WO2023274686A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements Download PDF

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WO2023274686A1
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optoelectronic component
light beam
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Hubert Halbritter
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping

Definitions

  • the following description relates to an optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component.
  • LiDAR Light Detection and Ranging
  • mobile devices such as mobile phones, computers, tablets, and is also increasingly being used in robots and vehicles such as autonomous vehicles.
  • robots and vehicles such as autonomous vehicles.
  • today's LiDAR systems are often based on LiDAR
  • Such an example is “structured light” (structured light) applications that use a surface emitter or VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser).
  • VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser
  • Such systems today require a very complex optical setup, which in turn requires a certain height ( see for example iPhone Face Recognition etc.).
  • "Structured Light” applications based on edge-emitting laser diodes are today limited to typically 200 mW output power, since single modes (English: single-mode) are usually required.
  • DFB distributed Feedback Lasers
  • DFB distributed Feedback Lasers
  • One aspect relates to the use of a semiconductor laser which, due to its design, generates strongly collimated light.
  • a semiconductor laser which, due to its design, generates strongly collimated light.
  • One example is the surface-emitting laser diode based on photonic crystals (PCSEL, or photonic-crystal surface-emitting laser).
  • PCSEL photonic crystals
  • Meta-optics or diffractive optics, such as a structured plate, can be used in this way without having to use additional collimating optics.
  • an optoelectronic component includes a housing.
  • An optical element and a semiconductor laser are arranged along a common optical axis within the housing.
  • the semiconductor laser is set up to generate a light beam with diffraction-limited divergence by a laser process.
  • the light beam is essentially collimated at the optical element.
  • the optical element can, for example, comprise a diffractive optical element and/or a meta-optical element.
  • a metaoptical element has at least one metasurface, which in turn has an array of nanostructures assembled on a sub-wavelength scale that can mimic electromagnetic wavefronts.
  • the semiconductor laser can decouple part of the radiation generated by the laser process in the direction of the optical element. Beam divergence is small, particularly in the case of modern semiconductor lasers with a large active area. The light beam that is coupled out is thus essentially collimated at the optical element.
  • substantially collimated can be understood to mean that the beam divergence is so small that the light beam is collimated for use of the optical element.
  • the coupling can take place with a single high-power mode of the semiconductor laser and allows the use of simple diffractive optics or meta-optics because beam expansion can be dispensed with for many applications. This also makes adjustment easier, so that active elements on the part of a signal evaluation can be dispensed with.
  • the optoelectronic component can thus be produced in a more compact and cost-effective manner.
  • the semiconductor laser is free of collimating optics.
  • a light beam with diffraction-limited divergence is generated by the laser process or the optical properties of the laser, so that the Light beam is essentially collimated on the optical element.
  • the collimation is therefore not effected by collimating optics integrated in the semiconductor laser for this purpose or arranged at a distance from the laser.
  • the semiconductor laser has an aperture.
  • the semiconductor laser emits the light beam through the aperture.
  • the beam divergence at the FWHM of the light beam is essentially less than 0.1° despite diffraction at the aperture.
  • the laser radiation is coupled out via its aperture, which thus limits the active area. Beam divergence is affected by diffraction at the aperture, but the divergence remains diffraction limited.
  • the value of approx. 0.1° can be achieved with an aperture diameter of 500 ⁇ m, for example. However, this depends on the semiconductor laser used.
  • the semiconductor laser comprises a surface emitting photonic crystal semiconductor diode, PCSEL.
  • the semiconductor material is transparent or non-absorbent for the laser radiation generated.
  • the laser process or laser amplification occurs through stimulated emission and is achieved by coupling the photonic crystal structure with a thin active layer (amplifier layer) underneath the photonic crystal layer within evanescent waves of the laser modes.
  • the active area is separated from the photonic crystal structure only by a thin electron blocking layer to confine the electrical charge carriers in the active area.
  • this structure is an optically transparent and electrically conductive cladding layer made of doped semiconductor.
  • An electrical current to pump the active area is applied through metallic electrodes on the top and bottom.
  • this electrode covers only a small part of the area, e.g. a rectangular area with dimensions of the order of 10 gm to 100 gm. It is also possible to use a top electrode from which a rectangular area in the center has been removed. This leads to pumping of the photonic crystal mode in its outer region, while output coupling is possible in the central region.
  • the photonic crystal structure also bends part of the light so that the light beam is created and can be coupled out.
  • This output beam leaves the semiconductor laser in a direction perpendicular to an output surface.
  • the beam divergence becomes small.
  • the laser effectively emits a collimated beam of light that does not require a collimating lens.
  • PCSELs Due to their design, PCSELs can generate single modes with high output powers of > 500 mW up to 30 W (in pulsed mode). This makes these lasers particularly interesting for LiDAR and other distance measurement methods such as time-of-flight, because they enable the measurement of large distances of several tens of meters. Furthermore, these lasers show little or no beam expansion, so that collimation can be dispensed with.
  • the PCSEL wavelength stability is comparable to other surface-emitting lasers such as the VCSEL.
  • the optical element is set up to structure the light beam emitted by the semiconductor laser in such a way that a known pattern can be projected onto an external object.
