边发射半导体激光器的制作方法

专利名称：边发射半导体激光器的制作方法
边发射半导体激光器本申请涉及一种边发射半导体激光器。边发射半导体激光器通常具有波导，以便将在半导体激光器的有源区中产生的辐射在半导体激光器之内进行引导。传统的波导通常包括ρ掺杂的半导体层，所述半导体层由于低的空穴迁移率可以导致器件的高的串联电阻。为了降低这种器件的串联电阻，例如尝试提高波导的P掺杂区域的P掺杂度。然而在此，存在波导损耗上升的危险，这可以导致激光的阈值电流的上升。本发明的目的为，提出一种具有改进的波导的边发射半导体激光器，其实现半导体激光器的低的串联电阻并且实现在高的电流时的极其高的效率。该目的通过具有权利要求1的特征的边发射半导体激光器来实现。有利的实施形式和改进形式在从属权利要求中给出。—种边发射半导体激光器，尤其包括-产生辐射的有源区，和-全波导，其适用于对在有源区中产生的辐射在半导体激光器之内进行引导，其中-全波导包括第一η掺杂层和第二 η掺杂层，其中第二 η掺杂层设置在第一 η掺杂层和有源区之间，并且-第二η掺杂层的折射率η2以数值dn大于第一 η掺杂层的折射率Ii1。下面，半导体激光器的相应激光模式与半导体激光器的产生辐射的有源区的交叠称为限制因子(CF)。此外，一阶激光模式还称作术语“基本激光模式”。全波导适于下述目的，即相对于更高阶的激光模式的限制因子来提高基本激光模式的限制因子。全波导当前包括初级波导以及更高阶的至少一个其他的波导，通常为次级波导。初级波导引导基模。术语“引导”在此表示为，将模式的总强度的至少50%聚集在相应的波导之内。初级波导优选包括有源区和第二 η掺杂层。此外，初级波导可以包括所谓的次级阱(Nebentopf)。次级阱例如通过将有源区嵌入的未掺杂区域形成。未掺杂区域通常具有相对于总波导的层的更高的折射率。次级波导包括初级波导和邻接于第二 η掺杂层的第一 η掺杂层，其中第二 η掺杂层的折射率η2以dn的数值大于第一 η掺杂层的折射率ηι。次级波导设计为至少引导第二阶模式，在未设置更高阶波导的情况下引导全部更高阶的模式。还可以考虑用于引导更高阶模式的还更高级的波导。必须将形成相应波导的相应层的材料组成和厚度选择为使得基模的有效折射率足够大，因此在初级、但是不在次级并且不是在-如果存在-更高级的波导中引导基模。在此需要指出的是，除了上面提及的层，全波导可以包括其他的层。这些其他的层可以是初级波导的一部分、次级波导的一部分或者也是更高级的波导的一部分。本发明的目标是，通过引入不同地引导各种激光模式的初级和更高级波导，有利地影响不同模式的限制因子。尤其争取相对于更高阶的激光模式的限制因子来提高基本激光模式的限制因子。根据半导体激光器尤其优选的实施形式，全波导没有ρ掺杂层。如果在此提及η掺杂和ρ掺杂的层，则这里表示这些层具有相应的附加掺杂材料 (η或者ρ掺杂材料)。未掺杂层当前理解为其中没有目的明确地引入附加掺杂材料的层。 然而，这些未掺杂层无疑可以具有本征掺杂，所述本征掺杂在层沉积时不可避免地形成，例如通过在反应器中的外延生长形成。全波导“没有ρ掺杂层”在意义上表示全波导不具有附加目的明确地借助P掺杂材料掺杂的层。根据另一实施形式，半导体激光器的全波导仅具有单个的极其薄的ρ掺杂层。尤其优选的是，该极其薄的Ρ掺杂层具有小于或等于全波导厚度的10%的厚度，例如小于或者等于200nm。在此需要指出的是，ρ掺杂层在材料方面不必均质地构成。相反地，在ρ掺杂层之内的材料组成可以变化。如果全波导不具有或者仅具有极其薄的ρ掺杂层，则这具有下述优点，即相对于具有较厚的P掺杂波导层的常规半导体激光器，该半导体激光器的串联电阻在全波导的总厚度相同的情况下降低。尤其优选的是，激光辐射的基模基本限制于第二 η掺杂层。这当前表示，多于一半的强度集中在第二 η掺杂层以及有源区中。根据半导体激光器的另一优选实施形式，全波导此外具有设置在有源区和第二 η 掺杂层之间的第一未掺杂层，其中第一未掺杂层的折射率1!3大于第二 η掺杂层的折射率η2。