JP2003518758A - リッジが広いポンプレーザ - Google Patents

リッジが広いポンプレーザ

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Abstract

(57)【要約】 レーザポンプモジュールは、リッジの幅が４マイクロメートル（μｍ）を超えるリッジ導波路チップを有する。これは、このクラスのレーザチップとしては比較的広いリッジである。具体的には、特に信号レーザの場合、側方および横断方向のモードの形状およびサイズを調節するために、狭いリッジ幅が使用される。しかし、本発明では、チップをポンプ用途に使用する場合、より広いリッジを使用して、レーザの効果的なゲイン容量を増加し、最低台の横断方向モードに関連する損失を減少させ、その結果ファイバーに結合される有効電力および光を最大化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連出願 本願は、１９９９年１２月２０日に出願された出願番号第０９／４６６，９７
３号の一部継続出願である２０００年１月６日に出願された出願番号第０９／４
７７，６９５号の一部継続出願であり、これら出願全体の教示は本明細書に援用
する。
【０００２】 背景技術 リッジ導波路レーザおよびレーザ増幅器などの半導体レーザデバイスは、多く
の通信システムに使用される。こうした半導体レーザデバイスの構成および実装
が徐々に改善された結果、許容可能な性能特性および十分に理解される長期間の
挙動を有するクラスのデバイスが製造されるようになった。さらに、弱導波リッ
ジ導波路構造は、製造が複雑ではなく、たとえば埋込みヘテロ構造に基づく比較
的複雑な構造に比べて優れた歩留まりを提供する。
【０００３】 殆どの用途では、レーザまたは増幅器の有用な動作電力を最大化することは、
主な設計基準である。信号レーザ用途では、デバイスからの出力は、次のリピー
タ段階までの距離に影響し、特定リンク内の段階の数は、リンクの初期費用およ
びその後の保守の主なコスト要因である。ラマンポンプ方式における希土類添加
ファイバー増幅器または通常のファイバーなど、一般に、複数のポンプレーザデ
バイスを使用してゲインまたは増幅ファイバーを光学的にポンプするポンプレー
ザ用途では、所定のポンプレベルに達するのに必要なポンプ数および／またはポ
ンプ／ファイバー増幅段階間の距離は、有効出力によって決まる。
【０００４】 現在の技術では、ポンプレーザの代表的な用途は、希土類添加ファイバーをゲ
インファイバーとして使用するファイバー増幅システムである。これらゲインフ
ァイバーは、ファイバーリンクに沿って減衰によって決まる距離に位置する。ゲ
インファイバーは、一般にエルビウム添加ファイバー増幅器（ＥＤＦＡ）から成
る。レーザポンプは、一般に９８０ナノメートル（ｎｍ）または１４８０ｎｍで
動作し、これは、光学スペクトルにおけるＥＤＦＡの吸収ピークの位置に対応す
る。
【０００５】 さらに最近になって、ラマンポンプ方式が提案された。その利点は、特殊な周
期的なＥＤＦＡ増幅器のゲインファイバーをファイバーリンクに重ね継ぎする必
要がないことである。その代わりに、通常のファイバーを使用することができる
。その結果、ゲインスペクトルは、ＥＤＦＡを使用しているシステムよりはるか
に広くなる。帯域幅は、一般にファイバー全体の伝送帯域幅上に達し、ファイバ
ーの組成によっては１２５０〜１６５０ｎｍに及ぶ。ポンプレーザは、代表的な
実施例の場合は１０６０〜１５００ｎｍの波長範囲で動作するように設計される
。
【０００６】 ラマン増幅システムに関連する利点は、ＥＤＦＡの場合に生じるように、各々
の増幅器に関連して３ｄＢの雑音ペナルティがなくなるという事実にある。しか
し、ラマン増幅は非線形過程である。したがって、比較的高いポンプ電力が必要
である。
【０００７】 何れの場合も、ＥＤＦＡまたは通常のシステム／ラマンシステムを使用するか
どうかに関係なく、高出力のポンプが必要である。現在、１８０〜２００ミリワ
ット（ｍＷ）の出力を生じるポンプが使用可能である。しかし、より新しいシス
テム設計は、さらに高出力のポンプを必要としている。
【０００８】 発明の概要 より高度のポンプ出力が必要なため、ポンプレーザモジュールをさらに最適化
する必要がある。こうした最適化の１つの主題は、モジュール内のレーザポンプ
チップに関し、このモジュール内で生成される光をどのようにファイバーのピグ
テールを介してゲインファイバーに結合するかである。特に、本発明では、レー
ザチップのリッジ幅が最適化され、この最適化はモジュールの構造を介して伝わ
り、レーザモジュールからより有用な出力を提供する。
【０００９】 具体的には、特に、本発明は、リッジの幅が４マイクロメートル（μｍ）より
大きいリッジ導波路レーザモジュールに関する。これは、このクラスのレーザチ
ップとしては比較的広いリッジである。厳密には、特に信号レーザの場合、側方