  • Structured light can be generated by the optical element structured in this way.
  • Structured light is the process of projecting a known pattern (such as a grid or horizontal bars) onto an external object.
  • a known pattern such as a grid or horizontal bars
  • the way the pattern deforms when it hits surfaces allows vision systems to calculate the depth and surface information of the objects in the scene, thus generating a 3D image.
  • LiDAR or ToF (Time-of-Flight) applications light propagation times of individual structures of the pattern can be measured and distance information can also be obtained in this way. For example, a point grid is generated by the structured optical element for such applications.
  • the optical element has a non-zero distance to the semiconductor laser on.
  • the optical element can be arranged at a distance, albeit small, from the semiconductor laser.
  • the optical element is mounted directly on the semiconductor laser.
  • the optical element can be placed at zero effective distance from the semiconductor laser.
  • the optical element is attached or mounted on a surface, for example the aperture.
  • the optical element is integrated in the semiconductor laser. In this way there is no distance to the semiconductor laser. It is also possible to produce the optical element together with the laser in a common process, for example using CMOS technology on a wafer. This allows further cost savings.
  • the optical component further comprises expansion optics and recollimation optics.
  • expansion optics and recollimation optics are integrated in the semiconductor laser.
  • the expansion optics can be integrated on or in a surface of the semiconductor laser or can be designed as a flat plate. It is also possible to manufacture the expansion optics together with the laser in a common process, for example using CMOS technology on a wafer. This allows further cost savings.
  • the expansion optics are mounted on the semiconductor laser.
  • the expansion optics are attached or mounted on a surface, for example the aperture.
  • the recollimation optics are integrated in the optical element.
  • the recollimation optics are integrated on a front side or a rear side of the optical element and mounted on the semiconductor laser. In this way, the distance between the recollimation optics and the semiconductor laser can also be zero.
  • the optical element and the semiconductor laser are arranged in a first chamber within the housing.
  • the housing also has a second chamber in which an optical detector is arranged. In this way, a cost-effective module can be produced in which emission and detection are arranged directly next to each other and thus compact.
  • an overall height of the housing is essentially determined by the distance between the optical element and the semiconductor laser.
  • the optical element represents the output side of the optoelectronic element. According to the improved concept presented, the distance from the semiconductor laser can be kept small, so that a low overall height of the housing is possible.
  • One embodiment of a method for producing an optoelectronic component comprises the following steps. First, a housing is provided. An optical element and a semiconductor laser are arranged in the housing along a common optical axis. In this case, the semiconductor laser is set up to generate a light beam with diffraction-limited divergence by means of a laser process, so that the light beam is essentially collimated at the optical element.
  • Exemplary embodiments serve to further illustrate and explain aspects of the improved concept.
  • Components and parts with the same structure or the same effect appear with corresponding reference symbols.
  • components and parts in different figures have the same function, their description is not necessarily repeated for each of the following figures.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic element
  • Figure 2 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic element
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic element.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic component.
  • the optoelectronic component comprises a housing, a diffractive optical element 10 and a semiconductor laser 20.
  • the diffractive optical element and the semiconductor laser are arranged in the housing, with the housing itself not being shown in the drawing.
  • the semiconductor laser and the diffractive optical element are arranged along a common optical axis.
  • the diffractive optical element 20 is designed for the projection of structured light, for example for a LiDAR or ToF application.
  • the optics have, for example, a single plate or several stacked plates. These small plates are, for example, constructed in the form of a grid so that they can map or project a regular point pattern onto an external object (see upper right part of the drawing).
  • the diffractive optical element is arranged at a distance DZ from an active surface 21 of the semiconductor laser 20 .
  • the semiconductor laser comprises a surface emitting photonic crystal laser, PCSEL. This type of semiconductor laser has an aperture 22 on the active surface (ie the surface facing the diffractive optics), by means of which light beams can be coupled out of the laser.
  • the semiconductor laser During operation, the semiconductor laser generates a light beam with diffraction-limited divergence through a laser process.
  • the beam divergence at the full width at half maximum of the light beam is essentially less than 0.1°, depending on a diameter of the aperture, despite diffraction at the aperture.
  • the semiconductor laser is free of collimating optics. In this exemplary embodiment, no further optics are integrated into the semiconductor laser itself or arranged along the common optical axis.
  • the distance between the active surface 21 of the semiconductor laser 20 and the diffractive optical element 10 essentially determines a housing height. Since the decoupled laser light is essentially collimated at the diffractive optical element, this distance and thus the height of the housing can be kept small. In addition to this advantageously low overall height, no active adjustment of the optical elements to one another, for example by means of signal processing components of the optoelectronic element or downstream signal processing, is necessary. A passive adjustment during the production of the optoelectronic element is usually sufficient with good accuracy.
  • Typical parameters for the PCSEL laser are as follows: Circular aperture > 200 mpi
  • Output power typ. 500 mW (CW) to 10 W (pulsed)) low M 2 typ. at 500 pm apertures ⁇ ⁇ 0.1° 1/e 2 divergence wavelength stability ⁇ 0.07nm/K - comparable to VCSEL
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic element.
