WO2012045685A1 - Kantenemittierender halbleiterlaser - Google Patents

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Andreas Breidenassel
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    • H01S5/204—Strongly index guided structures

Definitions

  • Edge Emitting Semiconductor Laser An edge emitting semiconductor laser and a laser device having such an edge emitting
  • optical output power is adjustable.
  • the edge-emitting semiconductor laser has a semiconductor body which comprises at least two strip emitters arranged side by side in the transverse direction.
  • the semiconductor body which comprises at least two strip emitters arranged side by side in the transverse direction.
  • Semiconductor body formed with a substrate on which a semiconductor layer sequence is epitaxially grown.
  • the substrate forms together with the
  • the strip emitter are designed monolithically integrated, that is by
  • transverse direction means a direction parallel to the epitaxially grown one
  • the two strip emitters can then directly adjoin one another in the transverse direction and
  • Strip emitters arranged and / or mounted. Each of the strip emitters comprises at least one for
  • the active zone may be a
  • the active zone preferably comprises a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well (SQW) or a multiple quantum well (MQW) structure for generating radiation.
  • the term quantum well structure unfolds no significance with respect to the
  • Quantization includes quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.
  • the stripe emitters can also have multiple active zones
  • Vertical direction in this context means a direction perpendicular to the epitaxially grown
  • the active zones of the strip emitters transversely merge directly into one another and form at least one transversely continuous and contiguous active zone of the edge-emitting zone
  • the individual active zones of the strip emitters are separated in the transverse direction by semiconductor material arranged between the active zones, which is, for example, radiation-inactive.
  • the edge-emitting semiconductor laser the latter has at least two facets on the active zones, which comprise at least one resonator for
  • the at least two facets are opposed by each other
  • the two facets form at least one optical resonator for at least one of the strip emitters.
  • the two facets form a resonator for each of the stripe emitters.
  • each strip emitter may be assigned a resonator unambiguously, for example one-to-one.
  • the number of stripe emitters is equal to the number of stripe emitters
  • Resonators for the strip emitter The main emission direction of the semiconductor laser preferably runs parallel to a resonator axis of the resonator formed by the facets.
  • the edge emitting semiconductor laser the latter comprises at least two in
  • Transverse spaced apart contact surfaces which are mounted on an outer surface of the semiconductor body. This means that the contact surfaces are arranged on the same side of the semiconductor body. For example, one is
  • the intermediate region is then juxtaposed by two in each case in the transverse direction
  • the contact surfaces in the transverse direction are each by a
  • each stripe emitter is assigned a contact surface uniquely.
  • each stripe emitter is uniquely associated with a contact area.
  • Example serve the contact surfaces to the p-side
  • the contact surfaces may be in direct contact with the outer surface of the semiconductor body.
  • the contact surfaces may be in direct contact with the outer surface of the semiconductor body.
  • At least two of the strip emitters can be operated separately from one another.
  • Electrically operable means that, for example, current of a predefinable height can be impressed independently of one another via the respective contact surfaces in the at least two strip emitters.
  • electrically operable means that the at least two fringe emitters with respect to their
  • Operating voltage, operating temperature and / or operating time can be preset adjustable and / or controllable.
  • the semiconductor laser has a
  • each strip emitter comprises at least one set up for generating electromagnetic radiation active zone.
  • the edge-emitting semiconductor laser has at least two facets on the active zones, which
  • Strip emitter forms. At least two transversely spaced contact surfaces are on one
  • each stripe emitter is assigned a contact surface unique. Over the contact surfaces is during operation of the
  • edge-emitting semiconductor laser described here is based inter alia on the knowledge that an optical output power of an edge-emitting
  • the active zone can only be regulated in an absolute current or voltage level, for example. In other words, with respect to the emission of electromagnetic radiation no choice is made between different active zones and their associated pads.
  • semiconductor lasers use the idea of providing a semiconductor body comprising at least two in
  • Transverse juxtaposed strip emitter includes, which are electrically operated separately.
  • the optical output power can be adjusted to the individual needs of the user via a selection of the electrically operated active zones.
  • Such edge-emitting semiconductor laser is therefore particularly variable in its field of application, for example in Pro applications, can be used. Furthermore, such an edge-emitting semiconductor laser is particularly compact and space-saving. According to at least one embodiment, at least one is
  • Stripe emitter electrically uncontacted.
  • the uncontacted strip emitter is then also electrically inoperable.
  • the contact surface assigned to the strip emitter is not electrically connected.
  • the uncontacted strip emitter may be a strip emitter suitable for use with the
  • the edge-emitting semiconductor laser comprises at least two
  • Pad clearly assigned a contact surface and is electrically connected to this contact surface.
  • the pads are used for electrical contacting of the contact surfaces.
  • Contact surfaces are electrically connected, form the pads, as well as contact surfaces, for example, a p-side contact of the semiconductor laser.
  • the contact surfaces are not from the outside
  • each pad is connected to it
  • Direct in this context means that an electrically conductive
  • connection between the pad and the contact surface without, for example, a arranged between the pad and the contact surface conductor is made.
  • the pad and the contact surface are applied to the outer surface of the semiconductor body in a single process step. For example, the
  • connection surface is arranged on the outer surface of the semiconductor body in the transverse direction between respectively adjacent contact surfaces.
  • connection surfaces on the outer surface are, for example, starting from the contact surface assigned to them in FIG.
  • the outer surface has at least one
  • At least one contact surface and a contact surface not assigned to it have at least one overlap region in which the contact surface and the contact surface overlap in the vertical direction at least in places. In the vertical direction is between the
  • connection surface can be guided away in the vertical direction via a contact surface which is not assigned to it.
  • the Pad in the overlap area above the contact surface is the Pad in the overlap area above the contact surface.
  • the contact surface can be seen in a plan view of the
  • Outer surface of the semiconductor laser be concealed in places by the pad.
  • the electrical insulation by at least one electrically insulating
  • each pad is electrically conductively connected via at least one contact web to its associated contact surface.
  • each pad is electrically conductively connected via at least one contact web to its associated contact surface.
  • the contact bar and the contact surface form a contacting group for contacting each clearly associated Stsammlungemitters.
  • At least two connection surfaces are arranged on the same side of a contact surface on the outer surface of the semiconductor body. For example, everyone
  • At least one contact web at least one contact web
  • At least one contact web has one
  • the interruption of the contact bridge can be permanent. This may mean that the interruption can not be repaired without repair measures.
  • the contact bridge is to
  • At least two of the strip emitters have resonator lengths of different lengths.
  • one of the facets is subdivided into individual partial facets, each partial facet being unambiguously assigned to a strip emitter. In other words, the facet is no longer a level.
  • the respective resonator length of a strip emitter is a distance in a direction parallel to
  • Extension of the contact surfaces in the main emission of a strip emitter be different lengths.
  • Stripe emitter correspond.
  • III-nitride semiconductor material in the present context means that the semiconductor body is a nitride
  • Semiconductor material preferably Al n Ga m In ] __ n _ m N has or consists of this, where 0 ⁇ m ⁇ 1, 0 ⁇ n ⁇ 1 and m + n ⁇ 1.
  • rib depths of laterally juxtaposed strip emitters differ by at least 10 nm.
  • stripe emitters arranged side by side in the transverse direction directly adjoin one another. For example, it is in the
  • Strip emitters around rib emitter which have at least one rib.
  • Rib depths of the edge-emitting semiconductor laser can be used particularly flexible, since the optical
  • Output powers of each adjacent strip emitters due to the different rib depths particularly easy to distinguish and demarcate each other.
  • only the used for the particular application of the edge emitting semiconductor laser and / or desired strip emitter are electrically operated.
  • rib widths of laterally juxtaposed strip emitters differ by at least 100 nm. The extent of a rib in the transverse direction is then the respective rib width. As well as the respective rib width of a strip emitter Influence on the optical output power, can be operated by means of such differences in the rib widths only suitable for the particular application, the corresponding required strip emitter.
  • the rib width and the rib depth are manipulated variables, for example with regard to the optical output power of a strip emitter.
  • the rib width and the rib depth are manipulated variables, for example with regard to the optical output power of a strip emitter.
  • the strip emitter are electrically operated separately.
  • Laser device at least one edge emitting
  • At least one embodiment at least
  • the latter comprises a drive device for operating the strip emitter, the drive device for this purpose
  • Strip emitter around a predetermined time for example, by a user of the laser device period, beyond which the strip emitter, according to experience, no longer meets predetermined criteria.
  • the drive device is set up, after reaching at least one of the conditions for one of the
  • Disable strip emitter This may mean that an electrically conductive connection between an external energy source and the strip emitter is interrupted by the drive device. In deactivated strip emitters, no current is impressed on the contact surfaces assigned to them during operation of the laser device.
  • stripe emitters means that such stripe emitters no longer fulfill the frame specifications applied to them, such as, for example, the intensity of the emitted light after a certain period of operation.
  • Streak emitter prevents these negative effects although the strip emitter may remain connected for the entire operating time.
  • the number of strip emitters in operation is constant during the operation of the laser device. Be a certain number at the same time for an application of the laser device
  • an intensity emitted by the semiconductor laser can thus be kept constant over the entire operating period of the laser device.
  • the operating criteria applied to the semiconductor laser can be kept constant over as long a period as possible, as a result of which the service life of the laser device is significantly increased. The following is the edge-emitting
  • Figures 1A to 8 show in schematic views
  • FIG. 9 shows a schematic view
  • FIG. 1A shows, in a schematic plan view, an edge-emitting semiconductor laser 100 described here having a semiconductor body 1 which is based, for example, on a III-nitride semiconductor material.
  • Semiconductor body 1 comprises two strip emitters 10 arranged side by side in a transverse direction 101, each of which comprises an active zone 2 for generating electromagnetic radiation.
