DE69407603T2 - Oberflächenemittierende laservorrichtung mit einem vertikalen resonator - Google Patents

Oberflächenemittierende laservorrichtung mit einem vertikalen resonator

Info

Publication number
DE69407603T2
DE69407603T2 DE69407603T DE69407603T DE69407603T2 DE 69407603 T2 DE69407603 T2 DE 69407603T2 DE 69407603 T DE69407603 T DE 69407603T DE 69407603 T DE69407603 T DE 69407603T DE 69407603 T2 DE69407603 T2 DE 69407603T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
active regions
bragg
optical
vertical
active
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69407603T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69407603D1 (de
Inventor
Olle Nilsson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Application granted granted Critical
Publication of DE69407603D1 publication Critical patent/DE69407603D1/de
Publication of DE69407603T2 publication Critical patent/DE69407603T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18383—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with periodic active regions at nodes or maxima of light intensity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H01L33/465—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector with a resonant cavity structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/16—Semiconductor lasers with special structural design to influence the modes, e.g. specific multimode
    • H01S2301/163—Single longitudinal mode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18341—Intra-cavity contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H01S5/18369—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on dielectric materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H01S5/3095—Tunnel junction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberflächenemissions-Lasereinrichtung mit wenigstens zwei aktiven Bereichen in ein und dem gleichen optischen Resonator, wobei der Resonator vertikal ist und vertikal im wesentlichen von einer dielektrischen Reflektionseinrichtung umgeben ist. Derartige Einrichtungen finden Anwendungen innerhalb einer Anzahl von verschiedenen Gebieten, beispielsweise in optischen Kommunikationssystemen etc.. Für sogenannte Oberflächenemissions-Laser mit vertikalem Resonator (Oberflächenemissions-Laser mit vertikalem Resonator) gilt allgemein, daß die Verluste der elektrischen Leistung aufgrund eines Widerstands in den optischen Reflektoren Schwierigkeiten ergeben, wenn derartige Einrichtungen in der Praxis hergestellt werden sollen.
  • In den meisten Anwendungen mit Diodenlasern wird versucht, einen Schwellenstrom zu erreichen, d.h. den kleinsten elektrischen Versorgungsstrom, für den ein Lasing-Vorgang auftritt, der so niedrig wie möglich ist. Dies ist schwierig zu erreichen. Normalerweise weisen Diodenlaser auch eine sehr geringe elektrische Eingangsimpedanz auf und deshalb ist die Konstruktion von Breitband-Zuführungsschaltungen unter weiterer Beibehaltung eines hohen Wirkungsgrades sehr schwierig.
    • STAND DER TECHNIK
  • Eine Anzahl von verschiedenen Lasereinrichtungen mit zwei oder mehreren aktiven Bereichen sind bekannt, nämlich z.B. sogenannte Streifenlaser. Ferner weisen diese Einrichtungen mehrere aktive Bereich auf, um eine höhere Leistung bereitzustellen und ferner strahlen derartige Laser nicht von der Oberfläche ab. Ein sogenannter Laser mit großem optischen Resonator ist z.B. aus der US-A-4 602 370 bekannt. Diese Einrichtung weist eine Anzahl von aktiven Schichten in dem optischen Resonator auf. Diese aktive Schichten sind jedoch elektrisch nicht in Reihe geschaltet und die optischen Verluste werden hoch sein. Diese ergeben sich, weil die Kontaktschichten in Bereichen angeordnet sind, die eine elektrische Feldstärke aufweisen, die so groß ist wie diejenige der aktiven Schicht.
