JP2847006B2 - 光学装置 - Google Patents
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1109—Active mode locking
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/218—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference using semi-conducting materials
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- G02F1/35—Non-linear optics
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- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1112—Passive mode locking
- H01S3/1115—Passive mode locking using intracavity saturable absorbers
- H01S3/1118—Semiconductor saturable absorbers, e.g. semiconductor saturable absorber mirrors [SESAMs]; Solid-state saturable absorbers, e.g. carbon nanotube [CNT] based
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F2203/26—Pulse shaping; Apparatus or methods therefor
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/0813—Configuration of resonator
- H01S3/0817—Configuration of resonator having 5 reflectors, e.g. W-shaped resonators
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可飽和吸収体要素に関
し、特に、ファブリ・ペローエタロンと併用される可飽
和吸収体要素に関する。
し、特に、ファブリ・ペローエタロンと併用される可飽
和吸収体要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】極めて短い光パルスは、高速信号処理お
よび通信にとって重要である。このカテゴリーにおける
光パルスは極短光パルスと呼ばれ、ピコ秒およびサブピ
コ秒の範囲の持続時間を有する。極短光パルスはモード
同期のような技法により得られる。モード同期では、非
線形要素がレーザ共振器内またはレーザ共振器外の何れ
かに配置される。このような非線形要素の一例は可飽和
吸収体である。
よび通信にとって重要である。このカテゴリーにおける
光パルスは極短光パルスと呼ばれ、ピコ秒およびサブピ
コ秒の範囲の持続時間を有する。極短光パルスはモード
同期のような技法により得られる。モード同期では、非
線形要素がレーザ共振器内またはレーザ共振器外の何れ
かに配置される。このような非線形要素の一例は可飽和
吸収体である。
【０００３】可飽和吸収体は、特定の波長の入射輻射線
強度に関連して透明度が変化する材料である。選択され
た動作波長に基づき、可飽和吸収体として、固体、液
体、気体状のものを使用することができる。可飽和吸収
体は、シャッターとして機能する。可飽和吸収体は、入
射してくる全ての弱い輻射線を吸収する。入射輻射線の
強度が、可飽和吸収体の飽和強度に達するにつれて、入
射輻射線は可飽和吸収体を通過できるようになる。可飽
和吸収体は、入射輻射線の波長において透明状態で飽和
するので、一般的に、可飽和吸収体により生じる入射輻
射線の減衰は比較的小さい。
強度に関連して透明度が変化する材料である。選択され
た動作波長に基づき、可飽和吸収体として、固体、液
体、気体状のものを使用することができる。可飽和吸収
体は、シャッターとして機能する。可飽和吸収体は、入
射してくる全ての弱い輻射線を吸収する。入射輻射線の
強度が、可飽和吸収体の飽和強度に達するにつれて、入
射輻射線は可飽和吸収体を通過できるようになる。可飽
和吸収体は、入射輻射線の波長において透明状態で飽和
するので、一般的に、可飽和吸収体により生じる入射輻
射線の減衰は比較的小さい。
【０００４】実際、可飽和吸収体の非線形性と損失は、
入射輻射線が横切る可飽和吸収体材料の断面積または厚
さにより決定される。厚い材料の場合、大きな非線形性
（飽和強度）と大きな損失が共に得られる。一方、薄い
材料の場合、小さな非線形性と小さな損失が得られる。
共振器内または共振器外要素として使用するどちらの場
合にしろ、可飽和吸収体は、密接に関連する非線形性と
損失を示す。
入射輻射線が横切る可飽和吸収体材料の断面積または厚
さにより決定される。厚い材料の場合、大きな非線形性
（飽和強度）と大きな損失が共に得られる。一方、薄い
材料の場合、小さな非線形性と小さな損失が得られる。
共振器内または共振器外要素として使用するどちらの場
合にしろ、可飽和吸収体は、密接に関連する非線形性と
損失を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】可飽和吸収体の損失と
無関係に非線形性または飽和強度を設計するための利用
可能な技術が存在しないので、可飽和吸収体の設計の柔
軟性が制限される。
無関係に非線形性または飽和強度を設計するための利用
可能な技術が存在しないので、可飽和吸収体の設計の柔
軟性が制限される。
【０００６】従って、本発明の目的は、可飽和吸収体の
損失と無関係に非線形性または飽和強度を設計できる新
規な可飽和吸収体を提供することである。