および横断方向モードを制御し、ファイバーに容易に結合するように比較的円形
のビームを得るために、１〜３μｍという狭いリッジ幅を使用する。しかし、本
発明では、チップを高出力のポンプ用途に使用する場合、より広いリッジを使用
して、レーザモードに関連する損失を減少させ、有効ポンプゲイン容量を最大化
し、その結果、一般に単一モードのファイバーであるファイバーピグテールに結
合する有効出力および光を最大化する。
【００１０】 リッジがより広いと、レーザ出口のファセットにおける出力密度がより大きく
なる。しかし、これは問題ではない。なぜなら、ファセットの故障は一般にこの
波長における故障モードではないからである。したがって、より広いリッジを使
用して、最低程度のモードにおける出力を最大化することができる。
【００１１】 一般に、一態様によると、本発明は、１，２００〜１，６００ｎｍ（１．２〜
１．６μｍ）波長範囲の光を生成するように構成されたリッジ導波路ポンプレー
ザモジュールに関する。このモジュールは、リッジの幅が４μｍを超えるリッジ
導波路レーザチップから成る。光ファイバーのピグテールも提供する。ピグテー
ルの端部は、レーザチップによって生成された光を受光し、この生成された光を
一般にファイバー増幅システムに透過するように配置される。
【００１２】 特定の実施態様では、リッジの幅は、リッジの最も狭い領域で１１μｍ未満で
ある。この仕様は、リッジ全体の輪郭に関係なく適用される。特に、広いリッジ
は、リッジがチップの後部ファセット方向または前部ファセット方向にさらに広
がる場合に使用することができる。さらに、本発明は、リッジがレーザチップの
後部および／または前部ファセット方向にテーパが付いている場合にもて適用さ
れる。
【００１３】 好ましい実施態様では、リッジの幅は６〜９μｍである。現在、７μｍが最適
であると考えられている。
【００１４】 実施例のその他の態様では、比較的広いリッジを使用するため、チップからの
レーザ光放射断面は、狭いリッジ構造の場合に見られる円形ではなく非常に楕円
形である。したがって、特殊な結合技術を使用することが好ましい。特に、離散
レンズを使用する場合、チップからの放射をピグテールの端部上に収束させるた
めに、レーザチップとファイバーピグテールとの間に、円筒状または断面円筒状
レンズを配置することが好ましい。別法によると、または離散レンズ系と組み合
わせて、ファイバーレンズも有用である。特に、一実施態様では、上部が平坦な
楔形ファイバーレンズを使用して、楕円形の発光を捕捉する。しかし、楔形レン
ズは、二重楔形ファイバーレンズと共に実施することもできる。
【００１５】 さらに他の実施では、特殊なコアファイバーピグテールは、楕円形ビームの結
合効率を改善する。特に、楕円形の断面コアを有するファイバーピグテールは有
用である。さらに、コアは、レーザチップからの光を受光するように配置された
端部の方向に広がっており、コアがこの方向により大きい断面を有することが好
ましい。さらに、楕円形円錐形のファイバーレンズを使用することもできる。
【００１６】 概して、もう１つの態様によると、本発明は、リッジ導波路ポンプレーザチッ
プの特徴を有する。特に、レーザチップは、１．２〜１．６μｍの波長範囲の光
を生成するように構成される。さらに、このチップは、４μｍを超えるリッジ幅
を有する。
【００１７】 次に、構造および部品の組合せの様々な新規な詳細、並びにその他の利点を含
む本発明の上記およびその他の特徴について、添付の図面に関してさらに詳細に
説明し、請求の範囲で指摘する。本発明を具体化する特定の方法および装置は、
具体的に表すために示すのであり、本発明を制限するものではない。本発明の原
理および特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく様々な多くの実施態様に使用
することができる。
【００１８】 添付の図面では、参照符号は、異なる図面全体で同じ部品を示す。図面は、一
定の比例に拡大してあるのではなく、むしろ本発明の原理を示すために強調して
ある。
【００１９】 好適な実施態様の詳細な説明 図１は、本発明の原理に従って構成され、本発明によるリッジ導波路レーザチ
ップを含むポンプレーザモジュールを示す。
【００２０】 特に、リッジ導波路レーザチップ１１０は、代表的な実施例ではサブマウント
１１２上に取り付けられる。サブマウント１１２は、レーザチップ１１０とモジ
ュールハウジング１１４との間を機械的および電気的に接続する。ファイバーの
ピグテール１１８は、モジュールハウジング１１４の側壁１２０から延在する。
ファイバーのピグテール１１８は、一般に、ファイバーの端面１２２がレーザダ
イオード１１０の出力ファセット１１６に近接して保持されるように、サブマウ
ント１１２に不動に固定する。
【００２１】 実施および適用用件に応じて、ファイバーのピグテール１１８は、通常のファ
