WO2025214865A1 - Halbleiterlaser und ein verfahren zum betreiben eines halbleiterlasers - Google Patents

Halbleiterlaser und ein verfahren zum betreiben eines halbleiterlasers

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electrical contact
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emission wavelength
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John BRÜCKNER
Lars Nähle
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Original Assignee
Ams Osram International GmbH
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    • H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

Definitions

  • a semiconductor laser and a method for operating a semiconductor laser are specified.
  • One problem to be solved is to provide a semiconductor laser that can be manufactured efficiently.
  • Another problem to be solved is to provide a method for operating a semiconductor laser, wherein the semiconductor laser can be manufactured efficiently.
  • the semiconductor laser comprises an active region configured to emit laser radiation during operation of the semiconductor laser.
  • the active region may have at least one quantum well structure.
  • the semiconductor laser may further comprise a first region doped with a first dopant.
  • the first region may comprise one or more doped semiconductor layers.
  • the first region may be formed with a semiconductor material, such as a II IV compound semiconductor material.
  • the first region comprises GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN.
  • the first region may be a three-dimensional body, which, for example, comprises at least has approximately the shape of a cuboid or a cylinder.
  • the main extension plane of the first region can run parallel to one of the top surfaces of the cuboid or the cylinder.
  • the first region can be p-doped or n-doped.
  • the first dopant can be a p-dopant or an n-dopant.
  • the semiconductor laser can have a second region doped with a second dopant.
  • the second region can comprise one or more doped semiconductor layers.
  • the second region can be formed with a semiconductor material, such as a III-IV compound semiconductor material.
  • the second region comprises GaN, InGaN or InGaP.
  • the second region can be a three-dimensional body which, for example, has at least approximately the shape of a cuboid or a cylinder.
  • the main extension plane of the second region can run parallel to one of the top surfaces of the cuboid or the cylinder.
  • the second region can be p-doped or n-doped.
  • the second dopant can be a p-dopant or an n-dopant.
  • the active region can be arranged in a vertical direction between the first region and the second region, wherein the vertical direction runs perpendicular to a main extension plane of the semiconductor laser.
  • the semiconductor laser comprises a ridge region arranged on the active region or comprising at least a portion of the active region.
  • the ridge region can be doped with the first dopant.
  • the ridge region can have a lower dopant concentration than the first region.
  • Another name for the ridge region may be laser ridge.
  • the active region may be arranged in the vertical direction between a substrate of the semiconductor laser and the ridge region. The ridge region may thus be arranged in the vertical direction on the active region. Alternatively, at least a portion of the active region is part of the ridge region. It is also possible for the ridge region to encompass the active region.
  • the semiconductor laser comprises a grating arranged next to the ridge region.
  • the fact that the grating is arranged next to the ridge region can mean that the grating is arranged in a lateral direction next to the ridge region, wherein the lateral direction runs parallel to the main extension plane of the active region.
  • the grating can have a plurality of grating ridges.
  • the grating ridges can be arranged spaced apart from one another next to the ridge region.
  • the grating ridges can have the same distances from one another.
  • the distance a from a first side of a grating ridge to the first side of an adjacent grating ridge can be given by: where X is the wavelength of the electromagnetic radiation in a vacuum that experiences the least absorption by the grating, and n is the effective refractive index of the light field in the material.
  • the semiconductor laser can thus emit laser radiation with wavelength X during operation.
  • the wavelength X can be a main emission wavelength of the semiconductor laser.
  • the grating webs can each have the same shape and size.
  • the grating webs can each have the same material composition.
  • the grating webs can form the grating.
  • the grating webs can each have a main extension direction which runs parallel to the main extension plane of the first region.
  • the grating webs can each have the shape of a cuboid.
  • the grating webs can each be formed by a layer.
  • the semiconductor laser can be a distributed feedback (DFB) laser.
  • the grating can therefore be a DFB grating.
  • the grating can have grating webs on two sides next to the web region. This can mean that grating webs are arranged along a lateral direction on two sides next to the web region, the lateral direction running parallel to the main extension plane of the active region.
  • the grating can therefore have two regions with grating webs. These can be arranged on opposite sides of the web area.
  • the same number of grid webs can be arranged on each side.
  • the grid webs can have the same shape on both sides.
  • the grid webs can be arranged in the same way on both sides.
  • the semiconductor laser described here is based, among other things, on the idea that the optical properties of the grating can be adjusted. This can be achieved by applying a voltage to the grating, which comprises an electrochromic material.
  • the emission properties of a DFB laser depend heavily on the absorption properties of the grating and the overlap of the light field with the grating. These can be influenced by the geometric dimensions of the grating.
  • the standing wave generated in the active region during operation of the semiconductor laser which has its intensity minima at the positions of the grating ridges in the longitudinal direction along the resonator, experiences the lowest absorption by the grating. This is only the case for a very narrow wavelength range, ideally for just one wavelength.
  • the main emission wavelength depends on the exact geometric dimensions of the grating and the overlap of the light field with the grating.
  • the side mode suppression i.e. the ratio of the intensity of emitted radiation with the main emission wavelength to the intensity of emitted Radiation of other wavelengths depends on the geometric dimensions of the grating.
  • inaccuracies can occur during manufacture of the grating and the adjacent ridge region. This often means that not all manufactured semiconductor lasers can be used. If the geometric dimensions of the grating and/or the ridge region are inaccurate, the side mode suppression can be undesirably low, or if the absorption by the grating is too great, for example, various parameters of the semiconductor laser can be impaired, such as the threshold or the steepness.
  • inaccuracies in the manufacturing process can be compensated for afterwards. For example, inaccuracies in the etching depth and width of the ridge region and in geometric dimensions of the grating such as the width and distance between the grating ridges and the ridge region can be compensated for. This can increase the yield of usable semiconductor lasers, which means that the semiconductor laser can be manufactured more efficiently. This can also lead to a reduction in costs.
  • the grating is electrically connected to a first electrical contact.
  • the grating can be in direct contact with the first electrical contact.
  • Each of the grating webs can be electrically connected to the first electrical contact.
  • the first electrical contact can be connected to a DC voltage source. A DC voltage can be applied to the grating via the first electrical contact. This can reduce the absorption of the grating. be set, which advantageously allows
  • the first electrical contact is connected to a DC voltage source.
  • the semiconductor laser can comprise the DC voltage source.
  • a DC voltage can be applied to the grating via the first electrical contact. This allows the absorption of the grating to be adjusted, which advantageously makes it possible to compensate for inaccuracies during manufacturing.
  • the first electrical contact is arranged on the grating.
  • the grating can thus be arranged in the vertical direction between the substrate and the first electrical contact.
  • the first electrical contact can be arranged on opposite sides of the ridge region on the grating. This can mean that, if the grating has two regions, the first electrical contact is arranged on both regions of the grating. In this case, the first electrical contact can also have two regions.
  • the first electrical contact can cover the grating.
  • the first electrical contact can completely cover the grating.
  • the first electrical contact extends along a longitudinal direction along the grating, and the longitudinal direction runs parallel to the main extension plane of the active region.
  • the first electrical contact can extend along the extend across the entire grating.
  • each grating bar can be supplied with electrical voltage, allowing the grating's absorption to be adjusted.
  • a second electrical contact is arranged on an underside of the semiconductor laser.
  • the second region can be arranged closer to the underside than the ridge region.
  • the second electrical contact can partially cover the underside.
  • the second electrical contact can be connected to a DC voltage source.
  • the second electrical contact can be connected to the same DC voltage source as the first electrical contact.
  • the second region can also be electrically connected to the second electrical contact.
  • a DC voltage can be applied to the grating via the first electrical contact and the second electrical contact. This makes it possible to adjust the absorption of the grating, which advantageously makes it possible to compensate for inaccuracies during production.
  • a second electrical contact is in electrical contact with the grating.
  • the second electrical contact can be arranged on the side of the grating which faces away from the first electrical contact.
  • the grating can thus be arranged in the vertical direction between the first electrical contact and the second electrical contact.
  • the second electrical contact can be arranged in the vertical direction between the grating and the substrate.
  • the second electrical contact can be in direct contact with the grating.
  • Each of the grating webs can be electrically connected to the second electrical contact.
  • a passivation layer can be arranged between the contact.
  • the passivation layer can comprise an electrically insulating material.
  • the second electrical contact can be connected to a DC voltage source.
  • the second electrical contact can be connected to the same DC voltage source as the first electrical contact.
  • a DC voltage can be applied to the grid via the first electrical contact and the second electrical contact. This makes it possible to adjust the absorption of the grid, which advantageously makes it possible to compensate for inaccuracies in manufacturing.
  • the second electrical contact can extend along the longitudinal direction along the grid.
