DE4215797A1

DE4215797A1 - Laser diode micromechanical mirror e.g. for pumping solid state laser crystal

Info

Publication number: DE4215797A1
Application number: DE4215797A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl Phys Heinemann; Walter Dipl Phys Dr Kroy; Axel Dipl Ing Mehnert; Peter Dr Peuser; Nikolaus Dipl Phys Schmitt; Helmut Dipl Phys Dr Seidel
Original assignee: Deutsche Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1993-11-25

Abstract

The laser system has movable laser mirrors (20) provided as a semiconductor element which is structured via an etching technique to provide an actuator and coated with a dielectric or metal film to provide a mirror surface with a controlled emission characteristic. Pref. the actively-controlled mirror is controlled to provide a longitudinal movement for modulation of the laser emission frequency. The mirror may form an electrode of a capacitive transducer or can be positioned piezoelectrically or magnetically.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lasersystem mit einem oder mehreren aktiv kontrollierten Laserspiegeln gemäß dem Gattungsbegriff des Anspru ches 1.The invention relates to a laser system with one or more actively controlled laser mirrors according to the generic term of the claim ches 1.

Solche Lasersysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie beruhen im wesentlichen auf der Verwendung elektrostriktiver Materialien, wie etwa Piezokeramiken zur Bewegung von Laserspiegeln. Solche Piezoaktuato ren sind jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet, denn die Piezokera miken sind nicht hysteresefrei und zum anderen benötigen sie üblicher weise zur Ansteuerung eine Hochspannung und zum dritten ist die Integra tion und Bearbeitung von Keramikelementen bei der Herstellung solcher Lasersysteme relativ aufwendig.Such laser systems are known from the prior art. They are based essentially on the use of electrostrictive materials such as such as piezo ceramics for moving laser mirrors. Such piezo actuator However, there are considerable disadvantages because the Piezokera miken are not free of hysteresis and secondly they need more common way to control a high voltage and third is the integra tion and processing of ceramic elements in the manufacture of such Laser systems are relatively complex.

Wesentliche Manipulationsgrößen sind hierbei etwa die Verkippung des Spiegels oder die Translation entlang der optischen Achse. Zum einen verlangen diese bekannten Systeme die Integration sehr unterschiedlicher Materialien, so daß eine monolithische Fertigung ausgeschlossen ist, zum anderen weisen Piezokeramiken Nachteile bezüglich ihrer mechanischen Ab messung und der notwendigen hohen Spannungen auf. Hinzu kommt noch, daß Piezokeramiken Resonanzfrequenzen im Bereich von typisch 100 kHz aufwei sen, so daß eine Modulation von Piezokeramiken über diesen Frequenzwert hinaus nicht oder nur sehr schwer möglich ist. Zu erwähnen ist noch, daß bereits bei Modulationen im Bereich der Resonanzfrequenz im allgemeinen eine Selbstzerstörung der Keramikstruktur auftritt.The main manipulation variables are the tilting of the Mirror or translation along the optical axis. On the one hand these known systems require the integration of very different Materials so that a monolithic production is excluded for others, piezoceramics have disadvantages with regard to their mechanical ab measurement and the necessary high voltages. Add to that that Piezoceramic resonance frequencies in the range of typically 100 kHz sen, so that a modulation of piezoceramics above this frequency value beyond or is very difficult. It should also be mentioned that already with modulations in the range of the resonance frequency in general self-destruction of the ceramic structure occurs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lasersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine schnelle Modulation von kleinen Laserspiegeln erlaubt, wobei diese Spiegel so konzipiert sind, daß sie eine wirtschaftliche Fertigung in großen Stückzahlen erlauben.The object of the present invention is a laser system to create a fast modulation of allows small laser mirrors, which mirrors are designed to that they allow economical production in large numbers.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen ge löst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispie le erläutert und in den Figuren der Zeichnung skizziert. Es zeigenThis object is achieved by the measures outlined in claim 1 solves. Refinements and developments are in the subclaims specified and in the following description are exemplary embodiments le explained and sketched in the figures of the drawing. Show it

Fig. 1 ein Schemabild eines Ausführungsbeispieles für einen Halbleiter laser mit mikromechanisch gehaltertem Spiegel zur schnellen Fre quenzmodulation, Fig. 1 is a schematic picture quenzmodulation an embodiment for a semiconductor laser with micromachined mirrors for rapid gehaltertem Fre,