  • the arrangement of the components essentially corresponds to the arrangement already shown in FIG.
  • Re-collimating optics and widening optics are also provided for improved collimation to values much smaller than 0.1° or for the use of semiconductor lasers with lower powers.
  • the semiconductor laser has a smaller aperture 22 or smaller active area. Due to the smaller aperture, there is a higher beam divergence due to diffraction.
  • diffractive expansion optics 11 are therefore integrated in a surface or on a surface of semiconductor laser 20 . This can be implemented, for example, as a flat plate or as a regular lens during a manufacturing process of the semiconductor laser. For example, additional layers can be introduced into the material at specific intervals or diffractive elements during epitaxy. Another possibility are so-called Fresnel lenses.
  • the widening optics 11 have the effect of widening the decoupled light beam and thus increasing the divergence to decrease.
  • the recollimating optics 12 are then arranged downstream of the widening optics 11 and are also arranged along the optical axis.
  • the recollimation optics are arranged on the surface 21 of the semiconductor laser, for example on the aperture 22 .
  • the collimation of the decoupled light beam is then restored by means of the recollimating optics, so that there is collimated light at the diffractive optical element.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic element.
  • This arrangement is also similar to that previously shown. It can be used, for example, for smaller output powers and improved collimation.
  • the expansion optics 11 are integrated into a chip surface 21, for example as a flat platelet, in the semiconductor material.
  • the recollimation optics 12 are integrated either on a front side 13 or on a rear side 14 of the diffractive optical element 10 .
  • the expansion optics can also be integrated in the diffractive optical element, for example in its rear side, ie the side facing the semiconductor laser. In such an embodiment, the distance between the diffractive optical element and the semiconductor laser can be minimized to zero.

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Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement umfasst ein Gehäuse. Ein optisches Element (10) und ein Halbleiterlaser (20) sind entlang einer gemeinsamen optischen Achse innerhalb des Gehäuses angeordnet. Dabei ist der Halbleiterlaser eingerichtet, durch einen Laserprozess einen Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz zu generieren, so dass der Lichtstrahl am optischen Element im Wesentlichen kollimiert ist.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN
EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
Die folgende Beschreibung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102021116674.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Einleitung
Optische Bauelemente und optische Sensoren finden eine Vielzahl von Anwendungen im Consumerbereich oder Automotive. Light Detection and Ranging (LiDAR) ist beispielsweise eine Schlüsseltechnologie für mobile Endgeräte, wie Mobiltelefone, Computer, Tablets, und findet zudem vermehrt Einsatz in Robotern und Fahrzeugen, wie etwa autonomen Fahrzeugen. Heutige LiDAR-Systeme basieren jedoch oft auf
Halbleiterlasern mit minderwertigen, stark divergierenden und asymmetrischen Strahlen, die eine hochpräzise Integration komplizierter Linsensysteme zur Strahlumformung erfordern.
Ein solches Beispiel stellen „structured light" (Strukturiertes Licht) Anwendungen dar, die einen Oberflächenemitter oder VCSEL (von englisch vertical-cavity surface-emitting laser) verwenden. Solche Systeme benötigen heute ein sehr komplexes optisches Setup, welches wiederum eine gewisse Bauhöhe benötigt (siehe beispielsweise iPhone Face Recognition etc.). „Structured Light" Anwendungen auf Basis von kantenemittierenden Laserdioden (englisch: edge emitting lasers) sind heute auf typischerweise 200 mW Ausgangsleistung limitiert, da in der Regel Einzelmoden (englisch: single- mode) nötig sind. Bei temperaturstabiliserten „Distributed Feedback Lasern", DFB, (englisch, dt. Laser mit verteilter Rückkopplung), sind nur wenige 10 mW erreichbar. Dem stehen die Anforderungen der Anwendungen entgegen, die für große Messdistanzen, eine entsprechende Leistung erfordern. Für viele Anwendungen sind u.U. >> 1 W nötig (z.B. Kurzpuls, längere Reichweite). Mit den verbreiteten VCSEL Lasern ist dies derzeit nur durch zahlreiche Aperturen, komplexe Optiken und andere Maßnahmen zu realisieren. Dies bedingt für diese optischen Bauteile und Sensoren entsprechend hohe Kosten. Die erwähnten Punkte schränken die Leistung, Kompaktheit, Kostengünstigkeit und Zuverlässigkeit optischer Bauelemente und optischer Sensoren, wie LiDAR-Systemen, ein.
Es ist eine Aufgabe der vorgelegten Beschreibung, ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements vorzuschlagen, welche das Bauteil kompakter und kostengünstiger macht.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere Entwicklungen und Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben .
Dem Folgenden wird zugrunde gelegt, dass jedes in Bezug auf eine beliebige Ausführungsform beschriebene Merkmal allein oder in Kombination mit anderen im Weiteren beschriebenen Merkmalen verwendet werden kann und auch in Kombination mit einem oder mehreren Merkmalen einer beliebigen anderen Ausführungsform oder einer beliebigen Kombination einer anderen Ausführungsform verwendet werden kann, sofern dies nicht als Alternative beschrieben ist. Darüber hinaus können auch Äquivalente und Modifikationen, die nachstehend nicht beschrieben sind, verwendet werden, ohne vom Anwendungsbereich des vorgeschlagenen optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements abzuweichen, die in den begleitenden Ansprüchen definiert sind.
