Direkt zum Inhalt

Lexikon der Optik: Injektionslaser

Injektionslaser, spezieller Halbleiterlaser mit dotiertem Halbleitermaterial als aktivem Medium. Erstmals 1962 realisiert, gehört der I. zu den Lasern, die sowohl im kontinuierlichen Betrieb als auch gepulst bei Verwendung verschiedener Halbleitermaterialien in einem weiten Spektralbereich (Wellenlänge zwischen 0,5 und 32 μm) kohärente Strahlung liefern. Grundlage des I. bildet ein pn-Übergang in einer Halbleiterdiode (Lumineszenzdiode). Der Halbleiter-I. zeichnet sich aus durch extreme Kleinheit (Länge ≤0,5 mm, Querschnitt 0,2×0,2 mm2), die Möglichkeit der einfachen Anregung durch elektrischen Strom (Injektion von Ladungsträgern) wie auch teilweiser Abstimmung seiner Wellenlänge.

Die Laserausstrahlung erfolgt in der Längsausdehnung des pn-Überganges in einem Bereich von

0,5 mm Länge (bei einer Dicke der strahlenden Zone von ≈1 μm, Abb.). Die Strahlungsleistungen erreichen bei Impulsanregung Werte bis zu einigen 100 W (je nach Struktur) und liegen für cw-Betrieb zwischen 0,01 und 0,5 W. Der Wirkungsgrad ist sehr hoch; er ist größer als 10% und kann nahezu 90% erreichen.

Die Wellenlängen der I. liegen vorwiegend im nahen IR-Bereich zwischen 0,8 und 1,5 μm. Eine Abstimmung der Wellenlänge ist sowohl durch Temperatur- als auch durch Druckänderung möglich (abstimmbare Laser). Zu den bekanntesten I. gehört der GaAs-Laser. Aufgrund der sehr kleinen Querausdehnung des strahlenden Bereichs in Halbleiterlasern (≈1 μm) ergibt sich ein großer Divergenzwinkel der Strahlung.

I. wurden anfangs in der einfachsten Form der Homostrukturlaser gefertigt, wobei die geschliffenen und polierten Endflächen des Halbleiterkristalls zugleich als Resonatorspiegel dienten. (Vielfach genügt eine saubere Bruchfläche mit einem Reflexionsvermögen von ≈30%.) Die Forderungen erhöhter Lebensdauer (mehr als 106 Stunden) und eines Laserbetriebs bei Zimmertemperatur führten zur Entwicklung der Mehrfachheterostrukturlaser mit teilweise komplizierten Substrukturen.

Anwendung finden I. einmal in der Spektroskopie (vorwiegend für den mittleren IR-Bereich), der Meßtechnik sowie als Pumplaser (diodengepumpte Laser) und zum anderen insbesondere als Sendelichtquelle in der optischen Nachrichtenübertragung. Zunehmende Bedeutung erlangt dieser Lasertyp hierbei durch Einbeziehung in die integrierte Optik und die Optoelektronik.



Injektionslaser: Prinzipieller Aufbau eines Injektionslasers.

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


Partnerinhalte