JP3313110B2 - 外部空洞半導体レーザーシステム - Google Patents
外部空洞半導体レーザーシステムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 用語「レーザー」は、誘電放射による光増幅（light
amplification by stimulated emission）の頭文
語である。誘導放射は、電磁波が高エネルギー準位E2に
おいて材料の原子に出会う時発生し、原子を下位エネル
ギー準位E1にする。この遷移を経た原子は、プロセスに
おいて電磁波を発出する。発出した波は、入射波に加わ
り、同一方向に移動する。材料の原子が、放射まで誘導
されるために、下位エネルギー準位E1から高位準位E2に
高められるプロセスは、ポンピングプロセスと呼ばれ
る。
amplification by stimulated emission）の頭文
語である。誘導放射は、電磁波が高エネルギー準位E2に
おいて材料の原子に出会う時発生し、原子を下位エネル
ギー準位E1にする。この遷移を経た原子は、プロセスに
おいて電磁波を発出する。発出した波は、入射波に加わ
り、同一方向に移動する。材料の原子が、放射まで誘導
されるために、下位エネルギー準位E1から高位準位E2に
高められるプロセスは、ポンピングプロセスと呼ばれ
る。
レーザー材料は、一般に、光学的又は電気的にポンピ
ングされる。本発明は、半導体レーザー、すなわち、レ
ーザーの活性領域が半導体（GaAs、GaAlAs、等）材料か
ら成るレーザー、の光学的又は電気的ポンピングに関す
る。
ングされる。本発明は、半導体レーザー、すなわち、レ
ーザーの活性領域が半導体（GaAs、GaAlAs、等）材料か
ら成るレーザー、の光学的又は電気的ポンピングに関す
る。
半導体レーザーは、一般に、上方及び下方クラッド材
料の間に挟んだ長尺状の活性レーザー材料を具備する。
料の間に挟んだ長尺状の活性レーザー材料を具備する。
一般に、固体状態レーザーの光ポンピングは、レーザ
ー材料の縦縁にレーザーダイオードからの光ビームを照
射することにより達成される。電気ポンピングは、電子
と正孔を注入し、反転分布を獲得するために、発光材料
のp/n接合に電圧を印加することにより行われる。
ー材料の縦縁にレーザーダイオードからの光ビームを照
射することにより達成される。電気ポンピングは、電子
と正孔を注入し、反転分布を獲得するために、発光材料
のp/n接合に電圧を印加することにより行われる。
レーザーは、内部空洞又は外部空洞を形成される。内
部空洞レーザーは、レーザー材料の縦端部を劈開し、各
端部において光学鏡面を形成することにより形成され、
そのため、光は、活性材料を通して反射往復され、究極
的にレーザーの一端部又は小面から放射される。
部空洞レーザーは、レーザー材料の縦端部を劈開し、各
端部において光学鏡面を形成することにより形成され、
そのため、光は、活性材料を通して反射往復され、究極
的にレーザーの一端部又は小面から放射される。
外部空洞レーザー構造において、第１小面は、多重層
の高反射膜を被覆され、そして反対側の第２小面は、反
射防止（AR）膜を被覆される。レンズは、AR被覆小面か
ら発出された光を視準するように位置付けられる。視準
光は、好ましくはレンズの焦点に位置する鏡に進む。鏡
からレーザーへの光フィールドバックは、第１小面から
発出されたレーザー光の周波数とモードを制御するため
に使用される。
の高反射膜を被覆され、そして反対側の第２小面は、反
射防止（AR）膜を被覆される。レンズは、AR被覆小面か
ら発出された光を視準するように位置付けられる。視準
光は、好ましくはレンズの焦点に位置する鏡に進む。鏡
からレーザーへの光フィールドバックは、第１小面から
発出されたレーザー光の周波数とモードを制御するため
に使用される。
ファイバーオプティック通信システムにおいて使用さ
れる半導体光増幅要素は、ヨーロッパ特許出願EP−Ａ−
０ 342 953において記載される。光増幅器は、半導体
多層構造を有する。一対の反射面が、多層構造を肥厚に
はさみ互いに対向して配設される。多層構造の厚み方向
から要素に入射する光は、反射面の間で反射増加されな
がら、厚み方向に垂直な要素を通った伝搬により増幅さ
れる。本発明は、外部空洞半導体レーザーシステムに関
する。
れる半導体光増幅要素は、ヨーロッパ特許出願EP−Ａ−