Zusammenfassung
Im Folgenden wird ein verbessertes Konzept auf dem Gebiet optischer Bauteile, beispielsweise optischer Bauelemente und optischer Sensoren, vorgestellt. Ein Aspekt betrifft die Verwendung eines Halbleiterlasers, der bauartbedingt stark kollimiertes Licht generiert. Ein Beispiel stellen die oberflächenemittierende Laserdioden dar, die auf photonischen Kristallen beruhen (PCSEL, oder englisch: photonic-crystal surface-emitting laser). Eine Metaoptik oder diffraktive Optik, wie beispielsweise ein strukturiertes Plättchen, kann so verwendet werden, ohne dass eine weitere kollimierende Optik verwendet werden müsste.
In wenigstens einer Ausführungsform umfasst ein optoelektronisches Bauelement ein Gehäuse. Ein optisches Element und ein Halbleiterlaser sind entlang einer gemeinsamen optischen Achse innerhalb des Gehäuses angeordnet. Der Halbleiterlaser ist eingerichtet, durch einen Laserprozess einen Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz zu generieren. Der Lichtstrahl ist am optischen Element im Wesentlichen kollimiert. Das optische Element kann beispielsweise ein diffraktives optisches Element und/oder ein metaoptisches Element umfassen. Ein metaoptisches Element weist wenigstens eine Metaoberfläche auf, die wiederum eine Anordnung von Nanostrukturen aufweist, die auf einer Sub-Wellenlängen-Skala zusammengesetzt sind und elektromagnetische Wellenfronten nachformen können.
Der Halbleiterlaser kann einen Teil, der durch den Laserprozess generierten Strahlung in Richtung des optischen Elements auskoppeln. Besonders bei modernen Halbleiterlasern mit großer aktiver Fläche wird die Strahldivergenz klein. Der ausgekoppelte Lichtstrahl ist am optischen Element so im Wesentlichen kollimiert. In diesem Zusammenhang kann der Begriff „im Wesentlichen kollimiert" so verstanden werden, dass die Strahldivergenz so klein ist, dass der Lichtstrahl für die Verwendung des optischen Elements kollimiert ist.
Die Kopplung kann mit einer einzigen Hochleistungs-Mode des Halbleiterlasers geschehen und erlaubt die Verwendung einer einfachen diffraktiven Optik oder einer Metaoptik, weil auf eine Strahlaufweitung für viele Anwendungen verzichtet werden kann. Damit wird auch die Justage erleichtert, so dass auf aktive Elemente auf Seiten einer Signalauswertung verzichtet werden kann. Das optoelektronische Bauteil kann damit kompakter und kostengünstiger hergestellt werden.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist der Halbleiterlaser frei von kollimierender Optik. Mit anderen Worten wird durch den Laserprozess bzw. der optischen Eigenschaften des Lasers ein Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz generiert, so dass der Lichtstrahl am optischen Element im Wesentlichen kollimiert ist. Die Kollimation erfolgt also nicht durch eine im Halbleiterlaser zu diesem Zwecke im Laser integrierte oder in einem Abstand zum Laser angeordnete kollimierende Optik.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform weist der Halbleiterlaser eine Apertur auf. Durch die Apertur emittiert der Halbleiterlaser den Lichtstrahl. Die Strahldivergenz bei Halbwertsbreite des Lichtstrahls ist trotz Beugung an der Apertur im Wesentlichen kleiner als 0,1°.
Die Auskopplung der Laserstrahlung erfolgt über dessen Apertur, die somit die aktive Fläche begrenzt. Durch Beugung an der Apertur wird die Strahldivergenz beeinflusst, die Divergenz verbleibt jedoch beugungsbegrenzt. Der Wert von ca. 0,1° kann beispielsweise von einem Aperturdurchmesser von 500 pm erreicht werden. Dies ist jedoch vom verwendeten Halbleiterlaser abhängig.
In wenigstens einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser eine oberflächenemittierende Halbleiterdiode mit photonischem Kristall, PCSEL.
Ein oberflächenemittierender photonischer Kristalllaser weist in der Regel eine zweidimensionale photonische Kristallstruktur auf, die als lateraler Resonator fungiert. Sie weist beispielsweise eine dünne Schicht aus Halbleitermaterial wie Galliumarsenid = GaAs, Galliumnitrid = GaN oder Indiumphosphid = InP auf, die die ein bestimmtes Muster (z. B. ein quadratisches oder dreieckiges Muster) von Löchern aufweist, das sich über eine bestimmte Fläche erstreckt. Das Halbleitermaterial ist für die erzeugte Laserstrahlung transparent bzw. nicht absorbierend. Der Laserprozess bzw. die Laserverstärkung erfolgt durch stimulierte Emission und wird durch Kopplung der photonischen Kristallstruktur mit einer dünnen aktiven Schicht (Verstärkerschicht) unterhalb der photonischen Kristallschicht innerhalb evaneszenter Wellen der Lasermoden erreicht. Der aktive Bereich ist von der photonischen Kristallstruktur nur durch eine dünne Elektronensperrschicht getrennt, um die elektrischen Ladungsträger im aktiven Bereich einzuschließen. Oberhalb und unterhalb dieser Struktur befindet sich eine optisch transparente und elektrisch leitende Mantelschicht aus dotiertem Halbleiter.
