[发明专利]具有非周期性光栅的垂直腔表面发射激光器

权利要求书

1. 一种表面发射激光器，包括：

光栅层（112），其被配置成具有非周期性亚波长光栅（122）；

反射层；以及

发光层（102），其被布置在所述光栅层与反射器之间，其中所述亚波长光栅和所述反射器形成谐振腔，以及所述光栅被配置成具有光栅图案，所述光栅图案对一个或多个内部腔模式进行整形并且对从所述表面发射激光器发射的一个或多个外部横模进行整形。

2. 权利要求1所述的表面发射激光器，还包括：

布置在所述反射层上的基板（106）；

布置在所述基板上的第一电极（108）；以及

布置在所述光栅层上的第二电极（114），所述第二电极被配置成具有暴露出所述亚波长光栅的开口。

3. 权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述反射层还包括分布式布拉格反射器（104）。

4. 权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述反射层还包括第二光栅层（1702），其被配置成具有第二非周期性亚波长光栅（1704）。

5. 权利要求1或4所述的表面发射激光器，其中，所述光栅图案还包括通过凹槽分开的线条的一维图案（300）。

6. 权利要求5所述的表面发射激光器，其中，线条的所述一维图案还包括一个或多个线条子区域（301-303），每个子区域内的线条具有选择的周期和占空比。

7. 权利要求1或4所述的表面发射激光器，其中，所述光栅图案包括二维光栅图案。

8. 权利要求1或4所述的表面发射激光器，其中，所述亚波长光栅还包括悬置膜（122），其形成所述亚波长光栅与所述发光层之间的气隙（216）。

9. 权利要求1所述的表面发射激光器，还包括布置在所述发光层与所述光栅层之间的绝缘层（110），所述绝缘层包括用于电流和光学约束的开口（120）。

10. 权利要求1所述的表面发射激光器，其中，在所述谐振腔内放大并且从所述谐振腔发射的光基于所述亚波长光栅的光栅图案而被偏振（1404）。

11. 权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述亚波长光栅和所述反射器被配置成形成用于发射单一光模式的单模谐振腔。

12. 一种用于生成光的方法，所述方法包括：

对发光层进行电子泵浦（1901）以在谐振腔内发光，所述谐振腔被形成在包括一个或多个非周期性亚波长光栅的谐振腔内；

将光耦合到所述腔所支持的轴向模式横向中（1903）；

基于一个或多个光栅层的配置，优先放大耦合到所述腔所支持的最低损耗轴向和横向模式中的光（1905）；以及

发射与所述腔所支持的轴向和横向模式相匹配的相干光束模式（1907）。

13. 权利要求12所述的方法，发射相干光束模式还包括发射所述腔所支持的单一光模式。

14. 权利要求12所述的方法，还包括优先放大所述腔所支持的具有特定偏振的光模式。

15. 权利要求14所述的方法，还包括：所述一个或多个光栅被配置成反射具有特定偏振的光。