(57)【要約】【課題】容易に種々のアクティブ領域の動作温度間の変動が少なく作動するレーザダイオード装置、レーザダイオード装置を有するレーザシステム、及び容易に効果的にポンピング可能な光学式ポンピングレーザを提供すること。【解決手段】アクティブ領域の横方向寸法がラテラル方向において変化する及び／又は隣接するアクティブ領域の間隔がラテラル方向で変化するレーザダイオード装置及び、支持体上に配置されているレーザダイオード装置を有しており、側面と支持体に接している縁部との間の間隔は側面の最も近傍に位置しているアクティブ領域と側面の間の間隔よりも小さい及び／又は前記側面と縁部の間の間隔はレーザダイオード装置の隣接する２つのアクティブ領域の間の間隔よりも小さいレーザシステム、及び上述のレーザダイオード装置又はレーザシステムによってポンピングされる光学式ポンピングレーザ。【選択図】図２Ａ
2007096326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラテラル方向に並列して配置されている、ビーム生成に適した複数のアクティブ領域（４ａ・・・４ｎ）を有するレーザダイオード装置（２）であって、
前記アクティブ領域の横方向寸法（ｂａ・・・ｂｎ）はラテラル方向において変化する、および／または隣接するアクティブ領域の間隔（Ｄａ・・・Ｄｌ）はラテラル方向において変化する、
ことを特徴とするレーザダイオード装置。
【請求項２】
前記レーザダイオード装置（２）は、前記レーザダイオード装置とラテラル方向で接する少なくとも１つの側面（９、１０）を有している、請求項１記載のレーザダイオード装置。
【請求項３】
アクティブ領域（４ａ・・・４ｎ）の横方向寸法（ｂａ・・・ｂｎ）は、当該第１のアクティブ領域に隣接しており、かつ当該第１のアクティブ領域よりも前記側面（９、１０）と大きな間隔を有している別のアクティブ領域の横方向寸法よりも大きい、請求項２記載のレーザダイオード装置。
【請求項４】
隣接する２つのアクティブ領域を伴う1対のアクティブ領域間の間隔（Ｄａ・・・Ｄｃ）は、当該第１の対よりも側面と大きい間隔を有している、隣接する２つのアクティブ領域を有する別の対のアクティブ領域間の間隔よりも小さい、請求項２または３記載のレーザダイオード装置。
【請求項５】
前記アクティブ領域（４ａ・・・４ｎ）の横方向寸法（ｂａ・・・ｂｎ）は、前記側面（９、１０）とアクティブ領域との間隔が増大するとともに低減する、請求項２から４までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項６】
隣接するアクティブ領域間の各間隔（Ｄａ・・・Ｄｃ）は、前記側面（９、１０）とアクティブ領域との間隔が増大するとともに増大する、請求項２から５までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項７】
前記アクティブ領域は共通基板（３）上に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項８】
前記２つのアクティブ領域は、分散したレーザダイオードチップに属している、請求項７記載のレーザダイオード装置。
【請求項９】
前記基板はヒートシンクまたはサブマウントである、請求項７または８記載のレーザダイオード装置。
【請求項１０】
２つのアクティブ領域は、１つの共通のレーザダイオードチップ、殊に１つのレーザダイオードバーに属している、請求項７記載のレーザダイオード装置。
【請求項１１】
前記基板はアクティブ領域に対する成長基板である、または成長基板から構成されている、請求項１０記載のレーザダイオード装置。
【請求項１２】
２つのアクティブ領域は、貫通するアクティブ層の、分散されて相互に電流が流される領域によって構成されている、請求項１０または１１記載のレーザダイオード装置。
【請求項１３】
２つのアクティブ領域は、自由空間を介して相互に間隔が空けられている、請求項１０または１１記載のレーザダイオード装置。
【請求項１４】
前記側面（９、１０）は少なくとも領域的に、基板（３）によって構成されている、請求項７から１３までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項１５】
前記側面（９、１０）の最も近傍に位置するアクティブ領域は前記側面から間隔を有しており、当該間隔は隣接する２つのアクティブ領域間の間隔よりも小さい、またはこの間隔と同じである、請求項２から１４までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項１６】
前記側面（９、１０）の最も近傍に位置しているアクティブ領域と、前記側面との間の間隔は、当該アクティブ領域と当該アクティブ領域に隣接しているアクティブ領域との間の間隔よりも小さい、請求項２から１５までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項１７】
アクティブ領域は前記側面と接している、請求項２から１６までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項１８】
前記アクティブ領域（４ａ・・・４ｎ）は、レーザダイオード装置（２）の対称軸（１６）に対して軸対称に配置されており、当該対称軸はレーザダイオード装置のラテラルメイン延在方向（Ｒ）に対して垂直に延在している、請求項１から１７までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項１９】
前記レーザダイオード装置（２）は、レーザ、殊に、固体ディスクレーザまたは固体棒レーザ等の固体レーザ用またはファイバーレーザ用または半導体レーザ用のポンピングレーザとして設けられている、請求項１から１８までのいずれか１項記載のレーザダイオード装置。
【請求項２０】
レーザシステムであって、
少なくとも１つのレーザダイオード装置（２）を有しており、
当該レーザダイオード装置は、当該レーザダイオード装置にラテラル方向に接している側面（９、１０）と、ラテラル方向に並列して配置されている、ビーム生成に適した複数のアクティブ領域（４ａ・・・４ｎ）を有しており、
前記レーザダイオード装置は支持体（６）上に配置されており、
前記側面と前記支持体に側面の側でラテラル方向に接している縁部（７、８）との間の間隔は、前記側面の最も近傍に位置しているアクティブ領域と当該側面の間の間隔よりも小さい、および／または
前記側面と縁部の間の間隔は、レーザダイオード装置の隣接する２つのアクティブ領域間の間隔よりも小さい、
ことを特徴とするレーザシステム。
【請求項２１】
前記側面（９、１０）と縁部（７、８）の間隔は、前記レーザダイオード装置（２）のアクティブ領域間の最小間隔よりも小さい、請求項２０記載のレーザシステム。
【請求項２２】
前記側面（９、１０）は前記縁部（７、８）と同一平面状に終端している、請求項２０または２１記載のレーザシステム。
【請求項２３】
前記支持体（６）はヒートシンクとして、またはサブマウントとして構成されている、請求項２０から２２までの少なくとも１項記載のレーザシステム。
【請求項２４】
前記レーザダイオード装置（２）は、請求項１から１９までの少なくとも１項記載のレーザダイオード装置である、請求項２０から２３までの少なくとも１項記載のレーザシステム。
【請求項２５】
光学式ポンピングレーザ（１７）であって、
請求項１から１９のいずれか１項に記載されたレーザダイオード装置（２）または請求項２０から２４までのいずれか１項に記載されたレーザシステム（１）によってポンピングされる、
ことを特徴とする光学式ポンピングレーザ。
【請求項２６】
前記レーザは固体レーザ、殊に固体ディスクレーザまたは固体棒レーザとして、またはファイバーレーザとして、または半導体レーザ、殊に半導体ディスクレーザとして構成されている、請求項２５記載のレーザ。
【請求項２７】
