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DE102007029257A1 - Laser amplifier system - Google Patents

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DE102007029257A1
DE102007029257A1 DE200710029257 DE102007029257A DE102007029257A1 DE 102007029257 A1 DE102007029257 A1 DE 102007029257A1 DE 200710029257 DE200710029257 DE 200710029257 DE 102007029257 A DE102007029257 A DE 102007029257A DE 102007029257 A1 DE102007029257 A1 DE 102007029257A1
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DE
Germany
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quantum
laser amplifier
amplifier system
structures
laser
Prior art date
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Ceased
Application number
DE200710029257
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German (de)
Inventor
Frank Demaria
Fernando Rinaldi
Adolf Dr. Giesen
Uwe Dr. Brauch
Ivan Safonov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landesstiftung Baden Wuerttemberg gGmbH
Original Assignee
Landesstiftung Baden Wuerttemberg gGmbH
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Priority to DE200710029257 priority Critical patent/DE102007029257A1/en
Priority to PCT/EP2008/057243 priority patent/WO2008152041A2/en
Priority to EP08760802A priority patent/EP2165395A2/en
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Abstract

Um ein Laserverstärkersystem, umfassend einen mit einem Kühlkörper thermisch gekoppelten Festkörper mit einem laseraktiven Volumenbereich, in welchem in mehreren, sich parallel zueinander erstreckenden Flächen jeweils mindestens eine laseraktive Quantenstruktur aus Halbleitermaterial angeordnet ist und in welchem die Quantenstrukturen durch Barrierenstrukturen voneinander getrennt sind, eine ein Pumpstrahlungsfeld erzeugende Pumpstrahlungsquelle und eine ein Laserverstärkerstrahlungsfeld definierende Verstärkeroptik, derart zu verbessern, dass eine weniger genaue Anordnung der Quantenstrukturen erforderlich ist, wird vorgeschlagen, dass die Quantenstrukturen mindestens eine Quantenstrukturengruppe bilden, innerhalb von welcher die zwischen jeweils zwei der Quantenstrukturen liegenden Barrierenstrukturen als Tunnelbarrierenstrukturen ausgebildet sind und ein Tunneln von Ladungsträgern zwischen den jeweils an diese Tunnelbarrierenstrukturen angrenzenden Quantenstrukturen zulassen.To a laser amplifier system, comprising a thermally coupled to a heat sink solid body having a laser-active volume range in which in each case, at least one laser-active quantum structure of semiconductor material is disposed in a plurality of mutually parallel surfaces and in which the quantum structures are separated by barrier structures, a pump radiation field It is proposed that the quantum structures form at least one quantum structure group, within which the barrier structures lying between each two of the quantum structures are designed as tunnel barrier structures, and a laser amplifier generating radiation field defining amplifier optics to improve such that a less accurate arrangement of the quantum structures allow tunneling of charge carriers between the respective adjacent to these tunnel barrier structures quantum structures ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Laserverstärkersystem umfassend einen mit einem Kühlkörper thermisch gekoppelten Festkörper mit einem laseraktiven Volumenbereich, in welchem in mehreren, sich parallel zueinander erstreckenden Flächen jeweils mindestens eine sich zumindest über Teilbereiche der Fläche erstreckende laseraktive Quantenstruktur aus Halbleitermaterial angeordnet ist und in welchem die Quantenstrukturen durch beiderseits der Flächen angeordnete Barrierenstrukturen voneinander getrennt sind, eine ein sich quer zu den Flächen ausbreitendes Pumpstrahlungsfeld erzeugende Pumpstrahlungsquelle zum optischen Pumpen des laseraktiven Volumenbereichs derart, dass die Absorption von Pumpstrahlung aus dem Pumpstrahlungsfeld in der laseraktiven Quantenstruktur gleich oder größer als die Absorption von Pumpstrahlung durch die Barrierenstrukturen ist, und eine ein den laseraktiven Volumenbereich durchsetzendes Laserverstärkerstrahlungsfeld definierende Verstärkeroptik.The The invention relates to a laser amplifier system comprising one thermally coupled to a heat sink Solid with a laser active volume range, in which in several, parallel to each other extending surfaces at least one at least over subregions surface-extending laser-active quantum structure Semiconductor material is arranged and in which the quantum structures by barrier structures arranged on either side of the surfaces are separated from each other, one across the surfaces propagating pump radiation field generating pump radiation source for optically pumping the laser-active volume range such that the absorption of pump radiation from the pump radiation field in the laser-active quantum structure equal or greater as the absorption of pump radiation through the barrier structures is one and the laser active volume range enforcing Laser amplifier radiation field defining amplifier optics.

Derartige Laserverstärkersysteme sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der WO 03/100922 A2 bekannt.Such laser amplifier systems are known from the prior art, for example from WO 03/100922 A2 known.

Bei derartigen Laserverstärkersystemen besteht das Problem, dass eine sehr exakte Anordnung der Quantenstrukturen relativ zu Maxima des Pumpstrahlungsfeldes erforderlich ist, um in einer zur Verfügung stehenden Quantenstruktur durch optisches Pumpen Ladungsträger zu erzeugen.at Such laser amplifier systems have the problem that a very exact arrangement of the quantum structures relative to Maxima of the pumping radiation field is required to be in a for Available quantum structure by optical pumping To generate charge carriers.

Andererseits besteht das Problem, dass Quantenstrukturen mit Ladungsträgern möglichst exakt relativ zu Maxima des Laserverstärkerstrahlungsfeldes angeordnet sein sollten, um eine möglichst gute Ankopplung der stimulierten Emission an das Laserverstärkerstrahlungsfeld zum Verstärken desselben zu erhalten.on the other hand there is the problem that quantum structures with charge carriers as exactly as possible relative to maxima of the laser amplifier radiation field should be arranged to ensure the best possible coupling of the stimulated emission to the laser amplifier radiation field to reinforce it.

Bereits diese Voraussetzungen lassen sich nur schwer in Einklang bringen. Darüber hinaus besteht die Forderung, das Pumpstrahlungsfeld mit möglichst effizienten vorhandenen Pumpstrahlungsquellen erzeugen zu können.Already These conditions are difficult to reconcile. In addition, there is the requirement, the pump radiation field with the most efficient existing pump radiation sources to be able to produce.

Diese Aufgabenstellung wird bei einem Laserverstärkersystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Quantenstrukturen mindestens eine Quantenstrukturengruppe bilden, innerhalb von welcher die zwischen jeweils zwei Quantenstrukturen liegenden Barrierenstrukturen als Tunnelbarrierenstrukturen ausgebildet sind und ein Tunneln von Ladungsträgern zwischen den jeweils an diese Tunnelbarrierenstrukturen angrenzenden Quantenstrukturen zulassen.These Task is in a laser amplifier system of Initially described type according to the invention thereby solved that the quantum structures at least one quantum structure group form within which the between each two quantum structures lying barrier structures designed as tunnel barrier structures are and a tunneling of charge carriers between each Quantum structures adjacent to these tunnel barrier structures allow.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist somit darin zu sehen, dass durch das Tunneln der Ladungsträger zwischen den Quantenstrukturen die Möglichkeit besteht, Quantenstrukturen über das Pumpstrahlungsfeld optisch zu pumpen, ohne dass aus diesen Quantenstrukturen die stimulierte Emission zum Verstärken des Laserverstärkerstrahlungsfeldes eingesetzt werden muss. Vielmehr besteht durch das Tunneln die Möglichkeit, zwischen lokal verschieden angeordneten Quantenstrukturen Ladungsträger auszutauschen, beispielsweise von der absorbierenden Quantenstruktur verschiedene Quantenstrukturen mit Ladungsträgern zu versorgen, die dann in einer oder mehreren der Quantenstrukturen durch stimulierte Emission rekombinieren und zum Verstärken des Laserverstärkerstrahlungsfeldes beitragen.Of the Advantage of the solution according to the invention is thus to be seen in that by the tunneling of the charge carriers between the quantum structures the possibility exists Quantum structures on the pump radiation field to optically without stimulating the stimulated emission from these quantum structures Amplifying the laser amplifier radiation field must be used. Rather, there is the possibility of tunneling between locally differently arranged quantum structures charge carriers exchange, for example, the absorbing quantum structure supply different quantum structures with charge carriers, which then stimulated in one or more of the quantum structures Emission recombine and amplify the laser amplifier radiation field contribute.

Damit lässt sich somit eine örtliche Trennung der Absorption der Pumpstrahlung von der stimulierten Emission realisieren, ohne dass auf die Vorteile der Verwendung von Quantenstrukturen sowohl zur Absorption des Pumpstrahlungsfeldes als auch zur stimulierten Emission von Laserverstärkerstrahlung verzichtet werden muss.In order to Thus, a local separation of the absorption can be realize the pump radiation from the stimulated emission, without that on the benefits of using quantum structures both for the absorption of the pump radiation field as well as for the stimulated Emission of laser amplifier radiation can be dispensed with got to.

Die Vorteile der Quantenstrukturen sowohl für die Absorption von Pumpstrahlung aus dem Pumpstrahlungsfeld als auch die stimulierte Emission von Laserverstärkerstrahlung sind insbesondere darin zu sehen, dass ein effizientes Pumpen nahe der Laserwellenlänge möglich ist, verbunden mit einer Steigerung des Materialgewinns bei der Laserwellenlänge und einer Erhöhung der Ladungsträgerdichtekonzentration in der Nähe der Bandkante, so dass diese optimal zum Gewinn einer Lasermode mit einer entsprechenden Wellenlänge beitragen können.The Advantages of quantum structures for both absorption of pump radiation from the pump radiation field as well as the stimulated Emission of laser amplifier radiation is particular to see that efficient pumping close to the laser wavelength possible, combined with an increase in the material gain at the laser wavelength and an increase in the Charge carrier density near the Band edge, making this optimal for winning a laser mode with can contribute a corresponding wavelength.

Um eine möglichst günstige Verteilung der Ladungsträger in den Quantenstrukturen einer Quantenstrukturgruppe zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Tunnelbarrierenstrukturen tunnelbegrenzte Lebensdauern für die Ladungsträger aufweisen, die kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer ohne Berücksichtigung des Tunneleffekts in der jeweiligen Quantenstruktur bei den typischen im Laserbetrieb vorherrschenden Bedingungen sind.Around the best possible distribution of the charge carriers in the quantum structures of a quantum structure group, it is preferably provided that the tunnel barrier structures tunnel-limited lifetimes for the charge carriers which is smaller than the carrier lifetime without taking into account the tunnel effect in the respective Quantum structure at the typical in laser operation predominant Conditions are.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Tunnelbarrierenstrukturen eine tunnelbegrenzte Lebensdauer für die Ladungsträger aufweisen, die mindestens um ungefähr einen Faktor fünf kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer in der jeweiligen Quantenstruktur ist.Especially It is favorable if the tunnel barrier structures a tunnel-limited lifetime for the charge carriers at least about a factor of five smaller than the carrier lifetime in the respective Quantum structure is.

Noch besser ist es, wenn die Tunnelbarrierenstrukturen eine tunnelbegrenzte Lebensdauer für die Ladungsträger aufweisen, die mindestens um ungefähr einen Faktor zehn kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer in der jeweiligen Quantenstruktur ist.Yet it is better if the tunnel barrier structures are tunnel-limited Have life for the charge carriers, the at least a factor of ten smaller than that Carrier lifetime in the respective quantum structure is.

Allerdings hat die Reduzierung der tunnelbegrenzten Lebensdauer ihre Grenze dann, wenn die Quantenstrukturen ihre vorteilhaften Eigenschaften in nennenswertem Maß verlieren.Indeed The reduction of tunnel-limited life has its limit then, when the quantum structures have their advantageous properties lose a significant amount.

Hinsichtlich der durch die Tunnelbarrierenstrukturen tunnelnden Ladungsträger wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Prinzipiell sind diese Ladungsträger in Halbleitermaterialien Elektronen und Löcher. Insbesondere handelt es sich bei den Ladungsträgern jedoch um Elektronen und so genannte leichte Löcher, das heißt Löcher mit einer geringen effektiven Masse.Regarding the charge carriers tunneling through the tunnel barrier structures So far no details have been given. in principle these charge carriers in semiconductor materials are electrons and holes. In particular, it is the charge carriers however, to electrons and so-called light holes, the means holes with a low effective mass.

Hinsichtlich der Tunnelbarrierenstrukturen wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keinen näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Tunnelbarrierenstrukturen eine Dicke aufweisen, die im Bereich zwischen ungefähr 0,5 nm und ungefähr 10 nm liegt.Regarding The tunnel barrier structures were associated with the previous one Explanation of the individual embodiments no details provided. So looks a beneficial Solution that the tunnel barrier structures a thickness which range between about 0.5 nm and about 10 nm.

Besonders günstig ist es, wenn die Tunnelbarrierenstrukturen eine Dicke aufweisen, die zwischen ungefähr 2 nm und ungefähr 6 nm liegt.Especially it is favorable if the tunnel barrier structures a Have thicknesses between about 2 nm and about 6 nm is located.

Mit einer derartigen Dicke der Tunnelbarrierenstrukturen lassen sich in einfacher Weise die hohen Tunnelwahrscheinlichkeiten realisieren, die erforderlich sind, um einen Austausch der Ladungsträger zwischen den Quantenstrukturen zu erreichen.With Such a thickness of the tunnel barrier structures can be achieved realize the high tunneling probabilities in a simple way, which are required to exchange the charge carriers to reach between the quantum structures.

Die Tunnelwahrscheinlichkeit oder die tunnelbegrenzte Lebensdauer der Ladungsträger hängt jedoch nicht nur von der Dicke der Tunnelbarrierenstrukturen ab, sondern auch von dem Bandabstand in den Tunnelbarrierenstrukturen.The Tunnel probability or the tunnel limited lifetime of the tunnel However, charge carriers do not just depend on the thickness the tunnel barrier structures, but also on the band gap in the tunnel barrier structures.

Einerseits ist es günstig, wenn die Tunnelbarrierenstrukturen einen Bandabstand aufweisen, der um mindestens 30 meV größer ist als der Bandabstand der benachbarten Quantenstruktur ist, so dass die Quantenstruktur im üblichen Temperaturbereich noch als Quantenstruktur bestehen bleibt und nicht ihre vorteilhaften Eigenschaften verliert.On the one hand it is advantageous if the tunnel barrier structures a Band gap, which is greater by at least 30 meV is as the bandgap of the adjacent quantum structure, so that the quantum structure in the usual temperature range still exists as a quantum structure and not their advantageous Loses properties.

Andererseits ist es sinnvoll, dass die Tunnelbarrierenstruktur einen Bandabstand aufweist, der maximal um ungefähr 800 meV größer als der Bandabstand der benachbarten Quantenstruktur ist, da ein größerer Bandabstand ansonsten ebenfalls wiederum die Tunnelwahrscheinlichkeit zu stark reduzieren und die tunnelbegrenzte Lebensdauer erhöhen würde.on the other hand it makes sense that the tunnel barrier structure has a band gap which is at most about 800 meV larger as the band gap of the adjacent quantum structure, as a larger band gap otherwise again To reduce the tunneling probability too much and the tunnel-limited Life would increase.

