辐射发射激光二极管、用于选择辐射发射激光二极管的波导层序列的折射率的方法和用于生产辐射发射激光二极管的方法技术

一种辐射发射激光二极管(1)，具有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射发射激光二极管、用于选择辐射发射激光二极管的波导层序列的折射率的方法和用于生产辐射发射激光二极管的方法
[0001]提供了辐射发射激光二极管。此外，提供了用于选择辐射发射激光二极管的波导层序列的折射率的方法和用于生产这种辐射发射激光二极管的方法。
[0002]目的是提供一种具有改进的偏振纯度的辐射发射激光二极管。此外，应提供一种用于选择这种辐射发射激光二极管的波导层序列的折射率的方法和用于生产这种辐射发射激光二极管的方法。
[0003]辐射发射激光二极管被配置为例如在操作期间发射电磁激光辐射，例如单色和相干激光。电磁激光辐射例如在来自红外(IR)辐射到紫外(UV)辐射的频率范围内。
[0004]根据至少一个实施例，辐射发射激光二极管包括波导层序列。
[0005]波导层序列例如由III
‑
V族化合物半导体形成。III
‑
V族化合物半导体例如是砷化物化合物半导体、氮化物化合物半导体或磷化物化合物半导体。
[0006]波导层序列例如具有主延伸平面。竖直方向垂直于主延伸平面延伸，侧向方向平行于主延伸平面延伸。此外，波导层序列具有例如与侧向方向之一平行对齐的主延伸方向。
[0007]例如，波导层序列是通过外延生长工艺生产的。也就是说，波导层序列的层在竖直方向上在彼此的顶部上外延生长。
[0008]根据辐射发射激光二极管的至少一个实施例，波导层序列包括有源区，该有源区被配置为产生优选偏振方向的电磁辐射。例如，在有源区中产生的电磁辐射被发射为具有非常高的相干长度、非常窄的发射光谱和/或高度偏振的电磁激光辐射。
[0009]偏振方向被定义为电磁辐射的电场的空间振荡方向。例如，为了产生电磁辐射，有源区可以包括双异质结构、单量子阱结构或多量子阱结构。取决于有源区由于预设材料组分而产生的固有应变，对于压缩应变的有源区，所产生的电磁辐射主要在竖直方向上偏振，而对于拉伸应变的有源区，主要在侧向方向之一上偏振。
[0010]根据辐射发射激光二极管的至少一个实施例，波导层序列包括第一掺杂类型的第一波导层和第二掺杂类型的第二波导层。
[0011]例如，第一掺杂类型不同于第二掺杂类型。例如，第一波导层是n掺杂的。此外，第二波导层例如是p掺杂的。在这种情况下，第一掺杂类型为n型，第二掺杂类型为p型。
[0012]根据辐射发射激光二极管的至少一个实施例，有源区布置在第一波导层和第二波导层之间。例如，第一波导层、有源区和第二波导层在竖直方向上彼此叠置，特别是以所指示的顺序叠置。例如，有源区与第一波导层和/或第二波导层直接相邻。
[0013]根据辐射发射激光二极管的至少一个实施例，波导层序列的折射率形成用于其电场在第一横向方向上振荡的横向电TE模的第一有效折射率和用于其电场在第二横向方向上振荡的横向磁TM模的第二有效折射率。
[0014]例如，第一横向方向和第二横向方向在垂直于主延伸方向的平面内对齐。示例性地，主延伸方向平行于电磁激光的传播方向。此外，第一横向方向垂直于第二横向方向对齐。
[0015]TE模和TM模由与电磁辐射的传播方向垂直的平面中的波导层序列内的电磁辐射的电磁场形成。示例性地，TE模和TM模由于波导层序列内的电磁辐射的限制而发生。特别地，TE模和TM模由于波导层序列的相邻层之间的不同边界条件而发生。
[0016]示例性地，由于波导层序列是分层结构，并且由于TE模的电场沿着第一横向方向振荡并且TM模的电场沿第二横向方向振荡，所以两种模都具有不同的有效折射率。
[0017]此外，由于波导层序列是分层结构，并且由于TE模和TM模示例性地在层之间的界面处经历不同的菲涅耳反射系数，因此对于TE模和TM模，相应的本征值问题和由此产生的有效折射率不同。例如，TE模具有波导层序列的第一有效折射率，TM模具有波导层序列的第二有效折射率。
[0018]例如，第一波导层和/或第二波导层由单层或多个子层组成。
[0019]根据辐射发射激光二极管的至少一个实施例，第一有效折射率和第二有效折射率的有效折射率差为至少4
·
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‑4。例如，TE模和TM模的偏振强度比取决于有效折射率差。
[0020]例如，有效折射率差为至少5
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‑4，特别是为至少7
·
10
‑4、1
·
10
‑3或1
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10
‑2。
[0021]通过方程定义TE模的偏振强度比，其中I
