KR20080065998A - 고주파수 변조된 표면 발광 반도체 레이저 - Google Patents

고주파수 변조된 표면 발광 반도체 레이저 Download PDF

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마이클 쿠흐넬트
조십 마릭
토마스 슈와츠
울리히 스티그물러
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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

반도체 칩(1), 제1 공진기 거울(4), 상기 반도체 칩(1)의 외부에 배치되고 상기 제1 공진기 거울(4)과 함께 공진기 길이(L)를 포함한 레이저 공진기를 형성하는 적어도 하나의 또 다른 공진기 거울(8), 및 상기 반도체 레이저(1)를 광학적으로 펌핑하기 위해 펌프 광(pump radiation)(14)을 펌프 파워(pump power)를 이용해 상기 반도체 칩(1)으로 입사시키는 적어도 하나의 펌프 레이저(10, 12)를 포함하는 표면 발광 반도체 레이저에 있어서, 상기 펌프 파워는 변조 주파수(fp)에 의해 변조되며, 상기 공진기 길이(L)는 상기 변조 주파수(fp)에 맞춰지는 것을 특징으로 한다.
반도체 칩, 공진기 거울, 펌프 레이저, 펌프 광, 변조 주파수

Description

고주파수 변조된 표면 발광 반도체 레이저{RADIO-FREQUENCY-MODULATED SURFACE-EMITTING SEMICONDUCTOR LASER}
본 발명은 특허 청구 범위 1항에 따른 표면 발광 반도체 레이저에 관한 것이다.
본 출원은 독일특허출원 10 2005 046 695.8 및 10 2005 055 159.9의 우선권을 청구하며, 이의 개시내용은 본문에서 반복적으로 기재될 것이다.
변조가능한 레이저로서 녹색과 청색 스펙트럼 영역에는 일반적으로 고체 레이저가 사용된다. 이러한 고체 레이저는 고 출력 파워를 갖지만, 고체 물질 내의 레이저 활성상태의 긴 수명으로 인해 변조 주파수는 일반적으로 100kHz 이하로 제한된다. 이러한 고체 레이저는 종종 외부의, 비교적 크고 비싼 전광(electrooptic) 변조기 또는 음향 광학(acoustooptic) 변조기에 의해 진폭 변조된다.
"비점(flying spot)" 방식(레이저 스캐닝 디스플레이) 계열의 디스플레이에 레이저를 적용할 때 삼원색, 즉, 적색, 녹색, 및 청색의 유용성(availability), 비교적 높은 출력파워, 및 레이저의 고주파수 변조를 전제한다. 상기 디스플레이의 고해상도를 얻기 위해서, 상기 출력파워를 예를 들어, 1MHz 이상의 주파수로 변조하는 것이 추구된다.
디스크 레이저 또는 VECSEL(Vertical External Cavity Surface Emitting Laser)의 명칭으로 알려진 외부 공진기(resonator) 거울을 구비한 표면 발광 반도체 레이저는 높은 방사품질 및 이와 동시에 고출력파워를 특징으로 가진다.
미국 특허 US 6,798,804 B2에 표면 발광 반도체 레이저가 개시되어 있다. 여기서, 방출된 레이저 광선의 고주파수 변조는 상기 표면 발광 반도체 레이저의 pn접합부에 가해진 전압을 변조시킴으로써 제공된다. 이를 위해, 상기 반도체 레이저의 외부에 배치된 변조기 유닛이 사용된다.
본 발명의 과제는 개선된 표면 발광 반도체 레이저를 제공하는 것에 있어서, 방출된 레이저 광선의 고 주파수 변조를 비교적 적은 비용으로 달성하는 것에 있다.
상기 과제는 특허 청구 범위 1항의 특징을 갖는 표면 발광 반도체 레이저에 의하여 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에 기재된다.
반도체 칩, 제1 공진기 거울, 상기 반도체 칩의 외부에 배치되어 상기 제1 공진기 거울과 함께 공진기 길이(L)를 포함한 레이저 공진기를 형성하는 적어도 하나의 또 다른 공진기 거울, 및 반도체 레이저를 광학적으로 펌핑하기 위해 펌프 파워(pump power)(Pp)로 펌프 광(pump radiation)을 상기 반도체 칩으로 입사시키는 적어도 하나의 펌프 레이저를 포함하는 본 발명에 따른 표면 발광 반도체 레이저에 있어서, 상기 펌프 파워(Pp)는 변조 주파수(fp)에 의해 변조된다. 바람직하게는, 상기 레이저 공진기의 공진기 길이(L)는 상기 변조 주파수(fp)에 맞춰진다.
