[发明专利]激光二极管和用于制造激光二极管的方法

说明书

一种激光二极管(1)，包括：‑表面发射的半导体激光器(10)，其设置用于发射电磁辐射(E)；和‑光学元件(20)，其沿放射方向(L)设置在半导体激光器(10)下游，其中‑光学元件(20)包括衍射结构(200)或元光学结构(200)或透镜结构(200)，并且‑光学元件(20)和半导体激光器(10)材料配合地彼此连接。

技术领域

提出一种激光二极管。此外，提出一种用于制造激光二极管的方法。

发明内容

要实现的目的尤其是，提出一种激光二极管，其具有改进的放射特性。另一要实现的目的是，提出一种激光二极管，其具有特别紧凑的结构方式。另一要实现的目的是，提出一种激光二极管，其是对眼睛特别安全的。另一要实现的目的是，提出一种用于制造这种激光二极管的方法。

激光二极管例如是半导体激光二极管，其设置用于在常规运行中发射电磁辐射。尤其，激光二极管设置用于，发射一个波长范围的相干电磁辐射。例如，发射的电磁辐射的功率密度分布，横向于发射的电磁辐射的传播方向，具有高斯轮廓。电磁辐射例如是在红外辐射至UV辐射的光谱范围内的电磁辐射。

根据至少一个实施方式，激光二极管包括表面发射的半导体激光器，其设置用于发射电磁辐射。

半导体激光器例如由半导体层堆形成。尤其，半导体激光器包括至少一个有源区域，其设置用于在常规运行中产生电磁辐射。此外，半导体激光器可以具有边界面，在有源区域中产生的电磁辐射在所述边界面上至少部分地反射。例如，表面发射的半导体激光器设置用于在常规运行中沿半导体层的堆叠方向发射电磁辐射。尤其，表面发射的半导体激光器是VCSEL。VCSEL(英语vertical-cavity surface-emitting laser，通常也称作“表面发射器”)是如下半导体激光器，其中电磁辐射横向于或垂直于半导体芯片的主延伸平面放射。

根据激光二极管的至少一个实施方式，激光二极管包括光学元件，其沿放射方向设置在半导体激光器下游。在常规的运行中，大部分的，至少50％，尤其至少90％，或所有由半导体激光器发射的电磁辐射射到光学元件上。光学元件设置用于，影响由半导体激光器发射的电磁辐射。例如，光学元件设置用于，将由半导体激光器发射的电磁辐射聚焦、转向或调整放射轮廓。尤其，光学元件可以设置用于，将由半导体激光器发射的电磁辐射分为多个子射束。

根据至少一个实施方式，光学元件包括衍射结构。衍射结构设置用于影响由半导体激光器发射的电磁辐射。尤其，衍射结构设置用于借助于衍射来影响电磁辐射。例如，衍射结构包括周期性设置的元件，由半导体激光器发射的电磁辐射在所述元件上衍射。衍射结构可以包括多个纳米级元件或微米级元件，所述纳米级元件或微米级元件沿着光学元件的主延伸平面周期性地设置。尤其，元件的周期性和空间扩展处于由半导体激光器发射的电磁辐射的波长的数量级中。

元件例如可以设置在光学元件的外面上或者在四周完全由光学元件的材料包围。元件例如可以是如下区域，所述区域具有与包围区域的材料不同的折射率，不同的吸收率和/或不同的反射率。例如，衍射结构的元件分别可以借助于留空部形成。尤其，留空部可以由非气态的材料填充。

根据至少一个实施方式，光学元件包括透镜结构。透镜结构设置用于影响由半导体激光器发射的电磁辐射，尤其借助于绕射、衍射或折射。透镜结构可以包括一个透镜或一排或多排透镜。例如，透镜结构形成扩散器元件。

根据至少一个实施方式，光学元件包括元光学结构。元光学结构设置用于尤其借助于绕射、衍射或折射来影响由半导体激光器发射的电磁辐射。元光学结构可以具有如下子结构，所述子结构可以将磁场和/或电磁场转向。子结构可以是子波长结构。例如，子结构具有竖直扩展和/或横向扩展，其处于纳米范围内。尤其，子结构的平均竖直扩展和/或平均横向扩展在100nm和1μm之间，其中包含边界值，在100nm和0.7μm之间，其中包含边界值，在100nm和0.5μm之间，其中包含边界值，在100nm和0.3μm之间，其中包含边界值。