前記レーザは半導体レーザ（１７）であり、当該半導体レーザには動作のために外部共振器が設けられている、請求項２５記載のレーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム生成に適した複数のアクティブ領域を有するレーザダイオード装置と、このようなレーザダイオード装置を有するレーザシステムに関する。さらに本発明は光学式ポンピングレーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザダイオードチップの個別のアクティブ領域内で生成されるビームのピーク波長は、しばしば重大な熱変動を有している。すなわち、ピーク波長はアクティブ領域の動作温度とともに変化する。ＧａＡｓベースのレーザダイオードの場合には、ピーク波長は典型的に約０．３ｎｍ／Ｋで変化する。動作温度は通常、主に、ビーム生成時に発生する損失熱によって定められる。ここで損失熱量は電気的なポンピングレーザの場合には、レーザダイオードのアクティブ領域におけるビーム出力における電気的出力に依存する。
【０００３】
複数のアクティブ領域を有するレーザダイオード装置の場合には、種々異なるアクティブ領域が種々異なる動作温度を有している。これは、各アクティブ領域内で生成されるビームのピーク波長における差を増大させる恐れがある、またはこの種の差が生じてしまう原因となり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、容易に、種々異なるアクティブ領域の動作温度間の変動が少なく作動される、複数のアクティブ領域を有するレーザダイオード装置ないし、この種のレーザダイオード装置を有するレーザシステムを提供することである。さらに、容易に効果的にポンピング可能な光学式ポンピングレーザを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題は、本発明では、アクティブ領域の横方向寸法がラテラル方向において変化する、および／または隣接するアクティブ領域の間隔がラテラル方向において変化する、ことを特徴とするレーザダイオード装置によって解決される。さらに上述の課題は、少なくとも１つのレーザダイオード装置を有しており、レーザダイオード装置は、レーザダイオード装置にラテラル方向に接している側面と、ラテラル方向に並列して配置されている、ビーム生成に適した複数のアクティブ領域を有しており、レーザダイオード装置は支持体上に配置されており、側面と支持体に側面の側でラテラル方向に接している縁部との間の間隔は、側面の最も近傍に位置しているアクティブ領域と側面の間の間隔よりも小さい、および／または前記側面と縁部の間の間隔は、レーザダイオード装置の隣接する２つのアクティブ領域間の間隔よりも小さい、ことを特徴とするレーザシステムによって解決される。さらに上述の課題は、上述のレーザダイオード装置またはレーザシステムによってポンピングされる光学式ポンピングレーザによって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のレーザダイオード装置は、ラテラル方向に隣接して配置されている、ビーム生成に適した複数のアクティブ領域を含む。ここでアクティブ領域の横方向寸法はラテラル方向において変化する、および／または隣接する複数のアクティブ領域の間隔はラテラル方向において変化する。
【０００７】
アクティブ領域は有利には、レーザダイオード装置の作動時におけるビーム生成のために構成されている。
【０００８】
有利には、レーザダイオード装置は、ラテラル方向のメイン延在方向を有している。アクティブ領域は特に有利には、メイン延在方向において相互に隣接して列になって配置されている。
【０００９】
その間に別のアクティブ領域が配置されている２つのアクティブ領域は、上述の意味で、隣接するアクティブ領域としてみなされないであろう。
【００１０】
アクティブ領域の横方向寸法を変化させることによって、各アクティブ領域のビーム生成アクティブ面積が変化する。さらに、各アクティブ領域内で発生する損失熱量が所期のように影響される。ビーム生成面積が大きくなればなるほど、通常は、各アクティブ領域において生成される損失熱量ひいては各アクティブ領域の動作温度が高まる。従ってアクティブ領域の横方向寸法の局部的な変化を介して、殊にアクティブ領域のアクティブ面積の変化を介して、レーザダイオード装置のアクティブ領域にわたった動作温度分布が所期のように影響される。
【００１１】
これに相応することが、隣接するアクティブ領域の間隔の変化に当てはまる。２つの隣接するアクティブ領域の動作温度は、通常は、損失熱形成が局部的に集中するので、アクティブ領域の間の間隔の低減に伴って上昇する。
【００１２】
レーザダイオード装置の隣接するアクティブ領域の間隔および／またはアクティブ領域の横方向寸法の適切な変化を介して、ラテラル方向におけるレーザダイオード装置の異なるアクティブ領域の動作温度の所定の分布が容易に得られる。有利には、この動作温度分布は、アクティブ領域の相応の配置および／または構成を介して次のように形成される。すなわち、所定の動作温度分布が調整されるように形成される。
【００１３】
有利には、アクティブ領域は次のように配置されるおよび／または構成される。すなわち、レーザダイオード装置の動作中に種々のアクティブ領域にわたった動作温度分布が、レーザダイオード装置のラテラルメイン延在方向に沿って調整されるように配置されるおよび／または構成される。ここでこの動作温度分布は、例えばそれぞれ同じ横方向寸法を有し、等間隔に配置されたアクティブ領域を有する別のレーザダイオード装置と比較してより均一である。このようにして、動作温度が安定しているレーザダイオード装置が構成される。
【００１４】
殊に、アクティブ領域は次のように配置されるおよび／または構成される。すなわち、アクティブ領域の動作温度が、各アクティブ領域の相応する同じに選択された箇所で、同じであるように、配置されるおよび／または構成される。
【００１５】
このために、例えばまず、基準レーザダイオード装置が製造される。これは同じ横方向寸法を有する、等間隔に配置されたアクティブ領域を有する。次に、この基準レーザダイオード装置の動作温度分布が測定される。アクティブ領域が比較的低い動作温度を有する、基準レーザダイオード装置の領域内には、基準レーザダイオード装置のそれと比べて増大された横方向寸法および／または低減された間隔を有するアクティブ領域を伴う、以降で製造されるべき動作温度が安定したレーザダイオード装置が構成される。基準レーザダイオード装置の低い動作温度を有するアクティブ領域とは異なり、動作温度が安定されたレーザダイオード装置では、レーザダイオード装置のこの領域において所期のように、高められた損失熱量が形成される。ここから結果として、動作温度が安定されたレーザダイオード装置の各アクティブ領域において、相応に高い動作温度が生じる。
【００１６】
結果として、レーザダイオード装置のアクティブ領域によって生成されるレーザビームのピーク波長が安定する。特に有利には、これは同じ様式の、殊に同じ動作温度のもとで同じピーク波長のビームを形成するために形成されたアクティブ領域の場合である。従ってレーザダイオード装置の放射スペクトルは、種々異なるアクティブ領域にわたった不均一な動作温度分布を有するレーザダイオード装置の放射スペクトルとは異なって、ピーク波長が安定しているので、狭められる。これは殊に、狭い帯域の放射スペクトルが有利である用途の場合には有利である。
【００１７】
狭幅放射スペクトルは例えば、レーザダイオード装置がさらなる放射源（例えばレーザ）の光学式ポンピングのために使用されるポンピング用途の場合に有利である。
【００１８】
この種のポンピングされるべきレーザは、固体レーザとして（例えば固体ディスクレーザまたは固体棒レーザとして）、またはファイバーレーザとして、または半導体レーザとして（例えば外部共振器を伴う半導体レーザとしておよび／または半導体ディスクレーザとして）構成され得る。光学的にポンピングされるべきレーザは通常はレーザのポンピングされるべき媒体において比較的幅の狭い吸収スペクトルを有している。従ってレーザダイオード装置の放射特性を広げることは、ポンピングレーザとして使用されるレーザダイオード装置のポンピング効果を低減させることになる。放射スペクトルのこのような処理は、レーザダイオード本発明の構成によって阻止される。
【００１９】
基本的に、動作温度分布は、相応する低減された損失熱形成を伴うビーム生成時のアクティブ領域の効果の上昇によっても均一にされる。しかしこれは、アクティブ領域の横方向寸法の変化ないし隣接するアクティブ領域の間隔の変化と比べて比較的手間がかかる、ないしコストがかかる。
【００２０】
