Halbleiterlaser wurden 1962 erfunden und erreichten 1970 den Dauerstrichbetrieb mit Doppelheterostruktur und wurden zur zentralen Lichtquelle für die optische Kommunikation. Das InGaAsP/InP-System unterstützt das verlustarme Kommunikationsband 1300/1550 nm, und MOCVD hat sich zur gängigen Fertigungstechnologie entwickelt.
Ein Halbleiterlaserbesteht aus einem Verstärkungsmedium und einem Fabry-Perot-Resonator. Die Populationsinversion wird durch Trägerinjektion realisiert und Laser wird durch stimulierte Emission erzeugt. Der Abstand der Längsmoden wird durch die Länge des Hohlraums bestimmt, und die Modenverriegelung erfordert eine Phasensynchronisation mehrerer Längsmoden
Schema eines Breitbandlasers
Mehrere Laserdesigns mit dem Materialsystem InGaAsP/InP.
Das InGaAsP/InP-Materialsystem wird für das Kommunikationsband verwendet und deckt 1300–1600 nm ab. Durch epitaktisches MOCVD-Wachstum wird eine hochpräzise Gitteranpassung erreicht, die das Kernherstellungsverfahren für kommerzielle Laser darstellt.
Der Schwellenstrom steigt exponentiell mit der Temperatur und die charakteristische Temperatur T₀ spiegelt die Temperaturstabilität wider. Die Hochgeschwindigkeitsmodulation basiert auf Strukturen mit geringer Kapazität und starker Indexführung.
Halbleiterlaser zeichnen sich durch geringe Größe und hohe Zuverlässigkeit aus. Sie fungieren als zentrale Lichtquelle für optische Kommunikation, Pumpquellen, Drucken und Sensorik und unterstützen die Miniaturisierung und Integration ultraschneller modengekoppelter Systeme.
