[发明专利]激光器阵列相干器及其制备方法

权利要求书

1.激光器阵列相干器，其特征在于，包括由光子桥(1)连接的出光面(2)阵列，所述出光面(2)上制备有二维衍射光子晶体(3)，所述激光器阵列相干器在二维衍射光子晶体(3)的外围或整体的外围制备有光子反射器(4)。

2.根据权利要求1所述的激光器阵列相干器，其特征在于，所述光子桥(1)可以是在SiO₂衬底上制备，或者集成在光学系统中其他光学元件表面或内部；所述二维衍射光子晶体(3)是在出光面(2)上生长得到或刻蚀得到；所述光子反射器(4)为光栅、光子晶体、光学槽、反射镜或反射膜系统。

3.根据权利要求1所述的激光器阵列相干器，其特征在于，所述的光子桥(1)的材料为在出光面(2)阵列之间，可传播所用波段光子的介质材料、半导体材料或金属材料；所述光子桥(1)的结构为单层结构、内部全反射结构、布拉格分布反馈结构、多层膜结构或表面等离子体波导结构；所述二维衍射光子晶体(3)的形状为平行四边形排列、菱形排列、矩形排列、正方型排列、周期性曲线排列、同心圆排列或共焦点曲线排列的各种孔洞或突起；所述的二维衍射光子晶体(3)的材料为在出光面(2)阵列之间，可传播所用波段光子的介质材料、半导体材料或金属材料。

4.根据权利要求1所述的激光器阵列相干器，其特征在于，所述出光面(2)阵列与激光器阵列排列一致，可以是平行四边形阵列、菱形阵列、矩形阵列、正方型阵列、周期性曲线阵列、同心圆阵列或共焦点曲线阵列。

5.根据权利要求1所述的激光器阵列相干器的制备方法，其特征在于，激光阵列相干器用于激光器内部，实现内部耦合锁相的相干方式时，制备方法包括以下步骤：

步骤一：制备激光器阵列芯片时，确定光子桥(1)和出光面(2)所在激光器芯片内部所处的介质层以及光子桥(1)、出光面(2)、二维衍射光子晶体(3)和光子反射器(4)的具体位置；

步骤二：在步骤一中确定得到的位置上，配合使用光刻以及刻蚀方法，制备光子桥(1)和出光面(2)；光子桥(1)和出光面(2)的尺寸和结构保证二者本身的截止频率小于所选波段；所述出光面(2)的排布方式与实际应用的激光器阵列的排布方式相同；所述光子桥(1)所处的激光器芯片部分是电绝缘的；

步骤三：在步骤二中得到的出光面(2)上通过刻蚀技术或生长技术制备二维衍射光子晶体(3)，在二维衍射光子晶体(3)的外围或整体的外围通过刻蚀方法制作能够反射光子桥(1)内光学模式的光子反射器(4)，得到激光器阵列相干器。

6.根据权利要求5所述的激光器阵列相干器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括步骤四：在步骤三中制备得到的激光器阵列相干器上进行化学处理、制作保护层、制备电极或者进行二次外延继续制备激光阵列芯片。

7.根据权利要求1所述的激光器阵列相干器的制备方法，其特征在于，激光阵列相干器用于激光器内部，实现内部耦合锁相的相干方式时，制备方法包括以下步骤：

步骤一：制备激光器阵列芯片时，确定光子桥(1)和出光面(2)所在激光器芯片内部所处的介质层以及光子桥(1)、出光面(2)、二维衍射光子晶体(3)和光子反射器(4)的具体位置；

步骤二：在步骤一中确定得到的位置上通过刻蚀技术或生长技术制备二维衍射光子晶体(3)，通过刻蚀方法制作能够反射光子桥(1)内光学模式的光子反射器(4)；

步骤三：在步骤二得到的半成品芯片上进行二次外延生长或者薄膜系统制备；

步骤四：在步骤三得到的半成品芯片上，按照步骤一中确定得到的位置上，配合使用光刻以及刻蚀方法，套刻光子桥(1)和出光面(2)；光子桥(1)和出光面(2)的尺寸和结构保证二者本身的截止频率小于所选波段；出光面(2)的排布方式与实际应用的激光器阵列的排布方式相同；光子桥(1)所处的激光器芯片部分是电绝缘的。