HALBLEITERLASER, BETRIEBSVERFAHREN FÜR EINEN HALBLEITERLASER UND METHODE ZUR BESTIMMUNG DES OPTIMALEN FÜLLFAKTORS EINES

HALBLEITERLASERS

Es wird ein Halbleiterlaser angegeben. Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren für einen solchen Halbleiterlaser angegeben. Ferner wird eine Methode zur Bestimmung eines optimalen Füllfaktors eines solchen Halbleiterlasers

angegeben .

Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, einen Halbleiterlaser anzugeben, der auf dem Materialsystem AlInGaN basiert und der mit hohen optischen Ausgangsleistungen betreibbar ist.

Diese Aufgabe wird unterem durch einen Halbleiterlaser mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte

Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

Halbleiterlaser eine Halbleiterschichtenfolge. Die

Halbleiterschichtenfolge umfasst eine oder mehrere aktive Zonen. Die mindestens eine aktive Zone ist zur Erzeugung einer Laserstrahlung eingerichtet. Bei der erzeugten

Laserstrahlung handelt es sich insbesondere um

nahultraviolette Strahlung und/oder um blaues Licht und/oder um grünes Licht. Beispielsweise liegt eine Wellenlänge maximaler Intensität der im Betrieb erzeugten Laserstrahlung bei mindestens 360 nm oder 395 nm und/oder bei höchstens 560 nm oder 445 nm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform basiert die Halbleiterschichtenfolge auf dem Materialsystem AlInGaN. Das heißt, wesentliche Komponenten eines Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge sind Al, In, Ga sowie N. Eine

Summenformel des Halbleitermaterials der

Halbleiterschichtenfolge lautet damit Al _n In _] __ _n-m Ga _m N, wobei 0 < n < 1, 0 d m < 1 und n + m < 1 gilt. Bevorzugt gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der

Halbleiterschichtenfolge 0 < n < 0,8, 0,4 < m < 1 und n + m < 0,95. Insbesondere gilt n = 0. Dabei kann die

Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche

Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, Ga, In oder N, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer

Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

Halbleiterlaser eine oder mehrere Wärmesenken, auch als

Wärmespreizer bezeichenbar . Die mindestens eine Wärmesenke ist thermisch an die Halbleiterschichtenfolge angebunden. Mit anderen Worten ist die Wärmesenke zur Kühlung und Entwärmung der Halbleiterschichtenfolge eingerichtet. Die

Halbleiterschichtenfolge weist hin zur Wärmesenke einen thermischen Widerstand auf. Insbesondere liegt der thermische Widerstand zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Wärmesenke oder auch zwischen der aktiven Zone und der

Wärmesenke vor. Der thermische Widerstand ist insbesondere experimentell bestimmbar, bei einer gegebenen Wärmesenke, einer gegebenen Halbleiterschichtenfolge und einer gegebenen Verbindung zwischen der Wärmesenke und der

Halbleiterschichtenfolge . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Halbleiterschichtenfolge in mehrere Emitterstreifen

unterteilt. Weiterhin ist bevorzugt jeder der Emitterstreifen zur Erzeugung der Laserstrahlung eingerichtet. In Richtung senkrecht zu einer Strahlrichtung beträgt eine Breite der Emitterstreifen höchstens 0,3 mm oder 0,2 mm. Durch die

Emitterstreifen ist ein Resonator oder sind mehrere

Resonatoren der Halbleiterschichtenfolge definiert. Die

Strahlrichtung verläuft bevorzugt parallel zu einer

Resonatorlängsrichtung und damit parallel zu einer

Längsrichtung der Emitterstreifen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Emitterstreifen bezogen auf die Halbleiterschichtenfolge vor der Unterteilung oder Strukturierung oder bezogen auf eine Einhüllende um alle Emitterstreifen herum einen Füllfaktor von kleiner oder gleich 0,5 oder kleiner oder gleich 0,4 oder kleiner oder gleich 0,3 auf. Mit anderen Worten ist der

Füllfaktor vergleichsweise niedrig. Als Emitterstreifen werden bevorzugt nur solche Strukturen der

Halbleiterschichtenfolge bezeichnet, die bestimmungsgemäß zur Erzeugung der Laserstrahlung beitragen. Das heißt, eventuell defekte Emitterstreifen, die ursprünglich zur Erzeugung der Laserstrahlung vorgesehen sind, können bei der Bestimmung des Füllfaktors als Emitterstreifen zählen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Füllfaktor so eingestellt, dass im Betrieb die Laserstrahlung mit einer maximalen optischen Ausgangsleistung erzeugbar ist. Mit anderen Worten ist eine Optimierung des Füllfaktors hin auf die optische Ausgangsleistung erfolgt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Füllfaktor definiert als ein Quotient aus einer mittleren Breite der Emitterstreifen und einem mittleren Rastermaß. Weist die Halbleiterschichtenfolge und/oder die Wärmesenke breite

Ränder auf, die frei von Emitterstreifen sind, so kann die Einhüllende um die Emitterstreifen herum als Grundfläche definiert werden. Der Füllfaktor ergibt sich dann als ein Quotient der Flächen der Emitterstreifen zusammengenommen zur Fläche innerhalb der Einhüllenden, wobei die Einhüllende eine kürzeste geschlossene Linie ist, die die Emitterstreifen umfasst .

In mindestens einer Ausführungsform umfasst der

Halbleiterlaser eine Halbleiterschichtenfolge basierend auf dem Materialsystem AlInGaN mit mindestens einer aktiven Zone zur Erzeugung einer Laserstrahlung. Mindestens eine

Wärmesenke ist an die Halbleiterschichtenfolge thermisch angebunden und weist zur Halbleiterschichtenfolge hin einen thermischen Widerstand auf. Die Halbleiterschichtenfolge ist in mehrere Emitterstreifen unterteilt und jeder

Emitterstreifen weist in Richtung senkrecht zu einer

Strahlrichtung eine Breite von höchstens 0,3 mm auf. Die Emitterstreifen sind mit einem Füllfaktor von kleiner oder gleich 0,4 angeordnet. Der Füllfaktor ist so eingestellt, dass im Betrieb Laserstrahlung mit einer maximalen optischen Ausgangsleistung erzeugbar ist.