Allgemein ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Tunnelbarrierenstruktur einen Bandabstand aufweist, der im Bereich zwischen dem ungefähr 1,01-fachen und dem ungefähr 2-fachen des Bandabstandes, vorzugsweise dem ungefähr 1,05-fachem und dem ungefähr 1,5-fachem, der benachbarten Quantenstruktur liegt, um einerseits die Quantenstruktur als solche hinsichtlich ihrer Eigenschaften aufrecht zu erhalten und andererseits eine ausreichend hohe Tunnelwahrscheinlichkeit und somit eine ausreichend geringe tunnelbegrenzte Lebensdauer der Ladungsträger zu erhalten.Generally is advantageously provided that the tunnel barrier structure has a band gap in the range between the approximately 1.01 times and about 2 times the band gap, preferably about 1.05 times and about 1.5 times, the adjacent quantum structure lies, on the one hand, the quantum structure as such with regard to their properties and on the other hand a sufficiently high tunneling probability and thus a sufficiently low tunnel-limited life of To obtain charge carriers.

Grundsätzlich ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung denkbar, dass das Pumpstrahlungsfeld lokal wandernde Intensitätsmaxima aufweist, solange die lokal wandernden Intensitätsmaxima im Bereich einer Quantenstruktur liegen.in principle it is within the scope of the inventive solution conceivable that the pump radiation field locally migrating intensity maxima as long as the locally traveling intensity maxima lie in the range of a quantum structure.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn das Pumpstrahlungsfeld im Bereich der mindestens einen Quantenstrukturgruppe einen lokal stehenden Pumpstrahlungsintensitätsverlauf, d. h. ein Stehwellenfeld, aufweist, so dass der Pumpstrahlungsintensitätsverlauf im Bereich der Quantenstrukturgruppe konstant ist.Especially it is favorable, however, if the pump radiation field in the range the at least one quantum structure group is a local one Pump radiation intensity profile, d. H. a standing wave field, so that the pump radiation intensity profile is constant in the area of the quantum structure group.

Besonders günstig ist es, wenn die mindestens eine Quantenstrukturgruppe mindestens eine Quantenstruktur aufweist, die in einem Bereich des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens halber Maximalintensität liegt.Especially It is favorable if the at least one quantum structure group has at least one quantum structure in an area of the Pump radiation intensity course with at least half Maximum intensity is.

Noch besser ist es, wenn die mindestens eine Quantenstrukturgruppe mindestens eine Quantenstruktur aufweist, die im Bereich des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens ungefähr zwei Drittel der Maximalintensität liegt.Yet it is better if the at least one quantum structure group at least has a quantum structure that is in the range of the pump radiation intensity profile with at least about two-thirds of the maximum intensity lies.

Optimale Verhältnisse lassen sich dann erreichen, wenn die mindestens eine Quantenstrukturgruppe mindestens eine Quantenstruktur aufweist, die in einem Bereich des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs um die Maximalintensität liegt, so dass die mindestens eine Quantenstruktur mit optimaler Effizienz optisch gepumpt wird.optimal Conditions can be achieved if the at least a quantum structure group has at least one quantum structure, in a region of the pump radiation intensity profile around the maximum intensity, so that the at least a quantum structure is optically pumped with optimal efficiency.

Desgleichen ist es ebenfalls denkbar, im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung mit einem lokal wandernden Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf zu arbeiten, solange der Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf so ist, dass die stimulierte Emission aus einer Quantenstruktur der Quantenstrukturgruppe mit nennenswerter Wirkung zur Verstärkung des Verstärkerstrahlungsfeldes beiträgt.Similarly It is also conceivable within the scope of the invention Solution with a locally traveling amplifier radiation intensity profile to work as long as the amplifier radiation intensity course so is that stimulated emission from a quantum structure the quantum structure group with significant effect for amplification contributes to the amplifier radiation field.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn das Laserverstärkerstrahlungsfeld im Bereich der mindestens einen Quantenstrukturengruppe einen lokal stehenden Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf, d. h. ein Stehwellenfeld, aufweist.Especially however, it is favorable if the laser amplifier radiation field in the area of the at least one quantum structure group one locally standing amplifier radiation intensity course, d. H. a standing wave field.

Bei einer derartigen Lösung trägt die von stimulierter Emission aus einer Quantenstruktur der Quantenstrukturgruppe dann effizient zum Laserverstärkerstrahlungsfeld bei, wenn die mindestens eine Quantenstrukturen gruppe mindestens eine Quantenstruktur aufweist, die im Bereich des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens halber Maximalintensität liegt.at such a solution carries the stimulated Emission from a quantum structure of the quantum structure group then efficiently to the laser amplifier radiation field when the at least one quantum structure group at least one quantum structure that in the area of the amplifier radiation intensity profile with at least half maximum intensity.

Noch besser ist es, wenn die mindestens eine Quantenstrukturengruppe mindestens eine Quantenstruktur aufweist, die im Bereich des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens ungefähr zwei Drittel der Maximalintensität liegt.Yet it is better if the at least one quantum structure group has at least one quantum structure in the region of the amplifier radiation intensity profile with at least about two-thirds of the maximum intensity lies.

Optimale Verhältnisse sind dann erreichbar, wenn die mindestens eine Quantenstrukturengruppe mindestens eine Quantenstruktur aufweist, die im Bereich des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs um die Maximalintensität liegt.optimal Relationships are achievable if the at least a quantum structure group has at least one quantum structure, in the area of the amplifier radiation intensity profile around the maximum intensity.

Noch weiter verbessern lassen sich die Verhältnisse durch Vergrößerung der Zahl der Quantenstrukturen in einem Bereich des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens halber Maximalintensität.Yet can further improve the conditions by enlargement the number of quantum structures in a region of the amplifier radiation intensity profile with at least half maximum intensity.

Im Zusammenhang mit den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden keine näheren Ausführungen zur Ausdehnung der Quantenstrukturengruppe quer zu den Flächen, das heißt in Richtung der optischen Achse, gemacht.in the Context with the embodiments described so far were no further details on the expansion the quantum structure group across the surfaces, that is in the direction of the optical axis, made.

Eine besonders günstige Lösung sieht dabei vor, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe in Richtung der optischen Achse eine Ausdehnung aufweist, die mindestens einem Abstand zwischen einander benachbarten Maxima des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs und des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs entspricht.A particularly favorable solution provides that the at least one quantum structure group in the direction of the optical Axis has an extent that is at least one distance between adjacent maxima of the pump radiation intensity profile and the amplifier radiation intensity profile equivalent.

Die Wirkung des laseraktiven Volumenbereichs lässt sich jedoch noch optimieren, wenn nicht nur eine Quantenstrukturengruppe vorgesehen ist, sondern wenn in dem laseraktiven Volumenbereich mehrere Quantenstrukturengruppen vorgesehen sind.The Effect of the laser-active volume range, however, can be still optimize, if not just a quantum structure group provided is, but if in the laser-active volume region several quantum structures groups are provided.

Hinsichtlich der mehreren Quantenstrukturengruppen ist ebenfalls die räumliche Anordnung derselben relativ zueinander relevant.Regarding of the multiple quantum structure groups is also the spatial Arrangement of the same relative to each other relevant.

So ist es günstig, wenn die Quantenstrukturengruppen einen Mittenabstand voneinander aufweisen, der mindestens einem Abstand, oder einem ganzzahligen Vielfachen dieses Abstandes, von Maxima des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs entspricht.So it is favorable if the quantum structure groups have a Center distance from each other, the at least one distance, or an integer multiple of this distance, from maxima corresponds to the pump radiation intensity curve.

Ferner ist es günstig, wenn die Quantenstrukturengruppen einen Mittenabstand voneinander aufweisen, der maximal einem Abstand, oder einem ganzzahligen Vielfachen dieses Abstands, von Maxima des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs entspricht.Further it is favorable if the quantum structure groups have a Center distance from one another, the maximum one distance, or an integer multiple of this distance, from maxima of the amplifier radiation intensity profile equivalent.

Ferner ist es bei der Anordnung mehrerer Quantenstrukturengruppen günstig, wenn aufeinander folgende Quantenstrukturen so angeordnet sind, dass jeweils eine im Bereich von jeweils einem von aufeinander folgenden Maxima des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs liegt.Furthermore, it is favorable in the arrangement of a plurality of quantum structures groups if successive quantum structures are arranged such that in each case one in the region of one each of each other following maxima of the pump radiation intensity curve is.

Ferner ist günstigerweise vorgesehen, dass aufeinander folgende Quantenstrukturengruppen so angeordnet sind, dass jeweils eine im Bereich von jeweils einem von aufeinander folgenden Maxima des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs liegt.Further is conveniently provided that consecutive Quantum structure groups are arranged so that each one in the Range of one of each successive maxima of the amplifier radiation intensity profile lies.

Hinsichtlich des Verhältnisses der Absorption von Pumpstrahlung in der Quantenstruktur zur Absorption von Pumpstrahlung in der Barrierenstruktur wurden bislang keine näher detaillierten Angaben gemacht. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Absorption von Pumpstrahlung in der mindestens einen Quantenstruktur die Absorption von Pumpstrahlung in der an die Quantenstruktur angrenzenden Barrierenstruktur überwiegt.Regarding the ratio of the absorption of pump radiation in the Quantum structure for absorbing pump radiation in the barrier structure So far, no detailed information has been provided. A particularly favorable solution provides that the Absorption of pump radiation in the at least one quantum structure the absorption of pump radiation in the adjacent to the quantum structure Barrier structure predominates.

Noch besser ist es, wenn die Absorption von Pumpstrahlung in der Barrierenstruktur gegenüber der Absorption von Pumpstrahlung in der Quantenstruktur vernachlässigbar ist.Yet it is better if the absorption of pump radiation in the barrier structure versus the absorption of pump radiation in the quantum structure is negligible.

Vorzugsweise ist dabei das Halbleitermaterial der Quantenstruktur so ausgebildet, dass es einen geringeren Bandabstand aufweist als das Halbleitermaterial der Barrierenstrukturen, wobei der Bandabstand der Barrierenstrukturen vorzugsweise so groß ist, dass keine Absorption von Pumpstrahlung mehr möglich ist.Preferably is the semiconductor material of the quantum structure so formed that it has a smaller band gap than the semiconductor material the barrier structures, where the band gap of the barrier structures is preferably so large that no absorption of pump radiation more is possible.

Hinsichtlich der Dicke der Quantenstrukturen quer zu der jeweiligen Fläche, das heißt insbesondere in Richtung der optischen Achse, wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine zweckmäßige Lösung vor, dass die Quantenstrukturen quer zu der jeweiligen Fläche eine Dicke aufweisen, die weniger als 20 nm beträgt.Regarding the thickness of the quantum structures transverse to the respective surface, that is, especially in the direction of the optical axis, So far no details have been given. That's how it looks an appropriate solution that the Quantum structures transverse to the respective area a thickness which is less than 20 nm.

Noch besser ist es, wenn die Quantenstrukturen quer zu der jeweiligen Fläche eine Dicke aufweisen, die weniger als 10 nm beträgt.Yet it is better if the quantum structures are transverse to the respective ones Surface have a thickness that is less than 10 nm.

Die Quantenstrukturen können dabei im einfachsten Fall als Quantenfilm ausgebildet sein, welcher sich über den gesamten Querschnitt des Festkörpers als durchgehende Schicht erstreckt. Es ist aber auch denkbar, den Quantenfilm so auszubilden, dass er sich in Richtung der Fläche lediglich über einen Teilbereich des Querschnitts des Festkörpers erstreckt.The Quantum structures can in the simplest case as Be formed quantum film, which extends over the entire Cross-section of the solid extends as a continuous layer. But it is also conceivable to form the quantum film so that he in the direction of the surface just over one Part of the cross section of the solid body extends.

Eine andere Möglichkeit sieht vor, dass die Quantenstruktur aus Quantendrähten gebildet ist.A Another possibility is that the quantum structure is formed of quantum wires.

Wieder eine andere Möglichkeit sieht vor, dass die Quantenstruktur aus Quantenpunkten gebildet ist.Again Another possibility is that the quantum structure is formed of quantum dots.

Hinsichtlich der energetischen Verhältnisse der Quantenstrukturen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Prinzipiell könnten die Quantenstrukturen innerhalb einer Quantenstrukturgruppe unterschiedliche Energieniveaus aufweisen, wobei die Lage der Energieniveaus einerseits von dem Material und andererseits von der Dicke des Materials quer zu der jeweiligen Fläche abhängig ist.Regarding the energetic relationships of the quantum structures became so far no details given. In principle, could the quantum structures within a quantum structure group are different Have energy levels, the location of the energy levels on the one hand of the material and, on the other hand, the thickness of the material across depends on the respective area.

Um jedoch ein Tunneln durch die Tunnelbarrierenstrukturen zu optimieren ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Quantenstruktur der beiderseits einer Tunnelbarrierenstruktur angeordneten Quantenstrukturen ein niedrigstes Energieniveau aufweist, welches ungefähr einem Energieniveau der anderen Quantenstruktur entspricht, wobei das Energieniveau der anderen Quantenstruktur nicht ein niedrigstes Energieniveau sein kann, sondern im Extremfall auch ein höheres Energieniveau sein kann, nämlich dann, wenn die Quantenstrukturen unterschiedlich hoch liegenden niedrigste Energieniveaus aufweisen.Around however, to optimize tunneling through the tunnel barrier structures is preferably provided that a quantum structure of both sides a tunnel barrier structure arranged quantum structures has lowest energy level, which is about one Energy level of the other quantum structure corresponds, the Energy level of the other quantum structure is not a lowest Energy level can be, but in extreme cases, a higher Energy level, namely, when the quantum structures have different high lying lowest energy levels.

In diesem Fall besteht die Möglichkeit, eines so genannten resonanten Tunnelns der Ladungsträger durch die Tunnelbarrierenstruktur.In In this case, there is the possibility of a so - called Resonant tunneling of the charge carriers through the tunnel barrier structure.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform, die unterschiedlichen niedrigsten Energieniveaus der Quantenstrukturen ausgeht, sieht vor, dass das niedrigste Energieniveau der im Wesentlichen vom Pumpstrahlungsfeld optisch gepumpten Quantenstrukturen hoher liegt als das niedrigste Energieniveau der im Wesentlichen zur stimulierten Emission beitragenden Quantenstrukturen.A Another advantageous embodiment, the different lowest energy levels of quantum structures Before that, the lowest energy level is essentially that of the pump radiation field optically pumped quantum structures is higher than the lowest Energy level of substantially contributing to the stimulated emission Quantum structures.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit die Möglichkeit besteht, die Tunnelwahrscheinlichkeit von den vom Pumpstrahlungsfeld gepumpten Quantenstrukturen in Richtung der zur stimulierten Emission beitragenden Quantenstrukturen zu erhöhen, jedoch ein Rücktunneln aus den zur stimulierten Emission beitragenden Quantenstrukturen in die vom Pumpstrahlungsfeld optisch gepumpten Quantenstrukturen zu reduzieren, so dass sich die Ladungsträgerkonzentration in den niedrigsten Energieniveaus der zur stimulierten Emission beitragenden Quantenstrukturen vergrößern und somit die Laserschwelle senken lässt.This solution has the advantage that it offers the possibility of increasing the tunneling probability from the quantum structures pumped by the pump radiation field in the direction of the quantum structures contributing to the stimulated emission, but to reduce feedback tunneling from the quantum structures contributing to the stimulated emission into the quantum structures optically pumped by the pump radiation field . so that the carrier concentration in the lowest energy levels of the quantum structures contributing to the stimulated emission increase and thus the laser threshold can be lowered.