  • the second electrical contact can extend along the entire grid. Thus, each grid web can be supplied with electrical voltage, so that the absorption of the grid can be adjusted.
  • At least one further grating is arranged next to the ridge region, which grating comprises an electrochromic material, wherein the further grating has a periodicity which is different from the periodicity of the grating.
  • the further grating can have at least some of the properties of the grating.
  • the further grating can have the same properties as the grating except for the spacing of the grating ridges and the periodicity.
  • the periodicity refers to the spacing in the grating or further grating from which the structure repeats. For example, the periodicity is the distance from a first side of a grating ridge to the first side of an adjacent grating ridge.
  • Grating ridges of the grating and grating ridges of the further grating can be arranged alternately. Since the further grating has a different periodicity than the grating, Electromagnetic radiation with a different wavelength than that of the grating is minimally absorbed. Thus, the semiconductor laser can emit laser radiation with an additional main emission wavelength X w during operation. The distances a w between the grating bars of the additional grating are then:
  • the further grating can have grating bars on two sides next to the bar region. This can mean that grating bars of the further grating are arranged on two sides next to the bar region along the lateral direction.
  • the further grating can therefore have two regions with grating bars. These can be arranged on opposite sides of the bar region.
  • the same number of grating bars of the further grating can be arranged on each of the two sides.
  • the grating bars of the further grating can have the same shape on both sides.
  • the grating bars of the further grating can be arranged in the same way on both sides.
  • the semiconductor laser can have a plurality of further gratings, each with a different periodicity.
  • the further grating is electrically connected to a further first electrical contact.
  • the further grating can be in direct contact with the further first electrical contact.
  • Each of the grating webs of the further grating can be electrically connected to the further first electrical contact.
  • the further first electrical contact can be electrically insulated from the first electrical contact.
  • the further first electrical contact can be arranged on opposite sides of the web region. This can mean that in the event that the further grating has two regions has, the further first electrical contact is electrically connected to both regions. In this case, the further first electrical contact can also have two regions.
  • the further first electrical contact can be connected to a further DC voltage source.
  • the semiconductor laser can have the further DC voltage source.
  • the further first electrical contact is also possible for the further first electrical contact to be connected to the same DC voltage source as the first electrical contact.
  • a DC voltage can be applied to the further grating via the further first electrical contact. This allows the absorption of the further grating to be adjusted, which advantageously makes it possible to compensate for inaccuracies in production. The inaccuracies in production can be compensated for for the further grating in the same way as described for the grating.
  • the grating and the additional grating each have grating webs that extend parallel to one another. This can mean that the grating has grating webs that extend parallel to the grating webs of the additional grating.
  • the grating and the additional grating can be arranged compactly in the semiconductor laser.
  • the grating and the further grating are electrically insulated from each other.
  • an electrically insulating material can be arranged between the grating and the further grating. This allows the grating and the further grating to be controlled separately from each other. In this way, it can be selected whether the laser emits laser radiation of the Main emission wavelength or the further
  • the grating comprises tungsten oxide or polyaniline. Both materials are electrochromic materials. This enables the advantages of the semiconductor laser described above.
  • the ridge region has a smaller extension in a lateral direction than the substrate of the semiconductor laser, and the lateral direction runs parallel to the main extension plane of the active region.
  • the ridge region can form a laser ridge.
  • a method for operating a semiconductor laser is specified.
  • the semiconductor laser can preferably be operated using a method described here.
  • all features disclosed for the semiconductor laser are also disclosed for the method for operating a semiconductor laser, and vice versa.
  • the method comprises a method step in which the semiconductor laser is provided with a grating arranged next to a ridge region.
  • the method comprises a method step in which the side mode suppression of a main emission wavelength of the semiconductor laser is determined.
  • the intensity of the electromagnetic radiation emerging from the semiconductor laser during operation can be measured for a range of wavelengths.
  • the intensity of the The electromagnetic radiation emerging from the semiconductor laser during operation can be measured in a range around the main emission wavelength.
  • the side mode suppression indicates how much lower the intensity of radiation is at wavelengths that are different from the main emission wavelength.
  • the intensity of the electromagnetic radiation emitted by the semiconductor laser can be measured for wavelengths of at least ⁇ 50 nm or at least ⁇ 100 nm around the main emission wavelength.
  • the side mode suppression is given here in decibels (dB).
  • the side mode suppression is given as the logarithm of the ratio of the intensity of emitted radiation at the main emission wavelength to the intensity of emitted radiation at a different wavelength.
  • the side mode suppression gives the smallest determined value for the ratio of the intensity of emitted radiation at the main emission wavelength to the intensity of emitted radiation at a different wavelength.
  • the side-mode suppression indicates the difference between the intensity of emitted radiation at the main emission wavelength and the intensity of the emitted radiation with the second-highest intensity.
  • the side-mode suppression indicates the logarithm of the ratio of the highest measured intensity to the second-highest measured intensity.
  • the side-mode suppression thus indicates how well the semiconductor laser suppresses side modes that are not the main emission wavelength.
  • the method comprises a Method step in which a DC voltage is applied to the grating if the side mode suppression of the main emission wavelength is less than 40 dB. It is also possible to apply a DC voltage to the grating if the side mode suppression of the main emission wavelength is less than 30 dB, less than 20 dB or less than 10 dB. When operating the semiconductor laser with only one main emission wavelength, it may be desirable for the side mode suppression to be greater than 40 dB, 30 dB, 20 dB or greater than 10 dB. In order for the semiconductor laser to be able to meet this requirement, the side mode suppression is first determined. If this is too low, the optical properties of the grating can be changed by applying a DC voltage to the grating. This makes it possible to change the optical properties of the grating such that the side mode suppression is greater than 40 dB, than 30 dB, than 20 dB or greater than 10 dB.
  • the semiconductor laser has an active region which is designed to emit laser radiation during operation of the semiconductor laser (10).
  • the semiconductor laser has a ridge region which is arranged on the active region and comprises at least a part of the active region.
  • the grating comprises an electrochromic material.
  • the method comprises providing the semiconductor laser with a grating arranged next to a ridge region, determining the side mode suppression of a main emission wavelength of the semiconductor laser, and in the event that the side mode suppression of the main emission wavelength is less than 40 dB, applying a DC voltage to the grating, wherein the semiconductor laser has an active region designed to emit laser radiation during operation of the semiconductor laser, the semiconductor laser has a ridge region which is arranged on the active region or comprises at least part of the active region, and the grating has an electrochromic material.
  • the optical properties of the grating can be changed, as described for the semiconductor laser, so that the side mode suppression can be increased.
  • a side mode suppression of greater than 40 dB is typically desired.
  • the side mode suppression of the main emission wavelength is determined again after the DC voltage has been applied. This allows it to be determined whether the side mode suppression has reached a desired value due to the application of the DC voltage.
  • the applied DC voltage is changed until the side mode suppression of the main emission wavelength is greater than 40 dB. It is also possible that the applied DC voltage is changed until the side mode suppression of the main emission wavelength is greater than 30 dB, than 20 dB or than 10 dB.
  • the DC voltage can be applied throughout the entire operation of the semiconductor laser. It is also possible that the DC voltage is applied only once to permanently change the optical properties of the grating. Whether the DC voltage is applied throughout the entire operation or only once depends on the material properties of the grating. In this way, the DC voltage can be chosen such that the side mode suppression reaches a desired value.
  • the applied DC voltage is changed until the side mode suppression of the main emission wavelength is less than 40 dB.
  • the absorption of the grating for the main emission wavelength can be reduced. If the absorption of the main emission wavelength is very low, the semiconductor laser not only emits radiation of the main emission wavelength during operation, but standing waves of other wavelengths can also form in the resonator of the semiconductor laser, so that the latter can also emit laser radiation of other wavelengths. This can be desirable if the emission of a certain spectrum of laser radiation is desired. In this case, the side mode suppression of the main emission wavelength is less than 40 dB.
  • the DC voltage applied to the grating can thus be adjusted such that the semiconductor laser emits laser radiation in a certain spectrum.
  • the semiconductor laser can therefore be used both to emit radiation with a single main emission wavelength and to emit radiation in a certain spectrum.
  • the switch between operation with a single main emission wavelength and operation with the emission of radiation in a certain spectrum can take place as quickly as required.
  • a further grating comprising an electrochromic material is arranged next to the ridge region, wherein the further grating has a periodicity which is different from the periodicity of the grating, the side mode suppression of a further main emission wavelength of the semiconductor laser is determined, and in the event that the side mode suppression of the further main emission wavelength is less than 40 dB, a DC voltage is applied to the further grating. After the DC voltage has been applied, the side mode suppression of the further Main emission wavelength can be determined. This allows one to determine whether the side mode suppression of the additional main emission wavelength has reached a desired value by applying the DC voltage.