Fig. 2 ein Schemabild eines Ausführungsbeispieles für einen diodenge pumpten Festkörperlaser mit mikromechanisch gehaltertem Spiegel zur schnellen Frequenzmodulation, Fig. 2 is a schematic diagram of an embodiment for a diodenge pumped solid state laser with micromachined mirrors gehaltertem for fast frequency modulation,

Fig. 3 ein Schemabild einer Ausführungsform eines mikromechanisch ge halterten Laserspiegels mit einem Glasplättchen als Spiegelsub strat, 3 is a schematic diagram of an embodiment strat. A micromechanically ge halt Erten laser mirror having a glass plates as Spiegelsub,

Fig. 4 ein Schemabild einer Ausführungsform für einen mikromechanisch gehalterten Laserspiegel in der Draufsicht, wobei der dielektri sche Spiegel ohne Spiegelsubstrat hergestellt ist, Fig. 4 is a schematic diagram of an embodiment of a micro-mechanically retained laser mirror in the plan view, wherein the dielektri specific mirror is made without a mirror substrate,

Fig. 5 eine Ausschnittsskizze zur Verdeutlichung der mikromechanischen Manipulationsvorrichtungen des Laserspiegels in Aufsicht, wobei die Bewegung senkrecht hierzu erfolgt, Shows a detailed drawing to illustrate the manipulation of micro-mechanical devices takes place. 5 of the laser mirror in a plan view, wherein the moving perpendicular thereto,

Fig. 6 eine weitere Ausschnittsskizze zum Aufbau einer mikromechanischen Manipulationsvorrichtung, Fig. 6 is a more detailed drawing of the structure of a micro-mechanical manipulation device,

Fig. 7 ein Schemabild einer weiteren Ausführungsform eines mikromecha nisch gehalterten Laserspiegels in der Ebene des Substrates mit Elementen zur Strahlumlenkung (sog. "gefalteter Resonator"), wo bei mehrere Lasersysteme flächenmäßig angeordnet sind. Fig. 7 is a schematic image of a further embodiment of a micromechanically held laser mirror in the plane of the substrate with elements for beam deflection (so-called "folded resonator"), where two laser systems are arranged in terms of area.

Die Laserspiegel nach dem Stand der Technik sind allgemein sehr viel größer, als die sonstigen Elemente des Lasers und müssen außerdem ein zeln optisch poliert und beschichtet sowie mechanisch gehaltert werden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird ein mikromechanisch herge stellter, bewegbarer Spiegel 20 verwendet, welcher zum einen flächen- und volumenmäßig nicht wesentlich größer ist als die hier eingezeichnete Laserdiode 1, zum anderen in großen Stückzahlen in herkömmlicher Wafer technologie gefertigt und außerdem auch noch bei geeigneter Ausformung bewegbar angeordnet werden kann. Auf die detaillierte Beschreibung bzw. Ausgestaltung dieses Spiegels 20 wird bei der Beschreibung der Fig. 5 und 6 eingegangen, in diesem Anwendungsfall kann der Spiegel in longitu dinaler Richtung ausgelenkt werden, so daß hierdurch die Resonatorlänge aktiv einstellbar ist, was in einer Frequenzmodulation der Laserstrah lung resultiert.The laser mirrors according to the state of the art are generally much larger than the other elements of the laser and also have to be optically polished and coated as well as mechanically held. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a micromechanically produced, movable mirror 20 is used which, on the one hand, is not significantly larger in terms of area and volume than the laser diode 1 shown here, on the other hand is manufactured in large numbers using conventional wafer technology and also also can be arranged movably with a suitable shape. To the detailed description or embodiment of this mirror 20 of FIG from description. Received 5 and 6, in this application, the mirror can be deflected in the longitu dinaler direction so that thereby the resonator is actively adjustable, resulting in a frequency modulation of the Laserstrah result.

