[发明专利]半导体发射器以及用于从激光中产生有效光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体发射器，所述半导体发射器具有放大介质，所述放大介质在上部的波导和下部的波导之间被引入。本发明此外涉及一种用于从激光中产生有效光的方法。本发明能够尤其有利地用于具有定向的射束簇的应用、特别是用于投影仪和车辆照明装置、特别是前照灯。

背景技术

对于许多应用而言，需要具有高的照明质量的光源。这些特性一方面包括光谱，但是也包括放射特性和光密度。尤其在视频投影中和在需要定向的射束簇的一切领域中（例如在汽车前照灯中），典型地需要具有高的光密度的光源。常规上为此使用具有短的电弧的高压放电灯，所述高压放电灯在极小的容积（大约1立方毫米）上将电功率转换为光。为了这个目的，发光二极管（LED）的使用由于其受限的光密度仅在部分情况下是有意义的，例如在移动电话中的微型投影仪中或者对于在机动车中的日间行车灯而言是有意义的。

最近，对此也使用与连接在下游的、转换波长的染料结合的蓝色激光器（LARP，“Laser Activated Remote Phosphor”，激光激励的远程磷光体）。对于LARP概念，一个或多个半导体激光器的输出射束典型地借助于反射镜和透镜被聚束到一种染料上并且由这种染料至少部分地进行波长转换。

发明内容

本发明的目的在于，至少部分地克服现有技术的缺点，并且特别是提供一种半导体发射器，所述半导体发射器是特别紧凑的、价格低廉的并且是使用安全的。

所述目的根据独立权利要求所述的特征来实现。优选的实施形式特别是能由从属权利要求中获悉。

所述目的通过一种半导体发射器来实现，所述半导体发射器具有放大介质和至少一个设置在所述放大介质上的波导，其中在至少一个波导上存在至少一个光耦合输出区域，并且至少一个转换波长的发光材料设置在至少一个耦合输出区域的下游。

典型地，借助于放大介质通过受激发射产生电磁波（“模”），所述电磁波主要位于放大介质中或在该处传播。在常规的半导体激光器的情况下，所述波大多通过可部分穿透的（谐振器-）反射镜直接从放大介质中耦合输出以用于产生激光光束。在激光光束在大多数半导体激光器中作为窄带的、在空间上和时间上相干的光束存在的期间，所述激光光束在超辐射发光二极管中通常具有大的线宽、低的时间相干性，但是具有高的空间相干性。半导体激光器（包括超辐射发光二极管）的结构和作用方式本身是众所周知的并且在这里不需要进一步解释。

在放大介质中产生的波也以相对低的、但是不可忽略的强度进入波导中，其中所述强度随着距放大介质的距离的增加而降低。由于在至少一个波导中存在用于辐射、特别是光的至少一个光耦合输出区域，所以除了通常通过可部分穿透的反射镜耦合输出的激光光束以外或者替代其能够在所述光耦合输出区域中产生至少一个光束（在下文中也简称为“有效光束”）。所述有效光束特别是能够包含不相干的光或者由不相干的光构成。

在光耦合输出区域上耦合输出的有效光束的功率密度典型地低于常规的激光光束的功率密度，以至于有效光束也能够以短的距离射入到（至少）一种转换波长的发光材料上，而不会损坏发光材料（在英语中通常被称为“Phosphor（磷光体）”）。即如果至少一种转换波长的发光材料设置在所述耦合输出区域中的至少一个耦合输出区域的下游，那么能够直接在半导体发射器处或者在其附近的环境中产生具有至少一个波长的光，所述波长与在放大介质中传播的波的波长不同。因此能够提供一种特别紧凑和稳固的转换波长的半导体发射器，所述半导体发射器能够发射出不同波长的光。因此特别是能够放弃远离半导体发射器设置的发光材料（有时也称为“远程磷光体”），而且也能够放弃相关的光学元件。这再次能够实现一种特别低成本的多色地（也可以是无色地）进行辐射的半导体发射器。没有发光材料能够设置在至少一个耦合输出区域的下游，以至于在该处特别是能够耦合输出初始波长的不相干的光。

特别是能够将半导体发射器理解为任意的半导体结构，所述半导体结构在其运行时产生电磁辐射。电磁辐射尤其能够是光。所述光能够是可见光和/或不可见的光（例如红外光或者紫外光）。就这点而言，半导体发射器尤其还能够被称为光导体光源。

半导体发射器尤其能够是半导体激光器。

半导体激光器尤其能够具有脊形激光器（具有脊形波结构的激光器）。在此，放大介质特别是能够在上部的波导和下部的波导之间被引入。上部的波导和下部的波导能够构成为一件式的。光耦合输出区域能够位于上部的波导上和/或下部的波导上。