ES3061776T3

ES3061776T3 - Diode laser having an improved mode profile

Info

Publication number: ES3061776T3
Application number: ES18703254T
Authority: ES
Inventors: Thorben Kaul; Götz Erbert; Paul Crump
Original assignee: Ferdinand Braun Institut GgmbH Leibniz Institut fuer Hoechstfrequenztechnik
Current assignee: Ferdinand Braun Institut GgmbH Leibniz Institut fuer Hoechstfrequenztechnik
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2026-04-07
Anticipated expiration: 2038-01-25
Also published as: EP3568887C0; US10840674B2; WO2018138209A1; DE102017101422A1; EP3568887B1; EP3568887A1; US20200052465A1; DE102017101422B4

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Diodo láser con perfil de modo mejorado

[0003] La presente invención se refiere a un diodo láser con perfil de modo mejorado.

[0004] Estado de la técnica

[0005] En general, los diodos láser emisores de borde (diodo láser) tienen una capa activa que está embebida en capas semiconductoras que difieren entre sí en términos de su banda prohibida, índices de refracción y dopaje. Las capas por debajo y por encima de la capa activa se diferencian en particular por el tipo de conducción (n o p). Además de garantizar el transporte de electrones y huecos a la capa activa, donde recombinan de forma estimulada y generan radiación láser, estas capas sirven para guiar la luz láser verticalmente. Las capas adyacentes a la capa activa se denominan capas de guía de ondas, y las capas adyacentes a estas capas de guía de ondas se denominan capas de revestimiento. Normalmente, el índice de refracción de la capa activa es mayor que el de las capas de guía de ondas y el índice de refracción de las capas de guía de ondas es mayor que el de las capas de revestimiento. No obstante, también son posibles otras configuraciones (por ejemplo, Vertical ARROW, Photonic Band Crystal).

[0006] Los láseres semiconductores de banda ancha son particularmente solicitados por la industria debido a su alto rendimiento. A partir de un solo diodo láser, pueden obtenerse potencias ópticas estables de más de 15 W, usando una banda ancha de 100 µm y una corriente de diodo de 15 A Un diodo láser con divergencia reducida adecuado para el rango de alta potencia se conoce, por ejemplo, a partir de la publicación US 2004/0013147 A1.

[0007] Las características de rendimiento de los láseres de banda ancha ya han sido publicadas por numerosos autores, en particular se han investigado las estructuras asimétricas dobles extremas (EADE) convencionales. Un diseño EADE de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento US 8,798,109 B2. Las principales ventajas de los diodos láser basados en EADE frente a otros conceptos de láseres de banda ancha son, en particular, un grado de eficacia especialmente elevado, bajas pérdidas ópticas y baja resistencia óhmica. El comportamiento de los diodos con un diseño EADE y una banda ancha de 100 µm sólo se ha investigado hasta ahora a temperatura ambiente, pero para niveles de potencia superiores a aproximadamente 10 W muestran eficiencias de conversión significativamente superiores a las alcanzables con estructuras convencionales, como se muestra en Hasleret al., Semicond. Sci. Technol. 29, p. 045010 (2014) y Crumpet al., IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron. 19(4), 1501211 (2013). En este documento se demuestra que los diodos con diseño EADE tienen una resistencia en serie significativamente menor (de hasta 40 %) y mecanismos de pérdida reducidos (por ejemplo, curvatura de los bordes de banda, acumulación de portadores de carga en la guía de ondas óptica y corrientes de fuga impulsadas por la tensión y la temperatura) debido a su estrecha guía de ondas del lado tipo p (menor que 150 nm, guía de ondas tipo n mayor que 1 µm).

[0008] Para reducir la influencia significativa de las capas de guía de ondas tipo p sobre la pérdida óptica y la resistencia óhmica, el diseño EADE incluye una doble asimetría en el área de la guía de ondas, que desplaza la energía del modo de formación (fundamental) hacia el lado conductor tipo n. Sin embargo, una desventaja del diseño EADE es que el máximo del modo fundamental se desplaza fuera de la zona activa hacia el área tipo n debido a la estrechez de la guía de ondas tipo p. Esto reduce el confinamiento del modo óptico dentro de la zona activa, lo que provoca un aumento drástico de la corriente umbral y la consiguiente reducción de la eficiencia de conversión máxima. Además, como se describe en la publicación T. Kaulet al., Proc. 25.º Congreso Internacional de Láser de Semiconductores (ISLC 2016), Kobe, Japón, 12-15 de septiembre, p. WD4 (2016), también es necesario un alto confinamiento del modo óptico para la realización de diodos láser con baja dependencia de la temperatura.

[0009] Estudios anteriores destacan que el factor de confinamiento de modos puede aumentarse desplazando la película cuántica hacia la región tipo n o utilizando una configuración de películas multicuánticas. En el primer caso, no se obtienen las ventajas mencionadas anteriormente de un diseño EADE. En el segundo caso, se produce un aumento drástico de la densidad de corriente de transparencia y, como consecuencia, un aumento inevitable de la corriente umbral y una reducción de la eficiencia de conversión, por lo cual resultan ventajosas las estructuras de capas verticales con una sola película cuántica.

[0010] Divulgación de la invención

[0011] Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un diodo láser con perfil de modo mejorado que supere las desventajas descritas de la técnica anterior. En particular, un diodo láser de acuerdo con la invención debe basarse en un diseño EADE con una sola película cuántica así como tener un alto factor de confinamiento de modos óptico, en donde ni la película cuántica se desplaza hacia el área tipo n ni se requiere una zona activa más amplia. Estos objetivos se resuelven de acuerdo con la invención mediante las características de la reivindicación de patente 1. Las realizaciones útiles de la invención están contenidas en las reivindicaciones secundarias.

