本发明专利技术涉及一种用于产生激光辐射的装置。本发明专利技术的目的是提供一种同时具有高效率和低远场发散度的激光二极管。根据本发明专利技术的二极管激光器包括电流阻挡层(5)，其特征在于，所述电流阻挡层(5)沿第三轴线(X)延伸，其中所述电流阻挡层(5)具有至少一个开口，并且所述电流阻挡层(5)的所述开口沿所述第三轴线(X)的第一宽度(W1)小于所述金属p触头(8)沿所述第三轴线(X)的第二宽度(W2)。线(X)的第二宽度(W2)。线(X)的第二宽度(W2)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生激光辐射的装置
[0001]本专利技术涉及一种用于产生激光辐射的装置。
技术介绍
[0002]一般来讲，边缘发射激光二极管(二极管激光器)具有嵌入在半导体层中的有源层，这些半导体层由于其带隙、折射率和掺杂而彼此不同。有源层下面和上面的层尤其由于导电类型(n或p)而不同。除了保证将电子和空穴传输到有源层(在那里它们以受激方式重新结合并产生激光辐射)外，这些层还用于垂直地引导激光。与有源层相邻的层称为波导层，而与波导层相邻的层称为包覆层。通常，有源层的折射率大于波导层的折射率，而波导层的折射率大于包覆层的折射率[E.Kapon(编辑):“Semiconductor Lasers I:Fundamentals”,Academic Press 1998]。然而，其他构型也是可能的(例如，Vertical ARROW[H.Wenzel等人:“High
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power diode lasers with small vertical beam divergence emitting at 808nm”,Electronics Letters,第37卷,(2001)]，光子能带晶体[M.V.Maximum等人:“Longitudinal photonic bandgap crystal laser diodes with ultra
‑
narrow vertical beam divergence”,Proc.SPIE,第6115卷,(2006)])。
[0003]边缘发射二极管激光器的外延生长的半导体层结构由大面积金属n触头和限定的金属p触头电接触。在两个触头之间施加电压，其方式使得电流在两个触头之间流动，由此将空穴和电子注入到有源层中。n触头的宽度通常与激光器芯片的宽度相同。根据期望的发射孔选择p触头的尺寸。由于p触头和有源层之间的电流路径的横向加宽，电泵浦表面总是比p触头宽。所谓的电流路径加宽首先且最主要发生在重掺杂接触层中，但也发生在下面的p掺杂层中。
[0004]DE102008014093A1公开了一种激光二极管，其适于产生具有减小的光束发散的激光辐射。
[0005]然而，不利的是，由于窄的p触头导致高电阻和低热导率。另外，由于相对窄的p接触层，从外部施加的机械张力可能产生晶体缺陷。
技术实现思路
[0006]因此，本专利技术的目的是实现p触头的低电阻，而不管低光束发散度。
[0007]根据本专利技术，这些目的通过权利要求1(装置)和权利要求12(方法)的特征来实现。本专利技术的有利构型包括在从属权利要求中。
[0008]根据本专利技术的二极管激光器包括：第一n型功能层；金属n触头；有源层，该有源层适于产生电磁辐射并布置在第一功能层上；第二p型功能层，该第二p型功能层布置在有源层上，其中第二功能层包括第一p型层和第二p型层；金属p触头；电流阻挡层，该电流阻挡层布置在第一p型层和第二p型层之间；至少一个小平面，所述至少一个小平面用于沿第一轴线耦合出电磁辐射，其中第一功能层、有源层和第二功能层沿第二轴线堆叠，其中电流阻挡层沿第三轴线延伸，其中电流阻挡层具有至少一个开口，并且开口沿第三轴线的第一宽度
小于金属p触头沿第三轴线的第二宽度。
[0009]本专利技术的思想是将电流阻挡层引入二极管激光器中，使得金属p触头的接触表面的尺寸和位于金属p触头下面的第二p型层的厚度可以增加。这样做的优点是，较大p接触表面可以显著降低电阻，而不会对光束特性产生负面影响，并且较厚的第二p型层可以允许更容易地减轻机械张力，这对激光器的使用寿命和光束质量有积极的影响。
[0010]电流阻挡层优选地仅引入到第一p型层的部分区域中。
[0011]第一n型功能层优选地包括n包覆层、n波导层和n接触层，甚至更优选地，第一n型功能层恰好由一个n包覆层、一个n波导层和一个n接触层组成。
[0012]第一p型层优选地包括p波导层和p包覆层，甚至更优选地，第一p型层恰好由一个p波导层和一个p包覆层组成。
[0013]第二p型层优选地包括p接触层，甚至更优选地，第二p型层恰好由一个p接触层组成。
[0014]第一p型层的厚度优选地小于第二p型层的厚度。这是有利的，因为半导体层的机械张力因此可以被减轻。
[0015]在优选实施方案中，电流阻挡层的开口沿第二轴线的投影与金属p触头完全重叠。这样做的优点是电流扩展减小，并且因此激光器变得更有效。
[0016]根据本专利技术的另外的实施方案，电流阻挡层具有多个开口，其中开口沿第二轴线的投影与金属p触头完全重叠。这是有利的，因为光学激光束场的成形以及因此光束质量的改善可以通过调制电流密度以及因此调制有源层中注入的电荷载流子来实现。
[0017]电流阻挡层中的所有开口优选地是等宽的。这防止了有源层中电流密度的不一致性，从而导致光束质量的附加优点。