  • the applied DC voltage can be changed until the side mode suppression of the additional main emission wavelength is greater than 40 dB.
  • the additional grating can be used, as described for the grating, to compensate for inaccuracies in the manufacturing process by changing the optical properties of the additional grating.
  • Figure 1 shows a semiconductor laser according to an embodiment.
  • Figure 2 shows a cross section through a semiconductor laser according to an embodiment.
  • Figure 6 shows a plan view of a grid and another grid .
  • the upper electrical contact 27 completely covers the ridge region 14 and partially covers the passivation layer 26 .
  • the upper electrical contact 27 and the lower electrical contact 25 can comprise gold. Below the ridge region 14 and around the active region 13, the electromagnetic radiation emitted by the semiconductor laser 10 during operation is schematically illustrated.
  • FIG 3 shows a further exemplary embodiment of the semiconductor laser 10.
  • the semiconductor laser 10 has a first electrical contact 16 and a second electrical contact 18.
  • the grating 15 is electrically connected to the first electrical contact 16.
  • the first electrical contact 16 is arranged on the grating 15.
  • the first electrical contact 16 extends along the longitudinal direction y along the grating 15 and completely covers the grating 15 and the first region 11.
  • the passivation layer 26 is arranged on the first electrical contact 16.
  • the first electrical contact 16 is connected to a DC voltage source 17.
  • the second electrical contact 18 is arranged on a bottom side 19 of the semiconductor laser 10.
  • the second electrical contact 18 extends parallel to the first electrical contact 16 and is in direct contact with the lower electrical contact 25.
  • the second electrical contact 18 is also connected to the DC voltage source 17. It is also possible for the lower electrical contact 25 to be connected directly to the DC voltage source 17.
  • first electrical contact 16 and the second electrical contact 18 are shown in Figure 3 for one side of the grid 15, namely the right side.
  • the left side, the first electrical contact 16 and the second electrical contact 18 is arranged mirror-inverted as shown for the right side.
  • Figure 4 shows a further exemplary embodiment of the semiconductor laser 10.
  • the second electrical contact 18 is not arranged on the underside 19 of the semiconductor laser 10 but rather on the first region 11.
  • the second electrical contact 18 is in electrical contact with the grating 15.
  • the second electrical contact 18 extends parallel to the first electrical contact 16.
  • the passivation layer 26 is arranged between the first electrical contact 16 and the second electrical contact 18.
  • Figure 5 shows a further embodiment of the semiconductor laser 10.
  • the semiconductor laser 10 additionally has a further grating 20.
  • the further grating 20 is arranged on the first region 11 and next to the ridge region 14.
  • the further grating 20 has an electrochromic material.
  • the further grating 20 has a periodicity which is different from the periodicity of the grating 15. This is shown in more detail in Figure 6.
  • the grating ridges 22 of the grating 15 and the further grating 20 are arranged next to one another and alternately along the longitudinal direction y.
  • the grid 15 and the further grid 20 each have
  • Grid webs 22 which extend parallel to one another.
  • the further grid 20 is electrically connected to a further first electrical contact 21.
  • the further first electrical contact 21 has a plurality of components, each of which is in direct contact with one of the grid webs 22 of the further grid 20.
  • the components of the further first electrical contact 21 are all electrically connected to one another and to the DC voltage source 17.
  • the first electrical contact 16 has a plurality of components, each of which is in direct contact with one of the grid webs 22 of the grid 15.
  • the components of the first electrical contact 16 are all electrically connected to one another and to the DC voltage source 17.
  • the first electrical contact 16 and the further first contact 21 are arranged on the passivation layer 26.
  • the grid 15 and the further grid 20 are electrically insulated from one another.
  • the second electrical contact 18 is arranged between the grid 15 and the further grid 20 on the one hand and the first region 11 on the other hand.
  • Figure 6 shows a plan view of a grating 15 and a further grating 20 according to an exemplary embodiment of the semiconductor laser 10.
  • the ridge region 14 is arranged in the center.
  • Grating ridges 22 of the grating 15 and the further grating 20 are arranged alternately on both sides of the ridge region 14. Since the periodicity of the further grating 20 is different from the periodicity of the grating 15, the distances between the grating ridges 22 change along the longitudinal direction y. The difference in periodicity is exaggerated here and can be smaller.
  • Figure 7 describes an exemplary embodiment of the method for operating the semiconductor laser 10. In a first step S1 of the method, the semiconductor laser 10 is provided.
  • a second step S2 of the method the side mode suppression of a main emission wavelength of the semiconductor laser 10 is determined.
  • a DC voltage is applied to the grating 15.
  • the side mode suppression of the main emission wavelength is determined again.
  • the applied DC voltage is changed until the side mode suppression of the main emission wavelength is greater than 20 dB.
  • the applied DC voltage can be changed until the side mode suppression of the main emission wavelength is less than 20 dB.
  • the side mode suppression of a further main emission wavelength of the semiconductor laser 10 can be determined in a further step of the method, and in the event that the side mode suppression of the further main emission wavelength is less than 20 dB, a DC voltage can be applied to the further grating 20.
  • Figure 9 shows a cross-section through another exemplary embodiment of the semiconductor laser 10.
  • the ridge region 14 comprises a portion of the active region 13 and the first region 11.
  • the upper electrical contact 27 is arranged on the ridge region 14. The two circles mark the overlap of the light field with the grating 15.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein Halbleiterlaser (10) angegeben, der Halbleiterlaser (10) umfassend einen aktiven Bereich (13), der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers (10) Laserstrahlung zu emittieren, einen Stegbereich (14), welcher auf dem aktiven Bereich (13) angeordnet ist oder zumindest einen Teil des aktiven Bereichs (13) umfasst, und ein Gitter (15), das neben dem Stegbereich (14) angeordnet ist, wobei das Gitter (15) ein elektrochromes Material aufweist. Außerdem wird ein Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers (10) angegeben.

Description

Beschreibung
Halbleiterlaser und ein Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers
Es werden ein Halbleiterlaser und ein Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers angegeben .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Halbleiterlaser, der ef fi zient hergestellt werden kann, anzugeben . Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers anzugeben, wobei der Halbleiterlaser ef fi zient hergestellt werden kann .
Die Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers umfasst der Halbleiterlaser einen aktiven Bereich, der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers Laserstrahlung zu emittieren . Der aktive Bereich kann zumindest eine Quantentopfstruktur aufweisen .
Der Halbleiterlaser kann weiter einen ersten Bereich aufweisen, der mit einem ersten Dotierstof f dotiert ist . Der erste Bereich kann eine oder mehrere dotierte Halbleiterschichten umfassen . Der erste Bereich kann mit einem Halbleitermaterial , wie zum Beispiel einem I I I-V- Verbindungshalbleitermaterial , gebildet sein . Beispielsweise weist der erste Bereich GaN, InGaN, AlGaN, Al InGaN auf . Bei dem ersten Bereich kann es sich um einen dreidimensionalen Körper handeln, welcher beispielsweise zumindest näherungsweise die Form eines Quaders oder eines Zylinders aufweist . Die Haupterstreckungsebene des ersten Bereichs kann parallel zu einer der Deckflächen des Quaders oder des Zylinders verlaufen . Der erste Bereich kann p-dotiert oder n- dotiert sein . Somit kann es sich bei dem ersten Dotierstof f um einen p-Dotierstof f oder um einen n-Dotierstof f handeln .