Außerdem hat diese Lösung noch den Vorteil, dass sich das niedrigste Energieniveau der vom Pumpstrahlungsfeld optisch gepumpten Quantenstrukturen so weit energetisch gegenüber dem niedrigsten Energieniveau der im Wesentlichen zur stimulierten Emission beitragenden Strukturen verändern lässt, dass die vom Pumpstrahlungsfeld optisch gepumpten Quantenstrukturen in geringerem Maße ihrerseits die stimulierte Emission, die zum Laserverstärkerstrahlungsfeld beiträgt, absorbieren, wodurch ebenfalls wiederum die Laserschwelle erniedrigt werden kann.Furthermore this solution still has the advantage of being the lowest Energy level of the pump radiation field optically pumped quantum structures so far energetically opposite the lowest energy level essentially contributing to the stimulated emission structures lets change that from the pump radiation field optically pumped quantum structures to a lesser extent in turn, the stimulated emission leading to the laser amplifier radiation field Contributes, absorb, which in turn also the laser threshold can be lowered.

Im optimalen Fall lassen sich die niedrigsten Energieniveaus der im Wesentlichen vom Pumpstrahlungsfeld optisch gepumpten Quantenstrukturen soweit gegenüber den niedrigsten Energieniveaus der im Wesentlichen zur stimulierten Emission beitragenden Quantenstrukturen verschieben, dass die Absorption der stimulierten Emission durch die im Wesentlichen vom Pumpstrahlungsfeld optisch gepumpten Quantenstrukturen, günstigstenfalls vernachlässigbar ist.in the optimal case can be the lowest energy levels of the Essentially of the pump radiation field optically pumped quantum structures as far as the lowest energy levels of the Essentially contributing to the stimulated emission quantum structures shift that absorption of the stimulated emission through the quantum structures optically pumped by the pump radiation field, at best negligible.

Hinsichtlich des Verlaufs des Pumpstrahlungsfeldes im Festkörper wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So ist es besonders günstig, wenn das Pumpstrahlungsfeld den laseraktiven Volumenbereich ungefähr in Richtung einer quer zu den Flächen, in denen sich die Quantenstrukturen erstrecken, verlaufenden optischen Achse durchsetzt.Regarding the course of the pumping radiation field in the solid were so far no details given. That's the way it is favorable when the pump radiation field the laser active volume range approximately in the direction of a transverse to the areas in which the Quantum structures extend, extending optical axis interspersed.

Ferner ist vorzugsweise hinsichtlich des Verstärkerstrahlungsfeldes vorgesehen, dass das Verstärkerstrahlungsfeld den laseraktiven Volumenbereich ungefähr in Richtung einer quer zu den Flächen, in denen sich die Quantenstrukturen erstrecken, verlaufenden optischen Achse durchsetzt.Further is preferably in terms of the amplifier radiation field provided that the amplifier radiation field the laser-active Volume range approximately in the direction of a transverse to the surfaces, in which the quantum structures extend, extending optical Axis interspersed.

Besonders günstig für die Strahlungsführung ist es, wenn das Pumpstrahlungsfeld dieselbe Oberfläche des Festkörpers durchsetzt wie das Laserverstärkerstrahlungsfeld.Especially is favorable for the radiation guidance when the pump radiation field is the same surface of the Solid interspersed like the laser amplifier radiation field.

Hinsichtlich der Führung des Pumpstrahlungsfeldes und des Laserverstärkerstrahlungsfeldes im Festkörper wurden ferner keine weiteren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, den Festkörper auf einem optisch durchlässigen Kühlkörper anzuordnen, so dass die Führung des Pumpstrahlungsfeldes und des Laserverstärkerstrahlungsfeldes durch externe optische Elemente erfolgen könnte.Regarding the guidance of the pump radiation field and the laser amplifier radiation field in the solid state, no further details were given. So it would be conceivable, for example, the solid on an optically transparent heat sink to arrange, so that the leadership of the pump radiation field and the laser amplifier radiation field by external optical Elements could be done.

Eine konstruktiv besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass der Festkörper auf einer dem Kühlkörper zugewandten Seite einen durch Halbleiterschichten gebildeten rückseitigen internen Reflektor aufweist, so dass mit diesem bereits die Möglichkeit besteht, en Stehwellenfeld zu erzeugen.A However, structurally particularly favorable solution looks before that the solid on a the heat sink side facing a formed by semiconductor layers back has internal reflector, so with this already the possibility consists of generating a standing wave field.

Ein derartiger rückseitiger interner Reflektor ist insbesondere so ausgebildet, dass er sowohl für das Pumpstrahlungsfeld als auch für das Laserverstärkerstrahlungsfeld als Reflektor dient.One such rear-side internal reflector is particular designed so that it is suitable for both the pumping radiation field as well as for the laser amplifier radiation field serves as a reflector.

Zweckmäßigerweise ist dabei der rückseitige interne Reflektor so ausgebildet, dass er aus einem hochreflektierenden Mehrschichtsystem ausgebildet ist, beispielsweise ein Braggreflektor ist.Conveniently, In this case, the rear-side internal reflector is designed such that that it is formed of a highly reflective multilayer system is, for example, a Bragg reflector.

Ein derartiges Mehrschichtsystem schafft die Möglichkeit, im Bereich einer Rückseite des Festkörpers eine möglichst hohe Reflektion sowohl für das Pumpstrahlungsfeld als auch für das Laserverstärkerstrahlungsfeld zu erreichen.One Such multilayer system creates the possibility in the Area of a back of the solid one possible high reflection both for the pump radiation field and to reach for the laser amplifier radiation field.

Mit einem derartigen rückseitigen internen Reflektor ist somit sichergestellt, dass sowohl das Pumpstrahlungsfeld als auch das Laserverstärkerstrahlungsfeld reflektiert werden, wobei die weitere Führung des Pumpstrahlungsfeldes noch nicht näher definiert ist.With Such a rear-side internal reflector is thus ensures that both the pump radiation field and the Laser amplifier radiation field are reflected, wherein the further guidance of the pump radiation field not yet is defined in more detail.

So könnte beispielsweise das Pumpstrahlungsfeld durch einen externen Reflektor wieder zurück in den Festkörper reflektiert werden, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.So For example, the pump radiation field by a external reflector back into the solid state be reflected, as is known in the prior art.

Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass der Festkörper auf einer dem rückseitigen internen Reflektor abgewandten Seite des laseraktiven Volumenbereichs einen internen Reflektor für das Pumpstrahlungsfeld aufweist.A However, particularly favorable solution provides that the solid on a back internal Reflector side facing away from the laser active volume range a having internal reflector for the pump radiation field.

Ein derartiger interner Reflektor für das Pumpstrahlungsfeld schafft die Möglichkeit, innerhalb des Festkörpers zusammen mit dem rückseitigen internen Reflektor eine Mikrokavität zu bilden, in welcher sich ein Stehwellenfeld des Pumpstrahlungsfeldes ausbilden kann, so dass ein lokal stationärer Pumpstrahlungsintensitätsverlauf im laseraktiven Volumenbereich mit überhöhten Maxima vorliegt, relativ zu dem sich dann die Quantenstrukturengruppen und die Quantenstrukturen innerhalb der Quantenstrukturengruppen optimal anordnen lassen.Such an internal reflector for the pump radiation field makes it possible to form a microcavity within the solid together with the rear-side internal reflector, in which a Standing wave field of the pump radiation field can form, so that a locally stationary pump radiation intensity course in the laser-active volume range is present with excessive maxima relative to which then the quantum structure groups and the quantum structures can be optimally arranged within the quantum structure groups.

Ferner ist für das Laserverstärkerstrahlungsfeld vorzugsweise ein externer Reflektor vorgesehen.Further is preferable for the laser amplifier radiation field provided an external reflector.

Ein externer Reflektor, welcher mit dem rückseitigen internen Reflektor im Festkörper zusammenwirkt, hat jedoch den Nachteil, dass dieser eine Vielzahl von longitudinalen Moden zulässt.One external reflector, which with the back internal Reflector cooperates in the solid state, but has the disadvantage that this allows a variety of longitudinal modes.

Um aus dieser Vielzahl von longitudinalen Moden bevorzugte longitudinale Moden auszuwählen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Festkörper auf einer dem rückseitigen internen Reflektor abgewandten Seite des laseraktiven Volumenbereichs einen teildurchlässigen Reflektor für das Laserverstärkerstrahlungsfeld aufweist.Around From this variety of longitudinal modes preferred longitudinal Selecting modes is preferably provided that the Solid on a back internal Reflector side facing away from the laser active volume range a partially transparent reflector for the laser amplifier radiation field having.

Dieser teildurchlässige Reflektor für das Laserverstärkerstrahlungsfeld kann grundsätzlich separat vom internen Reflektor für das Pumpstrahlungsfeld sein. Besonders günstig ist es jedoch, wenn der teildurchlässige Reflektor für das Laserverstärkerstrahlungsfeld und der interne Reflektor für das Pumpstrahlungsfeld durch einen Reflektor gebildet werden.This semi-transparent reflector for the laser amplifier radiation field can basically be separated from the internal reflector for be the pumping radiation field. However, it is particularly favorable when the partially transmissive reflector for the laser amplifier radiation field and the internal reflector for the pump radiation field a reflector are formed.

Mit diesem teildurchlässigen Reflektor für das Laserverstärkerstrahlungsfeld entsteht somit in dem Festkörper ebenfalls eine Mikrokavität, die ein Stehwellenfeld des Verstärkerstrahlungsfeldes mit überhöhten Maxima festlegt, wobei diese Mikrokavität longitudinale Moden des durch den externen Reflektor und den rückseitigen internen Reflektor definierten Laserverstärkerstrahlungsfeldes selektiert.With this partially transmissive reflector for the laser amplifier radiation field Thus, a microcavity is also formed in the solid, a standing wave field of the amplifier radiation field with excessive maxima determines, with this microcavity longitudinal modes the through the external reflector and the back internal Reflector defined laser amplifier radiation field selected.

Durch diese selektierten longitudinalen Moden entsteht somit in dem laseraktiven Volumenbereich ebenfalls ein Stehwellenfeld mit lokal festgelegtem Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf, relativ zu welchem sich dann die Quantenstrukturengruppen und insbesondere auch die Quantenstrukturen innerhalb der Quantenstrukturgruppen optimal ausrichten lassen.By These selected longitudinal modes thus arise in the laser-active Volume range also a standing wave field with locally fixed Amplifier radiation intensity profile, relative to which then the quantum structure groups and in particular also the quantum structures within the quantum structure groups optimally align.

Der Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf entspricht dabei einer Mode N der Mikrokavität und der Pumpstrahlungsintensitätsverlauf ebenfalls der Mode N oder einer Mode N + 1 der Mikrokavität.Of the Amplifier radiation intensity curve corresponds a mode N of the microcavity and the pump radiation intensity profile also the mode N or a mode N + 1 of the microcavity.

Ein derartiger dem rückseitigen internen Reflektor gegenüberliegender Reflektor ist im einfachsten Fall eine Grenzschicht, vorzugsweise als Mehrschichtsystem, allerdings mit weniger Schichten als der rückseitige interne Reflektor, ausgebildet.One such the rear side internal reflector opposite Reflector is in the simplest case a boundary layer, preferably as a multi-layer system, but with fewer layers than that Rear internal reflector, formed.

Da eine frontseitige Halbleiterschicht aufgrund von Oberflächeneffekten Pumpstrahlung absorbiert, ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine dem rückseitigen internen Reflektor gegenüberliegend angeordnete frontseitige Halbleiterschicht relativ zu dem Pumpstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich von weniger als einem Drittel der Maximalintensität liegt, um zu verhindern, dass diese Schutzschicht in hohem Maße Pumpstrahlung absorbiert.There a front-side semiconductor layer due to surface effects Pump radiation absorbed, it is preferably provided that a opposite to the back internal reflector arranged front side semiconductor layer relative to the pump radiation intensity profile arranged so that they are in the range of less than a third the maximum intensity is to prevent these Protective layer highly absorbed pump radiation.

Noch besser ist es, wenn die frontseitige Halbleiterschicht relativ zum Pumpstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich einer Minimalintensität des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs liegt.Yet it is better if the front-side semiconductor layer is relative to Pump radiation intensity curve is arranged so that they are in the range of a minimum intensity of the pump radiation intensity profile lies.

Desgleichen sollte die frontseitige Halbleiterschicht ebenfalls so ausgebildet sein, dass sie das Verstärkerstrahlungsfeld ebenfalls möglichst in geringem Maße absorbiert.Similarly should the front-side semiconductor layer also be formed be that they also the amplifier radiation field as possible absorbed to a slight extent.

Da die frontseitige Halbleiterschicht aufgrund von Oberflächeneffekten Laserstrahlung absorbiert, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass eine dem rückseitigen internen Reflektor gegenüberliegend angeordnete frontseitige Halbleiterschicht relativ zu dem Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich von weniger als einem Drittel der Maximalintensität liegt.There the front-side semiconductor layer due to surface effects Absorbing laser radiation is expediently provided that a the rear-side internal reflector oppositely disposed front-side semiconductor layer relative to the amplifier radiation intensity profile arranged so that they are in the range of less than a third the maximum intensity is.

Noch besser ist es, wenn die frontseitige Halbleiterschicht relativ zum Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich einer Minimalintensität liegt.Yet it is better if the front-side semiconductor layer is relative to Amplifier radiation intensity course arranged so is that it is in the range of a minimum intensity.

Ergeben sich Unterschiede in der Lage der Minimalintensität des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs und des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs, so wir die frontseitige Halbleiterschicht möglichst nahe dem Minimum des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs angeordnet.yield Differences in the location of the minimum intensity of the Pump radiation intensity profile and the amplifier radiation intensity profile, so we close the front-side semiconductor layer as close as possible the minimum of the amplifier radiation intensity profile arranged.

Bei einem Aufbau der Festkörper aus Schichten aus Halbleitermaterial ist es günstig, auf einer dem rückseitigen internen Reflektor gegenüberliegenden Seite des laseraktiven Volumenbereichs eine Schutzschicht vorzusehen, die die Halbleiterschichten schützt, welche die Barrierestrukturen und Quantenstrukturen bilden.at a structure of the solid body of layers of semiconductor material it's cheap, on a back internal Reflector opposite side of the laser-active volume range to provide a protective layer that protects the semiconductor layers, which form the barrier structures and quantum structures.

Eine derartige Schutzschicht hat vielfach aufgrund materialbedingter Notwendigkeiten einen Bandabstand, der der näherungsweise dem der Quantenstrukturen entspricht.A Such protective layer often has due to material-related Needs a band gap, the approximate that corresponds to the quantum structures.

Aus diesem Grund ist zweckmäßigerweise die frontseitige Halbleiterschicht so gewählt, dass diese die Schutzschicht bildet.Out For this reason, the front side is expediently Semiconductor layer chosen so that these are the protective layer forms.

Darüber hinaus ist vorzugsweise an der Oberfläche des Festkörpers, durch welchen das Pumpstrahlungsfeld und das Verstärkerstrahlungsfeld eintreten, eine dielektrische Schicht vorgesehen. Auch eine derartige Entspiegelungsschicht hat Reflexionen sowohl des Pumpstrahlungsfeldes als auch des Laserverstärkerstrahlungsfeldes zur Folge.About that In addition, it is preferably on the surface of the solid, through which the pump radiation field and the amplifier radiation field Enter, provided a dielectric layer. Also such Antireflection coating has reflections of both the pump radiation field as well as the laser amplifier radiation field result.

