专利名称：有机激光腔阵列的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser，VCSEL)或微腔，特别涉及有机微腔激光器或有机VCSEL。更具体说，本发明涉及有机激光腔的各种阵列。
背景技术：
基于无机半导体(如AlGaAs)制成的垂直腔面发射激光器(VCSEL)自八十年代中叶起已开发出来(见Kinoshita等人，IEEEJournal of Quantum Electronics，Vol.QE-23，No.6，1987年6月)。现已达到这样的水平，很多家公司制造的发射850nm的基于AlGaAs的VCSEL，其寿期超过100年(Choquette等人，Proceedings of the IEEE，Vol.85，No11，1997年11月)。随着这些近红外激光器的开发成功，近年来注意力已转向用其他无机材料系统来生产发射可见光波长范围内的VCSEL(Wilmsen，Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers，剑桥大学出版社，剑桥，2001年)。可见光激光器有很多潜在的用途，如显示、光学存储读/写，激光打印，及应用塑料光纤的矩程通信(Ishigure等人，Electronics Letters，16th，1995年3月，Vol.31，No.6)。尽管全球有多家工业与科学实验室的努力，要设计可见辐射激光二极管(边缘辐射体或VCSEL)来产生跨越可见光谱的光输出，仍有多个工作要做。
在试图生产可见光波长的VCSEL时，放弃无机基的系统而把注意力集中到有机基的激光系统是有益的，因为在可见光谱范围内有机基的增益材料比无机基的增益材料有很多优点。例如，典型的有机基的增益材料的非抽运散射/吸收损失小，量子效率高。与无机激光系统比较，有机激光器的制造成本相对便宜，可在整个可见光范围发射，能制成任意尺寸，而且最重要的是能从单一晶体辐射多波长(如红光、绿光和蓝光)。在过去多年中，对制造有机基的固体激光器的兴趣日益增长。激光增益材料或者是高聚合物材料，或者是小分子材料，且有多个不同的共振腔结构，如微腔(Kozlov等人，美国专利6,160,828，2000年12月12日发布)，波导管，环形显微激光器，及分布反馈(亦见Kranzelbinder等人，Rep.Prog.Phys.63，(2000)729-762及Diaz-Garcia等人，美国专利No.5,881,083，1999年3月9日发布)。这些结构有一个共同问题是，为了产生激光，必须用其他激光源通过光抽运来激发空腔。电抽运此激光腔更好，因为它通常变得更紧凑且易于调制结构。
有机激光器作电抽运的主要障碍是有机材料的载流子迁移率低，通常约为10-5cm2/(V-s)。载流子迁移率低会带来很多问题。载流子迁移率低的器件通常限于采用薄膜层，以免产生大的压降和欧姆加热。这些薄膜层造成激光模渗透到高损耗阴极和阳极，导致激光阈值提高很多(Kozlov等人，Journal of Applied Physics，Vol.84，No.8，1998年10月15日)。由于有机材料中电子空穴的复合由朗之万复合律(复合速率由载流子迁移率度量)决定，所以载流子迁移率低导致载流子的数量比单态准分子多；其后果之一变是充电感应(极化子)吸收能成为重要的损耗机理(Tessler等人，Applied Physics Letters，Vol.74，No.19，1999年5月10日)。假设激光装置的内部量子效率为5％，应用迄今报导过的最低激光阈值～100w/cm2(Berggren等人，Letters toNature，Vol.389，P.466，1997年10月2日)并忽略不计上面提到的损耗机理，则电抽运激光阈值的下限为1000A/cm2。将损耗机理考虑在内各使激光阈值远高于1000A/cm2，这是迄今报导过的最高电流密度，得到有机器件的支持(Tessler，Advanced Materials，P.64，1998年10月第1期)。
避免这些困难的一种方法是应用有机晶体材料作为激光的介质，代替非结晶质有机材料。此方法最近被采用(Schon，Science，Vol.289，2000年7月28日)，在该论文中应用单晶丁省作为增益材料了制作法布里-珀罗谐振器。通过使用结晶状丁省，可获得较大电流密度，可采用较厚涂层(因为载流子迁移率约为2cm2/(V-s))，且极化分子吸收少得多。以晶体丁省作为增益材料，则室温激光阈值电流密度约为1500A/cm2。
