(57)【要約】  １つの共通の導波路層（１）と、複数のレーザ本体（２）とを有するレーザ装置（１０）が提供され、レーザ本体は、コヒーレントな電磁放射を生成するように構成されたそれぞれ１つの活性ゾーン（２３）を有する。複数のレーザ本体は、共通の導波路層上に隣り合って配置されており、レーザ本体は、共通の導波路層に直接的に隣接している。とりわけ、複数のレーザ本体は、レーザ装置の動作中に、導波路層を介して互いに位相結合されるように構成されている。さらに、このような位相結合されたレーザ装置を製造するための方法が提供される。
2022500880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの共通の導波路層（１）と、複数のレーザ本体（２）とを有するレーザ装置（１０）であって、
前記レーザ本体は、コヒーレントな電磁放射を生成するように構成されたそれぞれ１つの活性ゾーン（２３）を有し、
前記複数のレーザ本体は、前記共通の導波路層上に隣り合って配置されており、
前記レーザ本体は、前記共通の導波路層に直接的に隣接しており、
前記複数のレーザ本体は、前記レーザ装置の動作中に、前記導波路層を介して互いに位相結合されるように構成されている、
レーザ装置（１０）。
【請求項２】
前記レーザ本体（２）と前記共通の導波路層（１）とは、モノリシックに構成されている、
請求項１記載のレーザ装置（１０）。
【請求項３】
前記レーザ本体（２）は、それぞれ１つの部分層（２４）を有し、前記部分層（２４）は、前記共通の導波路層（１）に直接的に隣接しており、
前記部分層と前記共通の導波路層とは、少なくとも当該部分層と当該共通の導波路層の移行領域では、同一の材料から形成されている、
請求項１または２記載のレーザ装置（１０）。
【請求項４】
前記レーザ装置（１０）は、複数の結合構造部（３０）を有する結合層（３）を有し、
前記結合層は、前記共通の導波路層（１）のうちの、前記レーザ本体（２）とは反対側を向いた背面（１Ｒ）上に配置されており、
前記結合構造部は、前記共通の導波路層の平面図で見て、前記レーザ本体によって覆われている、
請求項１から３までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項５】
前記結合構造部（３０）は、前記共通の導波路層（１）内へと延在しており、前記レーザ装置の動作中に前記レーザ本体（２）によって生成された電磁放射に対して放射反射性に構成されている、
請求項４記載のレーザ装置（１０）。
【請求項６】
前記レーザ装置の動作中、隣り合うレーザ本体（２）同士の間の横方向距離（Ｌ）は、ｍ・λ／ｎであり、
なお、ｍは、整数であり、λは、前記共通の導波路層（１）に入射された放射の波長であり、ｎは、前記共通の導波路層の屈折率である、
請求項１から５までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項７】
前記共通の導波路層（１）内に、電気的に制御可能な活性要素（１Ａ）が組み込まれており、または形成されており、
前記活性要素は、前記共通の導波路層の屈折率を局所的に適合させるように構成されている、
請求項１から６までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項８】
前記導波路層（１）は、第１の部分層（１１）、第２の部分層（１２）、および前記第１の部分層（１１）と前記第２の部分層（１２）との間に位置する活性領域（１３）を有し、
前記活性領域は、前記導波路層の結合経路に配置されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項９】
前記活性領域（１３）は、電磁放射を生成するように構成されており、
前記共通の導波路層（１）は、追加的に光増幅器として使用される、
請求項８記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１０】
前記共通の導波路層（１）は、活性領域（１３）を有し、
前記活性領域は、前記レーザ装置の動作中に、印加された電場に基づいて前記共通の導波路層（１）の屈折率の変化をもたらすワニエ・シュタルク変調器の活性量子井戸層として構成されている、
請求項８記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１１】
前記複数のレーザ本体（２）は、前記共通の導波路層（１）上に少なくとも１つの行で配置されており、
前記行は、縁部側に配置されたガイドレーザ本体（２Ｌ）を有し、
前記ガイドレーザ本体（２Ｌ）は、当該ガイドレーザ本体から放出された電磁放射（Ｓ）が、前記共通の導波路層の方向にのみ、前記ガイドレーザ本体から出射され、前記共通の導波路層に沿って伝播し、位相結合された電磁放射を放出するために他のレーザ本体（２）を励起するように構成されている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１２】
前記縁部側に配置されたガイドレーザ本体（２Ｌ）は、同一の行または列のレーザ本体（２）によって放出される放射の位相を規定し、
前記ガイドレーザ本体は、当該ガイドレーザ本体のうちの、前記共通の導波路層（１）とは反対側を向いた表面上において、放射透過性のアパーチャ（６０）を有していない、
請求項１１記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１３】
前記複数のレーザ本体（２）は、前記共通の導波路層（１）上において当該複数のレーザ本体の複数の行および列を形成し、
同一の行または列の前記レーザ本体は、多くとも縁部側に配置されたレーザ本体（２Ｌ）を除いて、前記共通の導波路層とは反対側を向いたそれぞれ１つの放射透過性のアパーチャ（６０）を有する、
請求項１から１２までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１４】
前記レーザ装置（１０）は、第１の電極（６１）、第３の電極（６３）、および前記第１の電極と前記第３の電極との間に配置された第２の電極（６２）を有し、
前記第１の電極および前記第３の電極は、前記レーザ装置の第１の電気極性に対応付けられており、
前記第２の電極は、前記第１の電気極性とは異なる第２の電気極性に対応付けられており、
前記第１の電極および前記第２の電極は、前記レーザ本体（２）の電気的なコンタクトのために構成されており、
前記第２の電極および前記第３の電極は、前記共通の導波路層（１）の電気的なコンタクトのために構成されている、
請求項１から１３までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１５】
前記共通の導波路層（１）は、放射反射性のミラー層（４１）が設けられた少なくとも１つの側面（１Ｓ）を有する、
請求項１から１４までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１６】
前記共通の導波路層（１）は、放射吸収性の吸収体層（４２）が設けられた少なくとも１つの側面（１Ｓ）を有する、
請求項１から１４までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１７】
前記レーザ装置（１０）は、１つの共通の支持体（９）を有し、
前記共通の導波路層（１）は、垂直方向において前記共通の支持体（９）と前記レーザ本体（２）との間に配置されている、
請求項１から１６までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）を製造するための方法であって、
共通の導波路層（１）が用意され、