  • In "Integrated Multilayer GaAs Lasers Separated by Tunnel Junctions" of J. P. van der Ziel und W.T. Tsang in Appl. Phys. Lett. 41(6), 15. September 1982 sind GaAs-Laserdioden mit einem sogenannten Doppel-Hetero-Aufbau elektrisch durch in Sperrichtung gepolte Tunnelübergänge in Reihe geschaltet. Diese Einrichtung beschreibt jedoch nicht eine Oberflächenemissions-Lasereinrichtung und sie bildet auch einen vertikalen optischen Resonator nicht, weil sie keinerlei dielektrische Reflektionseinrichtungen umfaßt. Da die aktive Schichten in einer derartigen Einrichtung in vergleichsweise großem Abstand voneinander angeordnet sind, was als solches in diesem Fall notwendig ist, werden die optischen Ausgangssignale von den verschiedenen Lasern nicht kohärent sein, da die Laser nicht miteinander verbunden sind.
  • Allen Lasern, die von einer vertikalen Oberfläche abstrahlen, d.h. Lasern mit einem vertikalen Resonator ist gemeinsam, daß die elektrischen Reflektorverluste, d.h. aufgrund eines Widerstands in den Reflektoren, sehr wichtig sind, und es extrem schwierig ist, eine Impedanz zu erhalten, die über den aktiven Bereich ausreichend hoch ist. Dies ist sehr problematisch, weil eine hohe Impedanz über dem aktiven Bereich ein großer Vorteil in einer Anzahl von Anwendungen sein kann.
  • Die Reflektoren in derartigen Einrichtungen weisen im wesentlichen zwei unterschiedliche Funktionen auf. Einerseits wirken sie tatsächlich als Reflektoren oder Spiegel, was Anforderungen an das Material stellt, so daß es unter anderem niedrige optische Verluste etc. gute optische Eigenschaften aufweisen muß. Andererseits sollten sie Strom an den nächsten aktiven Bereich leiten. Die letzte Funktion erfordert gute Leitungseigenschaften der Einrichtung, vorzugsweise sollten sie stark dotiert sein und einen geringen Widerstand aufweisen. Die Anforderungen, die sich aus den unterschiedlichen Funktionen ergeben, stehen im Konflikt miteinander und sind inkompatibel, was wiederum zu Lösungen in der Form von Kompromissen führt, was zu großen Spannungsabfällen in den Reflektoren führt.
  • In der gleichzeitig anhängigen schwedischen Patentanmeldung "Lasereinrichtung mit Laserstrukturen, die in einem optischen Resonator in Reihe geschaltet sind, die von dem gleichen Anmelder zur gleichen Zeit eingereicht wurde, wird eine Lasereinrichtung beschrieben, die wenigstens zwei Laserstrukturen aufweist, die in ein und dem gleichen optischen Resonator angeordnet und elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Laserstrukturen sind in diesem Fall im wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
  • Ferner ist in einer anderen gleichzeitig anhängigen schwedischen Patentanmeldung "Optische Verstärkungseinrichtung", die zur gleichen Zeit von dem gleichen Anmelder eingereicht wurde, eine Verstärkungseinrichtung beschrieben, die Laserstrukturen oder aktive Bereiche verwendet, die beispielsweise in einem vertikalen Resonator elektrisch in Reihe geschaltet sind.
  • Normalerweise umfassen sogenannte Diodenlaser einen oder manchmal mehrere aktive Bereiche, die elektrisch parallel geschaltet sind. Dann erzeugt jedes Elektron, das in den aktiven Bereich injiziert wird, ein Photon. Fig. 1 zeigt einen normalen herkömmlichen Laser mit dem Zuführungsstrom 41.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oberflächenemissions-Lasereinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der die elektrischen Widerstandsverluste, die durch die dielektrischen Reflektionseinrichtungen eingeführt werden, d.h. der Spannungsabfall über den Reflektoren, verringert wird. Die Erfindung zielt unter anderem darauf ab, die relative Wichtigkeit der elektrischen Reflektorverluste zu verringern.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Schwellenstrom für eine gegebene Leistung zu verringern. Es ist auch eine Aufgabe mit der Erfindung, die elektrische Zuführungsimpedanz zu erhöhen und gleichzeitig den Schwellenstrom zu verringern. Es ist auch eine allgemeine Aufgabe mit der Erfindung, die Impedanz nach oben anpassen zu können. Eine andere Aufgabe mit der Erfindung ist es, eine Einrichtung bereitzustellen, die eine gute oder sogar bessere Verstärkung ohne Erhöhung des Spannungsabfalls über den Reflektoren ergibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung bereitzustellen, deren Herstellung relativ einfach und leicht ist und deren Verwendung außerdem einfach ist und die ein breites Anwendungsfeld aufweist, d.h. daß sie in einer Anzahl von verschiedenen Bereichen anwendbar ist, beispielsweise in der optischen Übertragungstechnologie, optischen Verbindungstechnologie, beispielsweise zwischen zwei Halbleiter-Chips ("optische Verbindung") etc..
