发明名称 具有垂直发射方向及稳定发射波长之面射式半导体本体
摘要 本发明提供一种具有垂直发射方向之面射式半导体本体,其以一种共振器来操作且包括一种半导体层序列,该半导体层序列具有一活性区,其中以波长稳定的方式来形成该半导体本体,使该活性区中所产生的辐射之尖峰波长在该半导体本体之一预设的操作范围中相对于该活性区中所产生的辐射之输出功率之变化具有稳定性。
申请公布号 TWI373181 申请公布日期 2012.09.21
申请号 TW096122054 申请日期 2007.06.20
申请人 欧斯朗奥托半导体股份有限公司 发明人 彼得布里克;渥夫冈狄尔;史蒂芬路特甘
分类号 H01S5/183 主分类号 H01S5/183
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 一种具有垂直发射方向之面射式半导体本体(1),其具有一半导体层序列(2),该半导体层序列(2)包含一活性区(3),其中以波长稳定的方式形成该半导体本体,使该半导体本体在一共振器(71)中操作时该活性区中所产生的辐射之尖峰波长在一预设的操作范围中相对于该活性区中所产生的辐射之输出功率之变化具有稳定性;以及以波长稳定的方式形成该半导体本体,使该半导体本体在共振器(71)中操作时该活性区(3)中可放大的辐射之尖峰波长在该活性区之温度改变时改变0.5%/100K以下。如申请专利范围第1项之面射式半导体本体,其中藉由该面射式半导体本体之雷射临限来形成该预设的操作范围之下限。如申请专利范围第1项之面射式半导体本体,其中藉由该面射式半导体本体之雷射活性的上限来形成该预设的操作范围之上限。如申请专利范围第1项之面射式半导体本体,其中藉由该面射式半导体本体之雷射活性之整个范围来形成该预设的操作范围。如申请专利范围第1至4项中任一项之面射式半导体本体,其中该活性区中所产生的辐射之尖峰波长在该预设的操作范围中改变10nm以下。如申请专利范围第1至4项中任一项之面射式半导体本体,其中该活性区中所产生的辐射之尖峰波长在该预设的操作范围中改变5nm以下。如申请专利范围第1至4项中任一项之面射式半导体本体,其中该活性区中所产生的辐射之尖峰波长在该预设的操作范围中改变1nm以下。如申请专利范围第2至4项中任一项之面射式半导体本体,其中该半导体本体具有至少二个配置在该活性区外部的半导体层,该活性区具有多个量子结构(40),每一量子结构(40)就其沿着该发射方向的范围而言都设有一几何中点,量子结构(40)之各几何中点系沿着该发射方向以一平均光学距离D相对配置,以及配置在该活性区外部之多个半导体层之一的光学层厚度系以期望方式相对于平均光学距离D之一半之整数倍来解调。如申请专利范围第1项之面射式半导体本体,其中该半导体本体具有至少二个配置在该活性区外部的半导体层,该活性区具有多个量子结构(40),每一量子结构(40)就其沿着该发射方向的范围而言都设有一几何中点,量子结构(40)之各几何中点系沿着该发射方向以一平均光学距离D相对配置,以及配置在该活性区外部之多个半导体层之一的光学层厚度系以期望方式相对于平均光学距离D之一半之整数倍来解调。一种具有垂直发射方向之面射式半导体本体(1),其以一共振器(71)来操作且具有半导体层序列(2),半导体层序列(2)包括一活性区(3)以及至少二个配置在该活性区外部之半导体层,其中该活性区具有多个量子结构(40),每一量子结构(40)就其沿着该发射方向的范围而言都设有一几何中点,量子结构(40)之各几何中点系沿着该发射方向以一平均光学距离D相对配置,以及配置在该活性区外部之多个半导体层之一的光学层厚度系以期望方式相对于平均光学距离D之一半之整数倍来解调。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中配置在该活性区(3)外部之多个半导体层之一的光学层厚度系相对于D/2之奇数倍来对D/2进行解调,或相对于D之整数倍来对D解调1%以上且45%以下。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中配置在该活性区(3)外部之多个半导体层之一的光学层厚度系相对于D/2之奇数倍来对D/2进行解调,或相对于D之整数倍来对D解调2%以上且35%以下。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中配置在该活性区(3)外部之多个半导体层之一的光学层厚度系相对于D/2之奇数倍来对D/2进行解调,或相对于D之整数倍来对D解调5%以上且30%以下。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中该活性区(3)配置在该活性区外部所配置的多个半导体层之间。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中二个配置在该活性区(3)外部之半导体层的光学层厚度系以期望方式相对于D之整数倍或相对于D/2之奇数倍来解调。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中配置在该活性区(3)外部之多个半导体层之一系大于D/2之整数倍且配置在该活性区(3)外部之多个半导体层之一系小于D/2之整数倍。