Der Halbleiterlaser kann einen zweiten Bereich aufweisen, der mit einem zweiten Dotierstof f dotiert ist . Der zweite Bereich kann eine oder mehrere dotierte Halbleiterschichten umfassen . Der zweite Bereich kann mit einem Halbleitermaterial , wie zum Beispiel einem I I I-V-Verbindungshalbleitermaterial , gebildet sein . Beispielsweise weist der zweite Bereich GaN, InGaN oder InGaP auf . Bei dem zweiten Bereich kann es sich um einen dreidimensionalen Körper handeln, welcher beispielsweise zumindest näherungsweise die Form eines Quaders oder eines Zylinders aufweist . Die Haupterstreckungsebene des zweiten Bereichs kann parallel zu einer der Deckflächen des Quaders oder des Zylinders verlaufen . Der zweite Bereich kann p- dotiert oder n-dotiert sein . Somit kann es sich bei dem zweiten Dotierstof f um einen p-Dotierstof f oder um einen n- Dotierstof f handeln . Der aktive Bereich kann in einer vertikalen Richtung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordnet sein, wobei die vertikale Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterlasers verläuft .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers umfasst der Halbleiterlaser einen Stegbereich, der auf dem aktiven Bereich angeordnet ist oder zumindest einen Teil des aktiven Bereichs umfasst . Der Stegbereich kann mit dem ersten Dotierstof f dotiert sein . Der Stegbereich kann eine geringere Dotierstof fkonzentration aufweisen als der erste Bereich . Eine andere Bezeichnung für den Stegbereich kann Laser-Ridge sein . Der aktive Bereich kann in der vertikalen Richtung zwischen einem Substrat des Halbleiterlasers und dem Stegbereich angeordnet sein . Der Stegbereich kann also in der vertikalen Richtung auf dem aktiven Bereich angeordnet sein . Alternativ ist zumindest ein Teil des aktiven Bereichs ein Teil des Stegbereichs . Es ist auch möglich, dass der Stegbereich den aktiven Bereich umfasst .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers umfasst der Halbleiterlaser ein Gitter, das neben dem Stegbereich angeordnet ist . Dass das Gitter neben dem Stegbereich angeordnet ist , kann bedeuten, dass das Gitter in einer lateralen Richtung neben dem Stegbereich angeordnet ist , wobei die laterale Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs verläuft . Das Gitter kann eine Viel zahl von Gitterstegen aufweisen . Die Gitterstege können beabstandet zueinander neben dem Stegbereich angeordnet sein . Die Gitterstege können die gleichen Abstände zueinander aufweisen . Der Abstand a von einer ersten Seite eines Gitterstegs bis zur ersten Seite eines benachbarten Gitterstegs kann gegeben sein durch : wobei X die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Vakuum ist , welche vom Gitter die geringste Absorption erfährt und n ist der ef fektive Brechungsindex des Lichtfelds im Material . Der Halbleiterlaser kann somit im Betrieb Laserstrahlung mit der Wellenlänge X emittieren . Die Wellenlänge X kann eine Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers sein . Die Gitterstege können j eweils die gleiche Form und Größe aufweisen . Die Gitterstege können j eweils die gleiche Material zusammensetzung aufweisen . Die Gitterstege können das Gitter bilden . Die Gitterstege können j eweils eine Haupterstreckungsrichtung aufweisen, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des ersten Bereichs verläuft . Die Gitterstege können j eweils die Form eines Quaders aufweisen . Die Gitterstege können j eweils durch eine Schicht gebildet sein . Bei dem Halbleiterlaser kann es sich um einen Laser mit verteilter Rückkopplung ( distributed feedback ( DFB ) laser ) handeln . Somit kann es sich bei dem Gitter um ein DFB-Gitter handeln . Das Gitter kann auf zwei Seiten neben dem Stegbereich Gitterstege aufweisen . Das kann bedeuten, dass entlang einer lateralen Richtung auf zwei Seiten neben dem Stegbereich Gitterstege angeordnet sind, wobei die laterale Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs verläuft . Somit kann das Gitter zwei Bereiche mit Gitterstegen aufweisen . Diese können an gegenüberliegenden Seiten des Stegbereichs angeordnet sein . Auf den beiden Seiten können j eweils gleich viele Gitterstege angeordnet sein . Die Gitterstege können auf beiden Seiten die gleiche Form aufweisen . Die Gitterstege können auf beiden Seiten in gleicher Weise angeordnet sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers weist das Gitter ein elektrochromes Material auf . Es ist auch möglich, dass das Gitter aus einem elektrochromen Material besteht . Die optischen Eigenschaften wie Absorption, Reflexion und Transmission eines elektrochromen Materials können durch Anlegen einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms geändert werden . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers umfasst der Halbleiterlaser einen aktiven Bereich, der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers Laserstrahlung zu emittieren, einen Stegbereich, welcher auf dem aktiven Bereich angeordnet ist oder zumindest einen Teil des aktiven Bereichs umfasst , und ein Gitter, das neben dem Stegbereich angeordnet ist , wobei das Gitter ein elektrochromes Material aufweist .
Dem hier beschriebenen Halbleiterlaser liegt unter anderem die Idee zugrunde , dass die optischen Eigenschaften des Gitters eingestellt werden können . Dies kann dadurch erreicht werden, dass an das Gitter, welches ein elektrochromes Material aufweist , eine Spannung angelegt wird . Die Emissionseigenschaften eines DFB-Lasers hängen stark von den Absorptionseigenschaften des Gitters und dem Überlapp des Lichtfelds mit dem Gitter ab . Diese können durch die geometrischen Abmessungen des Gitters beeinflusst werden . Die im Betrieb des Halbleiterlasers im aktiven Bereich erzeugte stehende Welle , die in longitudinaler Richtung entlang des Resonators ihre Intensitätsminima an den Positionen der Gitterstege hat , erfährt die geringste Absorption durch das Gitter . Dies ist nur für einen sehr engen Wellenlängenbereich, im Optimal fall für nur eine Wellenlänge , der Fall . So wird die Emission von Laserstrahlung mit nur einer Wellenlänge ( spektral bzw . longitudinal mono-modige Emission) , einer Hauptemissionswellenlänge , oder einem sehr kleinen Wellenlängenbereich ermöglicht . Somit hängt die Hauptemissionswellenlänge von den genauen geometrischen Abmessungen des Gitters und dem Überlapp des Lichtfelds mit dem Gitter ab . Ebenso hängt die Seitenmodenunterdrückung, also das Verhältnis der Intensität emittierter Strahlung mit der Hauptemissionswellenlänge zur Intensität emittierter Strahlung anderer Wellenlängen, von den geometrischen Abmessungen des Gitters ab .
Bei der Herstellung des Gitters und des angrenzenden Stegbereichs können j edoch Ungenauigkeiten auftreten . Dies führt häufig dazu, dass nicht alle hergestellten Halbleiterlaser verwendet werden können . Die Seitenmodenunterdrückung kann bei Ungenauigkeiten der geometrischen Abmessungen des Gitters und/oder des Stegbereichs unerwünscht klein sein oder bei zu großer Absorption durch das Gitter beispielsweise können verschiedene Parameter des Halbleiterlasers verschlechtert sein, wie die Schwelle oder die Steilheit . Durch die Einsteilbarkeit der Absorptionseigenschaften des Gitters können die Ungenauigkeiten des Herstellungsprozesses im Nachhinein ausgeglichen werden . Es können beispielsweise Ungenauigkeiten bei der Ätztiefe und -breite des Stegbereichs und bei geometrischen Abmessungen des Gitters wie Breite und Abstände der Gitterstege zum Stegbereich ausgeglichen werden . Dadurch kann die Ausbeute an verwendbaren Halbleiterlasern erhöht werden, was dazu führt , dass der Halbleiterlaser ef fi zienter hergestellt werden kann . Dies kann auch zu einer Reduzierung der Kosten führen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers ist das Gitter elektrisch mit einem ersten elektrischen Kontakt verbunden . Das Gitter kann in direktem Kontakt mit dem ersten elektrischen Kontakt sein . Jeder der Gitterstege kann elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt verbunden sein . Der erste elektrische Kontakt kann mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sein . Uber den ersten elektrischen Kontakt kann eine Gleichspannung an das Gitter angelegt werden . Dadurch kann die Absorption des Gitters eingestellt werden, was vorteilhafterweise ermöglicht
