DE69406575T2

DE69406575T2 - Verfahren zur Herstellung einer akusto-optischen Zelle für gütegeschaltete Laser sowie Verfahren zur Serienherstellung für gütegeschaltete Mikrolaser

Info

Publication number: DE69406575T2
Application number: DE69406575T
Authority: DE
Inventors: Serge Valette
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1994-04-12
Publication date: 1998-04-23
Anticipated expiration: 2014-04-13
Also published as: US5388111A; EP0620470B1; FR2704096B1; EP0620470A1; DE69406575D1; FR2704096A1; JPH06324365A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung hat ein Herstellungsverfahren einer akusto-optischen Zelle fur gütegeschalteten Laser, eine hergestellte Zelle, ein Serienherstellungsverfahren gütegeschalteter Mikrolaser und hergestellte Mikrolaser zum Gegenstand.
Sie findet Anwendung in der Optik, der Physik, den optischen Telekommunikationen, bei der optischen Detektion (LIDAR), der maschinellen Bearbeitung von Materialien, etc....

Stand der Technik

Obgleich die Erfindung sich nicht auf die Herstellung von gütegeschalteten Mikrolasern beschränkt, wird die Erfindung in diesem speziellen Kontext beschrieben, denn hier findet sie ihre bevorzugte Anwendung.
Die Mikrolaser (oder "microchip laser" in angelsächsischer Terminologie) bilden eine neue Laserfamihe mit zahlreichen Vorteilen Ein Mikrolaser besteht aus einem Verstärkermedium von sehr geringer Länge (typisch von 100µm bis einige Millimeter), eingerahmt von zwei Spiegeln. Dieses Medium wird optisch gepumpt durch eine im allgemeinen von einer Laserdiode stammenden Strahlung. Die Leistung dieser Diode geht generell von mehreren hundert bis mehrere tausend Milliwatt.
Der Wirkungsgrad der Mikrolaser liegt in der Größenordnung von 20 bis 30%, so daß sie Dauerleistungen in der Größenordnung von mehreren zehn, ja sogar mehreren hundert Milliwatt liefern.
Einer der Vorteile dieses Lasertyps ist seine Art der Serienfertigung. Es genugt nämlich, eine Scheibe aus Verstärkermaterial mit geeigneten reflektierenden Schichten zu überziehen und Mikrolaser aus dem Ganzen herauszuschneiden. Da man von einer Scheibe mit mehreren Zentimetern Durchmesser ausgehen kann und da ein einziger Quadratmillimeter Querschnitt genügt, um einen Mikrolaser herzustellen, ist es möglich, in einem einzigen technischen operationzyklus mehrere zehn oder hundert Mikrolaser herzustellen.
Die Kosten dieser Komponenten sind dann sehr niedrig.
Die mit einer kontinuierlichen Pumplichtstrahlung arbeitenden Laser emittieren ein kontinuierlichen Lichtstrahl. Jedoch ist einer der Vorteile der laserdiodengepumpten Festkörperlaser, daß sie Verstärkermaterialien benutzen, deren Strahlungslebensdauer relativ groß ist (von 100µs bis 10ms), verglichen mit den Lebensdauern der Laserdioden (die in der Größenordnung von einer Nanosekunde liegen). Es ist also möglich, gütegeschaltete Laser herzustellen, die fähig sind, sehr kurze Lichtimpulse abzustrahlen (von einigen Nanosekunden bis mehrere zehn Nanosekunden), indem man die durch das optische Pumpen erzeugte Energie während einer Dauer in der Größenordnung der Strahlungslebensdauer des Materials speichert und diese gesamte Energie während einer sehr kurzen Zeitdauer zurückgibt.
Dazu muß man über eine Einrichtung verfügen, die fähig ist, den Lasereffekt zu verhindern, der die gespeicherte Energie entleeren würde. Solche Einrichtungen sind bekannt. Es kann sich um Einrichtungen handeln, die fähig sind, die Überspannung des Resonators während der gesamten Speicherungszeit zu reduzieren und den Wert der Überspannung plötzlich wiederherzustellen, wenn man den Laserimpuls auslösen will. Man spricht dann von gütegeschalteten Lasern mit Überspannungsfaktorschaltung oder, in angelsächsischer Terminölogie, von "Q-switch"-Lasern.
Um eine Güteschaltungszelle dieser Art herzustellen, kann man zurückgreifen auf sättigbare Absorber, auf elektrooptische Einrichtungen oder auf akustooptische Einrichtungen.
Solche Einrichtungen wurden in der Literatur ausführlich beschrieben. Beispielsweise kann man das Werk von W. KOECHNER mit dem Titel "Solid-State Laser Engineering" nennen, veröffentlicht durch den Springer-Verlag, und insbesondere das Kapitel mit der Überschrift "Q-Switches and External Switching Devices", SS. 402 bis 448. Der Absatz 8.1.4, überschrieben "Acoustooptic Q-Switches", beschreibt speziell eine akustooptische Zelle, verwendbar in einem kontinuierlich gepumpten Nd:YAG-Laser. Die Güteschaltungszelle kann auf mehrere Weisen arbeiten, entweder mit der sogenannten RAMAN-NATH-Diffraktion bzw. -Reflexion (wenn die Wechselwirkungslänge kurz oder die Schallfrequenz niedrig ist), oder mit BRAGG-Reflexion (im Falle einer größeren Wechselwirkungslänge oder einer höheren Schallfrequenz).
Eine anderes Mittel zum Herstellen eines gütegeschalteten Lasers besteht darin, den Laser normal schwingen zu lassen, aber den Austritt von Lichtenergie zu unterbrechen und diese plötzlich freizugeben, indem man den Strahl aus dem Resonator lenkt. Diese Funktionart wird mit "cavity dumping" bezeichnet. Sie kann wieder akustooptische Einrichtungen benutzen.
Das vorerwähnte Dokument behandelt ausschließlich klassische Laser und keine Mikrolaser. Jedoch gibt es seit kurzem gütegeschaltete Mikrolaser, die elektrooptische Einrichtungen benutzen. In den Berichten des CLEO-Kongresses, der im Mai 1992 in den USA abgehalten wurde, beschreiben J.J. ZAYHOWSKI et al. einen gütegeschalteten Mikrolaser (Mitteilung CML7, betitelt "Diodepumped Electro-Optically Q-Switched Microchip Lasers"), gebildet durch einen Nd:YAG-Mikrostab von 532µm Länge, angefügt an einen LiTaO&sub3;-Mikrostab von 904µm Länge. Auf den beiden zur Achse C des LiTaO&sub3;-Kristalls senkrechten Flächen werden Elektroden abgeschieden, wobei diese Achse C selbst senkrecht ist zur Hauptachse des Lagers. Impulse mit 600V und einer Dauer von 100ns werden an die Elektroden gelegt und man erhält ausgekoppelte Lichtimpulse mit einer Dauer von weniger als 2ns.
Die Herstellung gütegeschalteter Mikrolaser mit elektroopischen Zellen ist relativ einfach, denn es müssen bei diesem Phänomen keine speziellen Winkelbedingungen berücksichtigt werden. Der elektrooptische Effekt erfolgt in der Gesamtheit des zwischen den Elektroden enthaltenen Kristallvolumens und für die Wechselwirkung mit dem den Kristall durchguerenden Lichtstrahl gibt es keine sehr genauen Ausrichtungsbedingungen zwischen der Ausrichtung des Lichtstrahl und der des zwischen den Elektroden erzeugten elektrischen Feldes. Es genügt also, an die Elektroden eine Spannung anzulegen, um ein zu dem Lichtwellenvektor im wesentlichen senkrechtes elektrisches Feld zu erzeugen. Dies ist in der Praxis immer der Fall, auch dann, wenn der Oberflächenzustand des Kristalls mittelmäßig ist. Eine gewisse Rauhigkeit der Flächen ist sogar wünschenswert, sofern sie die Haftung der die Elektroden bildenden Metallschichten verbessert. Um solche Mikrolaser herzustellen, kann man sich folglich damit begnügen, die Mikrostäbe des elektrooptischen Materials zu sägen.
Dies wäre bei einer Güteschaltungszelle des elektrooptischen Typs gewiß nicht der Fall, denn dort sind genaue Winkelbedingungen zwischen dem Vektor der Lichtwelle und dem Vektor der Schallwelle vorgeschrieben. Zudem spielt die Phase der Schallwelle in dem akustooptischen Material eine wichtige Rolle, denn sie definiert das Indexgitter, welches das Diffraktions- bzw. Reflexionsphänomen erzeugt.
Die Fläche, auf welcher der Schallwellengenerator angebracht wird, muß also eine sehr gute Qualität aufweisen und ein einfaches Sägen eines Kristallblocks wäre ungeeignet.
Außerdem muß der Schallwellengenerator aus einem piezoelektrischen Material sein, und die Abscheidung eines solchen Materials, das eine privilegierte Orentierung haben muß, um die piezoelektrischen Eigenschaften zu bewahren, erfordert sehr genaue Grenzflächenbedingungen, die nicht kompatibel sind mit denen, die man durch ein mechanisches Sägen selbst guter Qualität erzielt.
Man kennt also keine zufriedenstellenden Verfahren, um akustooptische Güteschaltungszellen für Mikrolaser herzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht eben darin, diesem Mangel abzuhelfen und eine einfaches Verfahren zur Herstellung einer solchen Zelle vorzuschlagen. Die Lösung der Erfindung beschränkt sich nämlich nicht auf den Fall der Mikrozellen für Mikrolaser, sondern kann sehr wohl im Falle akustooptischer Güteschaltungszellen mit gewöhnlichen Abmessungen für Laser mit gewöhnlichen Abmessungen angewandt werden.

