Die Erfindung betri f ft einen Halbleiterlaser mit einem Strahlungs führungselement , insbesondere einem optischen Element oder Lichtleiter, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren . Die Erfindung betri f ft außerdem ein Strahlungstrans- missionselement , insbesondere Strahlungsaustritts fenster für ein Lasergehäuse , mit mindestens einem optischen Element sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren .

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Halbleiterlaser anzugeben, der ef fi zient gekapselt ist und der ef fi zient herstellbar ist . Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Halbleiterlaser mit einem selbst j ustierenden Strahlungs führungselement , insbesondere optischen Element oder Lichtleiter, anzugeben . Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein entsprechendes Strahlungstransmissionselement , insbesondere Strahlungsaustritts fenster für ein Lasergehäuse anzugeben . Die Aufgaben werden durch die Vorrichtungen und die Herstellungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst . Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .

Gemäß einer Aus führungs form umfasst der Halbleiterlaser eine Laserdiode , die eine aktive Zone zur Erzeugung einer Laserstrahlung sowie einen Strahlungsaustrittsbereich aufweist , via dem die Laserstrahlung aus der Laserdiode austreten kann . Der Halbleiterlaser weist zudem ein Strahlungs führungselement auf , das in dem Strahlungsaustrittsbereich auf der Laserdiode angeordnet ist und monolithisch mit der Laserdiode verbunden ist . Das Strahlungs führungselement umfasst einen Stof f oder besteht aus einem Stof f , der mittels der Laserstrahlung auf der Laserdiode aufbringbar ist . Besonders bevorzugt ist das Strahlungs führungselement in dem Strahlungsaustrittsbereich direkt ( ohne Zwischenschicht ) auf der Laserdiode angeordnet oder direkt auf einem dielektrischen Spiegel . Dementsprechend kann das Strahlungs führungselement selbstausrichtend genau auf dem Strahlaustrittsbereich aufgebracht werden, indem die Laserdiode zum Aufbringen des Strahlungsführungselements betrieben wird .

Vorzugsweise ist das Strahlungs führungselement gegenüber der Laserstrahlung stabil , auch „strahlungsstabil" genannt , d . h . es degradiert in einem Betriebs zustand nicht oder nicht wesentlich innerhalb einer üblichen Gesamtbetriebsdauer des Halbleiterlasers .

Bei der Laserdiode kann es sich grundsätzlich um j ede beliebige Halbleiterlaserdiode handeln .

Auf Grund der besonders hohen Leistungsdichten ist bei kantenemittierenden Halbleiterlaserdioden der so genannte optische Pinzettenef fekt besonders ausgeprägt . Dabei werden durch die hohen Leistungsdichten organische und anorganische Ver- schmut zungen/Verbindungen aus der Umgebungsluft angezogen und auf der Laserfacette abgelagert . Durch die hohen Energiedichten im Bereich der Laserfacette kann es an der Facette zur Zersetzung und Ablagerung bzw . Anlagerung von Partikeln und Zersetzungsprodukten kommen . Dabei kommt es zu einer Wechselwirkung mit der emittierten Strahlung, die wiederum zu einer zusätzlichen Erwärmung der Facette führt . Durch den oben beschriebenen Zusammenhang kann es zu selbstverstärkenden Effekten kommen, die letztendlich zu einer Zerstörung des Lasers führen können ( COD, catastrophic optical damage ) .

Gemäß einer Aus führungs form ist das Strahlungs führungselement als Schutzelement ausgestaltet das derartige Ef fekte reduziert . Insbesondere kann es derart ausgestaltet sein, dass es einen Betrieb des Halbleiterlasers in normaler Umgebungsluft ermöglicht . Dazu kann es eine gewisse Mindestdicke aufweisen . Es kann allerdings auch als Koppelelement den Abstand zwischen Laser und einem Strahlungsauskopplungselement überbrücken, wie später genauer erläutert wird . Dementsprechend handelt es sich bei der Laserdiode bevorzugt um eine kantenemittierende Laserdiode . Dabei handelt es sich bei dem Strahlungsaustrittsbereich um einen Bereich der Laserfacette , das heißt , das Strahlungs führungselement ist im Strahlungsaustrittsbereich auf der Laserfacette , vorzugsweise direkt auf der Laserfacette , angeordnet und monolithisch mit der Laserfacette verbunden .

