[发明专利]可制造垂直扩充空腔表面发射激光器阵列

权利要求书

1.一种带有空腔内非线性倍频的半导体垂直扩充空腔表面发射激光器阵列，包括：

具有在公用半导体衬底中形成的发射器阵列的电泵浦表面发射半导体增益芯片，每个发射器生成基波波长附近的光；

与所述表面发射半导体增益芯片隔开以限定每个所述发射器阵列的扩充空腔的端反射器，所述端反射器在基波激光波长上具有高反射率；

位于扩充空腔内以便为整个发射器阵列提供光的倍频的非线性晶体；

位于扩充空腔内以便为整个发射器阵列提供波长控制的波长控制元件；以及

位于扩充空腔内以便为整个发射器阵列提供极化控制的极化控制元件；

所述表面发射激光器阵列具有光学单元，所述光学单元具有所述增益芯片、所述端反射器、所述非线性晶体、所述波长控制元件和所述极化控制元件的至少两个的功能，以减少必须在封装期间对准的部件的数量。

2.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，所述端反射器是立体布拉格光栅，所述立体布拉格光栅为所述端反射器和所述波长控制元件服务。

3.根据权利要求2所述的激光器阵列，其中，所述立体布拉格光栅包括淀积在所述立体布拉格光栅的外表面上的高反射率光学涂层，以提高激光器空腔内基波波长上的循环功率强度以及提高非线性转换效率。

4.根据权利要求2所述的激光器阵列，其中，所述非线性晶体附在所述立体布拉格光栅上，作为用作所述端反射器、所述波长控制元件和所述非线性晶体的一个单元。

5.根据权利要求2所述的激光器阵列，其中，所述单元进一步包括附在所述非线性晶体上的极化控制元件，使得所述单元用作所述端反射器、波长控制元件、非线性晶体和极化控制元件。

6.根据权利要求5所述的激光器阵列，其中，所述极化控制元件是波片。

7.根据权利要求6所述的激光器阵列，其中，所述极化控制元件是线栅极化器。

8.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，所述波长控制元件是薄膜涂层干涉滤光片。

9.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，所述极化控制元件是对非所需极化造成损耗并对所述基波波长上的光的所需极化基本上不造成损耗的涂层分束器。

10.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，所述极化控制元件是附在另一个平坦部件上以形成平坦子单元的平坦元件。

11.根据权利要求10所述的激光器阵列，其中，所述极化控制元件是线栅极化器。

12.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，所述极化控制元件是可以是分开的或与非线性晶体相同的、对非所需极化造成离散和失准的双折射晶体。

13.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，平坦透镜阵列被置于所述扩充空腔内以便对所述激光器阵列提供横模控制。

14.根据权利要求13所述的激光器阵列，其中，所述透镜是与表面发射阵列的每个发射器相关的热透镜。

15.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，平坦孔径阵列被置于所述扩充空腔内。

16.根据权利要求15所述的激光器阵列，其中，所述平坦孔径阵列与所述增益芯片合为一体。

17.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，所述极化控制元件包含二向色涂覆的分束器，所述分束器将二次谐波频率的光耦合到所述扩充空腔的外部。

18.根据权利要求1所述的激光器阵列，其中，所述空腔具有光束朝向所述端反射器穿越的向前方向和光束朝向所述增益芯片穿越的向后方向，所述分束器接收并改向在向后方向上穿越的二次谐波光束到激光器空腔的外部。

19.根据权利要求19所述的激光器阵列，进一步包含位于所述扩充空腔的外部的角转向镜，以便将向后传播二次谐波光束的阵列引向平行路径。

20.根据权利要求19所述的激光器阵列，其中，所述向后传播二次谐波被反射，并在与沿着向前方向行进的二次谐波光束相同的方向上通过所述端反射器耦合到所述扩充空腔的外部。