イバー、または別法によると偏光維持ファイバーから構成される。使用する場合
、様々な種類の偏光維持ファイバーを適用することができる。たとえば、パンダ
、楕円形応力バーおよびボウタイは実行可能な代用品である。
【００２２】 一実施例では、回折格子１２８を通常のファイバー１２４に書き込み、外側に
キャビティを形成してチップ１１０の動作を安定させる。これら回折格子は、一
般にＵＶビーム干渉により製造される。回折格子は、通常、ファイバーのコアの
深さまで書き込まれる。ポンプ用途では、回折格子は、一次的な出力の変動に対
してモジュールを安定させる効果を有する。
【００２３】 好ましい実施例では、ファイバーの回折格子は、ダイオードレーザ１１０のゲ
インバンドの範囲内である約１４５０ｎｍで反射力を提供する。さらに、ファイ
バーの回折格子は、好ましくは０．５〜５ｎｍの帯域幅を有するが、用途によっ
ては０．２〜７ｎｍのより広い範囲の帯域幅も許容可能である。
【００２４】 偏光の制御は、ファイバーの回折格子の効果を最大化し、安定させる。代表的
なダイオードレーザから発する光は偏光される。その結果、他の望ましくないフ
ァイバー軸、つまりレーザダイオードの偏光と整列しないファイバーの軸に結合
される光は、回折格子によって反射するが、ダイオードはこの偏光の光に反応し
ないため、レーザダイオードには影響しない。
【００２５】 ファイバーのピグテール１１８は、ＰＭファイバーから成る場合、重ね継ぎ１
２６を介して通常のファイバー１２４のストランドに光学的に結合することが好
ましい。通常のファイバーは、標準の円形断面コアを有し、つまり応力バー、ま
たは速軸もしくは遅軸がないことが好ましい。
【００２６】 偏光維持ファイバーのピグテール１１８と通常の非偏光維持ファイバー２４と
の間の結合は、直接的な溶融重ね継ぎとして示すが、重要な特徴は、２本のファ
イバー間の光学的結合である。したがって、たとえば第３のファイバーのファイ
バー長さに干渉するなど、この結合を得るためのその他の技術を使用することが
できる。
【００２７】 類似のベインでは、ＰＭファイバーは、ダイオードから光を直接受光する必要
はない。その代わりに、最初にたとえば長さが比較的短い通常のファイバーに光
を結合し、次にＰＭファイバーに結合することができ、ＰＭファイバーは、回折
格子までの殆どの距離にわたって光を透過する。しかし、これは、追加の重ね継
ぎが必要であるため好ましくない。
【００２８】 いかなる場合にも、ピグテール１１８に結合された光は、ファイバー増幅シス
テムに向かって透過される。このシステムは、ファイバーにエルビウムが添加さ
れているＥＤＦＡから成る。別法によると、上記のとおり、ラマン増幅原理を使
用することができる。この場合、ファイバー増幅システム１３０は、通常のファ
イバー、またはラマン増幅のために最適化されたファイバーから成り、対応する
広いゲインスペクトルを有する。
【００２９】 このモジュールは、熱を散逸させるために熱電冷却器をさらに備える。しかし
、海中での用途の場合は、一般に冷却器を備えないモジュールが認められる。
【００３０】 図２は、レーザチップ１１０、およびチップによって生成された光をファイバ
ーのピグテール１１８に結合するための技術を示す略図である。
【００３１】 具体的には、光は、活性層２１０で生成され、下部クラッド層２１２および上
部クラッド層２１４により閉じ込められる。光は、上部クラッド層２１４内にエ
ッチングされているリッジ構造２１６により長手方向に案内される。したがって
、光は、部分的に反射性か、または反射防止性の前部ファセット１１６と高度に
反射性の後部ファセット２１７との間で発振するように制限される。生成された
殆どの光は、ほぼ楕円形の放射領域２１８においてレーザチップ１１０から発散
する。
【００３２】 ＩｎＰ基板上のＡｌＧａＩｎＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰのクラッド層は、１０
６０、１２００〜１６００ｎｍの光の生成に匹敵する。一般に、ＩｎＧａＡｓＰ
、ＡｌＧａＩｎＡｓまたはＩｎＧａＡｓのクワンタムウェルが使用される。
【００３３】 放射された光は、楕円形の断面を有する円錐を形成する。ファイバーピグテー
ル１１８の端部は、結合効率が最大になるように配置される。放射される殆どの
光は捕捉されて、ファイバーのピグテール１１８により透過される。
【００３４】 結合効率を最大化するための１つの方法は、ファイバーのピグテール１１８の
端部にレンズを形成することである。様々なファイバーレンズ系を使用すること
ができ、たとえば楔形ファイバーレンズ、二重楔形ファイバーレンズ、楕円円錐
形ファイバーレンズ、および概して楕円形レンズまたは円筒状レンズを備えるレ
ンズ系がある。
【００３５】 現在、Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｋｏｍ、Ｓｔｅｖｅｎ Ｄ. Ｃｏｎｏｖｅｒ、Ｗａｙｎ
