CN114008874A

CN114008874A - 包括承载至少一个二极管的至少一个半导体芯片的光源

Info

Publication number: CN114008874A
Application number: CN202080045082.5A
Authority: CN
Inventors: O·皮内尔
Original assignee: Galabus
Current assignee: Galabus
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2022-02-01
Also published as: US20220317389A1; FR3097659B1; FR3097659A1; WO2020254774A1; EP3987337C0; EP3987337B1; EP3987337A1

Abstract

本发明涉及一种光源(3)，所述光源包括：‑至少一个半导体芯片(1)，所述至少一个半导体芯片能够发射入射辐射(I)；‑输出级(4)，所述输出级包括用于传播多个预定模式的至少一个光纤或自由空间；‑至少一个光学部件(5)，所述至少一个光学部件具有微结构化主表面，该微结构化主表面面对所述半导体芯片(1)布置，以便拦截所述入射辐射(I)，在空间上修改所述入射辐射(I)的相位，并且经由所述光学部件的多个反射和/或透射形成至少包括所述预定模式的变换光辐射。

Description

包括承载至少一个二极管的至少一个半导体芯片的光源

技术领域

本发明涉及包括承载至少一个二极管的半导体芯片的光源。

背景技术

激光二极管阵列形成基于半导体的高功率激光源。二极管可以具有高水平的电光转换效率和高功率，并且它们以线性或矩阵形式非常紧凑地布置。根据通常使用的术语，阵列的激光二极管有时被称为“大面积激光二极管”。由这种类型的激光二极管发射的辐射本质上是多模的，并且因此这种二极管与增益引导的激光二极管或折射率引导(index-guided)的激光二极管明显不同，在增益引导的激光二极管或折射率引导的激光二极管中寻求单模辐射。

这种阵列通常包括半导体芯片(例如基于GaAs或GaN的半导体芯片)，该半导体芯片承载(有时经由中间层)布置在散热基板上的激光二极管。电触点布置在芯片上并连接到阵列的电源引脚。图1因此示意性地示出了现有技术的承载激光二极管2的半导体芯片1。二极管2的发射表面2a布置在芯片1的主面1a上。如在图1的示例中可以看到的，发射表面2a通常被延伸并且具有通常大约100μm或更大的宽度l以及大约一微米的减小的竖直尺寸h。

因此，来自这种阵列的光辐射包括多个光束，这些光束被对准以形成发射带(emission strip)。各个二极管的竖直尺寸h限定所谓的快轴，该快轴表现出大约从30°至40°FWHM的显著发散度，但具有良好的光束质量(光束质量因子M2接近1)。各个二极管的水平尺寸L限定所谓的慢轴，该慢轴具有通常大约6°至10°的较小发散度，但具有较差的光束质量(光束质量因子M2大于1000)。

因此，通常预期调节由阵列产生的辐射。这种调节可以部分地集成到所述阵列中，例如以与发射表面2a相对地布置的圆柱形透镜的形式，以便对在至少快速方向上发射的辐射进行准直。除了可以集成到阵列中的光学部件之外，还可以提供附加的光学部件，以对光束进行整形(shape)。因此，可以预期使光束更加对称和/或具有更好的质量(例如通过参数M2测量的)，以便将其馈送到具有基本圆形芯的传统光纤中。更一般地，目的是对由二极管发射的光辐射进行整形，以使其具有最低可能光学范围。

因此，US5513201公开了一种光学装置，其目的在于将由阵列发射的辐射从第一布置结构重新布置为第二布置结构，在第一布置结构中，由二极管2发射的辐射的实例通过并置它们的慢轴而并排布置，以形成辐射带，在第二布置结构中，辐射的实例并排布置成按照它们的快轴来并置。这样，使得光辐射更紧凑，这便于将其馈送到光纤中。