在该实施形式中，此外优选的是，在全波导之内设置第二未掺杂层，所述第二未掺杂层设置在有源区的与第一未掺杂层对置的侧上。在这种情况下，有源区嵌入在两个未掺杂层之内。两个未掺杂层形成未掺杂区域，所述区域可以形成次级阱。此外，在该实施形式中，其中全波导除了第一 η掺杂层和第二 η掺杂层之外具有两个未掺杂层，有源区嵌入到这些未掺杂层中，可能的是，第一未掺杂层和第二未掺杂层具有不同的厚度。在该情况下，因此，有源区不对称地设置在未掺杂区域之内，该未掺杂区域通过第一和第二未掺杂层来形成。在此，尤其优选的是，设置在有源区和第二 η掺杂层之间的第一未掺杂层薄于设置在有源区的背离第一未掺杂层的侧上的第二未掺杂层。由此可以有利地进一步提高基模的限制因子。根据半导体激光器的另一实施形式，全波导此外具有η掺杂的包层和ρ掺杂的包层。在此，如果层的折射率小于平直观察模式(der gerade betrachteten Mode)的有效折射率，层称为“包层”。通常，半导体激光器的如有源区、第一未掺杂层、第二未掺杂层、第一 η掺杂层、第二 η掺杂层的半导体层，然而还有包层在生长衬底上外延生长。生长衬底可以具有下述材料中的一种或者由下述材料中的一种组成砷化镓、磷化铟、砷化铟、锑化铟、锑化镓、氮化镓。如果生长衬底具有比全波导的离生长衬底最近的层更高的折射率，则在全波导和生长衬底之间优选设置η掺杂的包层和P掺杂的包层。在此，包层的掺杂通常适应于全波导的相邻层的掺杂，也就是说，如果全波导的相邻于生长衬底设置的层是η掺杂的，则在生长衬底和全波导之间优选设置η掺杂的包层。然而如果全波导的相邻于生长衬底设置的层是P 掺杂的，则通常在生长衬底和全波导之间置有P掺杂的包层。
借助于在生长衬底和全波导之间的ρ掺杂的包层和η掺杂的包层，将激光辐射模式有效地与生长衬底去耦。由此，提高半导体激光器的效率，因为否则激光辐射模式经受高的光学吸收损失和/或可以干扰半导体激光器的竖直远场。在此，通常将η掺杂的包层相邻于全波导的第一 η掺杂层来设置，而将ρ掺杂的包层设置在有源区的与该η掺杂层对置的侧上。根据另一优选的实施形式，每量子阱的半导体激光器基模的限制因子位于至 4%之间，并且尤其优选位于0. 6%至0. 4%之间，其中分别包括边界值。根据另一实施形式，第一 η掺杂层和第二 η掺杂层之间的折射率差dn位于0. 03 至0. 1之间，其中包括边界值。如果折射率差dn相对小，则基模也在第一 η掺杂层之内传播，由此有利地显著降低了半导体激光器的远场宽度。此外，第二 η掺杂层的厚度优选位于200nm和800nm之间，其中还包括边界值。尤其优选的是，第二 η掺杂层的厚度相对于全波导的厚度为8%和20%之间。根据另一实施形式，η掺杂材料的浓度在第一 η掺杂层内具有朝着全波导的外侧分级地或连续地上升的分布。以这种方式和方法，通常可以提高由于对更高阶的激光模式的自由载流子的吸收造成的光损失，以便抑制在半导体激光器内除了基本激光模式之外的更高阶的模式的构成。根据另一实施形式，边发射半导体激光器基于砷化物-化合物半导体材料。“基于砷化物-化合物半导体材料”关于此点表示，即尤其边发射半导体激光器的产生辐射的有源区优选包括AlnG￡tmIni_n_mAS，其中0彡η彡1，0彡m彡1并且n+m彡1。在此，该材料不必须强制地具有根据上述公式的数学精确的组成。相反地，其可以具有一种或多种掺杂材料以及附加的组成部分，然而所述附加的组成部分尤其没有显著地改变材料的折射率。然而，为了简单性，上述公式仅包括晶格的主要组成部分(Al、(ia、In、As)，即使这些材料部分地可以通过少量其他材料来代替。基于砷化物-化合物半导体材料的半导体激光器尤其适用于从红外光谱范围中射出激光辐射。下面根据实施例结合附图详细阐明本发明。其中

