JP2725980B2 - 狭帯域レーザアレイシステム - Google Patents
狭帯域レーザアレイシステムInfo
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- JP2725980B2 JP2725980B2 JP5226248A JP22624893A JP2725980B2 JP 2725980 B2 JP2725980 B2 JP 2725980B2 JP 5226248 A JP5226248 A JP 5226248A JP 22624893 A JP22624893 A JP 22624893A JP 2725980 B2 JP2725980 B2 JP 2725980B2
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- light
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- lens
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4062—Edge-emitting structures with an external cavity or using internal filters, e.g. Talbot filters
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094092—Upconversion pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/148—External cavity lasers using a Talbot cavity
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、出力帯域幅が光回折格
子を介してレーザ源にレーザ放射線を戻すことによって
制限されるレーザシステム、特に高パワーレーザダイオ
ードアレイに対するこの技術の使用に関する。
子を介してレーザ源にレーザ放射線を戻すことによって
制限されるレーザシステム、特に高パワーレーザダイオ
ードアレイに対するこの技術の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】過去において、回折格子はダイオードレ
ーザ、特に多ストリップ量子ウエルヘテロ構造ダイオー
ドレーザからの出力帯域幅を著しく狭くするために外部
空洞レーザシステムにおいて使用されている。出力パワ
ーの少量をレーザに反射して戻すことによって、ライン
幅は著しく減少されることができる。ダイオードレーザ
のスペクトルを狭くするために使用されている技術の報
告は、Ｗieman 氏他による論文（“Using Diode Lasers
for Atomic Physics ”，Rev.Sci.Instrum.，Vol.62，
No.1，1991年 1月，１乃至20頁）において行われてい
る。この報告においてカバーされた発展部分は、低いパ
ワーレベルで非常に狭いスペクトル出力を生成する単一
素子、単一モードの装置に限定されている。
ーザ、特に多ストリップ量子ウエルヘテロ構造ダイオー
ドレーザからの出力帯域幅を著しく狭くするために外部
空洞レーザシステムにおいて使用されている。出力パワ
ーの少量をレーザに反射して戻すことによって、ライン
幅は著しく減少されることができる。ダイオードレーザ
のスペクトルを狭くするために使用されている技術の報
告は、Ｗieman 氏他による論文（“Using Diode Lasers
for Atomic Physics ”，Rev.Sci.Instrum.，Vol.62，
No.1，1991年 1月，１乃至20頁）において行われてい
る。この報告においてカバーされた発展部分は、低いパ
ワーレベルで非常に狭いスペクトル出力を生成する単一
素子、単一モードの装置に限定されている。
【０００３】ダイオードレーザへの回折格子フィードバ
ック技術の適用は、一般に約３乃至６ミクロンの利得チ
ャンネル幅を持つ狭ストリップレーザ［Ｐatrick氏他に
よる論文（“Frequency Stabilization of a Diode Las
er Using Simultaneous Optical Feedback From a Diff
raction Grating and a Narrow Band Fabry-Perot Cavi
ty”，Rev.Sci.Instrum.，Vol.62，No.11 ，1991年11
月，2593乃至2595頁）参照］、またはせいぜい約 100ミ
クロンの利得チャンネル幅を持つ多ストリップの、光学
的に結合された大面積のレーザ｛Ｅpler氏他による論文
［“Supjer Modeof Multiple-Stripe Quantum-Well Het
erostructure Laser Diodes Operated (CW, 300K) in a
n External-Grating Cavity”，Journal of Applied Ph
ysics，Vol.57，No.5，1985年 3月 1日，1489乃至1494
頁］参照｝に限定されている。
ック技術の適用は、一般に約３乃至６ミクロンの利得チ
ャンネル幅を持つ狭ストリップレーザ［Ｐatrick氏他に
よる論文（“Frequency Stabilization of a Diode Las
er Using Simultaneous Optical Feedback From a Diff
raction Grating and a Narrow Band Fabry-Perot Cavi
ty”，Rev.Sci.Instrum.，Vol.62，No.11 ，1991年11
月，2593乃至2595頁）参照］、またはせいぜい約 100ミ
クロンの利得チャンネル幅を持つ多ストリップの、光学
的に結合された大面積のレーザ｛Ｅpler氏他による論文
［“Supjer Modeof Multiple-Stripe Quantum-Well Het
erostructure Laser Diodes Operated (CW, 300K) in a
n External-Grating Cavity”，Journal of Applied Ph
ysics，Vol.57，No.5，1985年 3月 1日，1489乃至1494
頁］参照｝に限定されている。
【０００４】領域中の作業は、単一の縦方向モードによ
る著しく狭い放出を行うか、或は研究状況で詳細に示さ
れたモード構造を試験することに集中している。出力パ
ワーには主要な関心はなく、装置は数十ｍＷに制限され
ている。例えば、Ｈarvey 氏他による論文（“External
-Cavity Diode Laser Using a Grazing-Incidence Diff
raction Grating ”，Optics Letters，Vol.16,No12,19
91年 6月15日， 910乃至 912頁）において、回折格子は
40ＭＨｚから10ｋＨｚ以下に 1,000以上の係数だけＧａ
ＡｌＡｓダイオードレーザのライン幅を減少するために
使用され、一方出力パワーは20ｍＷより下に制限され
た。上記のＥpler氏の論文において、５モード、12オン
グストロームから単一モード、0.2 オングストロームに
帯域幅が狭くなることが 170ｍＷのダイオードパワー出
力によって達成された。
る著しく狭い放出を行うか、或は研究状況で詳細に示さ
れたモード構造を試験することに集中している。出力パ
ワーには主要な関心はなく、装置は数十ｍＷに制限され
ている。例えば、Ｈarvey 氏他による論文（“External
-Cavity Diode Laser Using a Grazing-Incidence Diff
raction Grating ”，Optics Letters，Vol.16,No12,19
91年 6月15日， 910乃至 912頁）において、回折格子は
40ＭＨｚから10ｋＨｚ以下に 1,000以上の係数だけＧａ
ＡｌＡｓダイオードレーザのライン幅を減少するために
使用され、一方出力パワーは20ｍＷより下に制限され
た。上記のＥpler氏の論文において、５モード、12オン
グストロームから単一モード、0.2 オングストロームに
帯域幅が狭くなることが 170ｍＷのダイオードパワー出
力によって達成された。
【０００５】出力パワーが主な目的でなくても、単一素
子の大面積レーザは最終的に熱消費により約１乃至２ワ
ットのパワーに限定される。しかしながら、著しく大量
のパワーを必要とする適用が存在している。特に、光学
的にポンプされたアップ変換レーザは、高い商業価値の
ために必要な高出力パワーおよび良好な電気・光変換効
率を実現するために高パワーの、狭スペクトルのダイオ
ードポンプを必要とする。アップ変換レーザは、可視放
射線に赤外線を変換するために使用される。単一波長の
赤外線レーザによってポンプされる全色アップ変換レー
ザは例えば本出願人であるヒューズエアクラフト社に譲
渡されたＭc Ｆarlene氏による米国特許第5,008,890 号
明細書に記載されている。１cm程度の範囲に拡大する空
間的に分離された（したがって光学的に分離された）レ
ーザのアレイは、アップ変換レーザをポンプするために
望ましい５乃至20ワットのビームを生成するために必要
とされる。ダイオードレーザはアップ変換レーザをポン
プするために以前から、ただし551nm で２ｍＷの出力パ
ワーしか実現できなかった単一の0.1 ワットの狭ストリ
ップの単一モードのダイオードポンプレーザの場合にお
いてのみ使用されている。Ｈebert 氏他による文献
（“Diode-Laser-Pumped 551nm Upconversion Laser in
ＹＬｉＦ4 ；Ｅｒ3+”，Proceedings of Advanced So
lid State LaserConference Six，Optical Society of
America，Washington，D.C.，1990年， 379乃至 383
頁）を参照されたい。
子の大面積レーザは最終的に熱消費により約１乃至２ワ
ットのパワーに限定される。しかしながら、著しく大量
のパワーを必要とする適用が存在している。特に、光学
的にポンプされたアップ変換レーザは、高い商業価値の
ために必要な高出力パワーおよび良好な電気・光変換効
率を実現するために高パワーの、狭スペクトルのダイオ
ードポンプを必要とする。アップ変換レーザは、可視放
射線に赤外線を変換するために使用される。単一波長の
赤外線レーザによってポンプされる全色アップ変換レー
ザは例えば本出願人であるヒューズエアクラフト社に譲
渡されたＭc Ｆarlene氏による米国特許第5,008,890 号
明細書に記載されている。１cm程度の範囲に拡大する空
間的に分離された（したがって光学的に分離された）レ
ーザのアレイは、アップ変換レーザをポンプするために
望ましい５乃至20ワットのビームを生成するために必要
とされる。ダイオードレーザはアップ変換レーザをポン
プするために以前から、ただし551nm で２ｍＷの出力パ
ワーしか実現できなかった単一の0.1 ワットの狭ストリ
ップの単一モードのダイオードポンプレーザの場合にお
いてのみ使用されている。Ｈebert 氏他による文献
（“Diode-Laser-Pumped 551nm Upconversion Laser in
ＹＬｉＦ4 ；Ｅｒ3+”，Proceedings of Advanced So
lid State LaserConference Six，Optical Society of
America，Washington，D.C.，1990年， 379乃至 383
頁）を参照されたい。
【０００６】単一のダイオードレーザの放出スペクトル
を狭くするために以前から使用されている技術は、かな
り高いパワーのレーザアレイに直接適用可能である。こ
れは図１乃至図３に示されており、従来の単一ダイオー
ド狭帯域幅システムが図１および図２に示され、図３は
レーザアレイ環境において同じシステムを使用した結果
を示している。図１において、球面レンズ６によってコ
リメートされる発散出力光ビーム４を放射するレーザダ
イオード２が示されている（ここにおいて“光”とは一
般に光学的放出を示し、可視光に限定されない）。偏光
状態でレーザ２から放出されたコリメートされたビーム
は、ビーム分割器を透過して伝送される出力成分12とビ
ーム分割器によって回折格子16に向けて反射されたフィ
ードバック成分14とにビームを分割する偏光ビーム分割
器10に１／２波長プレートを通して伝送される。１／２
波長プレート８の角度的な方位は、出力およびフィード
バックビーム成分12および14の間の比を決定する。通常
ビームパワーの小さいほうを表すフィードバック成分14
は通常の方法で回折格子16から逆反射されて偏光ビーム
分割器10に戻され、そこから１／２波長プレート８およ
びレンズ６を通してレーザ２に反射され、レンズ６はそ
れをレーザ２に集束する。レーザ出力の一部分のこのフ
ィードバックはレーザの放出スペクトルの異なる狭化を
行うことが認められている。レーザビームは、フィード
バックビーム成分14が復帰路に沿ってレーザに正確に再
導入されるようにシステム軸18上に対称的に中心に位置
していることに留意しなければならない。
を狭くするために以前から使用されている技術は、かな
り高いパワーのレーザアレイに直接適用可能である。こ
れは図１乃至図３に示されており、従来の単一ダイオー
ド狭帯域幅システムが図１および図２に示され、図３は
レーザアレイ環境において同じシステムを使用した結果
を示している。図１において、球面レンズ６によってコ
リメートされる発散出力光ビーム４を放射するレーザダ
イオード２が示されている（ここにおいて“光”とは一
般に光学的放出を示し、可視光に限定されない）。偏光
状態でレーザ２から放出されたコリメートされたビーム
は、ビーム分割器を透過して伝送される出力成分12とビ
ーム分割器によって回折格子16に向けて反射されたフィ
ードバック成分14とにビームを分割する偏光ビーム分割
器10に１／２波長プレートを通して伝送される。１／２
波長プレート８の角度的な方位は、出力およびフィード
バックビーム成分12および14の間の比を決定する。通常
ビームパワーの小さいほうを表すフィードバック成分14
は通常の方法で回折格子16から逆反射されて偏光ビーム
分割器10に戻され、そこから１／２波長プレート８およ
びレンズ６を通してレーザ２に反射され、レンズ６はそ
れをレーザ２に集束する。レーザ出力の一部分のこのフ
ィードバックはレーザの放出スペクトルの異なる狭化を
行うことが認められている。レーザビームは、フィード
バックビーム成分14が復帰路に沿ってレーザに正確に再
導入されるようにシステム軸18上に対称的に中心に位置
していることに留意しなければならない。
【０００７】図２は、レーザ２の出力がレンズ６によっ
て再度コリメートされる別の従来技術の実施例を示す。
しかしながら、この形態において、回折格子16' はレン
ズ６から生じるビームの通路に直接位置される。回折格
子16' は、システム出力が格子を通って伝送されるビー
ム成分12' であるように部分的に反射性であり、部分的
に透過性であり、フィードバック成分14' はシステム軸
18' に沿ってレンズ６を通ってレーザ２に反射された一
部分である。元のレーザビームの出力およびフィードバ
ック成分への分割は、回折格子16' における溝（ルーレ
ングとも呼ぶ）20の深さおよび形状の適切な選択によっ
て制御される。図１のように、システム軸18' に関する
ビーム対称性は、フィードバック成分のソースレーザへ
の復帰を確実にする。
て再度コリメートされる別の従来技術の実施例を示す。
しかしながら、この形態において、回折格子16' はレン
ズ６から生じるビームの通路に直接位置される。回折格
子16' は、システム出力が格子を通って伝送されるビー