TE
是TE模的强度，特别是TE基模(ground m
o
de)的强度，I
TM
是TM模的强度，特别是TM基模的强度。TM模的偏振强度比由方程定义。
[0022]例如，如果有效折射率差为4
·
10
‑4，则偏振强度为至少90％。例如，如果有效折射率差为至少5
·
10
‑4，则偏振强度比为至少93％。例如，如果有效折射率差为至少7
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‑4，则偏振强度比为至少96％；如果有效折射率差为至少1
·
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‑3，则偏振强度比为至少97％。这里列出的有效折射率差和相关联的偏振强度比的关系例如是针对为了正确地操作辐射发射激光二极管而安装的辐射发射激光二极管而指示的。
[0023]此外，有效折射率差例如为至多2，特别是为至多1
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‑2或为至多5
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‑3。
[0024]根据至少一个实施例，辐射发射激光二极管包括波导层序列，所述波导层序列包括被配置为产生电磁辐射的有源区、第一掺杂类型的第一波导层和第二掺杂类型的第二波导层。有源区布置在第一波导层和第二波导层之间，并且波导层序列的折射率形成用于其电场在第一横向方向上振荡的横向电模的第一有效折射率和用于其电场在第二横向方向上振荡的横向磁模的第二有效折射率。第一有效折射率和第二折射率的有效折射率差为至少4
·
10
‑4。
[0025]本文所描述的辐射发射激光二极管的一个思想是，除其他项外，与TE模相关联的第一有效折射率和与TM模相关联的第二有效折射率的失配大于4
·
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‑4。通过这种差，可以实现由辐射发射激光二极管发射的电磁辐射的相对高的偏振纯度。
[0026]根据辐射发射激光二极管的至少一个实施例，有源区、第一波导层和第二波导层的折射率彼此不同。例如，有源区的折射率大于第一波导层的折射率和第二波导层的折射率。此外，第一波导层的折射率小于第二波导层的折射率，或反之亦然。
[0027]根据辐射发射激光二极管的至少一个实施例，有源区、第一波导层和第二波导层的厚度彼此不同。有源区、第一波导层和第二波导层的厚度各自由对应层在竖直方向上的范围限定。
[0028]示例性地，由于TE模和TM模在波导层序列的层之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种辐射发射激光二极管(1)，其具有
‑
波导层序列(2)，包括：
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有源区(3)，所述有源区被配置为产生优选偏振方向的电磁辐射，
‑
第一掺杂类型的第一波导层(4)，以及
‑
第二掺杂类型的第二波导层(5)，其中
‑
所述有源区(3)布置在所述第一波导层(4)和所述第二波导层(5)之间，
‑
波导层序列(2)的折射率形成用于其电场在第一横向方向(8)上振荡的横向电TE模的第一有效折射率和用于其电场在第二横向方向(9)上振荡的横向磁TM模的第二有效折射率，以及
‑
第一有效折射率和第二有效折射率的有效折射率差为至少4
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‑4。2.根据权利要求1所述的辐射发射激光二极管(1)，其中
‑
所述有源区(3)的折射率、所述第一波导层(4)的折射率和所述第二波导层(5)的折射率彼此不同，和/或
‑
所述有源区(3)的厚度、所述第一波导层(4)的厚度和所述第二波导层(5)的厚度彼此不同。3.根据前述权利要求之一所述的辐射发射激光二极管(1)，其中所述波导层序列(2)的长度为至少500μm且至多6mm。4.根据前述权利要求之一所述的辐射发射激光二极管(1)，其中
‑
第一掺杂类型的第一包覆层(6)在第一主表面上被布置在波导层序列(2)上，并且
‑
第二掺杂类型的第二包覆层(7)在第二主表面上被布置在波导层序列(2)上。5.根据权利要求4所述的辐射发射激光二极管(1)，其中，金属接触层(10)以导电和导热的方式布置在第二包覆层(7)上。6.根据权利要求4或5之一所述的辐射发射激光二极管(1)，其中
‑
衬底(11)被布置在第一包覆层(6)上，并且
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：AMS欧司朗国际有限公司，
类型：发明
国别省市：