INJEYAN,Hagop和GOODNO,Gregory D.的High power laser handbook.New York:McGraw-Hill Professional,2011也提供了旨在对由激光器阵列发射的光束进行整形以便于与光纤耦合的光学布置结构的许多示例。这可以涉及借助“Southampton”光学组件，通过阶梯式镜子或通过诸如微棱镜的折射光学部件来进行整形，所述折射光学部件将来自各个激光二极管的辐射偏转到平行平面中，在所述平行平面中布置有微透镜，以使辐射准直并形成小尺寸光束的矩阵。在所有情况下，目的是将以这种方式整形的光束馈送到光纤中。还可以设想被插入的球面透镜，以促进该目的。

最后，Yongqi Fu等人的“Investigation of single mode fiber couplingusing diffractive optical element with continuous relief fabricated byfocused ion beam technology”OFC2001.Optical Fiber Communication Conferenceand Exhibit,Technical Digest Postconference Edition提出了借助由“菲涅耳双折射准相位协定”或“菲涅耳相位匹配”元件(FPME)形成的透镜块将阵列的激光耦合至光纤。

无论选择什么解决方案来执行这种馈送，目的当然是将由二极管发射的最大光功率馈送到光纤中。

发明目的

本发明的目的是提出针对该问题的原始解决方案。

发明内容

为了实现这个目标，本发明的目的提出了一种光源，所述光源包括：

-至少一个半导体芯片，所述至少一个半导体芯片能够发射多模入射辐射；

-输出级，所述输出级包括用于传播多个预定模式的至少一个光纤或自由空间；

-模态变换装置，所述模态变换装置布置在所述半导体芯片与所述输出级之间，所述模态变换装置包括至少一个光学部件(5)，所述至少一个光学部件具有与所述半导体芯片相对地布置的微结构化主表面，所述模态变换装置被配置成在所述光学部件上的多个反射和/或透射实例期间拦截所述入射辐射，并且所述微结构化主表面被配置成在空间上修改所述入射辐射的相位，并且通过所述光学部件上的所述多个反射和/或透射实例形成至少包括所述预定模式的变换光辐射。根据本发明的单独或以任何技术上可行的组合采用的其它有利和非限制性特征：

·所述微结构化表面被配置成根据输入平面的与在输出平面中限定的多个输出模式相关联的多个输入模式来分解所述入射辐射，以形成变换辐射；

·所述输出级包括至少一个多模光纤；

1.超过90％的所述变换光辐射被耦合到所述光纤的馈送端；

·所述入射辐射包括第一数量的模式，并且所述多模光纤能够引导第二数量的模式，所述第二数量大于或等于所述第一数量；

·所述输出级被配置成允许所述变换辐射的自由传播；

·由所述半导体芯片发射的所述入射辐射是由激光二极管或发光二极管产生的；

·由所述半导体芯片发射的所述入射辐射是由单个二极管产生的；

·由所述半导体芯片发射的所述入射辐射是由多个二极管产生的，各个二极管发射多模辐射或单模辐射；

·所述光源包括用于对所述入射辐射进行整形的装置，所述装置布置在所述半导体芯片与所述光学部件之间；

·所述整形装置包括多个多模光纤，所述入射辐射的多个部分分别馈送到所述多个多模光纤中；

·所述主表面的微结构化利用可分离变量来进行。

附图说明

参考附图根据下面的本发明的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：

·图1示出了现有技术的承载激光二极管的半导体芯片；

·图2示出了结合本发明原理的光源的示例；

·图3a和图3b分别示出了输入平面中的入射辐射和输出平面中的变换辐射的模态分解的示例；

·图4示出了结合本发明原理的光源的第二示例；

·图5示出了结合本发明原理的光源的另一示例。

具体实施方式

为了清楚起见，在本申请中，将光辐射限定为由电磁场的至少一个模式形成的辐射，各个模式形成场的幅度、相位和偏振的空间频率分布。因此，对光辐射进行整形、修改或变换是指辐射模式的空间频率修改或变换。