有利な構成では、レーザダイオード装置は、レーザダイオード装置とラテラル方向で接している少なくとも１つの側面を有している。側面の領域では、レーザダイオード装置のこの領域内に配置されたアクティブ領域の動作温度は、例えば良好な熱導出または低減された損失熱量の故にしばしば、側面から遠く離れている領域におけるそれよりも低い。
【００２１】
従ってレーザダイオード装置の有利な構成では、アクティブ領域の横方向寸法は、別のアクティブ領域の横方向寸法よりも大きい。ここでこのアクティブ領域は、第１のアクティブ領域に隣接しており、この第１のアクティブ領域よりも離れて側面と間隔が空けられている。
【００２２】
択一的または付加的に、２つの隣接するアクティブ領域を有する１対のアクティブ領域の間の間隔は有利には、側面に対してこの第１の対よりも大きな間隔を有している、２つの隣接するアクティブ領域を有する別の対のアクティブ領域の間の間隔よりも小さい。ここでこの別の対の少なくとも１つのアクティブ領域は、第１の対の各アクティブ領域よりも側面に対してより大きい間隔を有している。場合によっては、２つの対が１つの共通のアクティブ領域を有してもよい。側面の領域では、このようにして容易に、高い損失熱が生成される。これによって、レーザダイオード装置の側面の近傍に配置されたアクティブ領域における動作温度を所期のように高めることができる。
【００２３】
別の有利な構成では、殊にアクティブ領域の各横方向寸法は、側面に対するアクティブ領域の間隔が増大するとともに、殊に漸次的に減少する。
【００２４】
択一的または付加的に、殊に隣接するアクティブ領域間の各間隔は、側面に対するアクティブ領域の間隔が増大するともに、有利には殊に漸次的に増大する。側面から、比較的遠く離れているアクティブ領域内で生じる損失熱はこの配置によって、このアクティブ領域の動作温度のように、容易に低減可能である。これによって、レーザダイオード装置のアクティブ領域にわたった均一な動作温度分布がラテラル方向において容易に得られる。
【００２５】
有利には、レーザダイオード装置は４または４より多い、有利には１０または１０より多いアクティブ領域を含む。個々のアクティブ領域間の動作温度分布における変動は、この種のレーザダイオード装置の場合には、アクティブ領域が多数あるので、増加されて生じる。従って動作温度分布の均一化は、この場合には特に強い効果を発揮する。
【００２６】
有利な実施形態では、レーザダイオード装置のアクティブ領域は、共通基板上に配置されている。これによってレーザダイオード装置を特にコンパクトに構成することができる。ここでこの基板はアクティブ領域を有利には機械的に安定させている。レーザダイオード装置をこのようにコンパクトに構成した場合には、アクティブ領域の動作温度分布における不均一性は強く顕著であるので、動作温度の均一性はこの場合に特に有利である。
【００２７】
レーザダイオード装置とラテラル方向において接している側面は有利には少なくとも領域的に基板によって形成されている。
【００２８】
基板によって形成された側面領域の比較的近傍に配置されたアクティブ領域における、動作温度低減付随したラテラル方向における熱流拡散（Waermestromaufweitung）を回避するために、側面の最も近傍に位置するアクティブ領域、殊に、基板によって構成された側面領域の最も近傍に位置するアクティブ領域は有利には側面から次のような間隔を有している。すなわち、隣接する２つのアクティブ領域の間の間隔のうちの１つの間隔よりも小さいまたは同じ間隔を有している。
【００２９】
別の有利な構成では、側面の最も近傍に位置するアクティブ領域と側面との間隔は、有利には、側面の方を向いていない、側面の最も近傍に位置するアクティブ領域の面に配置されているアクティブ領域と、このアクティブ領域に隣接しているアクティブ領域の間の間隔よりも小さい。
【００３０】
さらに、基板によって構成されている側面領域と、最も近傍に位置するアクティブ領域の間の間隔は、アクティブ領域間の最も小さい間隔よりも小さい。レーザダイオード装置のアクティブ領域の間の間隔が変化することによって、アクティブ領域の動作温度はこのように容易に相互に合わせられる。場合によっては、アクティブ領域は側面に接している、および／または側面と同一平面状に終端している。
【００３１】
別の有利な構成では、アクティブ領域は、レーザダイオード装置の対称軸に対して軸対称に配置されている。有利には、この対称軸はレーザダイオード装置のラテラル方向メイン延在方向に対して垂直に位置している、または実質的に基板表面に対して平行に延在している。この基板表面上には、アクティブ領域が配置されている。このような対称配置によって、レーザダイオード装置のアクティブ領域にわたった均一で対称な動作温度分布が容易に得られる。
【００３２】
第１の有利な発展形態では、レーザダイオード装置の２つのアクティブ領域、殊にレーザダイオード装置の全ての領域が、それぞれ分散したレーザダイオードチップに属している。このようチップは、有利には基板上に固定されている。有利には基板はこの場合には、ヒートシンクまたはサブマウントによって構成されている。このサブマウントは有利には熱拡散部として構成されている。熱拡散部は特に有利には、レーザダイオードチップと付加的に設けられているヒートシンクの間に配置される。
【００３３】
サブマウントは有利には、レーザダイオードチップの熱膨張係数に整合される。このレーザダイオードチップは有利には同じ様式で構成されている。別個のダイオードチップの場合には、動作温度の安定化は特に容易に、基板上へのチップの取付時の個々のチップの間の間隔の相応する選択によって実現される。分散したレーザダイオードチップの場合には、アクティブ領域および個々のレーザダイオードチップは自由空間によって相互に間隔が空けられる。レーザダイオードチップは有利にはエッジ発光型レーザに相応して構成される。
【００３４】
別の有利な発展形態では、２つのアクティブ領域が１つの共通のレーザダイオードチップ、殊にレーザダイオードバーに属する。基板はこの場合には有利には成長基板によって、レーザダイオードチップのアクティブ領域に対して構成されている、または成長基板から構成されている。有利には、レーザダイオード装置はレーザダイオードチップとして構成されている。
【００３５】
レーザダイオードチップの２つのアクティブ領域、有利にはチップの全てのアクティブ領域はここでは分散して相互に電流が流される、貫通しているアクティブ層の領域によって構成されている。ここでこのアクティブ層は有利には、レーザダイオードチップの半導体層列の一部である。択一的または付加的に、レーザダイオードチップの２つのアクティブ領域の間に、自由空間によって相互に間隔を設けることができる。殊にアクティブ領域は相互に自由空間によって間隔が空けられている半導体内に構成される。
【００３６】
有利には、レーザダイオードチップのアクティブ領域は、貫通しているアクティブ層の、分散して相互に電流が流されている領域として構成されるか、または自由空間によって相互に間隔が空けられる。
【００３７】
第１の場合には、動作温度分布の均一化は、各アクティブ領域の通電のための電気的接触接続（例えばコンタクト金属化部）の適切な構成によって得られる。このコンタクトはストリップ状に、かつ殊に相互に隣り合ってアクティブ層上に配置される。さらに、各アクティブ領域に割り当てられているコンタクトは、アクティブ領域を、有利には少なくとも部分的に、特に有利には完全に覆う。
【００３８】
上方でおよび以降で、アクティブ領域の間隔および／または横方向寸法に対して記載された特徴部分の構成は、これに従って、相応のアクティブ領域が離散して相互に通電された、貫通しているアクティブ層の領域によって構成されているレーザダイオードチップの場合には、アクティブ層の離散通電のためのコンタクトの相応する構成のために用いられる。これに相応して、コンタクトゲオメトリー（ラテラル方向におけるコンタクトの幅および／または間隔の変化）の構成によって、分散したアクティブ領域の通電のために、アクティブ領域にわたった動作温度分布の相応する均一化が得られる。
【００３９】
例えば分散された半導体内における自由空間を介して相互に間隔が空けられたレーザダイオードチップの構成時には、アクティブ層を有する半導体層列が適切なマスクによって次のように構造化される。すなわち、隣接するアクティブ領域（例えば構造化前に貫通しているアクティブ層の分散した部分領域）の横方向寸法および／または間隔がチップにわたって変化するように構造化される。