０ 342 953において記載される。光増幅器は、半導体
多層構造を有する。一対の反射面が、多層構造を肥厚に
はさみ互いに対向して配設される。多層構造の厚み方向
から要素に入射する光は、反射面の間で反射増加されな
がら、厚み方向に垂直な要素を通った伝搬により増幅さ
れる。本発明は、外部空洞半導体レーザーシステムに関
する。
発明の要約 ２次元半導体レーザー配列から高パワーを抽出するた
めに多くの努力が為されてきた。これらの技術の多く
は、多数の発光要素を並列にコヒーレントに組み合わせ
ることを試行するものである。多数の要素のコヒーレン
トな組み合わせは、非常に多数の発光要素にわたってコ
ヒーレント性を維持することの困難さを含む重要な問題
を有した。ここで、一連に発光する多数の要素からのパ
ワーをシリアルかつコヒーレントに組み合わせることが
できるシステムが記載される。これらの要素は、光学、
電気又は電子ビームポンピングによって励起される。多
重要素の一連動作は、単一コヒーレントモードのみが全
要素において伝搬することを保証する。パワーを一連の
多数の要素に分散させることにより、要素当たりの熱負
荷は、最小レベルに維持され、そして全パワーは、高レ
ベル（＞平均100W、かつ、＞5kWピーク）に上げられ
る。
めに多くの努力が為されてきた。これらの技術の多く
は、多数の発光要素を並列にコヒーレントに組み合わせ
ることを試行するものである。多数の要素のコヒーレン
トな組み合わせは、非常に多数の発光要素にわたってコ
ヒーレント性を維持することの困難さを含む重要な問題
を有した。ここで、一連に発光する多数の要素からのパ
ワーをシリアルかつコヒーレントに組み合わせることが
できるシステムが記載される。これらの要素は、光学、
電気又は電子ビームポンピングによって励起される。多
重要素の一連動作は、単一コヒーレントモードのみが全
要素において伝搬することを保証する。パワーを一連の
多数の要素に分散させることにより、要素当たりの熱負
荷は、最小レベルに維持され、そして全パワーは、高レ
ベル（＞平均100W、かつ、＞5kWピーク）に上げられ
る。
単純ダイオード変形の半導体レーザーは、それら自体
で高平均／ピークパワーにスケーリングできない。その
ような装置は、一般に薄く広幅の発光領域を有する。典
型的なエミッター次元は、１マイクロメーター対数百マ
イクロメーターであり、薄い発光領域のために大きなビ
ーム発散を有する。半導体レーザーからのピークパワー
は、破局的劣化（一般に数MW/cm2）によって制限され
る。そのようなエッジ発光ダイオードレーザーは、この
ため、約10ワットのピークパワーに制限される。さら
に、単一ダイオードレーザーは、これらのパワーレベル
において動作された時、一般に、多重モード放射線を生
ずる。本発明は、これらの問題を除去し、ずっと高いパ
ワーレベルへスケーリングを可能にする。
で高平均／ピークパワーにスケーリングできない。その
ような装置は、一般に薄く広幅の発光領域を有する。典
型的なエミッター次元は、１マイクロメーター対数百マ
イクロメーターであり、薄い発光領域のために大きなビ
ーム発散を有する。半導体レーザーからのピークパワー
は、破局的劣化（一般に数MW/cm2）によって制限され
る。そのようなエッジ発光ダイオードレーザーは、この
ため、約10ワットのピークパワーに制限される。さら
に、単一ダイオードレーザーは、これらのパワーレベル
において動作された時、一般に、多重モード放射線を生
ずる。本発明は、これらの問題を除去し、ずっと高いパ
ワーレベルへスケーリングを可能にする。
平均出力パワーを最大にするために、薄い発光又はレ
ーザー要素が、レーザービームが要素の表面に垂直に伝
搬する如く使用される。ポンプレーザー放射線はまた、
要素の表面に入射する。ピーク循環パワーと、このため
に、出力パワーは、要素円板の領域によって制限される
が、平均パワーは、要素のすべてに分配される。
ーザー要素が、レーザービームが要素の表面に垂直に伝
搬する如く使用される。ポンプレーザー放射線はまた、
要素の表面に入射する。ピーク循環パワーと、このため
に、出力パワーは、要素円板の領域によって制限される
が、平均パワーは、要素のすべてに分配される。
光学又は電気的にポンピングされた半導体レーザー
は、一般に、単一半導体利得要素を使用する。これは、
そのようなシステムの全利得とパワー散逸能力を制限す
る。熱負荷の相応した増大を収容することができるパワ