損失と無関係に非線形性または飽和強度を設計できる新
規な可飽和吸収体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】非線形性度、すなわち、
可飽和吸収体の飽和強度および損失は、第１および第２
の反射要素により画成されるファブリ・ペローエタロン
内に可飽和吸収体要素を配置することにより概ね別々に
規制することができる。これにより、可飽和吸収体要素
は、ファブリ・ペロースペクトル応答の反共振部分にお
ける光波長、すなわち、共鳴ピークに対応する光波長の
間で光に対して応答する。形成された要素の組み合わせ
はファブリ・ペロー可飽和吸収体と呼ばれる。
可飽和吸収体の飽和強度および損失は、第１および第２
の反射要素により画成されるファブリ・ペローエタロン
内に可飽和吸収体要素を配置することにより概ね別々に
規制することができる。これにより、可飽和吸収体要素
は、ファブリ・ペロースペクトル応答の反共振部分にお
ける光波長、すなわち、共鳴ピークに対応する光波長の
間で光に対して応答する。形成された要素の組み合わせ
はファブリ・ペロー可飽和吸収体と呼ばれる。
【０００８】可飽和吸収体の厚さはファブリ・ペロー可
飽和吸収体の損失を設定するが、光が入射する第１の反
射要素の反射率の変動は飽和強度（非線形性度）を決定
し、可飽和吸収体要素の補償損失を補助する。ファブリ
・ペロー可飽和吸収体は、モード同期、Ｑ−スイッチン
グなどに使用される大抵のレーザの利得帯域よりも大き
な自由スペクトル域を有する。
飽和吸収体の損失を設定するが、光が入射する第１の反
射要素の反射率の変動は飽和強度（非線形性度）を決定
し、可飽和吸収体要素の補償損失を補助する。ファブリ
・ペロー可飽和吸収体は、モード同期、Ｑ−スイッチン
グなどに使用される大抵のレーザの利得帯域よりも大き
な自由スペクトル域を有する。
【０００９】第１の実施例では、入射光線に面する可飽
和吸収体要素の端面上に高反射率の第１の反射要素が配
置され、一方、同様な高反射率の第２の反射要素が可飽
和吸収体の反対側の端面上に配置されている。誘電体層
は第１の反射要素を形成し、半導体層は第２の反射要素
を形成する。複数個の量子井戸およびバリヤ層を使用
し、可飽和吸収体要素を形成する。
和吸収体要素の端面上に高反射率の第１の反射要素が配
置され、一方、同様な高反射率の第２の反射要素が可飽
和吸収体の反対側の端面上に配置されている。誘電体層
は第１の反射要素を形成し、半導体層は第２の反射要素
を形成する。複数個の量子井戸およびバリヤ層を使用
し、可飽和吸収体要素を形成する。
【００１０】第２の実施例では、可飽和吸収体要素の一
方の端面に金属膜を被着することにより第２の反射要素
が形成されている。
方の端面に金属膜を被着することにより第２の反射要素
が形成されている。
【００１１】第２の実施例の場合、ファブリ・ペロー可
飽和吸収体はモノリシック集積構造体であり、可飽和吸
収体要素および反射要素は単一の物体に集積されてい
る。このようなモノリシック構造体は熱負荷に対して殆
ど不感応性であり、大幅な設計自由度を与え、相対的な
共振器長変動を殆ど排除する。この共振器長変動の排除
は、光パルスの最小持続時間の原因になる。
飽和吸収体はモノリシック集積構造体であり、可飽和吸
収体要素および反射要素は単一の物体に集積されてい
る。このようなモノリシック構造体は熱負荷に対して殆
ど不感応性であり、大幅な設計自由度を与え、相対的な
共振器長変動を殆ど排除する。この共振器長変動の排除
は、光パルスの最小持続時間の原因になる。
【００１２】ファブリ・ペロー可飽和吸収体は高反射率
要素を含んでいるので、このファブリ・ペロー可飽和吸
収体は、利得媒体および、ファブリ・ペロー可飽和吸収
体から利得媒体の反対面に設けられた第３の反射要素に
結合された共振器要素として含ませることができる。斯
くして、ファブリ・ペロー可飽和吸収体はモード同期動
作可能なレーザ構造体を形成する。
要素を含んでいるので、このファブリ・ペロー可飽和吸
収体は、利得媒体および、ファブリ・ペロー可飽和吸収
体から利得媒体の反対面に設けられた第３の反射要素に
結合された共振器要素として含ませることができる。斯
くして、ファブリ・ペロー可飽和吸収体はモード同期動
作可能なレーザ構造体を形成する。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
【００１４】ファブリ・ペロー可飽和吸収体を、レーザ
のモード同期およびＱ−スイッチングに有用な受動可飽
和吸収を行わせる例について以下に説明する。図１に示
されるファブリ・ペロー可飽和吸収体１は、反射要素
２、３と可飽和吸収体要素４を有する。ファブリ・ペロ
ーエタロンを形成するために、反射要素２，３は互いに
平行に分離して配置されている。図示されているよう
に、光線は反射要素２の方からファブリ・ペロー可飽和
吸収体に入射する。
のモード同期およびＱ−スイッチングに有用な受動可飽
和吸収を行わせる例について以下に説明する。図１に示
されるファブリ・ペロー可飽和吸収体１は、反射要素
２、３と可飽和吸収体要素４を有する。ファブリ・ペロ
ーエタロンを形成するために、反射要素２，３は互いに
平行に分離して配置されている。図示されているよう
に、光線は反射要素２の方からファブリ・ペロー可飽和
吸収体に入射する。
【００１５】可飽和吸収体要素４は吸収性の非線形材料
からなる。可飽和吸収体要素の非線形性は特定の波長ま
たはその付近の入射光線の強度、吸収断面積および材料
厚さの関数である。本発明により使用される吸収性非線
形性の場合、特定の動作波長はファブリ・ペローエタロ
ンの非共振バンド内であることが好ましい。この非共振
バンドは、ファブリ・ペローエタロンの隣接する共振
（共鳴）波長間すなわち共鳴ピーク波長間の光波長の範
囲を含む。このタイプの設計を使用することにより、熱
およびその他の設計上の制約を緩和することができる。
ファブリ・ペロー可飽和吸収体における損失を所望の値
に設定するために、可飽和吸収体要素４の厚即ちは断面
積が最初に設計される。
からなる。可飽和吸収体要素の非線形性は特定の波長ま