Wie erwähnt , kann es sich allerdings grundsätzlich um j ede beliebige Halbleiterlaserdiode handeln, insbesondere um einen so genannten Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL ) oder auch um einen Photonic Crystal Surface Emitting Laser ( PCSEL ) . Bei einen VCSEL kann das Strahlungs führungselement - vorzugsweise direkt - auf einem Distributed Bragg Reflektor aufgebracht sein, via dem im Betrieb die Laserstrahlung austritt , oder - vorzugsweise direkt - auf einem Substrat , via dem im Betrieb die Laserstrahlung austritt . Bei einem PCSEL kann des Strahlungs führungselement - vorzugsweise direkt - auf einem photonischen Kristall des PCSEL aufgebracht sein .

Bei dem Stof f kann es sich insbesondere um einen anorganischen Stof f handeln . Der Stof f kann Sili zium, Aluminium, Tantal , Titan oder Hafnium umfassen oder daraus bestehen .

Beispielsweise kann der Stof f ein Dielektrikum sein, wie : Sili ziumdioxid Si 0 ₂ , Aluminiumoxid AI2O3, Tantaloxid TaO, Tantaldioxid Ta0 ₂ , Ditantalpentaoxid Ta ₂ 0 _{5 f} Titandioxid TiO ₂ , Hafniumdioxid HfO ₂ . Experimentell besonders gute Ergebnisse wurden mit Sili ziumdioxid SiO ₂ erzielt .

Das Strahlungs führungselement kann als Strahlungsauskopplungselement ausgestaltet sein . Das bedeutet , dass das Strahlungs führungselement eine nicht mit einem weiteren optischen Element verbundene Strahlungsauskopplungs fläche aufweist , via der die Strahlung an eine Atmosphäre abgegeben werden kann .

Das Strahlungsauskopplungselement kann zur Formung der Laserstrahlung ausgestaltet sein ( im Folgenden „optisches Element" genannt ) , insbesondere kann es als refraktive Linse ausgestaltet sein .

Die Linse kann derart ausgestaltet sein, dass die Laserstrahlung durch die Linsenwirkung aufgeweitet wird, um einen Betrieb des Halbleiterlasers in normaler Umgebungsluft zu ermöglichen . Alternativ kann das Strahlungsauskopplungselement eine selbst j ustierende Fokussierung des Laserstrahles ermöglichen, um eine Optimierung des Strahlprofiles zu realisieren .

Alternativ kann zusätzlich zu dem Strahlungs führungselement ein Strahlungsauskopplungselement vorhanden sein, das monolithisch mit dem Strahlungs führungselement verbunden ist . Das Strahlungs führungselement kann dann ein Koppelelement ( insbesondere Lichtleiter ) darstellen, mit dem die Laserstrahlung von der Laserdiode zu dem Strahlungsauskopplungselement geleitet wird . Auch bei dieser Aus führungs form kann das Strahlauskopplungselement zur Formung der Laserstrahlung eingerichtet sein . Es kann sich bei dem Strahlauskopplungselement um eine beliebige Linse , insbesondere um eine refraktive Linse , handeln oder auch um ein Prisma, das eine Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung ändert .

Dabei kann das Strahlungsauskopplungselement dem Stahlungs- führungselement entlang eines Strahlpfades einer mit dem Halbleiterlaser erzeugbaren Laserstrahlung nachgeordnet sein . Das bedeutet , dass eine bei aktiver Laserdiode erzeugte Laserstrahlung zuerst durch das Stahlungs führungselement und dann durch das Strahlungsauskopplungselement transmittiert wird .

Der Halbleiterlaser kann ferner einen Träger umfassen, an oder auf dem der Halbleiterlaser und ggfs . das Strahlungsauskopplungselement angeordnet sind . Insbesondere können der Laser und ggfs . das Strahlungsauskopplungselement darauf angebracht sein . Gemäß einer Aus führungs form weist der Halbleiterlaser mehrere Laserdioden auf . Ebenfalls kann eine einzelne Laserdiode mehrere Emissionspunkte haben . Beispielsweise kann der Halbleiterlaser ein VCSEL-Array umfassen oder einen Kantenemitter mit mehreren Laserstegen ( Laserbarren) .

Bei Vorhandensein mehrerer Laserdioden und/oder von Laserdioden mit mehreren Emissionspunkten sind vorzugsweise auch mehrere der eingangs beschriebenen Strahlungs führungselemente vorhanden, vorzugsweise hat der Halbleiterlaser genauso viele Strahlungs führungselemente wie Emissionspunkte .

Die Laserdiode kann eingerichtet sein, Licht im sichtbaren Spektralbereich zu emittieren, insbesondere im blauen Spektralbereich . Bevorzugt wird der beschriebene Halbleiterlaser in einem Head Up Display eines Kraftfahrzeugs oder als Strahlquelle in einem Laserbeamer eingesetzt .