ｅ Ｆ. ＳｈａｒｆｉｎおよびＴｈｏｍａｓ Ｃ. Ｙａｎｇによる米国特許出願第
０８／９６５，７９８号「Ｆｌａｔ Ｔｏｐ, Ｄｏｕｂｌｅ-Ａｎｇｌｅｄ, Ｗｅ
ｄｇｅ-Ｓｈａｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｅｎｄｆａｃｅ」（上部が平坦な二重山形の
楔形ファイバー端面）というタイトルの出願に記載されているように、二重山形
の上部が平坦なマイクロレンズが使用されており、この出願は本明細書に援用す
る。
【００３６】 二重山形の上部が平坦なマイクロレンズの利点は、ファイバーの軸に対して円
形に対称ではないため、レーザダイオードの出力ファセットからの光の楕円形空
間分布に適合するという事実である。
【００３７】 非円形対称結合技術を偏光維持ファイバーに使用する場合、成形マイクロレン
ズをたとえば偏光維持ファイバーの速軸または遅軸の一方に整列させることが重
要である。
【００３８】 別法によると、離散レンズまたは離散レンズ系も、図２に示すように使用する
ことができる。特に、円筒状レンズ２２０は、ファイバーのピグテール端部とレ
ーザチップ１１０の放射領域２１８との間に配置される。こうしたレンズは、一
般に、ファイバーのピグテール１１８の単純な分割端部表面と組み合わせて使用
される。さらに、ファイバーレンズは、図示のとおり、実施態様によっては離散
レンズ１２２と組み合わせて使用される。
【００３９】 好ましくは、このリッジが広いレーザの放射は楕円形であるため、図示の円筒
状レンズを使用することが好ましい。別法によると、断面が円筒状の離散レンズ
も実装できる。
【００４０】 別法によると、ピグテール１１８のコア１１９は、レーザチップ１１０によっ
て生成される光を受光するように配置された少なくとも端部が楕円形の断面を有
する。この構成は、チップからの楕円形の放射に良く適合する。別法によると、
コアの幅は、実施態様によっては、結合効率を最大化するために、レーザチップ
から伝播する光の方向にテーパが付いているか、またはチップの方向に広がって
いる。
【００４１】 Ｐ金属接触層２２２は、一般に、上部クラッド層２１４の上に配置されるが、
少なくとも１つの絶縁層（図示しない）によって分離される。しかし、この絶縁
層は、リッジ２１６の領域ではＰ金属層２２２と上部クラッド層２１４との間に
存在しない。その結果、リッジの射出電流は、リッジ２１６から活性層２１０内
に透過される。このリッジ射出電流は、通常、一般に金から成る接合パッド２２
６に接合されるワイヤ２２４を介してチップに供給される。
【００４２】 図３Ａ〜図３Ｄは、本発明のリッジが広いポンプレーザチップを製造する方法
を示す。
【００４３】 特に、図３Ａに示すように、この方法は、半導体ウェハ基板３１０で開始する
。この基板は、エピタキシャルに成長する下部クラッド層２１４、活性層２１０
および上部クラッド層２１２を有する。
【００４４】 エッチストップ層３１２は、後続リッジのエッチステップのエッチの深さを調
節するために、上部クラッド層内に設けることが好ましい。好ましい実施態様で
は、活性層２１０とエッチストップ層３１２との間の距離は比較的長く、０．３
〜０．９μｍの間だが、用途によっては１．１μｍもの長さで良い。この距離は
、比較的広いリッジの手段に一致する。特に、この距離は、比較的弱導波チップ
を形成し、非常に高度の出力に対して単一レーザモード動作を保証し、また、最
低台のモードによる電力損失を最小限にする。特に、好ましい実施態様では、活
性層２１０とエッチストップ層３１２との間の距離は、０．５〜０．７μｍから
０．９μｍの長さである。
【００４５】 上部クラッド層の上には、絶縁層３１４が成長する。この層は、上部クラッド
層２１４と後続のＰ金属接触層との間を絶縁する。
【００４６】 図３Ｂは、溝３１６、３１８が上部クラッド層２１４にエッチストップ層３１
２の深さまでエッチングされてリッジ２１６を画定する次のステップを示す。し
たがって、追加の絶縁層３２０が基板上に形成される。
【００４７】 次に、硬質および軟質焼付け技術を使用して、フォトレジスト層３２２を基板
上に蒸着する。次に、このフォトレジスト層を部分的にエッチバックして、リッ
ジ２１６の上部を露出させる。
【００４８】 図３Ｃは、絶縁層がリッジ２１６の上部から離れてエッチングされる次のステ
ップを示す。これで、上部クラッド層は、リッジ領域においてのみ露出する。
【００４９】 図３Ｄに示すように、Ｐ金属接触層２２２を蒸着する。一般に、この接触層は
金合金から製造される。したがって、金接合パッド２２６が形成される。
【００５０】 本発明によると、リッジの幅は、４μｍより大きく、ｗ＝４〜１１μｍに調節
される。さらに、リッジの幅は、最も狭い領域では１１μｍより狭いことが好ま
しい。より厳密に好ましい範囲では、リッジの幅はｗ＝６〜９μｍである。