Ein elektrischer Strom zum Pumpen des aktiven Bereichs wird über metallische Elektroden an der Ober- und Unterseite angelegt. Auf der Laseremissionsseite (Oberseite) bedeckt diese Elektrode nur einen kleinen Teil der Fläche, z. B. einen rechteckigen Bereich mit Abmessungen in der Größenordnung von 10 gm bis 100 gm. Es ist auch möglich, eine obere Elektrode zu verwenden, bei der ein rechteckiger Bereich in der Mitte entfernt wurde. Dies führt zu einem Pumpen der photonischen Kristallmode in ihrem äußeren Bereich, während im zentralen Bereich eine Ausgangskopplung möglich ist.
Ein weiterer Aspekt ist, dass die photonische Kristallstruktur auch einen Teil des Lichts beugt, so dass der Lichtstrahl entsteht und ausgekoppelt werden kann. Dieser Ausgangsstrahl verlässt den Halbleiterlaser in einer Richtung, die senkrecht zu einer Ausgangsoberfläche steht. Besonders bei Halbleiterlasern mit großer aktiver Fläche wird die Strahldivergenz klein. Der Laser emittiert effektiv einen kollimierten Lichtstrahl, der keine Kollimationslinse benötigt . PCSELs können bauartbedingt Einzelmoden mit hohen Ausgangsleistungen von > 500 mW bis zu 30 W (im Pulsbetrieb) erzeugen. Dadurch sind diese Laser gerade für LiDAR und andere Distanzmessverfahren wie Time-of-Flight interessant, weil sie die Messung von großen Distanzen von mehreren 10 m ermöglichen. Ferner zeigen diese Laser keine oder geringe Strahlaufweitung, so dass auf Kollimation verzichtet werden kann. Zudem ist die PCSEL Wellenlängenstabilität vergleichbar mit anderen Oberflächen-emittierenden Lasern, wie dem VCSEL.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist das optische Element eingerichtet, den vom Halbleiterlaser emittierten Lichtstrahl so zu strukturieren, dass ein bekanntes Muster auf ein externes Objekt projektierbar ist.
Durch das so strukturierte optische Element kann strukturiertes Licht erzeugt werden. Unter strukturiertem Licht ist der Prozess der Projektion eines bekannten Musters (beispielsweise als Gitter oder horizontale Balken) auf ein externes Objekt zu verstehen. Die Art und Weise, wie sich das Muster beim Auftreffen auf Oberflächen verformt, ermöglicht es Bildverarbeitungssystemen, die Tiefen- und Oberflächeninformationen der Objekte in der Szene zu berechnen und so ein 3D-Bild zu generieren. In LiDAR oder ToF (Time-of-Flight) Anwendungen können Lichtlaufzeiten einzelner Strukturen des Musters gemessen werden und so ebenfalls eine Abstandsinformation erhalten werden. Beispielsweise wird für solche Anwendungen ein Punktgitter durch das strukturierte optische Element generiert.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform weist das optische Element einen von Null verschiedenen Abstand zum Halbleiterlaser auf. Das optische Element kann in einem, wenn auch kleinen, Abstand zum Halbleiterlaser angeordnet werden.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist das optische Element direkt auf dem Halbleiterlaser montiert. Das optische Element kann in einem effektiven Abstand von Null zum Halbleiterlaser angeordnet werden. Beispielsweise ist das optische Element auf einer Oberfläche, beispielsweise der Apertur, befestigt bzw. montiert.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist das optische Element im Halbleiterlaser integriert. Auf diese Weise ist kein Abstand zum Halbleiterlaser vorhanden. Zudem ist es möglich, das optische Element zusammen mit dem Laser in einem gemeinsamen Prozess, beispielsweise mit CMOS Technologie auf einem Wafer, herzustellen. Dies erlaubt eine weitere Kosteneinsparung .
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform umfasst das optische Bauelement weiter eine Aufweitungsoptik und eine Rekollimationsoptik .
Je nach Ausgangsleistung des Halbleiterlasers kann es nötig oder sinnvoll sein, eine Aufweitungsoptik und eine Rekollimationsoptik zu verwenden. Beispielsweise bedeutet geringe Ausgangsleistung auch eine kleinere Apertur bzw. aktive Fläche. Aufgrund der Beugung an der kleineren Apertur, erhöht sich die Strahldivergenz. Diese erhöhte Strahldivergenz kann durch die Aufweitungsoptik kompensiert werden, die den ausgekoppelten Lichtstrahl aufweitet. Dies führt dazu, dass der Lichtstrahl zunächst Kollimation verliert. Kollimation am optischen Element wird dann durch die nachgeordnete Rekollimationsoptik wieder hergestellt. Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist die Aufweitungsoptik im Halbleiterlaser integriert.