有机激光器的电抽运的替代是通过非相干光源的光抽运，如发光二极管(LED)，它可以是无机的(McGehee等人，Applied PhysicsLetters，Vol.72，No.13，1998年3月30日)或有机的(Berggren等人，美国专利No.5,881,689，1999年3月9日发布)。有此可能性是由于非抽运有机激光系统在激光波长下，特别在人们使用基质-掺杂剂组合作为激光介质时，发射吸收复合损耗降低很多(～0.5cm-1)。即便从这些小损耗获得好处，根据波导激光器设计(Berggren等人，Letters toNature，Vol.389，1997年10月2日)，迄今报导的有机激光器最低光抽运阈值为100W/cm2。由于现有的无机LED提供的功率密度至多只有～20W/cm2，所以必须采取不同方法靠非相干光源以有助于光抽运。此外，为了降低激光阈值，多选用的激光器机构的增益容积必须最小，基于VCSEL形成的微腔激光器满足这一标准。基于VCSEL的有机激光腔的采用应使光抽运功率密度阈值小于5W/cm2。结果，实际有机激光装置可由各类容易获得的非相干光源，如LED的光抽运来驱动。
有机基的增益介质有一些缺点，但若激光系统作细致的设计，缺点是可以克服的。有机材料面临着光和热损伤阈值低的问题。装置的的抽运功率密度应当是有限的，以防对装置造成不可逆损坏。另外，有机材料对如氧气及水蒸汽等的各种环境因素敏感。减少对这些可变因素的敏感性一般可提高装置的使用寿命。
有机基的激光基器的优点之一是，由于增益材料通常是非晶的，因此与需要结晶度高的增益材料(有机材料或无机材料)的激光器比较，装置的制造成本不贵。此外，基于有机非晶形增益材料制作的激光器，可在大面积制造，而不必考虑生产大块单晶材料；因此，它们可缩尺到任意尺寸，得到较大的输出功率。由于其非晶体特性，有机基的激光器可生成在各种各样基质上，因此，诸为玻璃、软塑料、Si那样的材料是这些器件的可能支持，因而有很大的成本优势，并且对非晶形有机基激光器而言，其可用支持材料有较多选择余地。
发明内容
本发明旨在克服上述的一个或几个问题。简言之，根据本发明的一个方面，所描述的有机激光腔结构包括a)多个有机激光腔器件，每个有机激光腔器件的特征是
i)第一介电叠层，可接收并发射抽运光束并将预定的波长范围反射成激光；ii)有机激活区，可接收从第一介电叠层发射过来的抽运光束并可射出光；iii)第二介电叠层可反射从有机激活区发射的抽运光束和激光并射回到有机激活区，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区的组合产生激光；及b)上述多个有机激光腔器件按预定布置，因而获得所需的激光输出，有多种用途。
有机激光腔器件的一个优点是，这些器件可以低成本方便地形成各可寻址元件的阵列。在此阵列中，各元件可与相邻元件不相干且可被一独立的泵源(如LED或LED群)抽运。阵列可以是一维(线性)的，也可以是二维(平面)的，取决于用途要求。阵列中的元件也可包括多个基质-掺杂剂组合及/或多个腔结构，因此，二种阵列可产生多个波长。此外，有机激光腔器件可加工成大面积结构，因为和有代表性的无机VCSEL器件一样，对单晶性而言无支持要求。
本发明上述和其他的目的、特点和优点如与以下说明书及附图一起了解便会更清楚，各图中同一零件用尽可能相同标记代表，附图中图1是光抽运有机激光腔器件的剖面侧视示意图；图2是具有周期性结构的有机增益区的光抽运有机基垂直腔激光器的剖面侧视示意图；图3是光抽运二维锁相有机垂直腔激光列阵器件的剖面侧视示意图；图4示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘了一维布置的有机激光腔器件；图5示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘二维布置的有机激光腔器件；图6示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘二维的基本上随机布置的有机激光腔器件；
图7是根据本发明制作的有机激光腔结构的顶视示意图，其中描绘二维六边形布置的有机激光腔器件；图8示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘二维拜尔图布置的有机激光腔器件；图9示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘一维的或线性布置的有机激光腔器件并描绘各有机激光腔器件之间的空间关系；图10描绘一有机激光腔结构，其中组合了不同波长的有机激光腔器件的子阵列；图11示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中结构组合在挠性支承上；图12示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中均匀的光源以随时间改变的光辐射照射有机激光腔；及图13描绘将根据本发明制作的有机激光腔结构发出的光射在目标上的方法。