[0012] Un diodo láser de acuerdo con la invención comprende una primera capa de revestimiento de conducción tipo n, una primera capa de guía de ondas de conducción tipo n que está dispuesta sobre la primera capa de revestimiento, una capa activa que es adecuada para generar radiación y que está dispuesta sobre la primera capa de guía de ondas, una segunda capa de guía de ondas de conducción tipo p que está dispuesta sobre la capa activa, una segunda capa de revestimiento de conducción tipo p que está dispuesta sobre la segunda capa de guía de ondas, en donde una primera capa intermedia de conducción tipo n está formada entre la primera capa de guía de ondas y la capa activa como una región de transición, y una segunda capa intermedia de conducción tipo p está formada entre la segunda capa de guía de ondas y la capa activa como una región de transición, en donde los límites entre las capas individuales están determinados por el hecho de que en esos puntos el perfil del índice de refracción presenta una inflexión, en donde la primera capa intermedia y, opcionalmente, la segunda capa intermedia son capas de índice gradual (capa GRIN) con un perfil continuo del índice de refracción, y en donde un índice de refracción máximo de la primera capa de revestimiento es menor que un índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas, un índice de refracción máximo de la primera capa de guía de ondas es menor que un índice de refracción mínimo de la primera capa intermedia, un índice de refracción máximo de la primera capa intermedia es menor que un índice de refracción mínimo de la capa activa, un índice de refracción mínimo de la capa activa es mayor que un índice de refracción máximo de la segunda capa intermedia, y un índice de refracción mínimo de la segunda capa de guía de ondas es mayor que un índice de refracción máximo de la segunda capa de revestimiento. El diodo láser de acuerdo con la invención está caracterizado por que se selecciona una relación de asimetría entre el grosor de la primera capa intermedia y la suma del grosor de la primera capa intermedia y el grosor de la segunda capa intermedia mayor que 0,5, de forma que el máximo de la intensidad de modos de un modo fundamental guiado se localiza dentro de la primera capa intermedia. Otra variante no contemplada en las reivindicaciones comprende el uso de una relación de asimetría menor que 0,5, que permite un ángulo de campo lejano vertical más pequeño sin variar el grosor de la guía de ondas.

[0013] De acuerdo con la invención, la primera capa intermedia es una capa GRIN. En una primera realización, la segunda capa intermedia de tipo p puede ser una capa GRIN. En una segunda forma de realización, la segunda capa intermedia de tipo p puede ser una capa con índice de refracción constante o con composición de material constante.

[0014] En una realización preferida, el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas está comprendido entre 3 nm y 350 nm, ya que una onda de electrones en la capa activa puede mantenerse alejada eficientemente de la capa de revestimiento en grosores de capa superiores a 3 nm. En una realización especialmente preferida, el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas está entre 5 nm y 350 nm, preferentemente entre 5 nm y 150 nm, preferentemente entre 5 nm y 100 nm, preferentemente entre 5 nm y 60 nm, e incluso más preferentemente entre 5 nm y 30 nm.

[0015] Una región de transición es un área entre dos capas en donde los índices de refracción locales en los bordes de las dos capas enfrentadas son iguales (una capa intermedia correspondiente también puede denominarse capa de ajuste del índice de refracción). Si los índices de refracción de dichos bordes difieren entre sí, preferentemente existe una transición continua (por ejemplo, un perfil del índice de refracción espacial lineal) entre estos índices de refracción dentro de la región de transición.

[0016] Preferentemente, una región de transición es una capa GRIN.

[0017] Una capa GRIN (GRIN - índice gradual) es una capa cuyo índice de refracción muestra un gradiente a lo largo del grosor de capa. En particular, se trata de capas en donde el índice de refracción aumenta o disminuye desde un primer valor en una primera cara de la capa hasta un segundo valor no igual al primero en una cara de la capa opuesta a la primera cara (transversal a la dirección de propagación de la luz). Esta transición es continua. Preferentemente existe una relación monótona entre el índice de refracción y el grosor de capa, más preferentemente una relación polinómica o exponencial e incluso más preferentemente una relación lineal.

[0018] Preferentemente, al menos una de las dos capas de guía de ondas contiene un gradiente del índice de refracción. En el caso de una o más capas de guía de ondas con un gradiente del índice de refracción, siempre se utiliza la mayor cantidad del índice de refracción en la capa respectiva (es decir, la capa con el gradiente del índice de refracción) para calcular la diferencia entre el índice de refracción de una capa de guía de ondas y el índice de refracción de una capa de revestimiento asociada. De acuerdo con la presente invención, se entiende por capa (capa de guía de ondas) con gradientes del índice de refracción, una capa (capa de guía de ondas) cuyo índice de refracción varía a lo largo del eje del grosor de capa (transversal a la dirección de propagación de la luz). Preferentemente, el índice de refracción varía de un primer valor en la primera interfaz (con la capa de revestimiento) a un segundo valor en la segunda interfaz (con la capa intermedia).

[0019] Todos los índices de refracción se refieren a la longitud de onda central de la radiación emitida o amplificada por la capa activa. La longitud de onda central de la radiación emitida por la capa activa se sitúa preferentemente entre 380 nm y 10 µm, más preferentemente entre 380 nm y 1200 nm, más preferentemente entre 700 nm y 1000 nm e incluso más preferentemente entre 900 nm y 1000 nm.

[0020] La idea de la presente invención es dotar a la región de transición en las proximidades de la capa activa, en particular en las proximidades de una película cuántica única como capa activa, de un componente asimétrico adicional. Esto permite influir y controlar específicamente las propiedades del modo y, en particular, el perfil de modo o la posición espacial del máximo del modo en relación con la capa activa. En particular, se realiza una asimetría triple (triple) en la estructura de capas (capas de guía de ondas tipo n y p asimétricas, capas de revestimiento tipo n y p asimétricas y capas intermedias tipo n y p asimétricas).

[0021] Este método de influencia de modos es particularmente interesante para diodos láser con diseño EADE, ya que en estructuras simétricas la introducción de un componente tan asimétrico en las regiones de transición tiene menos influencia en el comportamiento del diodo debido al control de modo centrado. Un diseño EADE ampliado por un componente asimétrico adicional de este tipo también se denomina en lo sucesivo estructura asimétrica triple extrema (EADE). En particular, la idea de la presente invención es adecuada para dejar intacta la guía de ondas tipo p en un diodo láser en diseño EADE y modificar el confinamiento de modos en la capa activa mediante el componente asimétrico adicional en las regiones de transición a la capa activa. Sin embargo, la aplicación del diseño asimétrico de las regiones de transición de los lados tipo n y p entre las capas de guía de ondas y la capa activa de acuerdo con la invención no se limita a los diodos láser con diseño EADE.

