[發明專利]激光器陣列相干器及其制備方法

有效

• 申請號: 201410508727.0
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104393485B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 陳泳屹;秦莉;王立軍;寧永強;劉云;佟存柱
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14;H01S5/40
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210
• 代理人: 南小平

1.激光器陣列相干器，其特征在于，包括由光子橋(1)連接的出光面(2)陣列，所述出光面(2)上制備有二維衍射光子晶體(3)，所述激光器陣列相干器在二維衍射光子晶體(3)的外圍或整體的外圍制備有光子反射器(4)。

2.根據權利要求1所述的激光器陣列相干器，其特征在于，所述光子橋(1)可以是在SiO₂襯底上制備，或者集成在光學系統中其他光學元件表面或內部；所述二維衍射光子晶體(3)是在出光面(2)上生長得到或刻蝕得到；所述光子反射器(4)為光柵、光子晶體、光學槽、反射鏡或反射膜系統。

3.根據權利要求1所述的激光器陣列相干器，其特征在于，所述的光子橋(1)的材料為在出光面(2)陣列之間，可傳播所用波段光子的介質材料、半導體材料或金屬材料；所述光子橋(1)的結構為單層結構、內部全反射結構、布拉格分布反饋結構、多層膜結構或表面等離子體波導結構；所述二維衍射光子晶體(3)的形狀為平行四邊形排列、菱形排列、矩形排列、正方型排列、周期性曲線排列、同心圓排列或共焦點曲線排列的各種孔洞或突起；所述的二維衍射光子晶體(3)的材料為在出光面(2)陣列之間，可傳播所用波段光子的介質材料、半導體材料或金屬材料。

4.根據權利要求1所述的激光器陣列相干器，其特征在于，所述出光面(2)陣列與激光器陣列排列一致，可以是平行四邊形陣列、菱形陣列、矩形陣列、正方型陣列、周期性曲線陣列、同心圓陣列或共焦點曲線陣列。

5.根據權利要求1所述的激光器陣列相干器的制備方法，其特征在于，激光陣列相干器用于激光器內部，實現內部耦合鎖相的相干方式時，制備方法包括以下步驟：

步驟一：制備激光器陣列芯片時，確定光子橋(1)和出光面(2)所在激光器芯片內部所處的介質層以及光子橋(1)、出光面(2)、二維衍射光子晶體(3)和光子反射器(4)的具體位置；

步驟二：在步驟一中確定得到的位置上，配合使用光刻以及刻蝕方法，制備光子橋(1)和出光面(2)；光子橋(1)和出光面(2)的尺寸和結構保證二者本身的截止頻率小于所選波段；所述出光面(2)的排布方式與實際應用的激光器陣列的排布方式相同；所述光子橋(1)所處的激光器芯片部分是電絕緣的；

步驟三：在步驟二中得到的出光面(2)上通過刻蝕技術或生長技術制備二維衍射光子晶體(3)，在二維衍射光子晶體(3)的外圍或整體的外圍通過刻蝕方法制作能夠反射光子橋(1)內光學模式的光子反射器(4)，得到激光器陣列相干器。

6.根據權利要求5所述的激光器陣列相干器的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括步驟四：在步驟三中制備得到的激光器陣列相干器上進行化學處理、制作保護層、制備電極或者進行二次外延繼續制備激光陣列芯片。

7.根據權利要求1所述的激光器陣列相干器的制備方法，其特征在于，激光陣列相干器用于激光器內部，實現內部耦合鎖相的相干方式時，制備方法包括以下步驟：

步驟一：制備激光器陣列芯片時，確定光子橋(1)和出光面(2)所在激光器芯片內部所處的介質層以及光子橋(1)、出光面(2)、二維衍射光子晶體(3)和光子反射器(4)的具體位置；

步驟二：在步驟一中確定得到的位置上通過刻蝕技術或生長技術制備二維衍射光子晶體(3)，通過刻蝕方法制作能夠反射光子橋(1)內光學模式的光子反射器(4)；

步驟三：在步驟二得到的半成品芯片上進行二次外延生長或者薄膜系統制備；

步驟四：在步驟三得到的半成品芯片上，按照步驟一中確定得到的位置上，配合使用光刻以及刻蝕方法，套刻光子橋(1)和出光面(2)；光子橋(1)和出光面(2)的尺寸和結構保證二者本身的截止頻率小于所選波段；出光面(2)的排布方式與實際應用的激光器陣列的排布方式相同；光子橋(1)所處的激光器芯片部分是電絕緣的。