Beispielsweise kann die Aufweitungsoptik auf einer oder in eine Oberfläche des Halbleiterlaser integriert werden oder als flaches Plättchen ausgeführt sein. Zudem ist es möglich, die Aufweitungsoptik zusammen mit dem Laser in einem gemeinsamen Prozess, beispielsweise mit CMOS Technologie auf einem Wafer, herzustellen. Dies erlaubt eine weitere Kosteneinsparung .
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist die Aufweitungsoptik auf dem Halbleiterlaser montiert. Beispielsweise ist die Aufweitungsoptik auf einer Oberfläche, beispielsweise der Apertur, befestigt bzw. montiert.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist die Rekollimationsoptik im optischen Element integriert.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist die Rekollimationsoptik auf einer Vorderseite oder einer Rückseite des optischen Elements integriert und auf dem Halbleiterlaser montiert. Auf diese Weise kann der Abstand der Rekollimationsoptik zum Halbleiteraser auch Null betragen .
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform sind das optische Element und der Halbleiterlaser in einer ersten Kammer innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse weist ferner eine zweite Kammer auf, in der ein optischer Detektor angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein kostengünstiges Modul hergestellt werden, bei dem Emission und Detektion unmittelbar nebeneinander und dadurch kompakt angeordnet sind.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist eine Bauhöhe des Gehäuses im Wesentlichen durch den Abstand des optischen Elements und des Halbleiterlasers bestimmt. Das optische Element stellt gewissermaßen die Ausgangsseite des optoelektronischen Elements dar. Der Abstand zum Halbleiterlaser lässt sich gemäß dem vorgestellten verbesserten Konzepts gering halten, so dass eine geringe Bauhöhe des Gehäuses möglich wird.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst die folgenden Schritte. Zunächst wird ein Gehäuse bereitgestellt. Ein optisches Element und ein Halbleiterlaser werden in dem Gehäuse entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet. Dabei ist der Halbleiterlaser eingerichtet, durch einen Laserprozess einen Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz zu generieren, sodass der Lichtstrahl am optischen Element im Wesentlichen kollimiert ist.
Die folgende Beschreibung der Figuren von
Ausführungsbeispielen dient dazu, Aspekte des verbesserten Konzepts weiter zu veranschaulichen und zu erklären. Komponenten und Teile mit gleichem Aufbau bzw. gleicher Wirkung erscheinen mit entsprechenden Bezugszeichen. Soweit Komponenten und Teile in verschiedenen Figuren in ihrer Funktion übereinstimmen, wird deren Beschreibung nicht unbedingt für jede der folgenden Figuren wiederholt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Es zeigen:
Figur 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements,
Figur 2 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements, und
Figur 3 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements.
Detaillierte Beschreibung
Figur 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Bauelements. Das optoelektronische Bauelement umfasst ein Gehäuse, ein diffraktives optisches Element 10 und einen Halbleiterlaser 20. Das diffraktive optische Element und der Halbleiterlaser sind in dem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse selbst in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Der Halbleiterlaser und das diffraktive optische Element sind entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet.
Das diffraktive optische Element 20 ist für die Projektion von strukturiertem Licht ausgelegt, beispielsweise für eine LiDAR oder ToF Anwendung. Die Optik weist beispielsweise ein Einzelplättchen oder mehrere gestapelte Plättchen auf. Diese Plättchen sind beispielsweise gitterförmig aufgebaut, so dass sie ein reguläres Punktmuster auf ein externes Objekt abbilden beziehungsweise projizieren können (siehe rechter oberer Teil der Zeichnung). In dieser Ausführungsform ist das diffraktive optische Element in einem Abstand DZ zu einer aktiven Fläche 21 des Halbleiterlasers 20 angeordnet. Der Halbleiterlaser umfasst einen oberflächenemittierenden photonischen Kristalllaser, PCSEL. Dieser Typ eines Halbleiterlasers weist an der aktiven Fläche (also der diffraktiven Optik zugewandten Oberfläche) eine Apertur 22 auf, mittels derer Lichtstrahlen aus dem Laser ausgekoppelt werden können. Im Betrieb generiert der Halbleiterlaser durch einen Laserprozess einen Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz. Dabei ist die Strahldivergenz bei Halbwertsbreite des Lichtstrahls trotz Beugung an der Apertur im Wesentlichen kleiner als 0,1°, abhängig von einem Durchmesser der Apertur. Des Weiteren ist der Halbleiterlaser frei von kollimierender Optik. In diesem Ausführungsbeispiel ist keine weitere Optik in den Halbleiterlaser selbst integriert oder entlang der gemeinsamen optischen Achse angeordnet.
Der Abstand zwischen der aktiven Fläche 21 des Halbleiterlasers 20 und des diffraktiven optischen Elements 10 bestimmt im Wesentlichen eine Gehäusehöhe. Da das ausgekoppelte Laserlicht am diffraktiven optischen Element im Wesentlichen kollimiert ist, kann dieser Abstand und damit die Gehäusehöhe klein gehalten werden. Neben dieser vorteilhaft geringen Bauhöhe ist keine aktive Justage der optischen Elemente zueinander, beispielsweise durch Signalverarbeitungskomponenten des optoelektronischen Elements oder einer nachgeordneten Signalverarbeitung, notwendig. Eine passive Justage während der Herstellung des optoelektronischen Elements reicht in der Regel mit guter Genauigkeit aus.