Aus diesem Grund ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass eine dem rückseitigen Reflektor gegenüberliegend angeordnete dielektrische Schicht eine derartige Dicke aufweist, die ungefähr einer Viertelperiode (lambdaviertel) des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs entspricht.Out For this reason it is expediently provided that one opposite the back reflector arranged dielectric layer has such a thickness, the approximately one quarter period (lambda quarter) of the amplifier radiation intensity profile equivalent.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine dem rückseitigen Reflektor gegenüberliegende dielektrische Schicht eine derartige Dicke aufweist, dass Reflexionen des Laserverstärkerstrahlungsfeldes an deren Grenzflächen eine derartige Phasenverschiebung aufweisen, dass sich diesen näherungsweise kompensieren.Further is preferably provided that one the back Reflector opposing dielectric layer a has such thickness that reflections of the laser amplifier radiation field at the interfaces such a phase shift have that approximately compensate for this.

Weitere Merkmale und Vorteile sind Gegenstand der nachfolgenden Detailbeschreibung sowie der Tabelle 1 und den Zeichnungen.Further Features and benefits are the subject of the detailed description below as well as Table 1 and the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems; 1 a schematic representation of a laser amplifier system according to the invention;

2 vergrößerte schematische Darstellung des Laserverstärkersystems im Bereich des Festkörpers mit andeutungsweiser Darstellung des Schichtaufbaus; 2 enlarged schematic representation of the laser amplifier system in the region of the solid with an indication of the layer structure;

3 eine Darstellung des Schichtaufbaus des Festkörpers anhand des Brechzahlverlaufs in Richtung einer optischen Achse über einer Darstellung eines Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs sowie eines Laserstrahlungsintensitätsverlaufs innerhalb des Festkörpers über einzelnen Positionen längs der optischen Achse; 3 a representation of the layer structure of the solid based on the refractive index profile in the direction of an optical axis over a representation of a pump radiation intensity profile and a laser radiation intensity curve within the solid over individual positions along the optical axis;

4 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des Schichtaufbaus des Festkörpers aus 3 im laseraktiven Volumenbereich über der entsprechend vergrößerten Darstellung des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs und des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs; 4 a fragmentary enlarged view of the layer structure of the solid from 3 in the laser-active volume range over the correspondingly enlarged representation of the pump radiation intensity profile and the amplifier radiation intensity profile;

5 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung von Quantenstrukturen, Tunnelbarrierenstrukturen und Barrierenstrukturen im Bereich einer Quantenstrukturengruppe beim ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems wobei die für Elektronen relevante Bandkante über der optischen Achse aufgetragen ist; 5 a fragmentary enlarged view of quantum structures, tunnel barrier structures and barrier structures in the range of a quantum structure group in the first embodiment of a laser amplifier system according to the invention with the electron relevant band edge is plotted on the optical axis;

6 eine schematische Darstellung ähnlich 5 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems; 6 a schematic representation similar 5 a second embodiment of a laser amplifier system according to the invention;

7 eine schematische Darstellung ähnlich 5 eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems und 7 a schematic representation similar 5 a third embodiment of a laser amplifier system according to the invention and

8 eine schematische Darstellung ähnlich 5 eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems. 8th a schematic representation similar 5 a fourth embodiment of a laser amplifier system according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen laserverstärkersystems, dargestellt in 1 und 2, umfasst einen aus Halbleiterschichten aufgebauten Festkörper 10, welcher eine Kühlfläche 12 aufweist, die mit einer Metallisierung 14 versehen ist, wobei die Metallisierung 14 mittels einer Lotschicht 16 mit einer Oberfläche 18 eines als Ganzes mit 20 bezeichneten Kühlkörpers verbunden ist, wobei durch die flächenhafte Verbindung zwischen der Oberfläche 18 des Kühlkörpers 20 und der Kühlfläche 12 des Festkörpers 10 eine gute thermische Kopplung zwischen dem Festkörper 10 und dem Kühlkörper 10 erfolgt, um effizient Wärme aus dem Festkörper 10 in den Kühlkörper 20 abzuführen.An embodiment of a laser amplifier system according to the invention, shown in FIG 1 and 2 , Includes a built up of semiconductor layers solid 10 which is a cooling surface 12 that has a metallization 14 is provided, the metallization 14 by means of a solder layer 16 with a surface 18 one as a whole with 20 designated heatsink is connected, wherein the areal connection between the surface 18 of the heat sink 20 and the cooling surface 12 of the solid 10 a good thermal coupling between the solid 10 and the heat sink 10 takes place to efficiently heat out the solid 10 in the heat sink 20 dissipate.

Der Festkörper 10 dient zur optischen Verstärkung eines Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30, welches sich längs einer optischen Achse 32 ausbreitet, die quer, vorzugsweise senkrecht zur Kühlfläche 12 verläuft.The solid 10 serves for optical amplification of a laser amplifier radiation field 30 which extends along an optical axis 32 spreads, the transversely, preferably perpendicular to the cooling surface 12 runs.

Das Laserverstärkerstrahlungsfeld 30 wird dabei primär festgelegt durch eine Verstärkeroptik, gebildet durch einen im Anschluss an die Kühlfläche 12 im Festkörper 10 durch Halbleiterschichten gebildeten internen Reflektor 40 und einen auf einer dem Reflektor 40 gegenüberliegenden Seite des Festkörpers 10 angeordneten externen Reflektor 42, so dass das Laserverstärkerstrahlungsfeld 30 eine dem internen Reflektor 40 gegenüberliegende und somit auch der Kühlfläche 12 gegenüberliegende Oberfläche 44 des Festkörpers 10 durchsetzt, wobei die optische Achse 32 ebenfalls quer zur Oberfläche 44, vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche 44 verläuft.The laser amplifier radiation field 30 is primarily determined by an amplifier optics, formed by a subsequent to the cooling surface 12 in the solid state 10 internal reflector formed by semiconductor layers 40 and one on the reflector 40 opposite side of the solid 10 arranged external reflector 42 so that the laser amplifier radiation field 30 an internal reflector 40 opposite and thus the cooling surface 12 opposite surface 44 of the solid 10 interspersed, the optical axis 32 also across the surface 44 , preferably perpendicular to the surface 44 runs.

Zum Verstärken des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 ist, wie in 1 und 2 dargestellt, zwischen dem internen Reflektor 40 und der Oberfläche 44 des Festkörpers 10 ein laseraktiver Volumenbereich 50 vorgesehen, in welchem in mehreren sich parallel zueinander erstreckenden Flächen 52 laseraktive Quantenstrukturen 54 aus Halbleitermaterial angeordnet sind, wobei zwischen diesen Quantenstrukturen 54 Barrierenstrukturen 56, 58 vorgesehen sind.To amplify the laser amplifier radiation field 30 is how in 1 and 2 shown between the internal reflector 40 and the surface 44 of the solid 10 a laser active volume range 50 provided, in which in a plurality of mutually parallel surfaces 52 laser-active quantum structures 54 are arranged of semiconductor material, wherein between these quantum structures 54 barrier structures 56 . 58 are provided.

Dabei sind die Quantenstrukturen 54 zu Quantenstrukturgruppen 60 zusammengefasst, wobei jede Quantenstrukturgruppe 60 aus mehreren sich in den Flächen 52 erstreckenden Quantenstrukturen 54 gebildet sind, und die zwischen den Quantenstrukturen 54 einer Quantenstrukturgruppe 60, beispielsweise der Quantenstrukturgruppe 601 oder der Quantenstrukturgruppe 602 oder der Quantenstrukturgruppe 603 liegenden Barrierenstrukturen 56 als Tunnelbarrierenstrukturen 58 ausgebildet sind, deren Funktion nachfolgend noch im Einzelnen erläutert wird.Here are the quantum structures 54 to quantum structure groups 60 summarized, with each quantum structure group 60 out of several in the areas 52 extending quantum structures 54 are formed, and those between the quantum structures 54 a quantum structure group 60 , For example, the quantum structure group 60 1 or the quantum structure group 60 2 or the quantum structure group 60 3 lying barrier structures 56 as tunnel barrier structures 58 are formed, whose function will be explained in detail below.

Insbesondere erstrecken sich die Flächen 52, in welchen die Quantenstrukturen 54 liegen, quer zur optischen Achse 32 und vorzugsweise ungefähr parallel zur Kühlfläche 12 sowie ungefähr parallel zur Oberfläche 44 des Festkörpers 10.In particular, the surfaces extend 52 in which the quantum structures 54 lie, transverse to the optical axis 32 and preferably approximately parallel to the cooling surface 12 as well as approximately parallel to the surface 44 of the solid 10 ,

Ein Pumpen der Quantenstrukturen 54 im laseraktiven Volumenbereich 50 erfolgt vorzugsweise durch ein als Ganzes mit 70 bezeichnetes Pumpstrahlungsfeld, welches ausgehend von einer Pumpstrahlungsquelle 72 in den Festkörper 10 eintritt und dabei beispielsweise schräg auf der Oberfläche 44 auftrifft und aufgrund der Brechung sich im Festkörper 10 näherungsweise in Richtung der optischen Achse 10 zum Reflektor 40 hin ausbreitet.A pumping of the quantum structures 54 in the laser-active volume range 50 is preferably done by a whole as 70 designated pumping radiation field, which starting from a pump radiation source 72 in the solid state 10 occurs and, for example, obliquely on the surface 44 impinges and due to the refraction in the solid state 10 approximately in the direction of the optical axis 10 to the reflector 40 spread out.

Das Pumpstrahlungsfeld 70 wird ebenfalls von dem internen Reflektor 40 reflektiert und breitet sich im Festkörper 10 wiederum in Richtung der Oberfläche 44 desselben aus, wird aber in dem Festkörper 10 durch einen dem internen Reflektor 40 gegenüberliegenden auskoppelseitigen Reflektor 80 reflektiert, welcher zwischen dem laseraktiven Volumenbereich 50 und der Oberfläche 44 des Festkörpers 10 angeordnet ist und zusammen mit dem internen Reflektor 40 für das Pumpstrahlungsfeld 70 eine Mikrokavität im Festkörper 10 bildet, so dass – wie nachfolgend noch im Einzelnen erläutert wird – sich im Festkörper 10, und zwar insbesondere im laseraktiven Volumenbereich 50 des Festkörpers 10, lokal stehende Intensitätsmaxima des Pumpstrahlungsfeldes 70 ausbilden.The pump radiation field 70 is also from the internal reflector 40 reflects and spreads in the solid state 10 turn in the direction of the surface 44 but it is in the solid state 10 through an internal reflector 40 opposite outcoupling reflector 80 reflected, which between the laser-active volume range 50 and the surface 44 of the solid 10 is arranged and together with the internal reflector 40 for the pump radiation field 70 a microcavity in the solid state 10 forms, so that - as will be explained in detail below - in the solid state 10 , in particular in the laser-active volume range 50 of the solid 10 , locally standing intensity maxima of the pump radiation field 70 form.

Der detaillierte Aufbau des Festkörpers 10 aus Schichten aus Halbleitermaterial ergibt sich beispielhaft aus der Tabelle 1.The detailed structure of the solid 10 from layers of semiconductor material is given by way of example from Table 1.

In der Tabelle 1 ist der Kühlkörper 20 vermerkt, auf welchem mittels der Lotschicht 16 die Metallisierung 14 des Festkörpers 10 fixiert ist.In Table 1 is the heat sink 20 noted on which by means of the solder layer 16 the metallization 14 of the solid 10 is fixed.

Unmittelbar an die Metallisierung 14 schließen sich die Schichten an, aus denen der interne rückseitige Reflektor 40 gebildet ist, der in diesem Fall als Braggspiegel oder auch Distributed Bragg Reflektor (DBR) aufgebaut ist.Immediately to the metallization 14 Join the layers that make up the internal back reflector 40 is formed, which is constructed in this case as a Bragg or Distributed Bragg reflector (DBR).

Dieser interne Reflektor 40 reflektiert sowohl das Laserverstärkerstrahlungsfeld 30 als auch das Pumpstrahlungsfeld 70.This internal reflector 40 reflects both the laser amplifier radiation field 30 as well as the pump radiation field 70 ,

Ein derartiger Braggreflektor ist beispielsweise aus einer Folge von Schichten mit alternierender Brechzahl der optischen Dicke von einer halben Braggwellenlänge aufgebaut.One Such Bragg reflector is for example from a sequence of Layers of alternating refractive index of the optical thickness of one built up half Bragg wavelength.

Auf den internen Reflektor 40 folgt eine äußere Barrierenstruktur 561 aus Halbleitermaterial, die einerseits eine Barriere für Ladungsträger in den Quantenstrukturen 54 darstellt und andererseits eine derartige Bandlücke aufweist, dass sie weder das Pumpstrahlungsfeld 70 noch das Laserverstärkerstrahlungsfeld 30 absorbiert.On the internal reflector 40 follows an outer barrier structure 56 1 made of semiconductor material, on the one hand a barrier for charge carriers in the quantum structures 54 and on the other hand has such a bandgap that it does not affect the pump radiation field 70 nor the laser amplifier radiation field 30 absorbed.

Die Dicke der Barrierenstruktur 561 kann außerdem noch zum Einstellen der Phasenlage der reflektierten Strahlungsfelder dienen.The thickness of the barrier structure 56 1 can also serve to adjust the phase of the reflected radiation fields.

Weitere Barrierenschichten 562 aus Halbleitermaterial dienen dazu, die einzelnen Quantenstrukturgruppen 60 im Abstand von der äußeren Barrierenstruktur 561 anzuordnen.Further barrier layers 56 2 of semiconductor material serve to the individual quantum structure groups 60 at a distance from the outer barrier structure 56 1 to arrange.

Jede der Quantenstrukturgruppen 60 umfasst, wie in Tabelle 1 dargestellt, beispielsweise insgesamt fünf Quantenstrukturen 54, wobei beiderseits jeder der Quantenstrukturen 54 eine Barrierenstruktur 562 vorgesehen ist, wobei die in der Tabelle 1 dargestellten Barrierenstrukturen 562 aufgrund der Darstellung des Schichtaufbaus jeweils Barrierenstrukturen 562 mit halber Dicke darstellen, da bei fünfmaliger aufeinander folgender Anordnung der in Tabelle 1 dargestellten Schichten zwei aufeinander liegende Barrierenstrukturen 562 zwischen zwei Quantenstrukturen 54 innerhalb einer Quantenstrukturgruppe 60 eine Dicke von 2 × 2,5 nm, also 5 nm, aufweisen und somit eine Tunnelbarrierenstruktur 58 darstellen.Each of the quantum structure groups 60 comprises, as shown in Table 1, for example, a total of five quantum structures 54 , where on either side of each of the quantum structures 54 a barrier structure 56 2 is provided, wherein the barrier structures shown in Table 1 56 2 due to the representation of the layer structure respectively barrier structures 56 2 at half thickness, since five successive layers of the layers shown in Table 1 have two superimposed barrier structures 562 between two quantum structures 54 within a quantum structure group 60 a thickness of 2 × 2.5 nm, ie 5 nm, and thus have a tunnel barrier structure 58 represent.

Die jeweils außen liegenden Barrierenstrukturen 562 einer Quantenstrukturgruppe 60 liegen dann unmittelbar an Barrierenstrukturen 562 an und vereinigen sich mit diesen zu einer Barrierenstruktur, die bereits aufgrund ihrer Dicke keinen Tunneleffekt mehr zulässt.The respective outer barrier structures 56 2 a quantum structure group 60 then lie directly on barrier structures 56 2 and join with them to a barrier structure, which already no longer allows tunnel effect due to their thickness.

Die Quantenstrukturen 54 sind beispielsweise aus dem Halbleitermaterial GaAs herstellt und haben eine Dicke in der Größenordnung von 8 nm.The quantum structures 54 For example, GaAs is made of the semiconductor material and has a thickness of the order of 8 nm.

