[发明专利]一种出射相干光的VCSEL阵列芯片

权利要求书

1.一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，包括：

VCSEL激光芯片，所述VCSEL激光芯片从上至下包括衬底层、第一反射镜以及激光发射单元阵列，每个所述激光发射单元与所述第一反射镜接触边缘设有N电极，其端面边缘设有P电极，且在所述激光发射单元上与所述P电极不接触的位置设有第一钝化层，在所述第一反射镜上与所述N电极不接触的位置设有第二钝化层；

与所述VCSEL激光芯片间隔设置的等离子体辐射层，且在所述等离子体辐射层一面上刻画有与所述激光发射单元阵列相对应的等离子体辐射栅，另一面上设有反射层；

其中，所述激光发射单元从上至下依次包括有源层、氧化限制层和第二反射镜，所述氧化限制层的中间设有通光孔，且所述激光发射单元阵列中包括第一激光发射单元和第二激光发射单元，所述第一激光发射单元在所述第一反射镜上增加增反膜，所述第二激光发射单元在所述第二反射镜上增加增反膜，使得所述第一激光发射单元垂直向所述等离子辐射层发射激光，使得所述等离子体辐射栅的自由电子发生集体振荡，激发出表面等离激元，所述表面等离激元在所述等离子体辐射栅和所述等离子体辐射层之间震荡传播，且所述表面等离激元在所述反射层的作用下，以倏逝波形式垂直于所述等离子体辐射层表面方向传播，并激发所述第二激光发射单元发光，发出相干光。

2.如权利要求1所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，所述第一反射镜为Al_xGa_(1-x)As/Al_yGa_(1-y)As双层结构的N型分布式布拉格反射镜，反射率为99％-99.5％。

3.如权利要求2所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，所述第一反射镜的对数为5至20对。

4.如权利要求1所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，所述第二反射镜为Al_xGa_(1-x)As/Al_yGa_(1-y)As双层结构的P型分布式布拉格反射镜，反射率为99％-99.5％。

5.如权利要求4所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，所述第二反射镜的对数为5至20对。

6.如权利要求1所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，所述衬底层的材料包括GaAs、InP、GaN或Si。

7.如权利要求1所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，所述激光发射单元阵列在所述第一反射镜上呈环形排列，所述等离子体辐射栅为环形等离子体辐射栅。

8.如权利要求1所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，所述反射层的材料包括Au、Ag或Al，且所述反射层的底面设有等离子衬底层。

9.如权利要求1所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，通过时延电路使得所述第二激光发射单元发射激光。

10.如权利要求1所述的一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，其特征在于，应用于大功率相干激光器的制备。