바람직하게는, 표면 발광 반도체 레이저는 상기 펌프 파워의 변조로 인해 상기 펌프 파워의 변조 주파수(fp)에 의해 변조되는 출력파워를 갖는다. 상기와 같이 광학적으로 펌핑된 반도체 레이저에서, 레이저 공진기의 공진기 길이(L)를 상기 펌프 광원의 변조 주파수(fp)에 맞추는 것이 바람직한 것으로 확인되었다. 바람직하게는, 상기 공진기 길이(L)가 짧아질수록 상기 변조 주파수(fp)가 높아진다. 특히, 상기 레이저 공진기는 30 ㎜ 이하의 공진기 길이(L)를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 레이저 공진기의 길이(L)는 20 ㎜ 이하, 특히, 바람직하게는 10 ㎜ 이하이다.
바람직하게는, 상기 공진기 길이(L)은 L [mm] ≤ 250 / fp [MHz]에 해당한다. 예를 들어, 변조 주파수 fp = 10MHz 일 때, 상기 레이저 공진기의 길이(L)는 바람직하게는 25 ㎜ 이하이다. 변조 주파수 fp = 25MHz 일 때, 상기 레이저 공진기의 길이는 바람직하게는 10 ㎜보다 크지 않다.
펌프 레이저는 반드시 고정 변조 주파수를 가질 필요가 없으며 가변 변조 주파수도 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 변조 주파수는 상기 펌프 레이저가 변조될 수 있는 최대 변조 주파수로 이해될 수 있다. 이러한 경우, 상기 공진기 길이를 펌프 파워를 변조시키기 위해 구비된 최대 변조 주파수에 맞추는 것이 수행된다. 이러한 경우, 상기 부등식 L [mm] ≤ 250 / fp [MHz]은 상기 펌프 레이저의 최대 변조 주파수를 위해서도 충족되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변조 주파수(fp)는 1 MHz 이상, 바람직하게는 10 MHz 이상, 더욱 바람직하게는 50 MHz 이상이다. 이는, 상기 표면 발광 반도체 레이저를 레이저 디스플레이에 사용할 때 특히 바람직하다.
바람직하게는, 상기 펌프 레이저의 펌프 파워는 상기 펌프 레이저를 구동시키는 전류를 변조함으로써 변조된다.
가능한한 높은 변조 주파수(fp)를 얻기 위해서, 바람직하게는, 상기 변조된 구동 중 펌프 레이저의 레이저 임계값(laser threshold)이 미달되지 않도록 상기 펌프 레이저를 변조시킨다. 예를 들어, 상기 펌프 레이저의 구동 전류는 상기 주파수(fp)로 가변될 수 있다. 여기서, 최소한의 시간적 경과 이후에도 상기 구동 전류는, 자극된 발광을 여기(excite)하기 위해 상기 펌프 레이저에 필요한 문턱 전류(threshold current)의 세기보다 크다.
또한, 고 변조 주파수에 도달하기 위해서, 표면 발광 반도체 레이저를 상기 변조된 구동 중 레이저 임계값이 미달되지 않도록 작동시키는 것이 바람직한 것으로 확인되었다. 이는, 최소한의 시간적 경과 이후에도 고주파수로 변조된 펌프 파워는, 자극된 발광을 여기하기 위해 상기 표면 발광 반도체 레이저에 필요한 문턱 파워(threshold power)보다 크다.
상기 펌프 레이저는 특히 외부 펌프 레이저, 즉, 상기 반도체 칩의 외부에 배치된 펌프 레이저일 수 있다. 바람직하게는, 상기 펌프 레이저란 반도체 레이저 다이오드를 의미한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 펌프 레이저는 표면 발광 반도체 레이저의 반도체 칩 안에 모놀리식으로(monolithically) 집적된 펌프 레이저이다. 단일 또는 다수개의 펌프레이저 및 표면 발광 반도체 레이저가 공동 기판에 모놀리식으로 집적되는 것은 원칙적으로 독일 특허출원 DE 10026734에 개시되어 있으며, 그 내용은 참조에 의하여 기재될 것이다.