Darstellung der Erfindung

Zu diesem Zweck empfiehlt die Erfindung die Nutzung der Eigenschaften der anisotropen Ätzung, vorzugsweise durch chemischen Angriff erzielt. Man weiß, daß es sich dabei um eine Ätzmethode handelt, die auf der Ätzgeschwindigkeitsdifferenz zwischen verschiedenen kristallographischen Ebenen ein und desselben Materials für bestimmte Angriffsmittel beruht.
Generell ist die Angriffsgeschwindigkeit in einer der Kristallebenen sehr langsam (z.B. den Ebenen des Typs 111) und sehr schnell in den anderen.
Man erhält also aufgrund dieser Eigenschaft spezielle Ätzgeometrien, deren Form vorgegeben ist durch die Winkelkonfigurationen der Ebenen langsamen Angriffs und durch die anfängliche Orientierung der Kristalle.
Man kann diese Verfahren auf Silicium anwenden, dessen Eigenschaften in dieser Hinsicht gut bekannt sind. Es können aber ganz ähnliche Konfigurationen erzielt werden mit Germanium oder mit GaAs-, InP- oder andernen Halbleitern. Man muß in diesem letzteren Fall einfach auf das Vorhandensein von zwei Typen von Atomebenen achten.
Um eine solche Ätzung über eine große Tiefe. durchzuführen, muß man auch über ein Maskiermaterial verfügen, das dem Angriffsmittel gegenüber ausreichend widerstandsfähig ist.
Die vorliegende Erfindung nutzt diese Eigenschaften, um die Fläche herzustellen, auf der die Erzeugungseinrichtungen der Schallwelle abgeschieden werden. Die erzielte hohe Qualität des Oberflächenzustandes auf einer solchen geätzten Fläche ermöglicht, den Anforderungen bezüglich der Anwendung der akustooptischen Phänomene wie weiter oben erläutert zu entsprechen.
Die Erfindung betrifft vorzugsweise das Gebiet der Mikrolaser, wo die mit den sehr kleinen Abmessungen verbundenen Zwänge groß sind, jedoch kann sie selbstverständlich benutzt, um akustooptische Güteschaltungszellen für jeden gütegeschalteten Lasertyp herzustellen, z.B. diejenigen, die in dem schon zitierten Werk von W. KOECHNER beschrieben sind. (Die Abmessungen der akustooptischen Zellen sind unabhängig von den Abmessungen der Laser, die ihnen zugeordnet sind).
Die vorliegende Erfindung hat also ein Herstellungsverfahren einer akustooptischen Zelle für gütegeschaltete Laser zum Gegenstand, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
a) Bereitstellen eines Stücks aus akustooptischem Material, durchlässig für die Verstärkungswellenlänge des Lasers und fähig, Schallwellen auszubreiten, wobei dieses Material kristallin ist und kristallographische Ebenen besitzt und dieses Stück eine in bezug auf eine gewählte kristallographische Ebene orientierte Vorderseite hat,
b) Aufbringen - auf der Vorderseite - einer Maske mit einem Rand parallel zu der Spur bzw. Linie der auf der Vorderseite gewählten kristallographischen Ebene,
c) Durchführen einer anisotropen Ätzung des Stücks durch diese Maske, wobei diese Ätzung längs des Rands der Maske eine entsprechend der gewählten kristallographischen Ebene geätzte Ebene bzw. Fläche erscheinen läßt,
d) Abscheiden - auf dieser geätzten Fläche - von Einrichtungen, die in dem Material eine Schallwelle erzeugen können,
e) Entfernen der Maske.
Die vorliegende Erfindung hat auch eine nach diesem Verfahren hergestellte Zelle zum Gegenstand. Diese Zelle umfaßt:
- einen Block aus einem Mäterial, das durchlässig ist für die Verstärkungswellenlänge des Lasers und sich zur Ausbreitung von Schallwellen eignet, wobei dieser Block eine geätzte Fläche aufweist, die eine kristallographische Ebene ist, sowie eine Vorderseite und eine Rückseite, die in bezug auf diese Ebene orientiert sind,
- Einrichtungen zum Erzeugen einer Schallwelle, abgeschieden auf der geätzten Fläche.
Die vorliegende Erfindung hat noch ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl durch akustooptische Einrichtungen gütegeschalteter Mikrolaser zum Gegenstand, mit anderen Worten ein Serienherstellungsverfahren. Erfindungsgemäß besteht dieses Verfahren darin, folgende Operationen in beliebiger Reihenfolge durchzuführen:
A) Herstellen eines ersten Verstärkerplättchens aus einem Material, fähig eine optische Verstärkung einer ersten Wellenlänge durch optische Anregung mit einer zweiten Wellenlänge zu erzeugen, wobei dieses erste Plättchen eine Vorderseite und eine Rückseite hat,
B) Herstellen eines zweiten akustooptischen Plättchens (P2) durch folgende Schritte:
a) Bereitstellen eines Plättchens aus akustooptischem Material, durchlässig für die Verstärkungswellenlänge des Lasers und fähig, Schallwellen auszubreiten, wobei dieses Material kristallin ist und kristallographische Ebenen besitzt und dieses zweite Plättchen eine in bezug auf eine gewählte kristallographische Ebene orientierte Vorderseite hat,
b) Aufbringen - auf der Vorderseite des zweiten Plättchens - einer Maske, gebildet aus einer Vielzahl von Mustern, von denen jedes wenigstens einen Rand hat, parallel zu der Spur bzw. Linie der auf der Vorderseite gewählten kristallographischen Ebene,
c) Durchführen einer anisotropen Ätzung des zweiten Plättchens durch die Maske, wobei diese Ätzung zwischen zwei benachbarten Mustern und längs des besagten Rands der Muster eine geätzte Fläche entsprechend der gewählten kristallographischen Ebene erscheinen läßt,
d) Abscheiden - auf jeder dieser geätzten Flächen - der Einrichtungen, die fähig sind zur Erzeugung einer Schallwelle in dem Material des zweiten Plättchens,
e) Entfernen der Maske,
C) Zusammenfügen des ersten Plättchens und des zweiten Plättchens, indem man die Rückseite des zweiten auf der Vorderseite des ersten anbringt,
D) Bilden einer Matrix aus ersten Mikrospiegeln auf der Rückseite des ersten Plättchens, wobei diese ersten Mikrospiegel die erste Verstärkungswellenlänge reflektieren und wenigstens teilweise durchlässig sind für die zweite Anregungswellenlänge,
E) Bilden einer Matrix aus zweiten Mikrospiegeln auf der Vorderseite des zweiten Plättchens, wobei diese zweiten Spiegel die erste Verstärkungswellenlänge reflektieren,
F) das Ganze senkrecht zu den Plättchen durchschneiden, um die Einzelmikrolaser abzutrennen.
Selbstverständlich können diese Operationen in dem Sinne in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, daß man das zweite Plättchen vor dem ersten herstellen kann oder umgekehrt, oder Spiegelmatrizen auf dem einen oder dem anderen Plättchen vor oder nach dem Zusammenbau ausbilden kann.
Bei einer vorteilhaften Variante bildet man die Spiegel auf einer transparenten Wand aus und bringt diese Wand auf einem der Plättchen an. Man kann zwei solcher Wände mit zwei Mikrospiegelmatrizen herstellen und sie beiderseits des ersten und zweiten Plättchens anbringen.
Vorzugsweise, um einen stabilen Resonator zu erhalten, ist wenigstens einer der Mikrospiegel jedes Lasers konkav. Um eine Matrix konkaver Mikrospiegel zu erhalten, kann man auf einer transparenten Wand eine Matrix aus konkaven Mikrolinsen herstellen und wenigstens den konkaven Teil dieser Mikrolinsen mit einer reflektierenden Schicht bedecken.
Bei diesem Modell können vor dem Zerschneiden des Ganzen zwei ähnliche bzw. gleiche Platten hergestellt und dann mit den beiden Plättchen zusammengebaut werden.
Bei all diesen Varianten können Antireflexschichten zwischen den verschiedenen zusammengebauten Elementen abgeschieden werden, nämlich zwischen dem ersten und dem zweiten Plättchen und zwischen jedem Plättchen und der entsprechenden Mikrospiegelwand.
Die vorliegende Erfindung hat schließlich einen nach diesem Verfahren hergestellten gütegeschalteten Mikrolaser zum Gegenstand. Er ist gekennzeichnet durch eine akustooptische Güteschaltungszelle mit einer geätzten Fläche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

- Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines nach der Serienfertigungs-Verfahrensvariante hergestellten Zusammenbaus;
- Figur 2 zeigt einen ersten Herstellungsschritt eines akustooptischen Plättchens:
- Figur 3 zeigt Beispiele von schrägen Profilen, die durch anisotrope Ätzung auf Plättchen der Oberflächenorientierung (100) hergestellt werden können;
- Figur 4 zeigt ein Beispiel eines geradlinigen Profils für ein Plättchen der Oberflächenorientierung (110);
- Figur 5 zeigt weitere Beispiele von schrägen, durch anisotropes Ätzen hergestellten Profilen;
- Figur 6 zeigt noch weitere Beispiele von schrägen, durch anisotropes Ätzen hergestellten Profilen;
- Figur 7 zeigt eine akustooptische Zelle mit geneigten piezoelektrischen Einrichtungen;
- Figur 8 zeigt eine Variante, wo die piezoelektrischen Einrichtungen auf einer in bezug auf die Oberlächenebene des Plättchens rechtwinklig geätzten Fläche angeordnet sind;
- Figur 9 zeigt ein Herstellungsbeispiel eines eine Mikrolinse umfassenden Mikrospiegels;
- Figur 10 zeigt eine Variante mit FRESNEL-Mikrolinsen;
- Figur 11 zeigt die zusammengebauten Komponenten im Schnitt;
- Figur 12 zeigt die Schnittlinien einer Zusammenfügung;
- Figur 13 zeigt ein Beispiel eines Mikrolasers mit erfindungsgemäß hergestellten akustooptischen Güteschaltungseinrichtungen;
- Figur 14 zeigt eine erste Betriebsart eines Lasers mit akustooptischen Güteschaltungseinrichtungen;
- Figur 15 zeigt eine zweite Betriebsart eines Lasers mit akustooptischen Güteschaltungseinrichtungen;
- Figur 16 zeigt eine Betriebsart des Typs "cavity dumping".
Die Figur 1 zeigt ein erstes Plättchen P&sub1; aus einem Material, das bei entsprechender Erregung eine optische Verstärkung erzeugen kann. Das durch P&sub1; emittierte Licht weist eine Verstärkungswellenlänge genannte Wellenlänge auf, die abhängig ist von demdotierten Material P&sub1;. Dieses Plättchen kann aus jeden für diese Anwendungsart bekannten Material sein, z.B. aus YAG, dotiert mit Neodym oder Erbium oder Thulium und/oder Holmium.
Dieselbe Figur zeigt auch ein zweites Plättchen P2 aus akustooptischem Material, bedeckt mit einer Vielzahl aktustooptischer Güteschaltungszellen 10, hergestellt wie weiter unten erläutert. Dieses zweite Plättchen kann aus Silicium, Germanium, Galliumarsenid, Indiumphosphid, etc... sein.
Außerdem zeigt die Figur 1 zwei Wände P3 und P4, jede bedeckt mit einer Mikrospiegelmatrix, jeweils 12 und 14.
In der nachfolgenden Beschreibung werden vor allem die Herstellungsverfahren des zweiten Plättchens P2 und in zweiter Linie der Wände P3 und P4 beschrieben, da das erste Plättchen P1 an sich bekannt ist.
In den Figuren 2 bis 8 sind verschiedene Ausführungsarten des Plättchens P2 dargestellt.
Die Figur 2 zeigt zunächst ein Plättchen 20 aus kristallinem Material von geeigneter Orientierung mit einer Vorderseite 21 und einer Rückseite 23. Dieses Material besitzt kristallographische Ebenen. Eine dieser Ebenen schneidet die Vorderseite 21 entsprechend einer bestimmten Richtung. Auf der Vorderseite 21 wird dann eine Maske abgeschieden, gebildet durch eine Matrix von Mustern 22 und mit wenigstens einem zu der. Richtung parallelen Rand 24, entsprechend der die gewählte kristallographische Ebene die Vorderseite 21 schneidet.
In Figur 2 sind diese Muster rechteckige Streifen der Breite a, getrennt durch einen Abstand p.
Die Figur 3 (a, b, c, d) zeigt, im Schnitt, mehrere Ätzschritte des Plättchens 20 für den Fall, daß dieses Plättchen aus Silicium ist, mit einer entsprechend der kristallographischen Ebene (100) orientierten Vorderseite 21. In diesem Fall kann die Maske z.B. aus Siliciumdioxid SiO&sub2; sein oder aus Siliciumnitrid Si&sub3;N&sub4;.
Der Teil (a) der Figur 3 ist ein Schnitt des Plättchens mit den Mustern 22 der Maske.
Nach einer gewissen Angriffszeit (Teil b) z.B. eines chemischen Angriffs mit einer Mischung aus einer Base und einem Alkohol (KOH-Methanol oder ähnlich) ist die horizontale Ebene (100) (oder Oberflächenebene) sehr viel tiefer geätzt als die Ebenen des Typs (111). Die Ebenen des Typs (111) werden definiert durch die Ebenen (111) und (111), die sich in gleicher Weise zu beiden Seiten der Oberflächenebenennormalen befinden. Diese Ebenen sind schräg orientiert und mit 24 bezeichnet. Die Winkel zwischen diesen verschiedenen Ebenen und der Oberflächenebene betragen 54,74º. Der Winkel der Ebenen 24 bezüglich der Plättchen-Normalen beträgt 35,26º.
Nach einer noch längeren Angriffszeit verringert sich der Boden 26 weiter (Teil c).
Nach einer gewissen Zeit verschwindet der Boden. Die beiden Ebenen (111) und (111) vereinigen sich und bilden ein mit 27 bezeichnetes V-Profil, das einen Winkel 70,52º bildet.
Die Tiefe D entwickelt sich langsam weiter, denn die Angriffsgeschwindigkeit der Ebenen des Typs (111) ist sehr klein (aber nicht null).
Zwei Bemerkungen müssen hinsichtlich eines solchen Verfahrens gemacht werden:
1) der chemische Angriff erfolgt ebenfalls unter der Maske 22 und es handelt sich um ein gleichmäßiges Schwinden der durch die Maske definierten Tafel, deren Anfangsbreite a ist. Am Ende einer ausreichend langen Zeit ruht die Maske 22 auf einer immer schmaler gewordenen Kristallzunge (Bildung eines "Pilzes") und kann sich lösen;
2) der Boden 26 der Ätzung, der einem schnellen Angriff der Oberflächenebene entspricht, ist optisch von schlechter Qualität und kann innerhalb der Erfindung nicht als Spiegel dienen. Hingegen sind die Ebenen langsamer Angriffe (111) und (1 1) von sehr guter Qualität und dienen piezoelektrischen Einrichtungen als Träger.
In Figur 4 schließlich sieht man ein Plättchen 20, dessen Vorderseite 21 einer Ebene (110) entspricht. Die Ebenen langsamer Angriffe sind wieder die Ebenen des Typs (111). Die Ebenen (1 1) dieses Typs sind die mit 30 bezeichneten Ebenen, parallel zu der Oberflächenebene. Der Ätzboden ist mit 32 bezeichnet.