ム成分12' であるように部分的に反射性であり、部分的
に透過性であり、フィードバック成分14' はシステム軸
18' に沿ってレンズ６を通ってレーザ２に反射された一
部分である。元のレーザビームの出力およびフィードバ
ック成分への分割は、回折格子16' における溝（ルーレ
ングとも呼ぶ）20の深さおよび形状の適切な選択によっ
て制御される。図１のように、システム軸18' に関する
ビーム対称性は、フィードバック成分のソースレーザへ
の復帰を確実にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】高ビームパワーを得る
ために、多数のレーザアレイが単一レーザ２と置換され
た場合、状況は変化する。この状況は、図２に示された
ものに対応したシステムに関して図３に示されており、
類似した応答特性が多数のレーザアレイが図１のシステ
ム中に置換された場合に生じる。レーザアレイ22は、通
常の方法で製造されて光学的に互いに分離された空間的
に分離されたレーザ22ａ，22ｂおよび22ｃの横方向アレ
イとして示されている。３つのレーザだけが示されてい
るが、通常満足できるアップ変換レーザポンプに必要な
高パワーを得るためにもっと多数のレーザが必要とされ
る。図３のレーザは上記から考察され、レーザ平面に平
行なレーザの平面を持つ。以下の説明のために、“垂
直”という用語はレーザダイオード接合部の平面に垂直
な方向を示し、一方“水平”とはレーザ平面に平行な方
向を示す。
ために、多数のレーザアレイが単一レーザ２と置換され
た場合、状況は変化する。この状況は、図２に示された
ものに対応したシステムに関して図３に示されており、
類似した応答特性が多数のレーザアレイが図１のシステ
ム中に置換された場合に生じる。レーザアレイ22は、通
常の方法で製造されて光学的に互いに分離された空間的
に分離されたレーザ22ａ，22ｂおよび22ｃの横方向アレ
イとして示されている。３つのレーザだけが示されてい
るが、通常満足できるアップ変換レーザポンプに必要な
高パワーを得るためにもっと多数のレーザが必要とされ
る。図３のレーザは上記から考察され、レーザ平面に平
行なレーザの平面を持つ。以下の説明のために、“垂
直”という用語はレーザダイオード接合部の平面に垂直
な方向を示し、一方“水平”とはレーザ平面に平行な方
向を示す。
【０００９】中央レーザ22ｂから球面レンズ６´（レー
ザアレイ22のディメンションに適合させるために図１お
よび図２の球面レンズ６より大きく示されている）の中
心を通って溝20を備えた回折格子16' 上に延在するシス
テム軸18' が示されている。上方レーザ22ａを検討する
と、その出力ビーム４´はレンズ６´によってほぼコリ
メートされる。しかしながら、レーザ22ａはレンズ軸か
らずれているため、ビームは図１および図２のように平
行ではなく、レンズによってその軸に対してある角度で
導かれる。再指向されたビーム24は、回折溝20に対して
直角ではない角度で回折格子16´を照射する。この角度
で回折格子を照射する光の水平成分は、システム軸18''
の反対側で等しい角度で格子から反射され、結果的に元
のビーム路を通らず、事実上レンズ６´を完全にはずれ
ることができる反射ビーム26を生じる。ビームの透過さ
れた成分28はシステム軸に対するある角度でシステムか
ら出るが、これはシステムに対して外側の素子の対応し
た再配列により処理されることができる。しかしなが
ら、反射されたビーム成分26に対する逆反射の欠如はそ
の成分がそのソースレーザに復帰することを阻止する。
結果として、出力帯域幅の所望の狭化は実現されない。
ザアレイ22のディメンションに適合させるために図１お
よび図２の球面レンズ６より大きく示されている）の中
心を通って溝20を備えた回折格子16' 上に延在するシス
テム軸18' が示されている。上方レーザ22ａを検討する
と、その出力ビーム４´はレンズ６´によってほぼコリ
メートされる。しかしながら、レーザ22ａはレンズ軸か
らずれているため、ビームは図１および図２のように平
行ではなく、レンズによってその軸に対してある角度で
導かれる。再指向されたビーム24は、回折溝20に対して
直角ではない角度で回折格子16´を照射する。この角度
で回折格子を照射する光の水平成分は、システム軸18''
の反対側で等しい角度で格子から反射され、結果的に元
のビーム路を通らず、事実上レンズ６´を完全にはずれ
ることができる反射ビーム26を生じる。ビームの透過さ
れた成分28はシステム軸に対するある角度でシステムか
ら出るが、これはシステムに対して外側の素子の対応し
た再配列により処理されることができる。しかしなが
ら、反射されたビーム成分26に対する逆反射の欠如はそ
の成分がそのソースレーザに復帰することを阻止する。
結果として、出力帯域幅の所望の狭化は実現されない。
【００１０】本発明の目的は、狭い出力帯域幅を有し、
しかも単一のダイオードレーザシステムにより達成され
るものより実質的に高い出力パワーを生成するように多
数ダイオードレーザアレイにより動作するレーザシステ
ムを提供することである。
しかも単一のダイオードレーザシステムにより達成され
るものより実質的に高い出力パワーを生成するように多
数ダイオードレーザアレイにより動作するレーザシステ
ムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】これらの目的を達成する
ために、本発明は予め定められた放射スペクトルを有す
る光学的に分離された独立したレーザ素子のアレイを使
用する。レーザから光回折格子に出力の少なくとも一部
分を導き、格子がレーザの放射スペクトル内において少
なくとも部分的に放射線を反射する光伝送システムが使
用される。光伝送システムはさらにアレイから放射され
た出力放射線の帯域幅を実質的に減少するように回折格
子からレーザアレイに反射されるレーザ放射線の少なく
とも一部分を導く。
ために、本発明は予め定められた放射スペクトルを有す
る光学的に分離された独立したレーザ素子のアレイを使
用する。レーザから光回折格子に出力の少なくとも一部
分を導き、格子がレーザの放射スペクトル内において少
なくとも部分的に放射線を反射する光伝送システムが使
用される。光伝送システムはさらにアレイから放射され
た出力放射線の帯域幅を実質的に減少するように回折格
子からレーザアレイに反射されるレーザ放射線の少なく
とも一部分を導く。
【００１２】光伝送システムは、レーザアレイに戻らな
いオフセット路に沿ってレーザの少なくともいくつかか
ら出力を最初に導く第１のレンズ、およびオフセット路
が回折格子からの反射後レーザアレイに戻るようにそれ
らを再指向する第２のレンズを持つ多レンズ系から構成
されていることが好ましい。レンズは、レーザ出力が生
じた同じレーザにそれらを戻すか、或は回折格子からの
反射後にそれらが生じたもの以外のレーザに導くように
構成されることができる。後者の場合、レーザはシステ
ム軸の反対側に対称的に配置されていることが好まし
く、二重レンズ伝送システムが軸の各側のレーザから軸
の反対側の対応して配置されたレーザに出力の一部分を
復帰させる。
いオフセット路に沿ってレーザの少なくともいくつかか
ら出力を最初に導く第１のレンズ、およびオフセット路
が回折格子からの反射後レーザアレイに戻るようにそれ
らを再指向する第２のレンズを持つ多レンズ系から構成
されていることが好ましい。レンズは、レーザ出力が生
じた同じレーザにそれらを戻すか、或は回折格子からの
反射後にそれらが生じたもの以外のレーザに導くように
構成されることができる。後者の場合、レーザはシステ
ム軸の反対側に対称的に配置されていることが好まし
く、二重レンズ伝送システムが軸の各側のレーザから軸
の反対側の対応して配置されたレーザに出力の一部分を
復帰させる。
【００１３】このシステムはまたスペクトル狭化のため
にレーザビームの一部分をレーザアレイに戻し、一方に
おいて格子から反射せずに出力ビームとして減少された
発散角度を有するビームの異なる部分を伝送するように
設計されることができる。この方法の実行にはレーザビ
ームの通路に中央開口を備えたミラーが含まれ、アレイ
が多数ローブパワー分布により遠フィールド出力パター
ンを有する場合にはビームアレイの１つのローブだけの
ために反射器が含まれる。
にレーザビームの一部分をレーザアレイに戻し、一方に
おいて格子から反射せずに出力ビームとして減少された
発散角度を有するビームの異なる部分を伝送するように
設計されることができる。この方法の実行にはレーザビ
ームの通路に中央開口を備えたミラーが含まれ、アレイ
が多数ローブパワー分布により遠フィールド出力パター
ンを有する場合にはビームアレイの１つのローブだけの
ために反射器が含まれる。
【００１４】本発明のその他の特徴および利点は、以下
の詳細な説明および添付図面から当業者に明らかになる
であろう。
の詳細な説明および添付図面から当業者に明らかになる
であろう。
【００１５】
【実施例】本発明は、アップ変換レーザ用のポンプビー
ムとしての使用に適した狭帯域幅の高パワーレーザ出力
を生成するために種々の方法で実行されることができる
システムを提供する。それは必要なパワーを持つ結合出
力を生成するために分離したレーザ、好ましくはダイオ
ードレーザのアレイを使用する。約２ワットを越える出
力パワーを持つダイオードレーザは、現在大面積レーザ
素子のアレイとして利用可能である。レーザは、駆動電
流が流れず、熱放散を促すために熱を横方向に流れさせ
る受動部分によって分離される。受動領域はまたアレイ
が実質的な距離にわたって延在する独立した、またはデ
ィスクリートな素子の装置として考えられることができ
るようにレーザ素子を互いに光学的に分離するように機
能する。
ムとしての使用に適した狭帯域幅の高パワーレーザ出力
を生成するために種々の方法で実行されることができる
システムを提供する。それは必要なパワーを持つ結合出
力を生成するために分離したレーザ、好ましくはダイオ
ードレーザのアレイを使用する。約２ワットを越える出
力パワーを持つダイオードレーザは、現在大面積レーザ
素子のアレイとして利用可能である。レーザは、駆動電
流が流れず、熱放散を促すために熱を横方向に流れさせ
る受動部分によって分離される。受動領域はまたアレイ
が実質的な距離にわたって延在する独立した、またはデ
ィスクリートな素子の装置として考えられることができ
るようにレーザ素子を互いに光学的に分離するように機
能する。
【００１６】図４のａおよびｂにおいて、ほぼ800nm 帯
域で光出力を生成する２つの市販のＡｌＧａＡｓレーザ
ダイオードアレイの例がそれぞれ示されている。図４の
ａにおいて、スペクトルダイオードラボラトリィ社から
部品名ＳＤＬ−2482で販売されている３ワット装置の放
出装置が示されている。それはそれぞれ 120ミクロンの
幅であり、各幅が10ミクロンの受動部分32によって分離
され、ほぼ 500ミクロンの全幅を生成する４つのレーザ
素子30を含む。図４のｂには、ほぼ１cmの全幅に対して
各幅が 200ミクロンであり、 600ミクロンの幅の受動部
分36によって分離された12個のレーザセグメント34を備
えたＳＤＬ−3490−Ｓと呼ばれる10ワットアレイが示さ
れている。両装置はほぼ１ミクロンの厚さで導波体上に
形成される。
域で光出力を生成する２つの市販のＡｌＧａＡｓレーザ
ダイオードアレイの例がそれぞれ示されている。図４の
ａにおいて、スペクトルダイオードラボラトリィ社から
部品名ＳＤＬ−2482で販売されている３ワット装置の放
出装置が示されている。それはそれぞれ 120ミクロンの
幅であり、各幅が10ミクロンの受動部分32によって分離
され、ほぼ 500ミクロンの全幅を生成する４つのレーザ
素子30を含む。図４のｂには、ほぼ１cmの全幅に対して
各幅が 200ミクロンであり、 600ミクロンの幅の受動部
分36によって分離された12個のレーザセグメント34を備
えたＳＤＬ−3490−Ｓと呼ばれる10ワットアレイが示さ
れている。両装置はほぼ１ミクロンの厚さで導波体上に
形成される。
【００１７】図５において、図４のａおよびｂに示され
ているような高パワーレーザアレイを使用する本発明の
一般的な１実施例が示されている。それは図１に示され
た従来のシステムに対する方法に多少類似しているが、
図１のシステムが不可能である高パワーで狭帯域幅の出
力を成功的に実現する。それは光学的に分離された独立
したレーザ素子38ａ，38ｂ，…，38ｎのアレイ38を使用
し、ここでｎはアレイ中のレーザ素子の合計数である。
球面レンズとして示された第１のレンズＬ1 は、レーザ
アレイからビーム40をビーム42にほぼコリメートする。
ビーム42はレーザアレイおよびレンズＬ1 の中心を通っ
て延在するシステム軸44にほぼ平行に示されているが、
実際にはビームはシステム軸から少しオフセットされ
る。以下、異なる全ての通路に沿ってビームを導く光学
系のいくつかの異なる実施例を示す。一般に、第１のレ
ンズＬ1 は、補正されない場合、スペクトル狭化のため
にレーザアレイにビームの一部分を適切に復帰させない
オフセット路に沿ってビームを導く。ダイオードレーザ
は典型的に90°程度の垂直な発散角度および10°程度の
水平な発散角度により光を放出するため、レンズＬ1 は
この発散に適応させるのに十分に大きく、所望のコリメ
ーションを行うためにレーザアレイから焦点距離だけ離
れて位置されていなければならない。
ているような高パワーレーザアレイを使用する本発明の
一般的な１実施例が示されている。それは図１に示され
た従来のシステムに対する方法に多少類似しているが、
図１のシステムが不可能である高パワーで狭帯域幅の出
力を成功的に実現する。それは光学的に分離された独立
したレーザ素子38ａ，38ｂ，…，38ｎのアレイ38を使用
し、ここでｎはアレイ中のレーザ素子の合計数である。
球面レンズとして示された第１のレンズＬ1 は、レーザ
アレイからビーム40をビーム42にほぼコリメートする。
ビーム42はレーザアレイおよびレンズＬ1 の中心を通っ
て延在するシステム軸44にほぼ平行に示されているが、
実際にはビームはシステム軸から少しオフセットされ
る。以下、異なる全ての通路に沿ってビームを導く光学
系のいくつかの異なる実施例を示す。一般に、第１のレ
ンズＬ1 は、補正されない場合、スペクトル狭化のため
にレーザアレイにビームの一部分を適切に復帰させない
オフセット路に沿ってビームを導く。ダイオードレーザ
は典型的に90°程度の垂直な発散角度および10°程度の
水平な発散角度により光を放出するため、レンズＬ1 は
この発散に適応させるのに十分に大きく、所望のコリメ
ーションを行うためにレーザアレイから焦点距離だけ離
れて位置されていなければならない。
【００１８】ビームはレンズＬ1 から１／２波長プレー
ト46を通って偏光ビーム分割器48に至り、分割器48は光
回折格子50に向かってビームの一部分を反射し、システ
ム出力としてビームの残りの部分52を透過する。１／２
波長プレート46および偏光ビーム分割器48は、可変ビー
ム分割器として一緒に動作し、１／２波長プレート46は
レーザアレイのビーム偏光を回転し、回転度が偏光ビー
ム分割器48によって透過および反射されるビーム比を決
定する。第１の軸に沿って偏光されたビーム成分はシス
テム出力として伝送され、一方第１の軸に垂直な第２の
軸に沿って偏光されたビーム成分は回折格子50に再導入
される。
ト46を通って偏光ビーム分割器48に至り、分割器48は光
回折格子50に向かってビームの一部分を反射し、システ
ム出力としてビームの残りの部分52を透過する。１／２
波長プレート46および偏光ビーム分割器48は、可変ビー
ム分割器として一緒に動作し、１／２波長プレート46は
レーザアレイのビーム偏光を回転し、回転度が偏光ビー
ム分割器48によって透過および反射されるビーム比を決
定する。第１の軸に沿って偏光されたビーム成分はシス
テム出力として伝送され、一方第１の軸に垂直な第２の