たはその付近の入射光線の強度、吸収断面積および材料
厚さの関数である。本発明により使用される吸収性非線
形性の場合、特定の動作波長はファブリ・ペローエタロ
ンの非共振バンド内であることが好ましい。この非共振
バンドは、ファブリ・ペローエタロンの隣接する共振
（共鳴）波長間すなわち共鳴ピーク波長間の光波長の範
囲を含む。このタイプの設計を使用することにより、熱
およびその他の設計上の制約を緩和することができる。
ファブリ・ペロー可飽和吸収体における損失を所望の値
に設定するために、可飽和吸収体要素４の厚即ちは断面
積が最初に設計される。
【００１６】反射要素２、３は例えば、誘電体、半導体
または金属製の反射体である。反射要素２、３の反射率
は極めて広い範囲にわたって変化する。大抵の用途で
は、反射要素２はファブリ・ペロー可飽和吸収体１の
“入力”である。このことは、利得媒体またはレーザか
らの光線が最初に反射要素２から入射することを意味す
る。入射光線がポンピングされたＮｄ：ＹＬＦ結晶など
のような利得媒体からのものである場合、反射要素２
は、図４に示されたような別の終端反射要素と共に、レ
ーザ共振器を形成する。従って、反射要素２は３０％以
上の反射率を有しなければならない。ファブリ・ペロー
可飽和吸収体の設計では、反射要素２，３間の間隔およ
び反射要素２の反射率が重要である。
または金属製の反射体である。反射要素２、３の反射率
は極めて広い範囲にわたって変化する。大抵の用途で
は、反射要素２はファブリ・ペロー可飽和吸収体１の
“入力”である。このことは、利得媒体またはレーザか
らの光線が最初に反射要素２から入射することを意味す
る。入射光線がポンピングされたＮｄ：ＹＬＦ結晶など
のような利得媒体からのものである場合、反射要素２
は、図４に示されたような別の終端反射要素と共に、レ
ーザ共振器を形成する。従って、反射要素２は３０％以
上の反射率を有しなければならない。ファブリ・ペロー
可飽和吸収体の設計では、反射要素２，３間の間隔およ
び反射要素２の反射率が重要である。
【００１７】反射要素２、３の間隔Ｌは、この反射要素
２，３間に画成されるファブリ・ペローエタロンの共振
（共鳴）波長または周波数を決定する。ここで、“波
長”および“周波数”という用語は、互換的に使用され
る。波長（λ）および周波数（ｆ）は公知の方程式λ＝
ｃ／ｆ（ここで、ｃは真空中における光の速度である）
により関係付けられる。
２，３間に画成されるファブリ・ペローエタロンの共振
（共鳴）波長または周波数を決定する。ここで、“波
長”および“周波数”という用語は、互換的に使用され
る。波長（λ）および周波数（ｆ）は公知の方程式λ＝
ｃ／ｆ（ここで、ｃは真空中における光の速度である）
により関係付けられる。
【００１８】ファブリ・ペローエタロンの共振（共鳴）
波長を決定するために、方程式ｍλ＝２ｎＬ（ここで、
ｍは整数であり、ｎはファブリ・ペローエタロン内の可
飽和吸収体要素の実効屈折率であり、Ｌは反射要素間隔
である）を計算しなければならない。共振（共鳴）周波
数に関する同等の方程式はｆ＝ｍ（ｃ／２ｎＬ）で表さ
れる。
波長を決定するために、方程式ｍλ＝２ｎＬ（ここで、
ｍは整数であり、ｎはファブリ・ペローエタロン内の可
飽和吸収体要素の実効屈折率であり、Ｌは反射要素間隔
である）を計算しなければならない。共振（共鳴）周波
数に関する同等の方程式はｆ＝ｍ（ｃ／２ｎＬ）で表さ
れる。
【００１９】ｍおよびｍ＋１に対応する隣接共振（共
鳴）波長間の分離は次のように決定される Δλ＝λ2 Δｍ／２ｎＬ［１−（λ／ｎ）（ｄｎ／ｄλ）］ （ここで、式中の各用語は前記に定義した通りのもので
あり、Δｍはｍとｍ＋１の間の整数差である）。この関
係は、隣接する共振（共鳴）波長間の波長差について、
Δλ≒λ2 ／２ｎＬとして近似される。隣接する共振
（共鳴）波長は、反共振波長バンドの両端にあり、反共
振バンドの範囲は、これらの共振（共鳴）波長を除くΔ
λを実質的にカバーしている。一般的に、反共振バンド
の中心部で、ファブリ・ペローエタロンは最大反射率を
有し、πの奇数倍数の往復位相シフト（ここで、位相シ
フトは反射要素２、３の両方の進入深さを含む）を有す
る。
鳴）波長間の分離は次のように決定される Δλ＝λ2 Δｍ／２ｎＬ［１−（λ／ｎ）（ｄｎ／ｄλ）］ （ここで、式中の各用語は前記に定義した通りのもので
あり、Δｍはｍとｍ＋１の間の整数差である）。この関
係は、隣接する共振（共鳴）波長間の波長差について、
Δλ≒λ2 ／２ｎＬとして近似される。隣接する共振
（共鳴）波長は、反共振波長バンドの両端にあり、反共
振バンドの範囲は、これらの共振（共鳴）波長を除くΔ
λを実質的にカバーしている。一般的に、反共振バンド
の中心部で、ファブリ・ペローエタロンは最大反射率を
有し、πの奇数倍数の往復位相シフト（ここで、位相シ
フトは反射要素２、３の両方の進入深さを含む）を有す
る。
【００２０】図１のファブリ・ペロー可飽和吸収体の一
具体例の断面を図２に示す。図２のファブリ・ペロー可
飽和吸収体は反射要素２、３の間に配置された可飽和吸
収体要素４として、半導体多重量子井戸構造体を有す
る。この半導体多重量子井戸構造体は、量子井戸がファ
ブリ・ペロー可飽和吸収体に入射する光の波長またはそ
の付近でバンドギャップを有するように設計されてい
る。図２に示された実施例の場合、量子井戸層のバンド
ギャップは１．０４７μｍに対応するように選択され
る。１．０４７μｍはＮｄ：ＹＬＦクリスタルレーザの
発光波長である。Ｎｄ：ＹＬＦクリスタルレーザはファ
ブリ・ペロー可飽和吸収体の反射要素２に入射する光を
励起するのに使用できる。
具体例の断面を図２に示す。図２のファブリ・ペロー可
飽和吸収体は反射要素２、３の間に配置された可飽和吸
収体要素４として、半導体多重量子井戸構造体を有す
る。この半導体多重量子井戸構造体は、量子井戸がファ
ブリ・ペロー可飽和吸収体に入射する光の波長またはそ
の付近でバンドギャップを有するように設計されてい
る。図２に示された実施例の場合、量子井戸層のバンド
ギャップは１．０４７μｍに対応するように選択され