Allgemein können die Quantenstrukturen 54 quer zu den Flächen 52 eine Dicke aufweisen, die maximal in der Größenordnung des zehnfachen, noch besser des einfachen der Wellenlänge der Elektronen in dem die Quantenstruktur 54 bildenden Halbleitermaterial sind. Typischerweise beträgt bei dem Halbleitermaterial GaAs die Dicke ungefähr 5 nm bis ungefähr 10 nm.In general, the quantum structures 54 across the surfaces 52 have a thickness of at most the order of ten times, even better the simple of the wavelength of the electrons in which the quantum structure 54 forming semiconductor material. Typically, in the semiconductor material GaAs, the thickness is about 5 nm to about 10 nm.

Damit legen die Quantenstrukturen 54 eine Ausdehnung eines in diesem vorhandenen Elektronengases fest, so dass ein dimensionslimitiertes Elektronengas vorliegt.This is where the quantum structures lay 54 an extent of an existing in this existing electron gas, so that a dimension limited electron gas is present.

Dabei können die Quantenstrukturen 54 beispielsweise als sich in den Flächen 52 erstreckende flächige Filme mit einem zweidimensionalen Elektronengas, sich in den Flächen 52 erstreckende Quantendrähte mit einem eindimensionalen Elektronengas oder auch sich in den Flächen 52 angeordnete Quantenpunkte mit einem nulldimensionalen Elektronengas darstellen.In doing so, the quantum structures 54 for example, when in the areas 52 extending planar films with a two-dimensional electron gas, located in the surfaces 52 extending quantum wires with a one-dimensional electron gas or even in the surfaces 52 Represent arranged quantum dots with a zero-dimensional electron gas.

Die Beschreibung derartiger Quantenstrukturen findet sich beispielsweise in dem Buch von Karl Joachim Ebeling, Integrierte Optoelektronik, Springer Verlag 1992, Seite 215 bis 221 .The description of such quantum structures can be found for example in the book of Karl Joachim Ebeling, Integrated Optoelectronics, Springer Verlag 1992, page 215-221 ,

Dadurch, dass innerhalb der jeweiligen Quantenstrukturgruppe 60 zwischen unmittelbar in Richtung der optischen Achse 32 aufeinander folgenden Quantenstrukturen 54 die Barrierenstrukturen 58 lediglich eine Dicke beispielsweise in der Größenordnung von 5 nm haben, besteht die Möglichkeit, dass die durch das optische Pumpen mittels des Pumpstrahlungsfeldes 70 in den Quantenstrukturen 54 erzeugten Löcher und Elektronen durch die Barrierenstrukturen 58 hindurchtunneln und somit sich innerhalb der jeweiligen Quantenstrukturgruppe auf die Quantenstrukturen 54 verteilen.Because of that within the respective quantum structure group 60 between directly in the direction of the optical axis 32 consecutive quantum structures 54 the barrier structures 58 have only a thickness, for example, in the order of 5 nm, there is the possibility that by the optical pumping by means of the pumping radiation field 70 in the quantum structures 54 generated holes and electrons through the barrier structures 58 tunnel through and thus within the respective quantum structure group on the quantum structures 54 to distribute.

Erfolgt beispielsweise ein optisches Pumpen in nur einer der Quantenstrukturen 54, so verteilen sich die Elektronen und Löcher, die durch das Pumpstrahlungsfeld 70 erzeugt werden, auch auf die übrigen Quantenstrukturen 54 dieser Quantenstrukturgruppe 60.For example, if optical pumping occurs in only one of the quantum structures 54 , so distribute the electrons and holes through the pump radiation field 70 be generated, also on the other quantum structures 54 this quantum structure group 60 ,

Ein derartiges Tunneln von Elektronen und Löchern erfolgt primär nicht von allen Arten von Löchern, sondern primär von so genannten "leichten Löchern" und Elektronen. Vorzugsweise ist eine derartige Tunnelbarrierenstruktur 58 zwischen zwei Quantenstrukturen 54 innerhalb einer Quantenstrukturgruppe 60 so ausgebildet, dass die tunnelbegrenzte Lebensdauer für die Ladungsträger, das heißt die leichten Löcher und die Elektronen, mindestens um ungefähr einen Faktor 5, noch besser mindestens um ungefähr einen Faktor 10, kleiner ist als die Ladungsträgerlebensdauer in der jeweiligen Quantenstruktur 54.Such tunneling of electrons and holes is primarily not done by all types of holes, but primarily by so-called "light holes" and electrons. Preferably, such a tunnel barrier structure 58 between two quantum structures 54 within a quantum structure group 60 designed so that the tunnel-limited life for the charge carriers, that is, the light holes and the Electrons, at least about a factor of 5, more preferably at least about a factor of 10, are smaller than the carrier lifetime in the respective quantum structure 54 ,

Um dies zu erreichen, liegt die Dicke der Tunnelbarrierenstrukturen 58 zweckmäßigerweise im Bereich zwischen ungefähr 0,5 nm und ungefähr 10 nm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 2 nm bis ungefähr 6 nm.To achieve this, the thickness of the tunnel barrier structures lies 58 suitably in the range between about 0.5 nm and about 10 nm, preferably in the range of about 2 nm to about 6 nm.

Die Tunnelbarrierenstrukturen 58 haben dabei eine Bandlücke, die um mindestens 32 meV größer ist als die Bandlücke der Quantenstruktur 54, wobei die Bandlücke der Tunnelbarrierenstruktur 58 im dargestellten Ausführungsbeispiel ungefähr 380 meV größer ist als die Bandlücke der Quantenstruktur 55 im Fall von GaAs.The tunnel barrier structures 58 have a band gap that is at least 32 meV larger than the band gap of the quantum structure 54 In the illustrated embodiment, the bandgap of the tunnel barrier structure 58 is approximately 380 meV greater than the bandgap of the quantum structure 55 in the case of GaAs.

Die Bandlücke der Tunnelbarrierenstrukturen lässt sich dabei bei dem beispielsweise verwendeten System von Al(x)Ga(1 – x)As durch den Gehalt von Al einstellen, wobei beispielsweise in diesem Fall die Tunnelbarrierenstrukturen 58 einen Al-Gehalt von x = 0,30 aufweisen.In the case of the system of Al (x) Ga (1-x) As, for example, the band gap of the tunnel barrier structures can be adjusted by the content of Al, in which case, for example, the tunnel barrier structures 58 have an Al content of x = 0.30.

Auf den laseraktiven Volumenbereich 50 mit den beispielsweise drei Quantenstrukturgruppen 601 , 602 und 603 folgen wiederum Barrierenstrukturen 562 und 56, in gleicher Weise wie sie zwischen dem internen Braggreflektor 40 und dem laseraktiven Volumenbereich 50 vorgesehen sind.On the laser-active volume range 50 with the example three quantum structure groups 60 1 . 60 2 and 60 3 again follow barrier structures 562 and 56 , in the same way as between the internal Bragg reflector 40 and the laser active volume range 50 are provided.

Auf diese Barrierenstrukturen 561 und 562 folgt der auskoppelseitige Reflektor 80, welcher ebenfalls als Braggspiegel (DBR) aus Halbleiterschichten ausgebildet ist und ähnlich wie der rückseitige Braggspiegel 40 aufgebaut ist, allerdings mit weniger Spiegelschichten. Damit bildet der auskoppelseitige Reflektor 80 zusammen mit dem rückseitigen Reflektor 40 die bereits beschriebene Mirkokavität, die für das Pumpstrahlungsfeld 70 von Bedeutung ist und, wie in 3 und 4 dargestellt, dazu führt, dass sich im Festkörper 10, insbesondere im laseraktiven Volumenbereich 50, durch Interferenz der reflektierten Pumpstrahlungsfelder 70 ein Pumpstrahlungsintensitätsverlauf in Form eines Stehwellenfeldes mit Intensitätsüberhöhungen ausbildet, das in Richtung der optischen Achse 32 gesehen an definierten Positionen Intensitätsmaxima, beispielsweise die Maxima PM1, PM2 und PM3 aufweist.On these barrier structures 56 1 and 56 2 follows the outcoupling reflector 80 , which is also formed as a Bragg mirror (DBR) of semiconductor layers and similar to the back-side Bragg mirror 40 is constructed, but with fewer mirror layers. Thus, the decoupled reflector forms 80 together with the back reflector 40 the already described Mirkokavität that for the pump radiation field 70 is important and, as in 3 and 4 shown, causes that in the solid state 10 , in particular in the laser-active volume range 50 , by interference of the reflected pump radiation fields 70 a pump radiation intensity profile in the form of a standing wave field with intensity peaks formed in the direction of the optical axis 32 seen at defined positions intensity maxima, for example, the maxima PM 1 , PM 2 and PM 3 has.

Das als Stehwellenfeld ausgebildete Pumpstrahlungsfeld 70 wird als Stehwellenfeld einer longitudinalen Mode N oder N + 1 außerdem so gewählt, dass die Maxima PM möglichst exakt am Ort einer Quantenstruktur 54 aus einer Quantenstrukturengruppe 60 liegen. So ist beispielsweise, wie in 4 dargestellt, das Stehwellenfeld des Pumpstrahlungsfeldes 70 so gewählt, dass das Maximum PM1 am Ort der dem rückseitigen internen Reflektor 40 nächstliegenden Quantenstruktur 54a der Quantenstrukturengruppe 601 liegt, das heißt lokal mit dieser zusammenfällt, so dass ein Pumpen dieser Quantenstruktur 54 mit maximaler Intensität möglich ist.The trained as standing wave field pump radiation field 70 is also chosen as a standing wave field of a longitudinal mode N or N + 1 so that the maxima PM as exactly as possible at the location of a quantum structure 54 from a quantum structure group 60 lie. For example, as in 4 shown, the standing wave field of the pump radiation field 70 chosen so that the maximum PM 1 at the location of the rear-side internal reflector 40 nearest quantum structure 54a the quantum structure group 60 1 lies, that is locally coincides with this, so that pumping this quantum structure 54 with maximum intensity is possible.

Desgleichen fällt das Maximum PM2 des Stehwellenfeldes des Pumpstrahlungsfeldes 70 mit der dem rückseitigen internen Reflektor 40 nächstliegenden Quantenstruktur 54a der Quantenstrukturengruppe 602 zusammen und auch das Maximum PM3 fällt mit der Quantenstruktur 54a der Quantenstrukturengruppe 603 , die dem rückseitigen internen Reflektor 40 am nächsten liegt, lokal zusammen, so dass in jeder der Quantenstrukturengruppen 601, 602 und 603 eine der Quantenstrukturen 54a, nämlich jeweils die, die dem rückseitigen internen Reflektor 40 am nächsten liegt, mit maximaler Intensität des Pumpstrahlungsfeldes 70 optisch gepumpt wird, um dort Ladungsträger, nämlich Elektronen und Löcher, zu erzeugen.Likewise, the maximum PM 2 of the standing wave field of the pump radiation field falls 70 with the backside internal reflector 40 nearest quantum structure 54a the quantum structure group 60 2 together and also the maximum PM 3 coincides with the quantum structure 54a the quantum structure group 60 3 that the backside internal reflector 40 closest to each other, locally together, so that in each of the quantum structure groups 601 . 60 2 and 60 3 one of the quantum structures 54a namely, the ones that the rear-side internal reflector 40 is closest, with maximum intensity of the pump radiation field 70 is pumped optically in order to generate charge carriers, namely electrons and holes.

Um das durch den auskoppelseitigen Reflektor 80 erhältliche Stehwellenfeld des Pumpstrahlungsfeldes 70 nicht zu stören, wird eine für den Schutz der AlGaAs-Halbleiterschichten notwendige frontseitige Halbleiterschicht als Schutzschicht 86, beispielsweise aus GaAs, durch eine in der Tabelle 1 mit 84 bezeichnete Abstandshalterschicht, gebildet durch Barrierenstrukturen 56, derart positioniert, dass die frontseitige Halbleiterschicht 86 in einem Minimum oder nahe eines Minimums des durch die Mikrokavität definierten Pumpstrahlungsintensitätsverlauf des Pumpstrahlungsfeldes 70 liegt.To that by the decoupling reflector 80 available standing wave field of the pump radiation field 70 not to disturb, a necessary for the protection of the AlGaAs semiconductor layers front-side semiconductor layer as a protective layer 86 , For example, GaAs, by a in Table 1 with 84 designated spacer layer formed by barrier structures 56 , positioned such that the front-side semiconductor layer 86 in a minimum or near a minimum of the pump radiation intensity profile of the pump radiation field defined by the microcavity 70 lies.

Ferner liegt zwischen der Schutzschicht 86 und der Oberfläche 44 des Festkörpers 10 noch eine in Tabelle 1 mit 88 bezeichnete dielektrische Schicht, die durch als dielektrische Lambdaviertelsschicht aus Halbleitermaterial ausgebildet ist und verhindert, dass sich am optisch "harten" Übergang zwischen dem Halbleitermaterial und der Luft mit einem sehr großen Brechzahlensprung ein Maximum des Stehwellenfeldes des Pumpstrahlungsfeldes 70 ausbildet.Furthermore, lies between the protective layer 86 and the surface 44 of the solid 10 one more in Table 1 with 88 denoted dielectric layer, which is formed by a dielectric lambda quarter layer of semiconductor material and prevents the optically "hard" transition between the semiconductor material and the air with a very large refractive index jump a maximum of the standing wave field of the pump radiation field 70 formed.

Diese dielektrische Schicht 88 dient dazu, dass sich an der Oberfläche 44 ein Intensitätsmaximum des Stehwellenfeldes des Laserstrahlungsfeldes 30 und auch wenn möglich des Pumpstrahlungsfeldes 70 ausbildet, so dass das nächstfolgende Minimum des jeweiligen Stehwellenfeldes in der Schutzschicht 86 liegt.This dielectric layer 88 serves to be on the surface 44 an intensity maximum of Standing wave field of the laser radiation field 30 and also if possible the pump radiation field 70 forms, so that the next following minimum of the respective standing wave field in the protective layer 86 lies.

Der auskoppelseitige Reflektor 80 wirkt jedoch nicht nur auf das Pumpstrahlungsfeld 70, sondern auch auf das Laserverstärkerstrahlungsfeld 30, dessen longitudinale Moden zum primär durch den rückseitigen internen Reflektor 40 und den externen Reflektor 42 definiert sind, jedoch eine zusätzliche Auswahl durch die zwischen dem auskoppelseitigen Reflektor 80 und dem rückseitigen Reflektor 40 definierte Mikrokavität erfahren, so dass, wie in 3 und 4 dargestellt, sich in dem laseraktiven Volumenbereich 50 durch Interferenz der reflektierten Laserstrahlungsfelder 30 ein Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf in Form eines Stehwellenfeldes mit einer longitudinalen Mode N der Mikrokavität ausbildet, die beispielsweise in dem laseraktiven Volumenbereich 50 die Intensitätsmaxima LM1, LM2 und LM3 aufweist.The outcoupling reflector 80 However, it does not only affect the pump radiation field 70 , but also on the laser amplifier radiation field 30 whose longitudinal modes are primarily due to the rear-side internal reflector 40 and the external reflector 42 are defined, however, an additional selection by the between the decoupling reflector 80 and the back reflector 40 defined microcavity, so that, as in 3 and 4 shown in the laser active volume range 50 by interference of the reflected laser radiation fields 30 forms an amplifier radiation intensity profile in the form of a standing wave field with a longitudinal mode N of the microcavity, for example, in the laser-active volume range 50 the intensity maxima LM 1 , LM 2 and LM 3 has.