바람직하게는, 반도체 레이저로부터 방출된 광(radiation)의 주파수 전환을 위한 소자가 표면 발광 반도체 레이저의 레이저 공진기 내에 배치된다. 여기서, 상기 주파수 전환은 특히 주파수 곱셈(frequency multiplication), 특히, 주파수 제곱(frequency duplication)일 수 있다. 예를 들어, 표면 발광 반도체 레이저는 적외선을 방출하기 위해 구비된 활성 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 적외선은 상기 레이저 공진기의 내부에서 가시 광선, 특히 바람직하게는 녹색 또는 청색 가시 광선으로 전환된다. 상기 레이저 공진기 내에 포함된, 주파수 전환을 위해 구비된 소자는 예를 들어, 광학적으로 비선형 결정일 수 있다.
바람직하게는, 상기 공진기는 방출파장의 안정화를 위한 파장필터를 포함하는데, 예를 들어, 에탈론(etalon), 복굴절 필터 또는 대역 통과 필터(band pass filter)가 있다.
바람직하게는, 상기 표면 발광 반도체 레이저는 시간에 따라 평균 출력 파워가 평균 10 ㎽ 이상이다.
본 발명은 도 1 내지 도 4와 관련한 실시예들에 따라 보다 구체적으로 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 발광 반도체 레이저의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간(t)에 따라서 펌프 레이저의 구동 전류 세기(I)를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간(t)에 따라서 표면 발광 반도체 레이저의 광학 출력파워(Pout)를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면 발광 반도체 레이저의 개략적 단면도이다.
실시예들 및 도면들에서 동일하거나 동일하게 작용하는 요소들은 도면에서 동일한 참조부호로 표시된다. 상기 도시된 요소들은 축적에 반드시 맞다고 볼 수 없으며, 오히려 이해를 돕기 위해 상기 요소들은 부분적으로 과장되어 확대 도시될 수 있다.
도 1에 개략적 단면도로 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 발광 반도체 레이저는 광 방출성 활성층(2)을 가지는 반도체 칩(1)을 포함한다.
반도체 칩(1) 내에서 상기 활성층(2)은, 예를 들어 클래딩(cladding)- 층 또는 제한(confinement)-층으로서 기능하는 또 다른 반도체 층들(3) 사이에 배치된다. 표면 발광 반도체 레이저의 반도체 칩의 구조는 원칙적으로 당업자에게 알려져 있으므로, 여기서는 더 상세하게는 설명되지 않는다.
또한, 상기 반도체 칩(1) 내에 반사경(reflector)(4)이 포함되는데, 상기 q반사경은 표면 발광 반도체 레이저로부터 방출된 레이저 광선(7)을 위한 제1 공진기 거울을 나타낸다. 상기 제1 공진기 거울(4)은 바람직하게는, 다수의 교번층쌍(alternating layer pair)으로 이루어진 브래그(Bragg) 반사경이다.
반도체 칩(1)의 반도체 층들(2, 3, 4)은 예를 들어, 성장기판(5) 위에 성장된다. 열 소산(heat dissipation)을 더욱 양호하게 하기 위해, 상기 반도체 칩(1)은 바람직하게는 열 싱크(heat sink)(6)에 연결되는데, 예를 들어, 성장 기판(5)의 상기 반도체 층들(2, 3, 4)로부터 등지고 있는 후측에서 연결된다. 상기 열 싱크(6)는 바람직하게는 높은 열 전도성을 갖는 금속, 특히, 구리로 형성된다. 대안적으로, 활성으로 냉각된 열 싱크도 고려될 수 있는데, 상기 열 싱크는 유체 또는 기체가 관류하는(through-flow) 마이크로 채널을 포함한다.
상기 표면 발광 반도체 레이저는 상기 제1 공진기 거울(4)과 함께 레이저 공진기를 형성하는 적어도 하나의 또 다른 공진기 거울(8)을 포함한다. 상기 제2 공진기 거울(8)은 상기 반도체 칩(1)의 외부에 배치된 외부 공진기 거울이며, 상기 외부 공진기 거울은 예를 들어, 상기 반도체 칩(1)으로 향한 측에서 오목한 만곡부를 포함한다.