Ungenauigkeiten bei der Herstellung aus zugleichen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers ist der erste elektrische Kontakt mit einer Gleichspannungsquelle verbunden . Der Halbleiterlaser kann die Gleichspannungsquelle aufweisen . Uber den ersten elektrischen Kontakt kann eine Gleichspannung an das Gitter angelegt werden . Dadurch kann die Absorption des Gitters eingestellt werden, was vorteilhafterweise ermöglicht Ungenauigkeiten bei der Herstellung aus zugleichen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers ist der erste elektrische Kontakt auf dem Gitter angeordnet . Das Gitter kann somit in vertikaler Richtung zwischen dem Substrat und dem ersten elektrischen Kontakt angeordnet sein . Der erste elektrische Kontakt kann auf gegenüberliegenden Seiten des Stegbereichs auf dem Gitter angeordnet sein . Das kann bedeuten, dass für des Fall , dass das Gitter zwei Bereiche aufweist , der erste elektrische Kontakt auf beiden Bereichen des Gitters angeordnet ist . In diesem Fall kann auch der erste elektrische Kontakt zwei Bereiche aufweisen . Der erste elektrische Kontakt kann das Gitter bedecken . Der erste elektrische Kontakt kann das Gitter vollständig bedecken . Somit kann j eder Gittersteg mit elektrischer Spannung versorgt werden, so dass die Absorption des Gitters eingestellt werden kann .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers erstreckt sich der erste elektrische Kontakt entlang einer Längsrichtung entlang des Gitters und die Längsrichtung verläuft parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs . Der erste elektrische Kontakt kann sich entlang des gesamten Gitters erstrecken . Somit kann j eder Gittersteg mit elektrischer Spannung versorgt werden, so dass die Absorption des Gitters eingestellt werden kann .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers ist ein zweiter elektrischer Kontakt an einer Unterseite des Halbleiterlasers angeordnet . Der zweite Bereich kann näher an der Unterseite angeordnet sein als der Stegbereich . Der zweite elektrische Kontakt kann die Unterseite teilweise bedecken . Der zweite elektrische Kontakt kann mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sein . Der zweite elektrische Kontakt kann mit derselben Gleichspannungsquelle wie der erste elektrische Kontakt verbunden sein . Der zweite Bereich kann ebenfalls elektrisch mit dem zweiten elektrischen Kontakt verbunden sein . Uber den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt kann eine Gleichspannung an das Gitter angelegt werden . Dadurch kann die Absorption des Gitters eingestellt werden, was vorteilhafterweise ermöglicht Ungenauigkeiten bei der Herstellung aus zugleichen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers ist ein zweiter elektrischer Kontakt in elektrischem Kontakt mit dem Gitter . Der zweite elektrische Kontakt kann an der Seite des Gitters angeordnet sein, welche vom ersten elektrischen Kontakt weg zeigt . Das Gitter kann somit in vertikaler Richtung zwischen dem ersten elektrischen Kontakt und dem zweiten elektrischen Kontakt angeordnet sein . Der zweite elektrische Kontakt kann in vertikaler Richtung zwischen dem Gitter und dem Substrat angeordnet sein . Der zweite elektrische Kontakt kann in direktem Kontakt mit dem Gitter sein . Jeder der Gitterstege kann elektrisch mit dem zweiten elektrischen Kontakt verbunden sein . Zwischen dem ersten elektrischen Kontakt und dem zweiten elektrischen Kontakt kann eine Passivierungsschicht angeordnet sein . Die Passivierungsschicht kann ein elektrisch isolierendes Material aufweisen . Der zweite elektrische Kontakt kann mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sein . Der zweite elektrische Kontakt kann mit derselben Gleichspannungsquelle wie der erste elektrische Kontakt verbunden sein . Über den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt kann eine Gleichspannung an das Gitter angelegt werden . Dadurch kann die Absorption des Gitters eingestellt werden, was vorteilhafterweise ermöglicht Ungenauigkeiten bei der Herstellung aus zugleichen . Der zweite elektrische Kontakt kann sich entlang der Längsrichtung entlang des Gitters erstrecken . Der zweite elektrische Kontakt kann sich entlang des gesamten Gitters erstrecken . Somit kann j eder Gittersteg mit elektrischer Spannung versorgt werden, so dass die Absorption des Gitters eingestellt werden kann .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers ist neben dem Stegbereich mindestens ein weiteres Gitter angeordnet , das ein elektrochromes Material aufweist , wobei das weitere Gitter eine Periodi zität aufweist , welche verschieden von der Periodi zität des Gitters ist . Das weitere Gitter kann zumindest einige der Eigenschaften des Gitters aufweisen . Das weitere Gitter kann bis auf die Abstände der Gitterstege und die Periodi zität die gleichen Eigenschaften wie das Gitter aufweisen . Die Periodi zität bezeichnet den Abstand im Gitter oder weiteren Gitter, ab welchem sich die Struktur wiederholt . Beispielsweise ist die Periodi zität der Abstand von einer ersten Seite eines Gitterstegs bis zur ersten Seite eines benachbarten Gitterstegs . Gitterstege des Gitters und Gitterstege des weiteren Gitters können alternierend angeordnet sein . Da das weitere Gitter eine andere Periodi zität aufweist als das Gitter, erfährt elektromagnetische Strahlung mit einer anderen Wellenlänge als für das Gitter eine minimale Absorption . Somit kann der Halbleiterlaser im Betrieb Laserstrahlung mit einer weiteren Hauptemissionswellenlänge Xw emittieren . Für die Abstände aw der Gitterstege des weiteren Gitters gilt dann :
_ v aw ~ 2 n
Das weitere Gitter kann auf zwei Seiten neben dem Stegbereich Gitterstege aufweisen . Das kann bedeuten, dass entlang der lateralen Richtung auf zwei Seiten neben dem Stegbereich Gitterstege des weiteren Gitters angeordnet sind . Somit kann das weitere Gitter zwei Bereiche mit Gitterstegen aufweisen . Diese können an gegenüberliegenden Seiten des Stegbereichs angeordnet sein . Auf den beiden Seiten können j eweils gleich viele Gitterstege des weiteren Gitters angeordnet sein . Die Gitterstege des weiteren Gitters können auf beiden Seiten die gleiche Form aufweisen . Die Gitterstege des weiteren Gitters können auf beiden Seiten in gleicher Weise angeordnet sein . Der Halbleiterlaser kann mehrere weitere Gitter mit j eweils unterschiedlicher Periodi zität aufweisen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers ist das weitere Gitter elektrisch mit einem weiteren ersten elektrischen Kontakt verbunden . Das weitere Gitter kann in direktem Kontakt mit dem weiteren ersten elektrischen Kontakt sein . Jeder der Gitterstege des weiteren Gitters kann elektrisch mit dem weiteren ersten elektrischen Kontakt verbunden sein . Der weitere erste elektrische Kontakt kann elektrisch vom ersten elektrischen Kontakt isoliert sein . Der weitere erste elektrische Kontakt kann auf gegenüberliegenden Seiten des Stegbereichs angeordnet sein . Das kann bedeuten, dass für den Fall , dass das weitere Gitter zwei Bereiche aufweist , der weitere erste elektrische Kontakt mit beiden Bereichen elektrisch verbunden ist . In diesem Fall kann auch der weitere erste elektrische Kontakt zwei Bereiche aufweisen . Der weitere erste elektrische Kontakt kann mit einer weiteren Gleichspannungsquelle verbunden sein . Der Halbleiterlaser kann die weitere Gleichspannungsquelle aufweisen . Es ist auch möglich, dass der weitere erste elektrische Kontakt mit derselben Gleichspannungsquelle wie der erste elektrische Kontakt verbunden ist . Über den weiteren ersten elektrischen Kontakt kann eine Gleichspannung an das weitere Gitter angelegt werden . Dadurch kann die Absorption des weiteren Gitters eingestellt werden, was vorteilhafterweise ermöglicht Ungenauigkeiten bei der Herstellung aus zugleichen . Die Ungenauigkeiten bei der Herstellung können für das weitere Gitter so wie für das Gitter beschrieben ausgeglichen werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers weisen das Gitter und das weitere Gitter j eweils Gitterstege auf , die sich parallel zueinander erstrecken . Das kann bedeuten, dass das Gitter Gitterstege aufweist , die sich parallel zu Gitterstegen des weiteren Gitters erstrecken . So können das Gitter und das weitere Gitter kompakt im Halbleiterlaser angeordnet sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers sind das Gitter und das weitere Gitter elektrisch voneinander isoliert . Dazu kann zwischen dem Gitter und dem weiteren Gitter ein elektrisch isolierendes Material angeordnet sein . Dies ermöglicht , dass das Gitter und das weitere Gitter separat voneinander angesteuert werden können . So kann ausgewählt werden, ob der Laser Laserstrahlung der Hauptemissionswellenlänge oder der weiteren
Hauptemissionswellenlänge emittiert .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers weist das Gitter Wol framoxid oder Polyanilin auf . Beide Materialien sind elektrochrome Materialien . Dies ermöglicht die oben beschriebenen Vorteile des Halbleiterlasers .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Halbleiterlasers weist der Stegbereich in einer lateralen Richtung eine geringere Ausdehnung auf als das Substrat des Halbleiterlasers und die laterale Richtung verläuft parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs . Somit kann der Stegbereich einen Laser-Ridge bilden .