【００４０】
レーザダイオードバーの場合には、アクティブ領域、殊に各アクティブ領域を含む半導体層構造体は、有利にはエッジ発光型レーザ構造体のために構成されている。エッジ発光型レーザ構造体は、ビームを実質的にアクティブ領域に対して平行に放射する。さらにアクティブ領域は有利には同じ様式で構成されており、すなわち、同じ動作温度のもとで同じピーク波長を生成するように構成されている。アクティブ領域、殊にアクティブ層は、例えばエピタキシャルに基板上に成長される。この基板はこの場合には成長基板として用いられる。
【００４１】
レーザダイオードバーはしばしば高い放射出力を生成するために使用され、相応に高い電気出力で作動される。電力消費が高いので、種々異なるアクティブ領域内で生成されるビームのピーク波長は、アクティブ領域にわたる動作温度分布の安定が不十分な場合には、レーザダイオードバーの場合に顕著に相互に差を有し得る。これは本発明の枠内で阻止される。
【００４２】
本発明のレーザシステムは、少なくとも１つのレーザダイオード装置と、レーザダイオード装置にラテラル方向で接する側面と、ラテラル方向に相互に隣接して配置されたビーム生成に適しているアクティブ領域とを含む。ここでレーザダイオード装置は支持体上に配置されており、側面と、この側面の側で支持体とラテラル方向で接している縁部との間の間隔は、側面の最も近傍に位置しているアクティブ領域と側面との間の間隔よりも小さい、および／または側面と縁部の間の間隔は、レーザダイオード装置の隣接する２つのアクティブ領域間の間隔のうちの１つの間隔よりも小さい。
【００４３】
アクティブ領域は有利には、レーザダイオード装置の動作時のビーム生成のために構成されている。
【００４４】
すなわちレーザダイオード装置の支持体は、レーザダイオード装置の寸法に合わせられる。有利には、支持体は次のようにレーザダイオード装置に整合される。すなわち、殊に支持体におけるラテラル方向の熱流拡散が低減されるように整合される。さらに、上述した措置を介するのと同じように、レーザダイオード装置のアクティブ領域にわたった動作温度分布が影響される。装置の側面の領域内では、レーザダイオード装置から支持体内に導出された損失熱は、支持体内で、側面と支持体縁部の相互配置が比較的近いことによって、比較的僅かなラテラル方向の縁部側の熱流拡散の影響のみを受ける。従って側面の比較的近傍に位置するアクティブ領域の動作温度は、支持体における適度な熱流拡散のみに基づいて、側面領域から遠く離れているアクティブ領域の動作温度と比較して甚大には低減されない。アクティブ領域の動作温度は、レーザダイオード装置のこの様な配置を介して、支持体に相対して容易に相互に合わせられる。さらに、上述したように、種々異なるアクティブ領域内で生成されたビームのピーク波長が安定される。
【００４５】
支持体は、レーザシステムと有利には少なくとも部分的にラテラル方向において接する。側面の縁部の出来るだけ近傍へ側面を配置することは、縁部側の熱流拡散の低減または完全な回避に特に有利であることが判明している。
【００４６】
有利には、縁部と側面の間隔は、レーザダイオード装置のアクティブ領域間の最小間隔よりも小さい。特に有利には、側面は、殊に支持体の方を向いている自身の側で、支持体と同一平面状に終了する。従って支持体内でのラテラル方向における熱流拡散は実質的に完全に阻止される。
【００４７】
さらに、支持体は有利には、ヒートシンクとしてまたは殊にサブマウントとして構成される。従ってアクティブ領域内で生じる損失熱は確実に、アクティブ領域から導出される。
【００４８】
場合によってはサブマウントが、レーザダイオード装置と別のレーザシステム支持体（例えばヒートシンク）の間に配置される。有利には、サブマウントはヒートシンクと比べてより良好に、サブマウントの方を向いているレーザダイオード装置面上のレーザダイオード装置の素子の熱膨張係数に整合される。従って支持体は殊に熱膨張係数に関して、例えば５％以下の偏差で、レーザダイオード装置の熱膨張係数に整合される。従って熱によって起こる、レーザダイオード装置の損傷の恐れは低減される。
【００４９】
熱膨張係数の整合のために、および良好な熱伝導率に関して、銅−タングステンを含有しているサブマウントが特に適している。Ｃｕ／Ｗｏの割合を介して、このような熱拡散部の熱膨張係数は変化し、レーザダイオード装置の熱膨張係数、殊にレーザダイオード装置の基板の熱膨張係数または熱拡散部の側面に配置された半導体材料の熱膨張係数に整合される。特に良好な熱的整合は、例えばＧａＡｓ含有（成長）基板および／またはＧａＡｓベースのアクティブ領域を伴うＧａＡｓベースのレーザダイオードチップの場合に得られる。
【００５０】
ヒートシンクとしては殊に銅ヒートシンクが適している。
【００５１】
別の有利な実施形態では、基板は、アクティブ領域の、支持体の方を向いていない面に配置される。従ってアクティブ領域から支持体内への熱導出が改善される。なぜなら、熱を基板を介して導く必要がないからである。基板はここでは有利には、成長基板によって形成される。従って熱停滞によって上昇された温度によるレーザダイオード装置の損傷の恐れが低減される。しかし、改善された熱導出に基づいて、アクティブ領域の動作温度における差が、基板のこの様な配置の場合には、特に強く上昇される。アクティブ領域の横方向寸法および／または間隔の変化、および／またはレーザダイオード装置の寸法を支持体へ相応に整合させることよる動作温度安定化は、この場合に特に有利である。
【００５２】
別の有利な構成では、支持体とアクティブ層との間のアクティブ領域に対してコンタクトが配置されている。
【００５３】
レーザシステムのレーザダイオード装置は、有利には、本発明に相応するレーザダイオード装置として構成されている。動作温度分布は次のように容易に実質的に影響される。従って上述されたおよび以降で本発明のレーザダイオード装置に関連して述べられる特徴は、本発明のレーザシステムにも使用可能である。
【００５４】
レーザシステムおよびレーザダイオード装置は、影響が与えられる動作温度分布に基づいて容易に、ラテラル方向で、アクティブ領域において同じように延在する動作温度分布を伴って構成される。これは同じように構成されたアクティブ領域の場合には、特に強く顕著である。有利にはレーザダイオード装置はこれを有している。これは、同じピーク波長の名目的なビームを放射する。しかしこれは、動作温度分布に基づいて変化し得る。この変動は、本発明では低減されるまたは完全に除去される。従ってこの種の動作温度が安定したレーザダイオード装置ないし相応するレーザシステムは、ポンピング用途に対して特に適している。ここでこのポンピング用途においては、ポンピングされるべきビーム源が、レーザダイオード装置によって生成されたビームの吸収を介して光学的にポンピングされる。
【００５５】
本発明に相応する光学式にポンピングされるレーザは、本発明のレーザダイオード装置によってまたは本発明のレーザシステムによってポンピングされる。
【００５６】
安定したピーク波長に基づいて、このレーザはポンピングレーザとして、効果的なポンピングに特に適している。
【００５７】
ポンピングされるべきレーザは、有利には固体レーザとして、殊に固体ディスクレーザまたは固体棒レーザとして、ファイバーレーザとしてまたは半導体レーザとして、殊に、半導体ディスクレーザとして構成される。
【００５８】
ポンピングレーザ源は特に半導体レーザ、殊に表面発光型半導体レーザのポンピングに適している。これには動作のために、外部共振器が設けられている。例えば半導体レーザは、ＶＥＣＳＥＬ（Vertical External Cavity Surface Emitting Laser）として、および／またはディスクレーザとして構成されている。
【００５９】
本発明の別の利点、特徴および有利な構成は、図に関連した実施例の説明に記載されている。      
【実施例】
【００６０】
同じ素子、同様の素子および同じ作用を有する素子には図において同じ参照番号が付与されている。
【００６１】
図１は、図１Ａにおける概略的な断面図および図１Ｂにおける概略的なレーザシステム平面図に基づいて、レーザシステム１を示している。
【００６２】