具体实施例方式
为了便于领会，各图共同的元件尽可能标以相同的标号。
在本发明中，为了简单起见，描述垂直腔有机激光装置VCSEL的专门名词可与“有机激光腔器件”交换使用。有机激光腔结构做成大面积结构且用发光二极管LED作光抽运。
图1示出垂直腔有机激光装置10的简图。基质20既可以透光也可以不透光，取决于光抽运及激光辐射的预期方向。透光基质20可以是透明的玻璃、塑料或其他透明材料，如蓝宝石。另一方面，不透明基质包括，但不限于，半导体材料(如硅)或陶瓷材料，可用在同一表面既有光抽运又有辐射的场合。在基质上沉积一层下介电叠层30，随后是有机激活区40。然后沉积上介质电叠层50。抽运光束60光抽运垂直腔有机激光装置10。抽运光束60的光源可以是非相干光源，如来自发光二极管LED的辐射。或者，抽运光束60可发源于相干激光源。图1示出来自上介电叠层50的激光辐射70。或者，激光装置可通过上介电叠层50被光抽运，同时激光借助于介电叠层反射率的适当设计穿过基质20发射。在不透明基质，如硅的情况下，光抽运和激光辐射够穿过上介电叠层50。
有机激活区40的优选材料是小分子量的有机基质-掺杂剂组合，通常通过高真空热升华沉积。这些基质-掺杂剂组合很有好处，因为它们对增益介质造成的非抽运发散/吸收损耗很小。有机分子最好是小分子量分子，因为真空沉积的材料比旋涂的聚合材料能沉积得更均匀。本发明使用的基质材料最好这样来选择，使其能很好吸收抽运光束60并能将其激发能的很大一部分通过福斯特尔能量转移到掺杂材料。福斯特尔能量转移的概念是专业技术人员熟悉的，它涉及基质与掺杂分子之间的无辐射能量转移。红光辐射激光器的有用的基质-掺杂剂组合的一个例子是，以三铝(8-羟基喹啉)(Alq)作基质，以[4-(氰亚甲基)-2-三氯苯酚-异丁基-6-(1，1，7，7，-四甲基久洛尼定-9-烯炔烃)-4H-吡喃丁(DCJTB)作掺杂剂(体积分数为1％)。别的基质-掺杂剂组合可用于其他波长发射体。例如，在绿光中，一种有用的组合是Alq作基质，[10-(2-苯并噻唑基)-2，3，6，7-四氢化-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃[6，7，8-ij]喹嗪-11-酮](C545T)作掺杂剂(体积分数为0.5％)。其它有机增益材料可以是聚合物，如聚亚苯基乙烯撑衍生物，二烷氧聚亚苯基丁烯撑，聚对苯衍生物，及聚芴衍生物，这些是Wolk等人共同转让并于2001年2月27日发布的美国专利No.6,194,119B1的内容，供参考。有机激活区的40的用途是接收传输来的抽运光束60并辐射激光。
下和上介电叠层30和50最好分别从传统的电子束沉积法沉积，并分别包括交替高和低的折射率的介电材料，如TiO2和SiO2。其他材料，如高折射率层的Ta2O5，也可采用。下介质电叠层30在近240℃温度下沉积。在上介电叠层50沉积过程中，温度保持在70℃左右，以免熔化有机激活材料。在本发明的另一实施方案中，上介电叠层可用沉积一层反光的金属镜面层来代替。其典型的金属是银和铝，反射系数大于90％。在此实施方案中，抽运光束60和激光辐射70穿过基质20延伸出去。上介电叠层50和下介电叠层30根据激光腔10所需的辐射波长对预定波长范围的激光进行反射。
高细度垂直微腔的应用允许在很低阈值下(小于0.1W/cm2功率密度)发生激光跃迁。此低阈值使非相干光源可用于抽运，代替激光二极管的聚焦输出辐射，后者是其他激光系统常用的。抽运光源的一例是紫外发光二极管UV LED，或UV LED的阵列，产自Cree公司(具体说是XBRIGHT900 Ultra Violet Power ChipLED)。这些光源发射的光波，其中心波长约为405nm，且据知晶片形式即可产生20W/cm2的功率密度。因此，即使计及因器件封装及LED大的辐射分布角，造成对利用率的限制，LED的亮度也足以达到上述激光阈值的好多倍来抽运激光腔。