辐射的“形状”是指模式的幅度和相位的横向分布，或者构成该辐射的模式的横向幅度和相位分布的组合。

为了简单起见，在本说明书中将假设辐射在单个方向上偏振并且具有单频。然而，所提出的原理完全适用于具有超过一个偏振方向或超过一个单频的辐射。

图2是结合本发明原理的光源3的示例的俯视图。

该光源包括半导体芯片1，该半导体芯片1包括多个激光二极管，在所示示例中为三个。当然，可以提供不同数量的这种二极管，通常在1个至100个之间。如果提供单个激光二极管，则其将发射多模辐射，以便能够利用根据本发明的装置。如果提供多个二极管，则它们可以发射单模辐射或多模辐射。在图2的参考系中，芯片1被布置成使得激光二极管的发射表面都沿x轴竖直布置。可以设想，所述发射表面在另一方向上或按照矩阵不同地布置，例如，该矩阵可以通过类似于图1所示将多个半导体芯片堆叠在彼此之上来获得。尽管这在图2中未示出，但是芯片1可以配备有准直透镜或多个这种透镜(例如，与二极管发射表面相对地设置的圆柱形透镜)、散热支承件以及用于形成激光二极管阵列的任何其它元件。

不管半导体芯片(或多个芯片)1的所选择的配置如何，其所承载的二极管发射入射辐射I。图2所示的源3还包括输出级4，在这种情况下，输出级4由单个多模光纤4组成。该光纤具有馈送端，该馈送端在由半导体芯片1发射的光辐射已经通过构成源3的其它光学部件整形以形成变换辐射之后收集该辐射。输出级可以包括准直光学器件(图中未示出)，以促进光纤4中变换辐射的收集。通常，布置在输出级处的光纤(或多个光纤)将被选择成使得其可以(共同地)容纳构成入射辐射I的多个模式。例如，如果半导体芯片1包括5个二极管(各个二极管发射包括100个模式的辐射)，则将选择可以(共同地)引导构成入射辐射I的至少500个模式的多模光纤4(或这种光纤的集合)。换句话说，入射辐射包括第一数量的模式，并且多模光纤能够引导第二数量的模式，第二数量大于或等于第一数量。然而，目的是尽可能地限制多模光纤的模式的数量，以便不会过度地增加光纤的直径并在该光纤中引导表现出高能量集中程度(concentration)的辐射。

布置在输出级中的光纤或多个光纤可以是渐变折射率光纤，或者优选是阶跃折射率光纤。

图2还示出了输入平面PE和输出平面PS，这些平面分别关于由二极管发射的入射辐射I和馈送到光纤4中的变换辐射是横向的。

为了允许将入射辐射I有效地耦合到光纤4中，本发明提出了对该入射辐射进行模态处理，即，执行旨在将分别存在于输入模式中的入射辐射的能量传输到输出模式的模态转换，这些输出模式适用于有效地耦合到光纤4。

图3a示出了由激光二极管2发射的辐射在输入平面PE中的模态分解的示例，该辐射已经在该输入平面PE中尽可能远地传播。该平面设有笛卡尔参考系(x,y)，其中，入射辐射I可以被模态分解，在这种情况下，入射辐射I被模态分解成三个模式f1(x,y)、f2(x,y)和f3(x,y)，函数f1、f2和f3确定这些模式中的各个模式的幅度和相位。通常，输入平面PE中的模式的数量和性质将被确定成使得入射在平面PE上的辐射可以被尽可能准确地分解。输入模式族尤其可以形成基础(base)。

类似地，可以使用输出模式族来分解输出平面PS中的变换辐射，所述输出模式族的基数与输入族的基数相同，并且被最佳耦合到光纤4。在图3b所示的示例中，变换辐射是根据集中在光纤4上的前三个LP模式f’1、f’2、f’3形成的。这种分解与由多模光纤4引导的第一LP模式一致，这允许这些被引导的模式充分地“填充”有变换辐射。应当注意，在本申请的上下文中，目的是将尽可能多的功率馈送到光纤中，而不管该功率是以一种引导模式馈送的还是以另一引导模式馈送的。例如，超过90％的变换辐射被耦合到多模光纤4的馈送端。

