DE68911414T2 - Laserdiode mit Mitteln zur elektrischen Modulation der Intensität des ausgestrahlten Lichts einschliesslich des Ein- und Ausschaltens und zur elektrischen Steuerung der Position des Laserflecks. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Halbleiterdiodenlasern.
• Inbesondere betrifft die Erfindung verbesserte Halbieiterdiodenlaser, bei denen die Intensität des emittierten Laserstrahls mit modulierenden Steuersperrsignalen niedriger Spannung und niedrigen Stroms elektrisch moduliert werden dann. Durch eine entsprechende Auslegung der Diodenlasereinricntungen und Einstellung der relativen Werte der angelegten modulierenden Steuersperrsignale können die verbesserten Diodenlaser zusätzlich zur Modulation der Intensität des emittierten ausgehenden Laserstrahls elektrisch ein- und ausgeschaltet werden, und die Position des Lichtflecks des emittierten Laserstrahls entlang der Laserfacette kann einfach vor- und zurückbewegt werden, um eine Abtastung des emittierten Lichtstrahls mit denselben elek-Lrisch betriebenen Steuermitteln zu erreichen.
• Für eine gute Grundlagenbeschreibung der Konstruktion und Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Leuchtdiodenlasern wird auf das Lehrbuch "Light- Emitting Diodes" von A.A. Bergh und P.J. Dean, erschienen bei Clarendon ?ress, Oxford, England, 197G und "Heterostructure Lasers" von H.C. Casey und M.B. Panish, erschienen bei Academic Press, 1978 verwiesen.
• Halbleiterdiodenlaser werden bisher durch Veränderung des Antriebsstroms, fflit dem der pn-Übergang des Diodenlasers beauf schlagt wird, moduliert, in dem eine aktive Schicht einer Fotolumineszenz-Halbleiterzusammensetzung zur Lichterzeugung angeordnet ist. Die Modulation der Intensität des emittierten Laserstrahls auf diese bekannte Weise erfordert unter Umständen und in der Tat die Steuerung erheblicher Antriebsströme, insbesondere bei Einrichtungen hoher Nennleistung. Darüber hinaus besteht oft die Notwendigkeit, spezielle Halterungen für Diodenlaser zu entwickeln, um eine korrekte Ausrichtung des Lichtflecks des emittierten Laserstrahls auf der Diodenlaserfacette zu gewährleisten, wenn der emittierte Laserstrahl mit einem Empfängerkörper wie zum Beispiel einem Lichtwellenleiter-Verbindungselement in einem optischen Kommunikationssystem gekoppelt wird oder die Diode in einer Anordnung für Anzeigezwecke oder in einem Drucker verwendet wird. Um einige der strengen Positionierungsanforderungen, die an solche Halterungen gestellt werden, abzuschwächen, ist es wünschenswert, über einfache elektrisch betriebene Mittel mit- niedrigem Signalpegel zum Bewegen oder Positionieren des emittierten Lichtflecks entlang der Laserfacette zu verfügen. Es ist insbesondere wünschenswert, einen Halbleiterdiodenlaser zu schaffen, in dem die oben kurz beschriebenen Merkmale und Eigenschaften in einer einzigen Einrichtung enthalten sind.
• Die schnelle Modulation mit niedrigem Signalpegel und Gate-Steuerung der Intensität des emittierten Lichtstrahls eines Halbleiterdiodenlasers wurde in einer Reihe von früher angemeldeten US-Patenten offengelegt, unter anderem in US-A-4,430,741, US-A-4,700,353, US-A-4,534,033, US-A-3,959,808, und US-A-4,152,711.
• Die elektrisch gesteuerte Abtastung der Position und Richtung des von Halbleiterdiodenlasern emittierten Laserlichtstrahls ist in US-A-4,296,386 und in US-A-4,475,200 beschrieben.
• JP-A-63,111,688 legt eine Mehrfach-Lichtemissions-Laserdiodenanordnung offen, die die gezielte Modulation der optischen Ausgangslelstung jedes lichtemittierenden Flecks durch Modulation der an Elektroden auf einer Stromsperrschicht angelegten Spannung offen. Mit einer solchen Einrichtung ist eine Veränderung der Position des Laserstrahlflecks entlang der Facette der Anordnung nicht möglich.
• Keines der oben aufgeführten älteren Patente offenbart oder stellt der Industrie eine Einfach-Halbleiterdiodenlasereinrichtung zur Verfügung, mit der sowohl die Intensität des emittierten Laserstrahls mit niedrigem Signalpegel elektrisch gesteuert moduliert sowie der Strahl ein- und ausgeschaltet werden kann, als auch eine Bewegung möglich ist, um die Position des Flecks des emittierten Laserstrahls entlang der Facette des Lasers abzutasten.
• Es ist daher eine der Hauptaufgaben der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiterdiodenlasereinrichtung zu schaffen, bei der die Intensität des emittierten Laserstrahls mit einem Gate-Steuersignal niedriger Spannung und niedrigen Stroms elektrisch moduliert und dieses Signal auch zum Ein- und Ausschalten des Laserstrahls und zum Steuern der Positionierung des Flecks des emittierten Laserstrahls entlang der Facette des Lasers einschließlich Abtastung verwendet werden kann, wobei alle diese Fähigkeiten in einer einzigen Lasereinrichtung verkörpert sind.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine heterostrukturelle kombinierte Halbleiterdiodenlaser- und Sperrschicht-Feldeffekttransistor-Einrichtung mit zentral angeordnetem Leitungsweg von einem zentralen, exponierten Kontakt auf ihrer Oberfläche durch einen zentral angeordneten aktiven Halbleiterlaserbereich, der zwischen den oberen und unteren Plattierungsbereichen mit entgegengesetzter Leitfähigkeit liegt, welche über einem Halbleitersubstrat mit Kanälen vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der untere Plattierungsbereich ausgebildet sind, und mindestens einen Laserstreifenkanal hat, der mit einer Halbleiterzusammensetzung vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der untere Plattierungsbereich gefüllt und in der Oberfläche des Substrats, das an seiner Unterseite die senkrecht angeordnete Plattierung sowie aktive Bereiche und einen exponierten Kontakt hält, ausgebildet ist;
• erste und zweite Halbleitersperrbereiche von gegenüber dem Substrat entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp zu beiden Seiten des Laserstreifenkanals zwischen dem unteren Plattierungsbereich und dem Substrat angeordnet und gegeneinander elektrisch isoliert sind;
• erste und zweite exponierte Kontakte jeweils auf den oberen Flächen des ersten und zweiten Sperrbereichs ausgebildet sind; und
• Mittel zur Beaufschlagung der jeweiligen Sperrbereiche mit Vorspannungen von entsprechendem Wert und entsprechender Polarität über die exponierten Kontakte, wobei durch die Sperrbereiche und im Laserstreifenkanal Verarmungszonen von kontrolliertem Umfang aufgebaut werden zur Steuerung der Größenordnung des Stroms durch den zentralen Leitungswegs, um dadurch die Intensität eines im aktiven Bereich erzeugten Laserstrahls zu modulieren; dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel so angeordnet sind, daß sie die jeweiligen Sperrbereiche mit unabhängiger Vorspannung beaufschlagen, wobei der Fleck des ausgehenden Laserstrahls elektrisch entlang der Laserfacette bewegt werden kann.
