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DE2540159A1 - Diodenlaser mit integriertem gitter- ausgangskoppler - Google Patents

Diodenlaser mit integriertem gitter- ausgangskoppler

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Publication number
DE2540159A1
DE2540159A1 DE19752540159 DE2540159A DE2540159A1 DE 2540159 A1 DE2540159 A1 DE 2540159A1 DE 19752540159 DE19752540159 DE 19752540159 DE 2540159 A DE2540159 A DE 2540159A DE 2540159 A1 DE2540159 A1 DE 2540159A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser
area
diode laser
light
periodic structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752540159
Other languages
English (en)
Inventor
Robert D Burnham
Donald R Scifres
William Streifer
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.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
Publication of DE2540159A1 publication Critical patent/DE2540159A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/185Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
    • H01S5/187Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL] using Bragg reflection

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y., USA
Diodenlaser mit integriertem Gitter-Ausgangskoppler
Die Erfindung betrifft einen Heteroverbindung-Diodenlaser mit einem durch erste und zweite angrenzende Bereiche definierten Lichtwellenleitungsbereich, einem PN-Übergang zwischen dem Lichtwellenleitungsbereich und dem ersten angrenzenden Bereich und einer Einrichtung zum Pumpen des Diodenlasers zur Erzeugung eines AusgangsStrahls.
In neuerer Zeit richteten sich die Bemühungen auf Diodenlaser bzw. Laserdioden als mögliche Lichtquelle für integrierte optische Schaltungen. Wenn der PN-Übergang dieser Vorrichtungen in Durchlaßrichtung gesteuert wird, so werden Ladungsträger eines Typs durch den PN-Übergang hindurch in einen Wellenleitungsbereich injiziert, in dem Ladungsträger des entgegengesetzten Leitungstyps vorherrschen, wobei die Rekombination der Ladungsträger Licht erzeugt. Die zur Erzielung von Laserwirkung erforderliche Rückkopplung wird durch abgespaltene Endflächen und/oder externe Spiegel erreicht, wobei einer oder beide externe Spiegel ungefähr 70% durchlässig sind, so daß der Ausgangslichtstrahl übertragen werden kann.
Bei herkömmlichen Laserdioden der beschriebenen Art (insbesondere Einfach-Heteroübergang- und Zweifach-Heteroübergang-Laserdioden ist die Lichtwellenleitungsschicht der Vorrichtung extrem
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dünn (ungefähr 1,5 Mikron) und die Laserschwingungen treten an filamentartigen Bereichen mit einer Breite von nur etwa 10 Mikron auf. Infolgedessen geht der Laserausgangslichtstrahl praktisch von einer "Schlitz"-Quelle an einer Kante der Wellenleitungsschicht aus, und die Divergenz des Aus gangs Strahls ist groß, da die Strahldivergenz umgekehrt proportional zur Größe der Schlitzöffnung ist. Typische Strahldivergenzen betragen 10° in einer Richtung und möglicherweise 30 bis 40° in der anderen Richtung. Der durch Transmission durch abgespaltene Endflächen erhaltene Laserausgangsstrahl weist außerdem häufig eine willkürliche Polarisation auf. Diese beiden Faktoren, d.h. großer Divergenzwinkel und Willkürlichkeit der Polarisation, erweckten ein Bedürfnis nach Lasern, bei denen der Ausgangslichtstrahl senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Wellenleitungsschicht eines Lasers ausgesendet wird, wie in einem Artikel diskutiert, der in Applied Physics Letters (Vol. 25, Nr. 4, 15. August 1974) unter dem Titel "Wahlweise geätzte Beugungsgitter in GaAs" erschienen ist sowie in einem Artikel der in der Zeitschrift Soviets Physics-Semiconductors Vol. 6, Nr. 7, Seite 1184 (1973) unter dem Titel "Injektions-Heteroübergang-Laser mit einem Beugungsgitter auf seiner Kontaktoberfläche" erschienen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen HeteroÜbergang-Diodenlaser der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, durch den ein Ausgangsstrahl unter einem Winkel zur Wellenführungsebene des Lasers ausgesendet wird, wobei der Ausgangslichtstrahl stark polarisiert ist und eine geringe Divergenz aufweist. Die Richtung des Strahls soll durch die Herstellung der Gitter mit verschiedenen Abständen von Zähnen des Gitters gesteuert werden.