In gleicher Anordnung kann der Laser ein- und ausgeschaltet oder auch gütegeschaltet werden, wenn der Laserspiegel so ausgeformt ist, daß eine Verkippung der Spiegelfläche relativ zur Fläche 7 des Halbleiterlasers bzw. der Halbleiter-Laserdiode 1 durch mikromechanische Ansteuerung er folgt. Problemlos können solche Spiegel 20, die eine verminderte Ferti gungsgenauigkeit aufweisen, montiert werden, wenn durch mikromechanische Ansteuerung des Spiegels 20 nach der Montage, letzterer einjustiert und anschließend fixiert wird. Nähere Erläuterungen hierzu werden nachfol gend - um Wiederholungen zu vermeiden - in der Beschreibung zu den Fig. 5 und 6 gegeben.In the same arrangement, the laser can be switched on and off, or can also be Q-switched if the laser mirror is shaped such that the mirror surface is tilted relative to the surface 7 of the semiconductor laser or the semiconductor laser diode 1 by means of micromechanical control. Such mirrors 20 , which have a reduced manufacturing accuracy, can be easily installed if the mirror 20 is adjusted and subsequently fixed by micromechanical control of the mirror 20 after assembly. Further explanations are given below - in order to avoid repetitions - in the description of FIGS . 5 and 6.

Die Fig. 2 veranschaulicht in analoger Weise einen durch Laserdioden ge pumpten Festkörperlaser mit der vorgeschlagenen Spiegelanordnung 20, welche dieselben Eigenschaften wie beschrieben aufweist. Bei diesem Aus führungsbeispiel werden hier alle Elemente des Lasers, welche ähnliche mechanische Abmessungen aufweisen, wie die Spiegelanordnung 20, auf ei ner gemeinsamen Basis montiert werden. Der Halbleiterlaser 1 ist auf ei ner Wärmesenke 2 montiert. Die Laserstrahlung wird über eine Ankoppelop tik 7 in einen Festkörperlaserkristall 8 - z. B. Nd : YAG - fokussiert, dessen eine Stirnseite beispielsweise mit einem Coating 9 versehen ist, welches hochtransmittierend für die Laserdiodenstrahlung und hochreflek tierend für die Festkörperlaserstrahlung ist. Das Coating 10 ist antire flektierend für die Festkörperlaserstrahlung, so daß sich zwischen Spie gelschicht 9 und der Beschichtung des mikromechanischen Spiegels 20 ein Laserresonator für die Festkörperlaserstrahlung ausbildet. Die Eigen schaften des Frequenzmodulierens, An- und Ausschalten sowie das Güte schalten sind hier ebenso gegeben, wie eine aktive Justage des Spiegels 20. Fig. 2 illustrates in an analogous manner a solid-state laser pumped by laser diodes with the proposed mirror arrangement 20 , which has the same properties as described. In this exemplary embodiment, all elements of the laser which have mechanical dimensions similar to those of the mirror arrangement 20 are mounted on a common base. The semiconductor laser 1 is mounted on egg ner heat sink 2 . The laser radiation is via a Ankoppelop tics 7 in a solid-state laser crystal 8 - z. B. Nd: YAG - focused, one end of which is provided, for example, with a coating 9 which is highly transmissive for the laser diode radiation and highly reflective for the solid-state laser radiation. The coating 10 is anti-reflective for the solid-state laser radiation, so that a laser resonator for the solid-state laser radiation is formed between the mirror layer 9 and the coating of the micromechanical mirror 20 . The properties of frequency modulation, switching on and off and quality switching are given here, as is active adjustment of the mirror 20 .

In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines mikromechanischen Laser spiegels skizziert, der aus einem anisotrop geätzten Halbleitersubstrat 51 besteht, welches mit einem Spiegelsubstrat 52 kontaktiert ist. Das Spiegelsubstrat 52 ist einseitig mit einer teilreflektierenden Spiegel schicht 53 und rückseitig mit einer Antireflexschicht 54 für die Laser wellenlänge beschichtet.In FIG. 3, an embodiment of a laser micro-mechanical mirror is outlined, consisting of an anisotropically etched semiconductor substrate 51 which is contacted with a mirror substrate 52. The mirror substrate 52 is coated on one side with a partially reflecting mirror layer 53 and on the back with an anti-reflective layer 54 for the laser wavelength.