• Durch Beaufschlagung des zentralen Kontakts, des ersten und zweiten exponierten Gate-Steuerungskontakts und des Substrats mit Vorspannungen von entsprechendem Wert und entsprechender Polarität kann die Stromleitung durch den zentralen Leitungsweg so moduliert und abgeschnürt werden, daß die Lichtemission der Einrichtung ein- und ausgeschaltet und die Intensität des emittierten Lichtstrahls gesteuert werden kann. Außerdem kann durch Beaufschlagung des ersten und zweiten exponierten Kontakts mit Vorspannungen niedriger Spannung und niedrigen Stroms von entsprechender Polarität relativ zur Vorspannung des Substrats die Position des zentralen Stromleitungswegs durch die Einrichtung durch Veränderung des relativen Umfangs der im zentralen Leitungskanal ausgebildeten, an die jeweiligen Sperrbereiche angrenzenden Verarmungszonen verlagert werden, wodurch die Position der Einschnürung des emittierten Lichtstrahls in der Übergangsebene des aktiven Bereichs der Einrichtung verlagert werden kann, so daß eine seitliche Bewegung in einer gewünschten Richtung des Flecks des emittierten Laserstrahls entlang der Laserfacette erfolgt. Durch entsprechende Gestaltung der Sperrbereiche kann die seitliche Bewegung erweitert werden, um die Abtastung des Laserstrahls zu erreichen.
• Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Gleiche Teile haben in der Zeichnung die gleichen Bezugszeichen. Es zeigen:
• Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine heterostrukturelle kombinierte Halbleiterdiodenlaser- und Sperrschicht-Feldeffekttransistor-Einrichtung auf einem Substrat mit Kanälen;
• Fig. 2 die Einrichtung der Fig. 1, außer daß die Kante der Verarmungsschichten im n-leitenden Material, das die Sperrbereiche der Einrichtung umgibt, in dem Zustand dargestellt ist, wo Gate-Steuervorspannungen von Null oder nahezu Null relativ zum Substrat an die auf den Sperrschichten ausgebildeten exponierten ohmschen Gatekontakte angelegt sind;
• Fig. 3 die in der Einrichtung ausgebildete Verarmungsschicht mit den Gate-Kontakten auf den Sperrschichten, die die Sperrbereiche umfassen und relativ zum Substrat negativ vorgespannt sind;
• Fig. 4 die Einrichtung der Fig. 1, jedoch in dem Zustand, wo eine hohe negative Vorspannung an die beiden exponierten Gate-Kontakte auf den Sperrschichten relativ zum Substrat angelegt ist;
• Fig. 5 eine Ausführungsform der Erfindung der Fig. 1, die zeigt, was geschieht, wenn ungleiche Vorspannungen an die exponierten Gate- Kontakte in den Sperrbereichen unter Bedingungen angelegt werden, bei denen eine hohe negative Vorspannung relativ zum Substrat an den vom Betrachter aus linken Gate-Kontakt und keine Vorspannung an den rechten Kontakt angelegt wird;
• Fig. 6 eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich der Fig. 5, außer daß der Gate-Kontakt, an den eine hohe negative Vorspannung angelegt wird, in bezug auf die Bedingungen der Fig. 5 vertauscht ist;
• Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, wobei der n-leitende untere Plattierungsbereich aus zwei separaten, epitaxial nacheinander auf den oberen Flächen der Sperrschichten der Einrichtung aufgewachsenen Schichten besteht;
• Fig. 8 eine Ausführungsform der Erfindung, wobei mehrere Streifenkanäle in der oberen Fläche des planaren Substrats der Diodenlasereinrichtung ausgebildet sind, um die Abtastfähigkeit der Einrichtung zu verbessern;
• Fig. 9 einen senkrechten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der n-leitende untere Plattierungsbereich aus zwei separaten, epitaxial auf gewachsenen Schichten besteht;
• Fig. 10 die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei die Sperrbereiche der Einrichtung aus zwei separaten, epitaxial nacheinander aufgewachsenen Sperrschichten bestehen und der Laserstreifenkanal mit einer schwach dotierten Halbleiterzusammensetzung desselben Leitfähigkeitstyps und Halbleitermaterials wie der untere Plattierungsbereich, jedoch schwacher Dotierung gefüllt ist;
• Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, hergestellt aus einem InGaAsP-System im Unterschied zum AlGaAs-System, das in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet wurde;
• Fig. 12A bis 12D spezielle Beispiele verschiedener Arten der Ausbildung von aktiven Bereichen, die in die verschiedenen heterostrukturellen Laserdiodeneinrichtungen der Fig. 1 bis 11 integriert werden können.
• Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine heterostrukturelle kombinierte Halbleiterdiodenlaser- und Sperrschicht-Feldeffekttransistor-Einrichtung auf einem Substrat mit Kanälen. In der nachstehenden Beschreibung wird ein Bereich oder eine Schicht, welche nur schwach dotiert sind, entweder mit n bei negativem Leitfähigkeitstyp oder p bei positivem Leitfähigkeitstyp gekennzeichnet. Eine schwach dotierte Schicht ist mit n&supmin; oder p&supmin; und eine stark dotierte Schicht mit p&spplus; oder n&spplus; bezeichnet.
• In Fig. 1 basiert der Aufbau auf einem n-leitenden Galliumarsenidsubstrat 21 aus n-GaAs mit mindestens einem in seiner oberen Fläche ausgebildeten Laserstreifenkanal 22 der Breite d&sub1;. Ein erster Halbleiter-Sperrbereich 23 und ein zweiter Halbleiter-Sperrbereich 24 sind in der oberen Fläche des Substrats 21 zu beiden Seiten des Laserstreifenkanals 22 so ausgebildet, daß sie gegeneinander durch den Streifenkanal 22 elektrisch isoliert sind. In Fig. 1 bestehen die Sperrbereiche 23 und 24 aus Halbleitermaterial desselben, aber gegenüber dem Substrat 21 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und umfassen einzelne epitaxial aufgewachsene p&spplus;-GaAs-Schichten. Ein erster oder unterer Plattierungsbereich 25 aus einer Schicht n-Aluminiumgalliumarsenid (n-AlyGa1-yAs) wird epitaxial auf den angrenzenden Innenkanten der ersten und zweiten Sperrschicht aufgewachsen und reicht bis in den Laserstreifenkanal 22 und füllt diesen. Diese erste (untere) Plattierungsschicht wird mit einer Tiefe d&sub2; in den Bereichen der Schicht vorgesehen, die über den Innenkanten der Sperrschichten 23 und 24 liegen, sie reicht jedoch nicht bis zu und hat keinen elektrischen Kontakt mit einem Satz separater getrennter ohmscher Gate-Steuerkontakte 26 und 2?, die an den oberen Außenflächen der jeweiligen Sperrschichten 23 und 24 ausgebildet sind. Somit sind die Gate- Steuerkontakte 26 und 27 gegeneinander und gegen den ersten (unteren) Plattierungsbereich 25 elektrisch isoliert.