Diese Aufgabe wird durch einen HeteroÜbergang-Diodenlaser der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine periodische Struktur in dem
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Diodenlaser in Koncakt mit dem Lichtwellenleitungsbereich vorgesehen ist und die periodische Struktur eine Mehrzahl von Zähnen aufweist, deren Abstand voneinander gleich einem ganzzahligen "Vielfachen der in dem Laser beim Pumpen desselben erzeugten Wellenlängen des Lichtes beträgt, so daß die periodische Struktur die für die Laserwirkung erforderliche Rückkopplung erzeugt und den Laserausgangsstrahl aus dem Laser unter einem Winkel zur Ebene des Lichtwellenleitungsbereich.es reflektiert.
Die periodische Struktur bzw. das regelmäßige Gebilde ist im Laser an einer HeteroÜbergang-Grenzfläche eingebettet und befindet sich im Kontakt mit der Lichtwellenleitungsschicht der Diode. Der Abstand der Zähne der periodischen Struktur voneinander ist so gewählt, daß von den einzelnen Zähnen bzw. Rillen der periodischen Struktur gestreute Lichtstrahlen längs einer ausgewählten ebenen Wellenfront in Phase sind. Falls der Ausgangsstrahl rechtwinklig zur Lichtwellenleitungsschicht des Lasers ausgesendet werden soIj., so sind die Zähne der periodischen Struktur voneinander durch ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlängen des Ausgangslichtstrahles geteilt durch den Brechungsindex des Wellenleitungsmaterials getrennt, d.h. durch die Lichtwellenlärige in der Wellenleitungsschicht. Wenn ein Zahnabstand nicht so gewählt ist, daß er gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlängen des Lichtes in dem Wellenführungsmaterial ist, so tritt der Ausgangsstrahl aus der Diode unter einem Winkel zur Wellenleitungsschicht aus, wobei der Winkel durch den jeweiligen Zahnabstand bestimmt wird. Die Flächen der Lichtwellenleitungsschicht parallel zu den Zähnen bzw. Rillen der periodischen Struktur können abgespalten und mit einem elektrisch nichleitenden für Licht hochreflektierenden Material überzogen werden, so daß die Ausgangsintensität erhöht wird.
V/eitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
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Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Diodenlasers;
Fig. 2 eine auseinandergezogene Ansicht eines Teiles der periodischen Struktur des in Figur 1 dargestellten Lasers;
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Winkelverteilung des Fernfeldstrahlungsmusters in einer Richtung senkrecht zu den Rinnen der periodischen Struktur des in Figur dargestellten Lasers; und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Teiles der periodischen Struktur, die bei der Vorrichtung nach Figur 1 verwendet werden kann.
.sich
Zwar läßt/die Erfindung allgemein auf Diodenlaser anwenden, sie eignet sich Jedoch besonders zur Anwendung bei Einfach-Heteroübergang- und Zweifach-Heteroübergang-Diodenlasern und insbesondere elektrisch gepumpten Diodenlasern. Die Erfindung soll daher im Zusammenhang mit einem elektrisch gepumpten Einfach-Heteroübergang-Diodenlaser, im folgenden mit Halbleiterdiodenlaser bezeichnet, beschrieben werden, wobei eine Anwendung auf andere Arten von elektrisch gepumpten Halbleiterlasern beabsichtigt ist.