Bei einem Verfahren zum Herstellen des zuvor beschriebenen Halbleiterlasers wird im Schritt Si eine Laserdiode , die eine aktive Zone zur Erzeugung einer Laserstrahlung sowie einen Strahlungsaustrittsbereich aufweist , bereitgestellt und dann im Schritt S2 ein Strahlungs führungselement auf die Laserdiode in dem Strahlungsaustrittsbereich aufgebracht . Der Schritt S2 umfasst den Teilschritt des Aussetzens ( S2a ) der Laserdiode einer Atmosphäre mit einem Präkursor, z . B . ein Metallorganyl und ggfs . einem Sickstof f- und/oder Sauerstof f lief erant , der durch die Laserstrahlung zu einer chemischen Reaktion angeregt werden kann . Der Schritt S2 umfasst zudem den Teilschritt des Betreibens S2b der Laserdiode , so dass die chemische Reaktion angeregt wird und der Präkursor in einen Stof f umgewandelt wird, der das Strahlungs führungselement in dem Strahlungsaustrittsbereich monolithisch auf der Laserdiode ausbildet . Die optionale Zugabe von Sauerstof f unterbindet die Ablagerung von Kohlenstof f auf der Facette .

Bei der Laserdiode kann es sich wie eingangs erörtert um eine kantenemittierende Laserdiode handeln . Dann ist der Strah- lungsaustrittsbereich eine Laserfacette und das Strahlungsführungselement wird auf der Laserfacette angeordnet , vorzugsweise direkt . Überdies kann es sich bei der Laserdiode um einen VCSEL oder auch um einen PCSEL handeln . Das Strahlungsführungselement ist vorzugsweise strahlungsstabil und bevorzugt ein Schutzelement und ermöglicht vorzugsweise einen Betrieb des Halbleiterlasers in normaler Umgebungsluft .

Bei dem Präkursor kann es sich insbesondere um einen anorganischen Präkursor handeln . Entsprechend kann es sich bei dem Stof f um einen anorganischen Stof f handeln . Der Präkursor kann Sili zium, Aluminium, Tantal , Hafnium oder Titan umfassen oder daraus bestehen . Entsprechend kann der Stof f Sili zium, Aluminium, Tantal , Hafnium oder Titan umfassen oder daraus bestehen .

Experimentell besonders gute Ergebnisse wurden mit SiO ₂ erzielt . Dabei wird eine flüchtiges Silikon ( Si _x H _y C _z ) , z . B .

Silan ( Si _x H _2x ) , als Präkursor verwendet . Dieses reagiert mit Sauerstof f O ₂ aus der Atmosphäre zu Sili ziumdioxid SiO ₂

Si _x H _y C _z + O ₂ _> SiO ₂ + H ₂ 0 ( + stabiles Si _x-o H _y-m C _z-n )

Hier kann das Si durch ein weiteres Metall mit geeignetem Brechungsindex des gebildeten Oxides ersetzt werden .

Das Strahlungs führungselement kann wie eingangs erwähnt als Strahlungsauskopplungselement ausgestaltet werden, dabei kann es zur Formung der Laserstrahlung geeignet sein . Alternativ kann wie eingangs erwähnt zusätzlich zu dem Strahlungs führungselement ein Strahlungsauskopplungselement vorhanden sein, das monolithisch mit dem Strahlungs führungselement verbunden ist .

Ein entsprechendes Herstellungsverfahren umfasst zusätzlich den Schritt S _2a des Bereitstellens des Strahlungsauskopplungselements und den Schritt S ₂ b des Anordnens des Strahlungsauskopplungselements relativ zu der Laserdiode derart , dass im Betrieb der Laserdiode die Laserstrahlung durch das Strahlungsauskopplungselement hindurch transmittiert wird . Dementsprechend werden anschließend im Schritt S2a sowohl die Laserdiode als auch das Strahlungsauskopplungselement der Atmosphäre mit dem Präkursor ausgesetzt und im Schritt S2b wird beim Betreiben der Laserdiode das Strahlungs führungselement in dem Strahlungsaustrittsbereich auf der Laserdiode so ausgebildet , dass es die Laserdiode monolithisch mit dem Strahlungs führungselement verbindet .

Wie eingangs erwähnt , kann der Halbleiterlaser ferner einen Träger umfassen, an oder auf dem der Halbleiterlaser und ggfs . das Strahlungsauskopplungselement angeordnet sind . Wie eingangs erwähnt , kann der Halbleiterlaser mehrere Laserdioden aufweisen, und es können dann mehrere der Strahlungs führungselemente erzeugt werden . Die Laserdiode kann eingerichtet sein, Licht im sichtbaren Spektralbereich zu emittieren, insbesondere im blauen Spektralbereich . Bevorzugt wird der beschriebene Halbleiterlaser in einem Head Up Display eines Kraftfahrzeugs als Strahlquelle in einem Laserbeamer eingesetzt .