軸に沿って偏光されたビーム成分は回折格子50に再導入
される。
【００１９】水平な平面中の光だけを集束する円筒形レ
ンズであることが好ましい第２のレンズＬ2 は、偏光ビ
ーム分割器48と回折格子50との間で反射されたビームの
通路に挿入される。レンズＬ2 は、回折格子50と交差
し、レンズＬ2 およびＬ1 を通ってレーザアレイに戻る
新しい通路にビーム分割器から反射されたビームを再指
向する。これは、図に示されているように回折格子の共
通領域54上に反射されたビームの焦点を結ばせることに
よって行われることかできる。入射平面は格子ルーリン
グに平行であるため、回折格子に達する光は逆反射され
ず、システム軸の反対側の対称的な通路に沿って反射し
て戻される。
ンズであることが好ましい第２のレンズＬ2 は、偏光ビ
ーム分割器48と回折格子50との間で反射されたビームの
通路に挿入される。レンズＬ2 は、回折格子50と交差
し、レンズＬ2 およびＬ1 を通ってレーザアレイに戻る
新しい通路にビーム分割器から反射されたビームを再指
向する。これは、図に示されているように回折格子の共
通領域54上に反射されたビームの焦点を結ばせることに
よって行われることかできる。入射平面は格子ルーリン
グに平行であるため、回折格子に達する光は逆反射され
ず、システム軸の反対側の対称的な通路に沿って反射し
て戻される。
【００２０】第２のレンズＬ2 による再コリメーション
後、回折格子50から戻されたビームは偏光ビーム分割器
48によって再び反射され、１／２波長プレート46および
レンズＬ1 を通り、それらはレーザアレイ38にビームを
集束する。しかしながら、反射されたビームはそれらが
生じたシステム軸の反対側にあるため、それらの個々の
ソースレーザに反射されない。その代り、各ビームはシ
ステム軸の反対側に対称的に配置されたレーザに反射さ
れる。例えば、レーザ素子38ａから生じたビームの反射
部分は素子38ｎにフィードバックされ、素子38ｂからの
ビームの反射部分は素子38ｎ−１にフィードバックさ
れ、他も同様に行われる。フィードバック路が各レーザ
から元のレーザでなく、異なるレーザまでであっても、
従来の大面積の単一レーザシステムにより達成されたも
のに匹敵する出力帯域幅の狭化が結果的に生成されるこ
とが認められている。
後、回折格子50から戻されたビームは偏光ビーム分割器
48によって再び反射され、１／２波長プレート46および
レンズＬ1 を通り、それらはレーザアレイ38にビームを
集束する。しかしながら、反射されたビームはそれらが
生じたシステム軸の反対側にあるため、それらの個々の
ソースレーザに反射されない。その代り、各ビームはシ
ステム軸の反対側に対称的に配置されたレーザに反射さ
れる。例えば、レーザ素子38ａから生じたビームの反射
部分は素子38ｎにフィードバックされ、素子38ｂからの
ビームの反射部分は素子38ｎ−１にフィードバックさ
れ、他も同様に行われる。フィードバック路が各レーザ
から元のレーザでなく、異なるレーザまでであっても、
従来の大面積の単一レーザシステムにより達成されたも
のに匹敵する出力帯域幅の狭化が結果的に生成されるこ
とが認められている。
【００２１】共通の格子領域54にビームを集束する代り
に、各レーザ素子からのビームはレンズＬ1 およびＬ2
によって元のレーザから横軸44ａの反対側のディスクリ
ートなスポットに導かれることができる。この場合、ビ
ームはシシステムの横軸44ａに平行に格子を照射し、元
のレーザに反射して戻される。以下、図９に関連して直
線状の幾何学的形状のこのようなシステムを説明する。
に、各レーザ素子からのビームはレンズＬ1 およびＬ2
によって元のレーザから横軸44ａの反対側のディスクリ
ートなスポットに導かれることができる。この場合、ビ
ームはシシステムの横軸44ａに平行に格子を照射し、元
のレーザに反射して戻される。以下、図９に関連して直
線状の幾何学的形状のこのようなシステムを説明する。
【００２２】１／２波長プレート46およびは偏光ビーム
分割器48は、回折格子50にレーザアレイ38からの光の小
部分、を好ましくは20％を結合するように調節される。
格子は典型的に垂直に分散された光がレーザアレイに向
かって直接反射されるように１次でブレイズされ、１次
のリトロー型構造で取付けられる。レンズＬ1 およびＬ
2 の適切な構造により、格子から反射された光はそれ自
身の上にレーザアレイのイメージを形成する。垂直分散
のために、元の放出の狭帯域幅だけが１ミクロンの高さ
のレーザ導波体に結合される。格子からのフィードバッ
クが十分に大きい場合、それはフリーラニング（ゼロ格
子フィードバック）レーザモードを消去し、アレイの全
ての素子は実質的に同じ狭帯域幅で放出する。
分割器48は、回折格子50にレーザアレイ38からの光の小
部分、を好ましくは20％を結合するように調節される。
格子は典型的に垂直に分散された光がレーザアレイに向
かって直接反射されるように１次でブレイズされ、１次
のリトロー型構造で取付けられる。レンズＬ1 およびＬ
2 の適切な構造により、格子から反射された光はそれ自
身の上にレーザアレイのイメージを形成する。垂直分散
のために、元の放出の狭帯域幅だけが１ミクロンの高さ
のレーザ導波体に結合される。格子からのフィードバッ
クが十分に大きい場合、それはフリーラニング（ゼロ格
子フィードバック）レーザモードを消去し、アレイの全
ての素子は実質的に同じ狭帯域幅で放出する。
【００２３】アレイに結合される放出の帯域幅Ｂは、適
切な式： Ｂ＝ＨＤｃｏｓ（Ｇ）／ｆ1 Ｍ に従い、ここにおいてＨはレーザ導波体の半分の高さで
あり、Ｄは格子のルーリングまたは溝間隔であり、Ｇは
格子の垂線と入射／反射光との間の角度であり、ｆ1 は
レンズＬ1 の焦点距離であり、Ｍは格子オーダーであ
る。帯域幅は光学系の誤整列および光学素子中の不完全
性によって増加される。それはこれらの状態が放射レー
ザアレイ面の逆反射されたイメージをずらして、ぼやけ
させる傾向があるためである。第１のレンズＬ1 は、こ
のレンズが全開口で使用され、主に逆反射されたイメー
ジに１ミクロンの特徴構造寸法を形成しなければならな
いため、非常に良好な回折制限された光学系を有してい
るべきである。
切な式： Ｂ＝ＨＤｃｏｓ（Ｇ）／ｆ1 Ｍ に従い、ここにおいてＨはレーザ導波体の半分の高さで
あり、Ｄは格子のルーリングまたは溝間隔であり、Ｇは
格子の垂線と入射／反射光との間の角度であり、ｆ1 は
レンズＬ1 の焦点距離であり、Ｍは格子オーダーであ
る。帯域幅は光学系の誤整列および光学素子中の不完全
性によって増加される。それはこれらの状態が放射レー
ザアレイ面の逆反射されたイメージをずらして、ぼやけ
させる傾向があるためである。第１のレンズＬ1 は、こ
のレンズが全開口で使用され、主に逆反射されたイメー
ジに１ミクロンの特徴構造寸法を形成しなければならな
いため、非常に良好な回折制限された光学系を有してい
るべきである。
【００２４】帯域幅はまた、レーザアレイの出力面から
の反射によってフィードバックを維持するフリーラニン
グレーザモードの不完全な抑制の場合に広げられる。理
想的には、出力面は反射防止被覆され、システムは格子
50が共振ミラーの１つとして機能する外部空洞レーザと
して動作するべきである。しかしながら、現在利用可能
な高パワーダイオードアレイは非常に大きい利得を有
し、したがって、最大出力に対する表面被覆は通常約５
％乃至10％の反射率である。反射率に対して、この低い
相当量のフィードバックがフリーラニングモードを損な
う必要はなく、特別な被覆を持たない利用可能なレーザ
アレイは少量のフィードバックだけで非常に良好に動作
することが認められている。この場合、システムは自己
注入シードされたダイオードレーザアレイとして機能す
る。
の反射によってフィードバックを維持するフリーラニン
グレーザモードの不完全な抑制の場合に広げられる。理
想的には、出力面は反射防止被覆され、システムは格子
50が共振ミラーの１つとして機能する外部空洞レーザと
して動作するべきである。しかしながら、現在利用可能
な高パワーダイオードアレイは非常に大きい利得を有
し、したがって、最大出力に対する表面被覆は通常約５
％乃至10％の反射率である。反射率に対して、この低い
相当量のフィードバックがフリーラニングモードを損な
う必要はなく、特別な被覆を持たない利用可能なレーザ
アレイは少量のフィードバックだけで非常に良好に動作
することが認められている。この場合、システムは自己
注入シードされたダイオードレーザアレイとして機能す
る。
【００２５】要求されたフィードバックパワーの評価を
得るために、１組の注入シードされた実験が反射防止被
覆された標準方式の（５％乃至10％の反射率）被覆され
たレーザに関して行われた。アレイの評価される出力の
１％乃至２％しか外部マスターレーザから結合されない
場合、フリーラニングモードの抑制が発生したことが認
められた。結果は本質的に表面被覆とは無関係であっ
た。
得るために、１組の注入シードされた実験が反射防止被
覆された標準方式の（５％乃至10％の反射率）被覆され
たレーザに関して行われた。アレイの評価される出力の
１％乃至２％しか外部マスターレーザから結合されない
場合、フリーラニングモードの抑制が発生したことが認
められた。結果は本質的に表面被覆とは無関係であっ
た。
【００２６】偏光ビーム分割器48および１／２波長プレ
ート46の代りとして、部分的に反射性のビーム分割器が
使用されることが可能であった。この場合、１／２波長
プレートは格子からの最大反射率のためにビーム偏光を
回転するように横軸において付加された。
ート46の代りとして、部分的に反射性のビーム分割器が
使用されることが可能であった。この場合、１／２波長
プレートは格子からの最大反射率のためにビーム偏光を
回転するように横軸において付加された。
【００２７】狭帯域幅レーザダイオードアレイシステム
に対する別の可能な一般的構造は、図６に示されてい
る。この場合、部分的に反射性で部分的に透過性の格子
50´が出力ビームと一列に取付けられ、１／２波長プレ
ートまたは偏光ビーム分割器は不要である。出力ビーム
52は格子50´を通して直接伝送され、結果的によりコン
パクトなシステムを生じさせるが、欠点としてレーザア
レイの全パワーが格子に入射する。別の潜在的な制限
は、開口がレーザアレイでイメージ品質を改良するため
に必要とされた場合、それは全パワービームで行われな
ければならず、したがって損失を生じることである。図
５の横軸幾何学形状のように、２つのレンズＬ1 および
Ｌ2 は図６の一列方法によって使用される。
に対する別の可能な一般的構造は、図６に示されてい
る。この場合、部分的に反射性で部分的に透過性の格子
50´が出力ビームと一列に取付けられ、１／２波長プレ
ートまたは偏光ビーム分割器は不要である。出力ビーム
52は格子50´を通して直接伝送され、結果的によりコン
パクトなシステムを生じさせるが、欠点としてレーザア
レイの全パワーが格子に入射する。別の潜在的な制限
は、開口がレーザアレイでイメージ品質を改良するため
に必要とされた場合、それは全パワービームで行われな
ければならず、したがって損失を生じることである。図
５の横軸幾何学形状のように、２つのレンズＬ1 および
Ｌ2 は図６の一列方法によって使用される。
【００２８】図５の横軸形態および図６の一列形態の両
者のためのレーザアレイと回折格子を効果的にインター
フェイスするために、いくつかの異なる光学構造が使用
されることができる。アレイの寸法、並びにビームが生
じた同じレーザ素子またはシステム軸の反対側のレーザ
素子のいずれに対するフィードバックが望ましいか、要
求される光学系の許容度、およびシステムの全体的な寸
法要求に応じて、使用されるものが特定される。以下の
例において、それらは図５の横軸形態に等しく適用可能
であるが、図６の直線に沿った一列格子構造が仮定され
る。一列および横軸形態はこの目的に対して等価であ
る。図７乃至図１０は、システム軸44´の一側上のレー
ザ素子からの光がシステム軸の反対側の対称的に配置さ
れたレーザ素子にフィードバックされる“対称的な”フ
ィードバックシステムを示す。このタイプのフィードバ
ックは、アレイに沿ってレーザ波長シフトを生じさせる
ＡｌＧａＡｓ化学量論的に勾配が存在する可能性の高い
大型装置にとって重要である。アレイの対向する半分間
における光の交換は、フィードバック波長にアレイ全体
をロックすることを容易にするために計画されている。
者のためのレーザアレイと回折格子を効果的にインター
フェイスするために、いくつかの異なる光学構造が使用
されることができる。アレイの寸法、並びにビームが生
じた同じレーザ素子またはシステム軸の反対側のレーザ
素子のいずれに対するフィードバックが望ましいか、要
求される光学系の許容度、およびシステムの全体的な寸
法要求に応じて、使用されるものが特定される。以下の
例において、それらは図５の横軸形態に等しく適用可能
であるが、図６の直線に沿った一列格子構造が仮定され
る。一列および横軸形態はこの目的に対して等価であ
る。図７乃至図１０は、システム軸44´の一側上のレー
ザ素子からの光がシステム軸の反対側の対称的に配置さ
れたレーザ素子にフィードバックされる“対称的な”フ
ィードバックシステムを示す。このタイプのフィードバ
ックは、アレイに沿ってレーザ波長シフトを生じさせる
ＡｌＧａＡｓ化学量論的に勾配が存在する可能性の高い
大型装置にとって重要である。アレイの対向する半分間
における光の交換は、フィードバック波長にアレイ全体
をロックすることを容易にするために計画されている。
【００２９】図７にはレーザ素子38の放出端が示されて
おり、第１のレンズＬ1 の後方焦点距離ｆ1 で平面Ａに
沿って構成され、一方レンズＬ1 の前方焦点平面Ｂはレ
ンズＬ1 とＬ2 の間に配置されている。したがって、球
面レンズＬ1 は平面Ａで放出された光をフーリエ変換
し、平面Ｂでそれを表示する。平面Ｂの光はアレイの遠
フィールド強度分布である。円筒形レンズＬ2 は平面Ｂ
の正面において距離Ｓ1で配置され、格子50´上で距離
Ｓ2 の共通領域54´上に各レーザ素子からの光を水平に
集束する。格子50´上で照明された共通領域54´は、最
初に平面Ｂに生成されたアレイ遠フィールドのイメージ
に対応し、したがって距離Ｓ1 およびＳ2は通常のイメ
ージ式： １／Ｓ1 ＋１／Ｓ2 ＝１／ｆ1 によって与えられる。（特定のレーザ素子から放射され
た光の中央光線56だけが図７に示されているが、光学系
は全ての分散角度にわたってレーザから放出された光で
同様に動作することが理解されなければならない。）中
央光線56の一部分はある角度で回折格子50´から反射
し、レンズＬ2 を再び通過する。したがって、遠フィー
ルドパターンは平面Ｂで再度イメージ化され、その後平
面ＡでレンズＬ1 によって近フィールドにフーリエ変換
される。格子における光の非垂直入射のために、それは
軸44´の反対側に対称的に配置されたレーザ素子中に結
合される。遠フィールドパターンの垂直量は、コリメー
トレンズＬ1 の全垂直開口を照明する垂直方向における
大きい発散角度のために大きい。ビームはレンズＬ2 を
通過した後垂直方向にコリメートされた状態であり、し
たがって非常に多数の格子ルーリングが照明され、良好
な分解能が得られる。システム出力（示されていない）
は、格子を通して伝送されたビームの主要部分である。
おり、第１のレンズＬ1 の後方焦点距離ｆ1 で平面Ａに
沿って構成され、一方レンズＬ1 の前方焦点平面Ｂはレ
ンズＬ1 とＬ2 の間に配置されている。したがって、球
面レンズＬ1 は平面Ａで放出された光をフーリエ変換
し、平面Ｂでそれを表示する。平面Ｂの光はアレイの遠
フィールド強度分布である。円筒形レンズＬ2 は平面Ｂ
の正面において距離Ｓ1で配置され、格子50´上で距離
Ｓ2 の共通領域54´上に各レーザ素子からの光を水平に
集束する。格子50´上で照明された共通領域54´は、最
初に平面Ｂに生成されたアレイ遠フィールドのイメージ