る。１．０４７μｍはＮｄ：ＹＬＦクリスタルレーザの
発光波長である。Ｎｄ：ＹＬＦクリスタルレーザはファ
ブリ・ペロー可飽和吸収体の反射要素２に入射する光を
励起するのに使用できる。
【００２１】図２に示された可飽和吸収体要素４はＩｎ
ＧａＡｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸構造体からなる。バリ
ヤ層４１−１〜４１−Ｎは、膜厚が４８オングストロー
ムのＧａＡｓからなり、量子井戸層４２−１〜４２−Ｎ
は、膜厚が８２オングストロームのＩｎx Ｇａ1-x Ａｓ
からなる。ここで、Ｉｎ濃度ｘは約０．４８であり、可
飽和吸収体に入射する光の波長に近い量子井戸エネルギ
ーバンドギャップが得られる。エピタキシャル成長法に
より成長した５０周期の量子井戸／バリヤ対がＧａＡｓ
基板上の半導体ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ反射体上に形成され
る。
ＧａＡｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸構造体からなる。バリ
ヤ層４１−１〜４１−Ｎは、膜厚が４８オングストロー
ムのＧａＡｓからなり、量子井戸層４２−１〜４２−Ｎ
は、膜厚が８２オングストロームのＩｎx Ｇａ1-x Ａｓ
からなる。ここで、Ｉｎ濃度ｘは約０．４８であり、可
飽和吸収体に入射する光の波長に近い量子井戸エネルギ
ーバンドギャップが得られる。エピタキシャル成長法に
より成長した５０周期の量子井戸／バリヤ対がＧａＡｓ
基板上の半導体ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ反射体上に形成され
る。
【００２２】各層の膜厚と周期数は、ファブリ・ペロー
エタロンの反射要素２，３間の間隔を決定する。本発明
によれば、この間隔は、入射光の波長（すなわち、可飽
和吸収体要素４が応答する波長）がファブリ・ペローエ
タロンの非共鳴バンド内に収まるように設定される。例
えば、この間隔は約０．６５μｍである。選択された膜
厚、周期数、量子井戸層のエネルギーバンドギャップに
ついて、入射光の波長は、ファブリ・ペローエタロンの
２個の隣接共鳴ピークの間で、このファブリ・ペローエ
タロンのほぼ最大反射率の点において、非共鳴バンドの
中心付近に存在する。
エタロンの反射要素２，３間の間隔を決定する。本発明
によれば、この間隔は、入射光の波長（すなわち、可飽
和吸収体要素４が応答する波長）がファブリ・ペローエ
タロンの非共鳴バンド内に収まるように設定される。例
えば、この間隔は約０．６５μｍである。選択された膜
厚、周期数、量子井戸層のエネルギーバンドギャップに
ついて、入射光の波長は、ファブリ・ペローエタロンの
２個の隣接共鳴ピークの間で、このファブリ・ペローエ
タロンのほぼ最大反射率の点において、非共鳴バンドの
中心付近に存在する。
【００２３】この構造体については意図的なドーピング
を行わなかったが、半導体層のドーピングは別の実施例
では行った。量子井戸構造体のエピタキシャル成長は、
約３８０℃における低温分子線エピタキシー（ＭＢＥ）
により行った。この種の成長環境はキャリアの寿命を短
くする。これにより、比較的堅牢な可飽和吸収体要素４
が得られる。前記の実施例におけるキャリア寿命は約２
５ピコ秒である。
を行わなかったが、半導体層のドーピングは別の実施例
では行った。量子井戸構造体のエピタキシャル成長は、
約３８０℃における低温分子線エピタキシー（ＭＢＥ）
により行った。この種の成長環境はキャリアの寿命を短
くする。これにより、比較的堅牢な可飽和吸収体要素４
が得られる。前記の実施例におけるキャリア寿命は約２
５ピコ秒である。
【００２４】低温ＭＢＥ成長は吸収体要素中の不飽和損
失量を増大させるので、本明細書で説明した低温ＭＢＥ
成長により形成されたファブリ・ペロー可飽和吸収体
は、このような不飽和損失に対して低感度を示す。その
結果、堅牢な可飽和吸収体材料をファブリ・ペロー可飽
和吸収体中で使用することができる。可飽和吸収体要素
の一例を製造する方法として低温ＭＢＥについて説明し
たが、気相エピタキシー、液相エピタキシー、標準的な
ＭＢＥなどのようなその他のエピタキシャル成長法も、
ファブリ・ペロー可飽和吸収体およびその構成要素の製
造に使用することができる。
失量を増大させるので、本明細書で説明した低温ＭＢＥ
成長により形成されたファブリ・ペロー可飽和吸収体
は、このような不飽和損失に対して低感度を示す。その
結果、堅牢な可飽和吸収体材料をファブリ・ペロー可飽
和吸収体中で使用することができる。可飽和吸収体要素
の一例を製造する方法として低温ＭＢＥについて説明し
たが、気相エピタキシー、液相エピタキシー、標準的な
ＭＢＥなどのようなその他のエピタキシャル成長法も、
ファブリ・ペロー可飽和吸収体およびその構成要素の製
造に使用することができる。
【００２５】図２において、反射要素３は、ＧａＡｓ／
ＡｌＡｓ層対の１６（Ｍ＝１６）周期のスタックとして
図示されている。各層の光学的膜厚は、ほぼ１／４波長
（λ／４ｎ，ここで、ｎは特定の層についての実効屈折
率である）の厚さに等しい。例えば、ＧａＡｓ層３１−
１〜３１−Ｍの膜厚は約７６４オングストロームである
が、ＡｌＡｓ層３２−１〜３２−Ｍの膜厚は約９０５オ
ングストロームである。６４０℃で標準的なＭＢＥ成長
を行い、ＧａＡｓ基板５０上に反射要素３を形成した。
反射要素３の反射率は、実施例で使用された入射光波長
で約９６％の高い値を示す。図示された実施例の場合、
構造体を損傷する熱作用を避けるために、反射要素３の
高反射率が好ましい。
ＡｌＡｓ層対の１６（Ｍ＝１６）周期のスタックとして
図示されている。各層の光学的膜厚は、ほぼ１／４波長
（λ／４ｎ，ここで、ｎは特定の層についての実効屈折
率である）の厚さに等しい。例えば、ＧａＡｓ層３１−
１〜３１−Ｍの膜厚は約７６４オングストロームである
が、ＡｌＡｓ層３２−１〜３２−Ｍの膜厚は約９０５オ
ングストロームである。６４０℃で標準的なＭＢＥ成長