【００５１】 図４Ａ〜図４Ｂは、本発明も適用可能な別法によるリッジ構造を示し、類似の
参照符号を使用して、構造の類似物を示す。この場合、リッジは、図３Ａ〜図３
Ｄに示す溝により画定されず、周囲の上部クラッド層は完全にエッチングして除
去される。
【００５２】 特に、下部クラッド層２１２および上部クラッド層２１４は、活性層２１０を
挟んでいる。上部クラッド層の上部には、絶縁層３１４があり、この絶縁層３１
４は、上部クラッド層２１４をＰ金属接触層２２２から隔離している。しかし、
接触層は、リッジ２１６の領域における上部クラッド層３１４と電気的に接触す
る。リッジ２１６の一方の側または両側には接合パッド２２６が形成され、やは
りリッジを保護している。
【００５３】 図４Ａに示す別法による実施態様では、リッジの幅は、上記で画定したとおり
、６〜９μｍ、好ましくは７μｍである。幅は、わずかに異なるように画定され
る。なぜなら、リッジの側部は、図３Ａ〜図３Ｄに示した垂直ではなく傾斜して
いるからである。この場合、リッジの幅は、上部クラッド層２１４の傾斜してい
る側壁４１０の下方に４分の３をリッジの幅として定義される。
【００５４】 図４Ｂに示す逆リッジ実施態様では、リッジの幅は、上記で画定したとおり、
６〜９μｍ、好ましくは７μｍである。この場合の幅は、リッジの基部における
幅ｗである。
【００５５】 さらに他の実施例では、リッジは、フォトレジスト、ポリイミド、半導体材料
、またはその他の材料をリッジのどちらかの側に蒸着することにより埋め込まれ
るか、平坦化される。
【００５６】 先行技術で周知のとおり、一般に何十ものリッジが、１個の基板／ウェハに沿
って隣接して互いに平行に形成される。製造ステップが完了した後、ウェハは、
一般に、ウェハの長さに沿ってリッジに垂直に広がる平面に沿ってけがきされて
劈開される。その結果、バーと呼ばれるものが形成される。一般に、反射性の後
部ファセット２１６および部分的に反射性かまたは反射防止性の前部ファセット
１１６のためのファセットコーティングが、次にこれらのバーに塗布される。そ
の後、バーは、後続のリッジの間でけがきされて劈開され、図２に示す個々の半
導体レーザが形成される。
【００５７】 図２に示すように、一実施態様では、リッジ２１６は、チップ１１０の長手方
向の長さ全体に沿って一定の輪郭を有する。別のリッジの輪郭が可能であり、本
発明により意図されている。特に、図５Ａ〜図５Ｄは、多くの異なる輪郭を示す
。何れの図も、リッジのサイズは、本発明の原理を示すために、チップのサイズ
と相対的に拡大してある。
【００５８】 特に、図５Ａに示すように、一実施態様では、リッジ２１６は、前部ファセッ
ト１１６および後部ファセット２１７の方向にテーパが付いている。しかし、リ
ッジ全体の輪郭に沿った最小リッジ幅Ｗは４．０μｍより大きいが、１１μｍ未
満であることが好ましい。特に、この最小リッジ幅は６〜９μｍであることが好
ましい。
【００５９】 図５Ｂは、リッジ２１６が後部ファセット２１７の方向に広がっているもう１
つのリッジの輪郭を示す。このリッジの輪郭は、一定の単一モードのシードをリ
ッジ２１６の長さの殆どに提供するという利点を有する。さらに、後部ファセッ
トにおける過度な加熱を防止する。しかし、本発明により、リッジの最も狭い部
分の幅Ｗは、４〜１１μｍであり、特に６〜９μｍである。
【００６０】 最後に、図５Ｃは、リッジが前部ファセット１１６の方向に広がっている最後
の実施態様を示す。この場合、リッジＷの最も狭い部分は、４〜１１μｍ幅であ
り、好ましくは６〜９μｍである。
【００６１】 本発明について、本発明の好ましい実施態様に関して特に示し、説明したが、
当業者には、添付の請求の範囲に含まれる本発明の範囲を逸脱せずに、形態およ
び詳細に様々な変更を加えることができることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるポンプレーザモジュールの斜視図
【図２】 本発明によるレーザチップ、およびチップにより生成された光をファイバーピ
グテールに結合する技術の略斜視図
【図３Ａ】 本発明によるリッジが広いポンプレーザチップを製造する方法を示す断面図
【図３Ｂ】 本発明によるリッジが広いポンプレーザチップを製造する方法を示す断面図
【図３Ｃ】 本発明によるリッジが広いポンプレーザチップを製造する方法を示す断面図
【図３Ｄ】 本発明によるリッジが広いポンプレーザチップを製造する方法を示す断面図
【図４Ａ】 別法によるリッジ構造を示す断面図
【図４Ｂ】 別法によるリッジ構造を示す断面図
【図５Ａ】 本発明の様々なリッジ輪郭を示す上面図
【図５Ｂ】 本発明の様々なリッジ輪郭を示す上面図
【図５Ｃ】 本発明の様々なリッジ輪郭を示す上面図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (55)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ４μｍを超えるリッジ幅を有するリッジ導波路レーザチップ