图1示出了根据第一实施例的边发射半导体激光器的示意剖切图，图2在方向R上根据距离b示出了根据图1的实施例的边发射半导体激光器的折射率的示意图，图3关于在全波导内直至第四阶的光模式的强度分布I示出了根据图1的实施例的半导体激光器的折射率变化的示意图，图4作为第二 η掺杂层的厚度d的函数示出了根据图1的实施例的半导体激光器的不同模式的限制因子CF的示意图，图5根据三个不同的实施例沿着方向R示出了根据图1的实施例的半导体激光器的折射率变化的示意图以及η掺杂浓度Cn的三个不同的分布，图6关于在全波导之内直至第四阶的光模式的强度分布示出了根据第二实施例的边发射半导体激光器的折射率变化η的示意图，图7作为第二 η掺杂层的厚度d的函数示出了根据第二实施例的半导体激光器的不同模式的限制因子CF的示意图，图8关于在全波导内直至第四阶的光模式的强度分布I示出了根据第三实施例的边发射半导体激光器的折射率变化η的示意图，以及图9作为第二 η掺杂层的厚度d的函数示出了根据第三实施例的半导体激光器的不同模式的限制因子CF的示意图。相同的或者起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图不应视为按照比例的，相反地，各个元件，例如为了清晰性可以夸张大地来表示层厚度。根据图1的实施例的边发射半导体激光器具有适合用于产生电磁辐射的有源区 1。为了辐射产生，有源区1优选具有pn结、双异质结构、单量子阱或者多量子阱 (MQW)。尤其优选的是，有源区1具有用于产生辐射的单量子阱。在此，量子阱结构的名称不包括关于量子化维度的说明。由此，其尤其包括量子势阱、量子线和量子点以及这些结构的任何组合。在根据图1的实施例的半导体激光器中，有源区1设置在第一未掺杂层2和第二未掺杂层3之间。在此，第一未掺杂层2和第二未掺杂层3直接邻接于有源区1上，也就是说，第一未掺杂层2和第二未掺杂层3分别构成一个与有源区1的共同边界面。因此，有源区1嵌入到通过第一未掺杂层2和第二未掺杂层3形成的未掺杂区域中。第一未掺杂层2 和第二未掺杂层3构成作用为次级阱的未掺杂区域。此外，根据图1的半导体激光器包括第一 η掺杂层4和第二 η掺杂层5，其中第二 η掺杂层5设置在有源区1和第一 η掺杂层4之间。当前，第二 η掺杂层5设置成与第一未掺杂层2直接接触，并且第一 η掺杂层4设置成与第二 η掺杂层5直接接触，也就是说，第二 η掺杂层5与第一未掺杂层2构成共同的边界面，并且第一 η掺杂层4与第二 η掺杂层 5个构成共同的边界面。有源区1、两个未掺杂层2、3和两个η掺杂层4、5当前形成半导体激光器的全波导 8，所述全波导适用于将在有源区1中产生的辐射在半导体激光器之内进行引导。有源区1 当前设置在全波导8之内，更确切地说对称地在两个未掺杂层2、3之间，所述未掺杂层形成全波导8的未掺杂区域。换而言之，两个未掺杂层2、3具有相同的厚度。此外，相邻于第一未掺杂层4设置η掺杂的包层6，而在有源区1的对置于η掺杂的包层6的侧上相邻于第二未掺杂层3定位ρ掺杂的包层7。ρ掺杂的包层7当前设置为与第二未掺杂层3直接接触，也就是说，ρ掺杂的包层7与第二未掺杂层3构成共同的边界全波导8的层，即当前为有源区1、第一未掺杂层2、第二未掺杂层3、第一 η掺杂层 4、第二 η掺杂层5外延地生长在生长衬底13上。全波导8的层通过η掺杂的包层6与生长衬底13分离。根据图1的半导体激光器的全波导8没有ρ掺杂层。因此，相对于具有在全波导 8之内的ρ掺杂层的器件有利地降低了该半导体激光器的串联电阻。半导体激光器的串联电阻关于面积优选小于或等于2女IO-4Qcm2,尤其优选小于或者等于10_5Qcm2。半导体激光器在其与有源区域1的主延伸平面垂直的两个侧面9、10上具有适于反射在有源区1中产生的辐射的刻面。因此，在半导体激光器工作中，沿着有源区1的主延伸平面构成由在半导体激光器之内的电磁辐射组成的驻波，其为激光辐射。该激光器辐射通常通过刻面来输出耦合。