[0023] En un diodo láser con diseño EADE, el modo fundamental guiado se desplaza en la dirección de la capa activa o de la película cuántica para una asimetría en donde la relación entre el grosor de la primera capa intermedia y la suma del grosor de la primera capa intermedia y el grosor de la segunda capa intermedia es mayor que 0,5 de acuerdo con la invención. Esto aumenta la densidad de potencia óptica del modo fundamental en el campo cercano y el confinamiento de modos en la capa activa (confinamiento de modos Γ). La Figura 4 a) muestra, por ejemplo, que el confinamiento de modos Γ puede aumentar significativamente si se incrementa el grosor de capa intermedia del lado tipo n mientras que el grosor de capa intermedia del lado tipo p permanece igual. En una estructura EADE convencional ilustrativa con películas cuánticas individuales e intercalares GRIN simétricos, Γ = 0,2 % (véase M. Winterfeldtet al., Proc. SPIE 9733, 97330O (2016)). En particular, esta técnica EADE puede utilizarse para casi triplicar el confinamiento de modos Γ del 0,2 % al 0,6 % para este ejemplo sin tener que modificar la región tipo p de un diodo láser EADE convencional. Esto significa que pueden conservarse todas las características positivas del diseño EADE convencional. Otro hallazgo es que con una estructura EADE asimétrica (véase la Figura 4 a) comparada con la Figura 4 c)) con un grosor de capa de la segunda capa intermedia GRIN de 70 nm, es posible conseguir un confinamiento de modos casi idéntico que con una estructura EADE simétrica que tiene más del doble de anchura (150 nm). Esta estrategia permite generar eficiencias de conversión significativamente mayores a potencias ópticas elevadas a partir de láseres semiconductores con diseño EADE y es de naturaleza esencial para el mercado de diodos láser de alta potencia altamente eficientes. La presente invención permite ampliar el uso de diodos láser con diseño EADE a la gama de altas temperaturas.

[0025] Para los diodos láser con diseño EADE no cubiertos por las reivindicaciones, en donde la relación entre el grosor de la primera capa intermedia y la suma del grosor de la primera capa intermedia y el grosor de la segunda capa intermedia es menor que 0,5, la componente asimétrica adicional en las regiones de transición a la capa activa da lugar a un desplazamiento del máximo del modo en la dirección de la región tipo n, de modo que como resultado el perfil de campo cercano emitido se ensancha y el perfil de campo lejano vertical se reduce. Cuando el grosor de la guía de ondas del lado tipo p se mantiene igual, la menor densidad de radiación en la faceta frontal del diodo láser también da lugar a un aumento de la potencia de fallo debido a COMD (daños catastróficos del espejo óptico), como se demuestra en D. Botez, Appl. Phys. Lett. 74(21), 3102 (1999). Además, los ángulos de campo lejano pueden reducirse, como puede verse en particular en la Figura 4 d), en donde una reducción de la asimetría sin cambiar el grosor de la guía de ondas tipo p permite reducir el campo lejano en más de 10°. Aunque esto se hace a expensas del confinamiento de los modos, también puede ser una ventaja para aplicaciones en el intervalo de bajas temperaturas de funcionamiento, por ejemplo. La Figura 5 a) también muestra que las curvas de potencia para las inclusiones de modo Γ = 0,46 % y Γ = 0,54 % son muy similares, por lo que en el presente documento no hay que aceptar pérdidas significativas en las características de potencia de los diodos láser si se mejora el campo lejano.

[0027] El diseño EADE con triple asimetría, por ejemplo con intercalares GRIN asimétricos, proporciona una nueva libertad de diseño que puede utilizarse bien para aumentar la eficiencia de conversión y reducir la sensibilidad a la temperatura (debido al mayor confinamiento de modos) o bien para obtener una mayor potencia útil debido a un mayor rendimiento COMD (correspondiente al menor confinamiento de modos) y una menor divergencia.

[0029] De acuerdo con la invención, la suma del grosor de capa de la primera capa de guía de ondas y del grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas es mayor que 1 µm, preferentemente mayor que 1,5 µm e incluso más preferentemente mayor que 2 µm. Preferentemente, la suma del grosor de capa de la primera capa de guía de ondas y el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas es menor que 10 µm, más preferentemente menor que 5 µm, más preferentemente menor que 4 µm e incluso más preferentemente menor que 3 µm. Mediante esta configuración es posible obtener, para el modo fundamental, un campo lejano vertical inferior a 60°, dentro del cual se encuentra o se emite el 95 % de la potencia radiada (FF95%). Además, una baja proporción del modo fundamental dentro de la capa de guía de ondas de tipo p (preferentemente <15 %, por ejemplo con una capa de guía de ondas de tipo p de 150 nm de grosor y un grosor total de 1,15 µm) da lugar a la menor pérdida de absorción óptica posible.

[0030] Preferentemente, el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas es menor que 500 nm, más preferentemente menor que 350 nm, más preferentemente menor que 250 nm, más preferentemente menor que 150 nm, más preferentemente menor que 100 nm e incluso más preferentemente menor que 50 nm.

[0032] Preferentemente, el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas es mayor que 5 nm, más preferentemente mayor que 10 nm e incluso más preferentemente mayor que 25 nm.

[0033] Preferentemente, el grosor de capa de la primera capa intermedia es menor que 500 nm, más preferentemente menor que 350 nm, más preferentemente menor que 300 nm, más preferentemente menor que 200 nm, más preferentemente menor que 150 nm, más preferentemente menor que 75 nm e incluso más preferentemente menor que 30 nm. Preferentemente, el grosor de la primera capa intermedia es mayor que 5 nm, más preferentemente mayor que 10 nm e incluso más preferentemente mayor que 25 nm. Preferentemente, el grosor de la segunda capa intermedia es menor que 500 nm, más preferentemente menor que 350 nm y más preferentemente menor que 300 nm, más preferentemente menor que 150 nm y aún más preferentemente menor que 75 nm. Preferentemente, el grosor de la segunda capa intermedia es mayor que 5 nm, más preferentemente mayor que 10 nm e incluso más preferentemente mayor que 25 nm.

