Halbleiter-Scheibenlaser

Funktionsprinzip

: Schema eines Halbleiter-Scheibenlasers

Anwendungen

Laserprojektion
Femtosekunden-Laserquellen

Wellenlänge

980 nm bis 1030 nm

Technologie

Die Halbleiter-Schichtstrukturen werden mittels Metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) hergestellt. Die Lichtauskopplung erfolgt in Wachstumsrichtung (d.h. senkrecht zur Schichtstruktur). Wegen der hohen Anregungsdichten werden die Strukturen als Bottom-Emitter hergestellt und anschließend das komplette Substrat entfernt. Der Laser wird dann im Gegensatz zum elektrisch gepumpten Oberflächenemitter (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser; VCSEL) mit einer externen Kavität aufgebaut und optisch gepumpt.

Für die Erzeugung ultrakurzer Pulse wird als zweite Komponenete ein sättigbarer Halbleiterspiegel benötigt. Dieser kann wegen der geringeren Wärmebelastung als Top-Emitter aufgebaut werden.

Charakteristisches

Halbleiterscheibenlaser können sehr hohe Ausgangsleistungen von mehreren Watt bei sehr guter Strahlqualität erreichen. Dabei skaliert die Ausgangsleistung mit der Größe des Anregungsbereiches. Die Konfiguration der externen Kavität erlaubt außerdem Anwendungen wie z.B. Breitband-Laserabsorptionsspektroskopie bzw. passives Mode-Locking in Verbindung mit einer Absorberstruktur (Semiconductor Saturable Absorbing Mirror, SESAM). Mit einer solchen Kombination lassen sich Laserpulse im Piko- bzw. Femtosekundenbereich erzeugen.

In Kooperation mit dem Max-Born-Insitut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie ist es gelungen, einen Demonstrator zu entwickeln, der Halbleiterpulse mit einer Dauer von 290 fs aussendet.