图2所示垂直腔有机激光装置80的激活区结构可进一步改进激光器的效率。有机激活区40(示于图1)包括一个或几个间隔配置的增益区100和在其两侧的有机间隔层110(见图2)，它们这样布置，使各增益区100与器件电磁场驻波波腹103对齐。图2示出激光器静止电磁场图形120在有机激活区40内。由于在波腹103处受激辐射最强，在电磁场的节点105处可忽略不计，因而形成图2所示的激活区40特别有利。有机间隔层110不会发生受激发射或自发辐射且基本上既不吸收激光辐射70波长也不吸收抽运光束60波长。间隔层110的一例是有机材料1，1-双-(4-双(4-甲苯基)-氨基苯)-环乙烯(TAPC)。TAPC是很好的间隔材料，因为它基本上既不吸收激光辐射70的能量也不吸收抽运光束60的能量，此外，它的折射略低于大部分有机基质材料。折射率的差异是有用的，因为这样有助于使电磁场腹点与周期配置的增益区100之间的复叠最大化。正如有关本发明的以下讨论所见，应用周期配置的增益区100而不用整块增益区带来较高的功率转换系数和较低的不希望有的自发辐射。周期配置的增益区100的位置由可用光学部件标准矩阵法决定(Corzine等人，IEEE Journal of QuantumElectronics，Vol.25，No.6，1989年6月)。为了取得更好的效果，周期配置增益区100的厚度必须在50nm以下，以免发生不希望有的自发辐射。
应用图3所示的锁相有机激光阵列器件190可增加激光器的面积，同时保持一定的空间相干性。为了形成二维锁相有机激光阵列器件190，需要在VCSEL表面上固定由像元间区域210隔开的有机激光腔器件200。为了达到锁相，最好在有机激光腔器件200之间交流强度与相位信息。为此，可通过使内部折射率或增益导引的减小，如调整一个镜面的反射率，将激光辐射较弱地限制到器件区实现。在一优选实施方案中，应用标准的照相平板印刷技术和蚀刻技术在下介电叠层30内图案化和形成蚀刻区220，来影响反射率的调整，从而在下介电叠层30表面形成圆柱211的二维阵列。有机激光微腔器件结构的其余部分按上述沉积在已图案化的下介质电叠层30上。在一优选实施方案中，激光像元是圆形的，但也可以是其他形状，如矩形。像元间的间距为0.25-4μm。像元间间距较大时还要作锁相列阵操作，但这将导致光抽运能量的利用不充分，形成蚀刻区220，蚀刻深度最好是200-1000nm。通过正好在奇数层之外蚀刻到下介电叠层30中，就可在远离增益介质最高点的蚀刻区内使纵模波长发生大移位。因此，激光作用受到妨碍，而在像元间区域210中自发辐射也大为降低。蚀刻区220形成的最终结果是激光辐射局限于有机激光腔器件200，像元间区域210不发射激光，锁相有机激光阵列器件190发射相干的锁相激光。
有机激光腔结构是多个有机激光腔器件200作好预先布置的装置。图4示出一维的有机激光腔结构221。一维有机激光腔结构具有线性布置的多个有机激光腔器件200。应当明白，由结构的零件组成的有机激光腔器件200可以有不同于所述圆形的各种形状，如矩形、三角形等。图4只是有机激光腔结构的一例，其中有机激光腔器件200的排列是几何图形规定的。几何图形规定的意思是，图案有规则地重复。这时，单个有机激光腔器件200沿一维有机激光腔结构221的长度重复出现。
图5示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘有机激光腔器件的二维布置。这样一种二维有机激光腔结构222是通过将各有机激光腔器件200以规则的二维图样装配而成。这些器件的制作是专业技术人员熟悉的。像元间区域210通常由隔开各有机激光腔器件200的结构的不发射激光部分组成。
这样的一维有机激光腔结构221和二维有机激光腔结构222的用途包括线和面的光敏印刷工艺、线和面的辐射显示等。用该制造工艺使发光有机激光腔器件200有规则地重现产生用于印刷和显示的曝光装置。在这种结构中，有机激光腔器件200的间隔由这种用途的清晰度要求决定。例如，在打印机中，有机激光器件200可以是圆的，其直径约为20-50微米，而此有机激光腔器件200的间隔(像元间区域210)的大小也与此相当。尽管未作说明，在一种配置中，有机激光腔器件200的直径在阵列中是变化的，该配置也被看成是本发明的一个图6示出根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘可二维的基本上随机布置的二维有机激光腔结构223，所含有机激光器件200按图1-3中描述的器件制造。该基本随机的二维有机激光腔结构223最好被视作单一的有机激光腔器件200在平面中的随机布置。尽管未作说明，有机激光腔器件200的直径以基本上随机方式在阵列中变化的方案也被视作本发明的一个实施方案。这样的基本上随机的二维有机激光腔结构223在多个领域有应用，包括信息的加密和图像显示。