[0035] Se puede conseguir una menor pérdida óptica y una menor resistencia óhmica mediante un menor grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas. De acuerdo con la invención, la diferencia entre el índice de refracción máximo de la primera capa de guía de ondas y el índice de refracción de la primera capa de revestimiento está comprendida entre 0,04 y 0,01. De este modo se puede conseguir ventajosamente que se supriman o eliminen por completo los modos superiores. La diferencia de los índices de refracción debe ser lo suficientemente grande para que, durante el funcionamiento activo, los cambios del índice de refracción inducidos térmica y electrónicamente, que normalmente son menores de 0,01, no tengan influencia en las propiedades del láser. Como resultado, el modo fundamental es estable frente a los efectos de la temperatura o de los portadores de carga (es decir, definido principalmente por las capas de guía de ondas y de revestimiento). En una variante de realización incluso más preferentemente, la diferencia entre el índice de refracción máximo de la primera capa de guía de ondas y el índice de refracción de la primera capa de revestimiento está comprendida entre 0,04 y 0,015. La diferencia entre el índice de refracción máximo de la primera capa de guía de ondas y el índice de refracción de la primera capa de revestimiento es preferentemente menor o igual a 0,035. Además, la diferencia entre el índice de refracción máximo de la primera capa de guía de ondas y el índice de refracción de la primera capa de revestimiento es preferentemente mayor o igual a 0,015. Preferentemente, dentro de la primera capa intermedia, el índice de refracción, a partir de la capa activa, disminuye en la dirección de la primera capa de guía de ondas en al menos 0,03 o en un 30 % de la diferencia entre el índice de refracción máximo de la primera capa intermedia y el índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas. De este modo, la capa intermedia del lado tipo n cubre, al menos, el 0,03 o el 30 % del salto de índice de refracción entre el índice de refracción máximo de la primera capa intermedia y el índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas. Preferentemente, dentro de la primera capa intermedia el índice de refracción disminuye al menos 0,05 o un 50 % de dicha diferencia e incluso más preferentemente 0,07 o un 70 % de dicha diferencia. En particular, el perfil decreciente del índice de refracción dentro de la primera capa intermedia puede ser una función decreciente continua del grosor de capa. Preferentemente, el índice de refracción dentro de la primera capa intermedia disminuye monotónicamente en función del grosor de capa desde el índice de refracción máximo de la capa activa hasta el índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas. Preferentemente, el índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas está situado en el límite con la primera capa de revestimiento.

[0037] Preferentemente, el índice de refracción no disminuye dentro de la segunda capa intermedia, a partir de la capa activa, en la dirección de la segunda capa de guía de ondas, sino que tiene un valor constante en toda la segunda capa intermedia. En una realización alternativa, dentro de la segunda capa intermedia, el índice de refracción desciende al menos un 9 % de la diferencia entre el índice de refracción máximo de la segunda capa intermedia y el índice de refracción mínimo de la segunda capa de guía de ondas. La capa intermedia del lado tipo p cubre, al menos, el 9 % del salto del índice de refracción entre el índice de refracción máximo de la segunda capa intermedia y el índice de refracción mínimo de la segunda capa de guía de ondas. En particular, el perfil decreciente del índice de refracción dentro de la segunda capa intermedia puede ser una función decreciente continua del grosor de capa. Preferentemente, el índice de refracción dentro de la segunda capa intermedia disminuye continuamente en función del grosor de capa desde el índice de refracción máximo de la capa activa hasta el índice de refracción mínimo de la segunda capa de guía de ondas. Preferentemente, el índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas se encuentra en el límite con la segunda capa de revestimiento.

[0039] Preferentemente, las capas de guía de ondas y las capas de revestimiento son uniformes. Preferentemente, la uniformidad se extiende a lo largo de toda su longitud, que se encuentra entre las facetas del diodo láser, incluso más preferentemente a lo largo de toda su extensión. Uniformidad, en el sentido de la presente solicitud, significa que los parámetros de la capa (tales como composición química, dopaje, grosor de capa, índice de refracción) se desvían unos de otros en menos del 10 %, preferentemente en menos del 5 %, más preferentemente en menos del 1 % sobre la extensión indicada (de máximo a mínimo).

[0041] El material preferido para la primera capa de revestimiento es Al<x>Ga<1-x>As, más preferentemente la composición del material está comprendida entre Al<0,28>Ga<0,72>As y Al<0,32>Ga<0,68>As. La primera capa de revestimiento tiene preferentemente un grosor de capa de entre 0,5 µm y 4 µm. El material preferido para la primera capa de guía de ondas es Al<x>Ga<1-x>As, más preferentemente la composición del material está comprendida entre Al<0,10>Ga<0,90>As y Al<0,32>Ga<0,68>As. La primera capa de guía de ondas tiene preferentemente un grosor de capa de entre 0,5 µm y 3 µm. Los materiales utilizados para la primera capa de revestimiento y la primera capa de guía de ondas son todos los compuestos semiconductores que consisten en elementos del grupo 3 (AI, Ga, In) y del grupo 5 (N, P, As y Sb) de la tabla periódica de los elementos, que producen la diferencia deseada entre el índice de refracción de la primera capa de guía de ondas y el índice de refracción de la primera capa de revestimiento. Preferentemente, la primera capa de guía de ondas y la segunda capa de guía de ondas están hechas del mismo material. El índice de refracción de la primera capa de revestimiento es preferentemente menor que el índice de refracción de la primera capa de guía de ondas. El índice de refracción de la segunda capa de revestimiento es preferentemente menor que el índice de refracción de la segunda capa de guía de ondas.

[0042] El material preferente de la capa activa es un MQW de InGaAs (multiquantum wello pozo cuántico múltiple), más preferentemente un DQW de InGaAs (double quantum wello pozo cuántico doble) e incluso más preferentemente un SQW de InGaAs (single quantum well o pozo cuántico simple). Entre los posibles materiales para la capa activa se incluyen todos los compuestos semiconductores que consisten en elementos del grupo 3 (AI, Ga, In) y del grupo 5 (N, P, As y Sb) de la tabla periódica de los elementos, por ejemplo GaAsP, InGaAsP, AllnGaAs, InGaAsNSb. El material preferente de la segunda capa de guía de ondas es Al<x>Ga<1-x>As, preferentemente con el menor contenido molar posible x de Al para una resistencia eléctrica mínima; para una longitud de onda de 940 nm en la capa límite entre la segunda capa intermedia y la segunda capa de guía de ondas, preferentemente menor que 0,4, más preferentemente menor que 0,3 e incluso más preferentemente menor que o igual a 0,25 y en la capa límite entre la segunda capa de guía de ondas y la segunda capa de revestimiento preferentemente menor que 0,95, más preferentemente menor que 0,9 e incluso más preferentemente menor que 0,85.

[0043] Preferentemente, la capa activa tiene un grosor de capa (total) menor que 80 nm, más preferentemente menor que 60 nm, más preferentemente menor que 40 nm e incluso más preferentemente menor que 20 nm.