    と、 端部が、前記リッジ導波路レーザチップによって生成される光を受光して透過
    するように配置された光ファイバーと、 を備えるリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  2. 【請求項２】 前記リッジの幅が、最も狭い領域で１１μｍ未満であること
    を特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  3. 【請求項３】 前記リッジの幅が６〜９μｍであることを特徴とする請求項
    １記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  4. 【請求項４】 前記リッジの幅が約７μｍであることを特徴とする請求項１
    記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  5. 【請求項５】 前記リッジの幅が、前記チップの全長にわたって４μｍを超
    えることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  6. 【請求項６】 前記リッジが、前記レーザチップの後部ファセットの方向に
    テーパが付いていることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザ
    モジュール。
  7. 【請求項７】 前記リッジが、前記レーザチップの前部ファセットの方向に
    テーパが付いていることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザ
    モジュール。
  8. 【請求項８】 前記リッジが、前記レーザチップの後部ファセットおよび前
    部ファセットの方向にテーパが付いていることを特徴とする請求項１記載の リ
    ッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  9. 【請求項９】 前記リッジが、前記チップの後部ファセットの方向に広がっ
    ていることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  10. 【請求項１０】 前記リッジが、前記チップの前部ファセットの方向に広が
    っていることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール
    。
  11. 【請求項１１】 前記リッジ導波路レーザチップによって生成された光を受
    光するように配置された前記光ファイバーの端部が、上部が平坦な楔形のファイ
    バーレンズを備えることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザ
    モジュール。
  12. 【請求項１２】 前記リッジ導波路レーザチップによって生成された光を受
    光するように配置された前記光ファイバーの端部が、楔形のファイバーレンズを
    備えることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  13. 【請求項１３】 前記リッジ導波路レーザチップによって生成された光を受
    光するように配置された前記光ファイバーの端部が、二重の楔形のファイバーレ
    ンズを備えることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュ
    ール。
  14. 【請求項１４】 前記リッジ導波路レーザチップによって生成された光を受
    光するように配置された前記光ファイバーの端部が、楕円形の円錐形ファイバー
    レンズを備えることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジ
    ュール。
  15. 【請求項１５】 前記リッジ導波路レーザチップによって生成された光を受
    光するように配置された前記光ファイバーの端部が、楕円形のファイバーレンズ
    を備えることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール
    。
  16. 【請求項１６】 前記光ファイバーのコアが、前記レーザチップによって生
    成された光を受光するように配置された少なくとも端部において楕円形であるこ
    とを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  17. 【請求項１７】 前記コアの幅が、前記レーザチップから離れる光の伝搬方
    向にテーパが付いていることを特徴とする請求項１６記載のリッジ導波路ポンプ