  • Diese und auch andere Aufgabe werden durch eine Einrichtung der eingangs definierten Art, bei der die aktiven Bereiche elektrisch in Reihe geschaltet sind, gelöst. Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die aktiven Bereiche zusätzlich zu der Tatsache, daß sie zwischen Kontaktbereichen oder Schichten angeordnet sind, parallel zu den Ebenen der stehenden Welle oder den Wellenfronten, die von dem optischen Feld erzeugt werden, d.h. senkrecht zu dem vertikalen optischen Resonator der Wellen. Insbesondere sind die aktiven Bereiche in horizontalen Ebenen angeordnet, die einem Maximum in der optischen Intensität in dem vertikalen Resonator entsprechen, und die elektrischen Kontaktbereiche oder die Kontaktschichten sind in horizontalen Ebenen angeordnet, die Minima in der optischen Intensität in dem vertikalen Resonator entsprechen. Die elektrischen Reflektionseinrichtungen umfassen insbesondere erste und zweite dielektrische Bragg-Einrichtungen. Von diesen dielektrischen Bragg-Einrichtungen ist die erste auf der Oberseite angeordnet, wo sie im wesentlichen den vertikalen Resonator abgrenzt, und sie ist auch teilweise transparent. Die andere Bragg-Einrichtung ist auf der Unterseite angeordnet und gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform maximal reflektierend. Die erste und zweite Bragg-Einrichtung sind jeweils von oberen und unteren Kontaktschichten umgeben, wobei die obere Kontaktschicht im wesentlichen transparent ist. Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfaßt die Lasereinrichtung vier aktive Bereiche oder Schichten. Gemäß einer besonderen Ausführungsform können die aktiven Bereiche oder Laser ferner einen sogenannten Quantumwannen-Aufbau (Quantum-well-Aufbau) aufweisen. Ferner können die elektrischen Kontaktschichten oder die Schichten insbesondere von einem Tunnel-Dioden-Typ mit dünnen stark dotierten Schichten sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform emittiert die Einrichtung Licht vom LED-Charakter, d.h. wenn die Ströme niedriger als der Schwellenstrom sind.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nachstehend weiter in einer nicht-einschränkenden Weise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 2 schematisch einen Laser mit vertikalem Resonator des Oberflächenemissions-Typs;
  • Fig. 2a einen aktiven Bereich gemäß Fig. 2;
  • Fig. 2b einen Kontaktbereich oder eine Kontaktschicht gemäß Fig. 2;
  • Fig. 3 eine Einrichtung gemäß der Erfindung mit einer Kurve, die die optische Intensität darstellt; und
  • Fig. 4 schematisch ein Beispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In Fig. 2 ist eine Einrichtung 10 dargestellt, bei der ein optischer vertikaler Resonator durch eine erste und eine zweite dielektrische Bragg-Reflektionseinrichtung 1a, 1b gebildet ist. Die erste Bragg-Reflektionseinrichtung 1a ist in dem oberen Teil der vertikalen Einrichtung angeordnet, und sie ist in vorteilhafter Weise geringfügig transparent. Oben auf dieser ersten Reflektionseinrichtung ist eine obere Kontaktschicht 2a angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist diese lichtdurchlässig oder transparent. Noch weiter ist in der dargestellten Ausführungsform die untere Bragg-Reflektionseinrichtung 1b so reflektierend wie möglich, und unter dieser ist eine untere Kontaktschicht 2b angeordnet. Zwischen den zwei Bragg-Reflektionseinrichtungen 1a, 1b sind vier aktive Bereiche oder Schichten 3a, 3b, 3c, 3d angeordnet, zwischen denen Kontaktbereiche oder Kontaktschichten 4a, 4b, 4c angeordnet sind. Die aktiven Bereiche oder die Schichten 3a, 3b, 3c, 3d sind in Fig. 2a deutlicher dargestellt. In diesem Fall ist der aktive Bereich geringfügig n-dotiert (n&supmin;). Andere Alternativen sind natürlich auch möglich, beispielsweise könnte er geringfügig p-dotiert (p&supmin;) sein, aber dies bildet eine Technik, die an sich bekannt ist. Die aktiven Bereiche oder die Schichten 3a, 3b, 3c, 3d können gemäß einer besonderen Ausführungsform einen Quantum-Well-Aufbau bilden. Die Kontaktbereiche oder die Kontaktschichten 4a, 4b, 4c sind deutlicher in Fig. 1b gezeigt. Die Kontaktschichten 4a, 4b, 4c können gemäß einer besonderen Ausführungsform die Art von Tunnel-Dioden mit dünnen stark dotierten Schichten sein, wie sich der Figur entnehmen läßt. In der dargestellten Ausführungsform ist gezeigt, wie das Licht emittiert wird. Dies kann in der Form eines Laserlichts oder eines LED-Charakters sein, d.h. entsprechend einem Fall, bei dem es über oder unter dem Schwellenstrompegel ist. In Fig. 3 ist die Einrichtung gemäß Fig. 2 mit einer Kurve dargestellt, die die optische Intensität darstellt, und es läßt sich entnehmen, daß jede Kontaktschicht oder jeder Kontaktbereich 4a, 4b, 4c in einer Ebene angeordnet ist, die einem Minimum der optischen Intensität Iopt entspricht, wohingegen jeder aktive Bereich 3a, 3b, 3c, 3d in einem Bereich angeordnet ist, der einem Maximum der optischen Intensität Iopt entspricht. Ein optisches Muster von stehenden Wellen wird beispielsweise durch einen elektrischen Versorgungsstrom Iin erzeugt, d.h. wenn 1 den Schwellenstrom überschreitet, wird ein optisches Muster von stehenden Wellen mit vier (vier, weil gemäß der Ausführungsform vier aktive Bereiche vorhanden sind) Intensitätsmaxima gebildet. Das Muster von stehenden Wellen nimmt in den Bragg-Reflektionseinrichtungen 1a, 1b ab. Die optischen Verluste werden reduziert, weil ein Maximum nur genau in dem aktiven Bereich auftritt. Mit vier aktiven Bereichen 3a, 3b, 3c, 3d werden vier Spannungsabfälle von jeweils beispielsweise 1 V erhalten. (1 V gibt natürlich nur ein Beispiel für Illustrationszwecke an) . Dies würde einen gesamten Spannungsabfall von 4 V ergeben. Mit vier aktiven Schichten 3a, 3b, 3c, 3d wird die Verstärkung höher werden, ohne daß der Spannungsabfall über den Reflektoren irgendwie höher wird, wobei dieser Spannungsabfall tatsächlich ein parasitärer Spannungsabfall ist (siehe Fig. 1). In der dargestellten Ausführungsform wird das Licht nach oben emittiert (Fig. 2). Gemäß alternativer Ausführungsformen könnte dies natürlich nach oben als auch nach unten oder in beide Richtungen (Fig. 3) sein, wobei die Einrichtung in diesen Fällen