图7是根据本发明制作的有机激光腔结构的顶视示意图，其中示出二维六边形方案的有机激光腔器件。这一六边形二维有机激光腔机构224包括的有机激光腔器件200产生平面中间距最紧密的阵列。这种阵列的优点是以高功率密度输出光辐射。高功率密度的获得源于六边形方案的间距最紧密的特点。图7示出三个发光的有机激光腔器件225。其他填密方案也可。
图8示出一种根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘了有机激光腔器件226的二维拜尔图案布置。这种拜尔二维有机激光腔结构226可产生多波长光辐射，其中激光发射设计成在光谱的红光(R)，绿光(G)，蓝光(B)区产生离散波长。光谱的红光区大约相当于600-650nm的波长范围。光谱的绿光区相当于500-550nm波长范围，光谱的蓝光区相当于450-500nm波长范围。有机激光腔器件200正确设计时，光辐射波长可在整个可见光谱范围(约450-700nm)。应当明白，不同波长的抽运光束可用来产生基本单一波长的输出辐射。它的实现可通过正确设计下介电叠层30和上介电叠层50的材料和厚度，选择有机激活区40的材料，及有机激光腔器件200的尺寸。另一方面，单一波长的抽运光束可产生多个波长基本上不同的输出辐射。此外，它的实现还可通过在此结构中设计各种不同的有机激光腔器件200。还应明白，任何一种有机激光腔结构都能设计加工成能产生适合于目前用途的多波长光辐射。在拜尔二维有机激光腔结构226的情况下，绿光辐射通道与红光和蓝光辐射通道的比值为2∶1。这种结构有利于应用于要求对标准的CDD的光探测器阵列的像元作直接的一对一的照射。拜尔结构通常应用于滤色阵列，为CDD和CMOS光探测器(未示)提供滤色灵敏度。
图9示出一种根据本发明制作的有机激光腔结构，其中描绘了有机激光腔器件200的一维或线性布置并示出各有机激光腔器件200之间的空间关系。空间关系定义为，d＝有机激光腔器件200的直径，l＝有机激光腔器件200之间相隔的中心距。这两个参数可用来控制激光输出的辐射特征。例如，对于由打算具有基本相同波长输出的有机激光腔器件200构成的有机激光腔结构而言，有机激光腔器件200的锁相特别依赖于参数d和l。产生锁相激光输出的一个优选实施方案，它的d＝3-5μm，l＝3.25-9μm。如前所述，有机激光腔器件200的间距较大，则由于有机激光腔器件200之间的面积增加，导致锁相损耗及光辐射利用率下降。这种锁相的主要优点是，它引起单独的有机激光腔器件的光学能量的相干叠加。这样可提高有机激光腔结构的输出功率。在有些应用中，需要有机激光腔器件200之间具有完全的非相干性，各有机激光腔器件200起独立激光器的作用。这样，可使来自有机激光腔器件200的激光辐射相位不同。这时，可令l＞9μm，d＝3-5μm，便能使各有机激光腔器件200不相关。当然，应当明白，这些参数的很多其他组合也能产生所需的输出。同样，这样的有机激光腔结构各单元之间相干度的调整不局限于专业技术人员熟知的一维结构。有机激光腔结构中，较大阵列的单元产生锁相激光输出子结构，各子结构彼此独立，这种有机激光腔结构也是本发明的一个实施方案。此布置有助于同时改变输出的有机激光腔结构，优化各种用途下的光功率和分辨率。此外，尽管在图9中描述的是圆形的有机激光腔器件200，但其他形状也可以且在某些场合更有利。例如，Wilmsen等人所著Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers(垂直腔表面发射激光器)一书(剑桥大学出版社，2001年)中谈到，尺寸合适的矩形有机激光腔器件200可用于从有机激光腔结构产生偏振激光辐射。
图10所述的有机激光腔结构中装有不同波长的有机激光腔器件的子结构。这样的多波长有机激光腔结构227具有3×3红(r)，绿(g)，蓝(b)光区的子结构(未示)。如前所述，这些子结构的相互锁相与否，取决于应用需要。改变图9所示的距离参数可控制锁相。
图11示出根据本发明制作的一种有机激光腔结构，该结构装在挠性基质上，可以制成挠性的有机激光腔结构，因为如上所述，有机激光腔对基质的要求不严。这样挠性有机激光腔结构228有多个优点，即结构重量轻，可做得符合各种不平表面。此外，各有机激光腔器件200之间的空间关系可通过将此器件产生在挠性基质上而改变。这样，好多有机激光腔器的空间关系便能相互变化。拉伸挠性基质可用来改变有机激光腔器件200的相干长度。应当明白，有机激光腔结构的任何特征(多波长，单元相干性控制等)可以通过与挠性有机激光腔结构228的结合来实现。