在图2中示出根据图1折射率η沿着R方向在半导体激光器内的变化与半导体激光器的层厚度b之间的关联。在此，折射率分布以生长衬底13的折射率开始，其为大概 3. 6。邻接于生长衬底13设置η掺杂的包层6，所述η掺杂的包层具有在大约0. 7 μ m至大约1 μ m之间的厚度并且具有大约3. 2的折射率。η掺杂的包层6当前具有将激光辐射模式与生长衬底13去耦的任务。与η掺杂的包层6处于直接接触的第一 η掺杂层4具有大约1. 8 μ m的厚度并且具有大约3. 37的折射率ηι。此外，直接地邻接到第一 η掺杂层4上设有第二 η掺杂层5， 所述第二 η掺杂层具有大约0. 35 μ m的厚度并且具有大约3. 41的折射率n2。因此，第二 η掺杂层5的折射率η2以大约0. 04的数量dn大于第一 η掺杂层4的折射率Ii1。尤其优选的是，第一 η掺杂层4和第二 η掺杂层5之间的折射率差dn位于0. 04 和0.05之间，其中包括边界值。第一未掺杂层2和第二未掺杂层3两者具有IOnm和IOOnm之间的厚度并且具有大约3. 45的折射率。因此，第一未掺杂层2的折射率n3大于第二 η掺杂层5的折射率η2。 嵌入到两个未掺杂层2、3中的有源区1具有大约3. 6的折射率。有源区1的厚度通常位于 3nm禾Π 12nm之间，例如为大约7nm。直接邻接于第二未掺杂层3设置的ρ掺杂的包层7当前具有大约0. 7 μ m的厚度并且具有大约3. 2的折射率。半导体激光器当前基于砷化物-化合物半导体材料并且适合用于从红外光谱范围中发射具有大约965nm波长的激光辐射。然而，边发射的半导体激光器的全波导的当前的方案不限制于这些材料组或者这些发射波长。相反地，当前的方案还可以应用到其他的材料以及发射波长，例如808nm。η掺杂的包层6和ρ掺杂的包层7、第一 η掺杂层4和第二 η掺杂层5以及第一未掺杂层2和第二未掺杂层3具有含有不同铝含量的AWaAs。在此，层的不同的铝含量导致上面描述的这些层的折射率差。ρ掺杂的包层7和η掺杂的包层6具有大约50%的铝含量，而两个未掺杂层2、3 的铝含量大约为11 %。第一 η掺杂层4具有大约25 %的铝含量，而第二 η掺杂层5具有大约19%的铝含量。为了辐射产生，有源区1当前具有InGaAs量子结构。不同于其余的层，有源区1当前不包含铝。然而，要指出的是，尤其用于小于850nm的发射波长的有源区1通常具有铝。图3示出根据图1的半导体激光器的折射率变化，如其已经根据图2描述。此外， 在图3中绘出了直至第四阶的、构成在全波导8之内的激光辐射模式的强度IpI2、I3、I4以
及其有效的折射系数 neffl、neff2、neff3、neff4 °激光辐射的基模，即第一阶模式在此明显地局限在第二 η掺杂层5之内，即基模的强度的至少一半局限在第二 η掺杂层5之内。在此，基模的强度变化I1具有带有大约1. 6 的标准化值的单个最大值，所述最大值位于第二 η掺杂层5之内。在此，强度I1朝着未掺杂层2、3和有源区1从其最大值急剧下降，并且示出到ρ掺杂的包层7中的小的下降的尾部。在最大值的背离有源区域1的侧上，基模I1的强度更平地下降。基模的强度穿过第一 η掺杂层4延伸。在η掺杂的包层6之内的基模的强度小至可忽略。有源区1、第一未掺杂层2、第二未掺杂层3和第二 η掺杂层5当前构成初级波导 81，该初级波导适用于引导基本激光模式。第二、第三和第四阶的模式的强度12、I3和I4同样在临近未掺杂层2、3的第二 η 掺杂层5之内具有本地最大值，然而，所述最大值分别明显小于基模的最大值的值。在此， 第二阶模式具有大约0. 2的最大值，而第三阶模式的最大值大约为0. 4并且第四阶模式的最大值大约为0.5。有源区1、第一未掺杂层2、第二未掺杂层3、第一 η掺杂层4和第二 η掺杂层5当前构成次级波导82，其适用于引导更高阶的激光模式。全波导8包含初级波导81的层和次级波导82的层。全波导8当前通过有源区1、 第一未掺杂层2、第二未掺杂层3、第一 η掺杂层4和第二 η掺杂层5来形成。