JP2005524981A - 光学的にポンピングされる半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明による半導体レーザ装置の第1の実施例の概略的な断面図を示し、
図2は、ポンプビームの伝播方向に沿った中央導波路におけるポンプビームのビーム膨張のグラフィック表示であり、
図3は、ポンプビームの伝播方向に沿ったポンプビームと量子層のオーバラップのグラフィック表示であり、
図4Aおよび4Bは、本発明による半導体レーザ装置の第2の実施例の概略的な断面図および対応する俯瞰図を示し、
図5は、本発明による半導体レーザ装置の第2の実施例における3次元の吸収プロフィールのグラフィック表示であり、
図6は、本発明による半導体レーザ装置の第3の実施例の概略的な断面図を示し、
図7A、7B、7Cは本発明による半導体レーザ装置の第4、第5および第6の実施例の概略的な俯瞰図をそれぞれ示し、
図8は、従来のポンプ装置を備えた相応の半導体レーザ装置の概略的な断面図である。
Claims (24)
- 中央導波路(3)と、該中央導波路(3)内に配置されており、少なくとも1つの量子層(5)が設けられている量子井戸構造とを有する垂直放射部(1)と、
前記量子井戸構造を光学的にポンピングし、ポンプビーム(11)が案内される少なくとも1つのポンプ導波路(9)を含むポンプビーム源とを備えた、光学的にポンピングされる半導体レーザ装置において、
前記中央導波路(3)の幅(A)は、前記ポンプ導波路(9)の幅(B)よりも大きく、該中央導波路(3)の幅(A)と該ポンプ導波路(9)の幅(B)は、前記垂直放射部(1)の前記量子井戸構造が一様にポンピングされるように相互に適合されていることを特徴とする、半導体レーザ装置。 - 前記ポンプ導波路(9)は中心軸(10)を有し、前記量子層(5)は該ポンプ導波路(9)の中心軸(10)から所定の間隔(E)をおいて配置されている、請求項1記載の半導体レーザ装置。
- 前記中央導波路(3)は中心軸(12)を有し、該中心軸(12)は前記ポンプ導波路(9)の中心軸(10)に対して平行であるか、前記ポンプ導波路(9)の中心軸(10)と一致する、請求項1または2記載の半導体レーザ装置。
- 前記量子層(5)は前記ポンプ導波路(9)の中心軸(10)から間隔をおき、該間隔は前記垂直放射部(1)への入射時の前記ポンプビーム(11)のビーム半径よりも大きい、請求項1から3までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプビーム(11)は前記中央導波路(3)の内部で膨張し、前記垂直放射部(1)への該ポンプビーム(11)の入射から所定の間隔をおいて前記量子層(5)とオーバラップする、請求項4記載の半導体レーザ装置。
- 前記垂直放射部(1)はミラー(6)を含み、該ミラー(6)は前記量子井戸構造について垂直方向において下流側に配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記量子井戸構造は垂直方向において前記ミラー(6)と出力結合層(7)との間に配置されている、請求項6記載の半導体レーザ装置。
- 前記垂直放射部(1)には外部ミラーが配属されており、該外部ミラーは前記垂直放射部(1)のミラー(6)と共に、前記量子井戸構造から放射されるビーム(8)に対する共振器を形成する、請求項6または7記載の半導体レーザ装置。
- 前記共振器内に有利には周波数重複のための非線形の光学素子が配置されている、請求項8記載の半導体レーザ装置。
- 前記共振器内にモード結合のための素子、例えば可飽和半導体吸収器が配置されている、請求項8または9記載の半導体レーザ装置。
- 前記量子井戸構造から放射されるビーム(8)に対する前記共振器のミラー、例えば外部ミラーはチャープミラーである、請求項8から10までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記垂直放射部(1)は出力結合ミラーを含み、該出力結合ミラーを通過して前記量子井戸構造から放射されるビーム(8)が出力結合される、請求項6から11までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記1つのミラー(6)ないし複数のミラーはブラッグミラーとして構成されている、請求項6から12までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプビーム源は少なくとも1つのポンプレーザ(2)を含む、請求項1から13までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプビーム源はそれぞれ1つのポンプ導波路(9)を備えた2つのポンプレーザ(2)を含み、該ポンプレーザ(2)のポンプビーム(11)は対向する方向で前記量子井戸構造に入力結合される、請求項14記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプビーム源は複数のポンプレーザ(2)を含み、該ポンプレーザ(2)は前記垂直放射部の周囲に十字形または放射状に配置されている、請求項14または15記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプビーム源は、対になって相互に直交して配置されている4つのポンプレーザ(2)を含む、請求項16記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプレーザ(2)はポンプレーザ共振器を有し、前記垂直放射部(1)は少なくとも部分的に該ポンプレーザ共振器内に配置されている、請求項14から17までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプレーザはリングレーザとして構成されている、請求項14から18までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプレーザは少なくとも部分的に台形状の横方向の断面図または台形が2つになっている横方向の断面図を備えたポンプレーザ共振器を有する、請求項14から19までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 前記ポンプビーム源および前記垂直放射部(1)はモノリシックに集積されて構成されている、請求項1から20までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 半導体レーザ装置は面発光型レーザである、請求項1から21までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 半導体レーザ装置は、例えばピコ秒またはフェムト秒領域のパルス持続時間を有するパルス動作のために構成されている、請求項1から22までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
- 動作時に前記垂直放射部(1)において前記量子井戸構造が定常波を形成するビームフィールドを生じさせ、前記量子層(5)は該量子層が定常波の波腹とオーバラップするよう配置されている、請求項1から23までのいずれか1項記載の半導体レーザ装置。
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