レーザシステム１はレーザダイオードチップ２を含む。ここでこのレーザダイオードチップは、共通基板３上に、レーザダイオードチップのラテラルのメイン延在方向Rに沿って並んで配置されており、ビーム生成に適している複数のアクティブ領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、・・・、４ｎを含む。有利にはレーザダイオードチップ２は、１０個または１０個より多いアクティブ領域を含み、例えば１２個のアクティブ領域を含む。
【００６３】
図１Ａおよび図１Ｂでは、アクティブ領域はそれぞれ半導体５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、・・・、５ｎ内に構成されている。半導体５ａ・・・５ｎは離散した、空間的に相互に別個にされて基板３上に配置された半導体構造体として構成されている。半導体５ａ・・・５ｎは殊に等間隔で基板３上に配置されており、ラテラルのメイン延在方向に沿って同じ横方向寸法、すなわち同じ幅を有している。ラテラル方向のメイン延在方向に対して垂直の、半導体の長手方向寸法、すなわちその長さは有利には横方向寸法よりも大きく、特に有利には一定である。さらにアクティブ領域有利には同じ面積、すなわち同じアクティブ面積を有する。
【００６４】
レーザシステム１のレーザダイオードチップ２は支持体６上に配置されている。ここで基板３は有利にはアクティブ領域４ａ・・・４ｎと支持体の間に配置されている。支持体６にはラテラル方向において、第１の縁部面７および第２の縁部面８が側方で接している。ここで第２の縁部面８は第１の縁部面７に対向している。縁部面７、８は同時に、ラテラル方向においてレーザシステム１にも接している。レーザダイオードチップ２はラテラル方向において、第１の側面９および第２の側面１０と接している。これらの側面は基板３によって構成されている。第２の側面１０は、第１の側面９と対向している。さらに、縁部面は側面とは間隔が空けられている。アクティブ領域も側面９ないし１０から間隔が空けられている。従ってレーザシステムはアクティブ領域から出発して、段階状にラテラル方向に広がっている構造を有している。
【００６５】
半導体５ａ・・・５ｎは、エッジ発光型レーザ構造体に従って構成されている。この種のレーザ構造体に対する共振器は、第１の反射器面１１および第２の反射器面１２によって構成されている。ここで、各半導体５ａ・・・５ｎがこれらの反射器面を有している、または各半導体にこれらの反射器面が構成されている。有利には、各半導体の表面はそれぞれ反射器面を構成する。第１の反射器面１１は有利には、第２の反射器面１２より低い反射性を有している。従ってレーザダイオードチップ２の作動時には、各半導体の共振器においてビーム領域が構成され、ここで強化され、レーザビーム１３として、取り出し面として用いられる反射器面１１を介して共振器から取り出される。
【００６６】
有利には半導体５ａ・・・５ｎはモノリシックに集積して構成される。半導体はエピタキシャルに基板３上で成長される。有利には半導体はＧａＡｓベースである。ＧａＡｓ基板はこの場合には基板として、殊に半導体のエピタキシャル成長に対する成長基板としても特に適している。
【００６７】
さらに、複数のアクティブ領域は有利には同じ様式に、殊に動作温度が同じ場合に同じピーク波長のレーザビームを放射するように構成されている。効果的なビーム生成のために、一重または多重量子構造を有するアクティブ領域が特に適している。名称「量子井戸構造」は次元に関する記載を含んでいない。従ってこれは殊に量子桶、量子線および量子点およびこれらの構造の各組み合わせを含む。
【００６８】
（Ｉｎ, Ａｌ）ＧａＡｓベースのレーザダイオードチップは特に赤外スペクトル領域におけるビーム生成に適している。
【００６９】
レーザダイオードチップ２の作動時、例えば準連続的な長パルス作動時（ｑｃｗ：準連続波）または連続的な連続波作動時（ｃｗ：連続波）には、アクティブ領域内でビームが生成される。ここで甚大な損失熱量が生じる可能性がある。例えば１つのアクティブ領域を有するチップに対する出力パワーが１Ｗ以上であり、複数のアクティブ領域を有するチップに対する出力パワーが１０Ｗ以上である、高出力レーザダイオードチップの場合には、これに相応して特に高い損失熱量が生じる。熱によって生じるアクティブ領域の損傷の恐れをひどく高めないために、支持体６はレーザダイオードチップからの熱導出のために、有利にはヒートシンクとして構成されている。このために支持体６は例えば、有利には高い熱伝導率を有する、金属（例えばＣｕ）または合金（例えばＣｕＷｏ）を含有する。熱はアクティブ領域から基板３を介して支持体６内に導かれる。
【００７０】
レーザシステム１は、支持体６とともに、例えば導体プレートである接続支持体（図示されていない）上に配置され、そこで電気的に接触接続される。レーザシステムの電気的なコンタクトの明確な図示は、分かりやすくするために省かれている。支持体は、レーザダイオードチップに対するサブマウントとして用いられる。このサブマウントは、レーザダイオードチップと接続支持体および／または付加的なヒートシンクの間に配置されている。
【００７１】
側面９および１０に隣接しているないし各側面の近傍に配置されているアクティブ領域、例えばアクティブ領域４ａおよび４ｎ内で生じる損失熱は、基板３内でラテラル方向において基板の各側面へ導かれる。基板３から垂直方向に支持体６内に達した熱は支持体内で側方へ縁部面９および１０の方向へ導かれる。すなわち熱流は基板内ないし支持体内でラテラル方向に広げられる。これは図１Ａにおいて、ラテラル方向に広がっている熱流線１４および１５によって概略的に示されている。レーザダイオードチップの縁部領域において、すなわち側面近傍の領域においては、レーザダイオードチップ２の中央領域と比較して、より少ない損失熱量が生成される。この熱は熱流拡張によって、および側面側での比較的大きな、熱導出に使用される面によって、アクティブ領域からより多く導出される。
【００７２】
この結果、ラテラル方向においてアクティブ領域の動作温度における勾配が形成される。従ってアクティブ領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、・・・ないし４ｎの動作温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ・・・およびＴｎは、ラテラル方向における側面９および１０との間隔が増大するにつれて高くなる。アクティブ領域が側面９および１０ないし縁部面７および８から離れれば離れるほど、縁部側の側方での熱流拡張が各アクティブ領域の動作温度に与える影響は少なくなる。熱は側面から比較的離れたレーザダイオードチップ領域内に、むしろ実質的に熱流の処理なしに導かれ、直接的に垂直方向においてアクティブ領域から導出される。
【００７３】
アクティブ領域の動作温度は、有利には各アクティブ領域の相当する場所に相応して、ラテラルメイン延在方向に沿って定められる。例えば、アクティブ領域の動作温度は、このアクティブ領域の中央において、第１の反射面１１の側で定められる。
【００７４】
並列して配置された個別チップの場合にも、すなわち、チップ支持体上に取り付けられ、相互に別個に製造された複数のレーザダイオードチップの場合にも、チップが等間隔に配置されている場合には、チップ支持体内のラテラル方向熱流拡散によって動作温度分布において勾配が生じる（詳細には図示されていない）。この場合には、個々のレーザダイオードチップの半導体は図１に相当し、基板３は、例えば熱拡散部またはサブマウントとして構成されているチップ支持体に相当し、支持体６は、チップ支持体に取り付けられたチップに対するヒートシンクまたは接続支持体に相当する。個々のレーザダイオードチップに対する整合された熱膨張係数のために、ＣｕＷｏサブマウントおよびＣｕヒートシンクが特に適している。個々のレーザダイオードチップは有利には、同じピーク波長のビームを生成するために構成される。
【００７５】