  • two contact surfaces 3 are arranged.
  • the two contact surfaces 3 in the transverse direction 101 are arranged at a distance from each other. This means that in the transverse direction 101 between adjacent contact surfaces 3, an intermediate region is formed, which is free from the
  • Each strip emitter 10 is assigned a contact surface 3 uniquely. Through the contact surfaces 3, current is injected into the strip emitter 10 during the operation of the semiconductor laser 100.
  • the contact surfaces 3 form a p-side contact of the edge emitting semiconductor laser 100.
  • the active zones 2 emit electromagnetic radiation in the range of ultraviolet to infrared light. It is conceivable that under electrical contacting of the two active zones 2 of the two Stripe emitter 10, the active zones 2 emit electromagnetic radiation in a same wavelength range, completely separate wavelength ranges or partially overlapping wavelength ranges.
  • the edge-emitting semiconductor laser 100 has at least two facets 11 on the active zones 2.
  • the two facets 11 each form a resonator 33 for a strip emitter 10. That is, in the operation of the
  • Edge emitting semiconductor laser 100 is each
  • Stripe emitter 10 a resonator 33 uniquely assigned. It is about one of the facets 11 electromagnetic
  • the edge-emitting semiconductor laser 100 has two connection surfaces 4, which are arranged on the outer surface 12 of the semiconductor body 1 in the transverse direction 101 between the contact surfaces 3.
  • Each of the pads 4 is a contact surface 3 uniquely assigned and electrically connected to this.
  • each connection surface 4 is directly connected to the contact surface 3 assigned to it. That is, each pad 4 forms a unit with its associated contact surface 3 and is formed with this contiguous.
  • the two connection surfaces 4 are arranged on the outer surface 12 of the semiconductor body 1 in the transverse direction 101 between the two contact surfaces 3.
  • the contact surfaces 3 are in the transverse direction 101 at least 20 ⁇ from each other
  • connection surfaces 4 in the transverse direction 101 between the contact surfaces 3 on the outer surface 12th ensures that the connection surfaces 4 in the transverse direction 101 between the contact surfaces 3 on the outer surface 12th
  • one of the stripe emitters 10 may serve as a test laser compared to the other stripe emitter 10.
  • the test laser in the context of stress tests up to his and / or beyond his load limits, for
  • FIG. 1B is a schematic plan view of another embodiment of a described here
  • edge-emitting semiconductor laser 100 In contrast to that shown in FIG. 1A
  • Semiconductor laser 100 is a region between the in
  • Pads 4 each guided starting from the associated contact surface 3 in the direction away from the respectively adjacent contact surface 3.
  • the pads 4 are therefore arranged on the outer surface 12 of the semiconductor body 1 in each case in edge regions of the two strip emitter 10.
  • Contact surfaces 3 are arranged spaced apart in the transverse direction 101 at most 10 ⁇ . Such a
  • Distance range ensures that the edge areas on the Outside surface 12 are large enough to arrange the pads 4 on it. In other words, in such a distance range, the connection surfaces 4 no longer fit between the contact surfaces 3 in the transverse direction 101.
  • FIG. 1C shows a schematic plan view of a further exemplary embodiment of an edge-emitting semiconductor laser 100 described here.
  • a connection surface 4 and a contact surface 3 not assigned to it have an overlap region 24.
  • Contact surface 3 is an electrical insulation 41
  • a dielectric layer is arranged, which in the overlap region 24, the connection surface 4 of the
  • FIG. 2A shows a further exemplary embodiment of an edge-emitting semiconductor laser 100 described here in a schematic plan view.
  • Edge-emitting semiconductor laser 100 has three
  • connection surfaces 3 and each of the contact surfaces 3 uniquely associated pads 4 on.
  • the contact surfaces 3 and the pads 4 are separated from each other and in groups on the outer surface 12th
  • each connecting a web 5 a Pad 4 with one of the pad 4 uniquely associated contact surface 3.
  • a respective contact surface 3 and its associated pad 4 is assigned to a contact web 5.
  • the contact webs 5 and their non-associated contact surfaces 3 have three more overlap areas 25, in which the contact webs 5 each overlap the contact surfaces 3 in a plan view and obscure. In the vertical direction V between the
  • FIG. 2B shows a schematic side view of the edge-emitting semiconductor laser 100 according to FIG. 2A.
  • the three strip emitters 10 are each in the form of rib emitters 10A, 10B and 10C.
  • Rib emitter has a rib depth RT and a
  • Rib width RB on. It can be seen from FIG. 2B that each of the rib emitters 10A to 10C has the same rib width RB, but in each case has different rib depths RT. By means of the different rib depths RT can be seen from FIG. 2B that each of the rib emitters 10A to 10C has the same rib width RB, but in each case has different rib depths RT. By means of the different rib depths RT can be used.
  • Strip emitter 10 each with different optical output powers, for example, on a substrate
  • the rib emitter 10A has the smallest rib emitter 10C and the largest rib depth RT, wherein the respective rib depths RT of directly to each other
  • adjacent rib emitters at least 10 nm
  • the fin emitter 10A has the largest emission area at the active region 2, whereby the optical output power and a steepness of the
  • Rib emitter 10A is the highest of the three fin emitters 10A to 10C. However, the fin emitter 10A has the highest threshold current at which the fin emitter 10A begins to emit electromagnetic radiation. Although the optical output and slope of the fin emitter IOC is the lowest, the fin emitter IOC has the lowest power consumption and the lowest
  • Threshold current different lateral far-field angles of the electromagnetic radiation emitted by the active zones 2 can be determined individually via the
  • Rib depths RT can be adjusted. For example, each for the use of the edge-emitting
  • Semiconductor laser 100 suitable strip emitter 10 from the outside selectively electrically contacted and connected. That is, as required, between the fin emitters 10A to 10C can be selected.
  • FIG. 2C is a schematic side view of another embodiment of a described here
  • edge-emitting semiconductor laser 100 In contrast to the edge-emitting semiconductor lasers 100 described in FIGS. 1A to 2B, the fin emitters 10A to 10C described in FIG. 2C have
  • the fin emitter 10A with its smallest rib width RB, has the lowest threshold current under electrical contacting and, due to its smallest rib width RB, the smallest Emission area on.
  • the respective rib widths RB of two directly adjoining rib emitters differ by at least 100 nm.
  • the small emission surface of the fin emitter 10A leads to a local heating in the region of the interface
  • Radiation through the semiconductor material of the fin emitter 10A can lead to the melting of the affected semiconductor regions, thereby destroying the semiconductor laser 100.
  • Catastrophical Optical Damage also COD.
  • Catastrophical Optical Damage is most likely to occur in the fin emitter 10A of the three fin emitters 10A to 10C.
  • the fin emitter 10C with its largest fin width RB and concomitant largest emission area, is designed for the largest optical output, but has the highest threshold current.
  • Ribbed emitter 10C is catastrophic optical damage most unlikely at rib emitter 10C.
  • the strip emitter 10 and its optical output power can also be set and defined via the respective rib widths RB, as shown in FIG. 2A, the optical and / or physical properties of the strip emitters 10, ie the rib emitters 10A to 10C, can be adjusted via an adaptation of FIG respective rib width RB and / or
  • FIG. 3A shows a further exemplary embodiment of an edge-emitting semiconductor laser 100 described here, in a schematic side view, in which the semiconductor body 1 is formed with two strip emitters 10, wherein it is a strip emitter 10 to a
  • Rib emitter 10R and the other strip emitter 10 is an index-guided wide-band emitter 10BI.
  • Rib emitter 10R is monolithically integrated with wideband emitter 10BI.
  • the fin emitter 10R emits monomode and the broad-band emitter 10BI emits multimode electromagnetic radiation.
  • the monolithic integration of the two strip emitters 10 thus makes it possible to realize a semiconductor laser 100 which is particularly compact and space-saving.
  • Such a semiconductor laser 100 may be particularly suitable for Pro etechnischsanassembleen because the fin emitter 10R for projection of small image diagonal (also flying spot applications) and the wide-band emitter 10BI is suitable for larger image diagonals.
  • the fin emitter 10R and / or the wide strip emitter 10BI may be used.
  • FIG. 3B shows a further embodiment of an edge-emitting semiconductor laser 100 described here in a schematic side view, in which FIG
  • Wide-band emitter 10BI a profit-driven
  • Wide strip emitter 10BIG is used.
  • the profit-driven wide-band emitter 10BIG is a gain-guided oxide strip emitter or a wide strip fin emitter. It is further shown in FIG. 3B that on the outer surface 12 in the area of the
  • the insulating dielectric layer 43 serves for
  • the insulating dielectric layer 43 opens and / or defines a current stop over the
  • Wide strip emitter 10BIG is impressed.
  • FIGS. 3C and 3D show the operation of the edge-emitting semiconductor laser 100 described in FIGS. 3A or 3B. Shown is a single-mode emission of the
  • Edge-emitting semiconductor laser 100 For this purpose, only the rib emitter 10R is energized. Such an operation of the semiconductor laser 100 can be particularly useful in
  • Broadband emitter 10BI emitted Such an operation can be used in particular for application applications in image-based technologies.
  • Edge emitting semiconductor laser 100 described. On the outer surface 12 are a total of seven contact surfaces 3 in
  • each of the contact surfaces 3 is a connection surface 4
  • Pads 4 are each separated and arranged in groups.
  • the contact webs 5 each connect a connection surface 4 with an associated
  • Stripe emitter 10 can be assigned to it
  • Contact surfaces 2 no current to be impressed.
  • inhomogeneously radiation-emitting strip emitters 10 are separated from the homogeneous radiation-emitting strip emitters 10. That means that only in homogeneous
  • radiation-emitting strip emitter 10 current can be impressed on the contact surfaces 3. For example, this is done by severing the contact web 5 by means of a high-energy laser light.