• Eine aktive Halbleiterlaserschicht 28 der Zusammensetzung AlxGa1-x wird epitaxial auf die erste Plattierungsschicht 25 aufgewachsen. Ein zweiter oder oberer Plattierungsbereich des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps wie der des ersten Plattierungsbereichs 25 wird mit einer einzelnen, epitaxial auf der aktiven Schicht 28 aufgewachsenen Schicht 29 gebildet. Die zweite (obere) Plattierungsschicht 29 besteht aus epitaxial aufgewachsenem p-Aly-Ga1-yAs Ein aus einer p&spplus;-GaAs-Schicht 30 bestehender Kontakthalbleiterbereich wird epitaxial auf die zweite (obere) Plattierungsschicht 29 aufgewachsen, und ein dritter ohmscher Kontakt 31, der als positive Stromklemme der Diodenlasereinrichtung dient, wird im Kontaktbereich 30 ausgebildet. Ein vierter rückseitiger ohmscher Kontakt 32 wird an der unteren Fläche des Substrats 21 ausgebildet und dient als negative Stromklemme des Diodenlasers. Für eine genauere Beschreibung der Verfahren zur Herstellung der verschiedenen Schichten, Bereiche und ohmschen Kontakte auf dem Ausgangssubstrat wird auf die eingangs erwähnten Lehrbücher "Light-Emitting Diodes" von Bergh und Dean und "Heterostructure Lasers" von Casey und Panish verwiesen.
• Die zeichnerische Darstellung der Einrichtung in Fig. 1 sowie in den nachstehend beschriebenen weiteren Fig. besteht aus einem senkrechten Längsschnitt entlang einer Ebene parallel zur Laserfacette (nicht abgebildet), die den Fabry-Perot-Lichtresonator der Halbleiterlasereinrichtung darstellt. Das von der Einrichtung emittierte Laserlicht würde gewöhnlich entlang einem mit der Mitte des aktiven Bereichs 28 zusammenfallenden Weg und im rechten Winkel zur Papierebene und zum Betrachter der Fig. 1 austreten.
• Die Einrichtung ähnelt einem Planarlaser mit einem Kanalsubstrat herkömmlicher Bauart, außer daß die jeweiligen p&spplus;-GaAs-Sperrschichten 23 und 24 auf beiden Seiten des Laserstreifenkanals 22 angeordnet und mit separaten, zugänglichen ohmschen Gate-Kontakten 26 bzw. 27 versehen sind. Im Betrieb wird der herkömmliche zentrale Kontakt 31 zur Laserstromsteuerung relativ zum n-GaAs-Substrat 21 positiv vorgespannt, bis der Laserstrom den Schwellenstrom übersteigt und die Einrichtung wie oben beschrieben Laserlicht zu emittieren beginnt. Für die nachstehende Beschreibung wird angenommen, daß die Kontakte 26 und 27 so miteinander verbunden sind, daß die beiden Kontakte auf derselben Vorspannung gehalten werden. Sind die Kontakte 26 und 27 relativ zum Substrat 21 negativ vorgespannt, weiten sich Verarmungsschichten um die Sperrschichten 23 und 24 in das Substrat 21 und die erste (untere) Plattierungssschicht 25 aus, sobald 26 und 27 negativer werden als das Substrat 21. Die Verarmungsschichten sind in Fig. 2 mit 33 für die Sperrschicht 23 und 34 für die Sperrschicht 24 dargestellt. Fig. 2 bezieht sich auf den Fall, wo relativ zum Substrat 21 Steuer-Vorspannungssignale von Null oder nahezu Null an die jeweiligen Kontakte 26 und 27 gesandt werden.
• Fig. 3 zeigt die Verarmungsschichten 33 und 34 unter Bedingungen, bei denen die Kontakte 26 und 27 relativ zum Substrat 21 stärker negativ vorgespannt sind als in Fig. 2. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Breite des Laserstreifenkanals 22, durch den der vertikale Elektronenstrom vom Substrat 21 zur aktiven Schicht 28 fließen muß, durch die Erweiterung der Verarmungsschichten 33 und 34 in den Kanal hinein eingeschnürt ist. Dadurch wird der Stromfluß durch den Laser und damit die Intensität des ausgehenden Laserstrahls verringert. Fig. 4 zeigt, was mit den Verarmungsschichten 33 und 34 geschieht, wenn relativ zum Substrat 21 eine stärker negative Vorspannung als in Fig. 3 an die beiden Kontakte 26 und 27 angelegt wird. Unter diesen Umständen reichen die Verarmungsschichten 33 und 34 so weit in den Kanal hinein, daß seine Breite 22 abgeschnürt wird. Infolgedessen hört der Elektronenstrom vom Substrat 21 zum aktiven Bereich 28 auf, und es wird kein Laserlicht mehr emittiert. Bei dieser Betriebsart muß der n-leitende Plattierungsbereich 25 so schwach dotiert und der Laserstreifenkanal 22 so schmal sein, daß die Verarmungsschichten 33 und 34 sich über einen nennenswerten Teil der Kanalbreite erstrecken können. Durch Modulieren des Werts der an die ohmschen Kontakte 26 und 27 angelegten Steuervorspannung relativ zur Spannung des Substrats 21, die durch den Kontakt auf der Unterseite 32 geliefert wird, kann die Lichtintensität des ausgehenden Laserstrahls entsprechend mit einem an die Gate-Kontakte 26 und 27 angelegten L-Steuersignal zur Spannungs- und Strommodulierung moduliert werden. Das Modulationssignal ist eine Spannung, und der Strom kann sehr niedrig sein. Wie bereits unter Fig. 4 beschrieben, kann dieses Modulationssignal auch zum Ein- und Ausschalten der Diodenlasereinrichtung verwendet werden.
• Falls gewünscht, kann die Struktur der Diodenlasereinrichtung der Fig. 1 auf andere Weise betrieben werden, wenn die relativen Abmessungen und Dotierungsgrade der verschiedenen Schichten entsprechend ausgelegt sind (z.B. wenn das Maß d&sub1; im wesentlichen größer ist als das Maß d&sub2; in Fig. 1, somit d&sub2; « d&sub1;). Mit einer solcherart ausgelegten Struktur können die die Sperrschichten 23 und 24 umgebenden Verarmungsschichten 33 und 34 bis zur aktiven AlxGa1-xAs-Schicht 28 des Lasers geführt werden. In diesem Fall werden Löcher aus der aktiven Schicht in die Sperrschichten 23 und 24 getrieben, so daß mit diesem Effekt der Laserlichtausgang ähnlich wie bei der oben beschriebenen Kanalverengungstechnik moduliert oder sogar gelöscht werden kann. Unter diesen Bedingungen fließt ein wesentlicher Strom aus den ohmschen Kontakten 26 und 27. Außerdem erreichen bei d&sub2; « d&sub1; und entsprechendem Dotierungsgrad die Verarmungsschichten 33 und 34 die aktive Schicht 28, ehe die Kanalbreite 22 durch die Verarmungsschichten erheblich schmäler wird.
• Bei Verwendung der hauptsächlich für die Kanalverengung ausgelegten Diodenlaserstruktur, wie oben in bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben, kann die Position in bezug auf die Laserfacette der Einschnürung des ausgehenden Laserstrahls in der Übergangsebene elektrisch gesteuert werden, da die Breite der optischen Schwingung bei dieser Einrichtung elektrisch eingestellt werden kann. Unter diesen Bedingungen wird der Diodenlaser mit einer Stromquelle (im Gegensatz zu einer Spannungsquelle) betrieben und die Ausgangsleistung mittels Gegenkopplung konstantgehalten, und eine Vorspannung in Sperrichtung wird an die ohmschen Gate-Steuerkontakte 26 und 27 zur Einstellung der Position der Strahleinschnürung in der Übergangsebene der Diode angelegt.