Ein anderer interessanter Sonderfall ist der eines Kristalls, dessen Vorderseite mit der Ebene (111) einen Winkel a bildet. Abhängig davon, ob dieser Winkel a positiv (in Richtung der Ebene 010) ist oder negativ bezüglich dieser Ebene (010), erhält man unterschiedliche Ätzgeometrien, dargestellt in den Figuren 5 und 6:
a) Fall eines positiven Winkels a:
Der Teil (a) der Figur 5 zeigt die Bildung von Ebenen langsamen Angriffs 40 (1 1) und 42 (111). Die Ebene 42 bildet mit der Vorderseite einen Winkel a. Die geneigten Flächen bilden schließlich einen Winkel von 109,47º (Teil b) mit dem Auftreten einer Unterätzung 44.
Nach Entfernen der Maske erhält man das Profil des Teils (c) mit einer Tafel 46.
Wenn man den Angriff fortsetzt und die Maske sich nicht löst, erhält man die Geometrie des Teils (d). In der Praxis stoppt man den Angriff jedoch vor dem Verschwinden der Stützzunge.
b) Fall eines negativen Winkels α:
Der Winkel a entspricht diesmal einem Schnitt, ausgehend von Ebenen des Typs (111) in den Ebenen (010) entgegengesetzter Richtung, wie dargestellt in Figur 6, Teil a.
Nach einer bestimmten Ätzzeit erhält man Ebenen 50 (111) und 52 (111), die einen Winkel 70,53º bilden (Teil b). Im Extremfall erhält man die im Teil c dargestellten Sägezähne.
Es ist klar, daß die durch die Ätzungen erhaltene Geometrie von dem Winkel a abhängt und von dem Abstand p zwischen den beiden Maskenmustern und der Angriffszeit. Wenn α=0, dann werden die beiden weiter oben bezüglich der Figuren 5 und 6 beschriebenen Geometrien identisch: die Ätztiefe wird dann durch die Zeit des Angriffs auf die Ebenen des Typs (111) bestimmt, für die die Geschwindigkeit die langsamste ist; man benötigt folglich lange Angriffszeiten, um große Tiefen zu erreichen.
Die Geometrie der Zungen hängt ihrerseits ab von dem Verhältnis der Geschwindigkeiten zwischen den Ebenen des Typs (111) mit langsamem Angriff und den anderen, schnell angegriffenen Ebenen.
Bekanntlich arbeiten die akustooptischen Zellen nach zwei Betriebsarten:
- dem BRAGG-Betrieb, bei dem die Abmessungen des Schallbündels in bezug auf die Schallwellenlänge groß sein müssen und bei dem man einen Schallwellenvektor definieren kann und
- dem RAMAN-NATH-Betrieb, bei dem die Schallwelle stark gebeugt wird oder, anders ausgedrückt, bei dem die Abmessungen des Schallbündels klein sind in bezug auf die Schallwellenlänge.
Dies impliziert, daß es im RAMAN-NATH-Betrieb zu Reflexionen bzw. Beugungen der Lichtwelle durch die Schallwelle kommen kann, ohne daß irgendeine strikte Winkelbedingung zwischen der mittleren Ausbreitungsrichtung der Schallwelle und der Ausbreitungsrichtung der Lichtwelle eingehalten wird. Hingegen kann im BRAGG-Betrieb die Wechselwirkung nur stattfinden, wenn diese beiden Wellen einen einwandfrei definierten Winkel π/2-ΘB bilden, wobei ΘB der BRAGG-Winkel ist.
Der Winkel α kann also bei der Erfindung im RAMAN-NATH- Betrieb beliebig sein und insbesondere null sein, während im BRAGG-Betrieb der Winkel α in Abhängigkeit vom gewünschten Winkel ΘB gewählt wird und ebenfalls vom Winkel β zwischen den Ebenen (111) und (1 1) abhängt. Die Relation zwischen α,β und ΘB ist die folgende:
α = π/2 + ΘB - β.
Der Winkel ΘB entspricht dem Winkel zwischen der kristallographischen Ebene, auf der die BRAGG-Zelle abgeschieden ist, und der Oberflächennormalen. Der Winkel ΘB hängt von der Freguenz der Schallwellen ab. Um die Leistungsverlust- und Dämpfungsprobleme der Schallwellen zu begrenzen, arbeitet man in der Praxis vorzugsweise mit Frequenzen unterhalb des GHZ-Bereichs und folglich mit einem Winkel ΘB von z.B. 0< ΘB< 10º. Die Konfiguration, bei der β=70,53º beträgt (s. Figur 1), ist infolgedessen die vorteilhafteste.
Die Figur 7 zeigt, wie man die piezoelektrischen Einrichtungen zum Erzeugen einer Schallwelle aufgrund eines geätzten Profils, wie oben beschrieben, herstellt. Das dargestellte Profil entspricht dem in der Figur 6, Teil c beschriebenen Fall. Es handelt sich um eine schräge Ebene 40, die mit der angrenzenden Ebene 42 einen Winkel von 70,53º bildet, welche ihrerseits mit der zum Plättchen parallelen Ebene einen Winkel α bildet.
Die auf der Ebene 40 abgeschiedenen Einrichtungen umfassen eine erste Elektrode 80, eine piezoelektrische Schicht 82, eine zweite Elektrode 84. Der Aufbau 86 aus diesen drei Schichten ist fähig, eine Schallwelle zu erzeugen, die schematisch durch das Bezugszeichen 88 in dem kristallinen Material dargestellt ist.
In dem dargestellten Beispiel ist diese Schallwelle 88 nach links und etwas nach unten gerichtet, mit anderen Worten etwas schief.
Die Abscheidungen 80, 82, 84 befinden sich auf allen kollektiv hergestellten, geätzten Ebenen 40, wovon die Figur 7 nur eine einzige zeigt.
Die Figur 8 zeigt die gleichen piezoelektrischen Einrichtungen 86 in der Variante, wo die Ätzung Ebenen 30 senkrecht zu der Vorderseite des Plättchens freigelegt hat. Diese Variante entspricht der vorhergehenden Figur 4. Man findet in den Einrichtungen 86 die erste Elektrode 80, die piezoelektrische Schicht 82 und die zweite Elektrode 84. In diesem Fall muß man zwangsläufig eine Diffraktion bzw. Reflexion des RAMAN-NATH-Typs benutzen.
In diesem Stadium des Herstellungsverfahrens kann man auf dem ersten und dem zweiten Plättchen P1 und P2 reflektierende Schichten erzeugen, um die Mikrospiegel der künftigen Mikrolaser zu bilden. Man kann diese Mikrospiegel aber auch getrennt von den Plättchen herstellen und anschließend auf diesen anbringen. Noch besser ist es, Mikrolinsen zu bilden, um die Verluste zu reduzieren und die optische Stabilität zu verbessern. Man weiß nämlich, daß ein durch zwei plane, sich gegenüberstehende Spiegel gebildeter optischer Resonator nicht stabil ist, d.h. daß die zwischen dem einen und dem anderen hin- und hergehenden Lichtstrahlen sich nach und nach undefiniert von der Achse entfernen. Stabilität erreicht man, indem man wenigstens einem der Spiegel eine konkave Krümmung verleiht. Die so erzielte Konvergenz hat die Wirkung, die Lichtbündel zur Achse zurückzubringen. Diese Konvergenz kann man auch durch konvergierende Mikrolinsen erzielen, angebracht an den Enden des Resonators. Bei den Varianten, die unten beschrieben sind, werden diese Stabilisierungsmethoden angewandt.