[0044] Preferentemente, la capa activa tiene al menos un pozo cuántico sin capas barrera. En una variante preferentemente alternativa, la capa activa tiene al menos una capa en forma de pozo y al menos dos capas barrera. Preferentemente, el grosor de capa que contiene al menos una pozo está entre 1 nm y 25 nm, más preferentemente entre 5 y 20 nm. Preferentemente, los grosores de capa de la capa que contiene al menos un pozo son uniformes e iguales. Preferentemente, los grosores de las capas barrera opcionales son uniformes e iguales. El número de capa en forma de pozo es preferentemente menor que 15, más preferentemente menor que 10, más preferentemente menor que 5 e incluso más preferentemente menor que 3. Preferentemente, el grosor total de la capa activa (con todas las capas en forma de pozo y barrera) es menor que 80 nm, más preferentemente menor que 60 nm, más preferentemente menor que 40 nm e incluso más preferentemente menor que 20 nm.

[0045] Preferentemente, la capa activa es uniforme. Preferentemente, la uniformidad de la capa activa se extiende a lo largo de toda su longitud, que se encuentra entre las facetas del diodo láser, incluso más preferentemente a lo largo de toda su extensión. Uniformidad de la capa activa, en el sentido de la presente solicitud, significa que los parámetros de la capa (tales como composición química, dopaje, grosor de capa, índice de refracción) tienen una desviación unos de otros menor que 10 %, preferentemente menor que 5 %, más preferentemente menor que 1 %, e incluso más preferentemente en absoluto a lo largo de dicha extensión (de máxima a mínima).

[0046] Preferentemente, la capa activa se extiende por toda el área comprendida entre una faceta de reflexión y una faceta de salida. Preferentemente, una capa activa contacta directamente con la faceta de reflexión y la faceta de salida. La capa activa también puede espaciarse de las facetas en un intervalo entre 0 µm y 500 µm, por ejemplo mediante implantación, entremezclado o sobrecrecimiento, para evitar el fallo del láser debido a la destrucción de la(s) faceta(s). Preferentemente, las superficies de la faceta de reflexión y de la faceta de salida son planas. Preferentemente, las superficies de la faceta de reflexión y de la faceta de salida están dispuestas paralelamente entre sí. Preferentemente, el eje longitudinal de la primera capa de guía de ondas y el eje longitudinal de la segunda capa de guía de ondas son perpendiculares a las superficies de la faceta de reflexión y de la faceta de salida. Preferentemente, se proporciona una guía de ondas acanalada para controlar el campo lejano lateral.

[0047] Preferentemente, la primera capa intermedia y la segunda capa intermedia son de Al<x>Ga<1-x>As. Preferentemente, el contenido molar x de Al de la primera capa intermedia en la interfaz entre la primera capa intermedia y la capa activa tiene un valor mayor o igual que 0, más preferentemente mayor que 0,05 e incluso más preferentemente mayor que 0,1. Preferentemente, el contenido molar x de Al de la primera capa intermedia en la interfaz entre la primera capa de guía de ondas y la primera capa intermedia tiene un valor mayor que 0,05, más preferentemente mayor que 0,1, más preferentemente mayor que 0,15 e incluso más preferentemente mayor que 0,2. Por ejemplo, la diferencia entre el índice de refracción máximo de una primera capa de guía de ondas (a modo de ejemplo, Al<0,25>Ga<0,75>As) y el índice de refracción máximo de una primera capa intermedia (a modo de ejemplo, Al<0,15>Ga<0,85>As) en la interfaz entre la primera capa de guía de ondas y la capa activa es de 0,07. Este valor diferencial es particularmente preferentemente mayor que 0,03, más preferentemente mayor que 0,05 e incluso más preferentemente mayor que 0,07.

[0048] La formación de un gradiente del índice de refracción en al menos una de las capas de guía de ondas, preferentemente la primera capa de guía de ondas, es ventajosa porque esto conduce a un perfil de intensidad favorable del modo fundamental y, por lo tanto, a un umbral láser menor. De acuerdo con la invención, es posible determinar la intensidad del modo fundamental dentro de la película cuántica sin tener que ajustar el grosor de capa intermedia tipo p o el grosor de las capas de guía de ondas. Sin embargo, si el modo fundamental está demasiado lejos dentro de una de las capas de guía de ondas, el umbral láser aumentaría bruscamente, de modo que la formación de un gradiente del índice de refracción puede conducir a un posicionamiento más favorable del modo fundamental en la guía de ondas.

[0049] En una realización incluso más preferentemente, la primera capa de guía de ondas y la segunda capa de guía de ondas tienen un gradiente del índice de refracción (por ejemplo, variando el contenido de aluminio a lo largo del grosor de capa), en donde en el caso de capas de guía de ondas de Al<x>Ga<1-x>As el contenido molar x de Al de la segunda capa de guía de ondas puede variar entre 10 % y 95 % y en el caso de la primera capa de guía de ondas entre 10 % y 32 %. Preferentemente, el índice de refracción cambia linealmente de un lado a otro en el caso de un gradiente del índice de refracción.

[0050] Preferentemente, el índice de refracción de una capa de guía de ondas es menor en la interfaz con la capa de revestimiento que en la interfaz con la capa intermedia. Preferentemente, el índice de refracción de una capa de guía de ondas varía de forma continua desde la interfaz con la capa de revestimiento hasta la interfaz con la capa intermedia. Preferentemente, el gradiente del índice de refracción se genera mediante un perfil de composición específico del material semiconductor. Por ejemplo, en el sistema de materiales Al<x>Ga<1-x>As, el gradiente del índice de refracción puede generarse por un gradiente del contenido molar x de Al. Si la segunda capa de guía de ondas tiene un perfil de composición, se utiliza preferentemente Al<x>Ga<1-x>As, con un contenido molar de Al entre Al<0,15>Ga<0,85>As y Al<0,85>Ga<0,15>As.

[0051] Preferentemente, el diodo láser de acuerdo con la invención está diseñado para un funcionamiento de onda continua. Preferentemente, un control eléctrico para el diodo láser está diseñado de tal manera que el diodo láser funciona en modo de onda continua. Preferentemente, el diodo láser está diseñado como un diodo láser emisor de borde. Preferentemente, el diodo láser está diseñado como un amplificador óptico.

[0052] Preferentemente, se proporciona un sustrato portador sobre el que se construye dicha estructura de capas. Preferentemente, las capas de conducción tipo n están dispuestas en el lado de la capa activa que mira hacia el sustrato portador, mientras que las capas de conducción tipo p están dispuestas en el lado de la capa activa que mira hacia fuera del sustrato portador. Preferentemente, el diodo láser tiene capas de contacto para inyectar portadores de carga.

