Laser mit Trapezstruktur und integrierten Gittern

Funktionsprinzip

Schema eines DBR-Trapezlasers (Draufsicht)
Schema eines DBR-Trapezlasers (Draufsicht) (a)

Diese Laser bestehen aus einer lateral einmodigen RW-Sektion mit integriertem Bragg-Gitter und einer trapezförmigen Sektion, in dem das Laserlicht verstärkt wird. Je nach Integration des Gitter lassen sich verschiedene Typen unterscheiden, welche schematisch in den folgenden Abbildungen dargestellt sind. Dabei ist der stromdurchflossene aktive Bereich grau gekennzeichnet.

Bei einem DBR-Trapezlaser (a) besteht der hintere Teil der RW-Sektion aus einem passiven Bragg-Gitter. Somit ist das Funktionsprinzip ähnlich dem eines Trapezlasers bis auf die wellenlängenselektive Rückreflexion.

Schema eines DBR-Trapez-MOPAs (Draufsicht)
Schema eines DBR-Trapez-MOPAs (Draufsicht) (b)

Wird ein weiteres passives Bragg-Gitter am vorderen Ende der RW-Sektion beim Übergang zur Trapezsektion eingefügt, so arbeitet die RW-Sektion als selbständiger DBR-Laser (b). In diesem sogenannten monolithisch integrierten MOPA (Master-Oscillator-Power-Amplifier), wird das vom DBR-Laser erzeugte Laserlicht in der Trapezsektion verstärkt. Für einen stabilen Betrieb ist eine gut entspiegelte Facette an der Trapezsektion notwendig.

Schema eines DFB-Trapez-MOPAs (Draufsicht)
Schema eines DFB-Trapez-MOPAs (Draufsicht) (c)

Bei einer weiteren Variante kann die RW-Sektion als selbständig arbeitender DFB-Laser ausgeführt werden (c).

Anwendungen

  • Freiraumkommunikation
  • Nichtlineare Frequenzkonversion
  • Medizinische Anwendungen
  • Pumpen von Faserlasern und -Verstärkern

Wellenlängen

  • 635 nm
  • 808 nm
  • 920 nm
  • 980 nm
  • 1060 nm

Chip-Technologie

  • Halbleiter-Schichtstrukturen mit MOVPE
  • Kombination von RW- und BA-Lasertechnologie
  • Mehrschritt-Epitaxie: Nach dem ersten Epitaxieschritt Einbringen eines Bragg-Gitters zur Frequenzstabilisierung mit holografischer Lithografie und nasschemischem Ätzen in den Wellenleiter, anschließendes Überwachsen der strukturierten Oberfläche
  • Einschritt-Epitaxie: Einbringen eines Bragg-Gitters von der Oberfläche des fertig epitaxierten Wafers mit i-line Waferstepper oder Elektronenstrahlbelichtung und trockenchemisches Ätzen

Montage

Trapezlaser mit integriertem Gitter auf CCP
Trapezlaser mit integriertem Gitter auf CCP
  • Offene Wärmesenke (C-Mount)
  • Conduction cooled Packaging (CCP)

Typische Daten

  • Leistung: > 12 W
  • Exzellente Strahlqualität (M2 < 2 @ 11,4 W)
  • Schmale spektrale Breite