Bislang sind für den grünen, den blauen oder den

nahultravioletten Spektralbereich keine Laserbarren als Lichtquelle kommerziell erhältlich, sondern nur

Einzelemitterbauteile. Um optische Leistungen im Bereich oberhalb von zirka 5 W zu erreichen, ist es bei

Einzelemitterbauteilen nötig, die Strahlung mehrerer Einzelemitter mit aufwendigen und teuren Optiken zu kombinieren. Dies ist mit vertretbarem Aufwand nur bis zu einer optischen Leistung von ungefähr 100 W sinnvoll möglich, da ansonsten die Zahl der einzeln zu justierenden Optiken zu groß wird. Ein einzelner Laserbarren ist dagegen im Prinzip in der Lage, optische Leistungen im Bereich von 100 W zu erzeugen .

Ein Grund, warum kommerziell keine Laserbarren auf Basis des InGaN-Materialsystem im blauen, grünen oder UV- Spektralbereich verfügbar sind, liegt im Wesentlichen darin, dass solche Barren mit einer vergleichsweise hohen

Wahrscheinlichkeit Einzelemitterdefekte aufweisen und damit vergleichsweise viele nicht funktionierende Emitter

beinhalten. Außerdem liegt eine Effizienz einer elektro optischen Umwandlung deutlich unter den typischen Werten von Infrarot-Lasern, welche eine elektro-optische Effizienz um 65 % erreichen können.

Mit fortschreitendem technologischem Können, beispielsweise in der Epitaxie von AlInGaN-Bauteilen, lassen sich nunmehr auch elektro-optische Effizienzen mit diesem Materialsystem um 40% erreichen. Zudem kann durch die kontinuierlichen

Fortschritte in der Epitaxie und bei Chipprozessen mit einer deutlich reduzierten Anzahl von defekten Emittern gerechnet werden. Daher lässt sich das Konzept von Laserbarren, wie für infrarote Hochleistungslaser etabliert, auf den sichtbaren Bereich übertragen.

Ein wichtiger Aspekt bei Hochleistungslasern liegt in der Kosteneffizienz, also die Kosten pro Watt optischer

Ausgangsleistung. Dabei sind für den infraroten

Spektralbereich Laser im Bereich mit optischen Ausgangsleistungen von 200 W bis 300 W kommerziell verfügbar. Maßgeblich für die Kosten der Laser ist die benötigte

Epitaxiefläche. Bei Infrarot-Hochleistungslasern mit den höchsten Ausgangsleistungen liegt daher ein Füllfaktor, also ein Verhältnis aus einer Emissionsbreite der Emitter auf einem Barren zu einem Rastermaß, im Regelfall deutlich über 50 % und kann bis zu 90 % erreichen. Das heißt, nahezu die gesamte Epitaxiefläche kann in dem Laserbarren zur

Lichterzeugung herangezogen werden. Beispielsweise besitzt ein typischer Halbleiterlaser für den infraroten

Spektralbereich 25 Emitter mit jeweils 300 ym

Emissionsbereite in einem Raster von 400 ym, entsprechend einem Füllfaktor von 75 %. Die Barren haben in der Regel eine Gesamtbereite um 10 mm.

Allerdings kann das Design von infrarot emittierenden

Halbleiterlasern nicht ohne weiteres auf AlInGaN- Halbleiterlaser übertragen werden. Ein Laserbarren auf

AlInGaN-Basis mit einem hohen Füllfaktor, insbesondere von mehr als 40 %, funktioniert nicht aufgrund der deutlich reduzierten Effizienz und des hohen thermischen Übersprechens zwischen benachbarten Emitterstreifen.

Bei dem hier beschriebenen Halbleiterlaser ist das Design für hohe optische Ausgangsleistungen von InGaN-Laserbarren im blauen Spektralbereich oder im nahen ultravioletten

Spektralbereich optimierbar. Hierbei werden mehrere äußere Parameter berücksichtigt, beispielsweise die Art der Montage des Barrens oder eine maximal zulässige Temperatur der aktiven Zone. Die maximale optische Ausgangsleistung wird insbesondere durch das Maximum der Konversionseffizienz von elektrischer Leistung nach optischer Leistung bestimmt. Mit dem hier beschriebenen Halbeiterlaser ist die Herstellung von Hochleistungslaserbarren, basierend auf dem

Materialsystem InGaN, für blaues Licht oder nahultraviolette Strahlung mit maximal erzielbarer Leistung und bestmöglichen Kosten-zu-optischer-Leistung-Verhältnis ermöglicht. Aufgrund des vergleichsweise geringen Füllfaktors sind kombiniert auch sehr geringe Strahlparameterprodukte erreichbar, womit eine hohe Strahlqualität auch bei der maximal verfügbaren Leistung gegeben ist. Damit kann die erzeugte Laserstrahlung in kleine und/oder brillante Glasfasern zum Transport der Strahlung an den Einsatzort oder zum Pumpen anderer Laser verwendet werden .

Zudem ist eine hohe Zuverlässigkeit gegeben, da besonders bei geringen Rastermaßen mehr Emitter pro Barren vorhanden sind und ein Einzelausfall sich in einen vergleichsweise geringen prozentualen Leistungsabfall niederschlägt. Aufgrund der geringen Füllfaktoren beeinflussen defekte Emitter die angrenzenden Emitter nicht so stark, sodass die benachbarten Emitter im Betrieb bezüglich ihrer Zuverlässigkeit stabiler sind, da eine geringere Temperaturerhöhung durch Aufheizen aufgrund eines defekten Emitters erfolgt.