[0018]电流阻挡层的开口沿横向(第三)轴线的均匀分布是进一步优选的。这保证了尽可能完全地利用有源区。
[0019]在根据本专利技术的另外的实施方案中，优选地提供至少两个有源层，所述至少两个有源层被配置为沿第二轴线彼此相距一定距离，并且其中提供至少两个电流阻挡层(也就是说，对于至少两个有源层，沿第二轴线彼此相距一定距离的至少两个电流阻挡层)。这使得可以将用于两个频率的二极管激光器或在相同电流下具有两倍输出功率的二极管激光器与电流阻挡层的优点相结合。在这种情况下，堆叠两个发射极。
[0020]在根据本专利技术的另外的实施方案中，优选地提供至少两个有源层，所述至少两个有源层被配置为沿第二轴线彼此相距一定距离，其中仅提供一个电流阻挡层。该实施方案的优点是更简单的生产，因为只需要配置一个电流阻挡层。
[0021]根据本专利技术的另外的实施方案，提供至少两个电流阻挡层，所述至少两个电流阻挡层沿第一轴线彼此相距一定距离。因此，进一步尽可能完全地利用有源区，并且改善了激光器的光束特性。
[0022]在根据本专利技术的实施方案中，电流阻挡层的开口的宽度沿第一轴线变化。这里，激光束特性可以经由第一轴线改变。
[0023]根据另外的实施方案，在小平面的区域中沿第一轴线提供电流阻挡层。
[0024]金属p触头的第二宽度和电流阻挡层的开口的第一宽度之间的差异优选地大于1μm，甚至更优选地大于5μm，甚至更优选地大于20μm，甚至更优选地大于50μm。随着金属p触头
的第二宽度与电流阻挡层的开口的第一宽度之间的差异增大，由于较宽的金属p触头而实现了较低的电阻，并且散热变得更有效，其中同时防止了电流扩展。
[0025]电流阻挡层的开口的第一宽度优选地大于0.5μm，更优选地大于2μm，更优选地大于5μm，更优选地大于10μm，更优选地大于30μm，更优选地大于50μm，更优选地大于100μm，更优选地大于200μm并且甚至更优选地大于400μm。由于电流阻挡层中的较大开口，电流被更有效地传导通过阻挡层，但不接受电流扩展。
[0026本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二极管激光器，其具有：a)第一n型功能层(2)，b)金属n触头(1)，c)有源层(3)，所述有源层适于产生电磁辐射并且布置在所述第一功能层(2)上，d)第二p型功能层(4、7)，所述第二p型功能层布置在所述有源层(3)上，其中所述第二功能层(4、7)包括第一p型层(4)和第二p型层(7)，e)金属p触头(8)，f)电流阻挡层(5)，所述电流阻挡层(5)布置在所述第一p型层(4)和所述第二p型层(7)之间，g)至少一个小平面，所述至少一个小平面用于沿第一轴线(Z)耦合出电磁辐射，其中所述第一功能层(2)、所述有源层(10)和所述第二功能层(4、7)沿第二轴线(Y)堆叠，其中h)所述电流阻挡层(5)沿第三轴线(X)延伸，其中i)所述电流阻挡层(5)具有至少一个开口，并且其中j)所述电流阻挡层(5)的所述开口沿所述第三轴线(X)的第一宽度(W1)小于所述金属p触头(8)沿所述第三轴线(X)的第二宽度(W2)，其特征在于，k)所述电流阻挡层(5)的厚度大于0.25μm。2.根据权利要求1所述的二极管激光器，其中所述电流阻挡层仅被引入到所述第一p型层的部分区域中。3.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中所述第一n型功能层(2)恰好由一个n包覆层、一个n波导层和一个n接触层组成。4.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中所述第一p型层(4)恰好由一个p波导层和一个p包覆层组成。5.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中所述第二p型层恰好由一个p接触层组成。6.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中所述电流阻挡层(5)的比电阻是所用的层结构的比电阻的量的两倍以上。7.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中所述第一p型层(4)和所述第二p型层(7)由不同的材料组成。8.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中所述第一p型层(4)的厚度(h3)小于所述第二p型层(7)的厚度(h2)。9.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中所述电流阻挡层(5)具有多个开口，其中所述开口沿所述第二轴线(Y)的投影与所述金属p触头(8)完全重叠。10.根据前述权利要求中任一项所述的二极管激光器，其中至少两个有源层(3a、3b)被配置为沿所述第二轴线(Y)彼此相距一定距离，并且其中提供至少两...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃尔伯特，
申请(专利权)人：费迪南德布劳恩研究所有限公司莱布尼茨高频技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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