图12示出根据本发明制作的一种有机激光腔结构。其中，光源229(如多个发光二极管)照射有机激光腔结构，其光输出与时间相关。亮光230射在有机激光腔结构231上以便光激发该激光腔。这一与时间相关的有机激光腔结构231可通过很多途径实现。在本例中，亮光230光抽运转动的时间相关的有机光腔结构231。有机激光腔结构做成在基质表面上有不均匀地分布的有机激光腔器件200。有机激光腔结构231的转动产生与时间无关的输出辐射。同样，固定的有机激光腔结构231可由随时间变化的非均匀光源作光抽运，也能产生这样的输出辐射。
此外，光源229可包括产生基本单一波长的激光辐射的单一波长的抽运光束；或产生单一波长激光辐射的基本不同波长的抽运光束；或产生多个基本不同波长辐射的基本不同波长的抽运光束。
图13用方块图描述可将光线从光子源射出的方法，该光子源将光抽运到有机激光腔结构上并将激光辐射射到目标上。光在提供了光激发的有机激光腔结构的手段的第232步中产生。各种可能的光源可用于抽运有机激光腔结构；这是由于从有机激光腔器件200发射激光的功率阈值低的缘故。例如，一排发光二极管(无机的或有机的)即可运用于此容量。光线在第233步中射到有机激光腔结构上。有多种方式用于发射和影响抽运光，例如可用透镜和反射镜。这些光学装置被称作主动或被动的透镜，滤光器及反光镜便是被动光学元件的例子。它们可被用来改变抽运光的空间分布，光强，偏振等。主动光学元件包括各种光学调制器(电光，声光)，它们可被用来改变入射抽运光的强度，曝光时间，偏振，或空间分布。在第234步中所述的有机激光腔结构根据入射抽运光而接收抽运光并产生激光。自第234步输入的激光的恰当方式，如以上各实施方案所述，由有机激光腔结构的特性规定。在第234步中产生的激光应用第235步中的部件射向目标。与第233步一样，这些部件可包括透镜、反光镜、调制器等，它们用于改变激光的强度、曝光时间，偏振及空间分布。另外，第234步中有机激光腔结构发射的光的相位可被调制，从而影响射向目标的输出光束的相位。第235步提供使有机激光腔结构输出辐射对准其预定目标并控制的工具。有机激光腔结构的输出辐射可包括单波长和多波长的光辐射。第236步包括目标本身各种形式。这些目标可包括像光敏材料，基于光辐射的通信用的接收机或检波器那样的物体；或者为了物体上作标记，为了扫描物体以获得其空间尺寸，为了获得供鉴定用的空间编码信息，或为了作物体光谱分析时物体上的位置。光敏材料可包括照相材料或电子照相材料，用于消蚀接收材料上的颜料或其他材料的接收层。
有机激光腔结构，其中，所需的激光输出包括相位不同的各有机激光腔各器件的激光输出。
有机激光腔结构，其中，所需的激光输出包括相位基本相同的各有机激光腔器件的激光输出。
有机激光腔结构，其中，所需的激光输出包括偏振基本相同的各有机激光腔器件的激光输出。
有机激光腔结构，其中，所需的激光输出包括偏振基本不同的各有机激光腔器件的激光输出。
有机激光腔结构，其中，预定的布置是从几何布置、相位布置、波长布置、偏振布置和空间布置中抽出组成的组合。
有机激光腔结构，其中，预定布置是平面的。
有机激光腔结构，其中，预定布置是非平面的。
有机激光腔结构，其中，单波长抽运光束产生基本不同波长的输出。
有机激光腔结构，其中，单波长抽运光束产生基本上单一波长激光输出。
有机激光腔结构，其中，基本不同波长抽运光束产生单波长激光输出。
有机激光腔结构，其中，基本不同波长抽运光束产生多个基本不同波长输出。
有机激光腔结构，其中，所需的激光输出与抽运光束的关系是与时间有关的。
有机激光腔结构，其中，各有机激光腔器件之间的空间关系是变化的。
有机激光腔结构，其中，预定布置形成在挠性基质上。
一种将光辐射导向特定目标位置的方法，包括以下几步a)提供一种有机激光腔结构，该结构包括多个以一布局在一维或多维空间布置的有机激光腔器件，每一有机激光腔器件的特征是，第一介电叠层用于接收和透射抽运光束并在预定波长范围上反射成激光；有机激活区用于接收从第一介电叠层传来的抽运光束并发射激光；第二介电叠层用于将有机激活区传来的抽运光束和激光反射回到有机激活区，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区的结合产生激光；且多个有机激光腔器件按预定布置，从而获得所需的光辐射；及b)将所需的光辐射导向特定目标位置。