In Figur 9 zunächst sieht man eine transparente Wand 50, auf der eine verformbare Schicht aus photosensiblem Material abgeschieden ist, zu Klötzchen 52 geätzt (Teil a der Figur 6). Diese Klötzchen haben irgendeine quadratische, kreisförmige oder elliptische Form. Diese Klötzchen werden erwärmt und nehmen durch plastisches Fließen die Linsenform 54 an, dargestellt im Teil (b).
Anschließend erfolgt eine Ätzung (trocken oder naß) der Wand 50 durch die Masken 54, wobei die Mikrolinsen 56 der Dicke h stehen bleiben (Teil c). Für Krümmungsradien von lmm bis lomm und Linsendurchmesser von 100 bis 500µm ist die Höhe h zwischen ungefähr 0,1µm und 30µm enthalten&sub4;
Diese Mikrolinsen werden mit einer die Verstärkungs wellenlänge reflektierenden Schicht 58 überzogen (Teil d der Figur 9). Diese reflektierende Schicht kann so geätzt werden, daß sie nur den konkaven Teil der Linse bedeckt oder kontinuierlich die ganze Linse bedeckt.
Bei einer anderen, in Figur 10 dargestellten Variante sind die Mikrolinsen 60 FRESNEL-Mikrolinsen, ausgebildet auf einer Wand 50 mittels klassischer Techniken.
Diese Operationen zur Bildung von Mikrolinsen können nicht nur auf unabhängigen bzw. getrennten transparenten Wänden wie 50 durchgeführt werden, sondern auch direkt auf dem ersten und zweiten Plättchen P1 und P2, wenn die zu deren Bildung benutzten Materialien (Verstärkungs- und akustooptische Materialien) es erlauben.
Falls die Mikrolinsen und die Mikrospiegel auf getrennten Wänden hergestellt werden, die anschließend auf den Plättchen P1 und P2 angebracht werden, erhält man schließlich eine Struktur wie im Schnitt dargestellt in Figur 11. Man sieht hier das Verstärkungsplättchen P1, das akustooptische Plättchen P2 und die Wände P3 und P4, bedeckt mit Mikrolinsen (56)&sub3;, (56)&sub4; mit ihren Spiegeln (58)&sub3;, (58)&sub4;.
Zwischen all diese Komponenten können Antireflexschichten 62, 63, 64 eingefügt werden.
Die Figur 12 zeigt perspektivisch die Zusammenfügung mit den Schnittlinien 66 und 68.
Der Schnitt zeigt die einzelnen Mikrolaser. Ein solcher Mikrolaser ist in Figur 13 im Schnitt dargestellt. Er umfaßt nacheinander eine Eintrittswand 70 mit einer Eintrittslinse 72, bedeckt mit einer die Emissionswellenlänge des Mikrolasers reflektierenden aber für die Anregungswellenlänge durchlässigen Schicht 74, einer ersten Antireflexschicht 76, einem Verstärkerblock 80, einer zweiten Anitreflexschicht 82, einer akustooptischen Zelle 84 mit ihren piezoelektrischen Einrichtungen 86, einer Austrittswand 90 mit einer Mikrolinse 92 und einem Spiegel 94.
Der Anregungsstrahl (oder Pumpstrahl) ist mit 100 bezeichnet. Er stammt von einer nicht dargestellten Quelle (z.B. einer Diode). Im Innern des Mikrolasers, zwischen den beiden Spiegeln, entsteht der eigentliche Laserstrahl 102 mit seiner charakteristischen, in der Nähe der Spiegel erweiterten und gegen die Mitte hin und insbesondere in der Zone eingeengten Form, in der sich der akustooptische Effekt entwickelt, der die Güteschaltung erzeugt und die Bildung des optischen Ausgangs impulses ermöglicht.
Die soeben beschriebenen, durch dieses Verfahren hergestellten Mikrolaser können nach irgendeiner der bekannten Güteschaltungsarten funktionieren: Überspannungsschaltung ("Q- switch"), Resonatorentleerung ("cavity dumping"), etc....
Die Figur 14 zeigt die "Q-switch"-Betriebsart. In dieser Figur umfaßt der Mikrolaser einen Verstärkerblock 110, eine Güteschaltungszelle 120 mit ihren piezoelektrischen Einrichtungen zum Erzeugen eine Schallwelle, zwei Spiegel M1, M2 (schematisch dargestellt, ohne ihre eventuelle Krümmung). Der Pumplichtstrahl ist mit 132 bezeichnet. Im Innern des Resonators und bei Fehlen einer Schallwelle besitzt der Lichtstrahl eine Stärke 10 und weist einen Ausbreitungsvektor auf 0 Dieser Strahl ist senkrecht zu den Spiegeln Ml und M2. - Die An- bzw&sub0; Erregung der piezoelektrischen Einrichtungen 130 verursacht das Entstehen einer Schallwelle in der Zelle 120 mit einem Ausbreitungsvektor , der bei BRAGG-Betrieb einen Winkel von π2-ΘB mit dem Vektor bildet. Daraus resultiert eine Diffraktion bzw. Reflexion der Lichtwelle, aus der ein reflektierter bzw. gebeugter Lichtstrahl der Intensität 11 resultiert. Der Ausbreitungsvektor der Lichtwelle dreht sich also um einen bestimmten Winkel und ist nicht mehr senkrecht zum Spiegel M2. Die Laserschwingung wird infolgedessen durch die Schallwelle verhindert. Dies kann der Energiespeicherungsphase im oberen Niveau des Laserübergangs entsprechen. Die Güteschaltung bzw. Auskopplung erzielt man also durch Unterdrückung der Schallwelle. Der ausgekoppelte Strahl ist mit 134 bezeichnet.
In Figur 15 (noch immer "Q-switch"-Betriebsart), wurde der dargestellte Mikrolaser hergestellt, indem man von einem zweiten Plättchen ausging, dessen Rückseite zur Vorderseite 142 nicht parallel ist sondern einen Winkel E bildet. Dieser Winkel wird so gewählt, daß bei Präsenz von Schallwellen das reflektierte bzw gebeugte Lichtbündel der Intensität I&sub1; senkrecht zu dem Spiegel M2 ist. Dieser Winkel E ist generell enthalten zwischen und 5º. Die Energiespeicherungsperiode ereignet sich, umgekehrt zum vonhergehenden Fall, bei Fehlen einer Schallwelle und die Güteschaltung bzw. Auskopplung erzielt man, indem man die piezoelektrischen Einrichtungen 130 betätigt.
