Laserdioden: Von Violett nach Blau

Laserdioden, die bei einer Wellenlänge von 405 nm emittieren, sind vor allem dank ihres breiten Einsatzes in BluRay-Playern seit geraumer Zeit kommerziell verfügbar. Sonstige Laser mit einer Emission im violetten oder blauen Spektralbereich werden bislang von Herstellern entweder gar nicht oder nur bei wenigen ausgesuchten Wellenlängen wie z.B. 450 nm angeboten. Das Interesse der Nutzer an zahlreichen weiteren Wellenlängen ist jedoch groß, etwa für Anwendungen in der Atomspektroskopie. Das FBH arbeitet deshalb zusammen mit der Technischen Universität Berlin und eagleyard Photonics an der Realisierung wellenlängenstabilisierter Laserdioden auf der Basis von GaN mit einer Emission bei 436 nm. Damit will das FBH sein Spektrum an GaN-Laserdioden erweitern, das bislang auf Wellenlängen unter 420 nm beschränkt war [1].

Die Erhöhung der Emissionswellenlänge stellte vor allem Herausforderungen an das epitaktische Wachstum der Wafer. So musste beispielsweise die Wellenleiterstruktur aus AlGaN/GaN angepasst und die aktive Zone in Form von InGaN-Quantenfilmen sowohl im Schichtdesign als auch in den Epitaxiebedingungen komplett umgestellt werden. Nur so konnten eine ausreichend geringe Transparenzschwelle [2] und eine zufriedenstellende Homogenität der Wafer [3] erreicht werden.

Nachdem diese Bauelementedetails erfolgreich optimiert wurden, ist es dem FBH kürzlich gelungen, Laserdioden mit Emissionswellenlängen im blauen Spektralbereich > 430 nm zu realisieren. Abb. 1 zeigt die Kennlinie einer entsprechenden Breitstreifenlaserdiode im gepulsten Betrieb. Das FBH verfügt nunmehr über die Technologie, Laserdioden auf der Basis von GaN im Wellenlängenbereich von 397 bis 436 nm herzustellen (vgl. Abb. 2). Gegenwärtig wird an Rippenwellenleiter-Laserstrukturen gearbeitet, die einen kontinuierlichen Betrieb der Laserdioden in diesem Spektralbereich ermöglichen sollen.

Publikationen:

[1] Van Look et al., IEEE Phot. Technol. Lett. 22, 416 (2010)

[2] V. Hoffmann et al., J. Cryst. Growth 312, 3428 (2010)

[3] V. Hoffmann et al., J. Cryst. Growth, doi:10.1016/j.jcrysgro.2010.09.048 (2010)

FBH-Forschung: 18.11.2010