[发明专利]半导体激光器

说明书

提出一种半导体激光器(10)，所述半导体激光器具有有源区(1)和波导(2)，其中有源区具有有源层(13)，所述有源层在半导体激光器运行时构建用于产生电磁辐射。波导构建用于在半导体激光器内引导在半导体激光器运行时产生的电磁辐射。波导具有子区(210，220)，所述子区由化合物半导体材料形成，其中化合物半导体材料的一种材料的份额在整个子区中沿着竖直方向朝向有源区逐渐升高，由此子区的折射率朝向有源区逐渐减小。

技术领域

提出一种半导体激光器。

背景技术

在激光二极管中，期望高的效率和高的射束质量。为了在高功率的情况下也有高效率，激光二极管应具有低的串联电阻。根据应用，激光二极管应具有特定的放射特征，例如关于沿着竖直方向和横向方向的射束发散性的预设的纵横比。在实践中，通常追求串联电阻的和竖直的射束发散性的或射束参数积的小的值。通常，串联电阻和竖直的射束发散性通过激光二极管的层结构确定并且由于层结构的改变并不能容易地彼此无关地设定。此外为了实现高效率应尽可能抑制漏电流，所述漏电流尤其在高温和/或高的工作电流的情况下更多地出现。

发明内容

目的是，提出一种具有改进的效率的半导体激光器。同时，应提出一种半导体激光器，所述半导体激光器具有多个用于设定串联电阻、竖直的射束发散性和/或横向的射束发散性的自由度。

在半导体激光器的至少一个实施方式中，所述半导体激光器具有有源区和波导。有源区具有有源层，所述有源层在半导体激光器运行时构建用于产生电磁辐射。波导构建用于在半导体激光器内引导在半导体激光器运行时产生的电磁辐射。波导具有至少一个子区，所述子区由化合物半导体材料形成，其中化合物半导体材料一种材料的份额在整个子区中沿着竖直方向朝向有源区逐渐升高，由此子区的折射率朝向有源区逐渐减小。逐渐表示大致单调地以小的步长。

根据半导体激光器的至少一个实施方式，有源区包含n侧的层和p侧的层，其中有源层设置在n侧的层与p侧的层之间。例如，半导体激光器是激光二极管，尤其是边发射的激光二极管。有源区的n侧的层在竖直方向上设置在有源层与波导的n侧的区域之间。n侧的和p侧的层可以形成半导体激光器的有源区的副阱替选地可能的是，有源层直接嵌入波导中，由此半导体激光器可以没有副阱。

优选地，波导的子区由含铝的和/或含磷的化合物半导体材料形成，其中在整个子区中的铝份额(Al份额)和/或磷份额(P份额)沿着竖直方向朝向有源区逐渐升高。因此，在子区之内，Al份额或P份额随着距有源区的竖直距离增长而逐渐地减小，即大致单调地以小的步长减小。

通过优选其中在波导中的Al份额逐渐变化的设计方案，可以保持波引导的质量，其中总体上减小半导体激光器的串联电阻。这归因于，载流子迁移率在Al份额减小的情况下超比例地升高，而折射率仅近似成比例地升高。由于具有远离有源区逐渐减小的Al份额的子区，载流子迁移率随着距有源区的间距变得更大而超比例地增大，由此串联电阻经受明显改变。同时，波导在波引导方面的特性由于折射率的相对小的改变仅轻微地受到影响。Al份额因此优选在波导的如下子区中减小，在所述子区中对电阻的影响大于对波引导的影响从而大于对近场和远场分散性的影响。

就此而言，半导体激光器的特征值、如串联电阻和射束分散性可以例如与在标准半导体激光器中的情况相比略微彼此更无关地设定，其中仅仅使用一种材料的对于整个n侧的或p侧的波导区域而言恒定高的或甚至远离有源区增加的份额。通过改变在波导的子区中的一种材料的份额，可以从参考半导体激光器开始，激光器的竖直的近场宽度和远场宽度完全有针对性地以一定程度改变，而在此不改变参考半导体激光器的有源区的总厚度、竖直位置或其他特性，所述竖直的近场宽度和远场宽度直接与竖直的射束发散性关联。这在进一步改进或调整在利用设计的高精度的生产工艺实现的现有产品中的串联电阻和/或射束发散性的情况下或在安装工艺中是特别有利的，其中需要对半导体激光器的光发射的竖直位置的非常精确的要求。