前記共通の導波路層上に直接的に、１つの切れ目なく連続したレーザ本体複合体が形成され、
前記１つの切れ目なく連続したレーザ本体複合体は、前記共通の導波路層上において横方向に離間された複数のレーザ本体（２）へと構造化される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
とりわけ位相結合されるように構成されたレーザ装置が提供される。さらに、レーザ装置、とりわけ位相結合されたレーザ装置を製造するための方法が提供される。
【０００２】
回折画像の形態の構造化された遠方場を生成するために、一般に、結像光学系を有するエミッタアレイが使用される。複雑な光学系を有する複数のシングルエミッタの使用は、通常、手間およびコストがかかる。回折画像の方向を変化させるためには、可動の光学素子または複雑なハウジングを使用することが多い。
【０００３】
１つの課題は、とりわけ点格子の構造化された遠方場を生成するための、簡単に製造可能でコンパクトなレーザ装置を提供することである。さらなる課題は、レーザ装置、とりわけ本明細書で説明するレーザ装置を製造するための低コストの方法を提供することである。
【０００４】
上記の課題は、独立請求項に記載のレーザ装置と、レーザ装置を製造するための方法とによって解決される。レーザ装置またはレーザ装置を製造するための方法のさらなる実施形態は、さらなる請求項の対象である。
【０００５】
１つの共通の導波路層を有するレーザ装置が提供される。レーザ装置は、共通の導波路層上に配置された複数のレーザ本体を有する。とりわけ、レーザ本体は、共通の導波路層に直接的に隣接している。レーザ本体と導波路層とを一体的に構成することが可能である。特に好ましくは、共通の導波路層とレーザ本体とが、またはレーザ本体の少なくとも一部と共通の導波路層とが１つの部材から形成されている。この意味において、共通の導波路層と複数のレーザ本体とを有するレーザ装置は、とりわけモノリシックに構成されている。例えば、共通の導波路層とレーザ本体との間には、滑らかな移行が存在する。
【０００６】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ本体は、とりわけコヒーレントな電磁放射を生成するように構成されたそれぞれ１つの活性ゾーンを有する。例えば、それぞれのレーザ本体の活性ゾーンは、赤外線、可視光線、または紫外線のスペクトル範囲内の電磁放射を生成するために設けられている。レーザ本体は、ＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料をベースにすることができる。例えば、レーザ本体は、活性ゾーンを有するそれぞれ１つの半導体本体を有し、この半導体本体は、上記のような化合物半導体材料をベースにしている。複数のレーザ本体の半導体本体は、それぞれ同じ化合物半導体材料をベースにすることができる。
【０００７】
複数の異なる半導体層または本体は、これらの層または本体が、例えば主族ＩＩまたはＩＩＩからの少なくとも１種類の同じ元素と、例えばＶＩ族またはＶ族からのさらなる同じ元素とを有する場合には、同じ化合物半導体材料をベースにしている。半導体層または本体は、これらの２種類の同じ元素に加えて、２元、３元、または４元の化合物を形成するために、とりわけ同一の族または他の族からの追加的な元素を有することができる。例えば、レーザ本体の層と、共通の導波路層の層とは、ヒ化物、窒化物、リン化物、硫化物、またはセレン化物の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＺｎＳ、またはＺｎＳｅ化合物半導体をベースにしている。半導体本体は、活性ゾーンに加えて第１の半導体層および第２の半導体層を有することができ、活性ゾーンは、これらの半導体層の間に配置されている。とりわけ、活性ゾーンは、半導体本体またはレーザ本体のｐｎ接合部である。
【０００８】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、複数のレーザ本体は、共通の導波路層上に隣り合って配置されている。複数のレーザ本体は、横方向において互いに空間的に離間可能である。例えば、レーザ本体は、共通の導波路層上で成長されており、とりわけエピタキシャル成長されている。複数のレーザ本体は、同様の構造を有することができる。製造公差の範囲内で、複数のレーザ本体は、同じ波長の電磁放射を生成するように構成可能である。レーザ本体は、とりわけモノモードの放射を生成するように構成されている。
【０００９】
横方向とは、共通の導波路層の主延在平面に対してとりわけ平行に延在する方向であると理解される。垂直方向とは、とりわけ共通の導波路層の主延在平面に対して垂直に向けられた方向であると理解される。垂直方向と横方向とは、とりわけ互いに直交している。
【００１０】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、複数のレーザ本体は、レーザ装置の動作中に、導波路層を介して互いに位相結合されるように構成されている。複数のレーザ本体が互いに位相結合されるように構成されている場合には、レーザ装置の動作中に、複数のレーザ本体または半導体本体によって放出された放射の少なくとも主モード同士は、互いに一定または実質的に一定の位相関係を有する。隣り合うレーザ本体同士の間の所定の横方向距離が維持される場合には、これらのレーザ本体同士を互いに位相結合させることができ、とりわけ互いに有効に位相結合させることができる。所定の距離は、とりわけ、放出された電磁放射のピーク波長と、共通の導波路層の屈折率とに依存している。屈折率を変化させるため、とりわけ共通の導波路層の局所的な屈折率を変化させるために構成された活性要素を、導波路層内に組み込むまたは形成することが可能である。
【００１１】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態では、レーザ装置は、１つの共通の導波路層と、複数のレーザ本体とを有する。レーザ本体は、コヒーレントな電磁放射を生成するように構成されたそれぞれ１つの活性ゾーンを有する。複数のレーザ本体は、共通の導波路層上に隣り合って配置されている。特に好ましくは、レーザ本体は、共通の導波路層に直接的に隣接している。レーザ本体は、レーザ装置の動作中に、とりわけ導波路層を介して互いに位相結合されるように構成されている。
【００１２】
特に好ましくは、レーザ本体と共通の導波路層とは、モノリシックに構成されている。例えば、レーザ本体は、それぞれ面発光レーザダイオードの形態、例えばＶＣＳＥＬ（英語：vertical-cavity surface-emitting laser［垂直共振器面発光レーザ］）の形態を有する。動作中に放出される放射は、対応するレーザ本体からとりわけ垂直方向に沿って垂直に放出される。とりわけ、レーザ装置は、それぞれ１つのアパーチャを有する複数のレーザ本体を有し、アパーチャは、それぞれのレーザ本体のうちの、共通の導波路層とは反対側を向いた表面上に形成されている。アパーチャとは、とりわけ、レーザ本体の動作中に放出される放射の出口開口部である。
【００１３】
複数のレーザ本体と１つの共通の導波路層とからなり、複数のレーザ本体によって生成された電磁放射同士が互いに位相結合されている、一体的またはモノリシックに構成されたレーザ装置により、１次元または２次元の点格子の回折画像の形態の構造化された遠方場を生成するために特に適した、特にコンパクトなコンポーネントを提供することができる。さらに、そのようなモノリシックに集積されたコンポーネントを用いることにより、放射方向を、とりわけ電気信号によって簡単に制御することが可能となる。この場合、方向を変化させるために、可動の光学素子または複雑なハウジングは使用されない。例えば、局所的な電気的な制御によって、かつ／または共通の導波路層の屈折率の局所的な適合によって、複数のレーザ本体を所期のように位相結合させることにより、レーザ装置の方向を変化させること、または放射方向を設定することができる。