Typische Parameter für den PCSEL Laser sind wie folgt: Kreisförmige Apertur > 200 mpi
Ausgangleistung: typ. 500 mW (CW) bis 10 W (gepulst)) niedriges M2 typ. bei 500 pm Aperturen ~ < 0.1° 1/e2 Divergenz Wellenlängenstabilität ~ 0.07nm/K - vergleichbar mit VCSEL
Figur 2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements. Die Anordnung der Komponenten entspricht im Wesentlichen der schon in Figur 1 gezeigten Anordnung. Für eine verbesserte Kollimation auf Werte sehr viel kleiner 0,1° oder auch für die Verwendung von Halbleiterlasern mit kleineren Leistungen, sind zudem eine Rekollimierungsoptik und eine Aufweitungsoptik vorgesehen.
Bei kleinerer Ausgangsleistung beispielsweise weist der Halbleiterlaser eine kleinere Apertur 22 beziehungsweise kleinere aktive Fläche auf. Aufgrund der kleineren Apertur ist beugungsbedingt eine höhere Strahldivergenz zu verzeichnen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist daher eine diffraktive Aufweitungsoptik 11 in einer Oberfläche oder auf einer Oberfläche des Halbleiterlasers 20 integriert. Dies kann beispielsweise als flaches Plättchen oder als eine reguläre Linse während eines Herstellprozesses des Halbleiterlasers ausgeführt werden. Beispielsweise können während der Epitaxie Zusatzschichten in bestimmten Abständen oder diffraktive Elemente in das Material eingebracht werden. Eine weitere Möglichkeit stellen sogenannte Fresnel-Linsen dar.
Die Aufweitungsoptik 11 hat den Effekt, den ausgekoppelten Lichtstrahl aufzuweiten und somit die Divergenz zu verringern. In der Regel ist dann die Rekollimierungsoptik 12 der Aufweitungsoptik 11 nachgeordnet und ebenfalls entlang der optischen Achse angeordnet. In diesem Beispiel ist die Rekollimierungsoptik auf der Oberfläche 21 des Halbleiterlasers beispielsweise auf der Apertur 22 angeordnet. Mittels der Rekollimierungsoptik wird dann die Kollimation des ausgekoppelten Lichtstrahls wiederhergestellt, sodass am diffraktiven optischen Element kollimiertes Licht ist.
Figur 3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements. Auch diese Anordnung ist dem bisher gezeigten ähnlich. Sie ist beispielsweise für kleinere Ausgangsleistungen und verbesserte Kollimation einsetzbar. In diesem Beispiel ist die Aufweitungsoptik 11 in eine Chipoberfläche 21, beispielsweise als flaches Plättchen, in das Halbleitermaterial integriert. Die Rekollimierungsoptik 12 hingegen ist entweder auf einer Vorderseite 13 beziehungsweise auf einer Rückseite 14 des diffraktiven optischen Elements 10 integriert. Alternativ kann die Aufweitungsoptik ebenfalls im diffraktiven optischen Element beispielsweise in dessen Rückseite, also der dem Halbleiterlaser zugewandten Seite, integriert sein. In einer solchen Ausführungsform lässt sich der Abstand zwischen diffraktivem optischem Element und Halbleiterlaser bis auf null minimieren.
Die vorstehende Beschreibung erläutert viele Merkmale in konkreten Einzelheiten. Diese sollen nicht als Beschränkungen des Umfangs des verbesserten Konzepts oder dessen, was beansprucht werden kann, ausgelegt werden, sondern vielmehr als beispielhafte Beschreibungen von Merkmalen, die lediglich für bestimmte Ausführungsformen des verbesserten Konzepts spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform realisiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen als zusammen wirkend beschrieben und sogar ursprünglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Auch wenn in den Zeichnungen Vorgänge in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, ist dies nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge in der gezeigten Reihenfolge oder in sequenzieller Reihenfolge ausgeführt werden müssen, oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können abweichende Reihenfolgen oder eine Parallelverarbeitung vorteilhaft sein.
Es wurde eine Reihe von Implementierungen beschrieben. Nichtsdestotrotz können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang des verbesserten Konzepts abzuweichen. Dementsprechend fallen auch andere Implementierungen in den Anwendungsbereich der Ansprüche. Beispielsweise kann das diffraktive optische Element in den vorgestellten Ausführungsformen durch ein meta-optisches Element ersetzt oder durch ein solches Element ergänzt sein.
Bezugszeichenliste
10 diffraktives optisches Element
11 Aufweitungsoptik 12 Rekollimierungsoptik
13 Vorderseite
14 Rückseite 20 Halbleiterlaser 21 aktive Fläche 22 Apertur

Claims

Patentansprüche
1. Ein optoelektronisches Bauelement, umfassend: ein Gehäuse, ein optisches Element (10) und ein Halbleiterlaser (20), welche entlang einer gemeinsamen optischen Achse innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, wobei: der Halbleiterlaser (20) eingerichtet ist, durch einen Laserprozess einen Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz zu generieren, so dass der Lichtstrahl am optischen Element (10) im Wesentlichen kollimiert ist.
2. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei der Halbleiterlaser (20) frei von kollimierender Optik ist.
3. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Halbleiterlaser (20) eine Apertur (22) aufweist, durch die der Lichtstrahl vom Halbleiterlaser (20) emittiert wird, und die Strahldivergenz bei Halbwertsbreite des Lichtstrahls trotz Beugung an der Apertur (22) im Wesentlichen kleiner als 0.1° ist.
4. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Halbleiterlaser (20) eine oberflächenemittierende Halbleiterdiode mit photonischem Kristall, PCSEL, umfasst.
5. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das optische Element (10) eingerichtet ist, den vom Halbleiterlaser (20) emittierten Lichtstrahl so zu strukturieren, dass ein bekanntes Muster auf ein externes Objekt projektierbar ist.
6. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das optische Element (10) einen von Null verschiedenen Abstand zum Halbleiterlaser (20) aufweist, oder wobei das optische Element direkt auf dem Halbleiterlaser (20) montiert ist.
7. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das optische Element (10) im Halbleiterlaser (30) integriert ist.
8. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche
1 bis 7, ferner umfassend eine Aufweitungsoptik (11) und eine Rekollimationsoptik (12).
9. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 8, wobei die Aufweitungsoptik (11) im Halbleiterlaser (20) integriert ist.
10. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Aufweitungsoptik (11) auf dem Halbleiterlaser (20) montiert ist.
11. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Rekollimationsoptik (12) im optischen Element (10) integriert ist.
12. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 11, wobei die Rekollimationsoptik (12) auf einer Vorderseite (13) oder einer Rückseite (14) des optischen Elements (10) integriert ist und auf dem Halbleiterlaser (20) montiert ist.
13. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das optische Element (10) und der Halbleiterlaser (20) in einer ersten Kammer innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, und das Gehäuse eine zweite Kammer aufweist, in der ein optischer Detektor angeordnet ist.
14. Das optoelektronische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Bauhöhe des Gehäuses im Wesentlichen durch den Abstand des optischen Elements (10) und des Halbleiterlasers (20) bestimmt ist.
15. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, fassend die Schritte:
Bereitstellen eines Gehäuses,
Anordnen eines optischen Elements (10) und eines Halbleiterlasers (20) in dem Gehäuse entlang einer gemeinsamen optischen Achse, wobei: der Halbleiterlaser (20) eingerichtet ist, durch einen Laserprozess einen Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz zu generieren, so dass der Lichtstrahl am optischen Element im Wesentlichen kollimiert ist.
16. Ein optoelektronisches Bauelement, umfassend: ein Gehäuse, ein optisches Element (10) und ein Halbleiterlaser (20), welche entlang einer gemeinsamen optischen Achse innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, wobei: der Halbleiterlaser (20) eingerichtet ist, durch einen Laserprozess einen Lichtstrahl mit beugungsbegrenzter Divergenz zu generieren, so dass der Lichtstrahl am optischen Element (10) im Wesentlichen kollimiert ist, wobei: das optische Element (10) im Halbleiterlaser (30) integriert ist und - das optische Element (10) eingerichtet ist, den vom
Halbleiterlaser (20) emittierten Lichtstrahl so zu strukturieren, dass ein bekanntes Muster auf ein externes Objekt projektierbar ist.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040252741A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-16 Jerry Meyer Surface-emitting photonic crystal distributed feedback laser systems and methods
US20090147818A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 International Business Machines Corporation Enhanced surface-emitting photonic device
WO2018220062A2 (de) * 2017-06-02 2018-12-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserdiode und verfahren zum herstellen einer laserdiode
US20200067281A1 (en) * 2016-10-06 2020-02-27 Christopher CURWEN Inhomogeneous focusing and broadband metasurface quantum-cascade lasers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6440138B2 (ja) 2014-02-28 2018-12-19 国立大学法人京都大学 レーザ装置
EP3130950A1 (de) 2015-08-10 2017-02-15 Multiphoton Optics Gmbh Strahlumlenkelement sowie optisches bauelement mit strahlumlenkelement
JP6355178B2 (ja) 2017-06-29 2018-07-11 国立大学法人京都大学 レーザ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040252741A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-16 Jerry Meyer Surface-emitting photonic crystal distributed feedback laser systems and methods
US20090147818A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 International Business Machines Corporation Enhanced surface-emitting photonic device
US20200067281A1 (en) * 2016-10-06 2020-02-27 Christopher CURWEN Inhomogeneous focusing and broadband metasurface quantum-cascade lasers
WO2018220062A2 (de) * 2017-06-02 2018-12-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserdiode und verfahren zum herstellen einer laserdiode

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAI Y ET AL: "Electrically pumped photonic crystal distributed feedback quantum cascade lasers", APPLIED PHYSICS LETTERS, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS, 2 HUNTINGTON QUADRANGLE, MELVILLE, NY 11747, vol. 91, no. 14, 5 October 2007 (2007-10-05), pages 141123 - 141123, XP012099499, ISSN: 0003-6951, DOI: 10.1063/1.2798062 *

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