상기 제1 공진기 거울(4) 및 상기 제2 공진기 거울(8)이 선형 레이저 공진기를 형성하는, 도 1에 도시된 실시예에 대해 대안적으로, 표면 발광 반도체 레이저는, 전체가 하나의 접힌(folded) 공진기(도시되지 않음)를 형성하는 단일 또는 다 수개의 또 다른 공진기 거울을 포함할 수 있다.
레이저 광선(7)의 자극된 발광을 위한 상기 활성층(2)을 여기시키는 것은 펌프 레이저를 이용한 광학적 펌핑에 의하여 수행된다. 상기 펌프 레이저(10)는, 예를 들어 상기 반도체 칩(1)의 외부에 배치된 반도체 레이저인데, 상기 반도체 레이저는 펌프 광(14)을 반도체 칩(1)의 활성 층(2)으로 입사시킨다.
상기 펌프 레이저(10)로부터 방출된 펌프 광(14)의 펌프 파워는, 예를 들어, 1 MHz 이상의 주파수(fp)로 변조된다. 바람직하게는, 상기 변조 주파수(fp)는 10 MHz 이상이다. 특히, 50 MHz 이상의 변조 주파수가 고려될 수도 있다. 상기 레이저 공진기의 길이(L)는 상기 펌프 파워의 변조 주파수에 맞춰진다. 특히, 표면 발광 반도체 레이저의 레이저 공진기가 비교적 작은 길이(L)를 갖는 경우 높은 변조 주파수(fp)인 것이 바람직하다. 상기 레이저 공진기의 길이(L)는 바람직하게는 30 ㎜ 이하이다. 바람직하게는, 상기 레이저 공진기의 길이(L)는 20 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는, 10 ㎜ 이하이다.
특히, 소정의 변조 주파수(fp)에서 상기 레이저 공진기의 길이(L)가 값(L [mm] ≤ 250 ㎜/ fp [MHz])을 초과하지 않는 경우 바람직한 것으로 확인되었다. 상기 활성층(2)은 바람직하게는 양자 웰 구조(quantum well structure)로 형성된다. 여기서, 양자 웰 구조의 명칭은 전하 캐리어가 제한(confinement)에 의해 자체 에너지 상태의 양자화를 경험하는 구조를 포함한다. 특히, 상기 양자 웰 구조란 명칭은 양자화의 치수(dimensionality)에 대한 정보를 포함하고 있지 않다. 따라서, 상기 양자 웰 구조의 명칭은 무엇보다도 양자 홈통(quantum trough), 양자 와이어, 및 양자점 및 이러한 구조의 각 조합을 포괄한다.
상기 표면 발광 반도체 레이저의 활성층(2)은 바람직하게는 인화물(phosphide) 화합물 반도체 또는 비화물(arsenide) 화합물 반도체를 기반으로 한다. 이는, 상기 활성층(2)이 바람직하게는, InxAlyGa1 -x- yP 또는 InxAlyGa1 -x- yAs를 포함하고, 이 때 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 및 x + y ≤ 1에 해당되는 것을 의미한다. 특히, 상기 활성층(2)은 적외선 방출에 적합한 양자 웰 구조를 포함할 수 있다.
대안적으로, 가시광선 또는 자외선을 방출하기 위한 활성층이 구비될 수도 있다. 예를 들어, 상기 활성층(2)은 InxAlyGa1 -x- yN를 포함하고, 이 때 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 및 x + y ≤ 1에 해당된다.