Gemäß einer Aus führungs form umfasst ein Strahlungstransmissi- onselement , insbesondere Strahlungsaustritts fenster für ein Lasergehäuse , ein Basiselement , insbesondere ein Strahlungsaustritts fensterbasiselement , und ein oder mehrere auf dem Basiselement angeordnete und monolithisch mit dem Basiselement verbundene optische Elemente . Die optischen Elemente wiederum umfassen einen Stof f , der mittels einer Laserstrahlung auf dem Basiselement aufbringbar ist , oder bestehen daraus .

Das Basiselement kann insbesondere ein Strahlungsaustrittsfensterbasiselement sein, bevorzugt kann es sich dabei um eine planare oder überwiegend planare für die Laserstrahlung transparente Scheibe handeln .

Analog zu dem eingangs beschriebenen Halbleiterlaser mit

Strahlungs führungselement kann das oder können die optischen Elemente selbstausrichtend auf dem Basiselement erzeugt werden, indem eine Laserdiode zum Aufbringen des oder der optischen Elemente betrieben wird .

Das optische Element ist zur Formung der Laserstrahlung ausgestaltet . Es kann sich dabei um eine refraktive Linse handeln . Die Linse kann derart ausgestaltet sein, dass die Laserstrahlung durch die Linsenwirkung aufgeweitet wird . Bei dem Stof f kann es sich um die eingangs erwähnten Stof fe handeln, insbesondere um Sili ziumdioxid .

Gemäß einer Aus führungs form umfasst eine optoelektronische Vorrichtung eine oder mehrere Halbleiterlaserdioden, die j eweils eine aktive Zone zur Erzeugung einer Laserstrahlung aufweisen und ein hermetisches Lasergehäuse , in dem die Halbleiterlaserdioden angeordnet sind . Das zuvor beschriebene Strahlungsaustritts fenster ist Bestandteil des hermetischen Lasergehäuses . Die Laserdioden sind derart relativ zu dem Strahlungsaustritts fenster angeordnet , dass j eder Laserdiode eines der optischen Elemente zugeordnet ist , durch das in einem Betriebs zustand die Laserstrahlung der j eweiligen Laserdiode austreten kann .

Bei den Laserdioden kann es sich um Laserdioden von einem der eingangs erwähnten Typen handeln, z . B . um kantenemittierende Laserdioden oder um ein VCSEL Array, und eine Anwendung in einem Head Up Display oder als Strahlquelle in einem Laserbe- amer ist bevorzugt .

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines entsprechenden Strahlungstransmissionselements , insbesondere Strahlungsaustritts fensters , wird zunächst im Schritt S21 das Strahlungstransmissionselement bereitgestellt . Anschließend wird das oder werden die optischen Elemente auf das Strahlungstrans- missionselement im Schritt S22 aufgebracht . Dabei wird zunächst das Strahlungstransmissionselement einer Atmosphäre mit einem Präkursor, der durch eine Laserstrahlung zu einer chemischen Reaktion angeregt werden kann, ausgesetzt ( Schritt S22a ) • Dann wird eine Laserstrahlung erzeugt , so dass durch die Laserstrahlung die chemische Reaktion angeregt wird und der Präkursor in einen Stof f umgewandelt wird, der die optischen Elemente monolithisch auf dem Strahlungstransmissions- element ausbildet ( Schritt S ₂ 2b) •

Bei einem Verfahren zum Herstellen der optoelektronischen Vorrichtung wird zunächst mindestens eine Halbleiterlaserdiode bereitgestellt ( Schritt S31 ) mit einer aktiven Zone zur Erzeugung einer Laserstrahlung . Zudem wird ein hermetisches Lasergehäuse mit einem Strahlungsaustritts fensterbasiselement bereitgestellt ( Schritt S32 ) . Dann wird die Laserdiode in dem Lasergehäuse derart angeordnet ( Schritt S33 ) , dass in einem Betriebs zustand die Laserstrahlung der Laserdioden via dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement austreten kann . Das Aufbringen des oder der optischen Elemente im Schritt S34 auf das Strahlungsaustritts fensterbasiselement erfolgt , indem im Schritt S34a das Strahlungsaustritts fensterbasiselement einer Atmosphäre mit einem Präkursor, der durch die Laserstrahlung zu einer chemischen Reaktion angeregt werden kann, ausgesetzt wird und dann im Schritt 8345 die Laserdiode betrieben wird, so dass die chemische Reaktion angeregt wird und der Präkursor in einen Stof f umgewandelt wird, der das mindestens eine optische Element monolithisch auf dem Strahlungsaustrittsfensterbasiselement ausbildet .