因为尤其是第二和第三阶的较高阶的模式在η掺杂层5之内具有明显小于基模的最大值的本地最大值，所以尤其是第二或第三阶的较高阶的模式出现的概率有利地很小。 通常从第四阶起的较高阶的模式通常示出到包层中的尾部，其在该包层中由于较高的掺杂而经受强烈的光损失。因此，较高阶的模式的出现通常相当少。此外，第二阶模式的强度I2在大约1. 0的值和大约2. 75 μ m的位置b的情况下具有在第一 η掺杂层4内的单个的另一本地最大值。在此，该另一最大值的宽度大约为 L 6 μ m0第三阶的强度I3具有分别带有大约0. 8的值的两个其他本地最大值，所述最大值同样定位在第一 η掺杂层4之内。在此，这两个最大值的宽度大约为1 μ m。最大值对称于曲线在b = 2. 9 μ m的位置处的本地最小值来设置。第四阶模式的强度I4具有分别带有大约0. 7的值的三个其他的本地最大值。第四阶模式的强度I4的这些其他的本地最大值也定位在第一 η掺杂层4之内。在此，这三个最大值的宽度大约为0. 7 μ m并且这些最大值对称于平均最大值在位置b = 2. 9处的最小值来设置。由于在半导体激光器内不同的模式的强度变化，有效折射率nrffl、nrff2、neff3> neff4 的值随着模式阶上升而下降。基模的有效折射率nrffl大约为3. 38，第二阶模式的有效折射率neff2大约为3. 36，第三阶模式的有效折射率neff3大约为3. 34并且第四阶模式的有效折射率 neff4
大约为3. 33。图4针对根据图1、2和3的实施例将基本激光模式以及第二、第三和第四阶模式的限制因子CFi、CF2、CF3、CF4作为第二 η掺杂层5的厚度d函数来示出。在此，全波导8的总厚度保持恒定。该厚度大约为2.3 μ m。基本激光模式的限制因子CF1在第二 η掺杂层5 的为大约0. 3 μ m厚度d的情况下具有大约0. 55%的最大值，而第二、第三和第四阶的激光模式的限制因子CF2、CF3、CF4的最大值明显朝着第二 η掺杂层5的厚度d的更高值处推移。 此外，在曲线图的起点处的基本激光模式的限制因子CF1,即对于在全波导8没有第二 η掺杂层5的情况，具有相对于第二、第三和第四阶的限制因子的数值降低的值。这表示，在不像当前设置那样具有两个η掺杂4、5而仅具有单个的η掺杂层的常规全波导中，基本激光模式的限制因子CF1小于较高阶模式的限制因子CF2、CF3, CF4,使得提高了出现所不希望的较高阶激光模式的危险。图5示出根据图1的实施例的边发射半导体激光器的折射率η的变化，如其已经根据图2详细描述那样。此外，在图5中示意地示出在半导体激光器内的第一η掺杂分布 cn。为此替选的是，示意地示出两个其他的修改的η掺杂分布Cnl和cn2，其中掺杂朝第一 η 掺杂层4的背离有源区1侧提高。第一 η掺杂层4的背离有源区1的侧构成全波导8的外侧。在此，例如碲或者硅可以用作为η掺杂材料。第一 η掺杂分布Cn在η掺杂的包层6之内具有大约1 1017cm_3的η掺杂材料的浓度并且在到第一 η掺杂层4的过渡部上下降为大约1 IO16CnT3的值。第一 η掺杂层4和第二 η掺杂层5具有为1 IO16cnT3的相同的η掺杂材料含量，也就是说第一 η掺杂分布Cn在第一 η掺杂层4和第二 η掺杂层5之内在大约1 IO16CnT3的值处恒定地分布。在到通过两个未掺杂层2、3形成的未掺杂区域的过渡部中，第一 η掺杂分布Cn朝着零点急剧下降。不同于第一 η掺杂分布cn，第一修改的η掺杂分布Cnl在第一 η掺杂层4的大约 0.5μπι的厚度内朝第一 η掺杂层4的背离于有源区1的侧连续上升。在此，第一修改的η 掺杂分布具有符合反抛物线的变化曲线。第二修改的η掺杂分布Cn2同样如第一修改的η掺杂分布那样在第一 η掺杂层4 的大约0. 5 μ m的厚度内朝第一 η掺杂层4的背离有源区1的侧上升。