상기 활성층(2)의 반도체 물질은 위에 언급한 수식에 따른 수학적으로 정확한 구성 방식을 반드시 포함해야 하는 것은 아니다. 오히려, 상기 반도체 물질은 상기 물질의 물리적 특성을 실질적으로 변경하지 않는 단일 또는 다수의 도핑 성분 및 추가적인 구성 요소를 포함할 수 있다. 상기 수식은 결정 격자의 실질적인 구성 요소(Al, Ga, In, P 또는 As 또는 N)만은 포함하는 것이 간단하다. 비록 이러한 구성 요소들이 미량의 또 다른 성분으로 대체될 수 있다고 하더라도 말이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 반도체 레이저로부터 방출된 광(7)의 주파수 전환에 적합한 소자(9)가 상기 레이저 공진기 내에 포함된다. 상기 주파수 전환 소자(9)는 바람직하게는 비선형의 광학적 결정이다. 상기 주파수전환 소자(9) 를 이용하면, 바람직하게는, 방출된 레이저 광선(7)의 주파수 곱셈, 특히, 주파수 제곱이 달성된다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시예에서, 상기 활성층(2)은 적외선을 방출하는 층이다. 여기서, 상기 방출된 레이저 광선(7)은 상기 주파수 전환 소자(9)를 이용하여 가시 광선, 특히, 녹색 가시 광선으로 전환된다.
펌프 광선(14)은 바람직하게는, 광학 소자(11)에 의해 반도체 칩(1)의 활성층(2)에 집속(focusing)된다. 상기 광학 소자(11)란, 예를 들어, 회절 광학 소자 또는 렌즈와 같은 반사 광학 소자를 의미할 수 있다.
바람직하게는, 상기 펌프 파워(Pp)의 고주파수 변조는 상기 펌프 레이저(10)의 구동 전류 세기를 그에 상응하여 고주파수 변조시킴으로써 수행된다. 상기 펌프 레이저(10)는 즉, 고주파수 변조되고 전기적으로 펌핑된 반도체 레이저이다.
도 2 및 도 3에는, 예를 들어, 상기 펌프 레이저(10)의 구동 전류 세기(I) 및 상기 표면 발광 반도체 레이저의 출력파워(Pout)에 대한 시간적 진행이 개략적인 그래프로 도시되어 있다. 상기 표면 발광 반도체 레이저의 활성층(2)이 상기 고주파수 변조된 펌프 레이저(10)에 의해 광학적으로 펌핑됨으로써, 상기 표면 발광 반도체 레이저로부터 방출된 레이저 광선(7)의 출력파워(Pout)가 상기 펌프 레이저의 구동 전류 세기(I)의 변조 주파수(fp)에 의해 변조된다.
가능한한 높은 변조 주파수를 실현하기 위해서, 상기 펌프 레이저(10)의 구동전류는, 상기 펌프 레이저의 레이저 방출을 여기하는 데 필요한 문턱 전류 세 기(Is)가 미달되지 않도록 변조되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 표면 발광 반도체 레이저의 출력파워가 문턱 파워(Ps)에 미달되지 않는 경우도 바람직하다. 상기 문턱 파워 이하에선 레이저 광선의 방출이 중지될 수도 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 구동전류(Is) 및 출력파워(Pout)의 시간적 진행에서 점선으로 표시된 선(15)의 좌측에 있는 영역이 상기와 같은 경우이다.
도 4는 본 발명에 따른 표면 발광 반도체 레이저의 또 다른 바람직한 실시예를 개략적 단면도로서 도시한다.
이러한 실시예의 표면 발광 반도체 레이저는, 상기 반도체 칩(1)의 외부에 배치된 펌프 레이저를 포함하지 않는다는 점에서 도 1에 도시된 실시예와 차이가 있다. 도 4에 도시된 표면 발광 반도체 레이저는 상기 반도체 칩(1)에 모놀리식으로 집적된 펌프 레이저(12)를 포함한다. 상기 펌프 레이저(12)는, 펌프 광(14)을 표면 발광 반도체 레이저의 활성층(2)으로 측 방향으로(lateral) 입사시키는 에지 방출성(edge emitting) 반도체 레이저이다. 상기 표면 발광 반도체 레이저의 활성층(2)은 측 방향에서, 바람직하게는 양 측에서 상기 펌프 레이저(12)에 의해 둘러싸여 있다. 상기 펌프 레이저(12)는 수직 방향에서 또 다른 반도체 층들(3)에 의해 둘러싸이는데, 상기 반도체 층들은 펌프 광(14)의 도파로(waveguide)로서 기능하고 상기 펌프 레이저(12)의 활성층으로 전류를 인가하기 위해 구비된다.