  • "Homogeneous" means, for example, that such a strip emitter 10 has an emission image in the far field, which is ideally formed in the form of a Gaussian curve. Accordingly
  • “Inhomogeneous” means that such an emission image deviates at least in places from such a Gaussian curve.
  • a homogeneous emission image can better match a Gaussian curve, as an inhomogeneous emission image.
  • FIG. 5 shows, in a schematic plan view, an edge-emitting semiconductor laser 100 in which only two connection surfaces 4 are electrically contacted. In the figure 5 this is schematically by two
  • FIG. 6A shows, in a schematic, perspective view, the edge emitting semiconductor laser 100 according to one of the preceding embodiments, in which additionally an outer surface 13 opposite the outer surface 12 of the semiconductor body 1 in the vertical direction V has a structuring. In this case, areas 13A of
  • Contact surfaces 3 structured like a fan.
  • Semiconductor body 1 introduced structuring of
  • FIG. 7 shows in a schematic plan view a further exemplary embodiment of one described here
  • Semiconductor lasers 100 is applied to at least one of the facets 11 at least one passivation layer 15. That is, the passivation layer 15 is in direct contact with the facet 11.
  • Passivation layer 15 contains at least one of
  • silicon dioxide silicon dioxide, silicon nitride, titanium dioxide, aluminum dioxide or silicon.
  • silicon dioxide silicon dioxide, silicon nitride, titanium dioxide, aluminum dioxide or silicon.
  • Passivation layer 15 entirely of one of the materials mentioned. Furthermore, it is possible for a facet 11 of the semiconductor body 1 to be alternately different
  • Layers of the mentioned materials are applied.
  • all exposed areas of the active zones 2 are one or more of the named
  • Transverse direction 101 along the facet 11 has the
  • Passivation layer 15 a gradient in its thickness.
  • a mirror gradient on the facet 11 can be predetermined in the transverse direction 101 along the facet 11 set. In other words, depending on the changing thickness of the passivation layer 15
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of a further exemplary embodiment of one described here
  • Strip emitter 10 each different lengths
  • Resonator length 34 can be achieved by means of individually in the semiconductor body 1 (dry) etched part facets 111, wherein the partial facets 111 together then the facet 11 of
  • Semiconductor laser 100 can form.
  • FIG. 9 shows, in a schematic plan view, a laser device 200 described here.
  • the semiconductor laser 100 is the exemplary embodiment according to FIG. 5, in contrast to which each of the connection surfaces 4 is electrically contacted.
  • a drive device 300 can control, via a drive line 301, each of the strip emitters 10 as a function of at least one of the conditions of maximum operating time, predeterminable minimum intensity of the electromagnetic radiation emitted by each strip emitter 10.
  • the edge-emitting semiconductor laser 100 is designed in the form of a "magazine laser". In the operation of the laser device 200 is always only one
  • Control device 300 controlled and operated electrically. After a predetermined period of time, for example, the life of the strip emitter 10, another
  • Stripe emitter 10 which has already exceeded its life, is disabled by the driver 300 and turned off, but it may remain connected. By deactivating, it can be prevented from causing short circuits or a reduction in the optical output power of the laser device 200 in the laser device 200
  • edge-emitting semiconductor laser 100 comes.
  • the number of operating strip emitter 10 is constant and limited to one in the present embodiment. Until the overall lifetime of the laser device 200 has been reached, each strip emitter 10 can
  • Control device 300 the strip emitter 10 in
  • Radiation can be adjusted to the ambient temperature.
  • the laser device 300 described here can also be used in particular for spectroscopic applications since an adjustment of the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the semiconductor laser 100, for example via the drive device 300, is possible over a broad spectrum of the electromagnetic radiation.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein kantenemittierender Halbleiterlaserangegeben, mit - einem Halbleiterkörper (1), der zumindest zwei in Querrichtung (101) nebeneinander angeordnete Streifenemitter (10) umfasst, wobei jeder Streifenemitter (10) zumindest eine zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtete aktive Zone (2) umfasst; - zumindest zwei Facetten (11) an den aktiven Zonen (2), die zumindest einen Resonator (33) für zumindest einen der Streifenemitter (10) bilden; - zumindest zwei in der Querrichtung (101) voneinander beabstandete Kontaktflächen (3), die auf einer Außenfläche (12) des Halbleiterkörpers (1) angebracht sind, wobei - jedem Streifenemitter (10) eine Kontaktfläche (3) eindeutig zugeordnet ist, - über die Kontaktflächen (3) während des Betriebs des Halbleiterlasers (100) Strom in zumindest einen der Streifenemitter (10) eingeprägt wird, und - zumindest zwei der Streifenemitter (10) getrennt voneinander elektrisch betreibbar sind.

Description

Beschreibung
Kantenemittierender Halbleiterlaser Es werden ein kantenemittierender Halbleiterlaser sowie eine Laservorrichtung mit einem solchen kantenemittierenden
Halbleiterlaser angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen
kantenemittierenden Halbleiterlaser anzugeben, dessen
optische Ausgangsleistung einstellbar ist.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weist dieser einen Halbleiterkörper auf, der zumindest zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete Streifenemitter umfasst. Beispielsweise ist der
Halbleiterkörper mit einem Substrat gebildet, auf das eine Halbleiterschichtenfolge epitaktisch aufgewachsen ist. Zum Beispiel bildet das Substrat zusammen mit der
Halbleiterschichtenfolge zumindest stellenweise die
Streifenemitter aus. Vorzugsweise sind die Streifenemitter monolithisch integriert ausgeführt, das heißt durch
epitaktisch abgeschiedenes Material miteinander verbunden. "Querrichtung" bedeutet in diesem Zusammenhang eine Richtung, die parallel zur epitaktisch gewachsenen
Halbleiterschichtenfolge und senkrecht zu einer
Hauptabstrahlrichtung des kantenemittierenden
Halbleiterlasers verläuft. Die beiden Streifenemitter können dann in Querrichtung direkt aneinander angrenzen und
ineinander übergehen. Das kann heißen, dass in Querrichtung zwischen jeweils benachbarten Streifenemittern beispielsweise kein elektrisch isolierendes Material zwischen den
Streifenemittern angeordnet und/oder angebracht ist. Jeder der Streifenemitter umfasst zumindest eine zur
Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtete aktive Zone. Bei der aktiven Zone kann es sich um eine
Schicht handeln, die Strahlung im Bereich von ultraviolettem bis infrarotem Licht emittiert. Die aktive Zone umfasst bevorzugt einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, einen Einfachquantentopf- (SQW, Single Quantum Well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, Multi Quantum Well) zur Strahlungserzeugung. Die Bezeichnung Quantentopfstruktur entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der
Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.
Die Streifenemitter können auch mehrere aktive Zonen
umfassen, die in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind. "Vertikale Richtung" bedeutet in diesem Zusammenhang eine Richtung senkrecht zur epitaktisch gewachsenen
Halbleiterschichtenfolge .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form gehen die aktiven Zonen der Streifenemitter in Querrichtung direkt ineinander über und bilden zumindest eine in Querrichtung durchgehende und zusammenhängende aktive Zone des kantenemittierenden
Halbleiterlasers aus.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind die einzelnen aktiven Zonen der Streifenemitter in Querrichtung durch zwischen den aktiven Zonen angeordnetes Halbleitermaterial, welches beispielsweise strahlungsinaktiv ist, voneinander getrennt . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weist dieser zumindest zwei Facetten an den aktiven Zonen auf, die zumindest einen Resonator für
zumindest einen der Streifenemitter bilden. Die zumindest zwei Facetten sind durch einander gegenüberliegende
Seitenflächen des Halbleiterkörpers gebildet, die für in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise reflektierend sind. Die beiden Facetten bilden zumindest einen optischen Resonator für zumindest einen der Streifenemitter. Beispielsweise bilden die zwei Facetten einen Resonator für jeden der Streifenemitter aus. In diesem Fall kann jedem Streifenemitter ein Resonator eindeutig, beispielsweise eineindeutig, zugeordnet sein. Zum Beispiel ist die Zahl der Streifenemitter gleich der Zahl der
Resonatoren für die Streifenemitter. Vorzugsweise verläuft die Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterlasers parallel zu einer durch die Facetten ausgebildeten Resonatorachse des Resonators . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers umfasst dieser zumindest zwei in
Querrichtung voneinander beabstandete Kontaktflächen, die auf einer Außenfläche des Halbleiterkörpers angebracht sind. Das heißt, dass die Kontaktflächen an der gleichen Seite des Halbleiterkörpers angeordnet sind. Beispielsweise ist ein
Bereich der Außenfläche des Halbleiterkörpers in Querrichtung zwischen benachbarten Kontaktflächen frei von dem Material der Kontaktflächen . Mit anderen Worten sind die
Kontaktflächen in Querrichtung durch zumindest einen
Zwischenbereich beabstandet. In einer Draufsicht auf den kantenemittierenden Halbleiterlaser ist der Zwischenbereich dann durch zwei jeweils in Querrichtung aneinander
angrenzende Kontaktflächen und beispielsweise der Außenfläche des Halbleiterkörpers begrenzt. Mit anderen Worten sind die Kontaktflächen in Querrichtung jeweils durch einen