【００１４】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ本体は、それぞれ１つの部分層を有し、部分層は、共通の導波路層に直接的に隣接している。レーザ本体の部分層と共通の導波路層とは、同一の材料から形成可能であるか、または少なくとも移行領域では、同一の材料から形成可能である。とりわけ、共通の導波路層とレーザ本体の部分層との間には、滑らかな移行領域が存在する。例えば、レーザ本体、とりわけレーザ本体の部分層は、共通の導波路層上に直接的に成長される。レーザ本体の部分層は、元々、共通の導波路層の構成要素であってもよく、レーザ本体を製造する過程において初めてレーザ本体に対応付けることが可能である。レーザ本体は、とりわけ共通の導波路層上の局所的な垂直方向の隆起部である。
【００１５】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ装置は、１つの共通の支持体を有し、共通の導波路層は、共通の支持体上に配置されている。共通の導波路層は、とりわけ垂直方向において共通の支持体とレーザ本体との間に配置されている。好ましくは、レーザ装置は、共通の支持体によって機械的に安定されており、したがって共通の支持体によって機械的に支持されている。とりわけ、共通の支持体は、共通の導波路層よりも高い機械的な安定性を有する。共通の支持体は、電気絶縁性材料、導電性材料、または半導体材料から形成可能である。例えば、共通の支持体は、セラミック本体、半導体本体、または金属本体である。とりわけ、共通の支持体は、共通の導波路層および／または複数のレーザ本体がエピタキシャル成長された成長基板とは異なっている。しかしながら、共通の支持体を、例えばサファイア基板または半導体基板である成長基板とすることも考えられる。
【００１６】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ装置は、複数の結合構造部を有する結合層を有する。結合層は、とりわけ共通の導波路層のうちの、レーザ本体とは反対側を向いた背面上に配置されている。結合構造部を、共通の導波路層の平面図で見て、レーザ本体によって覆うことができ、とりわけ完全に覆うことができる。レーザ本体から放出された放射が垂直方向に沿って共通の導波路層に入射される場合には、電磁放射を、結合構造部において横方向に偏向させることができる。横方向の伝播を介して、電磁放射は、レーザ本体同士の間の位相結合が起こることを保証することができる。例えば、共通の導波路層内に定在波場を形成することができ、この定在波場により、レーザ装置の複数のレーザ本体、とりわけ全てのレーザ本体の所定の位相結合が保証される。
【００１７】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、結合構造部は、共通の導波路層内へと延在している。とりわけ、結合構造部は、レーザ装置の動作中にレーザ本体によって生成された電磁放射に対して反射性に構成されている。例えば、結合構造部にはそれぞれ反射層が設けられているか、または結合構造部は、放射反射性の材料から形成されている。結合構造部は、共通の導波路層の材料組成に鑑みて、当該結合構造部において全反射が起こるか、または促進されるように構成可能である。結合層は、電気絶縁性材料または導電性材料から形成可能である。結合層が導電性に構成されている場合には、この結合層を、レーザ装置のためのコンタクト層として、とりわけ共通の導波路層またはレーザ本体のためのコンタクト層として使用することができる。
【００１８】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ装置の動作中、隣り合うレーザ本体同士の間の横方向距離は、ｍ・λ／ｎであり、なお、ｍは、自然整数であり、λは、共通の導波路層に入射された放射の波長であり、ｎは、共通の導波路層の屈折率である。換言すれば、隣り合うレーザ本体同士の間の横方向距離は、導波路層に入射された放射の、共通の導波路層で測定された波長の倍数である。横方向距離とは、とりわけ、隣り合うレーザ本体同士の間の経路長または結合経路である。ｍは任意の整数であるので、複数の異なる隣り合うレーザ本体同士の間の横方向距離は、同じであってもよいし、または異なっていてもよい。
【００１９】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、共通の導波路層内に、電気的に制御可能な活性要素が組み込まれている、または形成されている。好ましくは、活性要素は、共通の導波路層の屈折率を局所的に適合させるように構成されている。このことは、例えば製造公差に起因して結合経路または光路長が波長の倍数でない場合に、必要となり得る。活性素子は、ワニエ・シュタルク変調器の形態で導波路層内に組み込み可能である。そのような変調器は、共通の導波路層に印加される電場に基づいて、屈折率の変化、とりわけ共通の導波路層の局所的な屈折率の変化をもたらすことができる。このようにして、隣り合うレーザ本体同士の間の結合経路または光路長を、レーザ装置の動作中に補正することができる。したがって、共通の導波路層内に組み込まれたまたは形成された活性要素は、共通の導波路層の屈折率をコントロールするため、または屈折率を適合させるために使用される。
【００２０】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、共通の導波路層は、とりわけ導波路層の結合経路に配置された活性領域を有する。共通の導波路層は、第１の部分層および第２の部分層を有することができ、活性領域は、垂直方向において第１の部分層と第２の部分層との間に配置されている。例えば、共通の導波路層の活性領域は、電磁放射を生成するように構成されている。活性領域を有する導波路層は、光増幅器として使用可能である。代替的または追加的に、活性領域を、共通の導波路層の局所的な屈折率を適合させるように構成してもよい。とりわけ、活性領域は、活性要素の部分領域、または共通の導波路層内に組み込まれたまたは形成された活性要素の部分領域を形成する。
【００２１】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、共通の導波路層の活性領域は、ワニエ・シュタルク変調器の活性量子井戸層として構成されている。とりわけ、変調器は、レーザ装置の動作中に、印加された電場に基づいて共通の導波路層の屈折率の変化、とりわけ屈折率の局所的な適合をもたらす。
【００２２】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、複数のレーザ本体は、共通の導波路層上に少なくとも１つの行で配置されている。レーザ装置は、共通の導波路層上において、複数のレーザ本体からなる複数の行および列を有することができる。例えば、レーザ本体は、共通の導波路層上において、複数のレーザ本体からなる行列状の配列を形成する。複数のレーザ本体からなる行または列は、とりわけガイドレーザ本体として構成された、縁部側に配置されたレーザ本体を有することができる。例えば、ガイドレーザ本体は、当該ガイドレーザ本体から放出された電磁放射が、共通の導波路層の方向にのみ、当該ガイドレーザ本体から出射され得るように構成されている。共通の導波路層に入射された放射は、共通の導波路層に沿って伝播し、位相結合された電磁放射を放出するために他のレーザ本体を励起することができる。とりわけガイドレーザ本体によって励起される他のレーザ本体は、電気的にも光学的にもポンピング可能であり、例えば、ガイドレーザ本体によって生成された放射によって光学的にポンピング可能である。