In der Fig. 4 ist eine Spiegelausführung mit sogenannter frei schwebender Spiegelschicht ohne Substrat gezeigt, wie sie Gegenstand einer gleich laufenden Anmeldung ist. Diese Ausführungsform kann auch im hier vorlie genden Falle gut eingesetzt werden, da durch Weglassen des Substrates 52 ein besonders einfacher Aufbau und eine geringe bewegte Masse reali siert werden kann. FIG. 4 shows a mirror design with a so-called free-floating mirror layer without a substrate, as is the subject of a co-application. This embodiment can also be used well in the present case, since a particularly simple structure and a small moving mass can be achieved by omitting the substrate 52 .

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen den detaillierten Aufbau des Spiegels, wie er in den Anordnungen gemäß den Fig. 1 und 2 verwendet wird. Hierbei zeigt die Fig. 5 diesen Spiegel in einer Aufsicht. Siliziumsubstrate können beispielsweise so geätzt werden, daß an beweglichen Aufhängela schen eine kleine Siliziumfläche befestigt ist, welche entweder das Spiegelsubstrat gemäß Fig. 3 trägt, oder aber eine frei schwebende Spie gelschicht gemäß Fig. 4 ist. Aufgrund der elastischen Aufhängung kann diese Siliziumfläche nun je nach Anordnung und Ansteuerung durch die Ak tuatoren, überall translatiert oder verkippt werden. Das in Fig. 5 skiz zierte Ausführungsbeispiel zeigt eine Anordnung für parallele Auslen kung, beispielsweise zur Frequenzmodulation des verwendeten Lasers. In diesem Fall kann z. B. eine hochgradig symmetrische, diagonale Anordnung der Biegebalken gewählt werden. Die Gegenelektrode am unteren Deckwafer ist hierbei nicht unterteilt. In einer leichten Abwandlung ergibt sich nach dem gleichen Prinzip eine Anordnung, die sich für Kippbewegungen des Spiegels eignet, beispielsweise um eine Güteschaltung des Laserreso nators oder eine Justage des Spiegelelementes zu realisieren. Die Auf hängung kann hierbei in Form zweier Torsionsbalken gewählt werden. In d iesem Falle werden die Elektrodenflächen in zwei getrennte Hälften ge teilt, die unabhängig voneinander angesteuert werden. FIGS. 5 and 6 illustrate the detailed construction of the mirror, as used in the arrangements according to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 5 shows this mirror in a plan. Silicon substrates can, for example, be etched in such a way that a small silicon surface is attached to movable suspension rods, which either carries the mirror substrate according to FIG. 3, or is a free-floating mirror layer according to FIG. 4. Due to the elastic suspension, this silicon surface can now be translated or tilted anywhere, depending on the arrangement and control by the actuators. The sketched in Fig. 5 embodiment shows an arrangement for parallel deflection, for example for frequency modulation of the laser used. In this case, e.g. B. a highly symmetrical, diagonal arrangement of the bending beams can be selected. The counter electrode on the lower cover wafer is not divided here. In a slight modification, an arrangement results which is suitable for tilting movements of the mirror, for example in order to implement a Q-switch of the laser resonator or an adjustment of the mirror element. The suspension can be selected in the form of two torsion bars. In this case, the electrode surfaces are divided into two separate halves, which are controlled independently of one another.

Die Fig. 6 zeigt diesen Spiegel im Schnitt und verdeutlicht die Ansteue rung und den Aufbau der Aktoren. Es ist deutlich erkennbar, daß zwischen den elastischen Aufhängebalken und der Spiegelschicht je eine Elektrode am oberen Wafer angeordnet ist, welche über einen Luftspalt getrennt ei ner Gegenelektrode gegenüberliegt. Werden Ladungen auf die Elektroden aufgebracht, so führt dies je nach dem Ladungsvorzeichen zu einer Anzie hung oder Abstoßung der Elektroden und somit - je nach Ansteuerung der Gesamtheit der Elektroden und der Anordnung der Biegebalken, zu einer translatorischen Bewegung oder zu einer Verkippung der Spiegel. Wird auf jeweils alle Elektroden und Gegenelektroden jeweils dieselbe Ladung auf gebracht, so ergibt sich eine gleichförmige Translation. Ist die Ladung unterschiedlich, so ergibt sich eine Verkippung. Insbesondere bei einer Konzeption mit Torsionsbalken ist die Verkippung besonders effizient zu erzeugen. Fig. 6 shows this mirror in section and illustrates the control and structure of the actuators. It can be clearly seen that between the elastic suspension beams and the mirror layer one electrode is arranged on the upper wafer, which is opposite to a counter electrode separated by an air gap. If charges are applied to the electrodes, depending on the sign of the charge, this leads to an attraction or repulsion of the electrodes and thus - depending on the control of the entirety of the electrodes and the arrangement of the bending beams, to a translatory movement or to a tilt of the mirrors. If the same charge is applied to all electrodes and counter-electrodes, a uniform translation results. If the load is different, it tilts. In particular with a design with torsion bars, the tilting can be generated particularly efficiently.