ーを増大させた半導体レーザーの必要性がある。本発明
は、高品質空間ビームにおいて高ピークと平均パワーを
設けながら、これらの必要性を満たす外部空洞半導体レ
ーザーをポンピングさせるためのシステムを具備する。
は、一般に、単一半導体利得要素を使用する。これは、
そのようなシステムの全利得とパワー散逸能力を制限す
る。熱負荷の相応した増大を収容することができるパワ
ーを増大させた半導体レーザーの必要性がある。本発明
は、高品質空間ビームにおいて高ピークと平均パワーを
設けながら、これらの必要性を満たす外部空洞半導体レ
ーザーをポンピングさせるためのシステムを具備する。
発明により、一つ以上の半導体レーザー活性利得領域
が、基板上に形成される。領域は、光が相互の領域間を
伝搬しない如く、相互に誘電的に絶縁される。領域は、
AlGaAs等の光透過性クラッド層の間に挟んだGaAs等の長
尺状の活性半導体材料において形成され、イオン衝撃又
はエッチングが、活性領域を包囲する損失性隔離モート
を形成するために活性領域の回りに適用される。基板
は、好ましくは、熱伝導性鏡面をその上に形成したヒー
トシンク構造を具備する。底部レーザークラッド層は、
鏡面に隣接して配設される。
が、基板上に形成される。領域は、光が相互の領域間を
伝搬しない如く、相互に誘電的に絶縁される。領域は、
AlGaAs等の光透過性クラッド層の間に挟んだGaAs等の長
尺状の活性半導体材料において形成され、イオン衝撃又
はエッチングが、活性領域を包囲する損失性隔離モート
を形成するために活性領域の回りに適用される。基板
は、好ましくは、熱伝導性鏡面をその上に形成したヒー
トシンク構造を具備する。底部レーザークラッド層は、
鏡面に隣接して配設される。
ポンプ源は、活性半導体材料の長さに沿った活性セグ
メント又は領域を反転分布に励起させ、レーザー放射線
の誘導放射を生じさせるために設けられる。
メント又は領域を反転分布に励起させ、レーザー放射線
の誘導放射を生じさせるために設けられる。
各領域からのレーザー放射線は、材料の長さの最端領
域に隣接して配設した反射端面鏡にシリアルに結合され
る。頂部反射鏡は、底部反射鏡の反対側の領域に隣接し
て水平に配設される。端面鏡からの光は、こうして形成
された光ビームが第１端面鏡と反対側の活性材料の端部
に隣接して配設した部分反射鏡に衝突するまで、ビーム
経路における頂部及び底部反射鏡の間を往復移動する。
この部分反射鏡は、外部空洞の出力鏡を形成し、第１端
面鏡は、外部空洞の反射側面を形成する。
域に隣接して配設した反射端面鏡にシリアルに結合され
る。頂部反射鏡は、底部反射鏡の反対側の領域に隣接し
て水平に配設される。端面鏡からの光は、こうして形成
された光ビームが第１端面鏡と反対側の活性材料の端部
に隣接して配設した部分反射鏡に衝突するまで、ビーム
経路における頂部及び底部反射鏡の間を往復移動する。
この部分反射鏡は、外部空洞の出力鏡を形成し、第１端
面鏡は、外部空洞の反射側面を形成する。
一つ以上のセグメント又は領域が、ポンピングされ
る。多重セグメントを使用する利点は、全熱負荷が単一
ポンピング領域よりも大面積に広げられ、かつ、全純利
得が、単一ポンピング領域に対するよりも増大されるこ
とである。パワー能力は、本発明の方法により、単一要
素よりも100倍以上も増大される。
る。多重セグメントを使用する利点は、全熱負荷が単一
ポンピング領域よりも大面積に広げられ、かつ、全純利
得が、単一ポンピング領域に対するよりも増大されるこ
とである。パワー能力は、本発明の方法により、単一要
素よりも100倍以上も増大される。
なお、発明は、複数の並列エッジ発光ビーム、すなわ
ち、レーザーダイオードの如く光ポンプ源の配列からの
ビームを、円形又は球形エミッターを作成するために直
列に組み合わせた多重励起領域の単一ビームに変換する
ために新規な機構を提供する。
ち、レーザーダイオードの如く光ポンプ源の配列からの
ビームを、円形又は球形エミッターを作成するために直
列に組み合わせた多重励起領域の単一ビームに変換する
ために新規な機構を提供する。
別の見地において、発明の方法は、経路の各端部にお
いてレーザー鏡を単に除去することにより、光増幅器を
形成するために使用される。
いてレーザー鏡を単に除去することにより、光増幅器を
形成するために使用される。
図面の簡単な説明 第１図は、ポンピングシステムの２次元実現を示す、
