技术摘要：
本发明公开了一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，包括VCSEL和光栅；VCSEL的衬底背面设有光栅；光栅满足光栅方程d(sinθm sinθi)＝kλ；式中，d为光栅的周期，θi为光入射到光栅上的入射角，θm为光经光栅反射进入离1级激光单元最远的激光单元有源区处的反射角，λ为激光  全部
背景技术：
大功率激光器在工业与国防等领域有着广泛的应用，是现代激光材料加工、激光 再制造、国防安全领域中必不可少的核心组件，广泛应用于激光测距、核爆模拟、激光雷达 传输、材料加工、微处理、热处理、打标定位等。大功率激光器还在医学上得到广泛应用，如 手术治疗肿瘤、皮肤治疗、牙科治疗、光镇痛和光针灸、光学层析造影(OCT)等。 半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器，其体积小、寿命长，并可采用 简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与其单片集成； 并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。阵列型半导 体激光器使得大功率半导体激光器成为现实，现如今大功率半导体激光器已经达到百瓦量 级。 由于半导体激光器阵列涉及多个激光器，其出射的光之间的相干性差，不能满足 现实需求。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种出射相干光的VCSEL阵列芯片。 本发明公开了一种出射相干光的VCSEL阵列芯片，包括：VCSEL和光栅； 所述VCSEL的衬底背面设有所述光栅； 所述光栅满足的要求为：满足光栅方程d(sinθm sinθi)＝kλ； 式中，d为光栅的周期，θi为光入射到光栅上的入射角，θm为光经光栅反射进入离1 级激光单元最远的激光单元有源区处的反射角，λ为激光发射的波长，k为发射光经光栅反 射的最大级次。 作为本发明的进一步改进，所述一级激光发射单元的出射光在所述光栅处形成一 个小光斑，所述小光斑经所述光栅反射发散回去形成大光斑，所述大光斑覆盖了其它所有 的二级激光发射单元，激发所述二级激光发射单元发光，发出与所述一级激光单元发出光 相干的光。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL的衬底材料为GaAs、InP、GaN或Si。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL阵列芯片适用450nm-2μm波段的光。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL阵列芯片自上至下依次包括：P电极、P型分 布式布拉格反射镜、氧化限制层、有源层、N电极、钝化层、N型分布式布拉格反射镜、衬底以 及光栅；其中， 所述N电极与钝化层为同层结构，所述氧化限制层的中部形成通光孔。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL阵列芯片中的分布式布拉格反射镜由 3 CN 111555115 A 说　明　书 2/4 页 AlxGa(1-x)As/AlyGa(1-y)As双层结构组成。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL阵列芯片中的P型分布式布拉格反射镜为全 反射镜，由30-40对双层结构构成，反射率达99％以上。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL阵列芯片中的N型分布式布拉格反射镜为半 透半反镜，由5-20对双层结构构成，与光栅共同作用使得反射率达90％-95％。 作为本发明的进一步改进，VCSEL阵列芯片中光栅可以用其它表面微结构代替，如 微透镜、浅浮雕、光子晶体等。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL阵列芯片可应用于大功率相干激光器的制 备。 作为本发明的进一步改进，所述VCSEL阵列芯片可以通过时延电路使得二级发射 单元后发射激光。 与现有技术相比，本发明的有益效果为： 本发明利用光栅的反射发散原理，使一级激光发射单元的出射光在光栅处形成一 个小光斑，这个小光斑经光栅反射发散回去形成大光斑，这一大光斑覆盖了其它所有的二 级激光发射单元，激发这些激光单元发光，发出与一级激光单元发出光相干的光，由此使得 整个阵列输出相干光；本发明利用光栅的反射发散效应和泵浦激发其它激光发射单元发射 相干光，实现整个激光器阵列的相干性。 附图说明 图1为本发明一种实施例公开的出射相干光的VCSEL阵列芯片结构的正视图； 图2～4为本发明一种实施例公开的出射相干光的VCSEL阵列芯片结构的光栅作用 机制的俯视图； 图5～图10为本发明一种实施例公开的出射相干光的VCSEL阵列芯片的制备方法 中形成示意图。 图11为本发明的一种实施例公开的出射相干光的VCSEL阵列芯片的反射发散作用 机制示意图。 图12为本发明的一种实施例公开的出射相干光的VCSEL阵列芯片的光经过光栅反 射发散形成的光斑示意图。 图中： 1、P电极；2、P型分布式布拉格反射镜；3、氧化限制层；4、有源层；5、N电极；6、钝化 层；7、N型分布式布拉格反射镜8、衬底；9、光栅；10、一级激光发射单元；11、一级激光发射单 元的发射光发射到光栅处形成的小光斑；12、一级激光发射单元发射光经光栅反射发散回 去后形成的大光斑。