Es wird ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers angegeben . Der Halbleiterlaser kann bevorzugt mit einem hier beschriebenen Verfahren betrieben werden . Mit anderen Worten, sämtliche für den Halbleiterlaser of fenbarte Merkmale sind auch für das Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers of fenbart und umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt , bei dem der Halbleiterlaser mit einem Gitter, das neben einem Stegbereich angeordnet ist , bereitgestellt wird .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt , bei dem die Seitenmodenunterdrückung einer Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers bestimmt wird . Dazu kann die Intensität der aus dem Halbleiterlaser im Betrieb austretenden elektromagnetischen Strahlung für einen Bereich von Wellenlängen gemessen werden . Die Intensität der aus dem Halbleiterlaser im Betrieb austretenden elektromagnetischen Strahlung kann in einem Bereich um die Hauptemissionswellenlänge herum gemessen werden . Die Seitenmodenunterdrückung gibt an, um wie viel geringer die Intensität von Strahlung mit Wellenlängen ist , welche verschieden von der Hauptemissionswellenlänge sind . Zur Bestimmung der Seitenmodenunterdrückung kann die Intensität der vom Halbleiterlaser emittierten elektromagnetischen Strahlung für Wellenlängen von mindestens ± 50 nm oder mindestens ± 100 nm um die Hauptemissionswellenlänge herum gemessen werden . Die Seitenmodenunterdrückung wird hier in Dezibel ( dB ) angegeben . Das bedeutet , dass die Seitenmodenunterdrückung als Logarithmus vom Verhältnis der Intensität emittierter Strahlung der Hauptemissionswellenlänge zur Intensität emittierter Strahlung einer anderen Wellenlänge angegeben wird . Die Seitenmodenunterdrückung gibt den kleinsten ermittelten Wert für das Verhältnis der Intensität der emittierten Strahlung mit der Hauptemissionswellenlänge zur Intensität emittierter Strahlung einer anderen Wellenlänge an . Das bedeutet , die Seitenmodenunterdrückung gibt an, wie groß der Unterschied zwischen der Intensität emittierter Strahlung der Hauptemissionswellenlänge zur Intensität der emittierten Strahlung mit der zweitgrößten Intensität ist . In anderen Worten, in einem Spektrum der emittierten Strahlung gibt die Seitenmodenunterdrückung den Logarithmus vom Verhältnis der größten gemessenen Intensität zur zweitgrößten gemessenen Intensität an . Die Seitenmodenunterdrückung gibt somit an, wie gut der Halbleiterlaser Seitenmoden unterdrückt , welche nicht die Hauptemissionswellenlänge sind .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum
Betreiben eines Halbleiterlasers umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt , bei dem für den Fall , dass die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB ist , eine Gleichspannung an das Gitter angelegt wird . Es ist auch möglich, dass für den Fall , dass die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 30 dB, kleiner als 20 dB oder kleiner als 10 dB ist , eine Gleichspannung an das Gitter angelegt wird . Für einen Betrieb des Halbleiterlasers mit nur einer Hauptemissionswellenlänge kann es erwünscht sein, dass die Seitenmodenunterdrückung größer als 40 dB, als 30 dB, als 20 dB oder größer als 10 dB ist . Damit der Halbleiterlaser dies erfüllen kann, wird zunächst die Seitenmodenunterdrückung bestimmt . I st diese zu gering, können durch Anlegen einer Gleichspannung an das Gitter die optischen Eigenschaften des Gitters geändert werden . Dies ermöglicht , die optischen Eigenschaften des Gitters derart zu ändern, dass die Seitenmodenunterdrückung größer als 40 dB, als 30 dB, als 20 dB oder größer als 10 dB ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers weist der Halbleiterlaser einen aktiven Bereich auf , der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers ( 10 ) Laserstrahlung zu emittieren .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers weist der Halbleiterlaser einen Stegbereich auf , der auf dem aktiven Bereich angeordnet ist zumindest einen Teil des aktiven Bereichs umfasst .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers weist das Gitter ein elektrochromes Material auf . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers umfasst das Verfahren das Bereitstellen des Halbleiterlasers mit einem Gitter, das neben einem Stegbereich angeordnet ist , das Bestimmen der Seitenmodenunterdrückung einer Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers , und für den Fall , dass die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB ist , das Anlegen einer Gleichspannung an das Gitter, wobei der Halbleiterlaser einen aktiven Bereich aufweist , der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers Laserstrahlung zu emittieren, der Halbleiterlaser einen Stegbereich aufweist , welcher auf dem aktiven Bereich angeordnet ist oder zumindest einen Teil des aktiven Bereichs umfasst , und das Gitter ein elektrochromes Material aufweist .
Durch Anlegen der Gleichspannung an das Gitter, welches ein elektrochromes Material aufweist , können wie für den Halbleiterlaser beschrieben die optischen Eigenschaften des Gitters geändert werden, so dass die Seitenmodenunterdrückung vergrößert werden kann . Für einen Betrieb mit einer Hauptemissionswellenlänge ist üblicherweise eine Seitenmodenunterdrückung von größer als 40 dB erwünscht .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers wird nach dem Anlegen der Gleichspannung erneut die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge bestimmt . So kann bestimmt werden, ob die Seitenmodenunterdrückung durch das Anlegen der Gleichspannung einen erwünschten Wert erreicht hat .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum
Betreiben eines Halbleiterlasers wird die angelegte Gleichspannung geändert , bis die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge größer als 40 dB ist . Es ist auch möglich, dass die angelegte Gleichspannung geändert wird, bis die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge größer als 30 dB, als 20 dB oder als 10 dB ist . Die Gleichspannung kann während des gesamten Betriebs des Halbleiterlasers angelegt werden . Es ist auch möglich, dass die Gleichspannung nur einmalig angelegt wird, um die optischen Eigenschaften des Gitters dauerhaft zu ändern . Ob die Gleichspannung während des gesamten Betriebs oder nur einmalig angelegt wird, hängt von den Materialeigenschaften des Gitters ab . So kann die Gleichspannung derart gewählt werden, dass die Seitenmodenunterdrückung einen erwünschten Wert erreicht .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers wird die angelegte Gleichspannung geändert , bis die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB ist . Durch ein Ändern der angelegten Gleichspannung kann die Absorption des Gitters für die Hauptemissionswellenlänge verringert werden . Bei sehr geringer Absorption der Hauptemissionswellenlänge emittiert der Halbleiterlaser im Betrieb nicht nur Strahlung der Hauptemissionswellenlänge , sondern es können sich auch stehende Wellen anderer Wellenlängen im Resonator des Halbleiterlasers ausbilden, so dass dieser auch Laserstrahlung anderer Wellenlängen emittieren kann . Dies kann erwünscht sein, wenn die Emission eines gewissen Spektrums von Laserstrahlung erwünscht ist . In diesem Fall ist die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB . Die an das Gitter angelegte Gleichspannung kann somit derart eingestellt werden, dass der Halbleiterlaser im Betrieb Laserstrahlung in einem gewissen Spektrum emittiert . Vorteilhafterweise kann der Halbleiterlaser also sowohl für die Emission von Strahlung mit nur einer Hauptemissionswellenlänge als auch für die Emission von Strahlung in einem gewissen Spektrum genutzt werden . Für einen Wechsel zwischen diesen beiden Möglichkeiten muss lediglich die an das Gitter angelegte Spannung geändert werden . Der Wechsel zwischen dem Betrieb mit nur einer Hauptemissionswellenlänge und dem Betrieb mit der Emission von Strahlung in einem gewissen Spektrum kann beliebig schnell erfolgen . Somit kann an das Gitter quasi eine Wechselspannung angelegt werden . Das bedeutet , dass zwei Arten von Laserbetrieb mit nur einem Halbleiterlaser möglich sind . Falls der Halbleiterlaser mehrerer Gitter aufweist , können sogar mehr als zwei Arten von Laserbetrieb ermöglicht werden, da der Halbleiterlaser mit mehreren Gittern Laserstrahlung mit verschiedenen Hauptemissionswellenlängen emittieren kann . Dies bedeutet eine Platzersparnis für die Fälle , in denen verschiedene Arten von Laserbetrieb benötigt werden, da nur ein Halbleiterlaser statt zwei oder mehr benötigt wird .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers ist neben dem Stegbereich ein weiteres Gitter angeordnet , das ein elektrochromes Material aufweist , wobei das weitere Gitter eine Periodi zität aufweist , welche verschieden von der Periodi zität des Gitters ist , die Seitenmodenunterdrückung einer weiteren Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers bestimmt wird, und für den Fall , dass die Seitenmodenunterdrückung der weiteren Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB ist , eine Gleichspannung an das weitere Gitter angelegt wird . Nach dem Anlegen der Gleichspannung kann erneut die Seitenmodenunterdrückung der weiteren Hauptemissionswellenlänge bestimmt werden . So kann bestimmt werden, ob die Seitenmodenunterdrückung der weiteren Hauptemissionswellenlänge durch das Anlegen der Gleichspannung einen erwünschten Wert erreicht hat . Die angelegte Gleichspannung kann geändert werden, bis die Seitenmodenunterdrückung der weiteren Hauptemissionswellenlänge größer als 40 dB ist . Das weitere Gitter kann wie für das Gitter beschrieben, dazu verwendet werden Ungenauigkeiten im Herstellungsprozess durch ein Ändern der optischen Eigenschaften des weiteren Gitters aus zugleichen .
Im Folgenden werden der hier beschriebene Halbleiterlaser und das hier beschriebene Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers in Verbindung mit Aus führungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Figur 1 zeigt einen Halbleiterlaser gemäß einem Aus führungsbeispiel .