図１Ｃおよび図１Ｄにおいて概略的に示されているレーザシステム１は実質的に、図１Ａおよび図１Ｂにおいて示されたレーザシステムに相当する。これに対する違いは、レーザダイオードチップ２が、貫通するアクティブ層４００を伴う半導体層構造５００を有していることである。ここでこの半導体層構造は基板３上に配置されている。半導体層構造５００は有利には、基板３の側面９、１０と同一平面で終了する。図１Ａおよび１Ｂとは異なり、レーザダイオードチップ２のアクティブ領域４ａ・・・４ｎは、半導体チップの作動時に相互に離散的に通電されるアクティブ層４００の領域によって構成されている。反射面１１、１２はさらに、貫通する面によって構成される。アクティブ領域４ａ・・・４ｎはそれぞれ電気的なコンタクト、殊にコンタクト金属化部によって覆われている。有利には、各アクティブ領域にはちょうど１つのコンタクトが割り当てられている。
【００７６】
分散したコンタクト５０ａ〜５０ｎはその形成および配置においてそれぞれ、図１Ａおよび図１Ｂに記載された半導体５ａ・・・５ｎに相当する。殊にコンタクト５０ａ・・・５０ｎはラテラル方向において等間隔に、半導体層構造５００上に配置されている。結果的に、レーザダイオードチップ２の動作時にビームを形成するアクティブ領域４ａ・・・４ｎが同じように等間隔に配置される。
【００７７】
有利には、コンタクトは、殊に相互に平行に延在しているコンタクトストリップとして構成される。さらにコンタクトは同じ幅を有している。
【００７８】
これに相応して、動作温度分布は、ラテラル方向において、図１Ｃおよび１Ｄにおいて示されたレーザダイオードチップ２の場合に、図１Ａおよび１Ｂに示されたチップのそれと同じように不均一に延在する。アクティブ層４００の他に有利には複数の別の半導体層を含む、貫通する半導体層構造によって、アクティブ領域からの熱搬出はむしろ実質的に阻止され得る。動作温度における変動は、自由空間を介して相互に間隔が空けられているアクティブ領域と比べてむしろさらに高められる。
【００７９】
レーザダイオードチップ２は支持体６上に、有利には導電性および／または熱伝導性の接続層（図示されていない）によって固定されており、殊に導電性および／または熱伝導性に支持体６と接続されている。この接続層は有利にはレーザダイオードチップと支持体６の間に配置されている。接続層をはんだ層として、殊にＩｎ−はんだ層として構成することが可能である。
【００８０】
改善された熱導出のためにアクティブ領域４ａ・・・４ｎを支持体近傍に配置するために、支持体６と基板３の間にアクティブ領域を配置することが可能である。殊にコンタクト５０ａ・・・５０ｎを、アクティブ層の離散的通電のために、半導体層構造５００と支持体６の間に配置することができる（図１Ｅ）。支持体の方を向いていないアクティブ領域の面上に基板３を配置することを介して、アクティブ領域からの熱導出が改善される。このようにしてレーザシステム１の作動時に過度に高い熱によって生じるレーザダイオードチップの損傷の恐れが低減される。このような構成の場合に支持体６との熱的な接続が改善されるので、支持体におけるラテラル方向での熱流の拡がりも著しく顕著になる。これによって、ピーク波長における変動が実質的に強められる。
【００８１】
図１Ａから図１Ｅに示されたレーザダイオードチップは有利にはレーザダイオードバーとして構成されている。
【００８２】
図１Ｆは量的に、動作温度プロファイルを示している。すなわち、図１Ａ、１Ｂないし１Ｃ、１Ｄおよび１Ｅ内に示されたシステムに類似したレーザシステムに対する、レーザダイオードチップの中央から出発して基板３の側面９の方向へ向かう、ラテラルメイン延在方向に沿った、μｍでの距離ｘに沿った、℃での動作温度の変化分ΔＴが示されているこれはアクティブ領域を有する基板の種々異なるかさばり係数Ｆ（Fuellfaktoren）に対して示されている。側面方向での動作温度の減少が明確にみてとれる。
【００８３】
各アクティブ領域内で生成されたビームのピーク波長はその動作温度に依存しているので、動作温度のこの勾配は、各アクティブ領域内で生成されたビームの種々異なるピーク波長へ導く。すなわちレーザダイオードチップ２の放射スペクトルが、ピーク波長の温度依存性によってひろげられてしまう。これは、例えば通常は幅の狭い吸収スペクトルを有する固体レーザのポンピングに対するレーザシステムの使用時には不所望である。ピーク波長は０．３ｎｍ／Ｋで変化し得る。従って、ラテラル方向において生じ得る、異なるアクティブ領域間の動作温度における約４０Ｋまでの差は、レーザダイオードチップの放射スペクトルの幅に大きく作用する。
【００８４】
レーザダイオードチップ２のアクティブ領域の適切な配置および／または構成を介して、および／またはレーザダイオードチップと支持体相互の適切な調整を介して、動作温度勾配によって生じるこのピーク波長シフトは本発明の枠内で阻止される。
【００８５】
図２には、図２Ａにおける概略的な平面図および図２Ｂにおける概略的な断面図に基づいて、レーザシステム１の実施例が示されている。実質的にレーザシステム１は、図１Ａおよび図１Ｂに示されたレーザシステムに相当する。
【００８６】
図１のレーザシステムとは異なって、このレーザシステムの素子は次のように相互に調整されている。すなわち、アクティブ領域における動作温度分布がラテラル方向において均一にされるように相互に調整されている。有利にはアクティブ領域はラテラル方向において、各アクティブ領域における相応する場所で同じ動作温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、・・・、Ｔｎを有している。図１Ａおよび１Ｂに示されたレーザシステムとは異なり、図２に示された実施例では基板３はラテラル方向において支持体６と同一平面で終了する。これに加えて支持体の縁部面７および基板の側面９ないし縁部面８および側面１０が相互に同一平面で終了し、有利にはそれぞれ貫通する、特に有利には平坦な面を構成する。基板３も支持体６もレーザシステム１をラテラル方向において制限する。さらにアクティブ領域４ａおよび４ｎないし半導体５ａおよび５ｎは、側面９および１０に接している。側面９および１０の側に配置された半導体５ｎないし５ａは、殊に、基板３と同一平面で終端する。
【００８７】
従って側面９、１０および縁部面７、８の領域におけるラテラル方向の熱流拡張が回避される。ラテラル方向における動作温度安定化は結果として容易になる。なぜなら、縁部側に配置されたアクティブ領域の動作温度が、熱流拡散の抑制によって、側面から離れたアクティブ領域の動作温度に合わせられるからである。これは熱流線１４および１５によって明示されている。この線は、図１に示された線とは異なって、実質的にまっすぐな線であり、垂直方向においてアクティブ領域から支持体へと延在している。
【００８８】
場合によって、側面１０ないし９の最も近傍に位置するアクティブ領域４ａおよび４ｎは、ラテラル方向においても、これらの側面から間隔を有し得る。基板３内における甚大な熱流拡散を回避するために、この間隔は有利には、レーザダイオードチップの隣接する２つのアクティブ領域の間の間隔よりも小さい。さらに、ラテラル方向における側面に対する間隔は有利には、各側面の最も近傍に位置するアクティブ領域とこのアクティブ領域に隣接するアクティブ領域との間隔よりも小さい（例えば領域４ａと４ｂの間隔よりも小さい）。特に有利には、各側面の最も近傍に位置するアクティブ領域とこの側面との間隔は、レーザダイオードチップのアクティブ領域間の最も小さい間隔よりも小さい。動作温度を安定させるために、択一的または付加的にアクティブ領域の間隔または横方向寸法を変化させることができる（以下の実施例の説明を参照）。
【００８９】
さらに側面９および１０が、縁部面７ないし８から、ラテラル方向において間隔が空けられていてもよい。支持体６内における甚大な熱流拡散を回避するために、この間隔はレーザダイオードチップの隣接する２つのアクティブ領域間の間隔よりも小さいおよび／または各側面の最も近傍に位置するアクティブ領域とこの側面との間の間隔よりも小さい。
【００９０】
同じ横方向寸法を有し、１１０μｍの間隔で等間隔に配置されアクティブ領域の場合には、レーザダイオードチップと支持体のこのような調整を介して、異なるアクティブ領域における相応する場所で、動作温度が実質的に一定に保たれる。また、図１に示されたものと類似する、基準レーザダイオードチップを有するレーザシステムの場合には、動作温度は約３８Ｋぶんだけ変動する。半導体の間隔が２００μｍの場合には、基準レーザダイオードチップにおける動作温度の変動は約３３Ｋである。このような変動も補償される。
【００９１】