[0053] Breve descripción de los dibujos

[0054] La invención se explica a continuación en ejemplos de realizaciones con referencia a los dibujos asociados. Se muestra:

[0055] Figura 1

[0056] la distribución del índice de refracción a lo largo de las capas de un diodo láser EADE convencional de acuerdo con la técnica anterior, así como la correspondiente distribución vertical de la intensidad de modos en el diodo láser, Figura 2A

[0057] la distribución del índice de refracción a lo largo de las capas de una primera realización de un diodo láser EADE de acuerdo con la invención, así como la correspondiente distribución vertical de la intensidad de modos en el diodo láser, Figura 2B

[0058] la distribución del índice de refracción a lo largo de las capas de una segunda realización de un diodo láser EADE de acuerdo con la invención, así como la correspondiente distribución vertical de la intensidad de modos en el diodo láser, Figura 3A

[0059] vista esquemática en perspectiva de un diodo láser de acuerdo con la invención,

[0060] Figura 3B

[0061] el diodo láser de acuerdo con la invención de la Figura 2A en vista esquemática en sección a lo largo de un eje transversal a la dirección de propagación de la luz,

[0062] Figura 3C

[0063] el diodo láser de acuerdo con la invención de la Figura 2A en vista esquemática en sección a lo largo de un eje paralelo a la dirección de propagación de la luz,

[0064] Figura 4

[0065] las dependencias simuladas del confinamiento de modos (a, c) y del campo lejano vertical (b, d) con respecto a la intensidad de la relación de asimetría y al grosor de la segunda capa de la guía de ondas, y

[0066] Figura 5

[0067] las características de potencia-tensión-corriente de tres diodos láser semiconductores comparables con diferentes realizaciones de un diseño EADE de acuerdo con la invención a 25 °C (a) y a 75 °C (b).

[0068] Descripción detallada de los dibujos

[0069] La Figura 1 muestra la distribución del índice de refracción a lo largo de las capas de un diodo láser EADE convencional de acuerdo con la técnica anterior, así como la correspondiente distribución vertical de la intensidad de modos en el diodo láser. El diodo láser tiene una estructura en capas con una primera capa de revestimiento conductora tipo n 14, una primera capa de guía de ondas conductora tipo n 12 dispuesta sobre ella, una primera capa intermedia conductora tipo n 11 (capa GRIN) dispuesta sobre ella, una capa activa 10 dispuesta sobre ella, una segunda capa intermedia conductora tipo p 15 (capa GRIN) dispuesta sobre ella, una segunda capa de guía de ondas conductora tipo p 16 dispuesta sobre ella y una segunda capa de revestimiento conductora tipo p 18 dispuesta sobre ella. Dichas capas están dispuestas sobre un sustrato 28. Los grosores respectivos de la primera capa intermedia 11 y de la segunda capa intermedia 15 son iguales, es decir, la capa activa 10 está centrada entre las interfaces marcadas de la primera capa intermedia 11 con la primera capa de guía de ondas 12 y de la segunda capa intermedia 15 con la segunda capa de guía de ondas 16. En particular, como en todos los diodos láser EADE de acuerdo con la técnica anterior, la relación de asimetría entre el grosor de la primera capa intermedia 11 y la suma del grosor de la primera capa intermedia 11 y el grosor de la segunda capa intermedia 15 es igual a 0,5.

[0070] En el diseño EADE ilustrado, la intensidad máxima del modo fundamental mostrado está claramente fuera de la capa activa (es decir, bajo confinamiento de modos) y bien dentro de la primera región de guía de ondas 12. El modo solo puede interactuar con la capa activa 10 a través de su flanco tipo p, de caída pronunciada, y únicamente con baja intensidad y un pequeño solapamiento de modos.

[0071] La Figura 2A muestra la distribución del índice de refracción a lo largo de las capas de una primera realización de un diodo láser EADE de acuerdo con la invención, así como la correspondiente distribución vertical de la intensidad de modos en el diodo láser. La estructura de capas ilustrada corresponde fundamentalmente a la estructura mostrada en la Figura 1. Los números de referencia respectivos se aplican en consecuencia. Sin embargo, a diferencia de la representación de la Figura 1, en el diodo láser mostrado se ha realizado una asimetría adicional con respecto a los grosores de la primera capa intermedia 11 (capa GRIN) y la segunda capa intermedia 15 (capa GRIN) en comparación con un diseño EADE convencional. Aunque la estructura de la segunda capa intermedia 15 en el área del lado tipo p se corresponde en gran medida con el diseño EADE convencional, el grosor de la primera capa intermedia 11 se incrementó significativamente en relación con el grosor de la segunda capa intermedia 15. Esto significa que la capa activa 10 en el diseño EADE ya no está centrada entre las interfaces marcadas de la primera capa intermedia 11 con la primera capa de guía de ondas 12 y la segunda capa intermedia 15 con la segunda capa de guía de ondas 16. En particular, en la representación, la relación de asimetría del grosor de la primera capa intermedia 11 con respecto a la suma del grosor de la primera capa intermedia 11 y el grosor de la segunda capa intermedia 15 es mayor que 0,5. En el diseño EADE ilustrado, la intensidad máxima del modo fundamental mostrado se mueve claramente en la dirección de la capa activa 10 (es decir, alto confinamiento de modos). En particular, la representación muestra que una gran parte de la intensidad de modos se localiza dentro de la primera capa intermedia 11. En comparación con la representación de la Figura 1, el perfil de modo mostrado tiene una menor expansión de modos (menor volumen del modo) y un mayor solapamiento espacial con la capa activa 10 con un aumento de la intensidad máxima en el máximo del modo. Por lo tanto, el modo también puede interactuar mucho más fuertemente con la capa activa 10. El confinamiento de modos aumenta considerablemente.

[0072] La Figura 2B muestra la distribución del índice de refracción a lo largo de las capas de una segunda realización de un diodo láser EADE de acuerdo con la invención, así como la correspondiente distribución vertical de la intensidad de modos en el diodo láser. La representación corresponde fundamentalmente a la representación de la Figura 2B. Los números de referencia respectivos se aplican en consecuencia. En la realización mostrada, a diferencia de la primera realización de acuerdo con la Figura 2A, la segunda capa intermedia de conducción tipo p 15 es una capa con un índice de refracción constante. La primera capa intermedia de conducción tipo n 11, por otra parte, está diseñada como una capa GRIN.