Die erforderliche Optimierung auf den Füllfaktor liegt insbesondere darin begründet, dass bei einer zu hohen

Stromstärke die thermischen Belastungen steigen. Insbesondere sinkt durch ein thermisches Übersprechen die Effizienz der Emitter. Damit ist es möglich, dass bei eng benachbarten Emittern aufgrund des verstärkten thermischen Übersprechens die erzielbare optische Ausgangsleistung sinkt und auch durch höhere Stromstärken, bei vertretbarer Lebensdauer, keine Leistungssteigerung erzielbar ist. Durch den geringeren Füllfaktor und die damit erreichbare verbesserte Kühlung pro Emitter sind dagegen höhere Ströme pro Emitter möglich, sodass trotz geringerer Fläche der

Halbleiterschichtenfolge, die zur Erzeugung der

Laserstrahlung beiträgt, eine größere optische

Ausgangsleistung zur Verfügung steht. Damit nimmt die Kühlung und der thermische Widerstand hin zur Wärmesenke zusammen mit dem Füllfaktor maßgeblichen Einfluss auf die erzielbare maximale optische Ausgangsleistung.

Zusammenfassend führt das thermische Übersprechen zwischen den Emittern zu einer gegenseitigen Heizung. Die damit verbundene Erhöhung der Sperrschichttemperatur, insbesondere der Temperatur der aktiven Zone, führt zu einem thermischen Überrollen der Emitter. Somit werden vorliegend

Halbleiterlaser mit einem Design für Laserbarren angegeben, welche bei gegebenen Randbedingungen, wie die Art der

Kühlung, maximal zulässiger Sperrschichttemperatur und andere die maximal erreichbare elektro-optische Konversionseffizienz und damit auch die maximale optische Ausgangsleistung

liefern .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt für den Füllfaktor FF in Abhängigkeit vom thermischen Widerstand Rth:

FF = (0,18 W ² /K ² Rth ² -0,40 W/K Rth + 0,30) ± 0,02. Bevorzugt liegt die Toleranz nur bei ± 0,01, alternativ bei ± 0,03. Das heißt, der Füllfaktor hängt näherungsweise quadratisch vom thermischen Widerstand ab. Diese Näherung gilt insbesondere für thermische Widerstände im Bereich von 0,3 K/W bis

1,2 K/W. Dies sind übliche Werte für den thermischen

Widerstand für verbreitete Kontaktierungstechniken der

Halbleiterschichtenfolge an die Wärmesenke. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Füllfaktor bei mindestens 0,01 oder 0,04 oder 0,05 oder 0,07 oder 0,09 oder 0,12. Alternativ oder zusätzlich liegt der Füllfaktor bei höchstens 0,2 oder 0,18 oder 0,16. Besonders bevorzugt liegt der Füllfaktor zwischen einschließlich 0,12 und 0,16 oder zwischen einschließlich 0,09 und 0,13, besonder

bevorzugt zwischen einschließlich 0,04 und 0,18. Speziell bei Picolasern und/oder Singlemode-Lasern kann der Füllfaktor auch bei sehr kleinen Werten liegen, wie mindestens 0,5 % und/oder höchstens 5 %.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Halbleiterschichtenfolge mindestens 3 oder 6 oder 12 oder 20 der Emitterstreifen, kurz als Emitter bezeichnet, auf.

Alternativ oder zusätzlich liegt die Anzahl der Emitter pro Halbleiterlaser und pro Halbleiterschichtenfolge bei

höchstens 100 oder 80 oder 50. Insbesondere sind 23 oder 46 der Emitterstreifen vorhanden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Breite der Emitterstreifen bei mindestens 10 ym oder 20 ym oder 30 ym oder 40 ym. Alternativ oder zusätzlich liegt die Breite bei höchstens 200 ym oder 100 ym oder 75 ym. Insbesondere liegt die Breite der Emitterstreifen zwischen 15 ym und 150 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Gesamtbreite der Emitterstreifen und/oder der Einhüllenden insbesondere senkrecht zur Strahlrichtung bei mindestens 0,1 mm oder

0,4 mm oder 1,2 mm oder 4 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt die Gesamtbreite bei höchstens 30 mm oder 20 mm oder 12 mm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Emitterstreifen längs der Strahlrichtung eine Länge von mindestens 0,3 mm oder 0,6 mm oder 0,9 mm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Länge bei höchstens 6 mm oder 4 mm oder 2 mm oder 1,5 mm. Insbesondere liegt diese Länge zwischen einschließlich 0,4 mm und 4 mm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Halbleiterschichtenfolge alleine oder zusammen mit einem Aufwachssubstrat eine Dicke von mindestens 50 ym oder 80 ym oder 110 ym auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Dicke bei höchstens 0,4 mm oder 0,2 mm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Wärmesenke mittels eines Weichlots wie In oder Silber-Aluminium-Kupfer, kurz SAC, oder auch mittels Silber-Sintern an die

Halbleiterschichtenfolge und/oder an das Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge angebracht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Wärmesenke mittels eines Hartlots an die Halbleiterschichtenfolge und/oder an das Aufwachssubstrat angebracht. Beispielsweise wird ein AuSn-Lot verwendet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform basiert die Wärmesenke auf einem Metall oder einer Keramik. Es können

Verbundwerkstoffe für die Wärmsenke zum Einsatz kommen.