darauf angepaßt ist. Durch die Erfindung wird die relative Bedeutung der Reflektionsverluste gleichzeitig mit der Tatsache verringert, daß es möglich wird, den Strom für eine gegebene Leistung zu verringern, d.h. die Impedanz wird erhöht. Dann wird die Anpassung an Kabel, die normalerweise beispielsweise eine Impedanz von 50 Ohm aufweisen, vereinfacht oder sogar ermöglicht. Bislang war es sehr schwierig gewesen, Übertragungskabel herzustellen, die beträchtlich von 50 Ohm abweichen, d.h. Koaxialkabel bzw. µ-Streifen-Kabel. Durch die Erfindung wird es möglich, die Impedanz über dem aktiven Bereich zu verändern (zu erhöhen), beispielsweise um einen Faktor 16, wobei gleichzeitig der Schwellenstrom für eine gegebene Leistung um ungefähr einen Faktor 4 verringert wird (natürlich sind diese Faktoren lediglich für Illustrationszwecke entsprechend der vier aktiven Bereiche angegeben)
  • Gemäß der Erfindung wird der nützliche Spannungsabfall, d.h. der Spannungsabfall über den aktiven Bereichen (entsprechend der Leistung, die in optische Leistung umgewandelt wird) viermal so groß, wenn die Einrichtung vier aktive Bereiche umf aßt, in einer allgemeinen Betrachtungsweise n-mal größer, wenn die Einrichtung n aktive Bereiche aufweist, siehe den in Fig. 1 dargestellten Fall. Ferner bewirkt n (in der dargestellten Ausführungsform n = 4) eine höhere Verstärkung und, weil ein kleineres Reflektionsvermögen in den Reflektoren akzeptiert werden kann, da die Anforderungen daran abnehmen, können sie dünner gemacht werden etc.
  • In Fig. 4 ist ein Beispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, die einen zylindrischen Querschnitt aufweist. Gemäß einer Ausführungsform kann die erste Bragg-Reflektionseinrichtung eine Dicke von ungefähr 2-10 µm aufweisen, und die zweite Bragg-Reflektionseinrichtung kann eine Dicke von ungefähr 3-10 µm aufweisen. Da vier Bereiche, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, einen vollständigen aktiven Bereich 3A bilden, können diese gemäß der dargestellten Ausführungsform beispielsweise eine Dicke von 0,75 µm aufweisen. Der Durchmesser D der zylindrischen Einrichtung kann beispielsweise ungefähr 4 µm sein. Natürlich gibt dies lediglich ein Beispiel an, und es gibt natürlich eine große Anzahl von anderen Möglichkeiten.
  • Beispiele der Materialien sind GaAlAs (insbesondere für kürzere Wellenlängen wie beispielsweise λ = 0,8 µm) und InGaAsP für längere Wellenlängen (beispielsweise λ = 1,3-1,6 µm). Natürlich kann eine Anzahl von anderen Materialien ebenfalls verwendet werden.
  • Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann in einer Anzahl von Vorgehensweisen innerhalb des Umfangs der Ansprüche verändert werden. Selbst wenn eine Ausführungsform mit vier aktiven Schichten oder Bereichen dargestellt worden ist, ist es natürlich möglich, eine geringere Anzahl sowie eine größere Anzahl von aktiven Bereichen vorzusehen. Ferner können die aktiven Schichten und die elektrischen Kontaktschichten von einem herkömmlichen Charakter sein, die Reflektionseinrichtungen können viele verschiedene Ausbildungen annehmen, etc..