【００２３】
ガイドレーザ本体は、当該ガイドレーザ本体のうちの、共通の導波路層とは反対側を向いた表面上において、放射反射性の層を有することができ、この放射反射性の層は、とりわけガイドレーザ本体を完全に覆っており、したがってこの表面からの放射の出射を阻止する。放射反射性の層は、ガイドレーザ本体の放射非透過性のコンタクト層として構成可能である。ガイドレーザ本体において電磁放射が生成されると、この電磁放射は、放射反射性の層において導波路層の方向に反射され、共通の導波路層に入射される。したがって、縁部側に配置されたガイドレーザ本体は、同一の行または列のレーザ本体によって放出される放射の位相を規定することができる。ガイドレーザ本体は、当該ガイドレーザ本体のうちの、共通の導波路層とは反対側を向いた表面上において、とりわけ放射透過性のアパーチャを有していない。１つまたは複数のガイドレーザ本体を除いて、残りのレーザ本体は、共通の導波路層とは反対側を向いた各自の表面上において、それぞれ１つの放射透過性のアパーチャを有することができる。
【００２４】
レーザ装置は、複数のレーザ本体を有することができ、複数のレーザ本体は、共通の導波路層上において当該複数のレーザ本体の複数の行および列を形成し、同一の行または列のレーザ本体は、多くとも縁部側に配置された１つまたは複数のレーザ本体を除いて、共通の導波路層とは反対側を向いたそれぞれ１つの放射透過性のアパーチャを有する。とりわけ、位相結合は、とりわけ放出された放射の位相を規定するガイドレーザ本体によって実施される。この場合には、共通の導波路層内に定在波場を形成しなくてもよい。
【００２５】
全ての実施例において、屈折率をコントロールまたは適合させるために、共通の導波路層内に活性要素を組み込むまたは形成することができる。活性要素により、個々のレーザ本体の相互の位相関係、ひいては出射方向を、所期のように制御することができる。
【００２６】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、レーザ装置は、第１の電極および第２の電極を有する。とりわけ、レーザ本体は、垂直方向において第１の電極と第２の電極との間に配置されている。第１の電極および第２の電極は、とりわけ、レーザ本体および／または共通の導波路層の電気的なコンタクトのために構成されている。第１の電極は、とりわけ複数の個々にコンタクト可能なコンタクト層を有することができ、これらのコンタクト層は、複数のレーザ本体のうちのそれぞれ１つに対応付けられている。第１の電極のコンタクト層は、外部電圧源にそれぞれ個々に接続可能である。第２の電極は、切れ目なく連続するように構成可能であり、共通の電極として使用可能である。代替的に、第２の電極が、複数の個別にコンタクト可能なコンタクト層を有するようにしてもよく、これらのコンタクト層は、レーザ本体の電気的なコンタクトのために、かつ／または共通の導波路層の局所的な電気的なコンタクトのために構成されている。
【００２７】
レーザ装置は、とりわけ共通の導波路層の電気的なコンタクトのために構成された第３の電極を有することができる。第２の電極は、垂直方向において第１の電極と第３の電極との間に配置可能である。とりわけ、第３の電極は、切れ目なく連続するように構成されている。とりわけ横方向に離間された複数のコンタクト層を有する第２の電極と、第３の電極とを介して、共通の導波路層を、所期のように局所的に電気的にコンタクトさせることができる。例えば、第３の電極および第２の電極は、共通の導波路層内に組み込まれたまたは形成された活性要素の電気的なコンタクトのために構成されている。
【００２８】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、第１の電極および第３の電極は、レーザ装置の第１の電気極性に対応付けられている。とりわけ、第２の電極は、第１の電気極性とは異なる第２の電気極性に対応付けられている。とりわけ、第１の電極および第２の電極は、レーザ本体の電気的なコンタクトのために構成されている。第２の電極および第３の電極は、例えば、共通の導波路層の電気的なコンタクトのために構成されている。したがって、第２の電極は、レーザ本体の電気的なコンタクトと、共通の導波路層の電気的なコンタクトとの両方のために構成された共通の電極である。
【００２９】
レーザ装置の少なくとも１つの実施形態によれば、共通の導波路層は、とりわけ放射非透過性の層が設けられた少なくとも１つの側面を有する。放射非透過性の層は、放射反射性のミラー層または放射吸収性の吸収体層であり得る。導波路層の少なくとも２つの対向する側面、または少なくとも２つの互いに隣接する側面に、放射反射性のミラー層または放射吸収性の吸収体層を設けてもよい。さらに、共通の導波路層の全ての側面に、ミラー層または吸収体層を設けてもよい。
【００３０】
導波路層の２つの相対する側面、または全ての側面にミラー層が設けられている場合には、共通の導波路層内に定在波場を形成することができ、この定在波場により、レーザ装置の複数のレーザ本体、とりわけ全てのレーザ本体の所定の位相結合が保証される。導波路層の側面に吸収体層が設けられている場合には、導波路層内に定在波場を形成することができない。この場合には、とりわけ上側が、すなわち導波路層とは反対の側がミラーリングされたガイドレーザ本体によって、位相結合を形成することが可能である。
【００３１】
レーザ装置、とりわけ本明細書で説明するレーザ装置を製造するための方法が提供される。共通の導波路層が用意される。共通の導波路層上に直接的に、１つの切れ目なく連続したレーザ本体複合体を形成することができる。後続の方法ステップでは、１つの切れ目なく連続したレーザ本体複合体を、共通の導波路層上において横方向に離間された複数のレーザ本体へと構造化することができる。レーザ本体複合体を貫通して、とりわけ共通の導波路層まで、または導波路層内へと延在する中間領域が形成されるように、レーザ本体複合体の材料を除去することができる。
【００３２】
レーザ本体は、とりわけ共通の導波路層上の局所的な隆起部として構成されており、レーザ本体は、横方向において中間領域によって取り囲まれている。中間領域は、後から封入材料によって、とりわけ電気絶縁性材料によって充填可能である。１つのレーザ本体複合体を複数のレーザ本体へと構造化するために、例えば材料除去による機械的なプロセス、または化学的なプロセス、例えばエッチングプロセス、またはレーザ切断プロセスを使用することができる。
【００３３】
本明細書で説明する方法は、本明細書で説明するレーザ装置を製造するために特に適している。したがって、レーザ装置に関連して説明した特徴は、方法にも使用可能であり、またその逆も可能である。
【００３４】
レーザ装置またはレーザ装置を製造するための方法のさらなる実施形態および発展形態は、図１Ａ〜図５に関連して以下に説明される実施例から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】遠方場における複数のレーザ本体からの１次元または２次元の点格子の回折画像の輝度分布の概略図である。
【図１Ｂ】遠方場における複数のレーザ本体からの１次元または２次元の点格子の回折画像の輝度分布の概略図である。
【図２Ａ】レーザ装置のいくつかの実施例の概略断面図である。
【図２Ｂ】レーザ装置のいくつかの実施例の概略断面図である。
【図３Ａ】レーザ装置のさらなる実施例の概略断面図である。
【図３Ｂ】レーザ装置のさらなる実施例の概略断面図である。