Insbesondere handelt es sich bei der Wärmesenke um ein CuW- Submount .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Wärmesenke aktiv gekühlt. Zum Beispiel wird die Wärmesenke dann über den Peltier-Effekt gekühlt und/oder es wird ein gasförmiges oder flüssiges, strömendes Kühlmittel eingesetzt. Alternativ arbeitet die Wärmesenke passiv, also über Wärmeabstrahlung und/oder Wärmeableitung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

Halbleiterlaser mehrere Wärmesenken, beispielsweise genau zwei Wärmesenken. Die Wärmesenken können sich beiderseits der Halbleiterschichtenfolge befinden. Mit anderen Worten kann die Halbleiterschichtenfolge mit den Wärmesenken ein Sandwich bilden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Halbleiterschichtenfolge mit einem Verbindungsmittel wie einem Lot oder einem Kleber an die Wärmesenke angebracht. Bevorzugt erstreckt sich das Verbindungsmittel ganzflächig und ununterbrochen zwischen die Halbleiterschichtenfolge und die zumindest eine Wärmesenke, um einen geringen thermischen Widerstand zu erzielen. Alternativ kann das Verbindungsmittel zu elektrischen Anschlussbereichen strukturiert sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine

Reflektivität für die erzeugte Laserstrahlung an einer

Auskoppelfläche der Halbleiterschichtenfolge bei mindestens 1 % oder 5 % oder 10 % oder 15 % oder 20 %. Alternativ oder zusätzlich liegt die Reflektivität bei höchstens 35 % oder 30 % oder 25 %. Bei der Auskoppelfläche kann es sich um eine Auskoppelfacette handeln. Die Auskoppelfläche kann eine

Endfläche eines Resonators für die Laserstrahlung darstellen. Eine weitere Endfläche des Resonators ist bevorzugt

hochreflektierend gestaltet mit einer Reflektivität von bevorzugt mindestens 95 % oder 98 % oder 99 % oder 99,8 %.

Die Reflektivität der Auskoppelfläche kann auch Einfluss auf die Effizienz des Lasers und den optimalen Füllfaktor nehmen, da über das Maß der unmittelbar ausgekoppelten Laserstrahlung eine optische Energiedichte und eine Absorption von Strahlung innerhalb der Halbleiterschichtenfolge beeinflusst wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Emitterstreifen je als Streifenwellenleiter gestaltet. Das heißt, über eine Geometrie der Emitterstreifen erfolgt eine Führung der Laserstrahlung über einen

Brechungsindexunterschied. Alternativ können die

Emitterstreifen gewinngeführt sein, also ohne geometrische Strukturierung im Wesentlichen durch Begrenzung einer

Stromeinprägeflache in die Halbleiterschichtenfolge.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Halbleiterschichtenfolge zwischen benachbarten

Emitterstreifen nur zum Teil entfernt. Alternativ kann die Halbleiterschichtenfolge zwischen benachbarten

Emitterstreifen vollständig entfernt werden, beispielsweise bis hin zu einem Aufwachssubstrat oder zur Wärmesenke. Auch das Aufwachssubstrat kann, sofern vorhanden, zwischen den Emitterstreifen teilweise oder vollständig entfernt sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die aktive Zone durchgehend über alle Emitterstreifen hinweg. Alternativ ist die aktive Zone zwischen benachbarten

Emitterstreifen entfernt, wobei die Halbleiterschichtenfolge sich bevorzugt durchgehend über alle Emitterstreifen

erstreckt .

Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren für einen solchen Halbleiterlaser angegeben. Merkmale des Betriebsverfahrens sind daher auch für den Halbleiterlaser offenbart und

umgekehrt . In mindestens einer Ausführungsform wird die

Halbleiterschichtenfolge mit den Emitterbereichen derart mit einem Soll-Betriebsstrom betrieben, sodass eine maximale optische Ausgangsleistung der erzeugten Laserstrahlung resultiert. Der Soll-Betriebsstrom ist auf eine mittlere Lebensdauer des Halbleiterlasers von beispielsweise 10 000 Stunden spezifiziert. Das heißt, der Betriebsstrom ist so bemessen, dass eine adäquat lange Lebensdauer des

Halbleiterlasers erzielt wird. Demgegenüber führen deutlich erhöhte Ströme zu einer signifikant verkürzten Lebensdauer des Halbleiterlasers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform verringert sich die optische Ausgangsleistung bei einer Verringerung wie auch bei einer Erhöhung des Füllfaktors. Dies ist insbesondere

unabhängig von einer Änderung des auf eine Lebensdauer von beispielsweise 10 000 Stunden spezifizierten Betriebsstroms. Das heißt, über eine Erhöhung des Betriebsstroms lässt sich bei gleichzeitig hoher Lebensdauer keine Steigerung der optischen Ausgangsleistung erzielen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt mit dem

Halbleiterlaser im Betrieb eine Materialbearbeitung wie ein Schweißen, Schneiden, Bohren oder Härten. Die Bearbeitung des Materials erfolgt beispielsweise unter Wasser. Alternativ oder zusätzlich wird ein Material bearbeitet, das zur

Bearbeitung für infrarote oder nahinfrarote Strahlung nicht geeignet ist. Beispielsweise weist das zu bearbeitende

Material für infrarote Strahlung, beispielsweise bei einer Wellenlänge von 1 ym und/oder von 10 ym, eine Reflektivität von mindestens 80 % oder 90 % auf, wie beispielsweise im Falle von Gold oder Kupfer. Dagegen kann eine Bearbeitung insbesondere für gelblich erscheinende Materialien, wie Gold oder Kupfer, mit dem hier beschriebenen Halbleiterlaser effizient im blauen oder nahultravioletten Spektralbereich erfolgen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die optische Ausgangsleistung des Halbleiterlasers im Betrieb im Mittel bei mindestens 30 W oder 50 W oder 80 W. Alternativ oder zusätzlich liegt die optische Ausgangsleistung im Mittel bei höchstens 250 W oder 150 W.

