[发明专利]带有相结构的边发射的半导体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、带有相结构区域的边发射的半导体激光器。

本专利申请要求德国专利申请10 2008 025 922.5的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

背景技术

用于高输出功率的边发射的半导体激光器通常实施为宽条形激光器，其中有源区具有大约100μm或者更大的宽度。由于有源区的横向伸展比较大，所以在这种半导体激光器的情况下通常有多个横向的激光模式起振。尤其是在高光功率情况下，会出现光功率的不希望的强的调制，其也被称作丝状形成(Filamentierung)。在边发射的半导体激光器情况下，最大的输出功率密度通过半导体本体在侧棱面的区域中的熔融(其也称为COMD(灾难性光学腔面损伤))而受到限制。由此，在具有强的丝状形成的半导体激光器情况下降低了最大可能的输出功率。此外，边发射的半导体激光器的多模工作使得将所发射的激光耦合输入到随后的光学元件中、尤其是光导体中变得困难。

为了抑制较高的激光模式，尤其是为了实现在横向基模中的工作，由出版物WO 01/97349A1中公开了在边发射的半导体激光器的波导中构建相结构。相结构是半导体本体的如下区域：在这些区域中有效的折射率不同于半导体本体的在横向方向中邻接的区域的折射率，并且构建为使得较高的激光模式在激光谐振器中受到比半导体激光器的横向基模更大的循环损耗(Umlaufverluste)。在边发射的半导体激光器的情况下(其中有源层设置在两个波导层之间，而波导层设置在两个覆盖层之间)，相结构例如通过如下方式来产生：波导被薄化直到波导层的区域中。通过这种方式，例如实现了在被薄化的区域中针对横向方向上传播的激光辐射的有效的折射率比未被薄化的区域中小Δn＝0.03。

已表明的是，通过构建相结构区域虽然可以抑制在边发射的半导体激光器中较高的横向模式，然而另一方面在相结构区域和邻接的区域之间的折射率跳变导致耦合损耗，这些耦合损耗引起半导体激光器的效率的劣化。尤其是光-电流特性曲线受到这种耦合损耗的不利影响。

发明内容

本发明的一个任务在于，提出一种改进的边发射的半导体激光器，其带有波导，在该波导中构建有至少一个相结构区域，该半导体激光器的特征在于改进的效率。

该任务通过具有权利要求1、6或7所述的特征的边发射的半导体激光器来解决。本发明的有利的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的至少一个实施形式，边发射的半导体激光器包含带有波导区域的半导体本体，其中波导区域具有第一波导层、第二波导层和设置在第一波导层与第二波导层之间的用于产生激光辐射的有源层。波导区域设置在第一覆盖层与第二覆盖层之间，该第二覆盖层在半导体本体的生长方向上跟随在波导区域之后。半导体本体具有主区域和至少一个在横向方向上与主区域相邻的相结构区域，在该相结构区域中构建有相结构，用于选择由有源层所发射的激光辐射的横向模式。

在一个有利的实施形式中，相结构区域构建在波导区域之外。在该情况中，第一波导层、第二波导层和有源层分别不包含相结构。在第一覆盖层和第二覆盖层之间的波导区域于是有利地没有相结构。通过这种方式，实现了在相结构区域和半导体本体的主区域之间仅仅出现非常小的耦合损耗，由此改进了半导体激光器的效率，尤其是光-电流特性曲线。

相结构区域优选构建在半导体本体的第二覆盖层中。例如，边发射的半导体激光器具有衬底，在该衬底上在半导体层序列的生长方向中首先是第一覆盖层，随后是第一波导层，接着是用于产生激光辐射的有源层，随后是第二波导层，并且接下来是第二覆盖层。在此，相结构区域仅仅构建在与衬底对置的第二覆盖层中，而第一覆盖层、有源层和波导层分别不具有相结构区域。因为在横向方向上在半导体本体中传播的激光辐射基本上在有源层以及在第一波导层和第二波导层中传播，并且仅仅轻微地侵入第一覆盖层和第二覆盖层中，所以在半导体本体中的垂直的模式分布仅仅轻微地受第二覆盖层中产生的相结构影响。这对于半导体激光器的效率是有利的，尤其是由此与其中相结构区域构建在波导层中的至少一个中的半导体激光器相比可以实现对光-电流特性曲线的改进。

在半导体本体中的相结构例如可以通过如下方式来制造：第二覆盖层在相结构区域中至少部分地被剥离。第二覆盖层于是在相结构区域中优选具有比在横向方向上相邻的主区域中更小的厚度。