Werden bei einer translatorischen Verschiebung die Ladungen mit einer schnellen Periodizität aufgebracht (Wechselspannung), so wird der Spie gel periodisch translatiert. Die Translation eines Laser-Resonatorspie gels führt aber wie bekannt zu einer Frequenzänderung des Lasers und ei ne schnelle periodische Translation auch zu einer schnellen Frequenzmo dulation.Are the charges with a rapid periodicity applied (AC voltage), so the game Gel translated periodically. The translation of a laser resonator pie However, as is known, gels leads to a change in the frequency of the laser and egg ne fast periodic translation also to a fast frequency mo dulation.

Durch Verkippung kann der Spiegel entweder so justiert werden, daß der optimale Arbeitspunkt des Lasersystems eingestellt wird - was eine ge ringere Anforderung an die Montagegenauigkeit erlaubt - oder der Spiegel wird periodisch so verkippt, daß der Laser vom optimalen Arbeitspunkt durch Dejustage des Spiegels ausgeschaltet wird. Wird dies mit geeigne ter Periodizität und geeignetem Taktverhältnis durchgeführt, so führt dies zum bekannten Phänomen der Riesenpulserzeugung des Lasers (Güte- oder Q-Schaltung).By tilting the mirror can either be adjusted so that the optimal operating point of the laser system is set - which is a ge allows lower demands on assembly accuracy - or the mirror is periodically tilted so that the laser is at the optimum working point is switched off by misalignment of the mirror. Will this be suitable? ter periodicity and suitable clock ratio performed, so leads this to the well-known phenomenon of giant pulse generation of the laser (quality or Q circuit).

Die hier beschriebenen Spiegel werden ätztechnisch so ausgestaltet, daß der optisch aktive Bereich an dünnen Biegebalken aus Silizium- oder ei nem geeigneten Dünnfilm frei beweglich aufgehängt wird. Aus Integrier barkeitsgründen bietet es sich an, zur Krafteinleitung die Elektrostatik zu verwenden. Dabei wird das Siliziumsubstrat elektrisch kontaktiert, so daß der Spiegel eine Elektrode einer Kondensatoranordnung darstellt. Diese Einheit wird mit einem zweiten Siliziumsubstrat verbunden, in das eine durchgehende Öffnung zur Transmission des Laserstrahls hineingear beitet ist. Ferner ist eine flache Vertiefung vorgesehen, die den Elek trodenabstand zum beweglichen Teil und damit auch die Bewegungsfreiheit des Spiegels festlegt. Innerhalb dieser Vertiefung sind Kondensator-Ge genelektroden aufgebracht. Diese zwei Substrate werden durch geeignete Verfahren - wie beispielsweise anodisches Bonden oder Si-Si-Bonden - miteinander verbunden. Durch Anlegen einer äußeren Spannung an die Elek troden wird der Spiegel elektrostatisch bewegt. Neben der Elektrostatik können auch andere Kraftprinzipien eingesetzt werden, z. B. die Piezo elektrik oder die Magnetik. Dazu kann ein entsprechend kleines Stellele ment oder ein Dauermagnet der Spiegelanordnung zugefügt werden. The mirrors described here are designed so that they can be etched the optically active area on thin bending beams made of silicon or egg suspended in a suitable thin film so that it can move freely. Integrier For reasons of availability, electrostatics can be used to apply force to use. The silicon substrate is contacted electrically, so that the mirror represents an electrode of a capacitor arrangement. This unit is connected to a second silicon substrate in which a through opening for transmission of the laser beam is finished. Furthermore, a shallow depression is provided which the elec Distance from the tread to the moving part and thus also freedom of movement of the mirror. Within this recess are capacitor Ge applied gene electrodes. These two substrates are made by suitable ones Processes - such as anodic bonding or Si-Si bonding - connected with each other. By applying an external voltage to the elec However, the mirror is moved electrostatically. In addition to electrostatics other force principles can also be used, e.g. B. the piezo electrics or magnetics. In addition, a correspondingly small Stellele ment or a permanent magnet of the mirror arrangement are added.