を行い、ＧａＡｓ基板５０上に反射要素３を形成した。
反射要素３の反射率は、実施例で使用された入射光波長
で約９６％の高い値を示す。図示された実施例の場合、
構造体を損傷する熱作用を避けるために、反射要素３の
高反射率が好ましい。
【００２６】図２において、反射要素２は誘電体層２
１、２２のスタックとして図示されている。層２１、２
２は、可飽和吸収体要素４の多重量子井戸構造体上にそ
れぞれ堆積されたＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 である。この実施
例における反射要素２の反射率は入射光の波長で約９８
％である。誘電体層２１、２２の堆積方法および所望の
反射率を得るための適正な膜厚を決定する方法は当業者
に周知なので、ここでは特に説明しない。反射要素２は
ここでは誘電体層として説明されているが、誘電体層の
代わりに、同様な高反射率を有する半導体層も使用でき
る。
１、２２のスタックとして図示されている。層２１、２
２は、可飽和吸収体要素４の多重量子井戸構造体上にそ
れぞれ堆積されたＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 である。この実施
例における反射要素２の反射率は入射光の波長で約９８
％である。誘電体層２１、２２の堆積方法および所望の
反射率を得るための適正な膜厚を決定する方法は当業者
に周知なので、ここでは特に説明しない。反射要素２は
ここでは誘電体層として説明されているが、誘電体層の
代わりに、同様な高反射率を有する半導体層も使用でき
る。
【００２７】ファブリ・ペロー可飽和吸収体の別の実施
例を図３に示す。この実施例では、反射要素２と可飽和
吸収体要素４は前記に説明したものと同一のものであ
る。ＧａＡｓからなる基板５１は、可飽和吸収体要素４
の終端層を露出するためにエッチングされているものと
して、その断面が図示されている。図２から、露出終端
層はＩｎＧａＡｓからなる層４２−Ｎである。ファブリ
・ペロー可飽和吸収体構造体を完成させるために、金属
層４３（例えば、金のメッキまたは蒸着薄膜）を反射要
素３として使用する。
例を図３に示す。この実施例では、反射要素２と可飽和
吸収体要素４は前記に説明したものと同一のものであ
る。ＧａＡｓからなる基板５１は、可飽和吸収体要素４
の終端層を露出するためにエッチングされているものと
して、その断面が図示されている。図２から、露出終端
層はＩｎＧａＡｓからなる層４２−Ｎである。ファブリ
・ペロー可飽和吸収体構造体を完成させるために、金属
層４３（例えば、金のメッキまたは蒸着薄膜）を反射要
素３として使用する。
【００２８】図２および図３に示されたファブリ・ペロ
ー可飽和吸収体の実施例は、可飽和吸収体４とモノリシ
ックに集積された反射要素２，３（または４３）を有す
る。このような要素のモノリシック集積は、ファブリ・
ペロー可飽和吸収体がレーザをモード同期するための共
振器要素として使用された場合に、相対的な共振器長の
変動、従って、光波長変動を防止する。また、モノリシ
ック集積ファブリ・ペロー可飽和吸収体構造体は、ファ
ブリ・ペロー可飽和吸収体がレーザ利得媒体と組み合わ
せて使用された時に、最小時間のパルスを実現できる最
小共振器長差をもたらす。
ー可飽和吸収体の実施例は、可飽和吸収体４とモノリシ
ックに集積された反射要素２，３（または４３）を有す
る。このような要素のモノリシック集積は、ファブリ・
ペロー可飽和吸収体がレーザをモード同期するための共
振器要素として使用された場合に、相対的な共振器長の
変動、従って、光波長変動を防止する。また、モノリシ
ック集積ファブリ・ペロー可飽和吸収体構造体は、ファ
ブリ・ペロー可飽和吸収体がレーザ利得媒体と組み合わ
せて使用された時に、最小時間のパルスを実現できる最
小共振器長差をもたらす。
【００２９】図４は、ファブリ・ペロー可飽和吸収体を
利得媒体および反射器と組み合わせて、連続発振（ｃ
ｗ）モード同期およびＱスイッチ動作を行わせるレーザ
の一例を示す。図４に示されたレーザ共振器は、端面ポ
ンピング、定在波、折曲共振器である。利得媒体１０３
は５ｍｍのＮｄ：ＹＬＦクリスタルロッドである。この
ロッドは、ロッドの主進入路に対して垂直な端面にレー
ザ動作波長で高反射を起こす被膜が塗布されており、こ
れによりこの端面は反射要素１１３を形成する。
利得媒体および反射器と組み合わせて、連続発振（ｃ
ｗ）モード同期およびＱスイッチ動作を行わせるレーザ
の一例を示す。図４に示されたレーザ共振器は、端面ポ
ンピング、定在波、折曲共振器である。利得媒体１０３
は５ｍｍのＮｄ：ＹＬＦクリスタルロッドである。この
ロッドは、ロッドの主進入路に対して垂直な端面にレー
ザ動作波長で高反射を起こす被膜が塗布されており、こ
れによりこの端面は反射要素１１３を形成する。
【００３０】この利得媒体１０３の端面には反射防止膜
も塗布されている。この反射防止膜はポンピング源１０
２からの光の波長に対応する特性波長を有する。利得媒
体１０３の反対面はブルースター角でカットされてお
り、Ｎ面１１４を形成している。この実施例では、利得
媒体１０３のレーザ動作波長は約１．０４７μｍであ
り、ポンピング源１０２が連続発振Ｔｉ：サファイアレ
ーザからなるので、ポンピング源１０２からのポンピン
グ光の波長は約７９８ｎｍである。
も塗布されている。この反射防止膜はポンピング源１０
２からの光の波長に対応する特性波長を有する。利得媒
体１０３の反対面はブルースター角でカットされてお
り、Ｎ面１１４を形成している。この実施例では、利得
媒体１０３のレーザ動作波長は約１．０４７μｍであ
り、ポンピング源１０２が連続発振Ｔｉ：サファイアレ
ーザからなるので、ポンピング源１０２からのポンピン
グ光の波長は約７９８ｎｍである。
【００３１】利得媒体１０３からの光はＮ面１１４か
ら、曲率半径２００ｍｍの球面高反射ミラー１０４に放
射される。ミラー１０４は、レーザ共振器直径を１００
μｍ〜７０μｍのスポットサイズに低下させるために使
用する。この値は低ポンピング出力閾値を確保するのに