に対応し、したがって距離Ｓ1 およびＳ2は通常のイメ
ージ式： １／Ｓ1 ＋１／Ｓ2 ＝１／ｆ1 によって与えられる。（特定のレーザ素子から放射され
た光の中央光線56だけが図７に示されているが、光学系
は全ての分散角度にわたってレーザから放出された光で
同様に動作することが理解されなければならない。）中
央光線56の一部分はある角度で回折格子50´から反射
し、レンズＬ2 を再び通過する。したがって、遠フィー
ルドパターンは平面Ｂで再度イメージ化され、その後平
面ＡでレンズＬ1 によって近フィールドにフーリエ変換
される。格子における光の非垂直入射のために、それは
軸44´の反対側に対称的に配置されたレーザ素子中に結
合される。遠フィールドパターンの垂直量は、コリメー
トレンズＬ1 の全垂直開口を照明する垂直方向における
大きい発散角度のために大きい。ビームはレンズＬ2 を
通過した後垂直方向にコリメートされた状態であり、し
たがって非常に多数の格子ルーリングが照明され、良好
な分解能が得られる。システム出力（示されていない）
は、格子を通して伝送されたビームの主要部分である。
【００３０】レンズＬ1 は、良好な逆反射されたイメー
ジを生成するために低いＦ数の回折制限されたレンズで
なければならず、アレイの幅全体にわたって良好に補正
されなければならない。このタイプの球面レンズは、典
型的に補正フィールドの10乃至20倍の直径を有する。し
たがって、１cmのアレイに対して、球面レンズＬ1 は実
際のシステムにとって非常に大きい約10乃至20cmの直径
を有している。それはまた極めて重く、高価である。２
つの円筒形レンズの使用は大型アレイにとってより実行
可能な方法である。図８において、図７の第１のレンズ
Ｌ1 は２つの円筒形レンズＬ0 およびＬ1 ´によって置
換されている。レンズＬ0 は、光を垂直にコリメートす
るために使用される。垂直方向におけるレーザ素子から
の光学的発散は典型的に約90°であるため、このレンズ
は１以下の低いＦ数を有していなければならない。レン
ズＬ1 ´は適切な水平コリメーションを実行し、したが
って典型的に２乃至３の著しく高いＦ数を有する。レン
ズＬ0 だけは垂直の１ミクロンの特徴を形成するために
非常に良好な品質であることが必要とされ、また最高パ
ワーのアレイで機能するために約１cmだけの長さである
ことが必要とされる。システムの残りの部分は図７と同
様にして動作する。
ジを生成するために低いＦ数の回折制限されたレンズで
なければならず、アレイの幅全体にわたって良好に補正
されなければならない。このタイプの球面レンズは、典
型的に補正フィールドの10乃至20倍の直径を有する。し
たがって、１cmのアレイに対して、球面レンズＬ1 は実
際のシステムにとって非常に大きい約10乃至20cmの直径
を有している。それはまた極めて重く、高価である。２
つの円筒形レンズの使用は大型アレイにとってより実行
可能な方法である。図８において、図７の第１のレンズ
Ｌ1 は２つの円筒形レンズＬ0 およびＬ1 ´によって置
換されている。レンズＬ0 は、光を垂直にコリメートす
るために使用される。垂直方向におけるレーザ素子から
の光学的発散は典型的に約90°であるため、このレンズ
は１以下の低いＦ数を有していなければならない。レン
ズＬ1 ´は適切な水平コリメーションを実行し、したが
って典型的に２乃至３の著しく高いＦ数を有する。レン
ズＬ0 だけは垂直の１ミクロンの特徴を形成するために
非常に良好な品質であることが必要とされ、また最高パ
ワーのアレイで機能するために約１cmだけの長さである
ことが必要とされる。システムの残りの部分は図７と同
様にして動作する。
【００３１】図９において、球面マイクロレンズアレイ
Ｌ1 ''は図７の球面レンズＬ1 と置換されており、各素
子からの光を適切にコリメートするために分離したマイ
クロレンズ58が各レーザ素子の正面において焦点距離に
位置されている。円筒形のレンズＬ2 は、その非垂直入
射のために光の一部分がシステム軸44´を横切って対称
的に配置されたレーザ素子にシステムを通って反射され
る回折格子50´に光を水平に集束する。垂直方向におい
て、格子の光はマイクロレンズの１つの直径に匹敵する
寸法を有している。良好なスペクトル分解能のために大
きい寸法が要求された場合、ビームを拡大するために円
筒形レンズのビーム拡張器（示されていない）が使用さ
れてもよい。
Ｌ1 ''は図７の球面レンズＬ1 と置換されており、各素
子からの光を適切にコリメートするために分離したマイ
クロレンズ58が各レーザ素子の正面において焦点距離に
位置されている。円筒形のレンズＬ2 は、その非垂直入
射のために光の一部分がシステム軸44´を横切って対称
的に配置されたレーザ素子にシステムを通って反射され
る回折格子50´に光を水平に集束する。垂直方向におい
て、格子の光はマイクロレンズの１つの直径に匹敵する
寸法を有している。良好なスペクトル分解能のために大
きい寸法が要求された場合、ビームを拡大するために円
筒形レンズのビーム拡張器（示されていない）が使用さ
れてもよい。
【００３２】図１０乃至図１２に示された実施例におい
て、各レーザ素子からの光は軸の反対側の素子ではな
く、それが生じた同じレーザ素子中に直接フィードバッ
クされる。最初に図１０を参照すると、簡明にするため
に単一レーザ素子からの光だけが示されている。球面レ
ンズＬ1 は放出された光を垂直にコリメートし、水平方
向に各レーザからの光を適切にコリメートする。各レー
ザ素子からのビームがシステムの光軸44´となす水平角
度は、軸からのレーザ素子の距離と共に増加する。第２
の円筒形レンズＬ2 は、レンズＬ1 から距離ｆ1 ＋ｆ2
の位置に配置されており、ここにおいてｆ1 およびｆ2
はレンズＬ1 およびＬ2 の各焦点距離である。したがっ
て、レンズＬ2 はレンズＬ1 から共焦点的に配置され、
レンズＬ2を越えて距離ｆ2 で配置された格子にアレイ
を水平にイメージ化する。各レーザ素子からのビームは
レンズＬ1 からの距離ｆでシステム軸と交差する。
て、各レーザ素子からの光は軸の反対側の素子ではな
く、それが生じた同じレーザ素子中に直接フィードバッ
クされる。最初に図１０を参照すると、簡明にするため
に単一レーザ素子からの光だけが示されている。球面レ
ンズＬ1 は放出された光を垂直にコリメートし、水平方
向に各レーザからの光を適切にコリメートする。各レー
ザ素子からのビームがシステムの光軸44´となす水平角
度は、軸からのレーザ素子の距離と共に増加する。第２
の円筒形レンズＬ2 は、レンズＬ1 から距離ｆ1 ＋ｆ2
の位置に配置されており、ここにおいてｆ1 およびｆ2
はレンズＬ1 およびＬ2 の各焦点距離である。したがっ
て、レンズＬ2 はレンズＬ1 から共焦点的に配置され、
レンズＬ2を越えて距離ｆ2 で配置された格子にアレイ
を水平にイメージ化する。各レーザ素子からのビームは
レンズＬ1 からの距離ｆでシステム軸と交差する。
【００３３】レンズのこの共焦点配置は、各レーザ素子
からの光円錐の中央光線がシステム軸44´にほぼ水平な
軸に沿って格子を直交するように（水平方向において）
照射し、また格子がキャッツアイ逆反射器として動作す
ることを保証する。各レーザ素子からの光はシステムを
通って正しくその通路を戻り、それが生じた元のレーザ
中に再結合される。レンズＬ1 およびＬ2 が距離ｆ1 お
よびｆ2 で分離されて配置されていない場合、アレイイ
メージはレンズＬ2 の背後の距離ｆ2 で発生せず、格子
はキャッツアイ逆反射器として機能しない。この理想的
な間隔からずれることは結果として、反射されたビーム
の横方向のずれを生じさせ、各ビーム素子の能動利得領
域を少なくとも部分的に失わせる。
からの光円錐の中央光線がシステム軸44´にほぼ水平な
軸に沿って格子を直交するように（水平方向において）
照射し、また格子がキャッツアイ逆反射器として動作す
ることを保証する。各レーザ素子からの光はシステムを
通って正しくその通路を戻り、それが生じた元のレーザ
中に再結合される。レンズＬ1 およびＬ2 が距離ｆ1 お
よびｆ2 で分離されて配置されていない場合、アレイイ
メージはレンズＬ2 の背後の距離ｆ2 で発生せず、格子
はキャッツアイ逆反射器として機能しない。この理想的
な間隔からずれることは結果として、反射されたビーム
の横方向のずれを生じさせ、各ビーム素子の能動利得領
域を少なくとも部分的に失わせる。
【００３４】垂直方向において、ビームはレンズＬ1 の
直径ににほぼ等しい高さを有しているため、格子の多数
のルーリングが照明され、良好なフィードバックスペク
トル分解能が得られる。理想的には、良好に限定された
イメージが格子面上に形成され、したがってレンズＬ2
と格子との間の距離が全ての垂直距離に対して同じであ
ることを保証するように、レンズＬ2 は格子面と整合す
るように傾斜された軸を有しているべきである。したが
って、これはレーザ面で逆反射された光から垂直に最良
のイメージ品質を生成する。
直径ににほぼ等しい高さを有しているため、格子の多数
のルーリングが照明され、良好なフィードバックスペク
トル分解能が得られる。理想的には、良好に限定された
イメージが格子面上に形成され、したがってレンズＬ2
と格子との間の距離が全ての垂直距離に対して同じであ
ることを保証するように、レンズＬ2 は格子面と整合す
るように傾斜された軸を有しているべきである。したが
って、これはレーザ面で逆反射された光から垂直に最良
のイメージ品質を生成する。
【００３５】図１１において、光を垂直にコリメートす
るために低いＦ数の円筒形レンズＬ0 が使用され、それ
よりずっと高いＦ数の円筒形レンズＬ1 ´は適切な水平
のコリメーションを実行する。これらのレンズの基準は
図８に関して論じられたものと同じである。２つの円筒
形レンズＬ0 およびＬ1 ´の単一の球面レンズＬ1 との
置換を除き、図１１に示されたシステムの動作は本質的
に図１０のものと同じである。
るために低いＦ数の円筒形レンズＬ0 が使用され、それ
よりずっと高いＦ数の円筒形レンズＬ1 ´は適切な水平
のコリメーションを実行する。これらのレンズの基準は
図８に関して論じられたものと同じである。２つの円筒
形レンズＬ0 およびＬ1 ´の単一の球面レンズＬ1 との
置換を除き、図１１に示されたシステムの動作は本質的
に図１０のものと同じである。
【００３６】図１２に示された形態において、球面マイ
クロレンズＬ1 ''は格子50´に各レーザ素子をイメージ
するために使用される。イメージ形成は上記のように距
離Ｓ2 で行われる。各レーザ素子からの光円錐の中央光
線は水平方向において格子に垂直に入射し、したがって
それが生じたレーザ素子中に直接反射する。発散する円
筒形レンズＬ3 は格子から焦点距離ｆ3 の距離に配置さ
れ、良好な分解能のために十分な格子ルーリングを照射
するのに十分に大きい領域に光を垂直にコリメートす
る。ビーム拡張器／コリメータはまた格子上において非
常に大きい垂直スポット寸法を生成するために使用され
ることができる。
クロレンズＬ1 ''は格子50´に各レーザ素子をイメージ
するために使用される。イメージ形成は上記のように距
離Ｓ2 で行われる。各レーザ素子からの光円錐の中央光
線は水平方向において格子に垂直に入射し、したがって
それが生じたレーザ素子中に直接反射する。発散する円
筒形レンズＬ3 は格子から焦点距離ｆ3 の距離に配置さ
れ、良好な分解能のために十分な格子ルーリングを照射
するのに十分に大きい領域に光を垂直にコリメートす
る。ビーム拡張器／コリメータはまた格子上において非
常に大きい垂直スポット寸法を生成するために使用され
ることができる。
【００３７】図１０と同じであるが、図５の横軸幾何学
形状で構成されたシステムにより実験が行われた。３ワ
ットＳＤＬ−2482レーザアレイは、15mmの焦点距離、18
mmの直径を持ち、第１のレンズＬ1 に対して１mmのフィ
ールドにわたって完全に補正されたスペシャルオプティ
クス社製の品番54 18 15 800である４素子球面Ｆ／0.83
レンズが、また第２のレンズＬ2 に対して20cmの焦点距
離の平凸の円筒形レンズが使用された。1,800 ライン／
mmのホログラフ的な回折格子およびほぼ62％で動作した
797mm 波長での反射率が実験のために使用された。
形状で構成されたシステムにより実験が行われた。３ワ
ットＳＤＬ−2482レーザアレイは、15mmの焦点距離、18
mmの直径を持ち、第１のレンズＬ1 に対して１mmのフィ
ールドにわたって完全に補正されたスペシャルオプティ
クス社製の品番54 18 15 800である４素子球面Ｆ／0.83
レンズが、また第２のレンズＬ2 に対して20cmの焦点距
離の平凸の円筒形レンズが使用された。1,800 ライン／
mmのホログラフ的な回折格子およびほぼ62％で動作した
797mm 波長での反射率が実験のために使用された。
【００３８】システムの出力パワーおよび帯域幅は、図
１３において回折格子50に発散された元のビームパワー
の部分の関数として示されている。出力パワーおよび帯
域幅は曲線60および62によってそれぞれ示されている。
回折格子に発散されるパワーなしで、レーザアレイは2.
3 ワットの出力および約30オングストロームの帯域幅を
示した。帯域幅はフィードバックが増加されると急速に
狭くなり、回折格子に向かって発散されたパワーの10％
および25％でそれぞれ 3.2および1.9 オングストローム
に達した。したがって、帯域幅は約20％乃至25％だけの
出力パワーの損失で約15の係数だけ減少された。
１３において回折格子50に発散された元のビームパワー
の部分の関数として示されている。出力パワーおよび帯
域幅は曲線60および62によってそれぞれ示されている。
回折格子に発散されるパワーなしで、レーザアレイは2.
3 ワットの出力および約30オングストロームの帯域幅を
示した。帯域幅はフィードバックが増加されると急速に
狭くなり、回折格子に向かって発散されたパワーの10％
および25％でそれぞれ 3.2および1.9 オングストローム
に達した。したがって、帯域幅は約20％乃至25％だけの
出力パワーの損失で約15の係数だけ減少された。
【００３９】図１４は、格子に向かって発散されたパワ
ーの20％で得られたスペクトル出力を詳細に示す。フィ
ードバックを妨害するために遮断された格子により、曲
線64で示されたような30オングストロームの放射帯域幅
が結果的に得られた。付加されたフィードバックによ
り、アレイ中の全てのレーザ素子から結合したスペクト
ルは、曲線66で示されているように１／ｅ2 強度点にお
いて2.2 オングストロームの全幅の帯域幅を有し、ここ
でｅは対数ベース2.71828 である。これらの条件下にお
けるパワーは1.8 ワットであった。測定に使用されたモ
ノクロメータシステムの分解能は約0.9 オングストロー
ムであったので、実際の放射帯域幅は実際には曲線62に
よって示されたものより少し小さかった。
ーの20％で得られたスペクトル出力を詳細に示す。フィ
ードバックを妨害するために遮断された格子により、曲
線64で示されたような30オングストロームの放射帯域幅
が結果的に得られた。付加されたフィードバックによ
り、アレイ中の全てのレーザ素子から結合したスペクト
ルは、曲線66で示されているように１／ｅ2 強度点にお
いて2.2 オングストロームの全幅の帯域幅を有し、ここ
でｅは対数ベース2.71828 である。これらの条件下にお
けるパワーは1.8 ワットであった。測定に使用されたモ
ノクロメータシステムの分解能は約0.9 オングストロー
ムであったので、実際の放射帯域幅は実際には曲線62に
よって示されたものより少し小さかった。
【００４０】図１５は回折格子からのフィードバックの
存在時にアレイ中の各４つのレーザ素子からの出力スペ
クトルを示す。これらのスペクトル曲線は各レーザ素子
が実質的に同じ帯域幅で放射していることを表す。
存在時にアレイ中の各４つのレーザ素子からの出力スペ
クトルを示す。これらのスペクトル曲線は各レーザ素子
