[發明專利]背脊激光器

有效

• 申請號: 201380039535.3
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN104604052B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: J·米勒;A·S·阿夫拉梅斯庫
• 申請（專利權）人: 奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司
• 主分類號: H01S5/22
• 分類號: H01S5/22;H01S5/042;H01S5/20;H01S5/223
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張濤,劉春元

技術領域

說明一種背脊激光器(Steglaser)。

發明內容

要解決的任務在于，說明一種背脊激光器，它具有高的效率，特別是在小電流密度的情況下。

該任務除其它之外還通過具有獨立權利要求的特征的背脊激光器解決。優選的擴展是從屬權利要求的主題。

根據至少一種實施方式所述背脊激光器包括半導體層序列，特別是恰好一個半導體層序列。該半導體層序列包含一個或者多個活性區。至少一個活性區包括單量子阱結構，或者優選多量子阱結構。在該背脊激光器的符合規定的使用中在活性區內產生一種電磁輻射，例如在包括300nm(含300nm)和1500nm之間的頻譜范圍內，優選在380nm(含380nm)和600nm之間的頻譜范圍內。產生的輻射在背脊激光器的符合規定的使用中是相干的激光輻射。

所述半導體層序列特別是基于一種III-V-化合物半導體材料。所述半導體材料優選涉及氮化合物半導體材料如Al_nIn_1-n-mGa_mN或者還涉及磷化合物半導體材料如Al_nIn_1-n-mGa_mP或者涉及砷化合物半導體材料如Al_nIn_1-n-mGa_mAs，其中分別有0≤n≤1、0≤m≤1、和n+m≤1。這里所述半導體層序列可以具有摻雜物以及附加的組成部分。然而出于簡略性起見僅說明半導體層序列的晶格的重要的組成部分，亦即Al、As、Ga、In、N或P，即使它們能夠部分地通過微小量的其他物質代替和/或補充。

根據至少一種實施方式所述背脊激光器涉及邊緣發射的半導體激光器。

根據至少一種實施方式背脊激光器包含背脊，英語為“ridge”。下面術語“背脊”同義地用術語“波導”表示，因為背脊主要用于在平行于半導體層序列的主延伸方向的方向上引導輻射。在垂直于主延伸方向的方向亦即平行于半導體層序列的生長方向上的輻射引導特別是通過半導體層序列的至少部分地不被真正的背脊所包括的層進行。因此在這一方面術語波導涉及在平行于主延伸方向的方向上的波引導。

背脊或者還有波導從半導體層序列形成。因此波導作為在半導體層序列的其余的區域上的凸起構造，即在平行于半導體層序列的生長方向上。換句話說波導由半導體層序列的材料構成。在波導的兩側去掉半導體層序列的材料。波導沿背脊激光器的發射方向和/或共振器縱向延伸。除這里同義的術語背脊外這樣的波導也稱為背脊波導，英語為“ridge waveguide”。

根據至少一種實施方式背脊激光器包含接觸金屬化部。該接觸金屬化部位于波導的背離活性區的上側上。特別是該接觸金屬化部接觸半導體層序列的形成上側的半導體材料。接觸金屬化部優選由金屬或者由金屬合金形成。替換或者附加地可以由一種半導體材料構成接觸金屬化部，該半導體材料通過相應的摻雜而具有金屬特性或者基本上具有金屬特性。

根據至少一種實施方式背脊激光器具有一個或者多個通電層。至少一個通電層與接觸金屬化部直接接觸。通電層被設計用于電氣連接接觸金屬化部。例如通電層作為印制導線結構構造。從俯視圖中看通電層可以至少部分地在波導的上側上延伸。

根據至少一種實施方式活性區和/或波導的通電寬度小于波導的寬度。通電寬度是這樣的寬度，在該寬度內給活性區在背脊激光器的符合規定的使用中供給超過用于產生激光輻射的閾值電流的電流。也就是說，在通電寬度內在活性區內在符合規定的使用中產生激光輻射。波導的通電寬度是上側上這樣的寬度，在該寬度內電流通過接觸金屬化部向波導內施加。

所述寬度特別是涉及平行于活性區的主延伸方向和垂直于背脊激光器的主發射方向或者垂直于共振器縱向的方向。共振器縱向可以通過作為共振器鏡發揮作用的面定義并且優選垂直于這樣的面取向。

在至少一種實施方式中背脊激光器具有半導體層序列，該半導體層序列具有活性區。具有確定寬度的波導從該半導體層序列形成為凸起，在波導的背離活性區的上側上施加接觸金屬化部。通電層與所述接觸金屬化部直接接觸。通過該通電層電氣連接所述接觸金屬化部。活性區的通電寬度和/或波導的通電寬度小于波導的寬度。