• In der vorhergehenden Beschreibung wurde angenommen, daß die ohmschen Kontakte 26 und 27 zusammengeschaltet und mit demselben Spannungsniveau vorgespannt sind. Dies ist nicht unbedingt erforderlich, da die beiden Gate-Kontakte unabhängig voneinander betrieben werden können. Beispielsweise kann der ohmsche Kontakt 26 geerdet und der Kontakt 27 relativ zum Substrat 21 negativ vorgespannt sein. Ein derartiger Betrieb könnte dazu führen, daß die Ladungsträgerverteilung in der aktiven Schicht nach rechts, "geschoben" wird, wie Fig. 5 zeigt. Umgekehrt würde die Ladungsträgerverteilung in der aktiven Schicht nach links geschoben, wenn der ohmsche Kontakt 27 geerdet und der Kontakt 26 relativ zum Substrat 21 negativ vorgespannt wird, wie Fig. 6 zeigt. Liegen die an die Kontakte 26 und 27 angelegten Vorspannungen auf demselben Potential, wären die Ladungsträger symmetrisch, wie Fig. 3 zeigt. Somit kann man erkennen, daß die Ladungsträgerverteilung in der aktiven Schicht durch entsprechende Veränderung der an die jeweiligen ohmschen Kontakte 26 und 27 angelegten Vorspannungen von einer Seite zur anderen verschoben werden kann. Das optische Verstärkungsprofil folgt dieser Ladungsträgerverteilung; daher kann der Fleck des ausgehenden Laserstrahls auf der Laserfacette elektrisch von einer Seite zur anderen mit den zwei exponierten Gate-Steuerkontakten auf die oben kurz beschriebene Weise bewegt werden. Durch diese Bewegung kann die Ausrichtung des Flecks des ausgehenden Laserstrahls mit Lichtwellenleiter-Verbindungen bei Anwendung in Anzeigen und optischen Druckern stark vereinfacht werden.
• Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, mit der sichergestellt wird, daß das unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 beschriebene Kanalverengungsverfahren im Betrieb der Laserdiode überwiegt. Das heißt, daß in der Ausführungsform der Fig. 7 die Verarmungsschichten 33 und 34 daran gehindert werden, durch den ersten (unteren) Plattierungsbereich 25 hindurchzugehen und die aktive Schicht 28 zu erreichen. Hierzu wird der erste (untere) Plattierungsbereich 25 in zwei übereinander angeordnete Plattierungsschichten 35 und 36 aufgeteilt. Die erste Plattierungsschicht 35 besteht aus schwach dotiertem n&supmin;-AlwGa1-wAs, das epitaxial auf die exponierten angrenzenden Innenkanten der jeweiligen Sperrschichten 23 und 24 aufgewachsen ist und bis in den Laserstreifenkanal hineinreicht und diesen mit einer schwach dotierten Halbleiterzusammensetzung ausfüllt. Eine zweite, stärker dotierte Plattierungsschicht 36 aus n-AlyGa1-yAs wird epitaxial auf die erste Plattierungsschicht 35 aufgewachsen und liegt zwischen der ersten Plattierungsschicht 35 und der aktiven Schicht 28. Die zwei Schichten 35 und 36 bilden so den ersten (unteren) Plattierungsbereich. Damit werden die Verarmungsschichten 33 und 34, die von den Sperrschichten 23 und 24 infolge der an die ohmschen Kontakte 26 und 27 angelegten Gate-Vorspannungen induziert sind, wie Fig. 2 bis 4 zeigt, dazu gebracht, sich in die erste Plattierungsschicht 35 hinein und (falls gewünscht) über die Breite des Laserstreifenkanals 22 zu erstrecken, aber von der stärker dotierten zweiten Plattierungsschicht 36 daran gehindert, die aktive Schicht 28 zu erreichen. Die AlAs-Anteile w und y können gleich groß gemacht werden, und die Gesamtdicke der ersten n&supmin;-AlwGa1-wAs-Plattierungsschicht 35 außerhalb des Laserstreifenkanals und der zweiten n-AlyGa1-yAs-Plattierungsschicht 36 kann so gering sein, daß die Einrichtung dieselbe laterale Wellenleitung wie ein planarer Laser auf einem Substrat mit Kanälen bietet und in einem im wesentlichen lateralen Betrieb arbeitet.
• Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die in vielerlei Hinsicht der Einrichtung der Fig. 1 ähnlich ist, jedoch so abgewandelt wurde, daß sie eine bessere laterale Abtastung des Lichtflecks des ausgehenden Laserstrahls gemäß der in Fig. 5 und 6 dargestellten Offenlegung ermöglicht. Hierzu wird das Ausgangssubstrat 21 mit einem oder mehreren benachbarten Laserstreifen 22 und 37 versehen, die in der Oberfläche des Substrats 21 und in den Sperrschichten 23 und 24 ausgebildet werden. Somit wird während des Prozesses eine dazwischenliegende Sperrschichtinsel 38, die aus p&spplus;-GaAs ähnlich den Sperrschichten 23 und 24 besteht, ausgebildet. Die Laserstreifenkanäle werden mit derselben Halbleiterzusammensetzung wie der erste (untere) Plattierungsbereich 25 ausgefüllt, so daß die Verengung des Stromleitungswegs durch den Laserstreifen 22 und 37 vollkommen der in bezug auf Fig. 2 bis 4 beschriebenen gleicht. Ein größerer Abtastwinkel kann durch entsprechende Veränderung der an die Gate-Kontakte 26 und 27 angelegten Vorspannungen nach den in Bezug auf Fig. 5 und 6 beschriebenen und in bezug auf Fig. 2 bis 4 dargestellten und beschriebenen Verfahren erzielt werden.
• Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Diodenlasereinrichtung. In Fig. 9 setzen sich die zwei Sperrschichten 43 und 44 auf beiden Seiten des Laserstreifenkanals 22 aus epitaxial auf die Oberfläche eines n-GaAs-Substrats 21 aufgewachsenen einzelnen p&spplus;-AluGa1-uAs-Schichten zusammen, und ohmsche Kontakte 26 und 27 werden an jeweils sich nach außen erstreckenden exponierten Schultern der Sperrschichten 43 und 44 ausgebildet. Zwischen den Sperrschichten 43 bzw. 44 und der ersten (unteren) Plattierungsschicht 25 aus n-AlyGa1-yAs werden n-GaAs-Schichten 45 und 46 angeordnet. Ansonsten gleicht die Einrichtung der Fig. 9 der Fig. 1 insoweit, als die Plattierungsschicht 25 aus n-AlyGa1-yAs die beiden oberen Schichten 45 und 46 aus n-GaAs überbrückt und bis in den Laserstreifenkanal 22 zwischen den Sperrschichten 43 und 44 hineinreicht und diesen ausfüllt. Die Sperrschichten 43 und 44 bestehen aus p&spplus;-AluGa1-uAs, wobei der AlAs-Anteil u größer als der AlAs-Anteil x in der aktiven Schicht 28 ist. Deswegen wird das in der aktiven Schicht 28 der Lasereinrichtung erzeugte Licht nicht in den Sperrschichten absorbiert und stört den Betrieb der Einrichtung nicht. Die zwischen den Sperrschichten 43 und 44 und der unteren Plattierungsschicht 25 angeordneten n-GaAs-Schichten 45 und 46 sind so stark dotiert, daß die sich von den beiden Sperrschichten 43 und 44 erstreckenden Verarmungsschichten den vertikalen Stromleitungsweg durch den Laserstreifenkanal 22 auf die in Fig. 4 dargestellte Weise leicht abschnüren können, ehe sie sich nach oben durch die n-GaAs-Schichten 45 und 46 bis in die untere Plattierungsschicht 25 erstrecken. Damit kann die aktive Schicht 28 nahe bei den n-GaAs-Schichten 45 und 46 liegen und bietet somit im Betrieb eine höhere Schwingungsstabilität, wie sie mit herkömmlichen planaren Strukturen auf einem Substrat mit Kanälen erzielt wird.