Bei der Variante der Figur 16 schwingt der Laser bei Fehlen von Schallwellen, aber die Energie ist in den Resonator eingeschlossen, gebildet durch die beiden Spiegel M1 und M2 (eventuell nicht dargestellten Linsen zugeordnet), die beide hochreflektierend sind. Bei Präsenz einer Schallwelle wird der Lichtstrahl abgelenkt I&sub1;, und trifft, nach einer oder zwei Reflexionen I&sub2;, auf der Vorderseite des Mikrolasers in einer Zone auf, die sich seitlich des Spiegels M2 befindet. Der Lichtstrahl kann also aus dem Resonator entweichen, und dies um so besser, als seitlich des Spiegels M2 eine Antireflexschicht 135 angeordnet ist. Diese Betriebsart entspricht folglich dem sogenannten "cavity dumping". Dieser Fall ist vor allem bei großen Wellenlängen des Laserresonators (Verstärkermedium) anwendbar, was zu einer langen Lebensdauer der Photonen in dem Resonator führt.
Der gütegeschaltete Betrieb der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mikrolaser beruht im wesentlichen auf der akustooptischen Zelle. Bei der Wahl des für diese Zelle geeigneten Materials können die in der Folge beschriebenen Betrachtungen hilfreich sein.
Betrachtet wird nur der Fall von Volumenwellen, erzeugt durch eine Elektrode der Länge L und der Breite H. Wenn L und H gegenüber der Schallwellenlänge λα groß sind, kann man davon ausgehen, daß die Diffraktion bzw. Beugung der Schallwelle vernachlässigbar ist und daß diese Welle sich entsprechend einem Parallelflach des Querschnitts LH ausbreitet.
Zur Vereinfachung kann man sich darauf beschränken, nur die speziellen Ausbreitung srichtungen der Schall- und Lichtwellen zu betrachten.
Auf klassische Weise werden mehrere den Betrieb eines akustooptischen Materials beschreibenden Koeffizienten oder Parameter definiert. Zunächst kann man einen Gütekoeffizienten definieren, mit m&sub2; bezeichnet, der die Lichtbeugungsfähigkeit des akustooptischen Materials bei einer bestimmten Schall-Leistung definiert. Er ist folglich direkt verknüpft mit der in den betreffenden Wechselwirkungsrichtungen erzeugten Indexänderung Der Koeffizient m&sub2; wird bestimmt durch ein Relation der Form
wo n der Index ist, p ein akustooptischer Koeffizient ist, p die Dichte des Materials und va die Schallgeschwindigkeit ist.
Man kann so die in dem akustooptischen Material erhaltene Indexänderung n berechnen. Man hat
wo Pa die Schall-Leistung ist.
Man kann schließlich einen dritten Parameter definieren, mit ξ bezeichnet, der die akustooptische Wechselwirkungskraft definiert:
wo Θo der Winkel ist, den die Richtung der Lichtwelle mit der Senkrechten zur Schallwelle bildet und wo ko=2π/λo die Amplitude des Lichtwellenvektors ist.
Diese Relationen werden mit einer Schall-Leistung Pa von 1W benutzt, um die Resultate zu normalisieren.
Für m&sub2; nimmt man die in der Literatur für ein bestimmtes Material und eine bestimmte Konfiguration angegebenen Werte (d.h.: Schallwellenrichtung, Lichtwellenrichtung, Typ der angeregten Schallwelle, etc...).
Der Parameter ξ bestimmt die Intensität des gebeugten Strahls je nach gewähltem Betrieb. Bei RAMAN-NATH-Betrieb hat man Iq=J (ξ),wo q die Beugungsordnung ist und J die BESSEL-Funktion n-ter Ordnung. Bei BRAGG-Betrieb hat man I&sub1;=sin² (ξ/2).
Anschließend geht es um Materialien, die folgende Charakteristika aufweisen:
- sie müssen auf starke Dicken bearbeitbar sein (mehrere hundert Mikrometer), mit Methoden, die eine einwandfreie Oberflächenqualität gewährleisten; dies ist insbesondere der Fall der anisotropen Angriffstechniken;
- sie dürfen bei hoher Frequenz nur geringe Schallverluste aufweisen (wobei 50dB/cmGHz² eine obere Grenze zu sein scheint: dies entspricht ungefähr 1dB Verluste auflmm Ausbreitung bei 500MHz, was die Größenordnung der benutzten Schallfrequenz ist);
- die Transparenz muß passend sein für die Emissionswellenlängen der Mikrolaser, wobei idealerweise eine Transparenz über 0,9 bis 1µm Wellenlänge hinaus angestrebt wird; derzeit werden Anwendungen gegen 1,5µm und zwischen 2 und 3 µm angestrebt.
Die diese Bedingungen erfüllenden Materialien sind vor allem das Silicium Si, das Germanium Ge, das Galliumarsenid GaAs, das Indiumphosphid InP und das Galliumphosphid GaP. Sie sind alle in geeigneter. Qualität erhältlich und können chemisch mit bekannten Angriffslösungen bearbeitet werden, mit Angriffsgeschwindigkeiten, die stark von den kristallinen Ebenen abhängig sind.
Die Schall-Charakteristika dieser Materialien sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.
In dieser Tabelle sind die Berechnungsbedingungen des Koeffizienten m&sub2; pro Schallwellentyp angegeben. Die Schallwelle sei longitudinal (L) in bezug auf bestimmte, in Klammern angegebene kristallographische Ebenen. TABELLE I
Die Tabelle II gibt die Werte der Brechzahlunterschiede Δn in Abhängigkeit von der Wechselwirkungslänge L bei gegebener Schall-Leistung (gleich 1W) und gegebener Höhe (gleich 1000µm) an, und dies für die drei Materialien Silicium, Germanium und Galliumarsenid. TABELLE II
Wenn man cosΘo=1, λo=2mm nimmt, hat man ko=3,14, und die Werte von ξ für die zur Debatte stehenden Materialien (wieder für eine Leistung Pa von 1W und eine Höhe H von 1000µm) sind in Tabelle III angegeben. TABELLE III
Wenn ξ klein ist, ist die in in die erste Ordnung gebeugte Intensität im BRAGG-Betrieb und im RAMAN-NATH-Betrieb äquivalent:
I&sub1; = J (ξ) ξ/4 im PAMAN-NATH-Betrieb,
I&sub1; = sin²ξ/2 ξ²/4 im BRAGG-Betrieb.
Man sieht, daß Germanium und Galliumarsenid je nach der gewählten Betriebsbedingung für beide Betriebsarten verwendet werden kann, denn die gebeugten Intensitäten bleiben selbst mit kleinen Wechselwirkungsbreiten hoch.
Das Silicium verursacht jedoch einige Probleme und kann nur benutzt werden, um zusätzliche Verluste im Resonator zu induzieren und einen "Q-switch"-Betrieb zu ermöglichen. Der "Cavity-dumping"-Betrieb, der die gesamte Energie in der Beugungsordnung bzw. der gebeugten Ordnung annimmt, erfordert große Materialdicken oder Steuerleistungen.
Die Tabelle IV gibt das Verhältnis I&sub1;/Io der Intensitäten in der gebeugten ersten Ordnung und in der nichtgebeugten nullten Ordnung an. TABELLE IV