In Figur 2 ist ein Querschnitt durch einen Halbleiterlaser gemäß einem Aus führungsbeispiel gezeigt .
Die Figuren 3 , 4 und 5 zeigen weitere Aus führungsbeispiele des Halbleiterlasers .
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf ein Gitter und ein weiteres Gitter .
Mit Figur 7 wird ein Aus führungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben eines Halbleiterlasers beschrieben . Die Figuren 8 und 9 zeigen weitere Aus führungsbeispiele des Halbleiterlasers .
Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten . Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein .
Figur 1 zeigt einen Halbleiterlaser 10 gemäß einem Aus führungsbeispiel . Der Halbleiterlaser 10 umfasst ein Substrat 23 , auf welchem eine Mantelschicht 24 angeordnet ist . Das Substrat 23 kann beispielsweise GaN, GaAs , InP, GaSb, Si oder Saphir aufweisen . Die Mantelschicht 24 ist mit einem zweiten Dotierstof f dotiert . Auf der Mantelschicht 24 ist ein zweiter Bereich 12 angeordnet . Der zweite Bereich 12 ist mit dem zweiten Dotierstof f dotiert . Der zweite Bereich 12 kann eine höhere Dotierstof fkonzentration aufweisen als die Mantelschicht 24 . An der der Mantelschicht 24 abgewandten Seite des Substrats 23 ist ein unterer elektrischer Kontakt 25 angeordnet . Auf dem zweiten Bereich 12 ist ein aktiver Bereich 13 angeordnet , der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers 10 Laserstrahlung zu emittieren . Auf dem aktiven Bereich 13 ist ein erster Bereich 11 angeordnet . Der aktive Bereich 13 ist mit einem ersten Dotierstof f dotiert . Auf dem ersten Bereich 11 ist ein Stegbereich 14 angeordnet . Der Stegbereich 14 ist mit dem ersten Dotierstof f dotiert . Der Stegbereich 14 weist in einer lateralen Richtung x eine geringere Ausdehnung auf das Substrat 23 des Halbleiterlasers 10 , wobei die laterale Richtung x parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs 13 verläuft . Der Stegbereich 14 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung y, welche ebenfalls parallel zur Haupterstreckungsebene des ersten Bereichs 11 verläuft . Die Längsrichtung y erstreckt sich senkrecht zur lateralen Richtung x . Entlang der lateralen Richtung x kann der Stegbereich 14 mittig auf dem ersten Bereich 11 angeordnet sein .
Auf dem ersten Bereich 11 und neben dem Stegbereich 14 ist ein Gitter 15 angeordnet . Das Gitter 15 weist ein elektrochromes Material auf . Das Gitter 15 kann Wol framoxid oder Polyanilin aufweisen . Das Gitter 15 weist auf zwei Seiten des Stegbereichs 14 eine Viel zahl von Gitterstegen 22 auf .
Auf dem Gitter 15 und auf dem ersten Bereich 11 ist eine Passivierungsschicht 26 angeordnet . Die Passivierungsschicht
26 bedeckt das Gitter 15 und den ersten Bereich 11 vollständig . Auf dem Stegbereich 14 und der Passivierungsschicht 26 ist ein oberer elektrischer Kontakt
27 angeordnet . Der obere elektrische Kontakt 27 bedeckt den Stegbereich 14 vollständig und die Passivierungsschicht 26 teilweise . Der obere elektrische Kontakt 27 und der untere elektrische Kontakt 25 können Gold aufweisen . Unterhalb des Stegbereichs 14 und um den aktiven Bereich 13 herum ist schematisch die elektromagnetische Strahlung dargestellt , die der Halbleiterlaser 10 im Betrieb emittiert .
In Figur 2 ist ein Querschnitt durch einen Teil des Halbleiterlasers 10 gemäß einem Aus führungsbeispiel gezeigt . In dem Querschnitt sind der erste Bereich 11 , der aktive Bereich 13 und der zweite Bereich 12 gezeigt . Außerdem sind zwei Gitterstege 22 des Gitters 15 gezeigt . Mit Linien ist schematisch die Ausdehnung des Lichtfeldes , also der vom Halbleiterlaser 10 erzeugten elektromagnetischen Strahlung, gezeigt . Dabei ist zu erkennen, dass das Lichtfeld geringfügig mit dem Gitter 15 überlappt .
In Figur 3 ist ein weiteres Aus führungsbeispiel des Halbleiterlasers 10 gezeigt . Im Unterschied zu dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel weist der Halbleiterlaser 10 einen ersten elektrischen Kontakt 16 und einen zweiten elektrischen Kontakt 18 auf . Das Gitter 15 ist elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt 16 verbunden . Dazu ist der erste elektrische Kontakt 16 auf dem Gitter 15 angeordnet . Der erste elektrische Kontakt 16 erstreckt sich entlang der Längsrichtung y entlang des Gitters 15 und bedeckt das Gitter 15 und den ersten Bereich 11 vollständig . Auf dem ersten elektrischen Kontakt 16 ist die Passivierungsschicht 26 angeordnet . Der erste elektrische Kontakt 16 ist mit einer Gleichspannungsquelle 17 verbunden .
Der zweite elektrische Kontakt 18 ist an einer Unterseite 19 des Halbleiterlasers 10 angeordnet . Der zweite elektrische Kontakt 18 erstreckt sich parallel zum ersten elektrischen Kontakt 16 und ist in direktem Kontakt mit dem unteren elektrischen Kontakt 25 . Der zweite elektrische Kontakt 18 ist ebenfalls mit der Gleichspannungsquelle 17 verbunden . Es ist auch möglich, dass untere elektrische Kontakt 25 direkt mit der Gleichspannungsquelle 17 verbunden ist .
Für eine bessere Übersichtlichkeit sind in Figur 3 nur der erste elektrische Kontakt 16 und der zweite elektrische Kontakt 18 für eine Seite des Gitters 15 gezeigt , nämlich für die rechte Seite . Auf der anderen Seite , der linken Seite , können der erste elektrische Kontakt 16 und der zweite elektrische Kontakt 18 spiegelverkehrt wie für die rechte Seite gezeigt angeordnet sein .
In Figur 4 ist ein weiteres Aus führungsbeispiel des Halbleiterlasers 10 gezeigt . Im Unterschied zu dem in Figur 3 gezeigten Aus führungsbeispiel ist der zweite elektrische Kontakt 18 nicht an der Unterseite 19 des Halbleiterlasers 10 sondern auf dem ersten Bereich 11 angeordnet . Der zweite elektrische Kontakt 18 ist in elektrischem Kontakt mit dem Gitter 15 . Der zweite elektrische Kontakt 18 erstreckt sich parallel zum ersten elektrischen Kontakt 16 . Zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 16 und dem zweiten elektrischen Kontakt 18 ist die Passivierungsschicht 26 angeordnet .
Wie in Figur 3 sind auch in Figur 4 nur der erste elektrische Kontakt 16 und der zweite elektrische Kontakt 18 für eine Seite des Gitters 15 gezeigt , nämlich für die rechte Seite . Auf der anderen Seite , der linken Seite , können der erste elektrische Kontakt 16 und der zweite elektrische Kontakt 18 spiegelverkehrt wie für die rechte Seite gezeigt angeordnet sein .
In Figur 5 ist ein weiteres Aus führungsbeispiel des Halbleiterlasers 10 gezeigt . Im Unterschied zu dem in Figur 4 gezeigten Aus führungsbeispiel weist der Halbleiterlaser 10 zusätzlich ein weiteres Gitter 20 auf . Das weitere Gitter 20 ist auf dem ersten Bereich 11 und neben dem Stegbereich 14 angeordnet . Das weitere Gitter 20 weist ein elektrochromes Material auf . Das weitere Gitter 20 weist eine Periodi zität auf , welche verschieden von der Periodi zität des Gitters 15 ist . Dies ist genauer in Figur 6 gezeigt . Die Gitterstege 22 des Gitters 15 und des weiteren Gitters 20 sind entlang der Längsrichtung y nebeneinander und abwechselnd angeordnet . So weisen das Gitter 15 und das weitere Gitter 20 j eweils
Gitterstege 22 auf , die sich parallel zueinander erstrecken .