が実質的に同じ帯域幅で放射していることを表す。
【００４１】上記のシステムはＥｒ：ＹＬｉＦ4 アップ
変換レーザを光学的にポンプするために使用され、 551
nmで 100ｍＷの出力を生成した。これらの条件下におい
て、アレイパワーの88％は 797mnのポンプ吸収波長で５
mmの長さの結晶中に吸収され、１オングストロームの公
称的帯域幅を有した。アップ変換レーザの特性は、レー
ザアレイシステムの有効性を表した。
変換レーザを光学的にポンプするために使用され、 551
nmで 100ｍＷの出力を生成した。これらの条件下におい
て、アレイパワーの88％は 797mnのポンプ吸収波長で５
mmの長さの結晶中に吸収され、１オングストロームの公
称的帯域幅を有した。アップ変換レーザの特性は、レー
ザアレイシステムの有効性を表した。
【００４２】図１６において、前の実施例にように出力
スペクトルを狭くするだけではなく、フリーラニングレ
ーザアレイより小さい発散を有する出力ビームを生成す
る別のシステムが示されている。この方法において、高
い発散角度を有するビームの一部分は、小さい発散角度
を有するビームの一部分をスペクトル狭化するために使
用された。高い発散光はもっぱら回折格子に結合され、
一方低い発散光は出力としてシステムを通過させられ
る。
スペクトルを狭くするだけではなく、フリーラニングレ
ーザアレイより小さい発散を有する出力ビームを生成す
る別のシステムが示されている。この方法において、高
い発散角度を有するビームの一部分は、小さい発散角度
を有するビームの一部分をスペクトル狭化するために使
用された。高い発散光はもっぱら回折格子に結合され、
一方低い発散光は出力としてシステムを通過させられ
る。
【００４３】図１６の実施例は、図５のものと同じ横軸
幾何学形状を使用する。しかしながら、偏光ビーム分割
器および１／２波長プレートの代わりに、中央開口70を
持つミラー68が使用され、レーザアレイビームの外側部
分を格子50に導き、ビームの中央部分を出力72として通
過させる。ミラー68はレンズＬ1 の後方焦点平面に配置
され、レーザアレイ出力面のフーリエ変換（遠フイール
ドパターン）が形成される。角度Ｔでレーザアレイから
放射された光は、関係：Ｒ＝ｆ1 Ｔにしたがってミラー
面にマップされ、ここにおいてＲは光軸44からの距離で
あり、ｆ1 はレンズＬ1 の焦点距離であり、Ｔはラジア
ンである。したがって、ミラー68は空間フィルタとして
動作し、レンズＬ2 を通って格子へのビームの大きい発
散角度成分を収集し、システム出力として低い発散成分
を通過させる。これは、システム出力を供給するビーム
の中央部分が影付けされていない領域74によって示さ
れ、出力帯域幅を狭くするためにフィードバックに使用
されるビームの外側部分が影付けされた領域76によって
示されている図１７のグラフに示されている。レーザア
レイ38にフィードバックされる高い発散成分は個々のレ
ーザ素子内に存在する強いモード混合によって高い発散
モードだけでなく、低い発散モードでもスペクトル的に
狭化する。
幾何学形状を使用する。しかしながら、偏光ビーム分割
器および１／２波長プレートの代わりに、中央開口70を
持つミラー68が使用され、レーザアレイビームの外側部
分を格子50に導き、ビームの中央部分を出力72として通
過させる。ミラー68はレンズＬ1 の後方焦点平面に配置
され、レーザアレイ出力面のフーリエ変換（遠フイール
ドパターン）が形成される。角度Ｔでレーザアレイから
放射された光は、関係：Ｒ＝ｆ1 Ｔにしたがってミラー
面にマップされ、ここにおいてＲは光軸44からの距離で
あり、ｆ1 はレンズＬ1 の焦点距離であり、Ｔはラジア
ンである。したがって、ミラー68は空間フィルタとして
動作し、レンズＬ2 を通って格子へのビームの大きい発
散角度成分を収集し、システム出力として低い発散成分
を通過させる。これは、システム出力を供給するビーム
の中央部分が影付けされていない領域74によって示さ
れ、出力帯域幅を狭くするためにフィードバックに使用
されるビームの外側部分が影付けされた領域76によって
示されている図１７のグラフに示されている。レーザア
レイ38にフィードバックされる高い発散成分は個々のレ
ーザ素子内に存在する強いモード混合によって高い発散
モードだけでなく、低い発散モードでもスペクトル的に
狭化する。
【００４４】この方法に関して、発散角度、スペクトル
狭化および出力パワーの間において妥協が行われる。ミ
ラー中の開口がフィードバックの量を増加し、したがっ
てより狭いスペクトルを得るように小さく形成される
と、発散角度が減少するが、出力パワーも低下する。し
たがって、パワーは狭化されたスペクトルに対してトレ
ードオフされ、良好なビーム品質も得られる。
狭化および出力パワーの間において妥協が行われる。ミ
ラー中の開口がフィードバックの量を増加し、したがっ
てより狭いスペクトルを得るように小さく形成される
と、発散角度が減少するが、出力パワーも低下する。し
たがって、パワーは狭化されたスペクトルに対してトレ
ードオフされ、良好なビーム品質も得られる。
【００４５】ミラーはレーザアレイの出力を対称的にサ
ンプルする必要はなく、アレイの遠フィールドプロフィ
ール中に存在する特徴が別の方法を示唆している。例え
ば、現在の高パワーレーザアレイは、ストリップに関し
て非対称的な一連の横断モードで素子をランさせる各レ
ーザ素子内の電流制限ストリップを含んでいることが多
い。これは結果的に各素子に二重ローブ遠パターンを持
たせ、アレイ自身もまた結果的に複合的な二重ローブ遠
パターンを有する。この現象は、図４のｂに示された一
般的な構造を持つ10ワットのアレイに対して図１８に示
されている。ビームパワーはビームの中心線からの発散
角度の関数として示され、また中心線の両側に２つのロ
ーブ74ａおよび74ｂが存在している。本発明によると、
ローブの１つはスペクトル狭化のために使用され、他方
は出力に対して使用される。
ンプルする必要はなく、アレイの遠フィールドプロフィ
ール中に存在する特徴が別の方法を示唆している。例え
ば、現在の高パワーレーザアレイは、ストリップに関し
て非対称的な一連の横断モードで素子をランさせる各レ
ーザ素子内の電流制限ストリップを含んでいることが多
い。これは結果的に各素子に二重ローブ遠パターンを持
たせ、アレイ自身もまた結果的に複合的な二重ローブ遠
パターンを有する。この現象は、図４のｂに示された一
般的な構造を持つ10ワットのアレイに対して図１８に示
されている。ビームパワーはビームの中心線からの発散
角度の関数として示され、また中心線の両側に２つのロ
ーブ74ａおよび74ｂが存在している。本発明によると、
ローブの１つはスペクトル狭化のために使用され、他方
は出力に対して使用される。
【００４６】この方法を実行するために使用されること
ができるシステムは、図１９に示されている。それは、
格子50への横軸上の円筒形レンズＬ2 と共に主システム
軸44に沿った直交する円筒形レンズＬ0 およびＬ1 ´お
よび１／２波長プレート46を使用する。平坦なミラー78
は、横軸中にローブの１つを反射するようにレンズＬ1
´およびＬ2 に関して共焦点的に位置される。他方のロ
ーブの通路は妨害されず、それがシステム出力80として
現れることを可能にする。レーザアレイ38内の各レーザ
素子は各ローブのために機能し、格子50によって逆反射
されるフィードバックローブはまた各レーザ素子に戻さ
れる。図１６のように、図１９の実施例は一列または横
軸幾何学形状のいずれかで実行されることが可能であ
り、フィードバックは元のレーザまたは対称的に配置さ
れたレーザのいずれであることができる。
ができるシステムは、図１９に示されている。それは、
格子50への横軸上の円筒形レンズＬ2 と共に主システム
軸44に沿った直交する円筒形レンズＬ0 およびＬ1 ´お
よび１／２波長プレート46を使用する。平坦なミラー78
は、横軸中にローブの１つを反射するようにレンズＬ1
´およびＬ2 に関して共焦点的に位置される。他方のロ
ーブの通路は妨害されず、それがシステム出力80として
現れることを可能にする。レーザアレイ38内の各レーザ
素子は各ローブのために機能し、格子50によって逆反射
されるフィードバックローブはまた各レーザ素子に戻さ
れる。図１６のように、図１９の実施例は一列または横
軸幾何学形状のいずれかで実行されることが可能であ
り、フィードバックは元のレーザまたは対称的に配置さ
れたレーザのいずれであることができる。
【００４７】図１９のシステムの実施例において、図１
８に示されたフリーラン遠フィールドパターンを持つ10
ワットのＳＤＬ−3490−Ｓレーザアレイが使用された。
レンズＬ1 ´およびＬ2 の焦点距離は、それぞれ10cmお
よび20cmであり、一方レンズＬ0 は直列の１対の円筒形
レンズで構成され、第１のものは0.635cm の焦点距離を
有し、第２のものは2.22cmの焦点距離を有していた。１
／２波長プレート46は、格子からの最大反射率のために
ビーム偏光を回転するために使用された。出力ビーム80
に対して得られる角度的パワー分布は図２０に示されて
いる。それは5.5 °の１／ｅ2 で全幅を有し、パワーは
5.75ワットであった。これは、10.9°の幅および9.2 ワ
ットのパワーを有していた同じレーザアレイに対してフ
リーランの場合と比較されることができる。出力発散は
ほぼ半分にされ、出力パワーも同様にされた。しかしな
がら、図２１に示されているように非常に狭いスペクト
ル帯域幅が得られた。上部プロフィールは、 2.5オング
ストロームの１／ｅ2 で全幅を有したアレイ中の12個全
てのレーザ素子の複合スペクトルを示す。これは、図２
１の下部プロフィールにより示されているように、フリ
ーラニングアレイのほぼ40オングストロームの著しい帯
域幅減少を表した。
８に示されたフリーラン遠フィールドパターンを持つ10
ワットのＳＤＬ−3490−Ｓレーザアレイが使用された。
レンズＬ1 ´およびＬ2 の焦点距離は、それぞれ10cmお
よび20cmであり、一方レンズＬ0 は直列の１対の円筒形
レンズで構成され、第１のものは0.635cm の焦点距離を
有し、第２のものは2.22cmの焦点距離を有していた。１
／２波長プレート46は、格子からの最大反射率のために
ビーム偏光を回転するために使用された。出力ビーム80
に対して得られる角度的パワー分布は図２０に示されて
いる。それは5.5 °の１／ｅ2 で全幅を有し、パワーは
5.75ワットであった。これは、10.9°の幅および9.2 ワ
ットのパワーを有していた同じレーザアレイに対してフ
リーランの場合と比較されることができる。出力発散は
ほぼ半分にされ、出力パワーも同様にされた。しかしな
がら、図２１に示されているように非常に狭いスペクト
ル帯域幅が得られた。上部プロフィールは、 2.5オング
ストロームの１／ｅ2 で全幅を有したアレイ中の12個全
てのレーザ素子の複合スペクトルを示す。これは、図２
１の下部プロフィールにより示されているように、フリ
ーラニングアレイのほぼ40オングストロームの著しい帯
域幅減少を表した。
【００４８】以上、本発明は非常に狭いスペクトル帯域
幅および狭い発散角度により高パワーアレイを実現する
ことができる。本発明のいくつかの実施例が図示および
説明されているが、当業者は種々の変形および別の実施
例を認識するであろう。例えば、好ましい実施例におい
て回折格子は主要な反射素子として使用されているが、
プリズムおよびミラーの組合せ、エタロンまたはファブ
リィペロー干渉計もまた使用されることができる。この
ような変形および別の実施例は、添付された特許請求の
範囲の技術的範囲を逸脱することなく案出され、実現さ
れることが可能である。
幅および狭い発散角度により高パワーアレイを実現する
ことができる。本発明のいくつかの実施例が図示および
説明されているが、当業者は種々の変形および別の実施
例を認識するであろう。例えば、好ましい実施例におい
て回折格子は主要な反射素子として使用されているが、
プリズムおよびミラーの組合せ、エタロンまたはファブ
リィペロー干渉計もまた使用されることができる。この
ような変形および別の実施例は、添付された特許請求の
範囲の技術的範囲を逸脱することなく案出され、実現さ
れることが可能である。
【図１】単一レーザダイオードの放射スペクトルを狭く
する従来のシステムのブロック図。
する従来のシステムのブロック図。
【図２】単一レーザダイオードの放射スペクトルを狭く
する従来のシステムのブロック図。
する従来のシステムのブロック図。
【図３】多数レーザアレイに図２に示されたシステムを
適用した結果を示したブロック図。
適用した結果を示したブロック図。
【図４】本発明により使用されることができる２つの高
パワーダイオードレーザアレイの放射開口を示したブロ
ック図。
パワーダイオードレーザアレイの放射開口を示したブロ
ック図。
【図５】光伝送システムの分離したアームにおいて反射
性の回折格子を使用した本発明の１実施例のブロック
図。
性の回折格子を使用した本発明の１実施例のブロック
図。
【図６】一列の部分的に反射性および部分的に透過性の
回折格子を使用した本発明の別の実施例のブロック図。
回折格子を使用した本発明の別の実施例のブロック図。
【図７】アレイ中の個々のレーザからの出力がスペクト
ル狭化のためにシステム軸の反対側でレーザにフィード
バックされる実施例のブロック図。
ル狭化のためにシステム軸の反対側でレーザにフィード
バックされる実施例のブロック図。
【図８】アレイ中の個々のレーザからの出力がスペクト
ル狭化のためにシステム軸の反対側でレーザにフィード
バックされる実施例のブロック図。
ル狭化のためにシステム軸の反対側でレーザにフィード
バックされる実施例のブロック図。
【図９】アレイ中の個々のレーザからの出力がスペクト
ル狭化のためにシステム軸の反対側でレーザにフィード
バックされる実施例のブロック図。
ル狭化のためにシステム軸の反対側でレーザにフィード
バックされる実施例のブロック図。
【図１０】レーザアレイからの出力の一部分がスペクト
ル狭化のためにそれらが生じた同じレーザにフィードバ
ックされる実施例のブロック図。
ル狭化のためにそれらが生じた同じレーザにフィードバ
ックされる実施例のブロック図。
【図１１】レーザアレイからの出力の一部分がスペクト
ル狭化のためにそれらが生じた同じレーザにフィードバ
ックされる実施例のブロック図。
ル狭化のためにそれらが生じた同じレーザにフィードバ
ックされる実施例のブロック図。
【図１２】レーザアレイからの出力の一部分がスペクト
ル狭化のためにそれらが生じた同じレーザにフィードバ
ックされる実施例のブロック図。
ル狭化のためにそれらが生じた同じレーザにフィードバ
ックされる実施例のブロック図。
【図１３】図１０と類似しているが、図５のサイドアー
ム形状で構成されたシステムにより得られた実験結果の
グラフ。
ム形状で構成されたシステムにより得られた実験結果の
グラフ。
【図１４】図１０と類似しているが、図５のサイドアー
ム形状で構成されたシステムにより得られた実験結果の
グラフ。
ム形状で構成されたシステムにより得られた実験結果の
グラフ。
【図１５】図１０と類似しているが、図５のサイドアー
ム形状で構成されたシステムにより得られた実験結果の
グラフ。
ム形状で構成されたシステムにより得られた実験結果の
グラフ。
【図１６】レーザアレイからの出力の一部分がシステム
からの出力として伝送された小さい発散角度の部分を有
するスペクトル狭化のためにアレイにフィードバックさ
れる別の実施例のブロック図。
からの出力として伝送された小さい発散角度の部分を有
するスペクトル狭化のためにアレイにフィードバックさ
れる別の実施例のブロック図。
【図１７】図１６のシステム中のビームのフィードバッ
ク部分と出力部分との間におけるパワー分割を示したグ
ラフ。
ク部分と出力部分との間におけるパワー分割を示したグ
ラフ。
【図１８】特定のレーザアレイからの多ローブ遠フィー