• Fig. 10 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der beschriebenen verbesserten Laserdiodeneinrichtungen. Auch hier sind, wie bei der Ausfübrungsform der Erfindung der Fig. 9, zwei p&spplus;-Sperrschichten 43 und 44 aus p&spplus;-AluGa1-uAs vorhanden, die auf dieselbe Weise wie für Fig. 9 beschrieben wirken. In Fig. 10 sind die GaAs-Schichten jedoch in den Sperrbereichen als epitaxial auf die p&spplus;-AluGa1-uAs-Sperrschichten 43 bzw. 44 aufgewachsene p-GaAs-Schichten 47 und 48 angeordnet. Die ohmschen Kontakte 26 und 27 sind auf den oberen Sperrschichten 47 bzw. 48 ausgebildet, und zum Füllen des Laserstreifenkanals 22 wird eine schwach dotierte Halbleiterzusammensetzung 49 aus n&supmin;-AluGa1-us verwendet, die vom Substrat 21 bis in die Unterseite der ersten (unteren) Plattierungsschicht 25 und die Seitenkanten sowohl der unteren als auch der oberen Sperrschichten 43, 44 und 47, 48 reicht. Der AIAs-Anteil w in der Streifenzusammensetzung 49 kann gleich groß sein wie derselbe Anteil y in den Plattierungsschichten 25 und 29. Da das zum Ausfüllen des Streifens verwendete Material 49 schwach dotiert ist, kann der Kanal leicht auf die unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebene Weise abgeschnürt werden, was eine rasche Modulierung und den Ein- und Ausschaltbetrieb des Diodenlasers mit an die ohmschen Kontakte 26 und 27 angelegten Steuervorspannungssignalen geringer Signalstärke fördert. In dieser Struktur können die n-leitenden Plattierungsschichten 25 und 29, insbesondere 25, stärker dotiert sein, so daß die von den Sperrschichten erzeugten Verarmungsschichten nicht ganz nach oben bis zur aktiven Schicht 28 reichen.
• Es gibt zahlreiche andere technische Lösungsansätze für die Herstellung von Diodenlasern mit den oben beschriebenen Merkmalen. Falls gewünscht, können die Diodenlaserstrukturen völlig umgekehrt werden, indem das gesamte n-Material in p-Material und umgekehrt geändert wird. Des weiteren ist in der vorstehenden Beschreibung nur die Verwendung von AlxGa1-us als Halbleitermaterial in den Strukturen erwahnt. Diese Strukturen können aber auch aus anderen Materialien hergestellt werden, die für die Verwendung in Diodenlasern als geeignet bekannt sind. Fig. 11 ist ein senkrechter Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, die aus einem anderen Halbleitermaterial, nämlich InGaAsP hergestellt ist. Die Einrichtung der Fig. 11 ist auf einem n-InP-Substrat 51 mit einem in seiner Oberfläche ausgebildeten Laserstreifen 52 hergestellt. Auf den Sperrbereichen, die aus den jeweiligen unteren Sperrschichten 53L und 54L auf dem Substrat 51 auf beiden Seiten des Laserstreifen 52 bestehen, sind zweite (obere) Sperrschichten 53U und 54U angeordnet, die nacheinander auf der exponierten Oberfläche des Substrats 51 auf beiden Seiten des Laserstreif ens 52 epitaxial aufgewachsen sind, wie Fig. 11 zeigt. Die unteren Sperrschichten 53L und 54L bestehen aus p&spplus;-InP und die oberen Sperrschichten 53U und 54U aus p-InGaAsP, lambda g = 1,35 um. Ein erster (unterer) Plattierungsbereich 55, der aus epitaxial auf gewachsenem n-Inp besteht, ist auf den inneren angrenzenden Oberf lächen der oberen Sperrschichten 53U und 54U ausgebildet und überbrückt diese. Eine schwach dotierte Füllmaterialzusammensetzung 52 aus n&supmin;-InP füllt den Laserstreifen 52 und kontaktiert die inneren angrenzenden Seiten der Sperrschichten 53U, 53L, 54U und 54L sowie die untere Fläche der ersten n-InP-Plattierungsschicht 55. Eine aus InGaAsP, lambda g = 1,3 um, bestehende aktive Schicht wird epitaxial auf die erste (untere) Plattierungsschicht 55 aufgewachsen. Eine zweite (obere) Plattierungsschicht aus p-InP ist auf der aktiven Schicht ausgebildet, und ein Kontaktbereich 60 wird aus einer Schicht p- InGaAsP, lambda g = 1,3 um, gebildet. Die ohmschen Kontakte 26 und 27 werden auf den exponierten oberen Kanten der oberen Sperrschichten 53U und 54U ausgebildet. Der zentrale ohmsche Kontakt 31 wird auf dem Kontatbereich 60 und der rückseitige Kontakt 32 auf der Unterseite des Substrats 51 ausgebildet. Im Betrieb funktioniert die in Fig. 11 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ähnlich der unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschriebenen.
• Fig. 12A bis 12D zeigt mehrere Beispiele verschiedener Arten bekannter Auslegungen des aktiven Bereichs von Lasern, die in die erfindungsgemäße Laserdiodeneinrichtung integriert und mit dieser verwendet werden können. Die Diagramme der Fig. 12A bis 12D zeigen die AlAs-Anteile der Zusammensetzungen der verschiedenen dargestellten aktiven Bereiche, aufgetragen als vertikale Position der Funktion af über den aktiven Bereich zwischen dem unteren n-Plattierungsbereich und dem oberen p-Plattierungsbereich. Fig. 12A zeigt eine herkömmliche Auslegung der aktiven Schicht, wie sie in Fig. 1-11 dargestellt ist. Fig. 12B zeigt die Parameter für die herkömmliche Auslegung der aktiven Schicht mit einem großen optischen Hohlraum (LOC) zwischen der aktiven Schicht und dem n-Plattierungsbereich. Der LOC kann statt dessen auch zwischen der aktiven Schicht und dem p-Plattierungsbereich angeordnet werden. Falls gewünscht, kann die aktive Schicht dünner sein und die LOCs können auf beiden Seiten der aktiven Schicht angeordnet werden, wodurch sie von den n- und p-Plattierungsbereichen getrennt wird und einen sogenannten aktiven Bereich mit separat begrenzter Heterostruktur bildet. Fig. 12C zeigt einen aktiven Bereich mit Mehrquantenmulde (MQW), im gezeigten Beispiel mit fünf Quantenmulden aus reinem GaAs. Fig. 12D zeigt einen aktiven Bereich mit Gradienten-Heterostruktur mit separater Begrenzung (GRIN-SCH) mit einer geringen Menge AlAs in der zentralen Quantenmulde. Jede dieser bekannten Ausiegungen des aktiven Bereichs kann, je nach spezieller beabsichtigter Anwendung der Diodenlasereinrichtung, in den in Fig. 1 bis 11 dargestellten verbesserten Laserdiodeneinrichtungen verwendet werden.
• Durch entsprechende Auslegung der Diodenlasereinrichtungen und Aufnahme von Mitteln zum Einstellen der relativen Werte der angelegten Modulations-Steuervorspannungssignale können die Diodenlaser neben der Modulation der Intensität des emittierten Laserstrahls auch elektrisch ein- und ausgeschaltet werden. Außerdem kann die Position des Lichtflecks des emittierten Laserstrah1s einfach entlang der Laserfacette bewegt werden, damit der Laserstrahl mit denselben elektrisch betriebenen Steuermitteln unter Verwendung von Steuervorspannungen und -strömen mit relativ geringem Signalpegel abgetastet werden kann.
ZEICHNUNGSBESCHRIFTUNG Fig. 12A
• a ALAs-Anteil
• b n-Plattierung
• c aktive Schicht
• d p-Plattierung
• o herkömmliche aktive Schicht
• f Spotposition
Fig. 12B - D
• a LOC (Large Optical Cavity)
• b herkömmliche aktive LOC-Schicht
• c aktiver Bereich
• d aktiver Mehrquanten-Bereich
• e aktiver Bereich mit Gradienten-Heterostruktur mit separater Begrenzung und Mehrquantenmulde