Zwischenbereich voneinander getrennt. Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers ist jedem Streifenemitter eine Kontaktfläche eindeutig zugeordnet. Zum Beispiel ist jedem Streifenemitter eine Kontaktfläche eineindeutig zugeordnet. Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird während des
Betriebs des Halbleiterlasers über die Kontaktflächen Strom in zumindest einen der Streifenemitter eingeprägt. Mit anderen Worten werden mittels der Kontaktflächen die aktiven Zonen der Streifenemitter kontaktiert und bestromt. Zum
Beispiel dienen die Kontaktflächen zur p-seitigen
Kontaktierung der Streifenemitter und damit des
kantenemittierenden Halbleiterlasers. Zur Einprägung des Stroms durch die Kontaktflächen in die Streifenemitter können die Kontaktflächen in direktem Kontakt mit der Außenfläche des Halbleiterkörpers stehen. Beispielsweise sind die
Zwischenbereiche nicht elektrisch leitend oder kontaktierbar ausgebildet. Vorzugsweise wird über die Zwischenbereiche kein Strom in die Streifenemitter eingeprägt. Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind zumindest zwei der Streifenemitter getrennt voneinander elektrisch betreibbar. "Elektrisch betreibbar" heißt, dass unabhängig voneinander über die jeweiligen Kontaktflächen in die zumindest zwei Streifenemitter beispielsweise Strom einer vorgebbaren Höhe einprägbar ist. Weiter heißt "elektrisch betreibbar", dass die zumindest zwei Streifenemitter in Bezug auf ihre
Betriebsspannung, Betriebstemperatur und/oder Betriebsdauer vorgebbar einstellbar und/oder steuerbar sind. Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weist der Halbleiterlaser einen
Halbleiterkörper auf, der zumindest zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete Streifenemitter umfasst, wobei jeder Streifenemitter zumindest eine zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtete aktive Zone umfasst. Weiter weist der kantenemittierende Halbleiterlaser zumindest zwei Facetten an den aktiven Zonen auf, die
zumindest einen Resonator für zumindest einen der
Streifenemitter bildet. Zumindest zwei in der Querrichtung voneinander beabstandete Kontaktflächen sind auf einer
Außenfläche des Halbleiterkörpers angebracht, wobei jedem Streifenemitter eine Kontaktfläche eindeutig zugeordnet ist. Über die Kontaktflächen wird während des Betriebs des
Halbleiterlasers Strom in zumindest einen der Streifenemitter eingeprägt, wobei zumindest zwei der Streifenemitter getrennt voneinander elektrisch betreibbar sind. Der hier beschriebene kantenemittierende Halbleiterlaser beruht dabei unter anderem auf der Kenntnis, dass eine optische Ausgangsleistung eines kantenemittierenden
Halbleiterlasers mit einer einzigen aktiven Zone über seine Kontaktfläche beispielsweise lediglich über die Stromhöhe individuell einstellbar ist. Mit anderen Worten ist die optische Ausgangsleistung des kantenemittierenden
Halbleiterlasers über die einzige elektrische Kontaktfläche und die optischen Eigenschaften der einzelnen aktiven Zone festgelegt. Zum Beispiel ist die aktive Zone lediglich beispielsweise in einer absoluten Bestromungs- beziehungsweise Spannungshöhe regelbar. Mit anderen Worten kann bezüglich der Emission von elektromagnetischer Strahlung keine Auswahl zwischen unterschiedlichen aktiven Zonen und ihnen zugeordneten Kontaktflächen unternommen werden.
Um nun die optische Ausgangsleistung und Appatur des
kantenemittierenden Halbleiterlasers individuell einstellen und anpassen zu können, macht der hier beschriebene
Halbleiterlaser unter anderem von der Idee Gebrauch, einen Halbleiterkörper bereitzustellen, der zumindest zwei in
Querrichtung nebeneinander angeordnete Streifenemitter umfasst, die getrennt voneinander elektrisch betreibbar sind. Mit anderen Worten kann die optische Ausgangsleistung über eine Auswahl der elektrisch betriebenen aktiven Zonen den individuellen Bedürfnissen des Benutzers jeweils angepasst werden. Ein derartiger kantenemittierender Halbleiterlaser ist daher in seinem Anwendungsbereich besonders variabel, beispielsweise bei Pro ektionsanwendungen, einsetzbar. Ferner ist ein derartiger kantenemittierender Halbleiterlaser besonders kompakt und platzsparend. Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist zumindest ein
Streifenemitter elektrisch unkontaktiert . Beispielsweise ist der unkontaktierte Streifenemitter dann auch elektrisch nicht betreibbar. Zum Beispiel wird dazu die dem Streifenemitter zugeordnete Kontaktfläche elektrisch nicht angeschlossen. Bei dem unkontaktierten Steifenemitter kann es sich um einen Streifenemitter handeln, der für eine Verwendung des
Halbleiterlasers nicht benötigt wird und/oder der die an ihn gestellten Spezifikationen nicht erfüllt. Mit anderen Worten kann ein solcher Streifenemitter für die jeweilige Anwendung des Halbleiterlasers ungeeignet sein. Vorteilhaft wird so vermieden, dass der ungeeignete Streifenemitter den
Halbleiterlaser negativ, beispielsweise im Hinblick auf die optische Ausgangsleistung, beeinflusst. Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers umfasst dieser zumindest zwei
Anschlussflächen, welche auf der Außenfläche des
Halbleiterkörpers angebracht sind, wobei jeder
Anschlussfläche eine Kontaktfläche eindeutig zugeordnet und mit dieser Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden ist. Die Anschlussflächen dienen zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktflächen . Vorzugsweise wird über die
Anschlussflächen und die ihnen jeweils zugehörigen
Kontaktflächen bei externer elektrischer Kontaktierung der Anschlussflächen in die jeweiligen Streifenemitter Strom einer vorgebbaren Höhe eingeprägt. Insbesondere dienen die Kontaktflächen nicht zur externen elektrischen Kontaktierung. Da die Anschlussflächen mit den ihnen zugeordneten
Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden sind, bilden die Anschlussflächen, genauso wie Kontaktflächen, beispielsweise einen p-seitigen Kontakt des Halbleiterlasers aus.
Vorzugsweise sind die Kontaktflächen von außen nicht
elektrisch kontaktierbar . Mit anderen Worten dienen
ausschließlich die Anschlussflächen für eine externe
elektrische Kontaktierung des kantenemittierenden
Halbleiterlasers. Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers ist jede Anschlussfläche mit der ihr
zugeordneten Kontaktfläche direkt verbunden. Vorzugsweise sind die Anschlussfläche und die Kontaktfläche
zusammenhängend ausgebildet und bilden eine Einheit. "Direkt" heißt in diesem Zusammenhang, dass eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen der Anschlussfläche und der Kontaktfläche ohne beispielsweise eine zwischen der Anschlussfläche und der Kontaktfläche angeordnete Leiterbahn hergestellt ist. Zum Beispiel sind dazu die Anschlussfläche und die Kontaktfläche in einem einzigen Verfahrensschritt auf die Außenfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht. Beispielsweise sind die
Anschlussfläche und die Kontaktfläche mit dem gleichen
Material gebildet.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist zumindest eine Anschlussfläche auf der Außenfläche des Halbleiterkörpers in der Querrichtung zwischen jeweils benachbarten Kontaktflächen angeordnet. Bei paarweiser Betrachtung der Kontaktflächen sind die Anschlussflächen auf der Außenfläche beispielsweise ausgehend von der ihnen zugeordneten Kontaktfläche in
Richtung der jeweils benachbarten Kontaktfläche geführt.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weist die Außenfläche zumindest einen
Bereich zwischen in Querrichtung benachbarten Kontaktflächen auf, der frei von den Anschlussflächen ist.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weisen zumindest eine Anschlussfläche und eine ihr nicht zugeordnete Kontaktfläche zumindest einen Überlappbereich auf, in dem die Anschlussfläche und die Kontaktfläche in vertikaler Richtung zumindest stellenweise überlappen. In vertikaler Richtung ist zwischen der
Anschlussfläche und der Kontaktfläche im Überlappbereich zumindest stellenweise eine elektrische Isolierung
angeordnet. Die Anschlussfläche kann in vertikaler Richtung über eine ihr nicht zugeordnete Kontaktfläche hinweggeführt sein. Die Stellen der Anschlussfläche und der Kontaktfläche, an denen beide in vertikaler Richtung überlappen, bilden jeweils den Überlappbereich aus. In einer Draufsicht auf den kantenemittierenden Halbleiterlaser befindet sich die Anschlussfläche im Überlappbereich über der Kontaktfläche . Die Kontaktfläche kann in einer Draufsicht auf die
Außenfläche des Halbleiterlasers durch die Anschlussfläche stellenweise verdeckt sein. Zum Beispiel ist die elektrische Isolierung durch zumindest eine elektrisch isolierende
Schicht gebildet.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers ist jede Anschlussfläche über zumindest einen Kontaktsteg mit der ihr zugeordneten Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise sind eine
Kontaktfläche und eine ihr zugeordnete Anschlussfläche einem Kontaktsteg zugeordnet. Mit anderen Worten können die
Anschlussfläche, der Kontaktsteg und die Kontaktfläche eine Kontaktierungsgruppe zur Kontaktierung des ihnen jeweils eindeutig zugeordneten Streifenemitters bilden.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers sind zumindest zwei Anschlussflächen auf der gleichen Seite einer Kontaktfläche auf der Außenfläche des Halbleiterkörpers angeordnet. Beispielsweise sind alle
Anschlussflächen auf einer Seite einer Kontaktfläche
angeordnet. In diesem Fall sind in Querrichtung zwischen den Kontaktflächen keine Anschlussflächen angeordnet.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weisen zumindest ein Kontaktsteg und
zumindest eine dem Kontaktsteg nicht zugeordnete
Kontaktfläche zumindest einen weiteren Überlappbereich auf, in dem der Kontaktsteg und die Kontaktfläche in vertikaler Richtung zumindest stellenweise überlappen. In vertikaler Richtung ist zwischen dem Kontaktsteg und der Kontaktfläche im weiteren Überlappbereich zumindest stellenweise eine weitere elektrische Isolierung angeordnet. Zum Beispiel sind die weitere elektrische Isolierung und die elektrische