然而，不同于修改的第一 η掺杂分布Cnl，第二 η掺杂分布Cn2根据矩形函数以大约2 IO16cnT3的值来分布。因为基本激光模式大部分限制于第二 η掺杂层5和第一未掺杂层2，如根据图5示例地描述那样，可以借助于修改的η掺杂分布基于自由载流子的吸收有利地提高较高阶的模式的损失。不同于根据图1至3的第一实施例的半导体激光器，根据图6和7的第二实施例的半导体激光器具有第三η掺杂层11，该第三η掺杂层邻接于第一 η掺杂层4设置。为了避免重复，下面尤其描述根据第二实施例的半导体激光器与根据第一实施例的半导体激光器的区别。相对于第一实施例，根据第二实施例的全波导8的厚度保持恒定。第三η掺杂层 11具有大约0.5μπι的厚度，而第一 η掺杂层4具有1.5μπι的厚度。第三η掺杂层11与第一 η掺杂层4成直接接触地设置。第三η掺杂层11的折射率η3以第二折射率差dri2小于第一 η掺杂层4的折射率叫。尤其优选的是，在第一 η掺杂层4和第三η掺杂层5之间的第二折射率差dn2同样位于0. 04和0. 05之间，其中包括边界值。借助第三η掺杂层11和在第一 η掺杂层4和第三η掺杂层11之间的第二折射率差dn2，当前实现较高阶的另一波导83，即第三阶的波导。第三阶的波导83有助于引导较高阶的模式。第三阶的波导83当前包括有源区1、第一未掺杂层2、第二未掺杂层3、第一 η掺杂层4、第二 η掺杂层5和第三η掺杂层11。在第一 η掺杂层4和第三η掺杂层11之间的第二折射率差dn2使得基模的强度分布I1基本不变化，而较高阶的模式的强度分布12、13、I4经受轻微的变化。因此，相对于第一实施例(参见图3)，第二阶模式的强度分布I2例如具有稍微更高的最大值。
图7等价于图4针对根据图6的实施例示出基本激光模式的限制因子CFp CF2, CF3, CF4以及第二、第三和第四阶的模式来作为第二 η掺杂层5的厚度d函数。在此，修改第三η掺杂层11的厚度，使得全波导8的总厚度保持恒定。如图7所示，可以将具有另一折射率差dri2的第三η掺杂层11引入到根据图1、2 和3的半导体激光器结构中，而没有显著改变半导体激光器的性能。此外，图7示出，一直还相对于基模的限制因子CF1来抑制在大约300nm的第二 η 掺杂层5的厚度情况下的较高阶模式的限制因子CF2、CF3, CF4。不同于根据图1至4的第一实施例的半导体激光器，根据图8和9的第三实施例的半导体激光器在全波导8内具有极其薄的ρ掺杂层12。为了避免重复，下面尤其描述根据第三实施例的半导体激光器与根据第一实施例的半导体激光器的区别。ρ掺杂层12设置在ρ掺杂的包层7和第二未掺杂层3之间。该ρ掺杂层12具有与第二 η掺杂层5大约相同的折射率。ρ掺杂层12尤其优选不厚于全波导8的厚度的10%。 当前，P掺杂层12具有大约50nm的厚度。相比较于图3来观察图8的第二、第三和第四阶的模式的强度分布12、13、14，因此可以看出，这些强度分布并未因为P掺杂层12的引入而显著改变。然而，有源区1由于P 掺杂层12而朝着基模的最大值偏移，使得显著提高基模的限制因子CF115图9示出第三实施例的基本激光模式以及第二、第三和第四阶的激光模式的限制因子与第二 η掺杂层5的厚度d之间的关联。在此，ρ掺杂层12的厚度保持恒定并且第一 η掺杂层4的厚度变化，使得全波导8的厚度保持恒定。图9示出较高阶的模式的限制因子CF2、CF3、CF4的变化曲线基本保持不变，而相对于第一实施例，基本激光模式的限制因子CF1的最大值提高大约0. 85%。本申请要求德国专利申请DE 10 2009 041 934. 9的优先权，其公开内容通过引用结合于此。本发明没有通过根据实施例的描述而受限。相反地，本发明包括任何新的特征以及任何特征的组合以及尤其在权利要求中的特征的任何的组合，即使该特征或者这些特征的组合本身没有明确地在权利要求或者实施例中说明。
权利要求