Claims (15)

1. Oberflächenemissions-Halbleiterlaserdioden-Einrichtung (10; 20) mit wenigstens zwei aktiven Bereichen (3a, 3b, 3c, 3d, ...) in ein und dem gleichen optischen Resonator, wobei der optische Resonator vertikal ist und im wesentlichen vertikal von zwei dielektrischen Reflektionseinrichtungen (1a, 1b; 1a', 1b') begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bereiche (3a, 3b, 3c, 3d) elektrisch in Reihe geschaltet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinrichtung druch einen Strom (I), der vertikal durch die Lasereinrichtung über eine obere und untere Kontaktschicht fließt, elektrisch gepumpt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Kontaktbereiche (4a, 4b, 4c) zwischen den aktiven Bereichen (3a, 3b, 3c, 3d) angeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bereiche (3a, 3b, 3c, 3d) und die Kontaktbereiche (4a, 4b, 4c) senkrecht zu dem vertikalen optischen Resonator sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bereiche (3a, 3b, 3c, 3d) in horizontalen Ebenen angeordnet sind, die einem Maximum der optischen Intensität in dem vertikalen Resonator entsprechen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Kontaktschichten (4a, 4b, 4c) in horizontalen Ebenen angeordnet sind, die einem Minimum der optischen Intensität in dem vertikalen Resonator entsprechen.
7. Einrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß die dielektrischen Reflektionseinrichtungen (1a, 1b; 1a', 1b') erste und zweite dielektrische Bragg-Einrichtungen umfassen.
8. Einrichtung (10; 20) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bragg-Einrichtung (1a; 1a') in dem oberen Teil angeordnet ist, und daß sie teilweise transparent ist.
9. Einrichtung (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste sowie die zweite Bragg-Einrichtung (1a', 1b') teilweise transparent sind.
10. Einrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bragg-Einrichtung (1b) an dem unteren Teil angeordnet ist und, daß sie maximal reflektierend ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bzw. zweite Bragg-Einrichtung (1a, 1b; 1a', 1b') von einer oberen bzw. unteren Kontaktschicht umgeben sind, wobei wenigstens die obere Kontaktschicht (2a, 2a') im wesentlichen transparent ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie vier aktive Bereiche (3a, 3b, 3c, 3d) umfaßt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bereiche (3a, 3b, 3c, 3d) den Aufbau von Quantum-Wells aufweisen.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontaktschichten (4a, 4b, 4c) von dem Typ von Tunnel-Dioden mit dünnen stark dotierten Schichten sind.
15. Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als eine Leuchtdiode LED.
DE69407603T 1993-09-10 1994-09-01 Oberflächenemittierende laservorrichtung mit einem vertikalen resonator Expired - Lifetime DE69407603T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9302950A SE501722C2 (sv) 1993-09-10 1993-09-10 Ytemitterande laseranordning med vertikal kavitet
PCT/SE1994/000803 WO1995007566A1 (en) 1993-09-10 1994-09-01 Surface emitting laser device with a vertical cavity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69407603D1 DE69407603D1 (de) 1998-02-05
DE69407603T2 true DE69407603T2 (de) 1998-04-09

Family

ID=20391056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69407603T Expired - Lifetime DE69407603T2 (de) 1993-09-10 1994-09-01 Oberflächenemittierende laservorrichtung mit einem vertikalen resonator

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5781575A (de)
EP (1) EP0717883B1 (de)
JP (1) JPH09502571A (de)
CA (1) CA2169442A1 (de)
DE (1) DE69407603T2 (de)
SE (1) SE501722C2 (de)