在输入平面与输出平面之间，提供了一种模态变换装置，在这种情况下，该模态变换装置包括与第二反射光学部件5b相对地布置的第一反射光学部件5a，以便限定多通路腔室(multi-passage cavity)，在该多通路腔室中，入射辐射I朝向输出级4传播。第一光学部件5a具有微结构化表面，该微结构化表面在入射光辐射I传播期间多次拦截该入射光辐射I。微结构化表面5a上的每次反射在空间上修改该辐射的相位，使得在多次反射之后，入射辐射被变换，以便耦合到在该示例中形成输出级的光纤4。

术语“微结构化表面”是指光学部件的表面具有浮凸(relief)，该浮凸可以例如以尺寸从几微米至几百微米的“像素(pixel)”的形式分解。该浮凸或该浮凸的各个像素具有相对于限定所讨论的表面的平均平面的至多几微米或至多几百微米的可变高度。具有这种微结构化表面的光学部件形成相位掩模，该相位掩模在辐射的横截面(在该横截面处该辐射被反射或透射)内引入局部相移。

第一部件的微结构化是数字地(使用光学设计软件)产生的，以允许将入射辐射变换成能够耦合到光纤4的变换辐射。换句话说，微结构化表面被配置成将例如图3a中限定的输入模式与基本上对应于由光纤引导的输出模式的输出模式(在这种情况下是光纤的前三个LP模式)相关联，即，将例如图3a中限定的输入模式变换成基本上对应于由光纤引导的输出模式的输出模式。多次拦截入射辐射的微结构化表面根据输入模式分解辐射，该输入模式被变换成输出模式以形成变换辐射。继续图2所示的示例，微结构化表面因此可以被配置成将输入模式变换成输出模式，例如使得输入模式f1与输出模式f’1相关联，模式f2与模式f’2相关联，并且模式f3与模式f’3相关联。输出模式与输入模式之间的任何线性和酉变换(linear and unitary transformation)是可能的。

文献“Programmable unitary spatial mode manipulation,”Morizur等人J.Opt.Soc.Am.A/Vol.21,No.11/November 2010、N.Fontaine等人,(ECOC,2017),“Designof High Order Mode-Multiplexers using Multiplane Light Conversion”、US9250454和US2017010463包含这种模态转换装置的理论基础和实施方式示例。

因此，在光学部件5a、5b之间传播的光辐射经历通过传播分开的一系列局部相移。一系列这些基本变换(例如，至少四次连续的变换，诸如8次、10次、12次、14次或甚至至少20次变换)建立入射辐射的空间轮廓的整体变换。因此，可以配置微结构化表面以改变入射辐射I的形状，从而使其有效地耦合到输出级的光纤4。

当然，除了由反射光学部件5a、5b形成的多通道腔室之外的光学布置结构也是可能的，以便实现期望的模态变换。

如此，并且更一般地，光源3包括至少一个光学部件，该至少一个光学部件形成模态变换装置5，该模态变换装置5具有与半导体芯片1相对地布置的微结构化主表面，用于通过光学部件中的一个或更多个光学部件上的多次反射/透射(例如至少四次连续的反射/透射，诸如8次、10次、12次、14次或甚至至少20次反射/透射)来拦截入射辐射I，以便建立变换辐射。微结构化表面上的每次反射/透射之后是辐射在自由空间中的传播。光学部件中的一些光学部件可以是微结构化的并有助于形成变换辐射，而其它光学部件可以是简单反射的或透明的，以便引导该辐射。

通常，目的是限制装置5的微结构化表面上的反射和/或透射的数量。例如，目的可以是将该数量限制为小于20或小于10。这限制了随着辐射的每次反射和/或透射而发生的吸收损失，并且限制了装置的设计的复杂性，即，所涉及的表面的微结构化的限定；然而，这可能导致所实现的模态变换的较不准确的近似。