Isolierung mit demselben Material gebildet. Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weist zumindest ein Kontaktsteg eine
Unterbrechung auf, durch die die elektrisch leitende
Verbindung zwischen einer Anschlussfläche und der ihr
zugeordneten Kontaktfläche vorgebbar unterbrochen ist. Die Unterbrechung des Kontaktstegs kann dauerhaft sein. Das kann heißen, dass die Unterbrechung ohne Reparaturmaßnahmen nicht zu beheben ist. Zum Beispiel ist der Kontaktsteg dazu
dauerhaft in seinem Verlauf unterbrochen. Das kann heißen, dass der Kontaktsteg beispielsweise durch Materialabtrag mechanisch und/oder mittels hochenergetischen Laserlichts durchschnitten oder durchtrennt und damit unterbrochen ist.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des kantenemittierenden Halbleiterlasers weisen zumindest zwei der Streifenemitter unterschiedlich lange Resonatorlängen auf. Beispielsweise ist dazu eine der Facetten in einzelne Teilfacetten unterteilt, wobei jede Teilfacette einem Streifenemitter eindeutig zugeordnet ist. Das heißt, die Facette ist dann keine Ebene mehr. Die jeweilige Resonatorlänge eines Streifenemitters ist dabei eine Strecke in einer Richtung parallel zur
Hauptabstrahlrichtung des Streifenemitters zwischen jeweils benachbarten Teilfacetten. Beispielsweise sind die
Teilfacetten mittels eines trocken- und/oder nasschemischen Ätzprozesses in den Halbleiterkörper eingebracht. Zusätzlich können die Längen der Kontaktflächen, das heißt die
Ausdehnung der Kontaktflächen in der Hauptabstrahlrichtung eines Streifenemitters unterschiedlich lang sein. Mit anderen Worten kann die Länge der Kontaktflächen zu den unterschiedlichen Resonatorlängen der einzelnen
Streifenemitter korrespondieren.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form basiert der
Halbleiterkörper auf einem III-Nitrid Halbleitermaterial. "III-Nitrid Halbleitermaterial" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass der Halbleiterkörper ein Nitrid
Halbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn]__n_mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 < m < 1, 0 < n < 1 und m + n < 1.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form unterscheiden sich Rippentiefen von in Querrichtung nebeneinander angeordneten Streifenemittern um wenigstens 10 nm. Zum Beispiel grenzen in Querrichtung nebeneinander angeordnete Streifenemitter direkt aneinander an. Beispielsweise handelt es sich bei den
Streifenemittern um Rippenemitter, welche zumindest eine Rippe aufweisen. Die Ausdehnung der Rippe in vertikaler
Richtung ist dann die jeweilige Rippentiefe. Es wurde
erkannt, dass ab einem derartigen Unterschied in den
Rippentiefen der kantenemittierende Halbleiterlaser besonders flexibel eingesetzt werden kann, da sich die optischen
Ausgangsleistungen von jeweils benachbarten Streifenemittern aufgrund der unterschiedlichen Rippentiefen besonders einfach voneinander unterscheiden und abgrenzen lassen. Insofern werden beispielsweise nur die für die jeweilige Anwendung des kantenemittierenden Halbleiterlasers gebrauchten und/oder gewünschten Streifenemitter elektrisch betrieben.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form unterscheiden sich Rippenbreiten von in Querrichtung nebeneinander angeordneten Streifenemittern um wenigstens 100 nm. Die Ausdehnung einer Rippe in Querrichtung ist dann die jeweilige Rippenbreite. Da ebenso die jeweilige Rippenbreite eines Streifenemitters Einfluss auf die optische Ausgangsleistung hat, können mittels derartiger Unterschiede in den Rippenbreiten nur für die jeweilige Anwendung passend die entsprechend benötigten Streifenemitter betrieben werden.
Mit anderen Worten sind die Rippenbreite und die Rippentiefe Stellgrößen beispielsweise im Hinblick auf die optische Ausgangsleistung eines Streifenemitters. In Abhängigkeit der Rippenbreite und der Rippentiefe umfasst der
kantenemittierende Halbleiterlaser Streifenemitter
unterschiedlicher optischer Ausgangsleistung, wobei die Streifenemitter getrennt voneinander elektrisch betreibbar sind .
Es wird darüber hinaus eine Laservorrichtung angegeben.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die
Laservorrichtung zumindest einen kantenemittierenden
Halbleiterlaser gemäß zumindest einer der hier beschriebenen Aus führungs formen . Das heißt, die für den hier beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlaser aufgeführten Merkmale sind auch für die hier beschriebene Laservorrichtung
offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Aus führungsform sind zumindest
Streifenemitter über die ihnen jeweils zugeordnete
Kontaktfläche elektrisch kontaktiert .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Laservorrichtung umfasst diese eine Ansteuervorrichtung zum Betreiben der Streifenemitter, wobei die Ansteuervorrichtung dazu
eingerichtet ist, zumindest zwei der Streifenemitter in Abhängigkeit von zumindest einer der Bedingungen maximale Betriebsdauer, vorgebbare Mindestintensität der von jedem der zumindest zwei Streifenemitter emittierten
elektromagnetischen Strahlung anzusteuern. Zum Beispiel handelt es sich bei der maximalen Betriebsdauer der
Streifenemitter um einen beispielsweise von einem Benutzer der Laservorrichtung vorgegebenen Zeitabschnitt, ab dessen Überschreitung der Streifenemitter vorgebbare Kriterien erfahrungsgemäß nicht mehr erfüllt. In von der
Ansteuervorrichtung nicht angesteuerten Streifenemittern wird über die ihnen zugeordneten Kontaktflächen kein Strom
eingeprägt. Diese Streifenemitter sind dann elektrisch nicht betrieben .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Laservorrichtung ist die Ansteuervorrichtung dazu eingerichtet, nach Erreichen zumindest einer der Bedingungen für einen von der
Ansteuervorrichtung betriebenen Streifenemitter, den
Streifenemitter zu deaktivieren. Das kann heißen, dass durch die Ansteuervorrichtung eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einer externen Energiequelle und dem Streifenemitter unterbrochen wird. In deaktivierte Streifenemitter wird während des Betriebs der Laservorrichtung über die ihnen zugeordneten Kontaktflächen kein Strom mehr eingeprägt.
Während des Betriebs der Laservorrichtung könnten bereits verbrauchte Streifenemitter die optische Ausgangsleistung verringern und/oder zu Kurzschlüssen im Halbleiterlaser und/oder zu Fernfeldfehlern des Halbleiterlasers führen.
"Verbrauchte Streifenemitter" heißt in diesem Zusammenhang, dass solche Streifenemitter nach einer gewissen Betriebsdauer nicht mehr die an sie angelegten Rahmenspezifikationen, wie zum Beispiel der Intensität des abgestrahlten Lichts, erfüllen. Durch das Deaktivieren des verbrauchten
Streifenemitters werden diese negativen Effekte verhindert, obwohl der Streifenemitter über die gesamte Betriebsdauer angeschlossen bleiben kann.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist die Zahl der sich in Betrieb befindlichen Streifenemitter während des Betriebs der Laservorrichtung konstant. Werden für eine Anwendung der Laservorrichtung eine bestimmte Anzahl gleichzeitig
betriebener und/oder vorselektierter Streifenemitter, zum Beispiel jeweils gleicher optischer Ausgangsleistung, benötigt, kann ein bereits verbrauchter Streifenemitter durch einen bisher nicht betriebenen Streifenemitter ersetzt werden. Vorteilhaft kann so eine von dem Halbleiterlaser emittierte Intensität über den gesamten Betriebszeitraum der Laservorrichtung konstant gehalten werden. Damit können die an den Halbleiterlaser angelegten Betriebskriterien über einen möglichst langen Zeitraum konstant gehalten werden, wodurch die Lebensdauer der Laservorrichtung signifikant gesteigert ist. Im Folgenden wird der hier beschriebene kantenemittierende
Halbleiterlaser sowie die hier beschriebene Laservorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen
Figuren näher erläutert. Die Figuren 1A bis 8 zeigen in schematischen Ansichten
Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasers .
Die Figur 9 zeigt in einer schematischen Ansicht ein
Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen
Laservorrichtung . In den Ausführungsbeispielen und den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne
Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
In der Figur 1A ist in einer schematischen Draufsicht ein hier beschriebener kantenemittierender Halbleiterlaser 100 mit einem Halbleiterkörper 1 dargestellt, der beispielsweise auf einem III-Nitrid Halbleitermaterial basiert. Der
Halbleiterkörper 1 umfasst zwei in einer Querrichtung 101 nebeneinander angeordnete Streifenemitter 10, welche jeweils eine aktive Zone 2 zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung umfassen. Auf eine Außenfläche 12 des
Halbleiterkörpers 1 sind zwei Kontaktflächen 3 angeordnet. Dabei sind die beiden Kontaktflächen 3 in der Querrichtung 101 voneinander beabstandet angeordnet. Das heißt, dass in Querrichtung 101 zwischen benachbarten Kontaktflächen 3 ein Zwischenbereich ausgebildet ist, der frei von den
Kontaktflächen 3 ist. Dabei ist jedem Streifenemitter 10 eine Kontaktfläche 3 eindeutig zugeordnet. Über die Kontaktflächen 3 wird während des Betriebs des Halbleiterlasers 100 Strom in die Streifenemitter 10 eingeprägt. Dabei sind die
Streifenemitter 10 getrennt voneinander elektrisch
betreibbar. Zum Beispiel bilden die Kontaktflächen 3 einen p- seitigen Kontakt des kantenemittierenden Halbleiterlasers 100. Unter elektrischer Kontaktierung emittieren die aktiven Zonen 2 elektromagnetische Strahlung im Bereich von ultraviolettem bis infrarotem Licht. Denkbar ist, dass unter elektrischer Kontaktierung der beiden aktiven Zonen 2 der beiden Streifenemitter 10 die aktiven Zonen 2 elektromagnetische Strahlung in einem gleichen Wellenlängenbereich, vollständig voneinander getrennten Wellenlängebereichen oder teilsweise sich überlappenden Wellenbereichen emittieren.