【図４】レーザ装置のさらなる実施例の概略断面図である。
【図５】レーザ装置のさらなる実施例の概略平面図である。
【００３６】
図面において、同じ要素、同様の要素、または同じ機能を有する要素には同じ参照符号が付されている。これらの図面は、それぞれ概略図であり、したがって、必ずしも縮尺通りであるとは限らない。むしろ、比較的小さな要素、とりわけ層の厚さは、見やすくするために誇張されて大きく図示されている場合がある。
【００３７】
図１Ａおよび図１Ｂはそれぞれ、本明細書で説明するモノリシックに集積されたレーザ装置からの１次元または２次元の点格子の回折画像の形態の構造化された遠方場を示す。図１Ａには、正規化された輝度分布Ｈが分布角度Ｗの関数として概略的に示されている。図１Ｂには、輝度分布が２次元で概略的に示されている。さらに、とりわけ図３Ａ、図３Ｂ、図４、および図５に示されているレーザ装置を用いることにより、放射方向を電気信号によって制御することが可能となり、それにより、幾何学的パターンの動的な制御を実現することが可能となる。
【００３８】
図２Ａは、共通の導波路層１上に配置された複数のレーザ本体２を有するレーザ装置１０を示す。とりわけ、レーザ本体２は、共通の導波路層１上の局所的な隆起部として構成されている。横方向において、これらのレーザ本体２は、中間領域Ｚによって互いに空間的に離間されている。レーザ本体２の各々は、アイランド状に構成されており、とりわけ中間領域Ｚによって全周的に取り囲まれている。中間領域Ｚは、空気によって、またはとりわけ電気絶縁性の固体材料によって充填可能である。
【００３９】
レーザ本体２と共通の導波路層１とは、一体的またはモノリシックに構成可能である。レーザ本体２は、それぞれ部分層２４を有することができ、これらの部分層２４は、共通の導波路層１に直接的に隣接しており、少なくとも部分層２４と導波路層１との間の移行領域では、共通の導波路層１と同じ材料を有する。例えば、レーザ本体２の部分層２４と共通の導波路層１とを、１つの部材から形成することができる。とりわけ、部分層２４と共通の導波路層１との間には、滑らかな移行が存在する。例えば、共通の導波路層１とレーザ本体２との間、または共通の導波路層１とレーザ本体２の部分層２４との間には、明確な界面が存在せず、とりわけ明確に検出可能な界面が存在しない。
【００４０】
さらに、レーザ本体２がとりわけ共通の導波路層１上に直接的に被着されている場合には、レーザ本体２と共通の導波路層１とが一体的またはモノリシックに構成されていると見なされる。垂直方向においてレーザ本体２と導波路層１との間には、例えば接続層、とりわけ付着層、接着層、またはろう接層が設けられていない。このことは、例えば図２Ｂに概略的に示されており、この図２Ｂでは、ミラー装置７２に所属する部分層２４が、導波路層１上に直接的に形成されている。この場合、部分層２４と導波路層１とは、共通の移行領域において、それぞれ異なる材料組成を有することができる。
【００４１】
レーザ本体２は、それぞれ１つの半導体本体２Ｈを有する。とりわけ、半導体本体２Ｈは、第１の電荷担体型の第１の半導体層２１、第１の電荷担体型とは異なる第２の電荷担体型の第２の半導体層２２、および半導体層２１と２２との間に配置された活性ゾーン２３を有する。活性ゾーン２３は、レーザ装置１０の動作中に、とりわけコヒーレントな電磁放射を生成するように構成されている。とりわけ、活性ゾーン２３は、ｐｎ接合ゾーンである。第１の半導体層２１は、ｎ導電性に構成可能である。第２の半導体層は、ｐ導電性に構成可能である。しかしながら、第１の半導体層２１をｐ導電性に構成して、第２の半導体層２２をｎ導電性に構成してもよい。
【００４２】
レーザ本体２は、それぞれ、導波路層１とは反対側を向いた第１のミラー装置７１と、導波路層１に面した第２のミラー装置７２とを有する。とりわけ、第１のミラー装置７１と第２のミラー装置７２とは、レーザ本体２のレーザ共振器７を形成する。ミラー装置７１および７２は、ブラッグミラー、とりわけ導電性のブラッグミラー、または半導体材料からなるブラッグミラーであり得る。半導体本体２Ｈ、第１のミラー装置７１、第２のミラー装置７２、部分層２４、および／または導波路層１は、同じ半導体化合物材料をベースにすることが可能である。
【００４３】
垂直方向において活性ゾーン２３と共通の導波路層１との間に配置された第２のミラー装置７２は、とりわけ部分的に放射透過性に構成されている。とりわけ、第２のミラー装置７２は、レーザ装置１０の動作中に活性ゾーン２３で生成された放射Ｓに対して少なくとも部分的に透過性に構成されており、したがって、活性ゾーン２３によって生成された放射Ｓは、第２のミラー装置７２を通過して共通の導波路層１に入射することができる。第２のミラー装置７２は、第１のミラー装置７１よりも低い反射率を有することが可能である。代替的または追加的に、第２のミラー装置７２は、活性ゾーン２３で生成された放射に対して、最大で９９％、９５％、９０％、または最大で８０％、例えば５０％以上９９％以下の間、６０％以上９５％以下の間、６０％以上８０％以下の間の反射率を有することが可能である。
【００４４】
図２Ａによれば、レーザ本体２は、それぞれ１つの放射通過領域６を有する。とりわけ、放射通過領域６は、アパーチャ６０を有する。アパーチャ６０は、放射透過性のコンタクト層６１によって形成可能である。例えば、コンタクト層６１は、透明な導電性材料から、例えば透明な導電性酸化物から形成されている。とりわけ、アパーチャ６０は、横方向において絶縁層８によって、とりわけ第１の絶縁層８１によって全周的に取り囲まれている。放射通過領域６は、とりわけレーザ装置１０のうちの、導波路層１とは反対側を向いた前面１０Ｖ上に配置されている。半導体本体２Ｈによって放出された放射Ｓは、レーザ本体２からアパーチャ６０を通過して出射することができる。複数の異なるレーザ本体２のコンタクト層６１は、複数のレーザ本体２のうちのそれぞれ１つに対応付けられており、互いに独立して電気的にコンタクト可能である。レーザ本体２のコンタクト層６１は、とりわけレーザ装置１０の第１の電極６１を形成する。
【００４５】
これとは違って、絶縁層８、とりわけ第１の絶縁層８１を導電層によって置き換えてもよい。この場合には、電流を、まず始めにレーザ本体２に全面的に印加し、より深くに位置する層を通して中心へと導くことができる。より深くに位置する層は、電流経路を外部から狭める絞りの形態の酸化層であり得る。代替的または追加的に、より深くに位置する層は、第１のミラー装置７１の上方および／または下方のドープされた、とりわけ高ドープされた電流拡散層であり得る。
【００４６】
図２Ａによれば、レーザ装置１０は、第２の電極６２を有することができる。第２の電極６２は、全てのレーザ本体２のための共通の電極として構成可能である。とりわけ、第２の電極６２は、共通の導波路層１のうちの、レーザ本体２とは反対側を向いた背面１Ｒ上に配置されている。導波路層１のうちの、レーザ本体２に面した前面１Ｖは、コンタクト層を有していなくてもよい。導波路層１の平面図で見て、前面１Ｖは、一部がレーザ本体２によって覆われていて、一部がレーザ本体２によって覆われていない。覆われていない領域では、導波路層１の前面１Ｖに自由にアクセス可能である。
【００４７】
レーザ装置１０は、導波路層１の背面１Ｒ上において結合層３を有する。結合層３は、複数の結合構造部３０を有する。とりわけ、結合構造部３０は、結合層３のうちの、共通の導波路層１内へと延在する局所的な垂直方向の隆起部である。結合構造部３０は、放射反射性に構成可能である。結合構造部３０の反射率を高めるために、結合構造部３０にそれぞれ放射反射性のカバー層３１を設けることができる。カバー層３１は、高反射性の材料から、例えばアルミニウム、銀、パラジウム、または白金から形成可能である。結合層３が導電性材料から形成されている場合には、この結合層３を同時にコンタクト層として、とりわけ、レーザ装置１０の第２の電極６２または第３の電極６３として使用することができる。