Die Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung, bei welcher zweidimensionale Arrays von Lasersystemen mit mikromechanisch manipulierbaren Spiegeln hergestellt werden. Um das System nicht unnötig komplex darzustellen, wird lediglich ein Array von Halbleiter-Laserdio den mit mikromechanisch manipulierbaren Spiegeln betrachtet. In analoger Weise können jedoch auch von Laserdioden gepumpte Festkörperlaser herge stellt werden. FIG. 7 shows a preferred embodiment of an arrangement in which two-dimensional arrays of laser systems are produced with mirrors that can be manipulated by micromechanical means. In order not to present the system unnecessarily complex, only an array of semiconductor laser diodes with mirrors that can be manipulated by micromechanical manipulation is considered. In an analogous manner, however, solid-state lasers pumped by laser diodes can also be produced.

In dieser dargestellten Ausführungsform werden Arrays von mikromecha nisch manipulierbaren Laserspiegeln 160 aus einem Siliziumsubstrat ge ätzt und entsprechend optisch beschichtet, so daß über die Siliziumwa feroberfläche verteilt eine zweidimensionale Anordnung von Spiegeln in regelmäßigen Abständen mit entsprechenden Ansteuerelementen entsteht. Hierbei können auch die Spiegel und die Spiegelansteuerung aus zwei Si liziumwafern gefertigt sein, welche miteinander kontaktiert werden, so daß die Spiegelansteuerung jeweils exakt zu den Spiegelelementen posi tioniert ist. Der Wafer 150 - versehen mit einer dielektrischen Be schichtung 120 - wird exakt positioniert in Relation zu einem zweiten Wafer 110, auf welchem sich in ebenso regelmäßigen Abständen eine zwei dimensionale Arrayanordnung von Laserdioden 140 und Strahlumlenkelemen ten 130 befindet. Dieser Wafer 110 kann beispielsweise aus Silizium be stehen, in welches die Strahlumlenkelemente 140 geätzt und mit einer re flektierenden Spiegelschicht 170 versehen sind, und auf welchem die zu meist auf GaAs-Basis hergestellten Dioden 130 entsprechend exakt mon tiert sind. Der Wafer 110 kann aber auch aus einer monolithischen GaAs- Anordnung bestehen, in welcher die Laserdioden entsprechend strukturiert und geätzt sind, ebenso wie die Strahlumlenkelemente 140. Dieser Wafer 110 ist nun seinerseits verbunden mit einer Kühleinheit 100, welche z. B. aus auf Siliziumbasis hergestellten Mikrokanalkühlern besteht. Die pa rallel zur Waferfläche 110 emittierte Strahlung der Laserdioden wird nun über die Strahlumlenkelemente 140 so umgelenkt, daß sie senkrecht zur Waferoberfläche des Wafers 150 auf die mikromechanisch bewegbaren Spie gel fällt, von dort teilweise in sich reflektiert wird, teilweise als Laserstrahlung 170 senkrecht zur Spiegelfläche austritt. In this illustrated embodiment, arrays of micromechanically manipulable laser mirrors 160 are etched from a silicon substrate and optically coated accordingly, so that a two-dimensional arrangement of mirrors is formed at regular intervals with corresponding control elements over the silicon wafer surface. Here, the mirror and the mirror control can be made of two silicon wafers, which are contacted with each other, so that the mirror control is positioned exactly to the mirror elements. The wafer 150 - provided with a dielectric coating 120 - is positioned exactly in relation to a second wafer 110 , on which a two-dimensional array arrangement of laser diodes 140 and beam deflecting elements 130 is located at regular intervals. This wafer 110 may, for example, be made of silicon, into which the beam deflection elements 140 are etched and provided with a reflective mirror layer 170 , and on which the diodes 130, which are usually made on the basis of GaAs, are correspondingly precisely mounted. However, the wafer 110 can also consist of a monolithic GaAs arrangement in which the laser diodes are structured and etched accordingly, just like the beam deflection elements 140 . This wafer 110 is in turn connected to a cooling unit 100 which, for. B. consists of silicon-based micro-channel coolers. The radiation emitted by the laser diodes parallel to the wafer surface 110 is now deflected via the beam deflection elements 140 in such a way that it falls perpendicularly to the wafer surface of the wafer 150 onto the micromechanically movable mirror, from where it is partially reflected, partly as laser radiation 170 perpendicular to the mirror surface exit.