Figur 1 zeigt einen elektrisch gepumpten Einfach-Heteroübergang-Halbleiterdiodenlaser. Im wesentlichen besteht die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung aus einer N-Typ-Gallium-Arsenid-Schicht 1, einer P-Gallium-Arsenid-Schicht 2, einer P-Gallium-Arsenid-Schicht 3 und einer P-Gallium-Arsenid-Schicht 4. Eine periodische Struktur bzw. ein regelmäßiges Gebilde 5, das in der Form eines Gitters mit nach oben gerichteten Zähnen bzw. Rillen oder Furchen 5a gezeigt ist, liegt zwischen den Schichten 2 und 3. Die periodische Struktur 5 ist auf einer Oberfläche eines N-Gallium-Arsenid-Substrats erzeugt worden (dessen Körpermasse zu diesem Zeitpunkt die Masse der Schichten 1 und 2 umfaßte,
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wie nachstehend beschrieben wird), und zwar durch ein herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise interferometrische Belichtung eines Fotoabdeckmittels gefolgt von Entwicklung und Ionenfräsung, bevor die Schicht 3 gezogen wird. Nach der Züchtung der Schichten 3 und 4 wird die Vorrichtung in einarDiffusionskammer angeordnet, in der eine Diffusion des P-Dotierungsmittels der Schicht 3 erreicht wird, um die Schicht 2 und den PN-Übergang 6 zwischen den Schichten 1 und 2 zu erzeugen. Metallische Kontakte 7 und 8 sind jeweils an den Schichten 1 und 4 angebracht, um ein elektrisches Pumpen der Laserdiode zu ermöglichen. Der Kontakt 7 kann, wie gezeigt, zwei stabförmige Elemente umfassen.
Nach dem elektrischen Pumpen wird Licht erzeugt und aufgrund der niedrigeren Brechungsindizes der angrenzenden Schichten 1 und 3 auf die Schicht 2 begrenzt. Die periodische Struktur 5· koppelt und verstärkt von links und von rechts kommende Lichtwellen, die durch die Schicht 2 laufen, so daß eine ausreichende Rückkopplung zur Erzeugung der Laserwirkung entsteht. Aufgrund der Streuung der Laserstrahlen durch die Zähne 5a der periodischen Struktur tritt der Laserausgangsstrahl, der in Figur 1 symbolisch mit 9 bezeichnet ist, aus dem Laser durch die obere Fläche des Lasers aus, und nicht durch die Kanten der Wellenleitschicht 2, wie dies bei dem Halbleiterdiodenlaser der Fall ist, welcher in der US-Patentanmeldung 499 671 vom 22. August 1974 mit dem Titel "Elektrisch gepumpte Festkörperlaser mit verteilter Rückkopplung" beschrieben ist. Der Winkel, den der Strahl 9 mit der Ebene des PN-Übergang 6 (und der Ebene des Bereiches 2)'bildet, wird bestimmt durch den jeweiligen Abstand zwischen den Zähnen 5a der periodischen Struktur 5. Wenn der Abstand zwischen den Zähnen 5a ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlängen der im Bereich erzeugten Lichtphotonen ist, so tritt der Lichtstrahl 9 unter einem Winkel senkrecht zum PN-Übergang 6 aus. Wenn ein Zahnabstand gewählt wird, der nicht gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlängen der Lichtphotonen im Bereich 2 ist, so bildet der Strahl 9 einen Winkel mit der Ebene des PN-Übergangs <
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der von der Normalen abweicht, wobei der jeweilige Winkel durch den besonderen Abstand der Zähne voneinander bestimmt wird.
Um die Las er intensität zu verstärken, indem das von den Kanten des Bereiches 2 austretende Licht eingeschränkt wird, sind die äußeren Oberflächen der Schicht 2 parallel zu den Zähnen bzw. Rillen 5a gespalten und mit für Licht hochreflektierenden (^ 90%) Filmen .10 überzogen. Es muß darauf geachtet werden, daß die Filme 10 den PN-Übergang 6 nicht kurzschließen. Wenn die Filme den Übergang 6 überqueren, so müssen sie elektrisch isolierend sein bzw. einen so hohen Widerstand aufweisen, daß sie als elektrische Isolatoren wirken. Zur Reduzierung der Reflektion des Strahls 9 an der Oberseite der Schicht 1 kann auf der oberen Fläche der Schicht 1 ein Antireflektionsüberzug 12, wie beispielsweise Zirkondioxyd, angebracht werden.