    レーザモジュール。
  18. 【請求項１８】 前記コアが楕円形の断面を有し、前記光ファイバーの前記
    コアの幅が、前記レーザチップから離れる光の伝搬方向にテーパが付いているこ
    とを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  19. 【請求項１９】 前記レーザチップの前記リッジの活性層と基部との間の距
    離が０．３〜１．１μｍであることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポ
    ンプレーザモジュール。
  20. 【請求項２０】 前記レーザチップの前記リッジの活性層と基部との間の距
    離が０．６〜０．９μｍであることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポ
    ンプレーザモジュール。
  21. 【請求項２１】 前記モジュールが、ＥＤＦＡ増幅器であるゲインファイバ
    ーをポンプするために使用されることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路
    ポンプレーザモジュール。
  22. 【請求項２２】 前記モジュールが、ラマン増幅器をポンプするために使用
    されることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  23. 【請求項２３】 前記モジュールが、分散補償ファイバーをポンプするため
    に使用されることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュ
    ール。
  24. 【請求項２４】 前記モジュールが、分散シフトファイバーのゲインファイ
    バーをポンプするために使用されることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波
    路ポンプレーザモジュール。
  25. 【請求項２５】 前記光ファイバーが偏光維持ファイバーを備えることを特
    徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  26. 【請求項２６】 前記光ファイバーがファイバー回折格子を備えることを特
    徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  27. 【請求項２７】 前記レーザチップによって生成された光を前記光ファイバ
    ーに容易に結合するための円筒状レンズをさらに備えることを特徴とする請求項
    １記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  28. 【請求項２８】 前記レーザチップによって生成された光を前記光ファイバ
    ーに容易に結合するために、クロスシリンダレンズをさらに備えることを特徴と
    する請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  29. 【請求項２９】 前記レーザチップによって生成された熱を除去するための
    熱電冷却器をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプ
    レーザモジュール。
  30. 【請求項３０】 前記モジュールが冷却器を備えないことを特徴とする請求
    項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール。
  31. 【請求項３１】 前記モジュールがゲインファイバーをポンプするために使
    用されることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路ポンプレーザモジュール
    。
  32. 【請求項３２】 １．２〜１．６μｍの波長範囲の光を生成するように構成
    され、前記チップが４μｍを超えるリッジ幅を有するリッジ導波路ポンプレーザ
    チップ。
  33. 【請求項３３】 前記リッジ幅が、最も狭い領域で１１μｍ未満であること
    を特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路ポンプレーザチップ。
  34. 【請求項３４】 前記リッジ幅が６〜９μｍであることを特徴とする請求項
    ３２記載のリッジ導波路ポンプレーザチップ。
  35. 【請求項３５】 前記リッジ幅が約７μｍであることを特徴とする請求項３
    ２記載のリッジ導波路ポンプレーザチップ。
  36. 【請求項３６】 前記リッジ幅が、前記チップの全長にわたって４μｍを超
    えることを特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路ポンプレーザチップ。