レーザダイオードチップ２を支持体の寸法に合わせることによる、動作温度における変動の相応する補償は、図１Ｃおよび１Ｄないし１Ｅに示されたレーザシステムでも実現可能である。ここで縁部側のコンタクト５０ａおよび５０ｎは、有利には半導体５ａおよび５ｎに相当しており、ラテラル方向において、基板３の側面９、１０のできるだけ近傍に配置され、殊に半導体構造５００の縁部に配置される。この結果、縁部側のアクティブ領域は有利には、支持体縁部ないし基板エッジのできるだけ近傍に構成される。従って熱流拡散は殊に効果的に防止される。
【００９２】
図３Ａは、レーザダイオードチップ２の実施例を、概略的な平面図に基づいて示している。
【００９３】
レーザダイオードチップ２は、実質的に、図１Ａおよび１Ｂと関連して示されたレーザダイオードチップに相当する。図１とは異なり、アクティブ領域を有する半導体５ａ・・・５ｌは、ラテラル方向のメイン延在方向Ｒに沿って等間隔には配置されていない。むしろ隣接する２つの半導体の間の間隔Ｄａｂ、Ｄｂｃ、Ｄｃｄ、Ｄｄｅ、ＤｅｆないしＤｆｇは、半導体と基板３の各側面１０ないし９との間隔が増大するにつれて、増大する（Ｄａｂ＜Ｄｂｃ＜Ｄｃｄ）。従ってアクティブ領域を有するレーザダイオードチップ２の線形の配列密度（Belegungsdichte）は、ラテラル方向において各側面との間隔が増大するにつれて低減する。
【００９４】
ここで線形の配列密度とは、レーザダイオードチップラテラルメイン延在方向Ｒに沿ったレーザダイオードチップの配列時にアクティブ領域によって占有される区間と、レーザダイオードチップラテラルメイン延在方向に沿って全体的に配列された区間との割合である。
【００９５】
従って、側面９および１０の領域内には、図１に示されたレーザダイオードチップと比較して、高い損失熱量が生じる。これによって、側面に対してアクティブ領域が間隔を有して配置されることによって生じるラテラル方向の熱流拡散が補償され、アクティブ領域のラテラル方向の動作温度分布が均一化される。有利には、アクティブ領域ないし半導体は次のように配置される。すなわち、動作温度が同じであるように配置される（Ｔａ＝Ｔｂ＝・・・＝Ｔ１）。
【００９６】
基板３上にアクティブ領域ないし半導体を、レーザダイオードチップ２の対称軸１６に対して軸対称に配置することは、ラテラル方向における均一な動作温度分布に対して特に有利である。ここでこの対称軸は、ラテラルメイン延在方向Ｒに対して垂直におよび／または、その上に半導体が配置されている基板３の表面に対して平行に延在している。従って有利には、半導体ないしアクティブ領域は、この対称軸１６に対して対称に配置される。特に有利には、全体的なレーザダイオードチップ２が、この軸に対して軸対称に構成されている。
【００９７】
全体的に、隣接するアクティブ領域ないし半導体間の間隔を適切に選択することによって、殊に同じ幅の半導体の場合にも、アクティブ領域内でラテラル方向に同じように延在する動作温度プロファイルが実現される。
【００９８】
隣接するアクティブ領域の間隔を、殊に所定の大きさのステップで、Ｄ／３（有利にはＤ／５、特に有利にはＤ／１０）の隣接アクティブ領域最小間隔と、Ｄの隣接アクティブ領域最大間隔の間で変化させることが特に有利であると判明している。
【００９９】
レーザダイオードチップ２の中央部周辺の中央領域では、殊にラテラル方向における異なるアクティブ領域間の動作温度分布における変動はむしろ僅かであり、従って、動作温度分布の均一化のための間隔変化をこの領域において条件付で省くことができる（Ｄｄｅ＝Ｄｅｆ＝Ｄｆｇまたは有利にはＤｄｅ＜Ｄｅｆ＜Ｄｆｇ）。
【０１００】
アクティブ領域の動作温度の相応の均一化は次のようなレーザダイオードチップ２の場合にも実現可能である。すなわち、そのアクティブ領域が、貫通しているアクティブ層４００の、分散して相互に通電される領域によって構成されているダイオードチップ（図１Ｃおよび１Ｄないし１Ｅを参照）の場合にも実現可能である。このためには、半導体の間の間隔を変化させる代わりに、５０ａ・・・５０ｌの間の間隔が相応に変化される。これに関連した上述の説明は、これに相応して、図３Ｂにいて概略的な平面図で示されたレーザダイオードチップ２の実施例にも当てはまる。すなわち半導体ないしアクティブ領域に対する記載は、殊にコンタクトの構成にも当てはまる。
【０１０１】
コンタクトは有利には、平面図においてストリップ状に、殊に矩形状に構成されている。殊にコンタクトは同じ幅を有している。
【０１０２】
隣接するアクティブ領域の間隔をこのように変化させることによって、基準レーザダイオードチップの種々のアクティブ領域にわたった動作温度勾配を補償するだけでなく、むしろ逆にすることができる。
【０１０３】
これは図４Ａおよび４Ｂに基づいて明確にされている。これらの図はそれぞれ、図１Ａ、１Ｂおよび２内に示されたレーザシステムと類似したレーザシステム１の概略的な断面図を示している。レーザダイオードチップの半導体５ａ・・・５ｇないしアクティブ領域はそれぞれ同じ幅を有している。
【０１０４】
図４Ａに示された基準レーザダイオードチップの場合に、側面９の側での等間隔に配置された半導体５ａ・・・５ｇの熱流拡散によって、アクティブ領域の動作温度はこの側面から出発してラテラル方向に増大する：図４Ｂに示されたレーザダイオードチップの場合には、隣接するアクティブ領域の間隔は、側面９の側で、基準レーザダイオードチップとは異なり、低減されており、側面１０の側で拡大されている。基板３の側面９側での、図４Ａに示された基準レーザダイオードチップのそれに対して、アクティブ領域によるレーザダイオードチップ２の線形配列密度をこのように上昇させることによって、側面９の側でのラテラル方向の熱流拡散にもかかわらず、動作温度勾配が基準レーザダイオードチップに対して反対にされる。図４Ｂではラテラル方向Ｒにおける線形配列密度は側面９の最も近傍に位置するアクティブ領域から出発して、側面９との間隔が増大するにつれて低減する。
【０１０５】
相応のことが、図１Ｃ、１Ｄ、１Ｅに記載されたレーザシステム１、ないしコンタクトの間隔を変化させる場合の図３Ｂに示されたチップに対する動作温度の影響に対して当てはまる。
【０１０６】
図１、２および３との関連において示されたレーザダイオードチップ２の場合には、アクティブ領域は有利にはそれぞれ同じアクティブ面積を有している。
【０１０７】
図５は、本発明のレーザダイオードチップ２の実施例を概略的な平面図に基づいて示している。実質的にレーザダイオードチップ２は、図３との関連において説明されたレーザダイオードチップ２に相当する。ここで半導体５ａ・・・５ｋの間の間隔ないしアクティブ領域の間の間隔の変化の代わりに、またはこの変化に対して付加的に、その横方向寸法、すなわち半導体ないしアクティブ領域の幅ｂａ・・・ｂｋが変化する。アクティブ領域はこれに相応して種々の幅を有するが、しかし場合によっては等間隔に配置され得る。
【０１０８】
幅の変化によっても、アクティブ領域によるレーザダイオードチップの線形配列密度はレーザダイオードチップの領域において、ラテラル方向の熱流拡散が高められるとともに、次のように高められる。すなわち、アクティブ領域の動作温度が実質的に一定であるように高められる（Ｔａ＝・・・＝Ｔｋ）。
【０１０９】
アクティブ領域の幅は、有利には基板３の側面１０からの間隔が増大するとともに低減する（ｂａ＞ｂｂ＞ｂｃ＞ｂｄ）。ここでも、図３の実施例に相応して、基板３の比較的中央に配置されたアクティブ領域は、この領域における動作温度へ与えられる熱流拡散の影響が比較的僅かなので、同じ幅で構成され得る（ｂｄ＝ｂｅ）。同じように、対称軸１６に対する軸対称配置は、均一な、殊に対称の動作温度プロファイルに特に適している。
【０１１０】
ラテラルメイン延在方向においてレーザダイオードチップのアクティブ領域の最大幅が、レーザダイオードチップのアクティブ領域の最小幅の1．２倍以上、有利には１．５倍以上、特に有利には２倍以上であるのは特に有利であることが判明している。
【０１１１】
図５Ｂの概略的な平面図に基づいて示されているレーザダイオードチップ２は、コンタクトの形成を除いて、図１Ｃおよび１Ｄないし１Ｅに関連して示されたレーザダイオードチップに相応する。このチップの場合にも、動作温度分布は安定されている。ここでは図５Ａのような半導体とは異なり、コンタクト５０ａ・・・５０ｋの幅は相応に変えられている。すなわち半導体への説明は、コンタクトストリップ、殊にその幅に同じように当てはまる。