Claims (14)

1. Heterostrukturelle Halbleiterdiodenlaser- und Sperrschichtfeldeffekttransistor-Einrichtung mit zentralem Leitungsweg von einem zentralen, exponierten Kontakt (31) auf ihrer Oberfläche durch einen zentral angeordneten aktiven Halbleiterlaserbereich (28), der zwischen den oberen (29) und unteren (25; 24, 45; 36; 35, 36, 55) Plattierungsbereichen mit entgegengesetzter Leitfähigkeit liegt, welche über einen Halbleitersubstrat (21) vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der untere Plattierungsbereich ausgebildet sind, und mit min destens einein Laserstreifenkanal (22) der mit einer Halbleiterzusammensetzung (25; 35; 49; 52) vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der untere Plattierungsbereich gefüllt ist und in der oberen Fläche des Substrats, das an seiner Unterseite die senkrecht angeordnete Plattierung sowie aktive Bereiche und einen exponierten Kontakt hält;

erste (23: 43; 47; 53L; 53U) und zweite (24; 44; 48; 54L; 54U) Halbleitersperrbereiche von gegenüber dem Substrat entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sind zu beiden Seiten des Laserstreifenkanals zwischen dem unteren Plattierungsbereich und dem Substrat angeordnet und gegeneinander elektrisch isoliert;