本発明のレーザーシステムの一実態態様の略図である。
本発明のレーザーシステムの一実態態様の略図である。
第２図は、光共振器の内側の一連の利得要素を含む、
発明の代替態様の略図である。
発明の代替態様の略図である。
好ましい実施態様の説明 本発明の半導体レーザーシステム100の一実施態様
が、第１図に示される。図示された如く、鏡10は、ヘテ
ロ構造を形成するAlGaAsの層122、124の間に挟んだ、Ga
As等の活性半導体レーザー材料の平坦ウェーハ12の一方
の側面において配設される。
が、第１図に示される。図示された如く、鏡10は、ヘテ
ロ構造を形成するAlGaAsの層122、124の間に挟んだ、Ga
As等の活性半導体レーザー材料の平坦ウェーハ12の一方
の側面において配設される。
活性領域24は、各セグメントの回りの半導体材料を損
傷又は除去することにより、ウェーハの残部から横に隔
離される。エッチング又はイオン衝撃プロセスが、この
目的のために使用される。鏡10は、蒸着、析出、スパッ
タリング、又は等価技術により、ウェーハ12において直
接に形成される。鏡は、量子井戸又は多重量子井戸（MQ
W）構造に形成される。ウェーハ12の頂部は、レーザー
システム100の動作波長のための反射防止膜14を被覆さ
れる。底部鏡10は、好ましくは、サファイア、シリコー
ン又は他の良熱伝導材料から形成したマイクロチャネル
クーラー又は他のヒートシンク16に貼付される。冷媒流
は、矢印36の方向である。電源21によって電力を供給さ
れた光ポンプ源20の２次元配列からの放射線18は、活性
又は利得媒体半導体材料120の多重セグメント24を励起
するために、レンズ配列22によって集束される。
傷又は除去することにより、ウェーハの残部から横に隔
離される。エッチング又はイオン衝撃プロセスが、この
目的のために使用される。鏡10は、蒸着、析出、スパッ
タリング、又は等価技術により、ウェーハ12において直
接に形成される。鏡は、量子井戸又は多重量子井戸（MQ
W）構造に形成される。ウェーハ12の頂部は、レーザー
システム100の動作波長のための反射防止膜14を被覆さ
れる。底部鏡10は、好ましくは、サファイア、シリコー
ン又は他の良熱伝導材料から形成したマイクロチャネル
クーラー又は他のヒートシンク16に貼付される。冷媒流
は、矢印36の方向である。電源21によって電力を供給さ
れた光ポンプ源20の２次元配列からの放射線18は、活性
又は利得媒体半導体材料120の多重セグメント24を励起
するために、レンズ配列22によって集束される。
第２鏡26は、励起された半導体材料の多重セグメント
24の各々を通過する経路において、こうして形成された
レーザービーム28を鏡10と鏡26の間で反射往復させるた
めに、ウェーハ12上に位置付けられる。鏡32と34のさら
に他のセットが、外部空洞レーザー共振器の端部を形成
するために経路30の各端に位置付けられる。鏡32は、そ
の経路に沿ってビーム28を反射させる全反射端面鏡であ
る。鏡34は、部分反射性の外部空洞出力鏡である。
24の各々を通過する経路において、こうして形成された
レーザービーム28を鏡10と鏡26の間で反射往復させるた
めに、ウェーハ12上に位置付けられる。鏡32と34のさら
に他のセットが、外部空洞レーザー共振器の端部を形成
するために経路30の各端に位置付けられる。鏡32は、そ
の経路に沿ってビーム28を反射させる全反射端面鏡であ
る。鏡34は、部分反射性の外部空洞出力鏡である。
半導体材料のチップは、バルク半導体、ヘテロ構造、
あるいはIII−Ｖ又はII−VI族材料等の公知の半導体材
料から形成した量子井戸又はMQW構造である。好ましく
は、層124、120、122は、GaAlAs/GaAs/GaAlAsの量子井
戸又は多重量子井戸構造を具備する。好ましい実施態様
において、構造は、数マイクロメートル〜数十マイクロ
メートルの厚さまで、かつポンプ及びレーザー波長に透
過性の組成のGaAlAs層のクラッドまで成長される。その
ようなクラッドは、表面の非放射性再結合を縮小し、こ
れにより、レーザーのためのしきい値は、不当に増大さ
れない。この発明と一貫性のある多数の他の構造と材料
がまた、使用される。
あるいはIII−Ｖ又はII−VI族材料等の公知の半導体材
料から形成した量子井戸又はMQW構造である。好ましく
は、層124、120、122は、GaAlAs/GaAs/GaAlAsの量子井