ルドプロフィールを示したグラフ。
ルドプロフィールを示したグラフ。
【図１９】図１８に示された遠方フィールドプロフィー
ルの１つのローブがスペクトル狭化のために使用され、
他方が低い発散出力ビームに対して使用される光学系の
ブロック図。
ルの１つのローブがスペクトル狭化のために使用され、
他方が低い発散出力ビームに対して使用される光学系の
ブロック図。
【図２０】図１９のシステムによって生成された出力ビ
ームの遠方フィールドの角度的な分散および出力ビーム
の複合スペクトルをそれぞれ示したグラフ。
ームの遠方フィールドの角度的な分散および出力ビーム
の複合スペクトルをそれぞれ示したグラフ。
【図２１】図１９のシステムによって生成された出力ビ
ームの遠方フィールドの角度的な分散および出力ビーム
の複合スペクトルをそれぞれ示したグラフ。
ームの遠方フィールドの角度的な分散および出力ビーム
の複合スペクトルをそれぞれ示したグラフ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−230085（ＪＰ，Ａ) 米国特許4656641（ＵＳ，Ａ) 米国特許5027359（ＵＳ，Ａ) ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ Ｌ ＥＴＴＥＲＳ，59（７），1991 Ｐ. Ｐ．759−761 Ｃ．Ｊ．ＣＯＲＣＯＲＡＮ ＥＴ Ａ Ｌ．”ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＦＩ ＶＥ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬ ＤＩＯＤ Ｅ ＬＡＳＥＲＳ ＡＳ Ａ ＣＯＨＥ ＲＥＮＴ ＥＮＳＥＭＢＬＥ ＢＹ ＦＩＢＥＲ ＣＵＯＰＬＩＮＧ ＩＮＴ Ｏ ＡＮ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＣＡＶＩ ＴＹ" ＦＲＥＥ−ＳＰＡＣＥ ＬＡＳＥＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＩＥＳ ＩＩ，ＰＲＯＣＥＥ ＤＩＮＧ ＯＦ ＴＨＥ ＳＰＩＥ，Ｔ ＨＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ Ｓ ＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲ ＯＰＴＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ，ＶＯＬ 1218，1990，Ｐ．Ｐ．278−284 Ｓ．Ｃ．ＷＡＮＧ ＥＴ ＡＬ．”Ｓ ＩＮＧＬＥ ＭＯＤＥ ＨＩＧＹ−ＰＯ ＷＥＲ ＤＩＯＤＥ ＬＡＳＥＲ ＡＲ ＲＡＹ ＦＯＲ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯ ＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ"
Claims (25)
- 【請求項１】 予め定められた放射スペクトルを有する
光学的に隔離された独立レーザ素子のアレイと、 前記放射スペクトル内における放射の少なくとも一部を
反射する垂直分散反射素子と、レーザアレイから放射される出力放射の帯域幅を実質的
に減少するように、 前記レーザ素子からの光出力の少な
くとも一部分を前記反射素子に導き、前記反射素子から
反射されるレーザ放射の少なくとも垂直に分散された部
分をレーザアレイに戻し、ここで前記部分のバンド幅は
前記レーザの高さによって限定される光伝送システムと
を具備していることを特徴とする狭帯域レーザアレイシ
ステム。 - 【請求項２】 前記反射素子は光回折格子を具備する請
求項１記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項３】 前記レーザアレイおよび回折格子はシス
テム軸に沿って位置され、前記軸からずれて配置された
複数のレーザ素子を有し、前記光伝送システムは前記レ
ーザアレイに戻らないオフセット路に沿って複数の前記
ずれて配置されたレーザ素子のセットからの出力を前記
レーザアレイに最初に向けるように構成され、位置され
ている第１のレンズ手段と、レーザ素子の前記セットか
らの出力が前記回折格子からの反射後に前記レーザアレ
イに戻るように前記オフセット路を再指向するように構
成され、位置されている第２のレンズ手段とを含む多重
レンズシステムを具備している請求項２記載のレーザア
レイシステム。 - 【請求項４】 前記第２のレンズ手段は、ずれて配置さ
れたレーザ素子の前記セットの出力が前記回折格子から
の反射後にその出力を生成した元のレーザ素子に戻され
るように前記オフセット路を再指向する請求項３記載の
レーザアレイシステム。 - 【請求項５】 前記第２のレンズ手段は、前記ずれて配
置されたレーザの出力が前記回折格子からの反射後にそ
の出力を生成した元のレーザ素子に戻されるように前記
オフセット路を再指向する請求項３記載のレーザアレイ
システム。 - 【請求項６】 前記レーザ素子は前記システム軸の向い
合った側面上に対称的に配置され、前記第２のレンズ手
段は前記システム軸の各側の前記ずれて配置されたレー
ザ素子からの出力が前記回折格子からの反射後に前記シ
ステム軸の反対側の対応しているレーザ素子に戻される
ように前記オフセット路を再指向する請求項５記載のレ
ーザアレイシステム。 - 【請求項７】 前記光伝送システムは、前記回折格子か
ら反射しない出力ビームとして前記レーザ素子からの光
出力の出力部分を導き、また前記レーザ素子から前記回
折格子へ導かれ、回折格子から前記出力ビーム部分を供
給するレーザに向けて反射して戻される光出力のフィー
ドバック部分を導く請求項２記載のレーザアレイシステ
ム。 - 【請求項８】 前記光伝送システムは、前記レーザ素子
からの全体の光出力よりも実質的に低い発散角度を有す
る前記レーザ素子からの光出力の前記出力部分を供給す
る請求項７記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項９】 前記光伝送システムは、前記出力部分に
対する前記レーザ素子からの光出力の対称的な外側部分
を選択する請求項８記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項１０】 前記レーザ素子のアレイは多重ローブ
パワー分布を有する遠フィールドパターンを生成し、前
記光伝送システムは前記出力部分に対してそのローブの
１つを選択し、前記フィードバック部分に対して別のロ
ーブを選択する請求項８記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項１１】 前記レーザ素子からの光の一部分を出
力ビームとして伝送し、前記レーザ素子からの光の別の
部分を前記反射素子に再指向し、前記レーザアレイから
放射される出力放射の帯域幅を実質的に減少するように
前記反射素子からの光を前記レーザ素子に反射して戻す
ビームスプリッタを具備し、 前記光伝送システムは、 前記反射素子へ前記ビームスプリッタにより再指向する
ために前記レーザ素子からの光をコリメートする第１の
レンズ手段と、 前記反射素子へ前記ビームスプリッタによって再指向さ
れる前記レーザ素子からの光を集束し、前記ビームスプ
リッタへ前記反射素子から反射される光をコリメートす
る第２のレンズ手段とを具備している請求項１または３
記載の狭帯域レーザアレイシステム。 - 【請求項１２】 前記ビームスプリッタは偏光ビームス
プリッタを具備し、前記レーザ素子から偏光ビームスプ
リッタに伝送される光の偏光を制御する手段が設けら
れ、前記偏光ビームスプリッタは第１の軸に沿って偏光
される前記レーザ素子からの光を出力ビームに伝送し、
前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って偏光される前
記レーザ素子からの光を前記反射素子に再指向する請求
項１１記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項１３】 前記偏光制御手段は、前記第１および
第２の偏光軸間で前記レーザ素子からの光の分割を制御
する回転可能な２分の１波長板を具備している請求項１
２記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項１４】 前記レーザ素子はシステム軸の対向す
る側に配置され、前記ビームスプリッタおよび回折格子
は前記システム軸の各側のレーザ素子からの出力が前記
システム軸の反対側のレーザ素子に反射して戻されるよ
うに光を反射するように配置されている請求項１３記載
のレーザアレイシステム。 - 【請求項１５】 前記レーザ素子はシステム軸の対向す
る側に配置され、前記第１および第２のレンズ手段およ
び反射素子は前記システム軸の各側のレーザ素子から放
射され、前記回折格子から反射される光をそれを発生し
た元のレーザ素子に反射するように配置されている請求
項１１記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項１６】 前記第１のレンズ手段は前記システム
軸に対してほぼ平行な各軸に沿って前記レーザ素子から
の光をコリメートするように配置され、前記第２のレン
ズ手段は前記回折格子の共通領域に前記第１のレンズ手
段によってコリメートされている前記各レーザ素子から
の光を集束するように配置されている請求項３記載のレ
ーザアレイシステム。 - 【請求項１７】 前記第１のレンズ手段は前記第１およ
び第２のレンズ手段の間の共通焦点領域に前記各レーザ
素子からの光を集束するように配置され、前記第２のレ
ンズ手段は前記回折格子の共通焦点領域に前記共通焦点
領域を越えて光を集束するように配置されている請求項
３記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項１８】 前記第１のレンズ手段は前記回折格子
の刻線にそれぞれほぼ平行および垂直な軸に沿って配置
されている１対の相互に直交する円筒レンズを具備し、
前記刻線にほぼ平行な軸を有する円筒レンズは他方の円
筒レンズよりも実質的に低いＦ数を有している請求項１
７記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項１９】 前記第１のレンズ手段は前記第１およ
び第２のレンズ手段の間の前記システム軸に沿って共通
領域で交差する各軸に沿って前記レーザ素子からの光を
コリメートするように配置され、前記第２のレンズ手段
は前記システム軸にほぼ平行な各軸に沿って前記第１の
レンズ手段によってコリメートされている前記レーザ素
子からの光を前記回折格子上の各領域に対して集束する
ように配置されている請求項３記載のレーザアレイシス
テム。 - 【請求項２０】 前記第１および第２のレンズ手段は球
面および円筒レンズをそれぞれ具備している請求項１６
記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項２１】 前記第２のレンズ手段は円筒レンズを
具備し、前記第１のレンズ手段は前記回折格子の格子に
それぞれほぼ平行および垂直な軸に沿って配置されてい
る１対の相互に直交する円筒レンズを具備し、前記格子
にほぼ平行な軸を有する円筒レンズは他方の円筒レンズ
よりも実質的に低いＦ数を有している請求項１９記載の
レーザアレイシステム。 - 【請求項２２】 前記第１のレンズ手段は前記システム
軸にほぼ平行な各軸に沿って前記レーザ素子からの光を
前記回折格子上の各領域に対して集束するように配置さ
れ、前記第２のレンズ手段は前記回折格子の刻線にほぼ
直交する方向にコリメートするように配置され、前記レ
ーザ素子からの光は前記第１のレンズ手段によって集束
される請求項２０記載のレーザアレイシステム。 - 【請求項２３】 前記第１のレンズ手段はマイクロレン
ズアレイを具備し、各マイクロレンズは各レーザ素子に
対応している請求項１乃至２２のいずれか１項記載のレ
ーザアレイシステム。 - 【請求項２４】 予め定められた放射スペクトルを有す
る光学的に隔離された独立したレーザ素子のアレイと、 前記放射スペクトル内の放射を反射する回折格子を備え
た光反射素子と、 前記光の一部分を出力ビームに処理する前記レーザ素子
から放射される光の通路に配置された第１のレンズ手段
と、 前記第１のレンズ手段を通って伝送されるが、前記出力
ビームに含まれていない前記レーザ素子からの光を再指
向する手段と、 前記レーザ素子によって放射される出力放射の帯域幅を
実質的に減少するために前記出力ビームが得られるレー
ザ素子に反射されるように前記反射素子上に前記再指向
された光を集束するように配置された第２のレンズ手段
とを具備していることを特徴とする狭帯域レーザアレイ
システム。 - 【請求項２５】 前記光を再指向する手段は、前記出力
ビームが前記レーザ素子からの全光出力よりも実質的に
低い発散角度を有するように前記レーザ素子からの光の
一部分を遮断する請求項２４記載のレーザアレイシステ
ム。
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Families Citing this family (94)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996010855A1 (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-11 | Sdl, Inc. | Tunable blue laser diode |
| JP3474652B2 (ja) * | 1994-11-11 | 2003-12-08 | 株式会社モリテックス | 多点レーザトラッピング装置及びその方法 |
| US5684490A (en) * | 1995-03-01 | 1997-11-04 | The Ohio State University | Highway vehicle guidance system |
| DE19515321A1 (de) * | 1995-04-20 | 1996-10-24 | Gos Ges Zur Foerderung Angewan | Durchstimmbare, justierstabile Laserlichtquelle mit spektral gefiltertem Ausgang |
| CA2165119C (en) * | 1995-12-13 | 2006-10-03 | Vincent Delisle | Antiresonant waveguide apparatus for periodically selecting a series of at least one optical wavelength from an incoming light signal |
| DE19548647C2 (de) * | 1995-12-14 | 2003-01-23 | Manfred Gabbert | Durchstimmbare, justierstabile Halbleiterlaserlichtquelle sowie ein Verfahren zur optisch stabilen, weitgehend kontinuierlichen Durchstimmung von Halbleiterlasern |
| US6021141A (en) * | 1996-03-29 | 2000-02-01 | Sdl, Inc. | Tunable blue laser diode |
| US6100975A (en) * | 1996-05-13 | 2000-08-08 | Process Instruments, Inc. | Raman spectroscopy apparatus and method using external cavity laser for continuous chemical analysis of sample streams |