[0073] Las Figuras 3A-3C muestran una representación de un diodo láser en perspectiva y vista en sección, de acuerdo con la invención. El diodo láser de acuerdo con la invención tiene una estructura de capas vertical con un sustrato 28, una primera capa de revestimiento de conducción tipo n 14 dispuesta sobre el mismo, una primera capa de guía de ondas de conducción tipo n 12 dispuesta sobre el mismo, una primera capa intermedia de conducción tipo n 11 dispuesta sobre el mismo, una capa activa 10 dispuesta sobre el mismo, una segunda capa intermedia de conducción tipo p 15 dispuesta sobre el mismo, una segunda capa de guía de ondas de conducción tipo p 16 dispuesta sobre el mismo y una segunda capa de revestimiento de conducción tipo p 18 dispuesta sobre el mismo. También se muestran, a modo de ejemplo, un primer contacto para inyectar portadores de carga 30 y un segundo contacto para inyectar portadores de carga 32. La posición exacta de la primera capa intermedia 11, la segunda capa intermedia 15 y la capa activa 10 puede verse en la representación ampliada de la Figura 3B.

[0074] Además, el diodo láser de acuerdo con la invención tiene una faceta de reflexión 20 con una reflectividad elevada para la longitud de onda central de la radiación emitida por la capa activa 10 y una faceta de salida 22 con una reflectividad que permite desacoplar la radiación en los extremos laterales opuestos. La reflectividad de la faceta de reflexión 20 es preferentemente mayor que 0,8, más preferentemente mayor que 0,9 e incluso más preferentemente mayor que 0,99. La reflectividad de la faceta de salida 22 es preferentemente menor que la reflectividad de la faceta de reflexión 20. Las facetas 20 y 22 forman una cavidad que permite el funcionamiento del láser.

[0075] La estructura específica del ejemplo de realización preferido mostrado en las Figuras 3A-3C es un diodo láser con una capa activa 10 con una longitud de onda de emisión central a 940 nm, hecha de una película cuántica de InGaAs con un grosor de 5,4 nm. Las capas de revestimiento, las guías de ondas y las capas intermedias 11, 12, 14, 15, 16, 18 son de Al<x>Ga<1-x>As. Para las guías de ondas 12 y 16, el contenido molar x de Al en Al<x>Ga<1-x>As es preferentemente del 26 % y 25 % respectivamente. Para las capas de revestimiento 14 y 18, el contenido molar x de Al en Al<x>Ga<1-x>As es preferentemente del 30 % y 70 % respectivamente. Para las capas intermedias 11, 15 (capas GRIN), el contenido molar x de Al en Al<x>Ga<1-x>As en la interfaz respectiva con la capa activa 10 es preferentemente del 15 %. En el ejemplo de realización preferido, el grosor de capa de la primera capa de revestimiento de conducción tipo n 14 es de 1,65 µm, el grosor de capa de la primera capa de guía de ondas de conducción tipo n 12 es de 2,5 µm, el grosor de capa de la primera capa intermedia de conducción tipo n 11 es de 350 nm, el grosor de capa de la segunda capa intermedia de conducción tipo p 15 es de 70 nm, el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas de conducción tipo p 16 es de 150 nm y el grosor de capa de la segunda capa de revestimiento de conducción tipo p 18 es de 800 nm.

[0076] En una realización preferida alternativa, la primera capa de guía de ondas 12 y la segunda capa de guía de ondas 16 tienen un gradiente del índice de refracción (variando el contenido de aluminio a lo largo del grosor de capa), en donde el contenido de aluminio se varía entre un 25 % y 70 % para la segunda capa de guía de ondas 16 y entre un 26 % y 30 % para la primera capa de guía de ondas 12.

[0077] La Figura 4 muestra las dependencias simuladas del confinamiento de modos (a, c) y del campo lejano vertical (b, d) con respecto a la intensidad de la relación de asimetría y al grosor de la segunda capa de guía de ondas. Se supone que las capas de revestimiento, guías de ondas y capas intermedias 11, 12, 14, 15, 16, 18 están formadas por Al<x>Ga<1-x>As, siendo el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas de conducción tipo p 16 de 70 nm (a, b) o 150 nm (c, d). Los valores para una estructura, de acuerdo con la técnica anterior, que se muestra en la Figura 1 están etiquetados cada uno con un ∘ ("círculo") en la Figura 4 (a, b), mientras que los valores para una estructura de acuerdo con la invención de acuerdo con la primera realización que se muestra en la Figura 2 están etiquetados con un □ ("cuadrado)". Toda la información adicional sobre los parámetros de simulación se pueden encontrar en la descripción del diodo láser de acuerdo con la invención que se muestra en las Figuras 3A-3C.

[0078] La simulación se investigó para diferentes grosores de la segunda capa intermedia tipo p 15 (70 nm (a, b), 150 nm (c, d) mientras se cambiaba el grosor de la primera capa intermedia tipo n 11 (10 nm-350 nm) a diferentes fracciones molares x de Al en la interfaz entre la primera capa intermedia tipo n 11 y la primera capa de guía de ondas 12. El contenido molar x de Al en la interfaz entre la segunda capa intermedia tipo p 15 y la segunda capa de guía de ondas 16 es sistemáticamente del 25 % (o 0,25). La capa activa consiste en una película cuántica de 5,4 nm de grosor. Los círculos de los diagramas a), b) corresponden a la estructura vertical de un diodo láser EADE convencional mostrado en la Figura 1. Los cuadrados de los diagramas a), b) corresponden a la estructura vertical de un diodo láser EADE convencional mostrado en la Figura 2, de acuerdo con la invención, con un componente de asimetría adicional en la zona de la capa activa 10 (diodo láser EADE).

[0079] La Figura 5 muestra las características de potencia-tensión-corriente de tres diodos láser semiconductores comparables con diferentes realizaciones de un diseño EADE de acuerdo con la invención a 25 °C (a) y a 75 °C (b). De acuerdo con la invención, el confinamiento de modos de los diodos láser EADE individuales se varió mediante la relación de asimetría. Se trata de láseres semiconductores de gran angular para su funcionamiento a alta potencia (P<out>> 15 W). Si un láser semiconductor de este tipo funciona con una eficiencia de conversión del 55 % en el punto de funcionamiento de 15 W y se refrigera con un sistema de refrigeración pasivo industrial estándar con una temperatura del refrigerante de 25 °C, puede suponerse que la temperatura de la zona activa es de aproximadamente 62 °C con una resistencia térmica media de 3 K/W.

[0080] Si se analizan ahora las características de los tres diodos láser con diseño EADE a 25 °C (a) y a 75 °C (b), se observan claras diferencias en las respectivas características de rendimiento. Las tres estructuras verticales probadas tienen una estructura de capa tipo p comparable, lo que puede reconocerse por el hecho de que las características de tensión de los tres diodos no difieren significativamente.