Die V/irkweise der periodischen Struktur 5 bei der Erzeugung des Ausgangs strahl s 9 wird im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert, welche eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der periodischen Struktur 5 mit einem Abstand.Λ. zwischen den Zähnen zeigt. Es wird nur eine nach rechts wandernde Welle betrachtet, und es soll angenommen werden, daß das Ausgangslicht auf eine ebene Oberfläche parallel zur ebenen Wellenfront 14 wie dargestellt auftreffen· soll. Nach den Gesetzen der geometrischen Optik sind die von aufeinanderfolgenden Zähnen gestreuten Strahlen miteinander in Phase, wenn beispielsweise der Strahl 91, der vom Zahn 51 gestreut wird, in Phase ist mit dem vom Zahn 52 gestreuten Strahl 92 und dem vom Zahn 53 gestreuten Strahl 93. Damit die Strahlen 91 und 92 in Phase sind, muß der zusätzliche vom Strahl 93 zurückgelegte Weg vor Erreichen der Wellenfront ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge des Lichtes in dem Material der Schicht 2 sein, d.h.X. /n,wobei X die Wellenlänge des Laserlichts im luftleeren Raum und η der Brechungsindex der Schicht 2 ist .Mathematisch ausgedrückt sind die Strahlen und 92, unter Bezugnahme auf Figur 2, in Phase, wenn
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b +Jt= m (λο/η), (1)
wobei η und AQ die oben angegebene Bedeutung haben, m ein ganzzahliger Faktor ist, der sich auf den ausgestrahlten Schwingungs typ bezieht, und b der in Figur 2 gezeigte Abstand ist. Da nach Figur 2
b = _A_ sin-©· , (2)
ergeben Gleichung (1) und Gleichung (2)
Damit der Winkel reell ist kann die Größe der rechten Seite von Gleichung (3) den l'ert 1 nicht übersteigen. Abhängig von-A^ kann der Winkel der Strahlausbreitung geändert werden, da n, m und A physikalische Konstanten sind. In dem Falle, wo beispielsweise
der Lichtstrahl senkrecht zur Ebene des PN-Übergangs 6 ausgestrahlt werden soll, ist b in Gleichung (1) Null und.«A-= m (AQ/n), was bedeutet, daß der Abstand zwischen den Zähnen 5a der Wellenlänge des Lichtes in Schicht 2 gleich ist, und Gleichung (3) ergibt
sin-G- = m - 1 (4)
mit Lösungen für m = O, 1 und 2. Die Lösung m = 0 und die Lösung m = 2 ergeben sin 0 = -90° und sin 0 = +90°, und beschreiben nach rechts gestreutes Licht bzw. nach links gestreutes Licht, längs der Ebene des PN-Übergangs 6. Für m = 1 ist sin 0=0, und die
Wellenfront 14 ist parallel zum PN-Übergang 6, und die Strahlen 91, 92, 93 sind rechtwinklig zum Übergang 6 und der Wellenleitschicht 2. Eine nach links laufende Lichtwelle erzeugt ebenfalls einen Ausgangsstrahl, der den Ausgangsstrahl verstärkt, welcher von der nach rechts laufenden Welle erzeugt wird. Es ist zwar
nur ein Ausgangsstrahl 9 austretend aus der Schicht 1 durch den Überzug 12 hindurch gezeigt, es wird jedoch ein ähnlicher Ausgangs-
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strahl erzeugt, der durch die Schicht 4 austreten würde, wenn der metallische Kontakt 8 nicht vorhanden wäre. Es wurde also gezeigt, daß wenn der Abstand zwischen den Zähnen einer periodischen Struktur in der Diode gleich der Wellenlänge des Lichtes in der Diode oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Wellenlänge ist, ein Ausgangslichtstrahl senkrecht zur Ebene des PN-Übergangs in dem Diodenlaser erzeugt wird. Wenn der Ausgangslichtstrahl unter einem anderen Winkel als der Normalen austreten soll, so wird der Abstand zwischen den Zähnen der periodischen Struktur so eingestellt, daß der zusätzliche Abstand (Abstand b in Figur 2), den durch die periodische Struktur gestreute Lichtstrahlen zurücklegen müssen, um eine bestimmte ebene Wellenform zu erreichen, gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlängen des in dem Laser erzeugten Lichtes ist, wenn er zu dem Abstand zwischen den Zähnen hinzugefügt wird.