1.边发射的半导体激光器，具有 -产生辐射的有源区(1)，和-全波导(8)，其适用于在所述半导体激光器内引导在所述有源区(1)中产生的辐射，其中-所述全波导⑶包括第一 η掺杂层(4)和第二 η掺杂层(5)，其中所述第二 η掺杂层 (4)设置所述在第一 η掺杂层(4)和所述有源区(1)之间，并且-所述第二 η掺杂层(5)的折射率112以数值dn大于所述第一 η掺杂层的折射率Il1O
2.根据前一项权利要求所述的半导体激光器，其中所述全波导(8)具有初级波导(81) 和次级波导(82)，其中所述第一 η掺杂层(4)为所述次级波导(8 的一部分。
3.根据权利要求1和2之一所述的半导体激光器，其中所述全波导(8)没有ρ掺杂层 (12)。
4.根据权利要求1和2之一所述的半导体激光器，其中所述全波导(8)具有单个的ρ 掺杂层(12)，所述ρ掺杂层的厚度不大于所述全波导(8)的厚度的10%。
5.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其中所述全波导(8)此外具有设置在所述有源区(1)和所述第二η掺杂层( 之间的第一未掺杂层0)，其中所述第一未掺杂层 (2)的折射率n3大于所述第二 η掺杂层(5)的所述折射率η2。
6.根据前一项权利要求所述的半导体激光器，其中所述全波导(8)具有设置在所述有源区(1)的与所述第一未掺杂层( 对置的侧上的第二未掺杂层(3)。
7.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其中所述第一未掺杂层( 和所述第二未掺杂层C3)具有不同的厚度。
8.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其此外具有η掺杂的包层(6)和ρ掺杂的包层(7)。
9.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其中激光辐射的基模主要限制于所述第二 η掺杂层(5)。
10.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其中在所述第一η掺杂层(4)和所述第二 η掺杂层( 之间的折射率差dn位于0. 03和0. 1之间，其中包括边界值。
11.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其中所述第二η掺杂层( 的厚度具有相对于所述全波导(8)的厚度的8%和20%之间的值。
12.根据前一项权利要求所述的半导体激光器，其中所述第二η掺杂层( 的厚度位于 200nm和800nm之间，其中包括边界值。
13.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其中在所述第一η掺杂层(4)中的η 掺杂材料逐级地或者连续地朝着所述全波导(8)的外侧上升。
14.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其基于砷化物-化合物半导体材料。
15.根据上述权利要求之一所述的半导体激光器，其从红外光谱范围中射出激光辐射。
全文摘要
公开了一种具有产生辐射的有源区(1)和全波导(8)的边发射半导体激光器，所述半导体激光器适用于对在有源区(1)中所产生的辐射在半导体激光器之内进行引导。全波导(8)包括第一n掺杂层(4)和设置在第一n掺杂层(4)和有源区(1)之间的第二n掺杂层(5)，其中第二n掺杂层(5)的折射率n2以数值dn大于第一n掺杂层(4)的折射率n1。
文档编号H01S5/20GK102498625SQ201080041692
公开日2012年6月13日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月17日
发明者京特·格伦宁格, 克里斯蒂安·劳尔, 哈拉尔德·柯尼希, 阿尔瓦罗·戈麦斯-伊格莱西亚斯 申请人:欧司朗光电半导体有限公司