  37. 【請求項３７】 前記リッジが、前記レーザチップの後部ファセットの方向
    にテーパが付いていることを特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路ポンプレ
    ーザチップ。
  38. 【請求項３８】 前記リッジが、前記レーザチップの前部ファセットの方向
    にテーパが付いていることを特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路ポンプレ
    ーザチップ。
  39. 【請求項３９】 前記リッジが、前記レーザチップの後部ファセットと前部
    ファセットの方向にテーパが付いていることを特徴とする請求項３２記載のリッ
    ジ導波路ポンプレーザチップ。
  40. 【請求項４０】 前記リッジが、前記チップの後部ファセットの方向に広が
    っていることを特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路ポンプレーザチップ。
  41. 【請求項４１】 前記リッジが、前記チップの前部ファセットの方向に広が
    っていることを特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路ポンプレーザチップ。
  42. 【請求項４２】 前記レーザチップの前記リッジの活性層と基部との間の距
    離が０．３〜１．１μｍであることを特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路
    ポンプレーザチップ。
  43. 【請求項４３】 前記レーザチップの前記リッジの活性層と基部との間の距
    離が０．５〜１．１μｍであることを特徴とする請求項３２記載のリッジ導波路
    ポンプレーザチップ。
  44. 【請求項４４】 下部クラッド層と、上部クラッド層と、前記上部クラッド
    層と下部クラッド層との間の活性層とから半導体レーザデバイスを製造する方法
    であって、 幅が４μｍを超えるリッジを前記上部クラッド層に形成するステップと、 前記リッジと前記上部クラッド層上に絶縁層を成長させるステップと、 前記リッジに重なる前記絶縁層をエッチングするステップと、 金属接触層を前記リッジ上に蒸着するステップと、 を含む方法。
  45. 【請求項４５】 前記リッジが、エピタキシャルな上部クラッド層をエッチ
    ングすることにより形成されることを特徴とする請求項４４記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記リッジが、４μｍを超えて離れた２個の溝を前記エピ
    タキシャルな上部クラッド層にエッチングすることにより形成されることを特徴
    とする請求項４４記載の方法。
  47. 【請求項４７】 ２個の溝のエッチングが、前記上部クラッド層を前記溝内
    のエッチストップ層にエッチングすることを含むことを特徴とする請求項４６記
    載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記リッジの幅が、最も狭い領域で１１μｍ未満であるこ
    とを特徴とする請求項４４記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記リッジの幅が６〜９μｍであることを特徴とする請求
    項４４記載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記リッジの幅が約７μｍであることを特徴とする請求項
    ４４記載の方法。
  51. 【請求項５１】 前記リッジの幅が、前記レーザデバイスの全長にわたって
    ４μｍを超えることを特徴とする請求項４４記載の方法。
  52. 【請求項５２】 前記リッジの形成が、前記レーザデバイスの後部ファセッ
    トの方向に前記リッジにテーパを付けるステップを含むことを特徴とする請求項
    ４４記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記リッジの形成が、前記レーザデバイスの前部ファセッ
    トの方向に前記リッジにテーパを付けるステップを含むことを特徴とする請求項
    ４４記載の方法。
  54. 【請求項５４】 前記リッジの形成が、前記レーザデバイスの後部ファセッ
    トの方向に前記リッジを広げるステップを含むことを特徴とする請求項４４記載
    の方法。
  55. 【請求項５５】 前記リッジの形成が、前記レーザデバイスの前部ファセッ
    トの方向に前記リッジを広げるステップを含むことを特徴とする請求項４４記載
    の方法。
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