erste (26) und zweite exponierte Kontakte (27) sind jeweils auf den oberen Flächen des ersten und zweiten Sperrbereichs ausgebildet; und

Mittel zur Beaufschlagung der jeweiligen Sperrbereiche mit Vorspannungen von entsprechendem Wert und entsprechender Polarität über die exponierten Kontakte, wobei durch die Sperrbereiche im Laserstreifenkanal Verarmungsschichten (33, 34) von kontrolliertem Umfang aufgebaut werden zur Steuerung der Größenordnung des Stroms durch den zentralen Leitungsweg, um dadurch die Intensität eines im aktiven Bereich erzeugten Laserstrahls zu modulieren;

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel die jeweiligen Sperrbereiche mit unabhängiger Vorspannung beaufschlagen, wobei der Fleck des ausgehenden Laserstrahls elektrisch quer über die Laserfacette bewegt werden kann.

2. Halbleiterdiodenlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr-Plattierungs- und aktiven Bereiche jeweils eine auf dem Substrat in der aufgeführten Reihenfolge epitaxial aufgewachsene Halbleiterschicht aufweisen.

3. Halbleiterdiodenlaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus n-GaAs besteht, die Sperrschichten durch p+-GaAs gebildet werden, die untere Plattierungsschicht aus n-AlyGa1-yAs, die aktive Schicht aus AlxGa1-xAs, der Kontaktbereich (30) aus p&spplus;-GaAs und die obere Plattierungsschicht aus p-AlyGa1-yAs bestehen, wobei die untere Plattierungsschicht geringfügig dotiert und die Breite d&sub1; des Lasterstreifenkanals verhältnismäßig schmal ist.

4. Halbleiterdiodenlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite d&sub1; des Laserstreifenkanals wesentlich größer als die Dicke d&sub2; der unteren Plattierungsschicht (d&sub2;«d&sub1;), wobei die die erste und zweite Sperrschicht uingebende Verarinungsschicht die Größe der aktiven Schicht erreichen darf, um die Laserwirkung nach Beaufschlagung der Kontakte auf der ersten und zweiten Sperrschicht mit ausreichender Vorspannung relativ zum Substrat zu stoppen.

5. Halbleiterdiodenlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von parallel angeordneten, beabstandeten Laserstreifenkanälen (22, 37), die auf der oberen Fläche des beginnenden Substrats ausgebildet sind.

6. Halbleiterdiodenlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Plattierungsschicht durch mindestens zwei unterschiedliche Halbleiterschichten (35, 36), die auf der oberen Fläche der Sperrschichten epitaxial aufgewachsen sind, gebildet werden und das Substrat mit den verbleibenden Schichten des Diodenlasers darüber in der in Anspruch 1 aufgeführten Reihenfolge ausgebildet ist.

7. Halbleiterdiodenlaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus n-GaAs besteht, die Sperrschichten aus p&spplus;-GaAs gebildet sind und die den unteren Plattierungsbereich bildenden Plattierungsschichten aus einer ersten n-AlyGa1-yAs-Schicht bestehen, die über den inneren angrenzenden Flächen der ersten und zweiten Sperrbereiche ausgebildet ist und in den ersten Laserstreifenkanal hineinreicht und diesen ausfüllt, und einer zweiten n-AlyGa1-yAs Plattierungsschicht (36), die zwischen der ersten n-AlwGa1-wAs Schicht und dem aktiven Bereich angeordnet ist, und daß die erste n-AlwGa1-wAs-schicht geringfügig dotiert ist und die zweite n-AlyGa1-yAS-PlattierungSSchicht gegenüber der ersten n-AlwGa1-wAS-Schicht stark dotiert ist, um sicherzustellen, daß die Kanalverengungseinrichtung des vertikalen Leitungswegs überwiegt, während der Diodenlaser durch die Beaufschlagung der ersten und zweiten auf der ersten und zweiten Schicht ausgebildeten ohm'schen Kontakte mit Modulationsvorspannung moduliert wird.

8. Halbleiterdiodenlaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus n-GaAs besteht, die erste und zweite Sperrschicht jeweils eine Einzelschicht aus p&spplus;-AluGa1-uAs aufweist, die auf beiden Seiten des Laserstreifenkanals epitaxial aufgewachsen ist, die untere Plattierungsschicht aus aneinanderliegenden, epitaxial aufgewachsenen n-GaAs-Schichten besteht, die jeweils auf der Oberfläche der ersten und zweiten p&spplus;-AluGa1-uAs-Sperrschichten auf gegenüberliegenden Seiten ausgebildet sind, den Laserstreifenkanal aber nicht ausfüllen, und die eine erste Plattierungsschicht ergeben, welche einen Teil des unteren Plattierungsbereichs und eine zweite n-AlyGa1-yAS-Schicht umfaßt, die über den n-GaAs-Schichten ausgebildet ist und den Laserstreifenkanal ausfüllt, um den unteren Plattierungsbereich zu komplettieren, und daß der aktive Bereich aus einer epitaxial aufgewachsenen AlxGa1-xAs-Schicht, der obere Plattierungsbereich aus einer epitaxial aufgewachsenen p-AlyGa1-yAs- Plattierungsschicht und der Kontaktbereich aus einer epitaxial aufgewachsenen p&spplus;-GaAs-Schicht bestehen.

9. Halbleiterdiodenlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Sperrbereich jeweils von mindestens einer ersten (53L, 54l; 43, 44) und einer zweiten (53U, 54U; 47, 48) unterschiedlichen Sperrschicht gebildet werden, die auf der oberen Fläche des Substrats zu beiden Seiten des Laserstreifenkanals aufgewachsen sind, so daß die kombinierten, den ersten Sperrbereich umfassenden Sperrschichten von den kombinierten, den zweiten Sperrbereich umfassenden Sperrschichten elektrisch isoliert sind.

10. Halbleiterdiodenlaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der untere Plattierungsbereich in seiner Breite über die Diodenstruktur der oberen zweiten Sperrschichten der ersten und zweiten Sperrbereiche erstreckt, jedoch nicht in den in den im Substrat ausgebildeten Laserstreifenkanal hineinreicht und diesen ausfüllt, und daß eine geringfügig dotierte Halbleiterzusammensetzung von gleichem Leitfähigkeitstyp wie das Substrat und der untere Plattierungsbereich den Laserstreifenkanal ausfüllt.

11. Halbleiterdiodenlaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die erste Sperrschicht des ersten und zweiten Sperrbereichs, welche die obere Fläche des Substrats berühren, aus p&spplus;-AluGa1-uAs, die zweiten Sperrschichten aus p-GaAs, der untere Plattierungsbereich aus n-AlyGa1-yAs, und die geringfügig dotierte, den Laserstreifenkanal ausfüllende Halbleiterzusammensetzung aus n-AlwGa1-wAs bestehen, daß die AlAs-Fraktion der Halbleiterzusammensetzung des Laserstreifenkanals im wesentlichen gleich der AlAs-Fraktion im unteren Plattierungsbereich ist und der untere Plattierungsbereich stark dotiert ist, um zu verhindern, daß vom ersten und zweiten Sperrbereich entwickelte Verarmungsbereiche in den aktiven Bereich hineinreichen.

12. Halbleiterdiodenlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der untere Plattierungsbereich in seiner Breite über die Diodenstruktur der oberen Fläche der ersten und zweiten Sperrbereiche erstreckt, jedoch nicht in den im Substrat ausgebildeten Laserstreifenkanal hineinreicht und diesen ausfüllt, und daß eine geringfügig dotierte Halbleiterzusammensetzung vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Substrat und der untere Plattierungsbereich den Laserstreifenkanal ausfüllt.

13. Halbleiterdiodenlaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die erste, die obere Fläche des Substrats berührende Sperrschicht des ersten und zweiten Sperrbereichs aus p&spplus;-InP, die zweite Sperrschicht aus p-InGaAsP, λg=1,35 um, der untere Plattierungsbereich aus n-InP, der aktive Bereich aus InGaAsP, g=1,3 um, der obere Plattierungsbereich aus p-InP, der Kontaktbereich aus p+-InGaAsp, λg=1,3 um, und die geringfügig dotierte, den Laserstreifenkanal ausfüllende Halbleiterzusammensetzung aus n-Inp bestehen.

14. Halbleiterdiodenlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Bereich im wesentlichen aus entweder einer herkömmlichen, ebenen Einzelschicht aus einer aktiven Halbleiterzusammensetzung, einer im wesentlichen ebenen Schicht aus einer aktiven Halbleiterlaserzusammensetzung mit einer darin ausgebildeten großen optisch aktiven Vertiefung, einem aktiven Bereich mit einer Vielzahl von Quantenstrukturen oder einem heterostrukturellen, aktiven Bereich mit geneigter und getrennter Begrenzung bestehen.