另外，为了简化设置(即，反射/透射的数量)、其设计或为了寻求模态变换的更好近似(针对固定数量的反射/透射)，可以布置输入族的模式和输出族的模式，使得利用可分离变量进行变换。在“Fabrication and Characterization of a Mode-selective45-ModeSpatial Multiplexer based on Multi-Plane Light Conversion,”Bade等人,OpticalFiber Communication Conference Postdeadline Papers,OSA Technical Digest,Optical Society of America,2018,paper Th4B.3,pp.1-3和FR1851664中描述了这种变换。这些文献证明，这种变换允许减少构成模态变换装置5的反射/透射的数量。

当f_ij(x,y)＝h_i(x).g_j(y)可以针对模式族的各个模式i、j写出时，该族被称为具有可分离变量。

在设有各自的笛卡尔参考系(x,y)和(x’,y’)的输入平面PE和输出平面PS中，存在分别在输入平面和输出平面中限定的N个生成函数h_i(x)和h’_i(x’)的集合，以及也分别在输入平面和输出平面中限定的M个生成函数g_j(y)和g’_j(y’)的集合。

这些生成函数用于限定具有可分离变量的N*M个输入模式f_ij(x,y)＝h_i(x).g_j(y)和N*M个输出模式f’_ij(x’,y’)＝h’_i(x’).g’_j(y’)，1<＝i<＝N并且1<＝j<＝M。

为了利用变量的可分离特性并简化模态变换装置5的设计，由该装置执行的可分离变量变换必须将输入平面的秩为i、j的各个模式与输出平面中相同秩i、j的模式相关联。换句话说，针对任一对(i,j)，装置5将输入平面的模式f_ij(x,y)＝h_i(x).g_j(y)变换成输出平面的模式f’_ij(x’,y’)＝h’_i(x’).g’_j(y’)。

一旦这些约束与模式族及其关联有关，就可以使用根据现有技术的数值优化步骤来建立微结构化表面的相移量

(1<＝1<＝M，M表示光学部件上的反射/透射的数量)，这允许将输入模式族尽可能准确地变换成输出模式族。具体地，在M次反射/透射中的每次反射/透射时，在光学部件的表面上的每一个像素(x_k,y_k)处寻找相位值

这些相移可以容易地变换成各个像素的高度，这将使得可以在每次反射/透射时产生微结构化表面以形成M个相位掩模。M个相位掩模中的各个相位掩模包括具有可分离变量的特性或接近于具有该特性，即，相移

满足关系

其中，Ψ₁和θ₁是相位生成函数。因此，微结构化表面(或更确切地说是该表面的微结构化)也具有这种特性，即，在每次反射/透射时，点(x_k,y_k)处的微结构化的浮凸或高度e可以写成e(x_k,y_k)＝u(x_k)+v(y_k)的形式，其中u和v是两个高度生成函数。

图4示意性地示出了利用可分离变量实现这种模态变换的光源3的示例。图4清楚地示出了在这种情况下包括沿x轴线性布置的9个激光二极管的半导体芯片1。激光源1发射入射辐射，其在平面P1中的横向分布在图4中的第一插图上示意性地示出。可以看到来自半导体芯片1的各个二极管的辐射的线性分布。

在该实施方式的设置中，存在用于对入射辐射I进行整形以便根据具有可分离变量的布置结构将该辐射布置在输入平面中的装置6。如在图4的第二插图上清楚可见的，由激光二极管发射的辐射已经以矩阵的形式重新布置。以此方式，限定了由函数f₁₁(x,y)至f₃₃(x,y)描述的9个输入模式，并且验证了各个输入模式是输入平面PE中的、生成函数h₁(x)、h₂(x)、h₃(x)和g₁(y)、g₂(y)、g₃(y)的乘积。应当注意，这种整形装置6是可选的，特别是当入射辐射I可以由具有可分离变量的输入模式族自然分解时(在由多个堆叠半导体芯片1发射的辐射的矩阵布置结构的情况下)。