十分なほど小さい。ミラー１０４からのビーム１０５は
出力カプラ１０６に向けられる。共振器出力カプラ１０
６は４５度の入射角と１％透過率を有する平面転向ミラ
ーからなり、出力ビーム１０７および１０８を介して２
％の総出力結合をもたらす。
ら、曲率半径２００ｍｍの球面高反射ミラー１０４に放
射される。ミラー１０４は、レーザ共振器直径を１００
μｍ〜７０μｍのスポットサイズに低下させるために使
用する。この値は低ポンピング出力閾値を確保するのに
十分なほど小さい。ミラー１０４からのビーム１０５は
出力カプラ１０６に向けられる。共振器出力カプラ１０
６は４５度の入射角と１％透過率を有する平面転向ミラ
ーからなり、出力ビーム１０７および１０８を介して２
％の総出力結合をもたらす。
【００３２】共振器出力カプラ１０６からのビーム１０
９は、約１００ｍｍの曲率半径を有する高反射球面ミラ
ー１１０により、ファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２
に合焦される。ミラー１１０で反射されたようなビーム
１１１のスポット半径は約４０μｍである。ファブリ・
ペロー可飽和吸収体１１２は定在波共振器（すなわち、
反射要素２、１１３により画成される共振器）の他の端
面ミラーを構成する。約１６°の折曲角θ1 および約１
２°の折曲角θ2 は、Ｎｄ：ＹＬＦ利得媒体１０３のブ
ルースター角面１１４の非点収差を殆ど補償する。
９は、約１００ｍｍの曲率半径を有する高反射球面ミラ
ー１１０により、ファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２
に合焦される。ミラー１１０で反射されたようなビーム
１１１のスポット半径は約４０μｍである。ファブリ・
ペロー可飽和吸収体１１２は定在波共振器（すなわち、
反射要素２、１１３により画成される共振器）の他の端
面ミラーを構成する。約１６°の折曲角θ1 および約１
２°の折曲角θ2 は、Ｎｄ：ＹＬＦ利得媒体１０３のブ
ルースター角面１１４の非点収差を殆ど補償する。
【００３３】ファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２は図
２に記載した構造体である。ファブリ・ペロー可飽和吸
収体１１２の設計の重要な利点の一つは、その自由スペ
クトル域（図２の構造体の場合は約１００ｎｍ）がＮ
Ｄ：ＹＬＦレーザの利得帯域（約０．６ｎｍ）よりも遥
かに大きいことである。この設計の観点から、ファブリ
・ペロー可飽和吸収体１１２はモード同期レーザを実現
する際の多くの設計束縛を解きほどき、熱負荷に対する
感受性を除去する。
２に記載した構造体である。ファブリ・ペロー可飽和吸
収体１１２の設計の重要な利点の一つは、その自由スペ
クトル域（図２の構造体の場合は約１００ｎｍ）がＮ
Ｄ：ＹＬＦレーザの利得帯域（約０．６ｎｍ）よりも遥
かに大きいことである。この設計の観点から、ファブリ
・ペロー可飽和吸収体１１２はモード同期レーザを実現
する際の多くの設計束縛を解きほどき、熱負荷に対する
感受性を除去する。
【００３４】ファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２を使
用する図４に示されたモード同期レーザ構造体は結合共
振器構造体として見ることができる。この結合共振器構
造体では、主レーザ共振器は反射要素２、１１３の間に
画成され、また、可飽和吸収体を含む外部非線形共振器
はファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２である。両方の
結合共振器は可飽和吸収体要素を除いて干渉的に重複す
る。何れかの共振器におけるあらゆる共振器長の変動
は、ファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２の存在によ
り、両方の共振器とも同一なので、これはモノリシック
結合共振器に相当する。
用する図４に示されたモード同期レーザ構造体は結合共
振器構造体として見ることができる。この結合共振器構
造体では、主レーザ共振器は反射要素２、１１３の間に
画成され、また、可飽和吸収体を含む外部非線形共振器
はファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２である。両方の
結合共振器は可飽和吸収体要素を除いて干渉的に重複す
る。何れかの共振器におけるあらゆる共振器長の変動
は、ファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２の存在によ
り、両方の共振器とも同一なので、これはモノリシック
結合共振器に相当する。
【００３５】共振器長脱調は最小になり、これにより、
出力光パルスの持続時間も最小になる。結合共振器のレ
ーザ動作波長は、主（利得媒体）共振器の軸モードと、
結合共振器の最大反射率における波長の両方を必要とす
るという条件により、結合共振器構造体の時間はｃ／２
δＬで与えられる。これは厚さδＬ（ここで、δＬは２
個の結合共振器間の共振器長脱調距離である）のファブ
リ・ペローエタロンの自由スペクトル域に対応する。フ
ァブリ・ペロー可飽和吸収体１１２は所望の厚さδＬを
有するファブリ・ペローエタロンに相当する。
出力光パルスの持続時間も最小になる。結合共振器のレ
ーザ動作波長は、主（利得媒体）共振器の軸モードと、
結合共振器の最大反射率における波長の両方を必要とす
るという条件により、結合共振器構造体の時間はｃ／２
δＬで与えられる。これは厚さδＬ（ここで、δＬは２
個の結合共振器間の共振器長脱調距離である）のファブ
リ・ペローエタロンの自由スペクトル域に対応する。フ
ァブリ・ペロー可飽和吸収体１１２は所望の厚さδＬを
有するファブリ・ペローエタロンに相当する。
【００３６】ファブリ・ペロー可飽和吸収体１１２が図
４に示されるような結合共振器モード同期レーザ構造体
において使用される場合、可飽和吸収体要素４の厚さ
は、ファブリ・ペローエタロンによるパルス幅制限を防
止するために、自由スペクトル域が利得媒体の利得帯域