Ferner weist der kantenemittierende Halbleiterlaser 100 zumindest zwei Facetten 11 an den aktiven Zonen 2 auf. Dabei bilden die zwei Facetten 11 jeweils einen Resonator 33 für einen Streifenemitter 10. Das heißt, im Betrieb des
kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 ist jedem
Streifenemitter 10 ein Resonator 33 eindeutig zugeordnet. Dabei wird über eine der Facetten 11 elektromagnetische
Strahlung aus dem kantenemittierenden Halbleiterlaser 100 ausgekoppelt .
Ferner weist der kantenemittierende Halbleiterlaser 100 zwei Anschlussflächen 4 auf, welche auf der Außenfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 in der Querrichtung 101 zwischen den Kontaktflächen 3 angeordnet sind. Jeder der Anschlussflächen 4 ist eine Kontaktfläche 3 eindeutig zugeordnet und mit dieser elektrisch leitend verbunden. Dabei dienen die
Anschlussflächen 4 zur elektrischen Kontaktierung der
Kontaktflächen 3. Aus der Figur 1A ist erkennbar, dass jede Anschlussfläche 4 mit der ihr zugeordneten Kontaktfläche 3 direkt verbunden ist. Das heißt, jede Anschlussfläche 4 bildet mit der ihr zugehörigen Kontaktfläche 3 eine Einheit und ist mit dieser zusammenhängend ausgebildet. Dabei sind die beiden Anschlussflächen 4 auf der Außenfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 in der Querrichtung 101 zwischen den beiden Kontaktflächen 3 angeordnet. Die Kontaktflächen 3 sind in der Querrichtung 101 wenigstens 20 μπι voneinander
beabstandet angeordnet. Ein derartiger Abstandsbereich stellt sicher, dass die Anschlussflächen 4 in der Querrichtung 101 zwischen den Kontaktflächen 3 auf der Außenfläche 12
angeordnet werden können. Mit anderen Worten passen bei einem derartigen Abstandsbereich der Kontaktflächen 3 die
Anschlussflächen 4 zwischen die Kontaktflächen 3.
Beispielsweise kann einer der Streifenemitter 10 als ein Testlaser im Vergleich zum anderen Streifenemitter 10 dienen. Dazu kann der Testlaser im Rahmen von Belastungstests bis an seine und/oder über seine Belastungsgrenzen hinaus, zum
Beispiel im Hinblick auf seine Bestromungshöhe und/oder
Lebensdauer, betrieben werden, während der andere
Streifenemitter 10 innerhalb seiner Belastungsgrenzen
betrieben wird. Während und/oder nach derartigen
Belastungstests (auch Robustness oder Alterung-Overstress Test) können die beiden Streifenemitter 10 dann
beispielsweise im Hinblick auf ihr physikalisches Verhalten miteinander verglichen werden.
In der Figur 1B ist in der schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 dargestellt. Im Unterschied zu dem in der Figur 1A dargestellten
Halbleiterlaser 100 ist ein Bereich zwischen den in
Querrichtung 101 benachbarten Kontaktflächen 3 frei von
Anschlussflächen 4. Mit anderen Worten sind die
Anschlussflächen 4 jeweils ausgehend von der ihr zugeordneten Kontaktfläche 3 in Richtung weg von der jeweils benachbarten Kontaktfläche 3 geführt. Die Anschlussflächen 4 sind daher auf der Außenfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 jeweils in Randbereichen der beiden Streifenemitter 10 angeordnet. Die
Kontaktflächen 3 sind in der Querrichtung 101 höchstens 10 μπι voneinander beabstandet angeordnet. Ein derartiger
Abstandsbereich stellt sicher, dass die Randbereiche auf der Außenfläche 12 groß genug sind, um die Anschlussflächen 4 darauf anzuordnen. Mit anderen Worten passen bei einem derartigen Abstandsbereich die Anschlussflächen 4 in der Querrichtung 101 nicht mehr zwischen die Kontaktflächen 3.
In der Figur IC ist in einer schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 dargestellt. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weisen eine Anschlussfläche 4 und eine ihr nicht zugeordnete Kontaktfläche 3 einen Überlappbereich 24 auf. Dabei
überlappen die Anschlussfläche 4 und die Kontaktfläche 2 in vertikaler Richtung V im Überlappbereich 24. In vertikaler Richtung V zwischen der Anschlussfläche 4 und der
Kontaktfläche 3 ist eine elektrische Isolierung 41,
vorliegend eine dielektrische Schicht, angeordnet, welche im Überlappbereich 24 die Anschlussfläche 4 von der
Kontaktfläche 2 elektrisch isoliert. In der Figur 2A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Der
kantenemittierende Halbleiterlaser 100 weist drei
Kontaktflächen 3 sowie jede den Kontaktflächen 3 eindeutig zugeordnete Anschlussflächen 4 auf. Dabei sind die drei Anschlussflächen 4 in der Draufsicht auf einer Seite, in dieser Ansicht links, von den Kontaktflächen 3 angeordnet. Das heißt, dass auf der Außenfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 in Querrichtung 101 zwischen den Kontaktflächen 3 keine Anschlussflächen 4 angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Kontaktflächen 3 und die Anschlussflächen 4 getrennt voneinander und gruppenartig auf der Außenfläche 12
angeordnet. Ferner verbindet jeweils ein Kontaktsteg 5 eine Anschlussfläche 4 mit einer der Anschlussfläche 4 eindeutig zugeordneten Kontaktfläche 3. Mit anderen Worten ist jeweils eine Kontaktfläche 3 und eine ihr zugeordnete Anschlussfläche 4 einem Kontaktsteg 5 zugeordnet. Die Kontaktstege 5 und die ihnen nicht zugeordneten Kontaktflächen 3 weisen drei weitere Überlappbereiche 25 auf, in denen die Kontaktstege 5 jeweils die Kontaktflächen 3 in einer Draufsicht überlappen und verdecken. In vertikaler Richtung V zwischen den
Kontaktstegen 5 und den jeweiligen Kontaktflächen 3 ist in den drei weiteren Überlappbereichen 25 eine weitere
elektrische Isolierung 42 angeordnet. Dabei können die weitere elektrische Isolierung 42 und die elektrische
Isolierung 41 mit dem gleichen Material gebildet sein. Die Figur 2B zeigt in einer schematischen Seitenansicht den kantenemittierenden Halbleiterlaser 100 gemäß der Figur 2A. Dabei sind die drei Streifenemitter 10 jeweils in Form von Rippenemittern 10A, 10B und 10C ausgebildet. Jeder
Rippenemitter weist eine Rippentiefe RT sowie eine
Rippenbreite RB auf. Aus der Figur 2B ist erkennbar, dass jeder der Rippenemitter 10A bis 10C die gleiche Rippenbreite RB, jedoch jeweils unterschiedliche Rippentiefen RT aufweist. Mittels der unterschiedlichen Rippentiefen RT können
Streifenemitter 10 mit jeweils unterschiedlichen optischen Ausgangsleistungen beispielsweise auf einem Substrat
monolithisch integriert werden. Beispielsweise sind die
Rippen der Rippenemitter 10A bis 10C über die Außenfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 in den Halbleiterkörper 1 eingeätzt. Vorliegend weist der Rippenemitter 10A die geringste und der Rippenemitter 10C die größte Rippentiefe RT auf, wobei sich die jeweiligen Rippentiefen RT von direkt aneinander
angrenzenden Rippenemittern um wenigstens 10 nm
unterscheiden. Folglich findet bei Einprägung von elektrischem Strom über die Kontaktfläche 2 in den Rippenemitter 10A innerhalb des Rippenemitters 10A die größte Stromaufweitung statt. Dadurch weist der Rippenemitter 10A die größte Emissionsfläche an der aktiven Zone 2 auf, wodurch die optische Ausgangsleistung und eine Steilheit des
Rippenemitters 10A die höchste der drei Rippenemitter 10A bis IOC ist. Allerdings weist der Rippenemitter 10A den höchsten Schwellstrom auf, ab dem der Rippenemitter 10A beginnt elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Zwar ist die optische Ausgangsleistung und Steilheit des Rippenemitters IOC die geringste, der Rippenemitter IOC weist jedoch den geringsten Stromverbrauch auf und den niedrigsten
Schwellstrom auf. Zusätzlich können unterschiedliche laterale Fernfeldwinkel der von den aktiven Zonen 2 emittierten elektromagnetischen Strahlung individuell über die
Rippentiefen RT eingestellt werden. Beispielsweise sind die jeweils für die Verwendung des kantenemittierenden
Halbleiterlasers 100 geeigneten Streifenemitter 10 von außen selektiv elektrisch kontaktiert und angeschlossen. Das heißt, dass je nach Bedarf zwischen den Rippenemittern 10A bis 10C ausgewählt werden kann.