Vorzugsweise wird im Schritt Ss4 _a ein Innenraum des Lasergehäuses frei von dem Präkursor gehalten .

Bei der mindestens einen Laserdiode kann es sich insbesondere um eine Laserdiode von einem der zuvor beschriebenen Typen handeln . Bei dem Stof f kann es sich um einen Stof f der zuvor beschriebenen Stof fe handeln, insbesondere um Sili ziumdioxid, wobei der Präkursor dann ein flüchtiges Silikon sein kann .

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den beiliegenden Figuren näher erläutert , die schematisch zeigen : Figur 1: einen Halbleiterlaser gemäß eines ersten Ausfüh- rungsbei spiel s ,

Figur 2: ein Verfahren zum Herstellen des Halbleiterlasers gemäß des ersten Ausführungsbeispiels,

Figur 3: einen Halbleiterlaser gemäß eines zweiten Ausfüh- rungsbei spiel s ,

Figur 4: einen Halbleiterlaser gemäß eines dritten Ausfüh- rungsbei spiel s ,

Figur 5: ein Verfahren zum Herstellen des Halbleiterlasers gemäß den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen,

Figur 6: ein Strahlungsaustrittsfenster gemäß eines Ausfüh- rungsbei spiel s ,

Figur 7 : ein Verfahren zum Herstellen des Strahlungsaustrittsfensters gemäß des Ausführungsbeispiels von Figur 6,

Figur 8: ein hermetisches Lasergehäuse gemäß eines Ausfüh- rungsbei spiel s ,

Figur 9: ein Verfahren zum Herstellen des hermetischen Lasergehäuses gemäß des Ausführungsbeispiels von Figur 8.

Figur 1 zeigt einen Halbleiterlaser 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Der Halbleiterlaser 1 umfasst eine Halbleiterlaserdiode 2, die auf einem Träger 4 angeordnet ist. Zwischen dem Träger 4 und der Halbleiterlaserdiode 2 befindet sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Montageelement (engl. : submount) 42, das mittels eines Lotes 40 und 41 (vorliegend einer Lotschicht) mit der Laserdiode 2 und dem Träger 4 verbunden ist. Die Laserdiode 2 besitzt eine aktive Zone 20, die bei Anlegen einer geeigneten Spannung die Laserstrahlung 5 erzeugt. Die Laserstrahlung 5 tritt via des Strahlungsaustrittsbereichs 22 aus der Laserdiode 2 aus. Vorliegend handelt es sich bei der Laserdiode 2 um eine kantenemittierende Laserdiode. Dementsprechend ist der Strahlungsaustrittsbereich 22 ein Bereich der Laserfacette 21. Auf der Laserfacette 21 ist in dem Strahlungsaustrittsbereich 22 ein Strahlungsführungselement 3 angeordnet. Alternativ könnte es sich bei der Laserdiode 2 auch um einem VCSEL oder um einen PCSEL handeln. Das Strahlungs führungselement 3 umfasst einen Stof f oder besteht aus einem Stof f , der mittels der Laserstrahlung 5 auf der Laserdiode 2 aufbringbar ist . Das Strahlungs führungselement 3 ermöglicht einem Betrieb des Halbleiterlasers 1 in normaler Umgebungsluft , es handelt sich dabei also um ein Schutzelement .

Vorliegend ist das Strahlungs führungselement 3 zudem als re- fraktive Linse geformt . Das Strahlungs führungselement 3 ist also ein Strahlungsauskopplungselement 30 , das eine Strahlungsauskopplungs fläche hat , via der die Laserstrahlung 5 an eine Atmosphäre abgegeben werden kann .

Wie zuvor erwähnt , umfasst das Strahlungs führungselement 3 einen Stof f , der mittels der Laserstrahlung 5 auf der Laserdiode 2 aufbringbar ist . Ein entsprechendes Verfahren wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Figur 2 genauer beschrieben .