【００４８】
代替的に、カバー層３１を電気的なコンタクト層として構成しなくてもよい。カバー層３１は、とりわけ、水平走行モードの一部をレーザ本体２またはレーザ本体２に入射させる光学的に有効な層である。カバー層３１と導波路層１とは、とりわけそれぞれ異なる屈折率を有する。
【００４９】
とりわけ結合層３、または第２のコンタクト層６２もしくは第３の電極６３は、少なくとも部分的に導波路層１に直接的に隣接している。結合構造部３０の領域では、カバー層３１は、垂直方向において導波路層１と関連する結合構造部３０との間に配置可能である。
【００５０】
カバー層３１が電気的なコンタクト層として構成されている場合には、導波路層１とカバー層３１との間の電気的なコンタクト抵抗を、導波路層１と結合層３との間の電気的な抵抗よりも低くすることができる。これによって電荷担体を、好ましくはカバー層３１を介して導波路層１に印加すること、したがって、中央においてレーザ本体２に印加することを達成することができる。カバー層３１は、例えば、導波路層１内に組み込まれたまたは形成された活性要素１Ａの電気的なコンタクトのために構成可能である。
【００５１】
レーザ本体２は、平面図で見て、それぞれ少なくとも１つの結合構造部３０を覆うことができ、とりわけ完全に覆うことができる。結合層３が、平面図で見て、レーザ本体２のうちの１つによって覆われていない結合構造部３０を有さないようにしてもよい。レーザ本体２が、平面図で見て、それぞれ単一の結合構造部３０を覆うようにすることも可能である。
【００５２】
図２Ａによれば、共通の導波路層１は、単一の層として構成されている。とりわけ、共通の導波路層１は、至るところで同じ材料組成を有する。導波路層１はさらに、同じ材料組成を有する複数の層の積層体として構成されている場合には、単一の層として構成されている。
【００５３】
図２Ａによれば、レーザ装置１０は、共通の支持体９を有する。共通の導波路層１は、とりわけ、垂直方向において共通の支持体９とレーザ本体２との間に配置されている。共通の支持体９は、とりわけレーザ装置１０を機械的に安定させる支持体層として使用される。共通の支持体９は、電気絶縁性材料または導電性材料から形成可能である。図２Ａによれば、レーザ装置１０は、支持体９の背面側の表面上に配置された背面側のカバー層９０を有する。背面側のカバー層９０は、電気絶縁性材料または導電性材料から形成可能である。カバー層９０の存在下で、レーザ装置の背面１０Ｒは、背面側のカバー層９０の露出した表面によって形成されている。
【００５４】
図２Ａによれば、複数のレーザ本体２は、これらのレーザ本体２が互いに位相結合されるように、例えば互いに有意に位相結合されるように、互いに配置されている。例えば、２つの隣り合うレーザ本体２同士の間の横方向距離Ｌは、導波路層１に入射された放射Ｓの波長の倍数である。導波路層の１つの側面１Ｓまたは導波路層の全ての側面１Ｓに、放射非透過性の層４を配置することができる。放射非透過性の層４が導電性に構成されている場合には、横方向において導波路層１と層４との間に絶縁層を配置することができる。放射非透過性の層４は、ミラー層４１または吸収体層４２であり得る。ミラー層４１が導波路層の２つの相対する側面１Ｓに配置されている場合には、共通の導波路層１内に定在波場を形成することができる。導波路層１内に定在波場を形成することにより、レーザ本体２の位相結合を設定することができる。
【００５５】
好ましくは、結合構造部３０は、当該結合構造部３０に関連するレーザ本体２の下方の中央に配置されている。活性ゾーン２３において電磁放射Ｓが生成されると、この電磁放射Ｓを、導波路層１に入射させて、関連する結合構造部において横方向に偏向させることができる。結合構造部３０の幾何形状は、入射された電磁放射Ｓが所望の横方向に偏向されるように選択可能である。例えば、結合構造部３０は、ピラミッドの形状または円錐の形状を有する。図２Ａによれば、結合構造部３０は、関連するレーザ本体２からの垂直方向の距離が増加するにつれて増加する横断面を有する。
【００５６】
図２Ｂに示されている実施例は、図２Ａに示されているレーザ装置１０に関する実施例に実質的に対応する。図２Ａとは異なり図２Ｂには、共通の導波路層１が活性領域１３を有することが示されている。さらに、共通の導波路層１は、レーザ本体２に面した第１の部分層１１と、レーザ本体２とは反対側を向いた第２の部分層１２とを有する。とりわけ、導波路層１の第１の部分層１１、第２の部分層１２、および活性領域１３は、半導体層である。半導体層１１，１２，および／または１３は、それぞれ異なる材料組成を有することができる。結合構造部３０は、導波路層１の背面１Ｒから第２の部分層１２内へと延在している。とりわけ、結合構造部３０は、活性領域１３の前で終端している。
【００５７】
共通の導波路層１は、活性領域１３により、とりわけ追加的に光増幅器として使用される。とりわけ、導波路層１は、活性領域１３と部分層１１および１２とにより、とりわけレーザ装置１０の動作中に電磁放射を生成または増幅するように構成されたダイオード構造を有する。図２Ｂによれば、導波路層１の２つの相対する側面１Ｓに、ミラー層４１が配置されている。レーザ本体２からの電磁放射が導波路層１に入射されると、この電磁放射は、結合構造部３０またはカバー層３１においてミラー層４１へと反射される。電磁放射は、ミラー層４１において反射され、これにより、導波路層１内に定在波場が形成され、この定在波場により、レーザ装置１０の複数のレーザ本体２、とりわけ全てのレーザ本体２の所定の位相結合が保証される。
【００５８】
図３Ａに示されている実施例は、図２Ｂに示されている実施例に実質的に対応する。図２Ｂとは異なり、レーザ装置１０は、とりわけ導波路層１の前面１Ｖ上に配置された、とりわけ前面１Ｖ上に直接的に配置された電極６２を有する。導波路層１の背面１Ｒ上に配置されている電極は、今や、レーザ装置１０の第３の電極６３として使用される。第１の電極６１および第３の電極６３は、とりわけレーザ装置１０の同じ電気極性に対応付けられている。例えば、第１の電極６１および第３の電極６３は、レーザ本体２および／または導波路層１のｐ側コンタクトのために構成されている。第２の電極６２は、例えば、レーザ本体２および導波路層１の電気的なコンタクトのために構成されている。したがって、第２の電極６２は、レーザ本体２および導波路層１の共通の電極として構成されている。例えば、第２の電極６２は、レーザ本体２および導波路層１のｎ側コンタクトのために使用される。
【００５９】
第２の電極６２は、とりわけレーザ本体２同士の間の自由領域Ｚにおいて横方向に沿って配置された、切れ目なく連続したコンタクト層６２を有することができる。第２の電極６２は、横方向に離間された複数のコンタクト層６２を有することが可能であり、これらのコンタクト層６２は、個々にコンタクト可能に構成されている。第２の電極６２により、導波路層１内に形成された定在波場を電気的に増幅させることができる。代替的または追加的に、とりわけ複数の個々にコンタクト可能なコンタクト層６２を有する第２の電極６２に、電圧を所期のように印加することにより、導波路層１の屈折率、とりわけ局所的な屈折率を変化させることが可能である。
【００６０】
図２Ｂとのさらなる違いとして、レーザ本体２は、それぞれ１つの側方向のパッシベーション層８２または第２の絶縁層８２を有する。とりわけ、第２の絶縁層８２は、第２の電極６２のコンタクト層の電気的な絶縁のために構成されている。第２の絶縁層８２を、その材料組成に関して第１の絶縁層８１とは異ならせることができる。しかしながら、第１の絶縁層８１と第２の絶縁層８２とを同じ材料から形成してもよい。その場合には、絶縁層８１および８２を１つの共通のプロセスで製造することができる。