Ferner wird eine Methode zur Bestimmung des optimalen

Füllfaktors angegeben. Die Methode bezieht sich auf einen Halbleiterlaser, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben. Merkmale des Halbleiterlasers sowie des Betriebsverfahrens sind daher auch für die Methode offenbart und umgekehrt.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Methode zur Bestimmung des optimalen Füllfaktors die folgenden Schritte, beispielsweise in der angegebenen Reihenfolge:

A) Bestimmen von geometrischen Parametern der

Halbleiterschichtenfolge, insbesondere deren Abmessungen, speziell im noch nicht unterteilten oder strukturiertem Zustand,

B) Bestimmen von elektrischen Parametern der

Halbleiterschichtenfolge, insbesondere deren

Schwellenstromdichte, deren spezifischer

Flächenleitfähigkeit, deren Steilheit einer Laserkennlinie, also einer Strom-Leistungs-Kennlinie, und/oder deren

Maximaltemperatur der aktiven Zone, bei der eine hohe

Lebensdauer noch gegeben ist, C) Bestimmen der thermischen Eigenschaften und

Parametrisieren der thermischen Eigenschaften, insbesondere einer thermischen Anbindung der Halbleiterschichtenfolge an die mindestens eine Wärmesenke,

D) Einsetzen der ermittelten Werte in eine Gleichung oder ein Gleichungssystem für die optische Ausgangsleistung und/oder für einen Soll-Betriebsstrom, und

E) Bestimmen des Füllfaktors anhand der Gleichung oder des Gleichungssystems unter Berücksichtigung einer Temperatur an einer Seite der Halbleiterschichtenfolge hin zur mindestens einen Wärmesenke.

Der Füllfaktor und der thermische Widerstand, der aus der thermischen Anbindung der Halbleiterschichtenfolge an die mindestens eine Wärmesenke resultiert, bedingen sich hierbei gegenseitig, zeigen also eine gegenseitige Abhängigkeit auf.

Optional kann noch eine Bestimmung von optischen Parametern erfolgen, beispielsweise der Reflektivität der

Auskoppelfläche der Halbleiterschichtenfolge.

Nachfolgend werden ein hier beschriebener Halbleiterlaser, ein hier beschriebenes Betriebsverfahren sowie eine hier beschriebene Methode unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Halbleiterlasers,

Figuren 2 bis 7 und 17 schematische Schnittdarstellungen von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterlasern,

Figuren 8 und 9 schematische Darstellungen von

Betriebsverfahren für Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen Halbleiterlasern,

Figuren 10 bis 13 schematische Darstellungen einer optischen

Ausgangsleistung in Abhängigkeit eines Füllfaktors für Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen Halbleiterlasern,

Figur 14 eine schematische Auflistung von Parametern zur

Bestimmung des Füllfaktors für die

Ausführungsbeispiele zu den Figuren 10 bis 13, und

Figuren 15 und 16 Übersichten über formelmäßige Zusammenhänge zur Bestimmung des Füllfaktors.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterlasers 1 gezeigt. Der Halbleiterlaser 1 umfasst eine Wärmesenke 3, beispielsweise basierend auf CuW. An der Wärmesenke 3 ist eine Halbleiterschichtenfolge 2 angebracht. Die Wärmesenke 3 kann als Leiterplatte gestaltet sein.

Die Halbleiterschichtenfolge 2 basiert auf dem Materialsystem AlInGaN. Im Betrieb wird in einer aktiven Zone 22 der

Halbleiterschichtenfolge 2 bevorzugt blaues Licht erzeugt, das entlang einer Strahlrichtung R an einer Auskoppelfläche 25 aus der Halbleiterschichtenfolge 2 austritt. Optional befindet sich die Halbleiterschichtenfolge 2 noch an einem Aufwachssubstrat 5.

Der Halbleiterlaser 1 umfasst mehrere Emitterstreifen 4, die jeweils zur Erzeugung der Laserstrahlung eingerichtet sind. Dabei kann es sich bei dem Halbleiterlaser 1 um einen

gewinngeführten Laser handeln, sodass die

Halbleiterschichtenfolge 2 wie in Figur 1 gezeigt im

Wesentlichen unstrukturiert ist. Eine Definition der

Emitterstreifen 4 erfolgt in diesem Fall insbesondere über streifenförmige erste Elektroden 91, die längs der

Strahlrichtung R an den Emitterstreifen 4 angebracht sind.

Eine Breite b der Emitterstreifen 4 liegt beispielsweise um 50 ym, ein Rastermaß N entsprechend einer Periodizität der Emitterstreifen 4 liegt beispielsweise um 400 ym. Damit ergibt sich ein Füllfaktor b/N von 12,5%. Das heißt, nur ein kleiner Teil der aktiven Zone 22 wird tatsächlich bestromt und dient zur Erzeugung der Laserstrahlung.

Eine Länge L der Emitterstreifen 4 liegt beispielsweise bei 1,2 mm. Eine Gesamtbereite b einer Einhüllenden 40 der

Emitterstreifen 4 oder der Halbleiterschichtenfolge 2 liegt beispielsweise bei 9,2 mm. Eine Dicke t der

Halbleiterschichtenfolge 2, alleine oder zusammen mit dem Aufwachssubstrat, liegt bevorzugt im Bereich zwischen

zumindest 3 ym oder 5 ym und höchstens 100 ym oder 150 ym.

Im Vergleich zu anderen Materialsystemen ist bei AlInGaN bei nur sehr geringen Füllfaktor FF eine maximale optische

Ausgangsleistung P erzielbar. Dies gilt für einen Betrieb mit Strömen, bei dem die Halbleiterschichtenfolge 2 hohe

Lebensdauer aufweist, beispielsweise eine Lebensdauer von mindestens 1 000 Stunden oder 10 000 Stunden.

Bevorzugt ist somit der Füllfaktor FF definiert als der Quotient aus der Breite b der Emitterstreifen 4 und dem

Rastermaß N. Liegen die Emitterstreifen 4 in

unterschiedlichen Abständen zueinander vor, kann ein

mittleres Rastermaß herangezogen werden. Weist die

Halbleiterschichtenfolge 2 und/oder die Wärmesenke 3 breite Ränder auf, die frei von Emitterstreifen 4 sind, so kann eine Einhüllende 40 um die Emitterstreifen 4 herum als Grundfläche definiert werden.