【０１１２】
アクティブ領域は図５では種々のアクティブ面積を有している。
【０１１３】
動作温度分布がアクティブ領域の構成ないし配置によって影響される図３Ａ、３Ｂ、４Ｂ、５Ａおよび５Ｂに示された実施例は、図２に示された実施例とは異なり、支持体に対するレーザダイオードチップのアライメントコストないし調整コストが低減されているので容易に実現可能である。しかし前者の実施例では次のことが必要である。すなわち、レーザダイオードチップの製造方法を整合させ、標準化されたプロセスから別個にすることが必要である。例えば、半導体ないしコンタクトの形成時に使用されるマスクを、半導体ないしコンタクトの変更された寸法および／または間隔に合わせる必要があるだろう。支持体上のレーザダイオードチップを調整する場合（例えば図２の実施例の場合）には、これを省くことができる。
【０１１４】
場合によって本発明の枠内では、アクティブ領域の適切な所期の配置および／または構成によって、アクティブ領域にわたる、不均一に経過する所定の動作温度プロファイルも形成され得る。すなわち動作温度を異なるアクティブ領域において、殊にラテラル方向において所期のように相互に異なって形成することができる。
【０１１５】
図６は、本発明の光学式ポンピング半導体レーザの実施例の概略図を示している。
【０１１６】
光学式ポンピング半導体レーザ１７は、表面発光型半導体構造体１８を含む。これは、上述の実施例に相応して構成されるポンピングビーム源としてのレーザダイオードチップ２またはレーザシステム１によって光学的にポンピングされる。ここでこのポンピングビーム源は、次のように配置されている。すなわち、ポンピングビーム１９が、例えば量子井戸構造を有している半導体のアクティブゾーン２０内に吸収されるように配置されている。アクティブゾーンはこれによって、光学的に、ポンピングビームと比べてより長い波長のビームを放出するように励起される。このビームは半導体構造体の表面から出射される。少なくとも１つの外部ミラー２１によって制限されている半導体レーザ１７の外部共振器においては、半導体構造体１８内で増強されるビーム領域２２が構成される。共振器は、別のミラー２３によって制限されている。このミラーは有利には例えばブラッグミラーとして、半導体構造体１８内に、殊にアクティブゾーン２０とともにモノリシックに集積されている。外部ミラー２１は殊に有利には、共振器からのレーザビーム２４の取り出しミラーとして構成されている。半導体は殊に光学式にポンピングされるＶＥＣＳＥＬとして構成されている。
【０１１７】
ポンピングビーム源の放射スペクトルは、上述の実施例に相応して、アクティブ領域の構成および／または配置を介した動作温度の安定化を介して、容易に比較的に狭幅にされるので、半導体レーザ１７は動作温度が安定したポンピングビーム源によって非常に効果的にポンピングされ得る。
【０１１８】
図７は光学式ポンピングレーザの実施例の概略図を示している。図６と関連して説明されたように、レーザダイオードチップ２またはレーザシステム１が、殊に動作温度に関して安定された構成が、ポンピングビーム源として使用される。レーザ活性に達するのに適した増強媒体２５内にポンピングビーム１９が吸収され、再放射される。再放射されたビームはミラー２６および２７によって構成された共振器内で、増強媒体２５によって増強される。増幅されたビームはレーザビーム２４として共振器から取り出される。図７に示されたレーザ２８は例えば固体ディスクレーザとして、または固体棒レーザとして、またはファイバーレーザとして構成されている。増強媒体２５における吸収スペクトルは通常は狭い幅であるので、動作温度が安定されたレーザシステムまたは相応に安定されたレーザダイオードチップのように、幅の狭い放射スペクトルを有するポンピングビーム源によるポンピングが特に有利である。
【０１１９】
さらに、分散した、共通のチップ支持体上に配置されたレーザダイオードチップを有するレーザダイオード装置の場合にも、分散したチップを有するレーザダイオード装置の寸法を、熱伝導性の（チップ）支持体に整合すること、レーザダイオードチップの横方向寸法を変化させることおよび／またはレーザダイオードチップの間隔を変化させることによって、相応する動作温度安定化が実現される。しかし複数のアクティブ領域を含むレーザダイオードチップの場合には、動作温度安定化は、殊に構成がコンパクトなので特に有利である。
【０１２０】
さらに、レーザシステムは本発明の枠内で、有利には動作温度が安定している複数のレーザダイオードチップも含む。
【０１２１】
場合によっては本発明を他のビーム放射型半導体チップ（例えば複数の、殊に共通の基板上に配置されている、アクティブ領域を有するＬＥＤチップ）の場合にも使用することができることに留意されたい。しかし、しばしば半導体レーザの場合には損失出力が特に高いので、本発明はレーザに対して特に適している。
【０１２２】
本特許出願は、２００５年９月２９日付けのドイツ連邦共和国特許出願第１０２００５０４６７８５．５号の優先権を主張するものである。この出願の全体的な開示内容は、これによって明確に本特許出願内に参考として取り入れられる。
【０１２３】
本発明は、実施例に基づいた説明によって限定されるものではない。むしろ本発明は各新たな特徴並びに特徴の各組み合わせを含み、これは殊に特許請求の範囲における特徴部分の構成の各組み合わせを含む。これは、これらの特徴またはこれらの組み合わせ自体が明確には特許請求の範囲または実施例内に示されていない場合にも当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１Ａ】レーザシステムの実施例の概略的な断面図
【図１Ｂ】レーザシステムの実施例の概略的な平面図
【図１Ｃ】別のレーザシステムの実施例の概略的な断面図
【図１Ｄ】別のレーザシステムの実施例の概略的な平面図
【図１Ｅ】別のレーザシステムの実施例を示す図
【図１Ｆ】レーザシステムの量的な動作温度プロファイル
【図２Ａ】レーザシステムの実施例の概略的な平面図
【図２Ｂ】レーザシステムの実施例の概略的な断面図
【図３Ａ】レーザダイオードチップの実施例の概略的な平面図
【図３Ｂ】レーザダイオードチップの実施例の概略的な平面図
【図４Ａ】レーザシステムの実施例の概略的な断面図
【図４Ｂ】レーザシステムの実施例の概略的な断面図
【図５Ａ】レーザダイオードチップの別の実施例の概略的な平面図
【図５Ｂ】レーザダイオードチップの別の実施例の概略的な平面図
【図６】光学式にポンピングされる半導体レーザの実施例の概略図
【図７】光学式ポンピングレーザの実施例の概略図
【符号の説明】
【０１２５】
１  レーザシステム、  ２  レーザダイオード装置、  ３  基板、  ４  アクティブ領域、  ５  半導体、  ６  支持体、  ７、８  縁部面、  ９、１０  側面、  １１、１２  反射器面、  １３  レーザビーム、  １４、１５  熱流線、  １６  対称軸、  １７  光学式ポンピングレーザ、  １８  表面発光型半導体構造体、  １９  ポンピングビーム、２０  半導体のアクティブゾーン、  ２１  ミラー、  ２２  ビーム領域、  ２３  別のミラー、  ２４  レーザビーム、  ２５  増強媒体、  ２６、２７  ミラー、  ２８  レーザ
【図１Ａ】
2007096326.tif 000003
【図１Ｂ】
2007096326.tif 000004
【図１Ｃ】
2007096326.tif 000005
【図１Ｄ】
2007096326.tif 000006
【図１Ｅ】
2007096326.tif 000007
【図２Ａ】
2007096326.tif 000008
【図２Ｂ】
2007096326.tif 000009
【図３Ａ】
2007096326.tif 000010
【図３Ｂ】
2007096326.tif 000011
【図４Ａ】
2007096326.tif 000012
【図４Ｂ】
2007096326.tif 000013
【図５Ａ】
2007096326.tif 000014
【図５Ｂ】
2007096326.tif 000015
【図６】
2007096326.tif 000016
【図７】
2007096326.tif 000017
【図１Ｆ】
2007096326.tif 000018