【００６１】
図３Ｂに示されている実施例は、レーザ装置１０に関して図３Ａに示されている実施例に実質的に対応する。図３Ａとは異なり図３Ｂには、導波路層１内に活性要素１Ａが組み込まれているまたは形成されていることが概略的に示されている。とりわけ導波路層１の内部の屈折率をコントロールまたは適合させるために活性要素１Ａを組み込むことにより、個々のレーザ本体２の相互の位相関係、ひいては出射方向を制御することができる。活性要素１Ａは、ワニエ・シュタルク変調器として構成可能である。活性要素１Ａは、とりわけ結合経路における移相器として使用される。活性領域１３は、例えば、活性要素１Ａの少なくとも１つまたは複数の量子井戸層を形成する。とりわけ、好ましくは複数の個別に制御可能なコンタクト層６２を有する第２の電極６２を介して、活性要素１Ａを個別に制御することができる。
【００６２】
図３Ａとは異なり図３Ｂには、導波路層１の側面１Ｓに被着されたミラー層４１が示されている。図３Ａとは違って、放射非透過性の層４、例えばミラー層４１または吸収体層４２を、側面１Ｓに配置することができる。
【００６３】
図４に示されている実施例は、レーザ装置１０に関して図３Ｂに示されている実施例に実質的に対応する。図３Ｂとは異なり、レーザ装置１０は、少なくとも１つのガイドレーザ本体２Ｌを有する。ガイドレーザ本体２Ｌは、レーザ装置１０の前面１０Ｖにおいて放射透過性のアパーチャ６０を有していない。とりわけ、ガイドレーザ本体２Ｌは、平面図で見て、とりわけ放射非透過性に構成された第１のコンタクト層６１によって覆われており、例えば完全に覆われている。したがって、ガイドレーザ本体２Ｌの活性ゾーン２３で生成された電磁放射Ｓは、もっぱら導波路層１のみに入射される。
【００６４】
結合層３は、とりわけガイド結合構造部３０Ｌを有し、このガイド結合構造部３０Ｌは、平面図で見て、ガイドレーザ本体２Ｌによって覆われており、とりわけ完全に覆われている。他の結合構造部３０とは異なり、ガイド結合構造部３０Ｌは、より大きな垂直高さおよびより大きな断面を有する。とりわけ、ガイド結合構造部３０Ｌは、導波路層１の第２の部分層１２および活性領域１３を貫通して延在することができる。好ましくは、ガイド結合構造部３０Ｌは、入射された放射Ｓを、２つの互いに逆向きの横方向に偏向させるのではなく、一方の横方向のみに偏向させるように構成されている。例えば、ガイド結合構造部３０Ｌは、ガイドレーザ本体２Ｌの下方の中央に配置されているのではなく、ガイドレーザ本体２Ｌによって生成された放射が、所期のように一方の横方向に偏向されるように、ガイドレーザ本体２Ｌの中心軸線に対してオフセットされて配置されている。
【００６５】
図３Ｂとは異なり、図４に示されているレーザ装置１０は、導波路層１の少なくとも１つまたは複数の側面１Ｓに吸収体層４２を有する。電磁放射は、吸収体層４２において反射されるのではなく吸収される。したがって、導波路層１の内部に定在波場は生じない。その代わりに、位相結合は、上側がミラーリングされたガイドレーザ本体２Ｌによって形成される。活性要素１Ａ、とりわけワニエ・シュタルク変調器を組み込むことにより、個々のレーザ本体２の相互の位相関係、ひいては出射方向または放射方向を制御することができる。
【００６６】
図５には、レーザ装置１０の平面図が示されている。図５に示されている実施例は、図４に示されている実施例に実質的に対応する。導波路層１は、第１の部分領域１Ｘおよび第２の部分領域１Ｙを有することができる。例えば、第１の部分領域１Ｘは、第１の横方向に沿って、例えば長手側の横方向に沿って延在している。第２の部分領域１Ｙは、第２の横方向に沿って、例えば横断側の横方向に沿って延在している。図５によれば、導波路層１は、複数の第１の部分領域１Ｘを有する。第２の部分領域１Ｙ上には複数のガイドレーザ本体２Ｌが配置されており、これらのガイドレーザ本体２Ｌは、とりわけ、レーザ装置１０の複数のガイドレーザ本体２Ｌからなる１つの列を形成する。第１の部分領域１Ｘの各々には、それぞれ１つのアパーチャ６０を有する複数のレーザ本体が配置されている。導波路層１のうちの、２つの互いに隣り合う側面１Ｓには、吸収体層４２が配置されている。
【００６７】
図５によれば、図４に関連して説明された概念が２次元に変換される。この変換は、とりわけ２つの部分領域１Ｘおよび１Ｙによって実施され、これら２つの部分領域１Ｘと１Ｙとは、それぞれ異なるように制御可能であって、かつ屈折率に関して異なることができる。これにより、回折画像の放射方向を、２つの横方向において互いに独立して制御することができる。
【００６８】
位相結合され、モノリシックに集積され、とりわけシングルモードで構成されたレーザ装置を使用することにより、レーザ装置の複数のレーザ本体からの放射方向または出射方向を電気信号によって制御することが可能となり、それにより、幾何学的パターンの動的な制御を実現することが可能となる。とりわけ、本レーザ装置は、可動の部品を使用することなく、例えば可動の光学部品を使用することなく、結像されるべきパターンの周期性の任意選択的な制御、および／またはレーザ装置の放射方向の任意選択的な制御を電気信号によって行う、光学系を有さない個々の半導体チップとして構成されている。
【００６９】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１８１２３３２０号明細書の優先権を主張し、その開示内容を、参照により本明細書に援用するものとする。
【００７０】
実施例に基づいた本発明の説明により、本発明がこれらの実施例に限定されるわけではない。むしろ、本発明は、任意の新しい特徴および任意の特徴の組み合わせを含み、とりわけ、複数の特徴の任意の組み合わせは、これらの特徴自体またはこの組み合わせ自体が特許請求の範囲または実施例に明示的に記載されていない場合でも、特許請求の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７１】
１０  レーザ装置
１０Ｖ  レーザ装置の前面
１０Ｒ  レーザ装置の背面
１  共通の導波路層
１１  導波路層の第１の部分層
１２  導波路層の第２の部分層
１３  導波路層の活性領域
１Ａ  活性要素
１Ｖ  導波路層の前面
１Ｒ  導波路層の背面
１Ｓ  導波路層の側面
１Ｘ  導波路層の第１の部分領域
１Ｙ  導波路層の第２の部分領域
２  レーザ本体
２１  第１の半導体層
２２  第２の半導体層
２３  活性ゾーン
２４  レーザ本体の部分層
２Ｈ  レーザ本体の半導体本体
２Ｌ  ガイドレーザ本体
３  結合層
３０  結合構造部
３０Ｌ  ガイド結合構造部
３１  反射性のカバー層
４  放射非透過性の層
４１  ミラー層
４２  吸収体層
６  放射通過領域
６０  アパーチャ
６１  第１の電極／第１のコンタクト層
６２  第２の電極／第２のコンタクト層
６３  第３の電極／第３のコンタクト層
７  レーザ共振器
７１  第１のミラー装置
７２  第２のミラー装置
８  絶縁層
８１  第１の絶縁層
８２  第２の絶縁層／パッシベーション層
９  共通の支持体
９０  背面側のカバー層
Ｈ  輝度
Ｌ  隣り合うレーザ本体同士の間の横方向距離
Ｓ  放射
Ｗ  角度
Ｚ  中間領域
【図１Ａ】
2022500880.tif 000003
【図１Ｂ】
2022500880.tif 000004
【図２Ａ】
2022500880.tif 000005
【図２Ｂ】