| US6028667A (en) * | 1996-05-13 | 2000-02-22 | Process Instruments, Inc. | Compact and robust spectrograph |
| US5793784A (en) * | 1997-03-10 | 1998-08-11 | The Research Foundation Of State University Of New York | Apparatus and method for spectral narrowing of high power diode laser arrays |
| US5909296A (en) * | 1997-04-04 | 1999-06-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Effective wide angle beam steering using spherical laser diode arrays |
| CN1259236A (zh) * | 1997-06-06 | 2000-07-05 | 托山纳有限公司 | 利用相位共轭反馈的激光器系统 |
| JP3654401B2 (ja) * | 1997-10-23 | 2005-06-02 | 横河電機株式会社 | 外部共振器型光源 |
| US6055106A (en) * | 1998-02-03 | 2000-04-25 | Arch Development Corporation | Apparatus for applying optical gradient forces |
| US6556612B2 (en) * | 1999-05-10 | 2003-04-29 | Cymer, Inc. | Line narrowed laser with spatial filter |
| US6456756B1 (en) | 1999-10-25 | 2002-09-24 | Aculight Corporation | Fiber raman amplifier pumped by an incoherently beam combined diode laser |
| US6501782B1 (en) | 1999-10-25 | 2002-12-31 | Aculight Corporation | Compact laser apparatus |
| US6538817B1 (en) | 1999-10-25 | 2003-03-25 | Aculight Corporation | Method and apparatus for optical coherence tomography with a multispectral laser source |
| US6868099B1 (en) * | 1999-11-04 | 2005-03-15 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Frequency-narrowed high power diode laser system with external cavity |
| EP1143584A3 (en) * | 2000-03-31 | 2003-04-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser array |
| US6529542B1 (en) * | 2000-04-04 | 2003-03-04 | Aculight Corporation | Incoherent beam combined optical system utilizing a lens array |
| JP2002072132A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 照明装置 |
| US6556599B1 (en) * | 2000-10-17 | 2003-04-29 | Bookham Technology Plc | External cavity laser using angle-tuned filter and method of making same |
| US6584133B1 (en) | 2000-11-03 | 2003-06-24 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Frequency-narrowed high power diode laser array method and system |
| US7065124B2 (en) * | 2000-11-28 | 2006-06-20 | Finlsar Corporation | Electron affinity engineered VCSELs |
| US6905900B1 (en) | 2000-11-28 | 2005-06-14 | Finisar Corporation | Versatile method and system for single mode VCSELs |
| US6990135B2 (en) * | 2002-10-28 | 2006-01-24 | Finisar Corporation | Distributed bragg reflector for optoelectronic device |
| US6836501B2 (en) * | 2000-12-29 | 2004-12-28 | Finisar Corporation | Resonant reflector for increased wavelength and polarization control |
| TWI227799B (en) * | 2000-12-29 | 2005-02-11 | Honeywell Int Inc | Resonant reflector for increased wavelength and polarization control |
| US6665471B1 (en) | 2001-08-13 | 2003-12-16 | Nlight Photonics Corporation | System and method for optimizing the performance of multiple gain element laser |
| US6487022B1 (en) * | 2001-08-24 | 2002-11-26 | Terabeam Corporation | Transmitter using uniform intensity transmission for a wireless optical communication system |
| US6907051B1 (en) | 2001-08-31 | 2005-06-14 | Nlight Photonics Corporation | Dynamically spectrally tailored raman pump laser |
| US6663785B1 (en) | 2001-08-31 | 2003-12-16 | Nlight Photonics Corporation | Broad spectrum emitter array and methods for fabrication thereof |
| US6657775B1 (en) | 2001-08-31 | 2003-12-02 | Nlight Photonics Corporation | System and method for providing a controlled linewidth external cavity laser |
| US6836487B1 (en) | 2001-08-31 | 2004-12-28 | Nlight Photonics Corporation | Spectrally tailored raman pump laser |
| US7539232B1 (en) * | 2001-10-01 | 2009-05-26 | Corcoran Christopher J | Compact phase locked laser array and related techniques |
| US7125632B2 (en) * | 2002-03-15 | 2006-10-24 | Pd-Ld, Inc. | Fiber optic devices having volume Bragg grating elements |
| US7528385B2 (en) * | 2002-03-15 | 2009-05-05 | Pd-Ld, Inc. | Fiber optic devices having volume Bragg grating elements |
| DE10219547A1 (de) * | 2002-04-25 | 2003-11-13 | Zeiss Carl Laser Optics Gmbh | Vorrichtung zur Bandbreiteneinengung eines Lichtstrahls |
| DE10235669B4 (de) * | 2002-08-03 | 2016-11-17 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
| US6965626B2 (en) * | 2002-09-03 | 2005-11-15 | Finisar Corporation | Single mode VCSEL |
| US6763054B2 (en) * | 2002-11-19 | 2004-07-13 | The Boeing Company | Optical system for improving the brightness of a stack of lensed diode lasers |
| US6813293B2 (en) * | 2002-11-21 | 2004-11-02 | Finisar Corporation | Long wavelength VCSEL with tunnel junction, and implant |
| US20040222363A1 (en) * | 2003-05-07 | 2004-11-11 | Honeywell International Inc. | Connectorized optical component misalignment detection system |
| JP4002286B2 (ja) * | 2003-05-09 | 2007-10-31 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| US20040247250A1 (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-09 | Honeywell International Inc. | Integrated sleeve pluggable package |
| US7298942B2 (en) | 2003-06-06 | 2007-11-20 | Finisar Corporation | Pluggable optical optic system having a lens fiber stop |
| US7433381B2 (en) | 2003-06-25 | 2008-10-07 | Finisar Corporation | InP based long wavelength VCSEL |
| US7277461B2 (en) * | 2003-06-27 | 2007-10-02 | Finisar Corporation | Dielectric VCSEL gain guide |
| US7054345B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-05-30 | Finisar Corporation | Enhanced lateral oxidation |
| US7075962B2 (en) * | 2003-06-27 | 2006-07-11 | Finisar Corporation | VCSEL having thermal management |
| US6961489B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-11-01 | Finisar Corporation | High speed optical system |
| US7149383B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-12-12 | Finisar Corporation | Optical system with reduced back reflection |
| US20060056762A1 (en) * | 2003-07-02 | 2006-03-16 | Honeywell International Inc. | Lens optical coupler |
| CA2531122A1 (en) * | 2003-07-03 | 2005-02-10 | Pd-Ld, Inc. | Use of volume bragg gratings for the conditioning of laser emission characteristics |
| US20050013542A1 (en) * | 2003-07-16 | 2005-01-20 | Honeywell International Inc. | Coupler having reduction of reflections to light source |
| US7210857B2 (en) * | 2003-07-16 | 2007-05-01 | Finisar Corporation | Optical coupling system |
| US20050013539A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-20 | Honeywell International Inc. | Optical coupling system |
| US6887801B2 (en) * | 2003-07-18 | 2005-05-03 | Finisar Corporation | Edge bead control method and apparatus |
| JP4024270B2 (ja) * | 2003-07-31 | 2007-12-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| US7006551B2 (en) * | 2003-08-29 | 2006-02-28 | Agilent Technologies, Inc. | Method of enhancing wavelength tuning performance in an external cavity laser |
| US7052200B2 (en) * | 2003-09-23 | 2006-05-30 | Harris G Steven | Resilient deck board fastener |
| EP1671163A4 (en) | 2003-09-26 | 2009-10-21 | Pd Ld Inc | METHOD FOR PRODUCING VOLUME BRAGG GRILLE ELEMENTS |