よりも大きなファブリ・ペローエタロンが得られるよう
に設定される。図４に示され、また、前記に説明したよ
うな実施例の場合、エタロンの自由スペクトル域はＮ
ｄ：ＹＬＦ利得媒体の利得帯域よりも大きい。
４に示されるような結合共振器モード同期レーザ構造体
において使用される場合、可飽和吸収体要素４の厚さ
は、ファブリ・ペローエタロンによるパルス幅制限を防
止するために、自由スペクトル域が利得媒体の利得帯域
よりも大きなファブリ・ペローエタロンが得られるよう
に設定される。図４に示され、また、前記に説明したよ
うな実施例の場合、エタロンの自由スペクトル域はＮ
ｄ：ＹＬＦ利得媒体の利得帯域よりも大きい。
【００３７】図４に示されるレーザの場合、安定な自己
始動モード同期パルスが得られた。出力パルスは、共振
器の往復時間により決定される約２２０ＭＨz の反復速
度で４ｐｓの持続時間を有する双曲正割パルス波形を有
していた。このレーザ構造体は、Ｎｄ：ＹＬＦ利得媒体
の緩和周波数に対応する１２０ｋＨz の反復速度で１．
４秒のパルス持続時間を有する自己誘導Ｑスイッチング
特性も示す。図４のレーザからのパルスの平均出力は、
７９８ｎｍの波長における連続発振Ｔｉ：サファイアレ
ーザからの１．４Ｗポンプ出力に応じて、４８０ｍＷで
あった。
始動モード同期パルスが得られた。出力パルスは、共振
器の往復時間により決定される約２２０ＭＨz の反復速
度で４ｐｓの持続時間を有する双曲正割パルス波形を有
していた。このレーザ構造体は、Ｎｄ：ＹＬＦ利得媒体
の緩和周波数に対応する１２０ｋＨz の反復速度で１．
４秒のパルス持続時間を有する自己誘導Ｑスイッチング
特性も示す。図４のレーザからのパルスの平均出力は、
７９８ｎｍの波長における連続発振Ｔｉ：サファイアレ
ーザからの１．４Ｗポンプ出力に応じて、４８０ｍＷで
あった。
【００３８】ファブリ・ペロー可飽和吸収体は特定の波
長における共振器可飽和吸収体として動作する。このた
め、反射要素２の反射率に関する適当な値、可飽和吸収
体要素４の厚さおよび可飽和吸収体要素の製造に関する
成長パラメータを選択することにより、非線形性、損失
および非線形性速度（キャリア寿命）を別個に設計する
ことができる。例えば、エピタキシャル成長法における
成長温度を用いて、可飽和吸収体要素の応答時間を所望
の値にすることができる。所望の応答時間はキャリア寿
命に対応する。非線形性の設計に関して、半導体材料の
動作波長は、非線形性を決定する吸収体断面積および飽
和強度を決定する。
長における共振器可飽和吸収体として動作する。このた
め、反射要素２の反射率に関する適当な値、可飽和吸収
体要素４の厚さおよび可飽和吸収体要素の製造に関する
成長パラメータを選択することにより、非線形性、損失
および非線形性速度（キャリア寿命）を別個に設計する
ことができる。例えば、エピタキシャル成長法における
成長温度を用いて、可飽和吸収体要素の応答時間を所望
の値にすることができる。所望の応答時間はキャリア寿
命に対応する。非線形性の設計に関して、半導体材料の
動作波長は、非線形性を決定する吸収体断面積および飽
和強度を決定する。
【００３９】前記の説明から明らかになるその他のファ
ブリ・ペロー可飽和吸収体の具体例は、可飽和要素につ
いてバルク半導体材料の使用を含む。また、広バンド可
飽和吸収体応答は、半導体可飽和材料の組成に勾配をつ
けるか、または、半導体量子井戸の場合には、反射要素
２付近の広バンドギャップから反射要素３付近の狭バン
ドギャップまで、連続的井戸のバンドギャップエネルギ
ーを変化させることにより得られる。別法として、量子
井戸層および／またはバリヤ層の膜厚を変化させ、実効
的な勾配、従って、広バンド動作をもたらすことができ
る。これらの実施例は図示されていないが、本明細書の
記載から当業者には十分に理解できるのものと確信す
る。
ブリ・ペロー可飽和吸収体の具体例は、可飽和要素につ
いてバルク半導体材料の使用を含む。また、広バンド可
飽和吸収体応答は、半導体可飽和材料の組成に勾配をつ
けるか、または、半導体量子井戸の場合には、反射要素
２付近の広バンドギャップから反射要素３付近の狭バン
ドギャップまで、連続的井戸のバンドギャップエネルギ
ーを変化させることにより得られる。別法として、量子
井戸層および／またはバリヤ層の膜厚を変化させ、実効
的な勾配、従って、広バンド動作をもたらすことができ
る。これらの実施例は図示されていないが、本明細書の
記載から当業者には十分に理解できるのものと確信す
る。
【００４０】可飽和吸収体要素の製造についてＧａＡｓ
／ＩｎＧａＡｓの材料系について前記のように説明して
きたが、異なる所望の波長で可飽和吸収を行わせるため
に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａ
ＡｌＡｓ，ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ，ＧａＡｓＳｂ／ＩｎＡ
ｌＡｓ，ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ，ＧａＡｓＳｂ／ＧａＡｌ
ＡｓＳｂおよびＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰなどのようなII
I-V 族系の他の半導体からも他の適当な組合せ材料を選
択することができる。これらの半導体系において、レー
ザは適当なＧａＡｓまたはＩｎＰ基板に格子適合させる
ことができる。基板材料上に歪み層を成長させることに
より格子不適合も形成させることができる。最後に、II
-VI 族およびIV族の半導体化合物についてデバイス構造
を延長させることもできる。
／ＩｎＧａＡｓの材料系について前記のように説明して
きたが、異なる所望の波長で可飽和吸収を行わせるため
に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａ
ＡｌＡｓ，ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ，ＧａＡｓＳｂ／ＩｎＡ