Abweichend von Figur 1 ist beim Beispiel der Figur 17 die Elektrode 91 zwar in Streifen strukturiert, jedoch sind

Bestromungsbereiche des gewinngeführten Halbleiterlasers 1 der Figur 17 schmäler als die Streifen der Elektrode 91 selbst. Die Emitterstreifen 4 sind somit über Öffnungen in einer elektrischen Isolationsschicht 95, zum Beispiel aus Si02, definiert. Die Streifen der Elektrode 91 bedecken die Isolationsschicht 95 zum Teil. Die Streifen der Elektrode 91 können über elektrische Verbindungsmittel 94 wie Bonddrähte elektrisch einzeln kontaktiert sein. Im Übrigen gelten die Ausführungen zur Figur 1. Abweichend von Figur 17 kann die Elektrode 91 auch als durchgehende Schicht über alle

Emitterstreifen 4 hinweg gestaltet sein, analog zu Figur 7.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist illustriert, dass die Halbleiterschichtenfolge 2 über ein Verbindungsmittel 6 an der Wärmesenke 3 angebracht ist. Das Verbindungsmittel 6 kann zu großflächigen Elektroden 91, 92 strukturiert sein. Entsprechend weist die Wärmesenke 3 zugehörige Kontaktflächen auf und es kann sich bei der Wärmesenke 3 wieder um eine Leiterplatte zum elektrischen Anschließen der

Halbleiterschichtenfolge 2 handeln.

Ferner ist in Figur 2 dargestellt, dass sich die

Halbleiterschichtenfolge 2 noch an dem Aufwachssubstrat 5 befindet. Das Aufwachssubstrat 5 liegt an einer der

Wärmesenke 3 abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge

2.

Bei dem Aufwachssubstrat 5 handelt es sich beispielsweise um GaN, A1N, AlGaN, InN, InGaN oder AlInGaN. Ferner können

Substrate außerhalb des Materialsystems AlInGaN verwendet werden, beispielsweise Aufwachssubstrate 5 aus Saphir,

Siliziumkarbid oder Silizium. Die Halbleiterschichtenfolge 2 wird bevorzugt auf einer polaren Oberfläche wie einer {0001}— Oberfläche oder auf einer nicht polaren Oberfläche wie a-{ll- 20}), m-{l-100} oder {-1100} oder auf semipolaren Oberfläche wie {11-22}, {20-21}, {20-2-1}, {30-31} oder {30-3-1} aufgewachsen .

Bei den Elektroden 91, 92 handelt es sich insbesondere um Metallisierungen, beispielsweise umfassend oder bestehend aus Pd, Ni, Ti, Pt und/oder Au. Ein Material des Wärmespreizers ist beispielsweise Siliziumkarbid, A1N, Diamant, direct bond copper oder kurz DBC, Kupfer und/oder CuW. Die Wärmesenke 3 kann ein aktives oder ein passives Bauteil sein. Eine Bauform der Wärmesenke 3 ist beispielsweise entsprechend einem MCC- Mount, CS-Mount, C-Mount, TO-Mount oder HPL-Mount. Eine

Kühlung der Halbleiterschichtenfolge 2 durch die Wärmesenke 3 kann von einer Seite, von zwei Seiten, von drei Seiten, von vier Seiten oder auch von fünf Seiten her erfolgen. Es ist somit möglich, dass lediglich die Auskoppelfläche 25

teilweise oder vollständig frei von der Wärmesenke 3 ist.

Die vorgenannten Angaben gelten entsprechend auch für alle anderen Ausführungsbeispiele.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist veranschaulicht, dass sich die Halbleiterschichtenfolge 2 an einer der Wärmesenke 3 abgewandten Seite des Aufwachssubstrats 5 befindet. Das

Verbindungsmittel 6 erstreckt sich durchgehend und

ganzflächig zwischen dem Aufwachssubstrat 5 und der

Wärmesenke 3. Elektroden sind in Figur 3 nicht gezeigt.

Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass sich die

Halbleiterschichtenfolge 2 zwischen zwei der Wärmesenken 3 befindet, jeweils angebunden über das Verbindungsmittel 6, das beispielsweise ein Hartlot aus dem Materialsystem AuSn ist. Wiederum sind Elektroden nicht gezeichnet.

Gemäß Figur 5 befindet sich die Halbleiterschichtenfolge 2, beispielsweise ohne Aufwachssubstrat, über zwei der

Verbindungsmittel 6 und die Wärmesenke 3 angekoppelt an einem Träger 93. Bei dem Träger 93 kann es sich um eine

Leiterplatte handeln. Eine elektrische Anbindung erfolgt bevorzugt über eine oder mehrere elektrische Verbindungen 94, beispielsweise in Form von Bonddrähten oder elektrisch leitfähigen, flächigen Beschichtungen über Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 2 hinweg.

In Figur 6 ist gezeigt, dass die Emitterstreifen 4

indexgeführte Strukturen sind und somit Streifenwellenleiter bilden. Die Strahlrichtung R verläuft in Figur 6 senkrecht zur Zeichenebene. Damit ist die Halbleiterschichtenfolge 2 zwischen benachbarten Emitterstreifen 4 teilweise entfernt. Die aktive Zone 22 kann sich durchgehend über alle

Emitterstreifen 4 erstrecken.

Optional befindet sich an den Emitterstreifen 4 die erste Elektrode 91. Die erste Elektrode 91 kann die Emitterstreifen 4 teilweise oder abweichend von der Darstellung in Figur 6 vollständig bedecken. Die zweite Elektrode 92 befindet sich optional an einer der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandten Seite der Wärmesenke 3 und kann flächig über mehrere

Emitterstreifen 4 hinweg gestaltet sein.