In der Figur 2C ist in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 dargestellt. Im Unterschied zu den in den Figuren 1A bis 2B beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasern 100 weisen die in der Figur 2C beschriebenen Rippenemitter 10A bis 10C
unterschiedliche Rippenbreiten RB auf, wobei die Rippentiefen RT jeweils gleich sind. Der Rippenemitter 10A, mit seiner geringsten Rippenbreite RB, weist dabei unter elektrischer Kontaktierung den geringsten Schwellstrom und, aufgrund seiner kleinsten Rippenbreite RB, die kleinste Emissionsfläche auf. Dabei unterscheiden sich die jeweiligen Rippenbreiten RB von zwei direkt aneinander angrenzenden Rippenemittern um wenigstens 100 nm. Allerdings führt die kleine Emissionsfläche des Rippenemitters 10A zu einer lokalen Erwärmung im Bereich der Grenzfläche
Halbleitermaterial/Luft, insbesondere im Bereich der aktiven Zone 2. Diese lokale Erhitzung aufgrund von Absorption beziehungsweise Re-Absorption der elektromagnetischen
Strahlung durch das Halbleitermaterial des Rippenemitters 10A kann bis zum Aufschmelzen der betroffenen Halbleiterbereiche führen und dabei den Halbleiterlaser 100 zerstören. Im
Allgemeinen spricht man dann von Catastrophical Optical Damage (auch COD) . Ein derartiger Catastrophical Optical Damage ist bei dem Rippenemitter 10A am wahrscheinlichsten von den drei Rippenemittern 10A bis IOC. Im Unterschied dazu ist der Rippenemitter 10C mit seiner größten Rippenbreite RB und der damit einhergehenden größten Emissionsfläche für die größte optische Ausgangsleistung ausgelegt, weist jedoch den höchsten Schwellstrom auf. Während des Betriebs des
Rippenemitters 10C ist ein Catastrophical Optical Damage am Rippenemitter 10C am unwahrscheinlichsten.
Da die Streifenemitter 10 und deren optische Ausgangsleistung ebenso, wie zur Figur 2A ausgeführt, über die jeweiligen Rippenbreiten RB eingestellt und definiert werden kann, können die optischen und/oder physikalische Eigenschaften der Steifenemitter 10, also der Rippenemitter 10A bis 10C, über eine Anpassung der jeweiligen Rippenbreite RB und/oder
Rippentiefe RT individuell und unabhängig voneinander
eingestellt werden.
Die Figur 3A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasers 100, in einer schematischen Seitenansicht, bei dem der Halbleiterkörper 1 mit zwei Steifenemittern 10 gebildet ist, wobei es sich bei einem Streifenemitter 10 um einem
Rippenemitter 10R und dem anderen Streifenemitter 10 um einen indexgeführten Breitstreifenemitter 10BI handelt. Der
Rippenemitter 10R ist zusammen mit dem Breitstreifenemitter 10BI monolithisch integriert. Vorzugsweise emittiert der Rippenemitter 10R monomodige und der Breitstreifenemitter 10BI multimodige elektromagnetische Strahlung. Durch die monolithische Integration beider Streifenemitter 10 ist somit ein Halbleiterlaser 100 realisierbar, der besonders kompakt und platzsparend ist. Ein derartiger Halbleiterlaser 100 kann insbesondere für Pro ektionsanwendungen geeignet sein, da der Rippenemitter 10R zur Projektion von kleinen Bilddiagonalen (auch Flying Spot Anwendungen) und der Breitstreifenemitter 10BI für größere Bilddiagonalen geeignet ist. Mit anderen Worten kann je nach Bedarf und Projektionsanforderungen der Rippenemitter 10R und/oder der Breistreifenemitter 10BI zur Anwendung kommen .
In der Figur 3B ist eine weitere Aus führungs form eines hier beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt, bei dem im
Unterschied zu der Figur 3A anstatt des indexgeführten
Breitstreifenemitter 10BI ein gewinngeführter
Breitstreifenemitter 10BIG Verwendung findet. Beispielsweise handelt es sich bei dem gewinngeführten Breitstreifenemitter 10BIG um einen gewinngeführten Oxidstreifenemitter oder um einen Breistreifen-Rippenemitter. Weiter ist in der Figur 3B dargestellt, dass auf der Außenfläche 12 im Bereich des
Breitstreifenemitters 10BIG neben der Kontaktfläche 2 eine elektrisch isolierende, dielektrische Schicht 43 angeordnet. Die isolierende, dielektrische Schicht 43 dient zur
elektrischen Isolierung des Teils der Außenfläche 12 im
Bereich des Breitstreifenemitters 10BIG, über den kein elektrischer Strom in diesen eingeprägt werden soll. Mit anderen Worten öffnet und/oder definiert die isolierende, dielektrische Schicht 43 eine Stromblende über dem
Breitstreifenemitter 10BIG, mittels derer nur an den dafür vorgesehenen Stellen elektrischer Strom durch die
Kontaktfläche 3 über die Außenfläche 12 in den
Breitstreifenemitter 10BIG eingeprägt wird.
Die Figuren 3C und 3D zeigen den Betrieb des in den Figuren 3A oder 3B beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasers 100. Dargestellt ist eine monomodige Emission des
kantenemittierenden Halbleiterlasers 100. Dazu ist lediglich der Rippenemitter 10R bestromt. Ein derartiger Betrieb des Halbleiterlasers 100 kann insbesondere in
Pro ektionsanwendungen in der Flying Spot Technologie zur Anwendung kommen. Umgekehrt ist in der Figur 3D dargestellt, dass hierbei lediglich der Breitstreifenemitter 10BI oder 10BIG bestromt ist und der Halbleiterlaser 100 nur
multimodige elektromagnetische Strahlung des
Breitstreifenemitters 10BI emittiert. Ein derartiger Betrieb kann insbesondere für Pro ektionsanwendungen in Image- basierten Technologien Anwendung finden.
In der Figur 4 ist in einer schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 beschrieben. Auf der Außenfläche 12 sind insgesamt sieben Kontaktflächen 3 in
Querrichtung 101 beabstandet zueinander angeordnet. Weiter ist jeder der Kontaktflächen 3 eine Anschlussfläche 4
eindeutig zugeordnet, wobei alle Anschlussflächen 4 auf einer Seite einer Kontaktfläche 3 angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Bereiche der Außenfläche 12 in Querrichtung 101 zwischen den Kontaktflächen 3 frei von den
Anschlussflächen 4. Die Kontaktflächen 3 und die
Anschlussflächen 4 sind jeweils getrennt voneinander und gruppenartig angeordnet. Die Kontaktstege 5 verbinden jeweils eine Anschlussfläche 4 mit einer ihr zugeordneten
Kontaktfläche 3 elektrisch, wobei einer der Kontaktstege 5 durchtrennt ist. Durch die Durchtrennung ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der jeweiligen Kontaktfläche 3 und der ihr zugeordneten Anschlussfläche 4 unterbrochen. Eine Vorselektion der Streifenemitter 10, welche extern elektrisch kontaktiert und bestromt werden können, kann daher durch die Unterbrechung getroffen werden. Beispielsweise können so vorgebbar Streifenemitter 10, welche die an sie angelegten Anforderungen, beispielsweise im Hinblick auf ihre optische Ausgangsleistung, nicht erfüllen entsprechend abgetrennt und damit heraus selektiert werden. In den abgetrennten
Streifenemitter 10 kann über die ihm zugeordnete
Kontaktflächen 2 kein Strom eingeprägt werden. Zum Beispiel sind inhomogen strahlungsemittierende Streifenemitter 10 von den homogen Strahlungsemittierenden Streifenemittern 10 abgetrennt. Das heißt, dass nur noch in homogen
strahlungsemittierende Streifenemitter 10 Strom über die Kontaktflächen 3 eingeprägt werden kann. Beispielsweise geschieht das durch Durchtrennen des Kontaktstegs 5 mittels eines hochenergetischen Laserlichts. "Homogen" bedeutet beispielsweise, dass ein derartiger Streifenemitter 10 ein Emissionsbild im Fernfeld aufweist, welches idealerweise in Form einer Gaußkurve ausgebildet ist. Entsprechend kann
"inhomogen" bedeuten, dass ein derartiges Emissionsbild zumindest stellenweise von einer solchen Gaußkurve abweicht. Insbesondere kann ein homogenes Emissionsbild besser an eine Gaußkurve angeglichen werden, als ein inhomogenes Emissionsbild .
In der Figur 5 ist in einer schematischen Draufsicht ein kantenemittierender Halbleiterlaser 100 gezeigt, bei dem lediglich zwei Anschlussflächen 4 elektrisch kontaktiert sind. In der Figur 5 ist dies schematisch durch zwei
Kontaktierungssymbole 45 verdeutlicht. Über nicht
kontaktierte Anschlussflächen 4 kann während des Betriebs des kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 kein Strom in die Streifenemitter 10 eingeprägt werden. Mit anderen Worten geschieht hierbei die Auswahl geeigneter Streifenemitter 10 durch gezielte Kontaktierung der Anschlussflächen 4 (auch Pinning) . Weiter kann die optische Ausgangsleistung des
Halbleiterlasers 100 und/oder die von den aktiven Zonen 2 emittierten Wellenlängenbereiche entsprechend der Anzahl kontaktierter Anschlussflächen 4 individuell eingestellt, beispielsweise gesteigert werden. Die Figur 6A zeigt in einer schematischen, perspektivischen Ansicht den kantenemittierenden Halbleiterlaser 100 gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, bei dem zusätzlich eine der Außenfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 in vertikaler Richtung V gegenüberliegende Außenfläche 13 eine Strukturierung aufweist. Dabei sind Bereiche 13A der
Außenfläche 13 in vertikaler Richtung V unter den
Kontaktflächen 3 fächerartig strukturiert.