Wie sich ebenfalls aus 4 ergibt, liegen die Maxima LM1, LM2 und LM3 in Richtung der optischen Achse 32 im Abstand von den Maxima PM1, PM2 und PM3 und somit jeweils lokal am Ort einer Quantenstruktur 54e, die nicht mit der Quantenstruktur 54a innerhalb der jeweiligen Quantenstrukturengruppe 60 zusammenfällt.As is also apparent 4 results, the maxima LM 1 , LM 2 and LM 3 are in the direction of the optical axis 32 at a distance from the maxima PM 1 , PM 2 and PM 3 and thus in each case locally at the location of a quantum structure 54e that does not match the quantum structure 54a within the respective quantum structure group 60 coincides.

Vielmehr ist beispielsweise die Quantenstruktur 54e in der jeweiligen Quantenstrukturengruppe 60 diejenige Quantenstruktur 54, die der Oberfläche 44 des Festkörpers 10 nächstliegend angeordnet ist.Rather, for example, the quantum structure 54e in the respective quantum structure group 60 that quantum structure 54 that of the surface 44 of the solid 10 is arranged next.

Die Quantenstruktur 54e wird jedoch, wie sich ebenfalls aus 4 ergibt, nur unwesentlich durch das Stehwellenfeld des Pumpstrahlungsfeldes 70 gepumpt, da die Intensität des Stehwellenfeldes des Pumpstrahlungsfeldes 70 im Bereich dieser Quantenstruktur 54e jeweils gering, wenn nicht minimal, ist.The quantum structure 54e However, as is also the case 4 results, only insignificantly by the standing wave field of the pump radiation field 70 pumped, since the intensity of the standing wave field of the pump radiation field 70 in the region of this quantum structure 54e low, if not minimal.

Aufgrund der Tatsache, dass nun aufgrund der Tunnelbarrierenstruktur 58 innerhalb der jeweiligen Quantenstrukturengruppe 60 ein Tunneln der Ladungsträger, insbesondere der Elektronen und leichten Löcher, zwischen den Quantenstrukturen 54 der jeweiligen Quantenstrukturengruppe 60 erfolgt, findet innerhalb der jeweiligen Quantenstrukturengruppe 60 ein Ausgleich der Ladungsträgerkonzentration zwischen den Quantenstrukturen 54a und den Quantenstrukturen 54e statt, so dass aus den Quantenstrukturen 54e stimulierte Emission erfolgt, die zur Verstärkung des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 beiträgt, insbesondere da der Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 am Ort der jeweiligen Quantenstruktur 54e ihr jeweiliges Intensitätsmaximum, nämlich das Intensitätsmaximum LM1, LM2 und LM3 aufweist.Due to the fact that now due to the tunnel barrier structure 58 within the respective quantum structure group 60 a tunneling of the charge carriers, in particular the electrons and light holes, between the quantum structures 54 the respective quantum structure group 60 takes place within the respective quantum structure group 60 a compensation of the charge carrier concentration between the quantum structures 54a and the quantum structures 54e instead, leaving out of the quantum structures 54e stimulated emission, which is used to amplify the laser amplifier radiation field 30 contributes, in particular because the amplifier radiation intensity curve of the laser amplifier radiation field 30 at the location of the respective quantum structure 54e their respective intensity maximum, namely the intensity maximum LM 1 , LM 2 and LM 3 has.

Das Tunneln der Ladungsträger innerhalb einer Quantenstrukturengruppe 60 über die Tunnelbarrierenstrukturen 58 hinweg ermöglicht somit einerseits optimales unmittelbares Pumpen mindestens einer Quantenstruktur 54 innerhalb einer der Quantenstrukturengruppen 60 und lokal hiervon in Richtung der optischen Achse 32 verschieden aus mindestens einer der Quantenstrukturen 54, beispielsweise der Quantenstruktur 54e, durch stimulierte Emission einen optimalen Beitrag zur Verstärkung des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30, wie in 4 dargestellt.The tunneling of the charge carriers within a quantum structure group 60 over the tunnel barrier structures 58 Thus, on the one hand, optimal direct pumping of at least one quantum structure is possible on the one hand 54 within one of the quantum structure groups 60 and locally thereof in the direction of the optical axis 32 different from at least one of the quantum structures 54 , for example, the quantum structure 54e , by stimulated emission an optimal contribution to the amplification of the laser amplifier radiation field 30 , as in 4 shown.

Ein optisches Pumpen durch die Absorption von Pumpstrahlung aus dem Pumpstrahlungsfeld 70 erfolgt, wie in 4 dargestellt, innerhalb der jeweiligen Quantenstrukturengruppe 60 nicht nur in der einen Quantenstruktur 54a, die lokal am Ort des jeweiligen Intensitätsmaximums PM1, PM2 und PM3 liegt, sondern auch in den übrigen Quantenstrukturen 54 dieser Quantenstrukturengruppe 60, allerdings aufgrund der geringeren Intensität des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs des Pumpstrahlungsfeldes 70 am Ort derselben in geringerem Maße.An optical pumping by the absorption of pump radiation from the pump radiation field 70 done as in 4 represented within the respective quantum structure group 60 not just in one quantum structure 54a , which is locally at the location of the respective intensity maximum PM 1 , PM 2 and PM 3 , but also in the other quantum structures 54 this quantum structure group 60 , but due to the lower intensity of the pump radiation intensity profile of the pump radiation field 70 at the place of the same to a lesser extent.

Desgleichen sind für die Verstärkung des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 nicht nur die Quantenstrukturen 54e innerhalb der Quantenstrukturengruppen 60, die am Ort der Maxima LM1, LM2 und LM3 liegen, wirksam, sondern ebenfalls die übrigen Quantenstrukturen 54 innerhalb der Quantenstrukturengruppen 60, allerdings aufgrund der geringeren Intensität des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 am Ort derselben in geringerem Maße.Likewise, for the gain of the laser amplifier radiation field 30 not just the quantum structures 54e within the quantum structure groups 60 , which are at the location of the maxima LM 1 , LM 2 and LM 3 , effective, but also the other quantum structures 54 within the quantum structure groups 60 , but due to the lower intensity of the amplifier radiation intensity profile of the laser amplifier radiation field 30 at the place of the same to a lesser extent.

Desgleichen ist auch die Position der als Schutzschicht wirksamen frontseitigen Halbleiterschicht 86 relativ zum Stehwellenfeld des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 relevant, so dass die als Abstandshalter 84 wirkenden Barriereschichten 561 ebenfalls so gewählt sind, dass die Schutzschicht 86 in einem Minimum oder nahe einem Minimum des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 liegt.Likewise, the position of the effective as a protective layer front-side semiconductor layer 86 relative to the standing wave field of the laser amplifier radiation field 30 relevant, so that as a spacer 84 acting barrier layers 56 1 are also chosen so that the protective layer 86 in a minimum or near a minimum of the amplifier radiation intensity profile of the laser amplifier radiation field 30 lies.

Darüber hinaus ist auch die dielektrische Schicht 88 als Lambdaviertelsschicht gewählt, dass das Minimum des Stehwellenfeldes bei der frontseitigen Halbleiterschicht liegt.In addition, the dielectric layer is also 88 selected as lambda quarter layer, that the minimum of the standing wave field in the front-side semiconductor layer is located.

Zusammenfassend bilden somit die Quantenstrukturengruppen 601 , 602 und 603 für den Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 eine resonante periodische Verstärkungsstruktur, da jede der Quantenstrukturgruppen 601 , 602 und 603 so angeordnet ist, dass die stimulierte Emission aus mindestens einer der von deren Quantenstrukturen 54 im Bereich eines der Maxima LM1, LM2 und LM3 des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs auftritt und gleichzeitig bilden die Quantenstrukturengruppen 601 , 602 und 603 aufgrund ihrer Anordnung im Festkörper 10 eine optimale resonante periodische Absorberstruktur um das Pumpstrahlungsfeld 70 im Bereich der Maxima PM1, PM2 und PM3 des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs des Pumpstrahlungsfeldes 70 zu absorbieren.In summary, the quantum structure groups thus form 60 1 . 60 2 and 60 3 for the amplifier radiation intensity profile of the laser amplifier radiation field 30 a resonant periodic gain structure, since each of the quantum structure groups 60 1 . 60 2 and 60 3 is arranged so that the stimulated emission from at least one of their quantum structures 54 occurs in the range of one of the maxima LM 1 , LM 2 and LM 3 of the amplifier radiation intensity profile and simultaneously form the quantum structures groups 60 1 . 60 2 and 60 3 due to their arrangement in the solid state 10 an optimal resonant periodic absorber structure around the pump radiation field 70 in the region of the maxima PM 1 , PM 2 and PM 3 of the pump radiation intensity profile of the pump radiation field 70 to absorb.

Bei dem in 1 bis 4 dargestellten und vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind, wie sich aus Tabelle 1 ergibt, innerhalb einer Quantenstrukturengruppe 60 die Quantenstrukturen 54 und die Tunnelbarrieren 58 mit der gleichen Schichtdicke und jeweils aus demselben Material ausgebildet.At the in 1 to 4 As shown in Table 1, the first embodiment shown and described above is within a quantum structure group 60 the quantum structures 54 and the tunnel barriers 58 formed with the same layer thickness and each of the same material.

Die energetischen Verhältnisse des ersten Ausführungsbeispiels für den Fall von Elektronen sind nochmals zur Verdeutlichung in 5 dargestellt, wobei auch der unterschiedliche Bandabstand für die Halbleitermaterialien der Barrierenstrukturen 561 und 562 und die Schichtdicke dargestellt sind.The energetic relationships of the first embodiment in the case of electrons are again illustrated in FIG 5 wherein the different band gap for the semiconductor materials of the barrier structures 56 1 and 56 2 and the layer thickness are shown.

Vorausgesetzt, dass die tunnelbegrenzte Lebensdauer der Ladungsträger um mehr als einen Faktor 10 kleiner ist als die Lebensdauer der Ladungsträger in den Quantenstrukturen 54a, kann davon ausgegangen werden, dass bei im Wesentlichen identischem niedrigstem Energieniveau E1 bei allen Quantenstrukturen 54 aufgrund der Tunnelprozesse durch die Tunnelbarrierenstrukturen 58 eine Gleichverteilung der Konzentration der Ladungsträger im niedrigsten Energieniveau E1 in allen Quantenstrukturen 54 erfolgt.Provided that the tunnel-limited lifetime of the charge carriers is more than a factor of 10 smaller than the lifetime of the charge carriers in the quantum structures 54a , it can be assumed that at essentially identical lowest energy level E1 in all quantum structures 54 due to the tunneling processes through the tunnel barrier structures 58 an equal distribution of the charge carrier concentration in the lowest energy level E1 in all quantum structures 54 he follows.

Dabei erfolgt dann die stimulierte Emission mindestens aus der Quantenstruktur 54e wobei die Gleichverteilung der Konzentration der Ladungsträger weiterhin durch die Tunnelprozesse aufrechterhalten wird.The stimulated emission then takes place at least from the quantum structure 54e wherein the uniform distribution of the charge carrier concentration is still maintained by the tunneling processes.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems, dargestellt in 6, sind beispielsweise zwei Quantenstrukturen 54, nämlich die Quantenstrukturen 54a und 54b mit einem größeren Bandabstand ausgebildet, während die zwei anderen Quantenstrukturen 54d und 54e einen geringeren Bandabstand aufweisen.In a second embodiment of a laser amplifier system according to the invention, shown in FIG 6 , are, for example, two quantum structures 54 , namely the quantum structures 54a and 54b formed with a larger bandgap, while the other two quantum structures 54d and 54e have a smaller band gap.

Ferner ist noch beispielsweise die Tunnelbarrierenstruktur 58' zwischen der Quantenstruktur 54b und der Quantenstruktur 54d mit geringerer Dicke, beispielsweise einer Dicke von 2 nm, ausgeführt, so dass sich die Tunnelwahrscheinlichkeit von der Quantenstruktur 54b zur Quantenstruktur 54d vergrößert. Dies führt dazu, dass die Tunnelwahrscheinlichkeit für Ladungsträger aus den Quantenstrukturen 54a und 54b in die Quantenstrukturen 54d und 54e vergrößert ist.Further still, for example, is the tunnel barrier structure 58 ' between the quantum structure 54b and the quantum structure 54d with a smaller thickness, for example, a thickness of 2 nm, designed so that the tunneling probability of the quantum structure 54b to the quantum structure 54d increased. This leads to the fact that the tunneling probability for charge carriers from the quantum structures 54a and 54b into the quantum structures 54d and 54e is enlarged.

Ferner können beispielsweise die Quantenstrukturen 54a und 54b eine größere Dicke aufweisen, beispielsweise eine Dicke von 10 nm, als die Quantenstrukturen 54d und 54e.Furthermore, for example, the quantum structures 54a and 54b have a greater thickness, for example, a thickness of 10 nm, than the quantum structures 54d and 54e ,

Dabei sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 6 die Quantenstrukturen 54a und 54b so angeordnet, dass diese in erster Linie das Pumpstrahlungsfeld 70 absorbieren, und zwar in den niedrigsten Energieniveaus EP1, die, da es sich um Quantenstrukturen handelt, eine hohe Zustandsdichte aufweisen.In the case of the second exemplary embodiment, according to FIG 6 the quantum structures 54a and 54b arranged so that these primarily the pump radiation field 70 absorb, in the lowest energy levels EP1, which, since they are quantum structures, have a high density of states.

Ferner sind die Quantenstrukturen 54a und 54b so konzipiert, dass deren niedrigste Energieniveaus EP1 energetisch zumindest geringfügig höher liegen als die niedrigsten Energieniveaus EL1 der Quantenstrukturen 54d und 54e, aus denen die stimulierte Emission erfolgen soll. Dies hat den Vorteil, dass die stimulierte Emission aus den Energieniveaus EL1 der Quantenstrukturen 54d und 54e nicht oder nur in geringem Maße durch die niedrigsten Energieniveaus EP1 der Quantenstrukturen 54a und 54b, die das Pumpstrahlungsfeld 70 absorbieren sollen, absorbiert wird.Furthermore, the quantum structures 54a and 54b designed such that their lowest energy levels EP1 are at least slightly higher in energy than the lowest energy levels EL1 of the quantum structures 54d and 54e from which the stimulated emission is to take place. This has the advantage that the stimulated emission from the energy levels EL1 of the quantum structures 54d and 54e not or only to a limited extent by the lowest energy levels EP1 of the quantum structures 54a and 54b that the pumping radiation field 70 absorb, is absorbed.

Ferner sind die Quantenstrukturen 54a und 54b sowie die Quantenstrukturen 54d und 54e so aufeinander abgestimmt, dass die niedrigsten Energieniveaus EP1 der Quantenstrukturen 54a und 54b sowie die über den niedrigsten Energieniveaus EL1 nächst höheren Energieniveaus EL2 der Quantenstrukturen 54d und 54e ungefähr auf gleichem Niveau liegen, wie ebenfalls in 6 angedeutet.Furthermore, the quantum structures 54a and 54b and the quantum structures 54d and 54e coordinated so that the lowest energy levels EP1 of the quantum structures 54a and 54b and the energy levels EL2 of the quantum structures next higher than the lowest energy levels EL1 54d and 54e are about the same level, as also in 6 indicated.