Das Verfahren beginnt mit dem Schritt So Start . In dem Schritt Si wird die Laserdiode 2 bereitgestellt . Anschließend wird in dem Schritt So das Strahlungs führungselement 3 auf der Laserdiode 2 aufgebracht . Der Schritt So umfasst die Teilschritte So _a und Sob - In dem Schritt So _a wird die Laserdiode 2 einer Atmosphäre mit einem Präkursor, der durch eine Laserstrahlung 5 zu einer chemischen Reaktion angeregt werden kann, ausgesetzt . In dem Schritt Sob wird die Laserdiode betrieben, so dass die chemische Reaktion angeregt wird und der Präkursor in einen Stof f umgewandelt wird, der das Strahlungs führungselement 3 in dem Strahlungsaustrittsbereich 22 monolithisch auf der Laserdiode 2 ausbildet . Bei dem Präkursor kann es sich insbesondere um ein Silikonhydrid oder flüchtiges Silikon handeln und bei dem Stof f kann es sich um Sili ziumdioxid handeln . Das Verfahren endet mit dem Schritt S _E Ende . Eventuell vorhandene Kohlenwasserstof fe werden mittels Reaktion mit Sauerstof f zu COo oxidiert und stehen im Prozess nicht weiter als Reaktant zur Verfügung . Figur 3 zeigt einen Halbleiterlaser 1 gemäß eines zweiten Aus führungsbeispiels . Dieses ist im Wesentlichen analog zu dem ersten Aus führungsbeispiel gemäß Figur 1 aufgebaut . Allerdings ist bei dem Halbleiterlaser 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel das Strahlungs führungselement 3 kein Strahlungsauskopplungselement 30 . Das bedeutet , die elektromagnetische Strahlung wird nicht direkt via dem Strahlungs führungselement 3 in eine Atmosphäre abgegeben . Vielmehr ist das Strahlungs führungselement 3 mit einem Strahlungsaustrittselement 6 verbunden . Es leitet die Laserstrahlung 5 die in der Laserdiode 2 erzeugt wird als Lichtleiter weiter zu dem Strahlungsaustrittselement 6 . Bei dem Strahlungsaustrittselement 6 handelt es sich vorliegend um ein Prisma 60 , das sie Laserstrahlung 5 umlenkt ( im vorliegenden Beispiel im rechten Winkel , d . h . um ca . 90 ° ) . Dieses ist ebenso wie die Halbleiterlaserdiode 2 mit einem Lot 41 auf dem Träger 4 angeordnet .

Die Laserstrahlung 5 tritt um 90 ° umgelenkt an der Oberseite des Prismas 60 aus . Eine derartige Anordnung kann insbesondere als so genanntes Toplooker-Lasergehäuse verwendet werden, d . h . als ein Halbleiterlasergehäuse , bei dem die Laserstrahlung 5 an der Oberseite senkrecht zu einer Grundfläche des Gehäuses austritt . Das Gehäuse kann mit der Grundfläche auf einem Träger, z . B . einer gedruckten Leiterbahnplatte , angeordnet und kontaktiert werden . Der Halbleiterlaser 1 ist dabei auf einer Montagefläche angeordnet , die parallel zu der Grundfläche verläuft , und emittiert die Laserstrahlung 5 parallel zu der Grundfläche ( senkrecht zur Flächennormalen der Grundfläche ) .

Bei dem vorliegenden Aus führungsbeispiel ist der Zwischenraum zwischen dem Prisma 60 und der Halbleiterlaserdiode 2 bzw . dem Montageelement 42 zudem mit einem Füllmaterial 7 gefüllt , um den Zwischenraum vor Verunreinigungen zu schützen, zu versiegeln und mechanisch zu stabilisieren . In Figur 4 ist ein Halbleiterlaser 1 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels dargestellt . Dieser ist ähnlich zu dem des zweiten Aus führungsbeispiels aufgebaut , insbesondere ist das Strahlungs führungselement 3 monolithisch mit der Halbleiterlaserdiode 2 und dem Strahlungsauskopplungselement 6 verbunden und dient als Lichtleiter zwischen diesen Elementen . Allerdings handelt es sich bei dem Strahlungsauskopplungselement 6 nicht um ein Prisma 60 , sondern um eine Linse 61 (vorliegend eine refraktive Linse ) .

Alle zuvor beschriebenen Aus führungsbeispiele haben gemein, dass die Laserstrahlung 5 , wenn sie via einem der Strahlungsauskopplungselemente 30 , 6 in eine Atmospähre ausgekoppelt wird, derart aufgeweitet ist , dass ein Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung in normaler Umgebungsluft ( z . B . Erdat- mospähre bei 300 Kelvin) möglich ist .