상기 펌프 레이저(12)를 상기 표면 발광 반도체 레이저의 반도체 칩(1)에 모놀리식으로 집적하는 것은, 외부 펌프 레이저의 조정을 위한 비용을 생략할 수 있 다는 장점을 가진다. 또한, 상기 표면 발광 반도체 레이저의 활성층(2)으로의 펌프 광(14)을 측 방향으로 입사함으로써, 상기 활성층(2)의 효율적이고 균일한 광학적 펌핑이 보장된다.
모놀리식으로 집적된 펌프 레이저(12)는 전기적으로 펌핑된 반도체 레이저인데, 구동전류(I)는 전기 접촉부(13)를 사용하여 상기 반도체 레이저에 인가된다.
상기 표면 발광 반도체 레이저의 출력 파워(Pout)의 고주파수 변조는 이미 도 1에 기재된 반도체 레이저에서와 유사한 방식으로 수행된다. 상기 모놀리식 집적된 펌프 레이저(12)의 구동전류(I)는 즉, 바람직하게는 1 MHz 이상인 변조 주파수(fp)를 이용해 변조되는데, 이는 상기 표면 발광 반도체 레이저의 출력 파워(Pout)도 상기 펌프 레이저(12)의 변조 주파수(fp)를 이용하여 고주파수 변조하기 위함이다.
본 발명의 도 1 내지 도 3과 관련하여 이미 설명한 또 다른 실시예들은 그 자체로 도 4에 도시된 실시예에 해당된다.
본 발명은 상기 실시예들을 참조로 한 기재 내용에 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각각의 새로운 특징 및 특징의 각각의 조합을 포함하는데, 특히 특징의 각각의 조합은 특허청구범위에 포함된다. 비록 이러한 특징 또는 이러한 조합 자체가 특허청구범위 또는 실시예에 명백히 제공되지 않는다고 하더라도 말이다.

Claims (15)

  1. 반도체 칩(1);
    제1 공진기 거울(4);
    상기 반도체 칩(1)의 외부에 배치되고 상기 제1 공진기 거울(4)과 함께 공진기 길이(L)를 포함한 레이저 공진기를 형성하는 적어도 하나의 또 다른 공진기 거울(8); 및
    상기 반도체 레이저(1)를 광학적으로 펌핑하기 위해 펌프 광(pump radiation)(14)을 펌프 파워(pump power)를 이용해 상기 반도체 칩(1)으로 입사시키는 적어도 하나의 펌프 레이저(10, 12)를 포함하는 것으로서, 상기 펌프 파워는 변조 주파수(fp)로 변조되며, 상기 레이저 공진기는 상기 변조 주파수(fp)에 맞춰진 공진기 길이(L)를 가지는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공진기 길이(L)은 L [mm] ≤ 250 / fp [MHz]에 해당되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 변조 주파수(fp)는 fp ≥ 1 MHz에 해당되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 변조 주파수(fp)는 fp ≥ 10 MHz에 해당되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 변조 주파수(fp)는 fp ≥ 50 MHz에 해당되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진기 길이(L)는 30 ㎜ 이하, 바람직하게는 20 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 레이저(10, 12)를 구동시키는 전류(I)를 변조시킴으로써, 상기 펌프 파워가 변조되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 파워는, 상기 변조된 구동 중 상기 펌프 레이저(10, 12)의 레이저 임계값(laser threshold)이 미달되지 않도록 변조되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 발광 반도체 레이저의 상기 레이저 임계값은 상기 변조된 구동 중에 미달되지 않는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 레이저(12)는 상기 표면 발광 반도체 레이저의 반도체 칩(1) 에 모놀리식으로(monolithic) 집적되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 레이저(10)는 상기 반도체 칩(1)의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 레이저로부터 방출된 광의 주파수 전환을 위한 주파수 전환소자(9)가 상기 레이저 공진기 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 주파수 전환은 주파수 곱셈(frequency multiplication), 특히, 주파수 제곱(frequency duplication)인 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 반도체 칩(1)은 적외선을 방출하고, 상기 적외선은 상기 주파수 전환소자(9)에 의해 가시광선, 특히, 녹색 가시광선으로 전환되는 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 발광 반도체 레이저의 광학 출력 파워(optical output power)는 10 ㎽ 이상인 것을 특징으로 하는 표면 발광 반도체 레이저.
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