Eine solche Anordnung ermöglicht die zweidimensionale Arrayausbildung von einzelnen, beispielsweise in der Frequenz abstimmbaren Laserdioden, aber auch von einzeln in der Amplitude oder in der Frequenz schnell mo dulierbaren Laserdioden, gütegeschalteten Laserdioden oder die entspre chende Kontrolle von Amplitude, Frequenz oder Güte von mit Laserdioden gepumpten Festkörperlasern. Die Fertigung ist problemlos mit herkömmli cher Batchtechnologie gegeben, da lediglich mehrere Wafer in bekannter Weise geätzt und strukturiert werden müssen, welche anschließend als Ganzes gegeneinander positioniert und verbunden werden. Eine Einzelju stage oder Einzelverbindung von Elementen entfällt hier.Such an arrangement enables two-dimensional array formation of individual, for example frequency-tunable laser diodes, but also quickly individually from one another in amplitude or frequency dulatable laser diodes, Q-switched laser diodes or the equivalent appropriate control of the amplitude, frequency or quality of laser diodes pumped solid-state lasers. The production is easy with conventional Batch technology given since only several wafers in known Have to be etched and structured, which is subsequently called Whole be positioned and connected against each other. A single ju stage or individual connection of elements is omitted here.

Claims

1. mirror the laser system with one or more actively controlled lasers which are moved by electrostrictive materials such as piezoceramics, characterized in that the laser mirror of the Lasersy stems are each formed by a system based on microsystem technology and formed from a semiconductor material element , which is formed with the method of semiconductor structuring (etching technology) on the one hand as an actuator and on the other hand is formed by means of optical coating technology (dielectric or metal film coating) into a mirror element that can control the laser system in terms of its emission properties.

2. Laser system according to claim 1, characterized in that the actively controlled laser mirror with a free-floating mirror coa ting is provided.

3. Laser system according to claim 1 or 2, characterized in that the actively controlled laser mirror made of a compound of semiconductors elements and optically coated mirror substrate elements becomes.

4. Laser system according to one of claims 1 to 3, characterized records that the actively controlled mirror element for modulating the Laser emission frequency with a longitudinal movement be is opened.

5. Laser system according to one of claims 1 to 4, characterized records that the actively controlled mirror element for generating Giant impulses (Q-switching) with a tilting movement.

6. Laser system according to one of claims 1 to 5, characterized records that the actively controlled mirror element relative to the laser system adjusted by means of a complex movement or the laser system in its amplitude is modulated.

7. Laser system according to one of claims 1 to 6, characterized records that a one- or two-dimensional arrangement of in one Semiconductor material structured monolithically or on a semi-lead Termaterial hybrid applied, provided with beam deflection units Laser diodes of a one- or two-dimensional laser mirror arrangement are positioned opposite, so that in its entirety one or two-dimensional arrangement of laser diodes with at least one ex ternal laser mirror results per laser diode.

8. Laser system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the laser mirror unit ( 20 , 160 ) is fixed to the unit of the laser diodes ( 1 , 130 ) and can be divided in size and number of laser systems as desired.

9. Laser system according to one of claims 1 to 8, characterized in that a one- or two-dimensional arrangement of hybrid applied on a semiconductor material laser diodes ( 20 , 130 ) or Kop peloptiken and solid-state laser crystals, which with beam deflection units ( 140 ) are, a one- or two-dimensional arrangement of laser mirrors is given, so that the overall result is a one- or two-dimensional arrangement of solid-state lasers pumped by laser diodes with at least one external laser mirror per laser diode.

10. Laser system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the semiconductor substrate ( 100 ) carrying the laser diodes is provided with cooling channels ( 101 ) for keeping the temperature of the heat-generating laser diodes ( 130 ) constant, or the substrate with another, with cooling channels provided semiconductor substrate is connected.