Ein Verfahren zur Herstellung der Halbleiterlaser 1 gemäß den zweiten und dritten Aus führungsbeispielen ist in Figur 5 dargestellt . Das Verfahren beginnt mit dem Schritt So Start . Zunächst wird in dem Schritt Si die Halbleiterlaserdiode 2 be- reitgestellt . Dann wird in dem Schritt Si _a das Strahlungsauskopplungselement 6 bereitgestellt . Anschließend wird in dem Schritt Sib das Strahlungsauskopplungselement 6 derart relativ zu der Laserdiode 2 angeordnet , dass im Betrieb der Laserdiode 2 die Laserstrahlung 5 durch das Strahlungsaustrittselement 6 hindurch transmittiert wird . Vorliegend werden sowohl die Laserdiode 2 als auch das Strahlungsaustrittselement 6 mittels Lot 40 , 41 und ggfs . einem Montageelement 42 auf einem Träger 4 angeordnet .

Nachfolgend wird in dem Schritt So das Strahlungs führungselement 3 auf die Laserdiode 2 derart aufgebracht , dass es die Laserdiode 2 mit dem Strahlungsauskopplungselement 6 monolithisch verbindet . Der Schritt So umfasst die Teilschritte So _a und Sob - In dem Schritt So _a werden sowohl die Laserdiode 2 als auch das Strahlungsaustrittselement 6 der Atmosphäre mit dem Präkursor ausgesetzt . Der Abstand zwischen dem Strahlungsaus- trittselement 6 und der Laserdiode 2 wurde in dem Schritt Sib derart gering gewählt , dass bei dem Schritt S2b des Betreibens der Laserdiode 2 das Strahlungs führungselement 3 in dem Strahlungsaustrittsbereich 22 auf der Laserdiode 2 ausgebildet wird und die Laserdiode 2 monolithisch mit dem Strahlungs führungselement 3 verbindet . Das Verfahren endet mit dem Schritt S _E Ende .

Figur 6 zeigt ein als Strahlungsaustritts fenster 8a ausgebildetes Strahlungstransmissionselement 8 gemäß eines Aus führungsbeispiels . Das Strahlungsaustritts fenster 8a umfasst ein als Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a ausgebildetes Basiselement 80 . Bei dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a kann es sich um ein flaches oder scheibenförmiges für eine Laserstrahlung 5 transparentes Element handeln, z . B . um eine Glasscheibe . Auf dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a sind mehrere mit dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a monolithisch verbundene optische Elemente 31 angeordnet . Dabei handelt es sich um refraktive Linsen . Diese bestehen aus einem Stof f , der mittels einer Laserstrahlung 5 auf dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a aufbringbar ist .

Dadurch kann das Strahlungsaustritts fenster 8a von Figur 6 besonders einfach mittels des in Figur 7 dargestellten Herstellungsverfahren erzeugt werden . Dabei wird zunächst im Schritt S21 das Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a bereitgestellt . Anschließend werden im Schritt S22 die optischen Elemente darauf aufgebracht . Dieses Aufbringen erfolgt , indem im Schritt S22a das Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a einer Atmosphäre mit einem Präkursor 5 , der durch die Laserstrahlung zu einer chemischen Reaktion angeregt werden kann, ausgesetzt wird und dann im Schritt S22b eine Laserstrahlung 5 erzeugt wird, so dass der Präkursor in einen Stof f umgewandelt wird, der die optischen Elemente 31 auf dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a ausbildet . Das Verfahren endet mit dem Schritt S _E Ende . Dabei wird vorzugsweise nur eine Seite des Strahlungsaustritts fensterbasiselements 80a dem Präkursor ausgesetzt , damit die optischen Elemente 31 nur auf einer Seite des Strahlungsaustritts fensterbasiselements 80a ausgebildet werden . Beispielsweise kann es mit einem Schutzgas befüllt werden .

In Figur 8 ist eine optoelektronische Vorrichtung 10 mit einem hermetischen Lasergehäuse 9 mit dem zuvor beschriebenen Strahlungsaustritts fenster 8a dargestellt . In dem hermetischen Lasergehäuse 9 sind Halbleiterlaserdioden 2 auf einem Träger 4 angeordnet . Zudem befindet sich in dem Lasergehäuse ein Prisma 90 . Dadurch wird die von der Halbleiterlaserdiode 2 emittierte elektromagnetische Strahlung 5 um 90 Grad umgelenkt und durch das Strahlungsaustritts fenster 8a abgegeben . Die Laserdioden 2 sind derart relativ zu dem Strahlungsaustritts fenster 8a angeordnet , dass j eder der Laserdioden 2 eines der optischen Elemente 31 derart zugeordnet ist , dass die in einem Betriebs zustand von der Laserdiode 2 emittierte Laserstrahlung durch das zugeordnete optische Element 31 austritt .