[0081] A una temperatura del disipador de calor de 25 °C (a), no se pueden reconocer mecanismos de saturación de potencia significativos con respecto al confinamiento de modos. Sin embargo, la corriente umbral es mayor en las estructuras con menor confinamiento de modos, lo que se traduce en una considerable pérdida de eficiencia incluso a temperatura ambiente. Las corrientes umbral más elevadas dan lugar a mayores densidades de portadores de carga dentro de la capa activa y en la guía de ondas. Este efecto provoca un aumento de la absorción de fotones por los portadores de carga libres y una generación excesiva de calor, lo que conduce a un efecto de autoamplificación. Los bordes de banda cercanos a la película cuántica se doblan, de modo que aumentan las tasas de corriente de fuga y se intensifica la acumulación de portadores de carga en la guía de ondas.

[0082] Si ahora observamos los mismos diodos a una temperatura aumentada del disipador de calor en el punto de funcionamiento de 75 °C (b), observamos que se activan los mecanismos de saturación mencionados anteriormente, que dependen del confinamiento de modos y de la corriente. De ello se desprende que, para un funcionamiento de alto rendimiento a temperaturas de funcionamiento elevadas, es especialmente preferible aspirar a un confinamiento de modos grande con el fin de reducir las densidades de portadores de carga, en donde la guía de ondas tipo p debe mantenerse lo más estrecha posible.

[0083] Lista de números de referencia

[0084] 10 Capa activa

[0085] 11 Primera capa intermedia (de conducción tipo n)

[0086] 12 Primera capa de guía de ondas (de conducción tipo n)

[0087] 14 Primera capa de revestimiento (de conducción tipo n)

[0088] 15 Segunda capa intermedia (de conducción tipo p)

[0089] 16 Segunda capa de guía de ondas (de conducción tipo p)

[0090] 18 Segunda capa de revestimiento (de conducción tipo p)

[0091] 20 Faceta de reflexión

[0092] 22 Faceta de salida

[0093] 28 Sustrato

[0094] 30 Primer contacto para la inyección de portadores de carga

[0095] 32 Segundo contacto para la inyección de portadores de carga

[0096] x Contenido molar de Al (Al<x>Ga<1-x>As)

[0097] Γ Confinamiento de modos

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Diodo láser, que comprende:

a) una primera capa de revestimiento de conducción tipo n (14),

b) una primera capa de guía de ondas de conducción tipo n (12), que está dispuesta sobre la primera capa de revestimiento (14),

c) una capa activa (10) adecuada para generar radiación y dispuesta sobre la primera capa de guía de ondas (12),

d) una segunda capa de guía de ondas de conducción tipo p (16), dispuesta sobre la capa activa (10), e) una segunda capa de revestimiento de conducción tipo p (18), dispuesta sobre la segunda capa de guía de ondas (16),

f) en donde entre la primera capa de guía de ondas (12) y la capa activa (10) se forma una primera capa intermedia de conducción tipo n (11) como región de transición, y

g) entre la segunda capa de guía de ondas (16) y la capa activa (10), se forma una segunda capa intermedia de conducción tipo p (15) como región de transición,

h) en donde los límites entre las capas individuales se determinan por el hecho de que el perfil del índice de refracción presenta una inflexión en estos puntos,

i) en donde la primera capa intermedia (11) y, opcionalmente, la segunda capa intermedia (15) es una capa de índice gradual con un perfil del índice de refracción continuo,

j) en donde un índice de refracción máximo de la primera capa de revestimiento (14) es menor que un índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas (12), un índice de refracción máximo de la primera capa de guía de ondas (12) es menor que un índice de refracción mínimo de la primera capa intermedia (11), un índice de refracción máximo de la primera capa intermedia (11) es menor que un índice de refracción mínimo de la capa activa (10), un índice de refracción mínimo de la capa activa (10) es mayor que un índice de refracción máximo de la segunda capa intermedia (15), un índice de refracción mínimo de la segunda capa intermedia (15) es mayor que un índice de refracción máximo de la segunda capa de guía de ondas (16) y un índice de refracción mínimo de la segunda capa de guía de ondas (16) es mayor que un índice de refracción máximo de la segunda capa de revestimiento (18),

k) en donde la suma del grosor de capa de la primera capa de guía de ondas (12) y el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas (16) es mayor que 1 µm, en donde el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas (16) es menor que 350 nm, y

l) en donde la diferencia entre el índice de refracción máximo de la primera capa de guía de ondas (12) y el índice de refracción de la primera capa de revestimiento (14) está entre 0,04 y 0,01,

caracterizado por que

m) se selecciona una relación de asimetría entre el grosor de la primera capa intermedia (11) y la suma del grosor de la primera capa intermedia (11) y el grosor de la segunda capa intermedia (15) mayor que 0,5, de manera que el máximo de la intensidad de modos de un modo fundamental guiado se localice dentro de la primera capa intermedia (11).

2. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el grosor de capa de la segunda capa de guía de ondas (16) es menor que 150 nm.

3. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el grosor de capa de la primera capa intermedia (11) y el grosor de capa de la segunda capa intermedia (15) es menor que 350 nm.

4. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dentro de la primera capa intermedia (11) el índice de refracción, a partir de la capa activa (10), disminuye en la dirección de la primera capa de guía de ondas (12) en al menos 0,03 o en un 30 % de la diferencia entre el índice de refracción máximo de la primera capa intermedia (10) y el índice de refracción mínimo de la primera capa de guía de ondas (12).

5. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa activa (10) tiene un grosor de capa menor que 80 nm.

6. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa activa (10) comprende al menos un pozo cuántico.

7. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera capa intermedia (11) y la segunda capa intermedia (15) consisten en Al<x>Ga<1-x>As.

8. Diodo láser de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el contenido molar (x) de Al de la primera capa intermedia (11) en la interfaz entre la primera capa intermedia (11) y la capa activa (10) es mayor que 0.

9. Diodo láser de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8, en donde el contenido molar (x) de Al de la primera capa intermedia (11) en la interfaz entre la primera capa de guía de ondas (12) y la primera capa intermedia (11) es mayor que 0,05.

10. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una de las capas de guía de ondas (12, 16) tiene un gradiente del índice de refracción.

11. Diodo láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el diodo láser está diseñado como un diodo láser emisor de borde o como un amplificador óptico.