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer akusto-optischen Zelle für gütegeschaltete Laser,

dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

a) Bereitstellen eines Stücks (20) aus akusto-optischem Material, durchlässig für die Verstärkungswellenlänge des Lasers und fähig, akustische Wellen auszubreiten, wobei dieses Material kristallin ist und kristallographische Ebenen bzw. Flächen besitzt und dieses Stück eine in bezug auf eine gewählte kristallographische Fläche orientierte Vorderseite (21) hat,

b) Aufbringen, auf der Vorderseite (21), einer Maske (22) mit einem Rand (24), parallel zu der Spur bzw. Linie der auf der Vorderseite (21) gewählten kristallographischen Fläche,

c) Durchführen einer anisotropen Ätzung des Stücks durch die Maske (22), wobei diese Ätzung längs des Rands der Maske eine geätzte Fläche (24, 30, 42) entsprechend der gewählten kristallographischen Ebene bzw. Fläche erscheinen läßt,

d) Abscheiden, auf dieser geätzten Fläche (24, 30, 42), der Einrichtungen (86), fähig zur Erzeugung einer akustischen Welle (88) in dem Material,

e) Entfernen der Maske.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Bilden der geätzten Fläche gewählte kristallographische Fläche einen spitzen Winkel mit der Richtung bildet, die senkrecht ist zu der Vorderseite des Stücks aus akusto-optischem Material.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Bilden der geätzten Fläche gewählte kristallographische Fläche senkrecht ist zu der Vorderseite des Stücks aus akusto-optischem Material.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für die geätzte Fläche gewählte kristallographische Ebene bzw. Fläche vom Typ (111) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Stück aus akusto-optischem Material mit einer Rückseite wählt, die mit der Vorderseite einen spitzen Winkel bildet.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Anregungseinrichtungen (86) einer akustischen Welle auf der geätzten Fläche (40) eine erste Elektrode (80) abscheidet, anschließend eine Schicht aus einem piezoelektrischen Material (82) abscheidet und anschließend eine zweite Elektrode (84) auf dem piezoelektrische Material abscheidet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mikrozelle für einen gütegeschalteten Mikrolaser herstellt.