Das weitere Gitter 20 ist elektrisch mit einem weiteren ersten elektrischen Kontakt 21 verbunden . Der weitere erste elektrische Kontakt 21 weist eine Viel zahl von Komponenten auf , welche j eweils in direktem Kontakt mit einem der Gitterstege 22 des weiteren Gitters 20 sind . Die Komponenten des weiteren ersten elektrischen Kontakts 21 sind alle elektrisch miteinander und mit der Gleichspannungsquelle 17 verbunden . Genauso weist der erste elektrische Kontakt 16 eine Viel zahl von Komponenten auf , welche j eweils in direktem Kontakt mit einem der Gitterstege 22 des Gitters 15 sind . Die Komponenten des ersten elektrischen Kontakts 16 sind alle elektrisch miteinander und mit der Gleichspannungsquelle 17 verbunden . Der erste elektrische Kontakt 16 und der weitere erste Kontakt 21 sind auf der Passivierungsschicht 26 angeordnet . Das Gitter 15 und das weitere Gitter 20 sind elektrisch voneinander isoliert . Der zweite elektrische Kontakt 18 ist zwischen dem Gitter 15 und dem weiteren Gitter 20 einerseits und dem ersten Bereich 11 andererseits angeordnet .
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf ein Gitter 15 und ein weiteres Gitter 20 gemäß einem Aus führungsbeispiel des Halbleiterlasers 10 . Dabei ist mittig der Stegbereich 14 angeordnet . Auf beiden Seiten des Stegbereichs 14 sind alternierend Gitterstege 22 des Gitters 15 und des weiteren Gitters 20 angeordnet . Da die Periodi zität des weiteren Gitters 20 verschieden von der Periodi zität des Gitters 15 ist , ändern sich die Abstände zwischen den Gitterstegen 22 entlang der Längsrichtung y . Der Unterschied der Periodi zität ist hier übertrieben dargestellt und kann kleiner sein . Mit Figur 7 wird ein Aus führungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben des Halbleiterlasers 10 beschrieben . In einem ersten Schritt S 1 des Verfahrens wird der Halbleiterlaser 10 bereitgestellt . In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird die Seitenmodenunterdrückung einer Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers 10 bestimmt . In einem dritten Schritt des Verfahrens wird für den Fall , dass die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 20 dB ist , eine Gleichspannung an das Gitter 15 angelegt . In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens wird nach dem Anlegen der Gleichspannung erneut die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge bestimmt . In einem fünften Schritt S5 des Verfahrens wird die angelegte Gleichspannung geändert , bis die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge größer als 20 dB ist . Alternativ kann im fünften Schritt S5 die angelegte Gleichspannung geändert werden, bis die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 20 dB ist .
Falls der Halbleiterlaser 10 ein weiteres Gitter 20 aufweist , kann in einem weiteren Schritt des Verfahrens die Seitenmodenunterdrückung einer weiteren Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers 10 bestimmt werden, und für den Fall , dass die Seitenmodenunterdrückung der weiteren Hauptemissionswellenlänge kleiner als 20 dB ist , eine Gleichspannung an das weitere Gitter 20 angelegt werden .
Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Aus führungsbeispiel des Halbleiterlasers 10 . Dabei umfasst im Unterschied zu dem Aus führungsbeispiel aus Figur 1 der Stegbereich 14 den aktiven Bereich 13 und den ersten Bereich 11 . Auf dem Stegbereich 14 ist der obere elektrische Kontakt 27 angeordnet . Mit den zwei Kreisen ist der Überlapp des Lichtfeldes mit dem Gitter 15 markiert .
Figur 9 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Aus führungsbeispiel des Halbleiterlasers 10 . Dabei umfasst im Unterschied zu dem Aus führungsbeispiel aus Figur 1 der Stegbereich 14 einen Teil des aktiven Bereichs 13 und den ersten Bereich 11 . Auf dem Stegbereich 14 ist der obere elektrische Kontakt 27 angeordnet . Mit den zwei Kreisen ist der Überlapp des Lichtfeldes mit dem Gitter 15 markiert .
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Aus führungsbeispiele können gemäß weiteren Aus führungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen expli zit beschrieben sind . Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Aus führungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele auf diese beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Aus führungsbeispielen angegeben ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2024 109 702 . 7 , deren Inhalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird . Bezugs zeichenliste
10 Halbleiterlaser
11 erster Bereich
12 zweiter Bereich
13 aktiver Bereich
14 Stegbereich
15 Gitter
16 erster elektrischer Kontakt
17 Gleichspannungsquelle
18 zweiter elektrischer Kontakt
19 Unterseite
20 weiteres Gitter
21 weiterer erster elektrischer Kontakt
22 Gittersteg
23 Substrat
24 Mantelschicht
25 unterer elektrischer Kontakt
26 Passivierungsschicht
27 oberer elektrischer Kontakt
S 1 bis S5 Schritte x laterale Richtung y Längsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Halbleiterlaser (10) umfassend:
- einen aktiven Bereich (13) , der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers (10) Laserstrahlung zu emittieren,
- einen Stegbereich (14) , welcher auf dem aktiven Bereich
(13) angeordnet ist oder zumindest einen Teil des aktiven Bereichs (13) umfasst, und
- ein Gitter (15) , das neben dem Stegbereich (14) angeordnet ist, wobei
- das Gitter (15) ein elektrochromes Material aufweist.
2. Halbleiterlaser (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem das Gitter (15) elektrisch mit einem ersten elektrischen Kontakt (16) verbunden ist.
3. Halbleiterlaser (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem der erste elektrische Kontakt (16) mit einer Gleichspannungsquelle (17) verbunden ist.
4. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem der erste elektrische Kontakt (16) auf dem Gitter
(15) angeordnet ist.
5. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei sich der erste elektrische Kontakt (16) entlang einer Längsrichtung (y) entlang des Gitters (15) erstreckt und die Längsrichtung (y) parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs (13) verläuft.
6. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein zweiter elektrischer Kontakt (18) an einer Unterseite (19) des Halbleiterlasers (10) angeordnet ist.
7. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein zweiter elektrischer Kontakt (18) in elektrischem Kontakt mit dem Gitter (15) ist.
8. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem neben dem Stegbereich (14) ein weiteres Gitter (20) angeordnet ist, das ein elektrochromes Material aufweist, wobei das weitere Gitter (20) eine Periodizität aufweist, welche verschieden von der Periodizität des Gitters (15) ist.
9. Halbleiterlaser (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem das weitere Gitter (20) elektrisch mit einem weiteren ersten elektrischen Kontakt (21) verbunden ist.
10. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, bei dem das Gitter (15) und das weitere Gitter (20) jeweils Gitterstege (22) aufweisen, die sich parallel zueinander erstrecken .
11. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem das Gitter (15) und das weitere Gitter (20) elektrisch voneinander isoliert sind.
12. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Gitter (15) Wolframoxid oder Polyanilin aufweist.
13. Halbleiterlaser (10) gemäß einem der vorherigen
Ansprüche, bei dem der Stegbereich (14) in einer lateralen Richtung (x) eine geringere Ausdehnung aufweist als ein
Substrat (23) des Halbleiterlasers (10) und die laterale Richtung (x) parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven
Bereichs (13) verläuft.
14. Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers (10) , das Verfahren umfassend:
- Bereitstellen des Halbleiterlasers (10) mit einem Gitter (15) , das neben einem Stegbereich (14) angeordnet ist,
- Bestimmen der Seitenmodenunterdrückung einer Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers (10) , und
- für den Fall, dass die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB ist, Anlegen einer Gleichspannung an das Gitter (15) , wobei
- der Halbleiterlaser (10) einen aktiven Bereich (13) aufweist, der dazu ausgelegt ist im Betrieb des Halbleiterlasers (10) Laserstrahlung zu emittieren,
- der Halbleiterlaser (10) einen Stegbereich (14) aufweist, welcher auf dem aktiven Bereich (13) angeordnet ist oder zumindest einen Teil des aktiven Bereichs (13) umfasst, und
- das Gitter (15) ein elektrochromes Material aufweist.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem nach dem Anlegen der
Gleichspannung erneut die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge bestimmt wird.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die angelegte Gleichspannung geändert wird, bis die
Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge größer als 40 dB ist.
17. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die angelegte
Gleichspannung geändert wird, bis die Seitenmodenunterdrückung der Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB ist.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei neben dem Stegbereich (14) ein weiteres Gitter (20) angeordnet ist, das ein elektrochromes Material aufweist, wobei
- das weitere Gitter (20) eine Periodizität aufweist, welche verschieden von der Periodizität des Gitters (15) ist, - die Seitenmodenunterdrückung einer weiteren
Hauptemissionswellenlänge des Halbleiterlasers (10) bestimmt wird, und
- für den Fall, dass die Seitenmodenunterdrückung der weiteren Hauptemissionswellenlänge kleiner als 40 dB ist, eine Gleichspannung an das weitere Gitter (20) angelegt wird.
PCT/EP2025/059086 2024-04-08 2025-04-03 Halbleiterlaser und ein verfahren zum betreiben eines halbleiterlasers Pending WO2025214865A1 (de)

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