Damit besteht die Möglichkeit eines resonanten Tunnelns der Ladungsträger, im dargestellten Fall der 6 der Elektronen, aus dem niedrigsten Energieniveau EP1 der Quantenstruktur 54b in das nächst höhere Energieniveau EL2 der Quantenstruktur 54d. Zwischen den Quantenstrukturen 54d und 54e, deren Energieniveaus EL1 und EL2 ebenfalls im Wesentlichen gleich hoch sind, kann dann ebenfalls ein resonantes Tunneln durch die Tunnelbarrierenstruktur 58 hindurch erfolgen, und außerdem stets eine Relaxation aus dem Energieniveau EL2 in den Energieniveau EL1 der jeweiligen Quantenstruktur 54d und 54e, das, da es sich um das niedrigste Energieniveau handelt, eine hohe Zustandsdichte aufweist. Aus diesem niedrigsten Energieniveau EL1 der Quantenstrukturen 54d und 54e erfolgt damit die stimulierte Emission zur Verstärkung des Laserstrahlungsfeldes 30.There is thus the possibility of a resonant tunneling of the charge carriers, in the case shown the 6 of the electrons, from the lowest energy level EP1 of the quantum structure 54b into the next higher energy level EL2 of the quantum structure 54d , Between the quantum structures 54d and 54e , whose energy levels EL1 and EL2 are also substantially equal, may then also resonantly tunnel through the tunnel barrier structure 58 and always a relaxation from the energy level EL2 into the energy level EL1 of the respective quantum structure 54d and 54e , which, because it is the lowest energy level, has a high density of states. From this lowest energy level EL1 of the quantum structures 54d and 54e Thus, the stimulated emission to amplify the laser radiation field 30 ,

Der Vorteil des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 6 ist somit darin zu sehen, dass die Möglichkeit besteht, einerseits Quantenstrukturen, nämlich die Quantenstrukturen 54a und 54b optimal zu Pumpen, die Quantenstrukturen 54a und 54b jedoch so zu konzipieren, dass diese die stimulierte Emission aus den niedrigsten Energieniveaus EL1 der Quantenstrukturen 54d und 54e in möglichst geringerem Maße absorbieren.The advantage of the second embodiment according to 6 is thus to be seen in the fact that there is the possibility, on the one hand, of quantum structures, namely the quantum structures 54a and 54b optimal for pumping, the quantum structures 54a and 54b however, to conceive that these stimulated emission from the lowest energy levels EL1 of the quantum structures 54d and 54e to absorb as little as possible.

Ferner besteht die Möglichkeit des resonanten Tunnelns zwischen den niedrigsten Energieniveaus EP1 der Quantenstrukturen 54a und 54b in die nächst höheren Energieniveaus EL2 der Quantenstrukturen 54d und 54e, so dass dadurch eine hohe Tunnelwahrscheinlichkeit gegeben ist und außerdem dann eine Relaxation der Ladungsträger in die niedrigsten Energieniveaus EL1 der Quantenstrukturen 54d und 54e erfolgt, so dass aus den Quantenstrukturen 54d und 54e die Wahrscheinlichkeit eines Tunnelns der Ladungsträger zurück in die Quantenstrukturen 54a und 54b gering ist. Somit besteht insgesamt die Möglichkeit, die aufgrund ihrer lokalen Anordnung günstigen Quantenstrukturen 54d und 54e optimal mit Ladungsträgern auf den Energieniveaus EL1 zur versorgen, wobei die Ladungsträgerkonzentration auf diesem Energieniveaus EL1 größer ist als die Ladungsträgerkonzentration in den Energieniveaus EP1 der Quantenstrukturen 54a und 54b, und somit kann eine niedrigere Laserschwelle als beim ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden.Furthermore, there is the possibility of resonant tunneling between the lowest energy levels EP1 of the quantum structures 54a and 54b into the next higher energy levels EL2 of the quantum structures 54d and 54e , so that thereby a high tunneling probability is given and also then a relaxation of the charge carriers in the lowest energy levels EL1 of the quantum structures 54d and 54e done so that out of the quantum structures 54d and 54e the probability of tunneling the charge carriers back into the quantum structures 54a and 54b is low. Thus, the overall possibility exists of the favorable quantum structures due to their local arrangement 54d and 54e to be optimally supplied with charge carriers at the energy levels EL1, the carrier concentration at this energy level EL1 being greater than the carrier concentration in the energy levels EP1 of the quantum structures 54a and 54b , and thus a lower laser threshold can be achieved than in the first embodiment.

Im einfachsten Fall können die Quantenstrukturen 54a und 54b so angeordnet sein, dass deren Ort möglichst optimal im Bereich eines Maximums PM des Pumpstrahlungsfeldes 70 liegt, während die Quantenstrukturen 54d und 54e so angeordnet sind, dass deren Ort möglichst optimal im Bereich eines Maximums LM des Laserverstärkerstrahlungsfeldes 30 liegt.In the simplest case, the quantum structures 54a and 54b be arranged so that their location as optimal as possible in the range of a maximum PM of the pump radiation field 70 lies while the quantum structures 54d and 54e are arranged so that their location as optimal as possible in the region of a maximum LM of the laser amplifier radiation field 30 lies.

Dabei sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Tunnelbarrierenstrukturen 58 und 58' so ausgebildet, dass diese jeweils denselben Bandabstand aufweisen.In this case, in the second embodiment, the tunnel barrier structures 58 and 58 ' designed so that they each have the same band gap.

Abweichend von einem zweiten Ausführungsbeispiel ist bei einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 7, vorgesehen, dass die Tunnelbarrierenstruktur 58' zwischen der Quantenstruktur 54b und der Quantenstruktur 54d einen geringeren Bandabstand aufweist, was ebenfalls zur Erhöhung der Tunnelwahrscheinlichkeit und somit zur Erniedrigung der tunnelbegrenzten Lebensdauer der Ladungsträger, in diesem Fall der Elektronen, führt, so dass auch dadurch sich die Konzentration der Ladungsträger in den Quantenstrukturen 54d und 54e vergrößern lässt, beispielsweise ergänzend zur Verringerung der Dicke der Quantenstruktur 58'.Deviating from a second embodiment, in a third embodiment, shown in FIG 7 , provided that the tunnel barrier structure 58 ' between the quantum structure 54b and the quantum structure 54d has a smaller band gap, which likewise leads to an increase in the tunneling probability and thus to a reduction in the tunnel-limited service life of the charge carriers, in this case the electrons, so that the concentration of the charge carriers in the quantum structures is also thereby reduced 54d and 54e magnify, for example, in addition to reducing the thickness of the quantum structure 58 ' ,

Ferner sind die Quantenstrukturen 54a und 54b sowie die Quantenstrukturen 54d und 54e mit derselben Dicke ausgebildet, wie beim zweiten Ausführungsbeispiel.Furthermore, the quantum structures 54a and 54b and the quantum structures 54d and 54e formed with the same thickness as in the second embodiment.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 8, ist die Quantenstruktur 54a' als verbreiterte Quantenstruktur, beispielsweise mit einer Breite von 20 nm ausgebildet, hat jedoch einen variierenden Bandabstand, der in Richtung der Quantenstruktur 54d geringer wird.In a fourth embodiment, shown in FIG 8th , is the quantum structure 54a ' However, as a widened quantum structure, for example formed with a width of 20 nm, but has a varying band gap in the direction of the quantum structure 54d becomes smaller.

Damit lässt sich die Tunnelwahrscheinlichkeit in Richtung der Quantenstrukturen 54d und 54e noch zusätzlich erhöhen, so dass insbesondere bei einer Tunnelbarriere 58' zwischen der Quantenstruktur 54a' und 54d geringer Dicke, beispielsweise von 3 nm, eine Erhöhung der Konzentration der Ladungsträger in den Quantenstrukturen 54d und 54e erreichen lässt und somit mehrheitlich die durch Absorption in der Quantenstruktur 54a' entstehenden Ladungsträger durch Tunneln in die Quantenstrukturen 54d und 54e übergehen, um dort durch stimulierten Emission zur Verstärkung des Laserstrahlungsfeldes 30 beizutragen.This allows the tunneling probability in the direction of the quantum structures 54d and 54e additionally increase, so that especially at a tunnel barrier 58 ' between the quantum structure 54a ' and 54d small thickness, for example of 3 nm, an increase in the concentration of charge carriers in the quantum structures 54d and 54e can be reached and thus by the majority in the quantum structure by absorption 54a ' resulting charge carriers by tunneling into the quantum structures 54d and 54e go over there by stimulated emission to amplify the laser radiation field 30 contribute.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 03/100922 A2 [0002] WO 03/100922 A2 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Karl Joachim Ebeling, Integrierte Optoelektronik, Springer Verlag 1992, Seite 215 bis 221 [0120] - Karl Joachim Ebeling, Integrated Optoelectronics, Springer Verlag 1992, pages 215 to 221 [0120]

Claims (48)