图4中所示的源3还包括输出级4，在这种情况下，输出级4包括布置在与设置相关联的参考系中的平面(y,z)中的一束三个多模光纤4a、4b、4c。应该注意，在输出级中设置三个光纤的选择旨在示出该解决方案的通用性，并且大多数应用中的一般目的是将入射辐射馈送到单个多模光纤中，以便将所有能量集中在单个多模光纤中。输出平面PS设有笛卡尔参考系(x’,y’)，并且图4的第三插图示出了9个输出模式f’₁₁(x’,y’)至f’₃₃(x’,y’)的族。该族中的三个模式分别与多模光纤相关联，即，在空间上布置成面对该光纤的馈送端。因此，这三个模式在输出平面PS中在空间上叠加在彼此之上。

第三插图示出了生成函数h’₁(x’)、h’₂(x’)、h’₃(x’)和g’₁(y’)、g’₂(y’)、g’₃(y’)。在该插图中验证了存在变量可分离性的特征。

实现模态变换的装置5使用关于图2的描述所阐述的原理。构成装置5的光学部件的表面或多个表面的微结构化已经被配置成实现模态变换，以便将秩(i,j)的各个输入模式与相同秩(i,j)的输出模式相关联。换句话说，以非常简化且不太严格的方式，输入平面的生成函数被变换成输出平面的生成函数。这种关系确保了变换顺序的形式，这使得可以大大简化模态变换装置5的设计，例如通过针对给定的变换准确度减少微结构化表面上的反射/透射的数量。

用于对入射辐射I进行整形的装置6可以以多种方式实现。装置6可以是类似于装置5的模态变换装置，其在至少一个微结构化表面上实现多次反射和/或透射，随后进行自由传播。在这种情况下，整形装置6可以与模态变换装置5物理地分离，或者两个装置可以集成以形成单个装置。

在另选方案中，整形装置6可以由更常规的光学部件实现。因此，整形装置6可以是多个阶梯式镜子，各个阶梯式镜子捕获由激光二极管发射的辐射的一部分，以便将这些部分堆叠在彼此之上来形成图4的矩阵分布。在又一另选方案中，整形装置6可以包括折射光学部件(诸如微棱镜)，该折射光学部件将来自各个激光二极管的辐射偏转到平行平面中，在该平行平面中布置了微透镜，以使辐射准直并形成小尺寸光束的矩阵。

图5示出了本发明的另一实施方式。光源3包括3个半导体芯片1的堆叠体，在此各个芯片包括沿x轴线性布置的多个激光二极管。因此，入射辐射I在图5中被表示为3个基本辐射实例的集合，各个基本辐射实例包括由多个激光二极管发射的辐射。

目的是对该入射辐射I进行整形，以便于将芯片1的堆叠体发射的最大功率馈送到多模光纤4中。为此，避免了基本辐射的集中处理，而是提供了单独处理入射辐射的多个部分的整形装置6。整形装置6布置在半导体芯片1与模态变换装置5之间。整形装置6包括多个多模光纤6a，由多个二极管产生的辐射在这些光纤的第一端经由多个馈送装置6b馈送到多模光纤6a中。这些馈送装置6b可以使用传统的光学部件(透镜、阶梯式镜子、微棱镜等，如前面已经提到的)或实现类似于已经描述的模态变换装置5的MPLC装置。单独处理用于耦合到多个光纤的入射辐射I的多个部分提供了改进的耦合，并且与试图将入射辐射完全耦合到单个光纤中相比，捕获了更多的能量。

整形装置6的多模光纤6a的另一端形成模态变换装置5的输入级5c。如在前面的示例中，这被配置成实现由多模光纤6a产生的辐射的变换，以便将其能量传输到多模光纤4的引导模式中。