8. Akustisch-optische Zelle für gütegeschaltete Laser, hergestellt mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- einen Block aus einem Material, das durchlässig ist für die Verstärkungswellenlänge des Lasers und sich zur Ausbreitung akustischer Wellen eignet, wobei dieser Block eine geätzte Fläche (24, 30, 40) aufweist, die eine kristallographische Ebene bzw. Fläche ist, sowie eine Vorderseite (21) und eine Rückseite (23), die in bezug auf diese Ebene bzw. Fläche orientiert sind,

- Einrichtungen (86) zum Erzeugen einer akustischen Welle (88), abgeschieden auf der geätzten Fläche (24, 30, 40).

9. Sammelherstellungsverfahren von Mikrolasern mit akustooptischen Güteschaltungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die folgenden Operationen in beliebiger Reihenfolge durchzuführen:

A) Herstellen eines ersten Verstärkerplättchens (P1) aus einem Material, fähig eine optische Verstärkung mit einer ersten Wellenlänge unter optischer Anregung mit einer zweiten Wellenlänge zu erzeugen, wobei dieses erste Plättchen eine Vorderseite und eine Rückseite hat,

B) Herstellen eines zweiten akusto-optischen Plättchens (P2) durch folgende Schritte:

a) Bereitstellen eines Plättchens (20) aus akusto-optischem Material, durchlässig für die Verstärkungswellenlänge des Lasers und fähig, akustische Wellen auszubreiten, wobei dieses Material kristallin ist und kristallographische Ebenen bzw. Flächen besitzt und dieses zweite Plättchen eine in bezug auf eine gewählte kristallographische Ebene bzw. Fläche orientierte Vorderseite (21) hat,

b) Aufbringen, auf der Vorderseite (21) des zweiten Plättchens (20), einer Maske (22), gebildet aus einer Vielzahl von Mustern, von denen jedes wenigstens einen Rand (24) hat, parallel zu der Spur bzw. Linie der auf der Vorderseite (21) gewählten kristallographischen Fläche,

c) Durchführen einer anisotropen Ätzung des zweiten Plättchens durch die Maske (22), wobei diese Ätzung zwischen zwei benachbarten Mustern und längs des besagten Rands der Muster eine geätzte Fläche entsprechend der gewählten kristallographischen Fläche erscheinen läßt,

d) Abscheiden, auf jeder dieser geätzten Flächen (24, 30, 40), der Einrichtungen (86), fähig zur Erzeugung einer akustischen Welle in dem Material des zweiten Plättchens,

e) Entfernen der Maske (22),

C) Zusammenfügen des ersten Plättchens (Pl) und des zweiten Plättchens (P2), indem man die Rückseite des zweiten auf der Vorderseite des ersten anbringt,

D) Bilden einer Matrix aus ersten Mikrospiegeln (58&sub4;) auf der Rückseite des ersten Plättchens, wobei diese ersten Mikrospiegel die erste Verstärkungswellenlänge reflektieren und wenigstens teilweise durchlässig sind für die zweite Anregungswellenlänge,

E) Bilden einer Matrix aus zweiten Mikrospiegeln (58&sub3;) auf der Vorderseite des zweiten Plättchens, wobei diese zweiten Spiegel die erste Verstärkungswellenlänge reflektieren,

F) das Ganze senkrecht zu den Plättchen durchschneiden, um die Einzelmikrolaser abzutrennen.

10. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Bilden der geätzten Flächen gewählte kristallographische Ebene bzw. Fläche mit der zur Vorderseite des zweiten Plättchen senkrechten Richtung einen spitzen Winkel bildet.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die für die geätzte Fläche gewählte kristallographische Ebene bzw. Fläche vom Typ (111) ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Bilden der geätzten Flächen gewählte kristallographische Ebene bzw. Fläche zu der Vorderseite des zweiten Plättchen senkrecht ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das zweite Plättchen mit einer Rückseite herstellt, die mit der Vorderseite einen spitzen Winkel bildet.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Anregungseinrichtungen (86) einer akustischen Welle auf jeder geätzten Fläche (40) eine erste Elektrode (80) abscheidet, anschließend eine Schicht aus einem piezoelektrischen Material (82) abscheidet und anschließend eine zweite Elektrode (84) auf dem piezoelektrische Material (82) abscheidet.

15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Zusammensetzen der Plättchen zwischen dem ersten und dem zweiten Plättchen eine Anitreflexschicht (63) einfügt.

16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß, um eine Mikrospiegel-Matrix auf einem der Plättchen zu bilden:

- man eine transparente Wand (50) herstellt,

- man auf einer der Flächen bzw. Seiten dieser Wand eine Mikrospiegel-Matrix (58) bildet,

- man die Wand (50) mit ihrer Mikrospiegel-Matrix auf dem Plättchen anbringt.

17. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mikrospiegel (58) der Matrix der ersten Mikrospiegel und/oder der Matrix der zweiten Mikrospiegel konkav ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Mikrospiegel-Matrix darin besteht, die Wand mit einer Matrix aus Mikrolinsen (56) zu überziehen und diese Mikrolinsen zu bedecken mit einer die erste Verstärkungswellenlänge reflektierenden Schicht (58).

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Mikrospiegel-Matrix darin besteht, auf der Wand (50) eine Matrix von FRESNEL-Mikrolinsen (60) abzuscheiden und diese Linsen mit einer die erste Verstärkungswellenlänge reflektierenden Schicht zu überziehen.

20. Gütegeschalteter Mikrolaser, hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekenn zeichnet, daß er einen Mikroverstärkerstab (80) umfaßt, zusammengebaut mit einer akusto-optischen Güteschaltungs- Mikrozelle (82), wobei diese Mikrozelle eine geätzte Fläche (40) umfaßt, bedeckt mit Einrichtungen (86), fähig eine akustische Welle zu erzeugen, und zwei Mikrospiegel (74, 94), die den Zusammenbau Mikrostab-Mikrozelle (80, 84) einrahmen bzw. einfassen.