Es wird erneut auf Figur 1 Bezug genommen. Die Vorrichtung von Figur 1 wurde getestet, wobei die Schicht 1 einen Dotierungsgrad von etwa 10 cm"·^ und eine Dicke von etwa 50 Mikron aufweist, die Schicht 2 einen Dotierungsgrad von etwa 2 χ 10 cm und eine Dicke von etwa 1,5 Mikron und Schicht 3 aus GaQ λΑ1_ ,-As besteht und etwa 5 Mikron Dicke aufweist und wobei der Abstand zwischen den Zähnen der periodischen Struktur 4693 A (d.h. gleich 2/L/n) aufweist. Die Laserwellenlänge Λ ergab sich zu 8480 A. Es wurde Laserwirkung erzielt, während die Vorrichtung mit 0,5 Mikrosekunde-Impulsen von 4 Ä bei 770K mit einer Wiederholungsrate von 300 Hz gepumpt wurde. Die Laser-Schwellenstromdichten waren etwa 1,2 KA/cm für eine typische Vorrichtung von 750yum χ 330 yum.
In Figur 3 ist ein Abtastdiagramm des Fernfeldmusters dargestellt, welches durch Winkeldrehung eines an einem Fotomultiplier angeschlossenen Lichtrohres um eine auf die Diode zentrierte Achse erhalten wurde. Vor dem Lichtrohr wurde ein 500yum-Schlitz verwendet, welcher eine Winkelauflösung von etwa 0,1° ergab. Bei einem Strom von 7,2 A, d.h. etwa der 1,7-fache Schwellwert, war die Bandbreite·
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der Laseremission etwa 7 Ä. Die Divergenz des Strahles in der durch das Gitter bestimmten Richtung längs der Diode wurde zu nur 0,35° gemessen, was eine sehr geringe Winkeldivergenz ist. Es wurde ebenfalls die Polarisation des AusgangsStrahls gemessen, und es stellte sich heraus, daß sie 100% betrugt, wobei das E-FeId parallel zum Gitter liegt. Dieser hohe Polarisationsgrad ist ein Vorteil, der nur dann auftritt, wenn der Strahl rechtwinklig zur Ebene des PN-Übergangs 6 austritt.
Die Vorrichtung nach Figur 1 kann mittels des in der vorstehend genannten Patentanmeldung beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Nach diesem Verfahren wird die periodische Struktur 5 auf der Oberfläche der Schicht 1 unter Verwendung herkömmlicher inferometrischer Belichtungstechniken gebildet, bei denen ein Strahlteiler und zwei Spiegel verwendet werden, um zwei Laserlichtstrahlen gleicher intensität und gleicher Polarisation unter gleichen Einfallswinkeln auf ein Fotoabdeckmittel zu richten. Nach der Bildung der periodischen Struktur wird auf dieser die P-Gallium-Aluminium-Arsenid-Schicht 3 mittels herkömmlicher Flüssigkeitsphase-Epitaxietechniken gezüchtet, gefolgt von Flüssigkeitsphase-Epitaxie Züchtung der P-Gallium-Arsenid-Schicht 4. Danach wird die Vorrichtung in eine Diffusionsampulle eingebracht und erhitzt, um diffusionsfähiges p-Dotierungsmittel aus der Schicht 3 in die Schicht 1 zur Bildung der Schicht 2 und des PN-Ubergangs 6 zutreiben. Die gegenüberliegenden Flächen der Halbleitervorrichtung parallel zu den Zähnen der periodischen Struktur werden dann mit Abspaltungen längs der (HO)-Ebene versehen und mit den Filmen überzogen, die hochreflektierend sind (> 9090). Der Film 10 kann gebildet werden, indem ein dünner Überzug aus "flüssiges glänzendes Gold" ("Liquid bright gold"), hergestellt von Engelhard, East Newark, N.Y., aufgebracht wird, und an der Luft bei etwa 5000C getempert wird, um einen elektrisch nichtleitenden Goldfilm von
ο
ungefähr 1000 A Dicke mit einem Lichtreflektionsgrad von etwa
zu erzeugen. Statt "flüssiges helles Gold" ("Liquid bright gold") können andere metallo-organische Verbindungen verwendet werden, und
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zwar "Platinhell" ("Platinum bright») oder "Palladiumhell" ("Palladium bright"), welche ebenfalls von Engelhard hergestellt werden. Geeignete reflektierende Filme wie beispielsweise Gold, Silber, Platin oder Palladium können auf den gespaltenen Oberflächen am Ende der Leitschicht zur Bildung der Filme 10 aufgedampft werden. Danach werden die Elektroden 7, von denen jede ein etwa 65 Mikron breiter Stab für den Fall einer 750 pm χ 330 /umDiode sein kann, an der Schicht 1 anlegiert, wobei ein freier Oberflächenaussendebereich von etwa 2/3 der Diode verbleibt.