将光辐射导向特定目标位置的方法，其中，将光辐射射在特定位置包括在物体上作标记。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括使光敏材料曝光。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括实现基于光辐射的通信的步骤。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体扫描以获得其空间尺寸。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体进行光谱分析。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对信息进行编码以供鉴别。
一种将光辐射导向特定目标位置的方法，包括以下几步a)提供一种有机激光腔结构，该结构包括多个以一种布局在一维或多维空间布置的有机激光腔器件，每一有机激光腔器件的特征是，第一介电叠层用于接收和透射抽运光束并在预定波长范围上反射成激光；有机激活区用于接收从第一介电叠层传来的抽运光束和发射激光；第二介电叠层用于将有机激活区传来的抽运光束和激光反射回到有机激活区，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区的结合产生激光；且多个有机激光腔器件按预定布置，从而获得多波长的所需的光辐射；及b)将具有多波长的所需的光辐射导向特定目标位置。
将光辐射导向特定目标位置的方法，其中，将光辐射导向特定目标位置包括在物体上作标记。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括使光敏材料曝光。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括实现基于光辐射的通信的步骤。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体扫描，以获得其空间尺寸。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体进行光谱分析。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括供对信息进行编码以供鉴别。
一种将光辐射导向特定目标位置的方法，包括以下几步a)提供一种有机激光腔结构，该结构包括多个以一种布局在一维或多维空间布置的有机激光腔器件，每一有机激光腔器件的特征是，第一介电叠层用于接收和透射抽运光束并在预定波长范围上反射或激光；有机激活区用于接收从第一介电叠层传来的抽运光束和发射激光；第二介电叠层用于将有机激活区传来的抽运光束和激光反射回到有机激活区，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区的结合产生激光；且多个有机激活腔器件按预定布置，从而获得多个不同相位的所需的光辐射；及b)将具有多个不同相位的所需的光辐射导向特定目标位置。
将光辐射导向特定目标位置的方法，其中，将光辐射导向特定目标位置包括在物体上作标记。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括使光敏材料曝光。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括实现基于光辐射的通信步骤。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体扫描，以获得其空间尺寸。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体进行光谱分析。
将光辐射射在特定位置的方法，包括对信息进行编码以供鉴别。
一种将光辐射导向特定目标位置的方法，包括以下几步a)提供一种有机激光腔结构，该结构包括多个以一种布局在一维或多维空间布置的有机激光腔器件，各器件以变化的空间关系间隔布置，每一有机激光腔器件的特征是，第一介电叠层用于接收和透射抽运光束并在预定波长范围上反射成激光；有机激活区用于接收从第一介电叠层传来的抽运光束并发射激光；第二介电叠层用于将有机激活区传来的抽运光束和激光反射回到有机激活区，其中，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区的结合产生激光；且多个有机激活腔器件按预定布置，从而获得所需的光辐射；及b)将所需的光辐射导向特定目标位置。