2022500880.tif 000006
【図３Ａ】
2022500880.tif 000007
【図３Ｂ】
2022500880.tif 000008
【図４】
2022500880.tif 000009
【図５】
2022500880.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月12日(2021.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの共通の導波路層（１）と、１つの共通の支持体（９）と、複数のレーザ本体（２）とを有するレーザ装置（１０）であって、
前記レーザ本体は、コヒーレントな電磁放射を生成するように構成されたそれぞれ１つの活性ゾーン（２３）を有し、
前記複数のレーザ本体は、前記共通の導波路層上に隣り合って配置されており、
前記レーザ本体は、前記共通の導波路層に直接的に隣接しており、
前記複数のレーザ本体は、前記レーザ装置の動作中に、前記導波路層を介して互いに位相結合されるように構成されており、
前記共通の導波路層（１）は、垂直方向において前記共通の支持体（９）と前記レーザ本体（２）との間に配置されている、
レーザ装置（１０）。
【請求項２】
前記レーザ本体（２）と前記共通の導波路層（１）とは、モノリシックに構成されている、
請求項１記載のレーザ装置（１０）。
【請求項３】
前記レーザ本体（２）は、それぞれ１つの部分層（２４）を有し、前記部分層（２４）は、前記共通の導波路層（１）に直接的に隣接しており、
前記部分層と前記共通の導波路層とは、少なくとも当該部分層と当該共通の導波路層の移行領域では、同一の材料から形成されている、
請求項１または２記載のレーザ装置（１０）。
【請求項４】
前記レーザ装置（１０）は、複数の結合構造部（３０）を有する結合層（３）を有し、
前記結合層は、前記共通の導波路層（１）のうちの、前記レーザ本体（２）とは反対側を向いた背面（１Ｒ）上に配置されており、
前記結合構造部は、前記共通の導波路層の平面図で見て、前記レーザ本体によって覆われている、
請求項１から３までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項５】
前記結合構造部（３０）は、前記共通の導波路層（１）内へと延在しており、前記レーザ装置の動作中に前記レーザ本体（２）によって生成された電磁放射に対して放射反射性に構成されている、
請求項４記載のレーザ装置（１０）。
【請求項６】
前記レーザ装置の動作中、隣り合うレーザ本体（２）同士の間の横方向距離（Ｌ）は、ｍ・λ／ｎであり、
なお、ｍは、整数であり、λは、前記共通の導波路層（１）に入射された放射の波長であり、ｎは、前記共通の導波路層の屈折率である、
請求項１から５までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項７】
前記共通の導波路層（１）内に、電気的に制御可能な活性要素（１Ａ）が組み込まれており、または形成されており、
前記活性要素は、前記共通の導波路層の屈折率を局所的に適合させるように構成されている、
請求項１から６までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項８】
前記導波路層（１）は、第１の部分層（１１）、第２の部分層（１２）、および前記第１の部分層（１１）と前記第２の部分層（１２）との間に位置する活性領域（１３）を有し、
前記活性領域は、前記導波路層の結合経路に配置されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項９】
前記活性領域（１３）は、電磁放射を生成するように構成されており、
前記共通の導波路層（１）は、追加的に光増幅器として使用される、
請求項８記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１０】
前記共通の導波路層（１）は、活性領域（１３）を有し、
前記活性領域は、前記レーザ装置の動作中に、印加された電場に基づいて前記共通の導波路層（１）の屈折率の変化をもたらすワニエ・シュタルク変調器の活性量子井戸層として構成されている、
請求項８記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１１】
前記複数のレーザ本体（２）は、前記共通の導波路層（１）上に少なくとも１つの行で配置されており、
前記行は、縁部側に配置されたガイドレーザ本体（２Ｌ）を有し、
前記ガイドレーザ本体（２Ｌ）は、当該ガイドレーザ本体から放出された電磁放射（Ｓ）が、前記共通の導波路層の方向にのみ、前記ガイドレーザ本体から出射され、前記共通の導波路層に沿って伝播し、位相結合された電磁放射を放出するために他のレーザ本体（２）を励起するように構成されている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１２】
前記縁部側に配置されたガイドレーザ本体（２Ｌ）は、同一の行または列のレーザ本体（２）によって放出される放射の位相を規定し、
前記ガイドレーザ本体は、当該ガイドレーザ本体のうちの、前記共通の導波路層（１）とは反対側を向いた表面上において、放射透過性のアパーチャ（６０）を有していない、
請求項１１記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１３】
前記複数のレーザ本体（２）は、前記共通の導波路層（１）上において当該複数のレーザ本体の複数の行および列を形成し、
同一の行または列の前記レーザ本体は、多くとも縁部側に配置されたレーザ本体（２Ｌ）を除いて、前記共通の導波路層とは反対側を向いたそれぞれ１つの放射透過性のアパーチャ（６０）を有する、
請求項１から１２までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１４】
前記レーザ装置（１０）は、第１の電極（６１）、第３の電極（６３）、および前記第１の電極と前記第３の電極との間に配置された第２の電極（６２）を有し、
前記第１の電極および前記第３の電極は、前記レーザ装置の第１の電気極性に対応付けられており、
前記第２の電極は、前記第１の電気極性とは異なる第２の電気極性に対応付けられており、
前記第１の電極および前記第２の電極は、前記レーザ本体（２）の電気的なコンタクトのために構成されており、
前記第２の電極および前記第３の電極は、前記共通の導波路層（１）の電気的なコンタクトのために構成されている、
請求項１から１３までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１５】
前記共通の導波路層（１）は、放射反射性のミラー層（４１）が設けられた少なくとも１つの側面（１Ｓ）を有する、
請求項１から１４までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１６】
前記共通の導波路層（１）は、放射吸収性の吸収体層（４２）が設けられた少なくとも１つの側面（１Ｓ）を有する、
請求項１から１４までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか１項記載のレーザ装置（１０）を製造するための方法であって、
共通の導波路層（１）が用意され、
前記共通の導波路層上に直接的に、１つの切れ目なく連続したレーザ本体複合体が形成され、
前記１つの切れ目なく連続したレーザ本体複合体は、前記共通の導波路層上において横方向に離間された複数のレーザ本体（２）へと構造化される、
方法。
【国際調査報告】
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