Zur Vervollständigung des Aufbaus wird die Schicht 4 mit dem metallischen Kontakt 8 verbunden, wobei die elektrischen Pumpimpulse zwischen den Stäben 7 und dem Kontakt 8 angelegt werden.
Zur Reduzierung von Lichtabsorption durch die Schicht 1 wird diese dünn gehalten, etwa 10 Mikron Dicke. Der Diodenwirkungsgrad kann ferner verbessert werden, indem ein zackenförmiges Gitter verwendet wird, d.h. ein Gitter mit dreiecksförmigen Zähnen, die einen 45°-Winkel mit der Ebene des PN-Übergangs 6 bilden, wie in Figur 4 gezeigt. Es ist anzumerken, daß das Gitter 5 in einer Hetero-Übergangsgrenzschicht eingelassen ist und sich in Kontakt mit der Wellenleitungsschicht befindet, nicht jedoch an einer der Außenflächen des Lasers. Das eingebettete Gitter führt zu einer wirksamen Ausgangskopplung, die nicht auftreten würde, wenn das Gitter aus seiner Lage in größter Nähe der Wellenleitschicht entfernt würde. Der Hetero-Übergang dient ferner zur Begrenzung sowohl des Stromes als auch des Lichtes und ermöglicht eine Laserwirkung bei niedrigerem Schwellwert.
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Claims (6)

Patentansprüche
1.) HeteroverMndung-Diodenlaser mit einem durch erste und zweite angrenzende Bereiche definierten Lichtwellenleitungsbereich, einem PN-Übergang zwischen dem Lichtwellenleitungsbereich und dem ersten angrenzenden Bereich und einer Einrichtung zum Pumpen des Diodenlasers zur Erzeugung eines AusgangsStrahls, dadurch gekennzeichnet, daß eine periodische Struktur (5) in dem Diodenlaser in Kontakt mit dem Lichtwellenleitungsbereich (2) vorgesehen ist und die periodische Struktur (5) eine Mehrzahl von Zähnen (5a) aufweist, deren Abstand voneinander gleich einem ganzzahligen Vielfachen der in dem Laser beim Pumpen desselben erzeugten Wellenlängen des Lichtes beträgt, so daß die periodische Struktur (5) die für die Laserwirkung erforderliche Rückkopplung erzeugt und den Laserausgangsstrahl aus dem Laser unter einem Winkel zur Ebene des Lichtwellenleitungsbereiches (2) reflektiert.
2. Heteroverbindung-Diodenlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (5a) der periodischen Struktur (5) einen Winkel von etwa 45 mit der Ebene des Lichtwellenleitungsbereichs (2) bilden.
3. Heteroverbindung-Diodenlaser nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine für Licht hochreflektierende Einrichtung (10) an den Kanten des Lichtwellenleitungsbereichs (2) zur Erhöhung der Rückkopplung und der Stärke des Laserausgangsstrahls .
4. Heteroübergang-Djocenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antilichtreflektionsüberzug auf der Laseroberfläche, durch die der Ausgangsstrahl aus dem Laser austritt, vorgesehen ist.
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5. Heteroübergang-Diodenlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (1) aus einem ersten Halbleitermaterial eines Leitungstyps ist, der zweite Bereich (3) aus einem zweiten Halbleitermaterial des entgegengesetzten Leitungstyps ist und ein dritter Bereich (2) aus dem ersten Halbleitermaterial des entgegengesetzten Leitungstyps zwischen dem ersten und zweiten Bereich sandwichartig so angeordnet ist, daß ein Gleichrichterübergang zwischen dem dritten Bereich (2) und einem der anderen Bereiche gebildet wird.
6. Heteroübergang-Diodenlaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und dritte Bereich (1,2) aus GaAs sind und der zweite Bereich (3) aus GaAnAs ist.
7· Heteroübergang-Diodenlaser nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Bereiche aneinander anstoßen und für Licht starkreflektierende Filme an den Kanten des dritten Bereiches vorgesehen sind.
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DE19752540159 1974-10-15 1975-09-09 Diodenlaser mit integriertem gitter- ausgangskoppler Withdrawn DE2540159A1 (de)

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