Laserverstärkersystem umfassend einen mit einem Kühlkörper (20) thermisch gekoppeltem Festkörper (10) mit einem laseraktiven Volumenbereich (50), in welchem in mehreren, sich parallel zueinander erstreckenden Flächen (52) jeweils mindestens eine sich zumindest über Teilbereiche der Fläche (52) erstreckende laseraktive Quantenstruktur (54) aus Halbleitermaterial angeordnet ist und in welchem die Quantenstrukturen (54) durch beiderseits der Flächen (52) angeordnete Barrierenstrukturen (56) voneinander getrennt sind, eine ein sich quer zu den Flächen (52) ausbreitendes Pumpstrahlungsfeld (70) erzeugende Pumpstrahlungsquelle (72) zum optischen Pumpen des laseraktiven Volumenbereichs (50) derart, dass die Absorption von Pumpstrahlung aus dem Pumpstrahlungsfeld (70) in der laseraktiven Quantenstruktur (54) gleich oder größer als die Absorption von Pumpstrahlung durch die Barrierenstrukturen (56) ist, und eine ein den laseraktiven Volumenbereich (50) durchsetzendes Laserverstärkerstrahlungsfeld (30) definierende Verstärkeroptik (40, 42, 80), dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstrukturen (54) mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) bilden, innerhalb von welcher die zwischen jeweils zwei der Quantenstrukturen (54) liegenden Barrierenstrukturen (56) als Tunnelbarrierenstrukturen (58) ausgebildet sind und ein Tunneln von Ladungsträgern zwischen den jeweils an diese Tunnelbarrierenstrukturen (58) angrenzenden Quantenstrukturen (54) zulassen.Laser amplifier system comprising one with a heat sink ( 20 ) thermally coupled solid ( 10 ) with a laser-active volume range ( 50 ), in which in several, mutually parallel surfaces ( 52 ) at least one at least over partial areas of the area ( 52 ) extending laser-active quantum structure ( 54 ) is arranged from semiconductor material and in which the quantum structures ( 54 ) through both sides of the surfaces ( 52 ) arranged barrier structures ( 56 ) are separated from each other, one across the surfaces ( 52 ) propagating pump radiation field ( 70 ) generating pump radiation source ( 72 ) for optically pumping the laser active volume range ( 50 ) such that the absorption of pump radiation from the pump radiation field ( 70 ) in the laser-active quantum structure ( 54 ) is equal to or greater than the absorption of pump radiation by the barrier structures ( 56 ) and one the laser active volume range ( 50 ) enforcing laser amplifier radiation field ( 30 ) defining amplifier optics ( 40 . 42 . 80 ), characterized in that the quantum structures ( 54 ) at least one quantum structure group ( 60 within which the between each two of the quantum structures ( 54 ) barrier structures ( 56 ) as tunnel barrier structures ( 58 ) and a tunneling of charge carriers between each of these tunnel barrier structures ( 58 ) adjacent quantum structures ( 54 ) allow. Laserverstärkersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstrukturen (58) tunnelbegrenzte Lebensdauern für die Ladungsträger aufweisen, die kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer ohne Berücksichtigung des Tunneleffekts in der jeweiligen Quantenstruktur (54) sind.Laser amplifier system according to claim 1, characterized in that the tunnel barrier structures ( 58 ) have tunnel-limited lifetimes for the charge carriers which are smaller than the charge carrier lifetime without consideration of the tunneling effect in the respective quantum structure ( 54 ) are. Laserverstärkersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstrukturen (58) eine tunnelbegrenzte Lebensdauer für die Ladungsträger aufweisen, die mindestens um ungefähr einen Faktor fünf kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer in der jeweiligen Quantenstruktur (54) ist.Laser amplifier system according to claim 2, characterized in that the tunnel barrier structures ( 58 ) have a tunnel-limited lifetime for the charge carriers that is at least a factor of five smaller than the charge carrier lifetime in the respective quantum structure ( 54 ). Laserverstärkersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstrukturen (58) eine tunnelbegrenzte Lebensdauer für die Ladungsträger aufweisen, die mindestens um ungefähr einen Faktor zehn kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer in der jeweiligen Quantenstruktur (54) ist.Laser amplifier system according to claim 3, characterized in that the tunnel barrier structures ( 58 ) have a tunnel-limited lifetime for the charge carriers that is at least a factor of ten smaller than the charge carrier lifetime in the respective quantum structure ( 54 ). Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Tunnelbarrierenstrukturen (58) tunnelnden Ladungsträger Elektronen und leichte Löcher sind.Laser amplification system according to one of the preceding claims, characterized in that the signals passing through the tunnel barrier structures ( 58 ) tunneling carriers are electrons and light holes. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstrukturen (58) eine Dicke im Bereich zwischen ungefähr 0,5 nm und ungefähr 10 nm aufweisen.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the tunnel barrier structures ( 58 ) have a thickness in the range between about 0.5 nm and about 10 nm. Laserverstärkersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstrukturen (58) eine Dicke zwischen ungefähr 2 nm und ungefähr 6 nm aufweisen.Laser amplifier system according to claim 6, characterized in that the tunnel barrier structures ( 58 ) have a thickness between about 2 nm and about 6 nm. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstrukturen (58) einen Bandabstand aufweisen, der um mindestens 30 meV größer als der Bandabstand der benachbarten Quantenstruktur (54) ist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the tunnel barrier structures ( 58 ) have a band gap which is at least 30 meV larger than the band gap of the adjacent quantum structure ( 54 ). Laserverstärkersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstruktur (58) einen Bandabstand aufweist, der maximal um ungefähr 800 meV größer als der Bandabstand der benachbarten Quantenstruktur (54) ist.Laser amplifier system according to claim 8, characterized in that the tunnel barrier structure ( 58 ) has a band gap which is at most about 800 meV larger than the band gap of the adjacent quantum structure (FIG. 54 ). Laserverstärkersystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbarrierenstruktur (58) einen Bandabstand aufweist, der im Bereich zwischen dem ungefähr 1,01-fachen und dem ungefähr 2-fachen des Bandabstandes der benachbarten Quantenstruktur (54) liegt.Laser amplifier system according to claim 8 or 9, characterized in that the tunnel barrier structure ( 58 ) has a bandgap ranging from about 1.01 to about 2 times the bandgap of the adjacent quantum structure (FIG. 54 ) lies. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpstrahlungsfeld (70) im Bereich der mindestens einen Quantenstrukturgruppe (60) einen lokal stehenden Pumpstrahlungsintensitätsverlauf aufweist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the pump radiation field ( 70 ) in the region of the at least one quantum structure group ( 60 ) has a locally standing pump radiation intensity profile. Laserverstärkersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) mindestens eine Quantenstruktur (54a) aufweist, die in einem Bereich des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens halber Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to claim 11, characterized in that the at least one quantum structure group ( 60 ) at least one quantum structure ( 54a ), which lies in a region of the pump radiation intensity profile with at least half the maximum intensity. Laserverstärkersystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) mindestens eine Quantenstruktur (54a) aufweist, die im Bereich des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens ungefähr zwei Drittel der Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to claim 11 or 12, characterized in that the at least one Quantum structure group ( 60 ) at least one quantum structure ( 54a ), which lies in the region of the pump radiation intensity profile with at least approximately two-thirds of the maximum intensity. Laserverstärkersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) mindestens eine Quantenstruktur (54a) aufweist, die in einem Bereich des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs um die Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to one of claims 11 to 13, characterized in that the at least one quantum structure group ( 60 ) at least one quantum structure ( 54a ) which is in a range of the pump radiation intensity profile around the maximum intensity. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserverstärkerstrahlungsfeld (30) im Bereich der mindestens einen Quantenstrukturengruppe (60) einen lokal stehenden Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf aufweist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the laser amplifier radiation field ( 30 ) in the region of the at least one quantum structure group ( 60 ) has a locally standing amplifier radiation intensity profile. Laserverstärkersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) mindestens eine Quantenstruktur (54e) aufweist, die im Bereich des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens halber Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to claim 15, characterized in that the at least one quantum structure group ( 60 ) at least one quantum structure ( 54e ), which lies in the region of the amplifier radiation intensity profile with at least half the maximum intensity. Laserverstärkersystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) mindestens eine Quantenstruktur (54e) aufweist, die im Bereich des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs mit mindestens ungefähr zwei Drittel der Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to claim 15 or 16, characterized in that the at least one quantum structure group ( 60 ) at least one quantum structure ( 54e ), which lies in the region of the amplifier radiation intensity profile with at least approximately two-thirds of the maximum intensity. Laserverstärkersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) mindestens eine Quantenstruktur (54e) aufweist, die im Bereich des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs um die Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to one of claims 15 to 17, characterized in that the at least one quantum structure group ( 60 ) at least one quantum structure ( 54e ) which lies in the region of the amplifier radiation intensity profile around the maximum intensity. Laserverstärkersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quantenstrukturengruppe (60) in Richtung der optischen Achse (32) eine Ausdehnung aufweist, die mindestens einem Abstand zwischen einander benachbarten Maxima (PM, LM) des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs und des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs entspricht.Laser amplifier system according to one of claims 11 to 18, characterized in that the at least one quantum structure group ( 60 ) in the direction of the optical axis ( 32 ) has an extension that corresponds to at least one distance between adjacent maxima (PM, LM) of the pump radiation intensity profile and the amplifier radiation intensity profile. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem laseraktiven Volumenbereich (50) mehrere Quantenstrukturengruppen (60) angeordnet sind.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that in the laser-active volume range ( 50 ) several quantum structure groups ( 60 ) are arranged. Laserverstärkersystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstrukturengruppen (60) einen Mittenabstand voneinander aufweisen, der mindestens einem Abstand von Maxima (PM) des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs oder einem ganzzahligen Vielfachen entspricht.Laser amplifier system according to claim 20, characterized in that the quantum structure groups ( 60 ) have a center distance from each other which corresponds to at least one distance from maxima (PM) of the pump radiation intensity profile or an integer multiple. Laserverstärkersystem nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstrukturengruppen (60) einen Mittenabstand voneinander aufweisen, der maximal einem Abstand von Maxima (LM) des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs oder einem ganzzahligen Vielfachen entspricht.Laser amplifier system according to claim 20 or 21, characterized in that the quantum structure groups ( 60 ) have a center distance from each other which corresponds at most to a distance of maxima (LM) of the amplifier radiation intensity profile or an integer multiple. Laserverstärkersystem nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende Quantenstrukturengruppen (60) so angeordnet sind, dass jeweils eine im Bereich von jeweils einem von aufeinander folgenden Maxima (PM) des Pumpstrahlungsintensitätsverlaufs liegt.Laser amplifier system according to one of claims 20 to 22, characterized in that successive quantum structures groups ( 60 ) are arranged so that in each case one is in the range of in each case one of successive maxima (PM) of the pump radiation intensity profile. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende Quantenstrukturengruppen (60) so angeordnet sind, dass jeweils eine im Bereich von jeweils einem von aufeinander folgenden Maxima (LM) des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs liegt.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that successive quantum structures groups ( 60 ) are arranged so that in each case one is in the range of in each case one of successive maxima (LM) of the amplifier radiation intensity profile. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorption von Pumpstrahlung in der mindestens einen Quantenstruktur (54) die Absorption von Pumpstrahlung in der der an die Quantenstruktur angrenzenden Barrierenstruktur (56) überwiegt.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the absorption of pump radiation in the at least one quantum structure ( 54 ) the absorption of pump radiation in the barrier structure adjoining the quantum structure ( 56 ) outweighs. Laserverstärkersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorption von Pumpstrahlung in der Barrierenstruktur (56) gegenüber der Absorption von Pumpstrahlung in der Quantenstruktur (54) vernachlässigbar ist.Laser amplifier system according to claim 25, characterized in that the absorption of pump radiation in the barrier structure ( 56 ) with respect to the absorption of pump radiation in the quantum structure ( 54 ) is negligible. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial der Quantenstruktur (54) einen geringeren Bandabstand aufweist als das Halbleitermaterial der Barrierenstrukturen (56).Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor material of the quantum structure ( 54 ) has a smaller band gap than the semiconductor material of the barrier structures ( 56 ). Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstrukturen (54) quer zu der jeweiligen Fläche eine Dicke aufweisen, die weniger als 20 nm beträgt.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the quantum structures ( 54 ) have a thickness across the respective surface which is less than 20 nm. Laserverstärkersystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstrukturen (54) quer zu der jeweiligen Fläche eine Dicke aufweisen, die weniger als 10 nm beträgt.Laser amplifier system according to claim 28, characterized in that the quantum structures ( 54 ) have a thickness across the respective surface which is less than 10 nm. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstruktur (54) als Quantenfilm ausgebildet ist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the quantum structure ( 54 ) is formed as a quantum film. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstruktur (54) aus Quantendrähten gebildet ist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the quantum structure ( 54 ) is formed of quantum wires. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenstruktur (54) aus Quantenpunkten gebildet ist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the quantum structure ( 54 ) is formed of quantum dots. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Quantenstruktur (54a, b) der beiderseits einer Tunnelbarrierenstruktur (58) angeordneten Quantenstrukturen (54) ein niedrigstes Energieniveau E1 aufweist, welche ungefähr einem Energieniveau (E1, E2) der anderen Quantenstruktur (54d, e) entspricht.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that a quantum structure ( 54a , b) on both sides of a tunnel barrier structure ( 58 ) arranged quantum structures ( 54 ) has a lowest energy level E1 which approximately corresponds to one energy level (E1, E2) of the other quantum structure ( 54d , e) corresponds. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das niedrigste Energieniveau (EP1) der im Wesentlichen vom Pumpstrahlungsfeld (70) optisch gepumpten Quantenstrukturen (54a, b) höher liegt als das niedrigste Energieniveau (EL1) der im Wesentlichen zur stimulierten Emission beitragenden Quantenstrukturen (54d, e).Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the lowest energy level (EP1) of the pump radiation field substantially ( 70 ) optically pumped quantum structures ( 54a , b) is higher than the lowest energy level (EL1) of the quantum structures contributing substantially to the stimulated emission ( 54d , e). Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpstrahlungsfeld (70) den laseraktiven Volumenbereich (50) ungefähr in Richtung einer quer zu den Flächen (52), in denen sich die Quantenstrukturen (54) erstrecken, verlaufenden optischen Achse (32) durchsetzt.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the pump radiation field ( 70 ) the laser-active volume range ( 50 ) approximately in the direction of a transverse to the surfaces ( 52 ), in which the quantum structures ( 54 ), extending optical axis ( 32 ) interspersed. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserverstärkerstrahlungsfeld (30) den laseraktiven Volumenbereich (50) ungefähr in Richtung einer quer zu den Flächen (52), in denen sich die Quantenstrukturen (54) erstrecken, verlaufenden optischen Achse (32) durchsetzt.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the laser amplifier radiation field ( 30 ) the laser-active volume range ( 50 ) approximately in the direction of a transverse to the surfaces ( 52 ), in which the quantum structures ( 54 ), extending optical axis ( 32 ) interspersed. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpstrahlungsfeld (70) dieselbe Oberfläche (44) des Festkörpers (10) durchsetzt wie das Laserverstärkerstrahlungsfeld (30).Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the pump radiation field ( 70 ) same surface ( 44 ) of the solid ( 10 ) interspersed as the laser amplifier radiation field ( 30 ). Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörper (10) auf einer dem Kühlkörper (20) zugewandten Rückseite einen rückseitigen internen Reflektor (40) aufweist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the solid state ( 10 ) on a heat sink ( 20 ) facing back a rear-side internal reflector ( 40 ) having. Laserverstärkersystem nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der rückseitige interne Reflektor (40) als Mehrschichtsystem ausgebildet ist.Laser amplifier system according to claim 38, characterized in that the rear-side internal reflector ( 40 ) is designed as a multilayer system. Laserverstärkersystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Reflektor in einem Abstand von der Kühlfläche angeordnet ist, der weniger als 10 μm beträgt.Laser amplifier system according to claim 39, characterized in that the internal reflector at a distance from the cooling surface is arranged, the less than 10 microns. Laserverstärkersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörper (10) auf einer dem rückseitigen internen Reflektor (40) abgewandten Seite des laseraktiven Volumenbereichs (50) einen internen Reflektor (80) für das Pumpstrahlungsfeld (70) aufweist.Laser amplifier system according to the preamble of claim 1 or any one of the preceding claims, characterized in that the solid state ( 10 ) on a rear-side internal reflector ( 40 ) facing away from the laser-active volume range ( 50 ) an internal reflector ( 80 ) for the pump radiation field ( 70 ) having. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörper (10) auf einer dem rückseitigen internen Reflektor (40) abgewandten Seite des laseraktiven Volumenbereichs (50) einen teildurchlässigen Reflektor (80) für das Laserverstärkerstrahlungsfeld aufweist.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that the solid state ( 10 ) on a rear-side internal reflector ( 40 ) facing away from the laser-active volume range ( 50 ) a partially transparent reflector ( 80 ) for the laser amplifier radiation field. Laserverstärkersystem nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Reflektor (80) als Mehrschichtsystem ausgebildet ist.Laser amplifier system according to claim 41 or 42, characterized in that the internal reflector ( 80 ) is designed as a multilayer system. Laserverstärkersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem rückseitigen internen Reflektor (40) gegenüberliegend angeordnete frontseitige Halbleiterschicht (86) relativ zu dem Pumpstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich von weniger als einem Drittel der Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to the preamble of claim 1 or any one of the preceding claims, characterized in that a rear-side internal reflector ( 40 ) disposed opposite front side semiconductor layer ( 86 ) is arranged relative to the pump radiation intensity profile such that it is in the range of less than one third of the maximum intensity. Laserverstärkersystem nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die frontseitige Halbleiterschicht (86) relativ zum Pumpstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich einer Minimalintensität liegt.Laser amplifier system according to claim 44, characterized in that the front-side semiconductor layer ( 86 ) is arranged relative to the pump radiation intensity profile such that it lies in the region of a minimum intensity. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem rückseitigen internen Reflektor (40) gegenüberliegend angeordnete frontseitige Halbleiterschicht (86) relativ zu dem Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich von weniger als einem Drittel der Maximalintensität liegt.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that a rear-side internal reflector ( 40 ) disposed opposite front side semiconductor layer ( 86 ) is arranged so as to be in the range of less than one third of the maximum intensity relative to the amplifier radiation intensity profile. Laserverstärkersystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die frontseitige Halbleiterschicht (86) relativ zum Verstärkerstrahlungsintensitätsverlauf so angeordnet ist, dass sie im Bereich einer Minimalintensität liegt.Laser amplifier system according to claim 46, characterized in that the front-side semiconductor layer ( 86 ) is arranged relative to the amplifier radiation intensity profile such that it lies in the region of a minimum intensity. Laserverstärkersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem rückseitigen Reflektor (40) gegenüberliegend angeordnete dielektrische Schicht (88) eine derartige Dicke aufweist, die ungefähr einer Viertelperiode des Verstärkerstrahlungsintensitätsverlaufs entspricht.Laser amplifier system according to one of the preceding claims, characterized in that a the rear reflector ( 40 ) oppositely disposed dielectric layer ( 88 ) has a thickness corresponding to approximately one-quarter period of the amplifier radiation intensity profile.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007040369A1 (en) 2007-08-17 2009-02-19 Landesstiftung Baden-Württemberg gGmbH Laser amplifier system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0555702A (en) * 1991-08-26 1993-03-05 Mitsubishi Electric Corp Variable wavelength type semiconductor laser device
JP2800425B2 (en) * 1991-01-16 1998-09-21 日本電気株式会社 Semiconductor laser
US6353624B1 (en) * 1998-10-07 2002-03-05 Commissariat A L'energie Atomique Semiconductor laser with tunable gain spectrum
GB2369929A (en) * 2000-12-08 2002-06-12 Univ Southampton Semiconductor laser device
WO2003100922A2 (en) 2002-05-29 2003-12-04 Universität Stuttgart Institut für Strahlwerkzeuge Optically pumped semi-conductive laser
DE10260183A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Vertically emitting optically pumped semiconductor laser with external resonator and semiconductor body with quantum trough structure as active zone with intertrough barriers
DE102005058900A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Vertical emitting, optically pumped semiconductor laser with external resonator

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982207A (en) * 1975-03-07 1976-09-21 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Quantum effects in heterostructure lasers
JPH08172217A (en) * 1994-12-19 1996-07-02 Fujitsu Ltd Optical semiconductor device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2800425B2 (en) * 1991-01-16 1998-09-21 日本電気株式会社 Semiconductor laser
JPH0555702A (en) * 1991-08-26 1993-03-05 Mitsubishi Electric Corp Variable wavelength type semiconductor laser device
US6353624B1 (en) * 1998-10-07 2002-03-05 Commissariat A L'energie Atomique Semiconductor laser with tunable gain spectrum
GB2369929A (en) * 2000-12-08 2002-06-12 Univ Southampton Semiconductor laser device
WO2003100922A2 (en) 2002-05-29 2003-12-04 Universität Stuttgart Institut für Strahlwerkzeuge Optically pumped semi-conductive laser
DE10223879A1 (en) * 2002-05-29 2003-12-11 Univ Stuttgart Strahlwerkzeuge Laser amplifier system
DE10260183A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Vertically emitting optically pumped semiconductor laser with external resonator and semiconductor body with quantum trough structure as active zone with intertrough barriers
DE102005058900A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Vertical emitting, optically pumped semiconductor laser with external resonator

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Gauthier-Lafaye, O., u.a.: "Intersubband stimu- lated emission in GaAs/AlGaAs quantum wells: Pump-probe experiments using a two-color free- electron laser". In: Appl. Phys. Lett., 1997, Vol. 70, No. 24, S. 3197-3199
Gauthier-Lafaye, O., u.a.: "Intersubband stimulated emission in GaAs/AlGaAs quantum wells: Pump-probe experiments using a two-color freeelectron laser". In: Appl. Phys. Lett., 1997, Vol. 70, No. 24, S. 3197-3199 *
Gauthier-Lafaye, O., u.a.: "Investigation of mid- infrared intersubband stimulated gain under opti- cal pumping in GaAs/AlGaAs quantum wells". In: J. Appl. Phys., 1998, Vol. 83, No. 6, S. 2920-2926
Gauthier-Lafaye, O., u.a.: "Investigation of midinfrared intersubband stimulated gain under optical pumping in GaAs/AlGaAs quantum wells". In: J. Appl. Phys., 1998, Vol. 83, No. 6, S. 2920-2926 *
Karl Joachim Ebeling, Integrierte Optoelektronik, Springer Verlag 1992, Seite 215 bis 221

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007040369A1 (en) 2007-08-17 2009-02-19 Landesstiftung Baden-Württemberg gGmbH Laser amplifier system

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