如申请专利范围第1至4项中任一项之面射式半导体本体,其中藉由一形成在该半导体本体(1)中的布拉格镜面(6)来形成该共振器(71)。如申请专利范围第10项之面射式半导体本体,其中藉由一形成在该半导体本体(1)中的布拉格镜面(6)来形成该共振器(71)。如申请专利范围18项之面射式半导体本体,其中该布拉格镜面(6)系以配置在该活性区(3)外部且以期望方式解调的多个半导体层之一来形成。如申请专利范围19项之面射式半导体本体,其中该布拉格镜面(6)具有其它以期望方式对D/2之奇数倍进行解调之半导体层。如申请专利范围9或10项之面射式半导体本体,其中该半导体本体(1)具有一辐射穿越面(2),其供辐射于该活性区(3)中放大。如申请专利范围21项之面射式半导体本体,其中配置在该活性区(3)外部且以期望方式解调之多个半导体层之一系作成一与该辐射穿越面(11)相邻的窗口层(52)。如申请专利范围22项之面射式半导体本体,其中在该窗口层(52)和该活性区(3)之间配置另一个半导体层(51)。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中配置在该活性区(3)和该辐射穿越面(11)之间之多个半导体层的光学层厚度系相对于D之整数倍来对D解调1%以上且45%以下,较佳是解调2%以上且35%以下,特别佳时是解调5%以上且30%以下。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中配置在该活性区(3)之远离该辐射穿越面(11)之一侧上的多个半导体层的光学层厚度系相对于D/2来解调1%以上且45%以下,较佳是解调2%以上且35%以下,特别佳时是解调5%以上且20%以下。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中该活性区(3)具有5个以上的量子结构(40),较佳是具有10个以上的量子结构(40)。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中二个相邻的量子结构(40)藉由障壁(45)而互相隔开。如申请专利范围第27项之面射式半导体本体,其中该位障(45)含有GaAs1-yPy,其中0≦y≦1,较佳是0.05≦y≦0.25,或含有AlzGa1-zAs,其中0≦z≦1,较佳是0.02≦z≦0.15。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中一量子结构(40)藉由一量子层(41)而形成。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中一量子结构(40)具有二个(含)至五个(含)量子层(41),各量子层(41)在该量子结构(40)内部中藉由中间层(42)而互相隔开。如申请专利范围第9或10项之面射式半导体本体,其中一量子结构(41)含有InxGa1-xAs,其中0≦x≦1,较佳是0.05≦x≦0.25。如申请专利范围第1或10项之面射式半导体本体,其中该共振器(71)作成为外部共振器。如申请专利范围第32项之面射式半导体本体,其中该半导体本体(1)外部之共振器(71)中一光学辐射通道未设有模式选择用的元件。如申请专利范围第10项之面射式半导体本体,其中系以波长稳定的方式形成该半导体本体,使该半导体本体在共振器(71)中操作时该活性区(3)中可放大的辐射之尖峰波长在该活性区之温度改变时改变0.5%/100K以下。如申请专利范围第1或10项之面射式半导体本体,其中该半导体本体系作成使该半导体本体在共振器(71)中操作时该活性区(3)中可放大的辐射之尖峰波长在该活性区之温度改变时改变0.2%/100K以下,较佳是改变0.1%/100K以下。如申请专利范围第1或10项之面射式半导体本体,其中该共振器(71)中配置一非线性光学元件(75)。如申请专利范围第36项之面射式半导体本体,其中该非线性光学元件(75)用来使该活性区中可放大的辐射之频率倍增,较佳是使频率成为二倍。如申请专利范围第1或10项之面射式半导体本体,其中该半导体本体(1)系作成藉由一激升辐射源(15)对该活性区(3)进行光激升。如申请专利范围第38项之面射式半导体本体,其中系以波长稳定的方式形成该半导体本体(1),使该半导体本体之活性区(3)中可放大的辐射之尖峰波长在该活性区(3)中所吸收的光学泵功率改变时改变5 nm/W以下,较佳是2 nm/W以下,特别佳时是1 nm/W以下。如申请专利范围第38项之面射式半导体本体,其中该激升辐射源(15)用来对该半导体本体(1)进行横向泵送。如申请专利范围第38项之面射式半导体本体,其中该激升辐射源(15)和该半导体本体系积体化成单块。一种半导体雷射组件(100),其包括如申请专利范围第1或10项之面射式半导体本体(1)和共振器(71)。如申请专利范围第42项之半导体雷射组件,其中此半导体雷射组件用来对一雷射(90)进行光激升。如申请专利范围第43项之半导体雷射组件,其中此雷射(90)是固态雷射、光纤雷射或半导体雷射。如申请专利范围第42项之半导体雷射组件,其中此半导体雷射组件(100)系用在一显示装置(95)中操作。如申请专利范围第45项之半导体雷射组件,其中此半导体雷射组件(100)系用在一投影装置中操作。
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