Gemäß einem alternativen Aus führungsbeispiel können bei dem Strahlungsaustritts fenster 8a gemäß Figur 6 und der optoelektronischen Vorrichtung 10 gemäß Figur 8 auch nur ein optisches Element 31 und nur eine Halbleiterlaserdiode 2 vorhanden sein . Ebenfalls kann die Laserstrahlung 5 einer entsprechenden Halbleiterlaserdiode 2 auch mittels eines Stahlteilers in mehrere Laserstrahlen geteilt werden und/oder die Laserdiode kann mehrere Emissionspunkte aufweisen . Dann können einer Laserdiode 2 mehrere der optischen Elemente 31 zugeordnet sein, durch die die Laserstrahlung 5 austritt .

Zum Herstellen der optoelektronischen Vorrichtung 10 , kann grundsätzlich ein entsprechendes Strahlungsaustritts fenster 8a mit den optischen Elementen 31 bereitgestellt werden und auf das Lasergehäuse 9 , in dem sich bereits die Laserdiode 2 und das Montageelement 4 und das Prisma 90 befinden, aufge- setzt werden und derart ausgerichtet werden, dass die Laserstrahlung 5 durch die optischen Elemente 31 austritt .

Vorzugsweise wird die optoelektronische Vorrichtung 10 allerdings gemäß dem in Figur 9 dargestellten Verfahren hergestellt . Das Verfahren beginnt mit dem Schritt So Start . Dann werden in dem Schritt S31 die Laserdioden bereitgestellt . Dann wird im Schritt S32 das hermetische Lasergehäuse 9 mit dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a bereitgestellt . In dem nachfolgenden Schritt S33 werden die Laserdioden in dem Lasergehäuse 9 derart angeordnet , dass in einem Betriebs zustand die Laserstrahlung 5 der Laserdioden 2 via dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement austreten kann .

In dem nachfolgenden Verfahrensschritt S34 werden die optischen Elemente 31 auf dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a aufgebracht . Der Schritt S34 umfasst die Teilschritte S _{34 a} und S ₃₄ b . In dem Teilschritt S _{34 a} wird das Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a einer Atmosphäre mit einem Präkursor, der durch die Laserstrahlung 5 zu einer chemischen Reaktion angeregt werden kann, ausgesetzt und in dem Teilschritt Ss4b werden schließlich die Laserdioden 2 betrieben, so dass die chemische Reaktion angeregt wird und der Präkursor in einen Stof f umgewandelt wird, der die optischen Elemente 31 monolithisch auf dem Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a ausbildet . Das Verfahren endet mit dem Schritt S _E Ende .

Das Verfahren wurde im Zusammenhang mit mehreren Laserdioden 2 beschrieben, es kann allerdings auch eine einzelne Laserdiode 2 verwendet werden, wobei dann - abhängig von der Anzahl der Emissionspunkte - möglicherweise nur ein optisches Element 31 erzeugt wird .

Prinzipiell können mit den beschriebenen Verfahren alle Strahlungs führungselemente 3 , insbesondere optischen Elemente 31 , erzeugt werden, die sich mit Hil fe der Strahl formung der auslösenden Laserstrahlung 5 realisieren lassen . Vorzugsweise wird der Innenraum 91 des hermetischen Lasergehäuses 9 frei von dem Präkursor gehalten, damit dort keine optischen Elemente ausgebildet werden .

Bei allen beschriebenen Verfahren kann das Strahlungsaustritts fensterbasiselement 80a bzw . die Laserdiode 2 dem Präkursor mit Hil fe einer Reaktionskammer ausgesetzt werden . Bei dem Präkursor kann es sich bei allen Aus führungsbeispielen insbesondere um einen der eingangs beschriebenen Präkursoren handeln und bei dem Stof f um einen der eingangs beschriebenen Stof fe .

Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der DE 10 2022 201 340 . 9 in Anspruch . Das Prioritätsdokument ist durch Verweis vollumfänglich in die vorliegende Of fenbarung einbezogen .

Bezugs zeichenliste :

1 Halbleiterlaser

10 optoelektronische Vorrichtung

2 Halbleiterlaserdiode

20 aktive Zone

21 Laserfacette

22 Strahlungsaustrittsbereich

3 Strahlungs führungselement

30 Strahlungsauskopplungselement

31 optisches Element

4 Träger

40 Lot

41 Lot

42 Montageelement

5 Laserstrahlung

6 Strahlungsauskopplungselement

60 Prisma

61 Linse

8 Strahlungstransmissionselement

8a Strahlungsaustritts fenster

80 Basiselement

80a Strahlungsaustritts fensterbasiselement

9 hermetisches Lasergehäuse

90 Prisma

91 Innenraum