WO (1) WO1995007566A1 (de)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6243407B1 (en) 1997-03-21 2001-06-05 Novalux, Inc. High power laser devices
FR2761537B1 (fr) * 1997-04-01 1999-06-11 Thomson Csf Laser comprenant un empilement de diodes laser epitaxiees compris entre deux miroirs de bragg
DE59900742D1 (de) * 1998-01-30 2002-02-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser-chip
DE19954093A1 (de) * 1999-11-10 2001-05-23 Infineon Technologies Ag Anordnung für Hochleistungslaser
US6816525B2 (en) 2000-09-22 2004-11-09 Andreas Stintz Quantum dot lasers
US7065124B2 (en) * 2000-11-28 2006-06-20 Finlsar Corporation Electron affinity engineered VCSELs
US6905900B1 (en) * 2000-11-28 2005-06-14 Finisar Corporation Versatile method and system for single mode VCSELs
US6782021B2 (en) * 2001-03-02 2004-08-24 Xiaodong Huang Quantum dot vertical cavity surface emitting laser
DE10147353C2 (de) * 2001-09-26 2003-12-18 Infineon Technologies Ag Halbleiterlaser mit mindestens zwei optisch aktiven Bereichen
US6965626B2 (en) * 2002-09-03 2005-11-15 Finisar Corporation Single mode VCSEL
DE10251824A1 (de) * 2002-11-01 2004-05-19 Technische Universität Dresden Optoelektronisches Bauelement zur Erzeugung kohärenter Strahlung im Terahertz-Frequenzbereich
US6813293B2 (en) * 2002-11-21 2004-11-02 Finisar Corporation Long wavelength VCSEL with tunnel junction, and implant
US20040222363A1 (en) * 2003-05-07 2004-11-11 Honeywell International Inc. Connectorized optical component misalignment detection system
US20040247250A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-09 Honeywell International Inc. Integrated sleeve pluggable package
US7298942B2 (en) 2003-06-06 2007-11-20 Finisar Corporation Pluggable optical optic system having a lens fiber stop
US7433381B2 (en) 2003-06-25 2008-10-07 Finisar Corporation InP based long wavelength VCSEL
US7054345B2 (en) 2003-06-27 2006-05-30 Finisar Corporation Enhanced lateral oxidation
US7277461B2 (en) * 2003-06-27 2007-10-02 Finisar Corporation Dielectric VCSEL gain guide
US7075962B2 (en) * 2003-06-27 2006-07-11 Finisar Corporation VCSEL having thermal management
US20060056762A1 (en) * 2003-07-02 2006-03-16 Honeywell International Inc. Lens optical coupler
US7210857B2 (en) * 2003-07-16 2007-05-01 Finisar Corporation Optical coupling system
US20050013542A1 (en) * 2003-07-16 2005-01-20 Honeywell International Inc. Coupler having reduction of reflections to light source
US20050013539A1 (en) * 2003-07-17 2005-01-20 Honeywell International Inc. Optical coupling system
US6887801B2 (en) * 2003-07-18 2005-05-03 Finisar Corporation Edge bead control method and apparatus
US7282732B2 (en) * 2003-10-24 2007-10-16 Stc. Unm Quantum dot structures
US7031363B2 (en) * 2003-10-29 2006-04-18 Finisar Corporation Long wavelength VCSEL device processing
US20070130153A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Palm, Inc. Techniques to communicate and process location information from communications networks on a mobile computing device
DE102006010728A1 (de) * 2005-12-05 2007-06-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement und Laservorrichtung
US20170256915A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-07 Princeton Optronics, Inc. High-Speed VCSEL Device
US20210194216A1 (en) * 2019-12-24 2021-06-24 Array Photonics, Inc. Stacked semiconductor lasers with controlled spectral emission

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4316156A (en) * 1979-07-12 1982-02-16 Xerox Corporation Optical repeater integrated lasers
JPS59104189A (ja) * 1982-12-07 1984-06-15 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 半導体レ−ザ
US4602370A (en) * 1983-05-12 1986-07-22 At&T Bell Laboratories Large optical cavity laser having a plurality of active layers