| US7031363B2 (en) * | 2003-10-29 | 2006-04-18 | Finisar Corporation | Long wavelength VCSEL device processing |
| JP2005191094A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
| US7889776B2 (en) * | 2004-01-20 | 2011-02-15 | Trumpf Photonics Inc. | High-power semiconductor laser |
| DE202004001230U1 (de) * | 2004-01-27 | 2005-06-09 | Sacher, Joachim, Dr. | Laserdioden-Anordnung mit externem Resonator |
| US20050276303A1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-15 | Rong Huang | External Cavity Laser |
| US7920612B2 (en) * | 2004-08-31 | 2011-04-05 | Finisar Corporation | Light emitting semiconductor device having an electrical confinement barrier near the active region |
| US7596165B2 (en) * | 2004-08-31 | 2009-09-29 | Finisar Corporation | Distributed Bragg Reflector for optoelectronic device |
| US7829912B2 (en) * | 2006-07-31 | 2010-11-09 | Finisar Corporation | Efficient carrier injection in a semiconductor device |
| US20070002925A1 (en) * | 2004-10-25 | 2007-01-04 | Nuvonyx, Inc. | External cavity laser diode system and method thereof |
| ATE350789T1 (de) * | 2004-12-23 | 2007-01-15 | Trumpf Laser Gmbh & Co Kg | Laserverstärker und laserresonator mit mehreren laseraktiven medien |
| US7949030B2 (en) * | 2005-02-03 | 2011-05-24 | Pd-Ld, Inc. | High-power, phased-locked, laser arrays |
| FR2884976B1 (fr) * | 2005-04-25 | 2007-07-13 | Cie Ind Des Lasers Cilas Sa | Systeme de pompage pour source laser et source laser comportant un tel systeme de pompage |
| WO2007097177A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 波長変換装置及び画像表示装置 |
| US20070297805A1 (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-27 | William Rabinovich | Optical communication system with cats-eye modulating retro-reflector (mrr) assembly, the cats-eye mrr assembly thereof, and the method of optical communication |
| JP2008042178A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ファイバ装置、波長変換装置及び画像表示装置 |
| US8031752B1 (en) | 2007-04-16 | 2011-10-04 | Finisar Corporation | VCSEL optimized for high speed data |
| CN100486066C (zh) * | 2007-10-18 | 2009-05-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 衍射光栅列阵外腔半导体激光线阵及其制备方法 |
| WO2010021529A2 (ko) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | Kim Jeong Soo | 외부 공진기를 이용한 반도체 레이저 |
| US8101471B2 (en) * | 2008-12-30 | 2012-01-24 | Intel Corporation | Method of forming programmable anti-fuse element |
| US20100272135A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-10-28 | Dmitri Vladislavovich Kuksenkov | Self-Seeded Wavelength Conversion |
| FR2959880B1 (fr) * | 2010-05-07 | 2013-12-13 | Cilas | Cavite laser a extraction centrale par polarisation pour couplage coherent de faisceaux intracavite intenses |
| US8573785B2 (en) * | 2010-11-23 | 2013-11-05 | Corning Incorporated | Wavelength-switched optical systems |
| GB2487079A (en) * | 2011-01-07 | 2012-07-11 | Oclaro Technology Ltd | Tunable pumping light source for optical amplifiers |
| US20150124848A1 (en) * | 2013-10-23 | 2015-05-07 | Ipg Photonics Corporation | Wavelength Stabilized Diode Laser Module with Limited Back Reflection |
| EP2999064A1 (en) * | 2014-09-19 | 2016-03-23 | DirectPhotonics Industries GmbH | Diode laser |
| US9391425B2 (en) * | 2014-10-17 | 2016-07-12 | Lumentum Operations Llc | Wavelength combined laser system |
| US20180205197A1 (en) * | 2014-10-23 | 2018-07-19 | TRUMPF Laser GmbH (TLS) | Open-loop wavelength selective external resonator and beam combining system |
| US9711950B2 (en) * | 2015-05-13 | 2017-07-18 | Trumpf Laser Gmbh | Dense wavelength beam combining with variable feedback control |
| EP3711121B1 (en) * | 2017-11-17 | 2022-11-23 | Cobolt AB | External cavity diode laser arrangement |
| US11848541B2 (en) | 2020-12-15 | 2023-12-19 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Spectral beam combiner with independent wavelength stabilization |
| CN113514908A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-10-19 | 北京理工大学 | 上转换微透镜及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4656641A (en) | 1985-02-04 | 1987-04-07 | Xerox Corporation | Laser cavity optical system for stabilizing the beam from a phase locked multi-emitter broad emitter laser |
| US5027359A (en) | 1989-10-30 | 1991-06-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Miniature Talbot cavity for lateral mode control of laser array |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0240293B1 (en) * | 1986-03-31 | 1992-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Frequency stabilized light source |
| US4942583A (en) * | 1988-06-17 | 1990-07-17 | Hewlett-Packard Company | Misalignment-tolerant, grating-tuned external-cavity laser |
| GB2225482B (en) * | 1988-11-23 | 1992-10-14 | Stc Plc | Multichannel cavity laser |
| US5008890A (en) * | 1990-05-01 | 1991-04-16 | Hughes Aircraft Company | Red, green, blue upconversion laser pumped by single wavelength infrared laser source |
| US5140599A (en) * | 1990-08-01 | 1992-08-18 | Hewlett-Packard Company | Optical oscillator sweeper |
| US5022042A (en) * | 1990-09-10 | 1991-06-04 | General Dynamics Corp. | High power laser array with stable wavelength |
| US5216680A (en) * | 1991-07-11 | 1993-06-01 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Optical guided-mode resonance filter |
-
1992
- 1992-09-10 US US07/943,161 patent/US5386426A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-09 EP EP93114459A patent/EP0587154B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-09 DE DE69324869T patent/DE69324869T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-10 IL IL106983A patent/IL106983A/en not_active IP Right Cessation
- 1993-09-10 JP JP5226248A patent/JP2725980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4656641A (en) | 1985-02-04 | 1987-04-07 | Xerox Corporation | Laser cavity optical system for stabilizing the beam from a phase locked multi-emitter broad emitter laser |
| US5027359A (en) | 1989-10-30 | 1991-06-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Miniature Talbot cavity for lateral mode control of laser array |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，５９（７），１９９１ Ｐ．Ｐ．７５９−７６１ |
| Ｃ．Ｊ．ＣＯＲＣＯＲＡＮ ＥＴ ＡＬ．"ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＦＩＶＥ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬ ＤＩＯＤＥ ＬＡＳＥＲＳ ＡＳ Ａ ＣＯＨＥ ＲＥＮＴ ＥＮＳＥＭＢＬＥ ＢＹ ＦＩＢＥＲ ＣＵＯＰＬＩＮＧ ＩＮＴＯ ＡＮ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＣＡＶＩＴＹ" |
| ＦＲＥＥ−ＳＰＡＣＥ ＬＡＳＥＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＩＩ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧ ＯＦ ＴＨＥ ＳＰＩＥ，ＴＨＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲ ＯＰＴＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ，ＶＯＬ１２１８，１９９０，Ｐ．Ｐ．２７８−２８４ |
| Ｓ．Ｃ．ＷＡＮＧ ＥＴ ＡＬ．"ＳＩＮＧＬＥ ＭＯＤＥ ＨＩＧＹ−ＰＯＷＥＲ ＤＩＯＤＥ ＬＡＳＥＲ ＡＲＲＡＹ ＦＯＲ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ" |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06181356A (ja) | 1994-06-28 |
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| EP0587154A2 (en) | 1994-03-16 |
| DE69324869D1 (de) | 1999-06-17 |
| IL106983A (en) | 1998-02-22 |
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