Auch beim Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist der

Halbleiterlaser 1 ein Streifenwellenleiterlaser. Dabei kann die aktive Zone 22 zwischen benachbarten Emitterstreifen 4 entfernt sein. An der Halbleiterschichtenfolge 2 befindet sich eine elektrische Isolationsschicht 95, auf der flächig die erste Elektrode 91 aufgebracht ist. Die zweite Elektrode 92 befindet sich beispielsweise an dem elektrisch leitfähigen Aufwachssubstrat 3. Oberseiten der Emitterstreifen 4 sind überwiegend frei von der Isolationsschicht 95 und im Übrigen mit der ersten Elektrode 91 bedeckt. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 91 aus mehreren Metallschichten zusammengesetzt sein. Entsprechendes gilt für die zweite Elektrode 92. Eine externe elektrische Anbindung kann über die Elektroden 91, 92 erfolgen, die somit elektrische Anschlussflächen sein können.

In Figur 8 ist ein Betriebsverfahren des Halbleiterlasers 1 dargestellt. Dabei befindet sich ein zu bearbeitendes

Material 8 unter Wasser 7 und wird entlang der Strahlrichtung R mit der blauen oder nahultravioletten Laserstrahlung bestrahlt. Eine solche Anwendung ist mit

Hochleistungsinfrarotlasern nicht möglich.

Gemäß Figur 9A erfolgt eine Bearbeitung des Materials 8 ebenfalls mit einem hier beschriebenen Halbleiterlaser 1. Das Material 8 ist reflektierend für infrarote oder nahinfrarote Strahlung und weist zum Beispiel eine Oberfläche aus Gold oder Kupfer auf. Entsprechend, siehe Figur 9B, ist keine Bearbeitung mit einem Infrarotlaser 1 ' möglich, da die

Strahlung R' an dem zu bearbeitendem Material 8 überwiegend reflektiert wird.

In den Figuren 10 bis 13 ist jeweils eine Abhängigkeit der optischen Ausgangsleistung P in W in Abhängigkeit vom

Füllfaktor FF für verschiedene thermische Anbindungen und Konfigurationen der Wärmesenke und für verschiedene

Rastermaße N dargestellt. In Figur 14 findet sich eine zugehörige Tabelle mit Parametern, die in eine Ermittlung eines optimalen Füllfaktors FF einfließen, wie in Verbindung mit den Formeln der Figuren 15 und 16 weiter unten näher erläutert .

Gemäß Figur 10 erfolgt eine Montage des InGaN-Laserbarrens 1 mit einem AuSn-Hartlot auf einer CuW-Wärmesenke 3 bei

passiver Kühlung. Damit ergibt sich ein thermischer

Widerstand Rth von ungefähr 1 K/W. Der optimale Füllfaktor FF liegt bei ungefähr 8 %, unabhängig vom Rastermaß N. Die erzielbare maximale optische Ausgangsleistung P liegt bei knapp 60 W.

In Figur 11 wird anstatt einer passiven Kühlung ein

Mikrokanalkühler verwendet, womit der thermische Widerstand Rth auf ungefähr 0,75 K/W sinkt. Der Füllfaktor FF, bei dem die maximale optische Ausgangsleistung P von knapp 80 W erzielt wird, liegt bei 10 %.

In Figur 12 erfolgt eine Weichlotmontage des InGaN- Laserbarrens 1 mit Indium auf einem Mikrokanalkühler,

resultierend in einem thermischen Widerstand Rth von ungefähr 0,61 K/W. Damit liegt der Füllfaktor FF für eine optimale optische Ausgangsleistung P von um 90 W bei 12 %.

Gegenüber Figur 12 ist in Figur 13 eine um 20 % verbesserte Kühlung angenommen. Damit liegt der thermische Widerstand Rth um 0,45 K/W bis 0,5 K/W, resultierend in einem optimalen Füllfaktor FF um 15 % bei einer optischen Ausgangsleistung P von maximal circa 120 W.

Ferner ist aus den Figuren 10 bis 13 zu erkennen, dass zur besseren thermischen Verteilung das Rastermaß N

vergleichsweise gering zu wählen ist, da mit größerem

Rastermaß N die optische Ausgangsleistung P sinkt. Bevorzugt liegt das Rastermaß N bei höchstens 150 ym. In den Figuren 10 bis 13 liegt die Länge L der Emitterstreifen 4 je bei 1,2 mm.

In Verbindung mit den Figuren 15 und 16 ist ein Modell zur Bestimmung der Abschätzung der Sperrschicht-Temperatur Tj , also insbesondere einer Temperatur der aktiven Zone 22, erstellt, welches auf einer vom Füllfaktor FF abhängigen Modellierung des thermischen Widerstands Rth basiert. Dabei wurden Randbedingungen für einen zuverlässigen

Langzeitbetrieb aufgestellt. Dies resultiert in einer Vorgabe der maximal erlaubten Sperrschichttemperatur Tj , insbesondere 135 °C. Ferner erfolgte eine selbstkonsistente Berechnung der Einzelemitter-Lichtleistung bei der oberen Grenze für die Sperrschicht-Temperatur Tj . Anschließend erfolgte eine Hochrechnung auf den gesamten Barren 1. Für unterschiedliche Kühlkonfigurationen wurde die maximale optische

Ausgangsleistung P in Abhängigkeit vom Füllfaktor FF

ermittelt .

Damit ist ein thermisches Übersprechen zwischen benachbarten Emitterstreifen berücksichtigt, das zu einer gegenseitigen Heizung der Emitterstreifen 4 führt. Die mit dieser Heizung verbundene Erhöhung der Sperrschicht-Temperatur Tj führt zu einem thermischen Überrollen der Laserdioden, verbunden mit einem Absinken der erzielbaren optischen Ausgangsleistung P bei zu hohem Füllfaktor FF.

In die Berechnung geht insbesondere der thermische Widerstand Rth ein, welcher insbesondere vom Füllfaktor FF abhängt sowie von Parametern f, C _] _ (L) , C2 für die thermische Anbindung. Ferner fließen ein die Länge L der Emitterstreifen 4 sowie die Gesamtbreite w. Eine aktive Chipfläche A ergibt sich, wie in Figur 16 angegeben. Ein Schwellenstrom Is ist ebenso abhängig vom Füllfaktor FF sowie einer Schwellenstromdichte Js. Ein elektrischer Serienwiderstand Rs ist ferner abhängig von der elektrischen Flächenleitfähigkeit p der

Halbleiterschichtenfolge 2, erforderlichenfalls zusammen mit dem Aufwachssubstrat 5. Ferner wird benötigt eine Steilheit Sh der Strom-Leistungs-Kennlinie . Zudem fließt ein der elektrische Serienwiderstand Rs, welche ebenfalls vom

Füllfaktor FF abhängig ist. Außerdem ist die Einsatzspannung Uop zu berücksichtigen. Diese Parameter sind insbesondere für die maximal vorgegebene erlaubte Sperrschicht-Temperatur Tj zu bestimmen und können experimentell ermittelt oder auch modelliert werden. Die Indizes op kennzeichnen den jeweiligen Betriebsstrom oder die jeweilige Betriebsspannung. Ploss bezieht sich auf die Verlustleistung. Die Temperatur Ths bezieht sich auf eine Grenzflächentemperatur der Halbleiterschichtenfolge 2 hin zur zumindest einen Wärmesenke 3, sodass die Temperatur Ths an der Seite der Halbleiterschichtenfolge hin zur mindestens einen Wärmesenke mit einbezogen wird.

Aus den in Figur 15 angegebenen Zusammenhängen ergibt sich damit der Betriebsstrom Iop, siehe V in Figur 15. Dabei sind die vorgenannten Abhängigkeiten aus Figur 16 zu

berücksichtigen .

Durch Einsetzen des Betriebsstroms Iop aus V in I ist die optische Ausgangsleistung P berechenbar. Wird nun der

Füllfaktor FF variiert, ergeben sich über die Abhängigkeit der oben genannten Lasereingangsparameter unterschiedliche Ergebnisse zu Iop und zur Ausgangsleistung P. Darauf

basierend ist das Optimum abhängig vom Füllfaktor FF und von der verwendeten Kühlung auffindbar.

Dabei ist der thermische Widerstand Rth, wie in Figur 16 angegeben, parametrisiert . Hierbei stellt f einen Faktor dar, C _] _ (L) und C2 sind Konstanten jeweils für eine Aufbauvariante bei vorgegebener Resonatorlänge L, etwa 1,2 mm. Beispielhafte Werte sind der Tabelle in Figur 14 zu entnehmen. In die

Formel für den thermischen Widerstand Rth der Figur 16 ist die Größe w einheitenlos einzusetzen, entsprechend dem

Zahlenwert der Angabe von w in ym.

Die Ergebnisse zeigen, wie in den Figuren 10 bis 13

illustriert, dass die maximale optische Ausgangsleistung P bei Füllfaktoren FF um 10 % erreicht wird. Dabei steigt der optimale Füllfaktor FF mit sinkendem thermischem Widerstand Rth an. Damit lässt sich über die Kühltechnik eine

verbesserte optische Ausgangsleistung P erzielen.

Eine Position des Maximums des Betriebsstroms Iop ist in den Rechnungen unabhängig von der Anzahl der Emitterstreifen 4 bei gleichem Füllfaktor FF und gleichem Emitterdesign. Daher gilt das gefundene Maximum für alle Barren mit

unterschiedlichen Breiten, solange sich der Füllfaktor FF nicht ändert.

Bevorzugt werden die Emitterstreifen 4 in einem möglichst engen Raster angeordnet. Damit werden mehr Emitterstreifen 4 pro Barren 1 erhalten, sodass die Auswirkungen defekter

Emitterstreifen 4 aufgrund von Epitaxiedefekten oder

Einzelemitterdefekten auf die Gesamtleistung des Laserbarrens 1 nur gering sind.

Insgesamt sind somit Designkriterien der Laserbarren 1 für den Füllfaktor FF angegeben, welche bei gegebenen

Randbedingungen wie die Art der Kühlung und der maximal zulässigen Sperrschicht-Temperatur Tj die maximal erreichbare elektro-optische Konversionseffizienz und damit auch die maximale optische Ausgangsleistung liefern.

Optional kann in die Berechnung zusätzlich eine

Spiegelreflektivität der Auskoppelfläche 25 einfließen.

Dieser Einfluss ist jedoch gegenüber dem thermischen

Widerstand Rth nachrangig. Über die Reflektivität der

Auskoppelfläche 25 können optische Verluste in der

Halbleiterschichtenfolge 2, einen ausreichenden

Verstärkungsfaktor vorausgesetzt, verringert werden. Damit liegt die Reflektivität der Auskoppelfläche 25 bevorzugt bei mindestens 15 %, beispielsweise bei 22 % ± 1 % oder bei 27 % ± 1 %.

Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen, sofern nicht anders kenntlich gemacht, bevorzugt in der angegebenen

Reihenfolge jeweils unmittelbar aufeinander. Sich in den Figuren nicht berührende Schichten sind bevorzugt voneinander beabstandet. Soweit Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die entsprechenden Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Ebenfalls, soweit nicht anders kenntlich gemacht, sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben .

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.

Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 130 594.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugszeichenliste

1 Halbleiterlaser

2 Halbleiterschichtenfolge

22 aktive Zone

25 Auskoppelfläche

3 Wärmesenke

4 Emitterstreifen

40 Einhüllende

5 Aufwachssubstrat

6 Verbindungsmittel

7 Wasser

8 zu bearbeitendes Material

91 erste Elektrode

92 zweite Elektrode

93 Träger

94 elektrische Verbindung

95 elektrische Isolationsschicht

b Breite der Emitterstreifen

FF Füllfaktor

L Länge der Emitterstreifen

N Rastermaß

P optische Ausgangsleistung

R Strahlrichtung

t Dicke der Halbleiterschichtenfolge/Aufwachssubstrat w Gesamtbreite der Einhüllenden