US4719630A (en) * 1986-03-24 1988-01-12 Xerox Corporation Phased array semiconductor lasers with uniform and stable supermode
US4817103A (en) * 1986-10-06 1989-03-28 University Of Illinois Semiconductor light emitting device with stacked active regions
JPS6395682A (ja) * 1986-10-09 1988-04-26 Mitsubishi Electric Corp 端面発光素子
DE8806828U1 (de) * 1988-05-25 1988-09-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Lichtverteiler für eine Röntgendiagnostikeinrichtung
JPH02144983A (ja) * 1988-11-25 1990-06-04 Agency Of Ind Science & Technol 複数の活性層を有する半導体レーザ装置
US4916712A (en) * 1989-07-27 1990-04-10 Mcdonnell Douglas Corporation Optically pumped slab laser
JPH03124067A (ja) * 1989-10-07 1991-05-27 Showa Shell Sekiyu Kk 光起電力装置およびその製造方法
US5115442A (en) * 1990-04-13 1992-05-19 At&T Bell Laboratories Top-emitting surface emitting laser structures
US5052016A (en) * 1990-05-18 1991-09-24 University Of New Mexico Resonant-periodic-gain distributed-feedback surface-emitting semiconductor laser
US5181221A (en) * 1990-09-12 1993-01-19 Seiko Epson Corporation Surface emission type semiconductor laser
US5212706A (en) * 1991-12-03 1993-05-18 University Of Connecticut Laser diode assembly with tunnel junctions and providing multiple beams

Also Published As

Publication number Publication date
SE9302950L (sv) 1995-03-11
US5781575A (en) 1998-07-14
SE501722C2 (sv) 1995-05-02
WO1995007566A1 (en) 1995-03-16
DE69407603D1 (de) 1998-02-05
SE9302950D0 (sv) 1993-09-10
JPH09502571A (ja) 1997-03-11
CA2169442A1 (en) 1995-03-16
EP0717883A1 (de) 1996-06-26
EP0717883B1 (de) 1997-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69407603T2 (de) Oberflächenemittierende laservorrichtung mit einem vertikalen resonator
DE69505250T2 (de) Spannungskompensierte multiquantumwell-laserstruktur
DE3851874T2 (de) Über ein Gitter gekoppelter, aus seiner Oberfläche strahlender Laser und Verfahren zu seiner Modulation.
DE69231662T2 (de) Oberflächenemittierender laser für rotes licht
DE69719439T2 (de) Mehrschichtspiegel mit Stickstoff enthaltenden Verbindungshalbleitern und oberflächenemittierende Lichtquelle unter Verwendung desselben
DE69827902T2 (de) Optische Vorrichtung und Herstellungsverfahren
DE69217344T2 (de) Abstimmbarer Laser mit gekoppelter Quantumwell-Struktur
DE4135813C2 (de) Oberflächenemittierende Halbleiter-Laservorrichtung
DE102009019996B4 (de) DFB Laserdiode mit lateraler Kopplung für große Ausgangsleistungen
DE69811553T2 (de) Langwelliger oberflächenemittierender Halbleiterlaser mit vertikalem Resonator (VCSEL)
EP0849847B1 (de) Optoelektronisches Bauelement mit MQW-Stukturen
EP1307927B1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterchip und lumineszenzdiode
DE69305058T2 (de) Im blau-grünen Bereich emittierender Injektionslaser
DE69412946T2 (de) Lichtemittierende Halbleiterdiode und Herstellungsverfahren
DE2454733A1 (de) Halbleiterkoerper in form eines halbleiterlasers
WO2009082999A2 (de) Kantenemittierender halbleiterlaserchip mit einem strukturierten kontaktstreifen
DE3686785T2 (de) Halbleiterlaservorrichtung mit verteilter rueckkopplung.
EP1683245B1 (de) Monolithischer optisch gepumpter vcsel mit seitlich angebrachtem kantenemitter
EP1989765A2 (de) Halbleiterlaservorrichtung
DE69203784T2 (de) Gewinngekoppelter Halbleiterlaser mit verteilter Rückkoppelung.
DE69033773T2 (de) Anordnung zur optischen Verbindung
DE69123902T2 (de) Lichtemittierende Vorrichtung unter Ausnutzung der Quantenelektrodynamik im Hohlraum
DE19919382C2 (de) Halbleiterlaser mit codotierten verteilten Bragg-Reflektoren
DE69612077T2 (de) Sichtbares Licht emittierender VCSEL mit Hybridspiegel
DE69931097T2 (de) Oberflächenemittierender Halbleiterlaser mit vertikalem Resonator

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition