的任一者。虽然所述装置可不表示激光二极管的许多传统用途的实质改进，但其表示实践数字热注入技术的经济性及实际性两者的实质上新颖的改进。
[0059]DHI应用的设计及制造通常涉及用于每一系统的大量激光二极管装置-由于在用实质量的能量辐照相对大的表面积及加热目标物项时经常涉及所述装置。功率激光二极管的许多传统应用使用小量的激光二极管且可认为较昂贵的非自动化安装方法是合理的。相反，为使许多DHI应用实际，有必要使用高度自动化的制造方法并通过高批量制造的最佳实践而驱动成本降低。装置及制造成本对于DHI应用为如此重要的，以致消费者可认为是合理的应用的数目与主要受安装式装置的成本驱动的制造成本成反比。正是由于此原因使得本发明的发明人一直寻求作为使得所述技术可商业化的关键步骤来实施激光二极管的新颖方式。
[0060]此类型表面发射装置的实施方案具有以下优点:根本不需要相对于冷却电路板或衬底的边缘的精确对准。由于所述装置正交于其所源自的制造晶片的平面发射能量而使得此成为可能。实际激光发射平行于表面而发生，但能量是从激光二极管装置垂直于激光发射方向而发射的。由于其并非正常的边缘发射装置，因此其消除关于微小的脆弱小面的担忧及与所述小面相关联的所有问题。
[0061]所述装置具有在其最大或安装表面的平面上具有发射小面的另一优点，所述最大或安装表面为边缘发射装置的小面的大小的许多倍。此显著减小穿过小面的能量密度，且因此实质上增加可靠性。在一些设计中，已展示出与边缘发射装置相比在表面发射布置的情况下能量密度小多达三个数量级。此通常应会导致实质上更长的寿命及经改进的较经济及高效的冷却配置。冷却得以简化的原因之一是，输出方向可垂直于安装板一因此可针对同一平面中的许多装置实现冷却。
[0062]本发明具有以下另一优点:具有随装置的几何比例成比例增大的孔口，使得在穿过发射小面的低能量密度的情况下可能有非常高功率输出的装置。
[0063]本发明具有发射在至少一种形式中已沿一个轴经准直而沿另一轴仅具有适中发散角度的辐照能量的另一优点。此允许辐射能量输出的非常容易的处置且因此允许使用较简单且较低廉的透镜或光学装置(例如由相对低廉的材料制成的圆柱形透镜条)。事实上，此特征消除了许多DHI应用中对任何透镜处理的需要。此为充分配置的系统的另一成本减小。此还允许对(举例来说)为不同目标区指定的装置阵列的输出的较佳区控制。
[0064]本发明具有以下另一优点:具有对辐照波长的非常严格的控制。跨越晶片的典型生产变化仅为+/-1或2纳米，此对于甚至最关键的DHI应用来说也为足够严格的以消除对分类为特定波长的需要。在生产分类对于具有非常高的合格率为不必要的情况下，针对典型的高批量DHI应用存在另一实质成本减小益处。因此，使用这些装置的数字热注入系统具有实现高可靠性但是在自然精确的波长下发射的大的表面积。
[0065]本发明的又一优点为温度的改变对装置的波长输出具有小至少一数量级的影响。输出变化通常为每摄氏度的结温度改变大约.03纳米的改变。此为显著的优点，因为其使得冷却不那么关键且使得较简单的不那么昂贵的冷却技术对于许多DHI应用是实际的。举例来说，可不需要复杂的深冷器，而是借助散热鳍片的空气冷却对于许多应用来说可为充足的。而且，散热衬底可通常具有较不复杂的设计，此为了不起的成本节省现实。
[0066]另一优点为，可借助较常规的不那么精确的拾取与放置型设备以较类似于可安装其它非光学电路板组件的方式的方式将所预期的表面发射装置安装于安装实体上。
[0067]而且，由于装置的输出垂直于安装板，因此可使得电连接较容易。本发明的又一优点为抑制反射回到激光装置的辐照光子，使得杂散光极不可能导致对激光装置内部的结区的损坏。
[0068]且又一优点为表面发射装置的形状因子有助于以极高功率的单装置版本制造装置。举例来说，可制造将超过75瓦特的单个二极管激光器。
[0069]表面发射装置的又一优点为，可在砷化镓衬底及磷化铟衬底两者上制造其以促进在宽广范围的DHI应用中的使用。
[0070]现在参考图1 (a)到I (C)，图解说明表面发射散布式反馈半导体激光二极管装置100。此装置可以多种公开案中所描述的多种不同方式制造，但在一种形式中可根据(举例来说)以下文献来制造:第5，345，466号美国专利、第5，867，521号美国专利、第6，195, 381号美国专利，及第2005/0238079号美国公开案。所有这些文件均以全文引用的方式并入本文中。
[0071]简单地说，在一种实例性形式中且在不受限制的情况下，装置100通常将包含包括发射表面120的激光二极管部分110。值得注意地，二极管的制作还包含冷却衬底130的提供。
[0072]另外，发射表面120包含发射区140以沿预定方向有利地发射辐射150。值得注意地，装置100部分地由于下伏光栅表面(未展示)而能够实现此性能及功能性。就此来说，所述光栅本质上可为弯曲的。
[0073]现在参考图1 (d)，将装置100或其变化形式展示为散布在实例性阵列200中。将装置100展示为以使得不提供所述阵列的辐射间隙的方式散布。在一些形式中，所述阵列的配置及所使用阵列的数目将允许对所述阵列的若干区的有利控制，以便可以适当方式来控制此类区。而且，提供串联电连接以实现合意驱动电压的若干阵列或阵列群组可为有利的。此在实践数字热注入时为实质上有利的，使得可将导线大小保持为合理线规。由于高电流要求在低电压下驱动高瓦特数将需要大直径导线。大直径导线为较昂贵的，且利用并连接大直径导线为实质上较困难的。相比之下，激光二极管条中的所有激光二极管将因其封装的物理约束而彼此电并联。假定所述激光二极管因此必须被冷却及安装的方式，实现DHI配置阵列的一系列电连接的方便性较具挑战性。
[0074]如上文所提及，表面发射散布式反馈半导体激光二极管(例如装置100)具有优于较传统激光型装置的明显优点。如可看出，激光二极管部分I1在冷却衬底130上的对准不再困难。其不需要精确边缘对准。而且，如图1(b)及1(c)中所展示，从发射表面120发射的辐射沿一个维度经准直(图1(b)-侧视图)且沿另一维度为成平缓角度的发散(图1 (C)-端视图)。此不同于具有发散快轴及慢轴的大多数激光二极管。此在所预期的DHI应用中具有明显优点:辐射的透镜处理(如果有必要)在一个维度上变得简化，因此促进在许多应用中更加简单形式的透镜处理及/或对若干区的经改进控制。而且，这些装置的公差大约为每晶片+或-1纳米，一此与较传统激光装置的大得多的公差相对立。因此，装置100的显著优点为，变窄的操作范围将允许施加在目标的位于其吸收曲线的非常“陡峭”部分上的吸收范围中的能量。
[0075]图1 (a)到I (d)展示可经实施以实现目前所描述实施例的目的的装置的一个实例性实施例。然而，根据目前所描述实施例的表面发射装置可采取多种形式。例如这些形式的装置通常将具有包括垂直于输出方向的发射表面(其可为装置上具有目标尺寸的表面)的大于35% (左右)的发射区。
[0076]图2(a)及2(b)中展示可在目前所描述实施例内有利地实施的表面发射装置的另一实例。此类装置揭示于第2004/0066817号及第2005/0180482号美国申请案中一所述申请案两者以全文引用的方式并入本文中。
[0077]如图所示，表面发射装置10包括含有激光条带14及反射元件16的半导电裸片或衬底12。在激光条带14中产生激光光束18且其经反射离开元件16，使得激光光束18从装置10且沿大体垂直于衬底12的表面22的方向发射。在一种形式中，如图所示，激光光束18沿朝向装置的边缘20的方向行进。参考图2(b)，如图2(a)中所示的装置布置成阵列。所述一或多个阵列可以多种方式配置以实现目前所描述实施例的目的。然而，在至少一种形式中，数个装置10彼此邻近地布置以形成一列或一行且在特定衬底上提供多个列或行。而且，如可看出，形成阵列的多个装置大体沿垂直于衬底12的表面22的方向发射辐射以提供辐射光束的区域70。
[0078]图2(a)及2(b)中所图解说明的装置具有许多与图1 (a)到I (d)中所图解说明的装置相同的优点。然而，图2(a)与2(b)的装置的实施方案的一个差异为，从装置10发射的光未必与图1(a)到1(d)的装置一样沿一个方向经准直。装置10也不维持与图1(a)到1(d)中所设计的装置一样大的孔口。然而，如同图1(a)到1(d)的装置，图2(a)到2 (b)的装置确实包含在精确波长下发射的较大表面积。此外，发射方向正交于装置的大轴或面。此意味着，在许多DHI应用中，安装电路板的平面可正交于辐照的方向。在此定向中，来自激光装置的辐射发射可正对着目标。因此，此系统的透镜处理布置(无论其呈一维还是二维)相对于其它类型的激光二极管实施方案大大简化。重要地，来自图1(a)到1(d)及来自图2(a)到2(b)两者的发射装置中的表面的两种配置均维持上文所描述的安装考虑因素的容易性。此将结合图3(a)到3(d)及图4更详细地加以描述。
[0079]此外，应了解，在至少一种形式中，配置结合目前所描述实施例实施的表面发射装置，其中每一激光二极管装置内部的激光发射沿平行于装置的最大(或安装)平面的方向发生，而输出辐照型式的中心轴大体正交于装置的最大(或安装)平面。在至少一种形式中，至少一些装置的输出辐照型式为沿其两个基本90°相对轴中的至少一者的经准直光子能量。在至少一种形式中，每一装置的外部辐照型式的分量均不平行于激光二极管装置本身的最大(或安装)平面。此外，在至少一种形式中，装置的中心输出波长每摄氏度的激光二极管装置操作温度改变受到小于0.1纳米的影响。
[0080]现在参考图3(a)，展示目前所描述实施例并入到其中的系统。系统5