Aus der Figur 6B geht in einer schematischen,
perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 hervor, bei dem die Bereiche 13A alternativ oder zusätzlich zu den Strukturierungen auch Anschrägungen aufweisen. Beispielsweise kann mittels der hierbei gezielt in den
Halbleiterkörper 1 eingebrachten Strukturierungen der
Außenfläche 13 des Halbleiterkörpers 1 eine vorgebbare
Wärmeabfuhr und eine Einstellung der von den aktiven Zonen 2 emittierten Wellenlängen ermöglicht werden. Dies kann über einen, zum Beispiel durch die Strukturierung verursachten, Gradienten in der Indiumkonzentration innerhalb der aktiven Zonen 2 erreicht sein. Die Figur 7 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Halbleiterlasers 100. Im Unterschied zu den in den
vorhergehenden Figuren gezeigten kantenemittierenden
Halbleiterlasern 100 ist auf zumindest eine der Facetten 11 zumindest eine Passivierungsschicht 15 aufgebracht. Das heißt, dass die Passivierungsschicht 15 in direktem Kontakt mit der Facette 11 steht. Die zumindest eine
Passivierungsschicht 15 enthält zumindest eines der
Materialien Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Titandioxid, Aluminiumdioxid oder Silizium. Beispielsweise besteht die
Passivierungsschicht 15 vollständig aus einem der genannten Materialien. Ferner ist es möglich, dass auf eine Facette 11 des Halbleiterkörpers 1 abwechselnd unterschiedliche
Schichten aus den genannten Materialien aufgebracht werden. Vorzugsweise ist auf alle freiliegenden Stellen der aktiven Zonen 2 eine oder mehrere der genannten
Passivierungsschichten aufgebracht. Ebenso ist denkbar, dass eine Passivierungsschicht ebenso auf weitere freiliegende Stellen des Halbleiterkörpers 1 aufgebracht ist. In
Querrichtung 101 entlang der Facette 11 weist die
Passivierungsschicht 15 einen Gradienten in ihrer Dicke auf. Dadurch wird in der Querrichtung 101 entlang der Facette 11 ein Verspiegelungsgradient auf der Facette 11 vorgebbar eingestellt. Mit anderen Worten sind in Abhängigkeit der sich verändernden Dicke der Passivierungsschicht 15 die
Auskoppeleigenschaften der Facette 11 unterschiedlich und individuell einstellbar.
Die Figur 8 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 bei dem die
Streifenemitter 10 jeweils unterschiedlich lange
Resonatorlängen 34 aufweisen. Ferner weist der
Halbleiterlaser 100 mit den unterschiedlichen Resonatorlängen 34 korrespondierende jeweils unterschiedlich lange
Kontaktflächen 3 auf. Beispielsweise kann die jeweilige
Resonatorlänge 34 mittels individuell in den Halbleiterkörper 1 ( trocken) -geätzter Teilfacetten 111 erreicht werden, wobei die Teilfacetten 111 dann zusammen die Facette 11 des
Halbleiterlasers 100 ausbilden können.
Die Figur 9 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine hier beschriebene Laservorrichtung 200. Bei dem Halbleiterlaser 100 handelt es sich um das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 5, wobei im Unterschied dazu jede der Anschlussflächen 4 elektrisch kontaktiert ist. Eine Ansteuervorrichtung 300 kann über eine Ansteuerleitung 301 jeden der Streifenemitter 10 in Abhängigkeit zumindest einer der Bedingungen maximale Betriebsdauer, vorgebbare Mindestintensität der von jedem Streifenemitter 10 emittierten elektromagnetischen Strahlung ansteuern. Dazu ist in der Figur 9 der kantenemittierende Halbleiterlaser 100 in Form eines "Magazinlasers" ausgeführt. Im Betrieb der Laservorrichtung 200 wird stets nur eine
Anschlussfläche 4 elektrisch bestromt. Mit anderen Worten wird nur ein einziger Streifenemitter 10 durch die
Ansteuervorrichtung 300 angesteuert und elektrisch betrieben. Nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitspanne, beispielsweise der Lebensdauer des Streifenemitters 10, wird ein weiterer
Streifenemitter 10 von der Ansteuervorrichtung 300
angesteuert und elektrisch betrieben. Der verbrauchte
Streifenemitter 10, welcher bereits seine Lebensdauer überschritten hat, wird durch die Ansteuervorrichtung 300 deaktiviert und abgeschaltet, er kann jedoch angeschlossen bleiben. Durch das Deaktivieren kann verhindert werden, dass es in der Laservorrichtung 200 zu Kurzschlüssen oder einer Verringerung der optischen Ausgangsleistung des
kantenemittierenden Halbleiterlasers 100 kommt. Die Anzahl der sich in Betrieb befindlichen Streifenemitter 10 ist konstant und in vorliegendem Ausführungsbeispiel auf eins beschränkt. Bis zum Erreichen der Gesamtlebensdauer der Laservorrichtung 200 kann jeder Streifenemitter 10
nacheinander und damit zeitlich aufeinanderfolgend betrieben werden. Zusätzlich ist vorstellbar, dass die
Ansteuervorrichtung 300 die Streifenemitter 10 in
Abhängigkeit seiner Umgebungstemperatur und/oder seinem Stromverbrauch ansteuert. Die Wellenlänge/n der von
Laservorrichtung 300 emittierten elektromagnetischen
Strahlung kann auf die Umgebungstemperatur abgestimmt sein. Die hier beschriebene Laservorrichtung 300 kann insbesondere auch für spektroskopische Anwendungen Verwendung finden, da eine Einstellung der Wellenlänge der vom Halbleiterlaser 100 emittierten elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise über die Ansteuervorrichtung 300, über ein breites Spektrum der elektromagnetischen Strahlung möglich ist.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr erfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen i den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutsche Patentanmeldung 102010047451.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100), mit:
- einem Halbleiterkörper (1), der zumindest zwei in Querrichtung (101) nebeneinander angeordnete
Streifenemitter (10) umfasst, wobei jeder
Streifenemitter (10) zumindest eine zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtete aktive Zone (2) umfasst;
- zumindest zwei Facetten (11) an den aktiven Zonen (2), die zumindest einen Resonator (33) für zumindest einen der Streifenemitter (10) bilden;
- zumindest zwei in der Querrichtung (101) voneinander beabstandete Kontaktflächen (3), die auf einer
Außenfläche (12) des Halbleiterkörpers (1) angebracht sind, wobei
- jedem Streifenemitter (10) eine Kontaktfläche (3) eindeutig zugeordnet ist,
- über die Kontaktflächen (3) während des Betriebs des Halbleiterlasers (100) Strom in zumindest einen der Streifenemitter (10) eingeprägt wird, und
- zumindest zwei der Streifenemitter (10) getrennt voneinander elektrisch betreibbar sind.
2. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach dem
vorhergehenden Anspruch,
bei dem sich Rippentiefen (RT) von in Querrichtung (101) nebeneinander angeordneten Streifenemittern (10) um wenigstens 10 nm unterscheiden und
bei dem sich Rippenbreiten (RB) von in Querrichtung (101) nebeneinander angeordneten Streifenemittern (10) um wenigstens 100 nm unterscheiden. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest ein Streifenemitter (10) elektrisch unkontaktiert ist.
Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit zumindest zwei Anschlussflächen (4), welche auf der Außenfläche (12) des Halbleiterkörpers (1) angebracht sind, wobei jeder Anschlussfläche (4) eine Kontaktfläche (3) eindeutig zugeordnet und mit dieser Kontaktfläche (3) elektrisch leitend verbunden ist, und die
Anschlussflächen (4) zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktflächen (3) dienen.
Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem jede Anschlussfläche (4) mit der ihr
zugeordneten Kontaktfläche (3) direkt verbunden ist.
Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem zumindest eine Anschlussfläche (4) auf der
Außenfläche (12) des Halbleiterkörpers (1) in der
Querrichtung (101) zwischen jeweils benachbarten
Kontaktflächen (3) angeordnet ist.
Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Außenfläche (12) zumindest einen Bereich zwischen in Querrichtung (101) benachbarten
Kontaktflächen (3) aufweist, der frei von den
Anschlussflächen (4) ist. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest eine Anschlussfläche (4) und eine ihr nicht zugeordnete Kontaktfläche (3) zumindest einen Überlappbereich (24) aufweisen, in dem die
Anschlussfläche (4) und die Kontaktfläche (3) in
vertikaler Richtung (V) zumindest stellenweise
überlappen, wobei in der vertikalen Richtung (V) zwischen der Anschlussfläche (4) und der Kontaktfläche (3) im Überlappbereich (24) zumindest stellenweise eine elektrische Isolierung (41) angeordnet ist.
Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem jede Anschlussfläche (4) über zumindest einen Kontaktsteg (5) mit der ihr zugeordneten Kontaktfläche (3) elektrisch leitend verbunden ist.
Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest zwei Anschlussflächen (4) auf der gleichen Seite einer Kontaktfläche (3) auf der
Außenfläche (12) des Halbleiterkörpers (1) angeordnet sind .
Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest ein Kontaktsteg (5) und eine dem
Kontaktsteg (5) nicht zugeordnete Kontaktfläche (3) zumindest einen weiteren Überlappbereich (25) aufweisen, in dem der Kontaktsteg (5) und die Kontaktfläche (3) in vertikaler Richtung (V) zumindest stellenweise überlappen, wobei in der vertikalen Richtung (V)
zwischen dem Kontaktsteg (5) und der Kontaktfläche (3) im weiteren Überlappbereich (25) zumindest stellenweise eine weitere elektrische Isolierung (42) angeordnet ist.
12. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest ein Kontaktsteg (5) eine Unterbrechung aufweist, durch die die elektrisch leitende Verbindung zwischen einer Anschlussfläche (4) und der ihr
zugeordneten Kontaktfläche (3) vorgebbar unterbrochen ist .
13. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest zwei der Streifenemitter (10)
unterschiedlich lange Resonatorlängen (34) aufweisen.
14. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem sich Rippentiefen (RT) von in Querrichtung (101) nebeneinander angeordneten Streifenemittern (10) um wenigstens 10 nm unterscheiden.
15. Kantenemittierender Halbleiterlaser (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem sich Rippenbreiten (RB) von in Querrichtung (101) nebeneinander angeordneten Streifenemittern (10) um wenigstens 100 nm unterscheiden.
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