Photonik-Kristall-oberflächenemittierende Laser (PCSEL) können den Effekt der Randresonanz nutzen, um kohärente Oszillationen über große Flächen zu erzielen. Es handelt sich um einen neuen Halbleiterlaser, der eine hochhelle Einmodenemission realisieren kann. Dies macht PCSEL vielversprechend für Anwendungen in Bereichen wie Laser-Radar und 3D-Sensorik. In dieser Arbeit wurde ein PCSEL mit einer Quadrat-Einzellochstruktur aus asymmetrischen konischen Luftlöchern entwickelt. Durch Erhöhung des Photonik-Kristall-Füllfaktors wird der Schwellenwertunterschied zwischen dem Grundmodus und höheren Moden erhöht, was eine hochleistungsfähige Einmodenausgabe bei großer Modenfläche ermöglicht. Experimente zeigen, dass der entwickelte 940-nm-PCSEL unter 10-μs-Pulspumpung eine Ausgangsleistung von 5,1 W, eine Steigungseffizienz von 0,43 W/A, ein Fernfeldstrahlprofil mit einem Einzelflankenverteilungswinkel von 1° sowie eine lineare Polarisation von 80 % aufweist; zudem erreicht er unter 5-ns-Pulsbedingungen eine Ausgangsleistung von bis zu 35 W. Die Entwicklung dieses Geräts kann eine gute Lichtquelle für Laserradarsysteme bereitstellen.

Photonik-Kristall-Halbleiter-Oberflächenstrahllaser; Hochleistung; asymmetrisch konisch