当然，本发明不限于所描述的实施方式，并且可以在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下添加变型例。

可以设想，模态变换装置5对入射辐射执行比已经描述的更复杂的变换。例如，可以设想使用装置5来以光学的方式补偿半导体芯片1在二极管发射表面的布置方向上的任何偏转。这种偏转使辐射的带状形状从完美的直线改变(以“微笑状(smile)”的形状)，这通常是不期望的。

此外，源1不必包括由一个或多个光纤组成的输出级4。输出级还可以允许由模态变换装置6变换的辐射的自由传播。然而，在所有情况下，将寻求使得通过该装置变换的辐射符合多个预定模式，无论这些预定模式是由输出级的光纤强加的还是被选择成自由传播的。另外，除了在本说明书的具体示例中描述的那些元件之外，输出级4可以包括其它元件，诸如透镜或光学部件。

最后，本发明不限于大面积激光二极管或甚至不限于激光半导体芯片；它适用于包括能够发射多模光辐射的半导体芯片的任何光源。半导体芯片和光源尤其可以实现至少一个发光二极管。

本发明对于LIDAR领域中的应用或量子级联激光器的组合具有特别的意义。

Claims

1.一种光源(3)，所述光源(3)包括：

-至少一个半导体芯片(1)，所述至少一个半导体芯片能够发射多模入射辐射(I)；

-输出级(4)，所述输出级包括用于传播多个预定模式的至少一个光纤或自由空间；

-模态变换装置，所述模态变换装置布置在所述半导体芯片(1)与所述输出级(4)之间，所述模态变换装置包括至少一个光学部件(5)，所述至少一个光学部件具有与所述半导体芯片(1)相对地布置的微结构化主表面，所述模态变换装置被配置成在所述光学部件(5)上的多个反射和/或透射实例期间拦截所述入射辐射(I)，并且所述微结构化主表面被配置成在空间上修改所述入射辐射(I)的相位，并且通过所述光学部件(5)上的所述多个反射和/或透射实例形成至少包括所述预定模式的变换光辐射。

2.根据权利要求1所述的光源(3)，其中，所述微结构化表面被配置成根据输入平面(PE)的与在输出平面(PS)中限定的多个输出模式相关联的多个输入模式来分解所述入射辐射(I)，以形成所述变换辐射。

3.根据权利要求1或2所述的光源(3)，其中，所述输出级(4)包括至少一个多模光纤(4a、4b、4c)。

4.根据权利要求3所述的光源(3)，其中，超过90％的所述变换光辐射被耦合到所述光纤(4a、4b、4c)的馈送端中。

5.根据权利要求3或4所述的光源(3)，其中，所述入射辐射(I)包括第一数量的模式，并且所述多模光纤能够引导第二数量的模式，所述第二数量大于或等于所述第一数量。

6.根据权利要求1或2所述的光源(3)，其中，所述输出级(4)被配置成允许所述变换辐射的自由传播。

7.根据前述权利要求中任一项所述的光源(3)，其中，由所述半导体芯片(1)发射的所述多模入射辐射(I)是由激光二极管或发光二极管产生的。

8.根据权利要求7所述的光源(3)，其中，由所述半导体芯片(1)发射的所述多模入射辐射(I)是由单个二极管产生的。

9.根据权利要求7所述的光源(3)，其中，由所述半导体芯片(1)发射的所述多模入射辐射(I)是由多个二极管产生的，各个二极管发射多模辐射或单模辐射。

10.根据前述权利要求中任一项所述的光源(3)，所述光源包括用于对所述入射辐射进行整形的整形装置(6)，所述整形装置(6)布置在所述半导体芯片(1)与所述光学部件(5)之间。

11.根据权利要求10所述的光源(3)，其中，所述整形装置(6)包括多个多模光纤，所述入射辐射的多个部分分别馈送到所述多个多模光纤中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的光源(3)，其中，所述主表面的微结构化利用可分离变量来进行。