Schlussbericht zum Vorhaben „Brillante Halbleiterlaser mit vergrabenen implantierten Stromblenden“ im Rahmen des Eurostars Projekts: E! 114753 BriSCL „Brillante Halbleiterlasermodule“

Abstract

Ziel des BriSCL-Projekts war es, Leistung, Effizienz und Brillanz der Diodenlaser durch die Kombination von Forschungs- und Spitzentechnologien wie vergrabene Regrowth-Implantat-Struktur (BRIS), Klemmtechnik für die Montage und spektrale Kombinationstechniken (RPC) für höhere Brillanz zu steigern. Im Teilprojekt „Brillante Halbleiterlaser mit vergrabener implantierter Stromblende“ lieferte das FBH in einem ersten Schritt Referenzbarren an MNC (Monocrom) und BFB (Brilliance Fab Berlin) sowie Einzelemitter mit großer Apertur an BFB für Montageversuche. Danach wurden BRIS-Diodenlaserbarren BRIS-Bars (mit 10 x 100 μm Streifen) und BRIS Weite Apertur-Einzelemitter BRIS-WAs (mit 1000-1500 μm Streifen) erfolgreich mit zwei verschiedenen vertikalen Epitaxiedesigns von EDASLOC (patentiert) und ASLOC (mit höherer erwarteter Effizienz) hergestellt. Bei den Diodenlaser für beide Designs wurden verschiedene Varianten der Implantation verwendet (mit Basistiefe und tieferes Implantat). Außerdem wurde bei den ASLOC-Diodenlaser ein dickerer Kontakt verwendet, um die montagebedingte Verspannung zu verringern. Nach der Qualitätskontrolle der Laser wurden die BRIS- Barren an MNC und BFB geliefert und die BRIS-WAs mit 0 % nominaler Frontfacettenreflexion wurden an BFB zur Montage geliefert. Die BRIS-WAs mit 1,8% Frontfacettenreflexion (für eine niedrigere Schwelle) wurden am FBH montiert und getestet. Nach der Montage der Diodenlaser wurden die detaillierten Messungen und Analysen am FBH durchgeführt. Die Projektzielvorgaben von PCE (Konversionswirkungsgrad) von >60% und lateralem BPP (Strahlparameter Produkt) von <4,0 mm.mrad bei CW (Dauerstrichbetrieb) Ausgangsleistung von 100 W für BRIS-Bars und PCE von >50% bei CW Ausgangsleistung von 25W für BRIS-WAs wurden übertroffen. Die BRIS-Bars mit ASLOC_thick-Kontaktdesign erreichten einen PCE von 66% und einen lateralen BPP von 3,16 mm.mrad bei einer Ausgangsleistung von 100 W für QCW (quasi-Dauerstrichbetrieb mit 10 Hz Wiederholrate und 2 ms bzw. 200 μs Pulsbreite für die Leistungs-Strom-Spannungs-Analyse und die Effizienz- und Strahlqualitätsanalyse), während die Einzelemitter (100 μm-Streifen) einen PCE von 66% und einen lateralen BPP von 2. 7 mm.mrad bei einer CW-Ausgangsleistung von 10 W. Darüber hinaus erreichten BRIS-WAs mit ASLOC-Design eine PCE von 54 % bei einer CW-Ausgangsleistung von 25 W, und die PCE änderte sich bis zu 40 W nicht. Das FBH und Jenoptik erstellten Vorberichte und Abschlussberichte für die Serienfertigung. In diesen Berichten wird festgestellt, dass die BRIS-Technologie für die Serienfertigung in Bezug auf Leistung und Ausbeute nützlich sein wird, dass aber das Überwachstum zusätzliche Kosten und Komplexität verursacht. Datei-Upload durch TIB