftritt, die bei vergleichbaren Leistungsdichtepegeln keine dielektrischen Stapel enthalten (und somit nur Spontanemissionen erzeugen). Es sei darauf hingewiesen, dass in anorganischen VCSELs diese Leistungssättigungseffekte auf lokale Erwärmungsphänomene zurückzuführen sind (S. W. Corzine et al., IEEE J. Quant. Electr. 25, 1513 [1989]).

Claims (2)

  1. Optisch gepumpte, organische Vertical-Cavity-Laser-Vorrichtung (10) mit: – einem Substrat (20); – einem über dem Substrat (20) angeordneten, unteren dielektrischen Stapel (30), der Licht über einen vorbestimmten Wellenlängenbereich zu reflektieren vermag; – einem organischen, aktiven Halbleiterbereich (40), der über dem unteren dielektrischen Stapel (30) zur Erzeugung von Laserlicht angeordnet ist; – einem über dem organischen, aktiven Halbleiterbereich (40) angeordneten, oberen dielektrischen Stapel (50), der Licht über einen vorbestimmten Wellenlängenbereich zu reflektieren vermag; wobei der untere dielektrische Stapel (30), der organische, aktive Halbleiterbereich (40) und der obere dielektrische Stapel (50) einen Laserresonator bilden; dadurch gekennzeichnet, dass der organische, aktive Halbleiterbereich (40) mehr als einen periodischen, organischen Halbleiter-Verstärkungsbereich (100) und organische Abstandsschichten (110) umfasst, die auf einer der Seiten jedes Verstärkungsbereichs (100) angeordnet sind, derart, dass jeder Verstärkungsbereich (100) auf einen jeweiligen Wellenbauch des elektromagnetischen Stehwellenfeldes des Resonators ausgerichtet ist.
  2. Optisch gepumpte, organische Vertical-Cavity-Laser-Vorrichtung (10) mit: – einem Substrat (20); – einem über dem Substrat (20) angeordneten, unteren dielektrischen Stapel (30), der Licht über einen vorbestimmten Wellenlängenbereich zu reflektieren vermag; – einem organischen, aktiven Halbleiterbereich (40), der über dem unteren dielektrischen Stapel (30) zur Erzeugung von Laserlicht angeordnet ist; – einer oberen reflektierenden Metallspiegelschicht, die über dem organischen, aktiven Halbleiterbereich (40) angeordnet ist; wobei der untere dielektrische Stapel (30), der organische, aktive Halbleiterbereich (40) und die obere Metallschicht einen Laserresonator bilden; dadurch gekennzeichnet, dass der organische, aktive Halbleiterbereich (40) mehr als einen periodischen, organischen Halbleiter-Verstärkungsbereich (100) und organische Abstandsschichten (110) umfasst, die auf einer der Seiten jedes Verstärkungsbereichs (100) angeordnet sind, derart, dass jeder Verstärkungsbereich (100) auf einen jeweiligen Wellenbauch des elektromagnetischen Stehwellenfeldes des Resonators ausgerichtet ist.
DE60308566T 2002-02-04 2003-01-23 Organische vertical-cavity-laser-vorrichtungen mit periodischen verstärkungsbereichen Expired - Lifetime DE60308566T2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/066,936 US6674776B2 (en) 2002-02-04 2002-02-04 Organic vertical cavity lasing devices containing periodic gain regions
US66936 2002-02-04

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DE60308566D1 DE60308566D1 (de) 2006-11-09
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