ｌＡｓ，ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ，ＧａＡｓＳｂ／ＧａＡｌ
ＡｓＳｂおよびＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰなどのようなII
I-V 族系の他の半導体からも他の適当な組合せ材料を選
択することができる。これらの半導体系において、レー
ザは適当なＧａＡｓまたはＩｎＰ基板に格子適合させる
ことができる。基板材料上に歪み層を成長させることに
より格子不適合も形成させることができる。最後に、II
-VI 族およびIV族の半導体化合物についてデバイス構造
を延長させることもできる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可飽和吸収体の損失と無関係に非線形性または飽和強度
を設計できる新規な可飽和吸収体が得られる。また、本
発明のファブリ・ペロー可飽和吸収体は特定の波長にお
ける共振器可飽和吸収体として動作する。このため、反
射要素の反射率に関する適当な値、可飽和吸収体要素の
厚さおよび可飽和吸収体要素の製造に関する成長パラメ
ータを適宜選択することにより、非線形性、損失および
非線形性速度（キャリア寿命）をそれぞれ別個に設計す
ることができる。例えば、エピタキシャル成長法におけ
る成長温度を用いて、可飽和吸収体要素の応答時間を所
望の値にすることができる。所望の応答時間はキャリア
寿命に対応する。非線形性の設計に関して、半導体材料
の動作波長は、非線形性を決定する吸収体断面積および
飽和強度を決定する。
可飽和吸収体の損失と無関係に非線形性または飽和強度
を設計できる新規な可飽和吸収体が得られる。また、本
発明のファブリ・ペロー可飽和吸収体は特定の波長にお
ける共振器可飽和吸収体として動作する。このため、反
射要素の反射率に関する適当な値、可飽和吸収体要素の
厚さおよび可飽和吸収体要素の製造に関する成長パラメ
ータを適宜選択することにより、非線形性、損失および
非線形性速度（キャリア寿命）をそれぞれ別個に設計す
ることができる。例えば、エピタキシャル成長法におけ
る成長温度を用いて、可飽和吸収体要素の応答時間を所
望の値にすることができる。所望の応答時間はキャリア
寿命に対応する。非線形性の設計に関して、半導体材料
の動作波長は、非線形性を決定する吸収体断面積および
飽和強度を決定する。
【図１】ファブリ・ペロー可飽和吸収体の模式図であ
る。
る。
【図２】図１のファブリ・ペロー可飽和吸収体を実現す
るための誘電体および半導体材料層の構造を示す断面図
である。
るための誘電体および半導体材料層の構造を示す断面図
である。
【図３】図２に示されたファブリ・ペロー可飽和吸収体
の別の実施例の模式図である。
の別の実施例の模式図である。
【図４】ファブリ・ペロー可飽和吸収体をレーザモード
同期に応用した模式的構成図である。
同期に応用した模式的構成図である。
１ ファブリ・ペロー可飽和吸収体 ２ 反射要素 ３ 反射要素 ４ 可飽和吸収体要素 ２１ 誘電体層 ２２ 誘電体層 ４３ 金属層 ５０ ＧａＡｓ基板 ５１ 基板 １０２ ポンピング源 １０３ 利得媒体 １０４ ミラー １０６ 出力カプラ １１０ ミラー １１３ 反射要素 １１４ Ｎ面
Claims (8)
- 【請求項１】 相互に離間され、それらの間にファブリ
・ペローエタロンを形成する第１および第２の反射要素
（２，３，４３）と、 実質的に所定の光周波数において非線形光吸収を有し、
前記第１および第２の反射要素（２，３，４３）の間に
配置された半導体材料（４）とからなり、 前記ファブリ・ペローエタロンは、それぞれが共振条件
に対応する複数の光共振周波数を有し、 前記所定の光周波数は、実質的にファブリ・ペローエタ
ロンの共振条件には対応しない光周波数であり、前記所定の光周波数は、 前記複数の光共振周波数のうち
の何れか２つの隣接する光共振周波数の間にあることを
特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 前記第１および第２の反射要素（２，
３，４３）は、前記半導体材料（４）と共にモノリシッ
クに集積されていることを特徴とする請求項１の光学装
置。 - 【請求項３】 前記半導体材料（４）は、 第１のバンドギャップエネルギーを有する第１の材料層
（４１）と、 第２のバンドギャップエネルギーを有する第２の材料層
（４２）とからなり、 前記第１のバンドギャップエネルギーは、第２のバンド
ギャップエネルギーよりも大きく、 第１の層と第２の層を交互に積層して多重量子井戸構造
体を形成し、 第２の材料層（４２）の膜厚は、５００オングストロー
ム以下であることを特徴とする請求項２の光学装置。 - 【請求項４】 前記第１の材料層（４１）は、ＧａＡｓ
の組成物からなり、 前記第２の材料層（４２）は、ＩｎＧａＡｓの組成物か
らなることを特徴とする請求項３の光学装置。 - 【請求項５】 前記半導体材料（４）は、バルク半導体
材料からなることを特徴とする請求項２の光学装置。 - 【請求項６】 第２の反射要素（３）は、 所定の光周波数において１／４波長の光学厚さを有する
第３の半導体材料層（３１）と、 所定の光周波数において１／４波長の光学厚さを有する
第４の半導体材料層（３２）とからなり、 前記第３の半導体材料層（３１）と第４の半導体材料層
（３２）を交互に積層して、第２の反射要素を形成する
ことを特徴とする請求項２の光学装置。 - 【請求項７】 前記第３の半導体材料層（３１）は、Ｇ
ａＡｓを含有し、 前記第４の半導体材料層（３２）は、ＡｌＡｓを含有す
ることを特徴とする請求項６の光学装置。 - 【請求項８】 第１の反射要素（２）は、ＴｉＯ2 から
なる第５の層（２１）と、ＳｉＯ2 からなる第６の層
（２２）を含有し、 前記第６の層（２２）が、非線形光吸収を有する半導体
材料に隣接していることを特徴とする請求項６の光学装
置。
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