将光辐射导向特定目标位置的方法，其中，将光辐射导向特定目标位置包括在物体上作标记。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括使光敏材料曝光。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括实现基于光辐射的通信的步骤。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体扫描，以获得其空间尺寸。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体进行光谱分析。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对信息进行编码以供鉴别。
一种将光辐射导向特定目标位置的方法，包括以下几步a)提供有机激光腔结构，该结构包括多个以一种布局在一维或多维空间布置的有机激光腔器件，每一有机激光腔器件的特征是，第一介电叠层用于接收和透射抽运光束并在预定波长范围上反射成激光；有机激活区用于接收从第一介电叠层传来的抽运光束；第二介电叠层用于将有机激活区传来的抽运光束和激光反射回到有机激活区，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区的结合产生激光；且多个有机激光腔器件按预定布置，从而获得所需的光辐射；及b)通过有选择地激发一个或多个有机激光腔器件，将所需的光辐射导向特定目标位置。
将光辐射导向特定目标位置的方法，其中，将光辐射导向特定目标位置包括在物体上作标记。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括使光敏材料曝光。
将光辐射导向特定目标位置的方法，还包括实现基于光辐射的通信的步骤。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体扫描，以获得其空间尺寸。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对物体进行光谱分析。
将光辐射导向特定目标位置的方法，包括对信息进行编码以供鉴别。
权利要求
1.一种有机激光腔结构，其特征在于，包括a)多个有机激光腔器件，每一有机激光腔器件的特征是i)第一介电叠层用于接收和透射抽运光束并在一预定波长范围内反射成激光；ii)有机激活区用于接收从第一介电叠层传来的抽运光束并发出激光；iii)第二介电叠层用于将从有机激活区传来的抽运光束和激光反射回到有机激活区，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区的结合可产生激光；及b)多个有机激光腔器件按预定布置，从而可获得所需的激光输出。
2.如权利要求1所述的有机激光腔结构，其特征在于，布置是几何规定的。
3.如权利要求2所述的有机激光腔结构，其特征在于，布置是线性布置。
4.如权利要求2所述的有机激光腔结构，其特征在于，布置是二维布置。
5.如权利要求2所述的有机激光腔结构，其特征在于，布置是基本上随机布置。
6.如权利要求2所述的有机激光腔结构，其特征在于，布置是六边形二维布置。
7.如权利要求2所述的有机激光腔结构，其特征在于，布置是拜尔图案布置。
8.如权利要求1所述的有机激光腔结构，其特征在于，布置由在多个有机激光腔器件之间的空间关系所限定。
9.如权利要求8所述的有机激光腔结构，其特征在于，空间关系是固定的。
10.如权利要求8所述的有机激光腔结构，其特征在于，空间关系是可变的。
11.如权利要求1所述的有机激光腔结构，其特征在于，所需的激光输出包括源于多个有机激光腔器件的不同的激光辐射波长。
12.如权利要求1所述的有机激光腔结构，其特征在于，所需的激光输出包括源于多个有机激光腔器件的基本相同的激光辐射波长。
全文摘要
本发明公开了一种有机激光腔结构，它包括多个有机激光腔器件，每个器件的特征是i)第一介电叠层用于接收和透射抽运光束并在预定波长范围上反射成激光；ii)有机激活区用于接收从第一介电叠层透射来的抽运光束并发光；iii)第二介电叠层用于将有机激活区透射来的抽运光束和激光反射回到有机激活区，其中，第一和第二介电叠层与有机激活区组合可产生激光；及多个有机激光腔器件按预定配置可获得的所需的激光输出。
文档编号H01S5/183GK1497811SQ200310100329
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月14日 优先权日2003年10月14日
发明者J·P·斯布恩豪尔, J·A·曼尼科, E·考凡农, D·L·帕顿, J P 斯布恩豪尔, 帕顿, 才, 曼尼科 申请人:伊斯曼柯达公司