戸又は多重量子井戸構造を具備する。好ましい実施態様
において、構造は、数マイクロメートル〜数十マイクロ
メートルの厚さまで、かつポンプ及びレーザー波長に透
過性の組成のGaAlAs層のクラッドまで成長される。その
ようなクラッドは、表面の非放射性再結合を縮小し、こ
れにより、レーザーのためのしきい値は、不当に増大さ
れない。この発明と一貫性のある多数の他の構造と材料
がまた、使用される。
好ましい実施態様において、励起された半導体材料の
多重セグメントは、TEMOOモードにおいて最大パワー抽
出効率を達するために、外部空洞レーザー共振器の空間
モードに空間的に整合される。
多重セグメントは、TEMOOモードにおいて最大パワー抽
出効率を達するために、外部空洞レーザー共振器の空間
モードに空間的に整合される。
半導体利得材料120は、ポンプ源20によりその容積を
通して一様に励起されるべきである。これは、例えば、
ポンプ源による光漂白と利得材料の組成を変更すること
により吸収係数の制御の組み合わせによって達成され
る。
通して一様に励起されるべきである。これは、例えば、
ポンプ源による光漂白と利得材料の組成を変更すること
により吸収係数の制御の組み合わせによって達成され
る。
半導体材料は、光学的、電気的又は電子ビームにより
ポンピングされる。好ましい実施態様において、ポンプ
源は、例えば、GaAlAsから作られた半導体ダイオードレ
ーザー又はレーザー配列である。代替的に、半導体ダイ
オードレーザー又はレーザー配列は、表面発光素子の配
列を具備する。
ポンピングされる。好ましい実施態様において、ポンプ
源は、例えば、GaAlAsから作られた半導体ダイオードレ
ーザー又はレーザー配列である。代替的に、半導体ダイ
オードレーザー又はレーザー配列は、表面発光素子の配
列を具備する。
不安定共振器を含む、技術における当業者に公知な任
意の形式の外部共振器構成が使用できる。格子又はエタ
ロンチューナーが、素子の出力波長を制御又は整調する
ために使用される。
意の形式の外部共振器構成が使用できる。格子又はエタ
ロンチューナーが、素子の出力波長を制御又は整調する
ために使用される。
ヒートシンク16と利得領域120の間の領域は、熱抽出
を最大にするためにできるだけ薄くされるべきである。
一般に、共振空洞の軸方向モードが空間的一様利得を達
し、かつ、セグメント間の相対経路差異が重要でなくな
る如く、約１光波長よりも各利得セグメントが厚いこと
が必要である。
を最大にするためにできるだけ薄くされるべきである。
一般に、共振空洞の軸方向モードが空間的一様利得を達
し、かつ、セグメント間の相対経路差異が重要でなくな
る如く、約１光波長よりも各利得セグメントが厚いこと
が必要である。
ポンプ源の直線又は一次元配列が、半導体表面の小面
積がポンピングされている時使用される。
積がポンピングされている時使用される。
上記の実施態様の変形が、第２図に示される。この実
施態様において、一連の円板状半導体レーザー利得要素
38が、２つの鏡、外部空洞反射鏡42と外部空洞出力鏡44
の間に配設したヒートシンク本体40に埋め込まれ、又は
貼付され、あるいは他の方法で配設される。集束鏡48の
配列に付随したポンプ源46の配列が、多重利得要素38を
励起するために適合される。好ましい実施態様におい
て、ヒートシンク装置はサファイアである。円板要素
は、技術において公知な如く、偏光ビームに対してブル
ースター角に配置することにより非反射にされ、あるい
はそれらは、非反射被覆を有する。合成ビーム50の実幾
何経路は、ヒートシンク材料の屈折率を考慮に入れなけ
ればならない。
施態様において、一連の円板状半導体レーザー利得要素
38が、２つの鏡、外部空洞反射鏡42と外部空洞出力鏡44
の間に配設したヒートシンク本体40に埋め込まれ、又は
貼付され、あるいは他の方法で配設される。集束鏡48の
配列に付随したポンプ源46の配列が、多重利得要素38を
励起するために適合される。好ましい実施態様におい
て、ヒートシンク装置はサファイアである。円板要素
は、技術において公知な如く、偏光ビームに対してブル
ースター角に配置することにより非反射にされ、あるい
はそれらは、非反射被覆を有する。合成ビーム50の実幾
何経路は、ヒートシンク材料の屈折率を考慮に入れなけ
ればならない。
なお、第２図において、第１図と同様に、エッジ発光
の平行ビーム52は、直列に結合された複数の活性レーザ
ーセグメント38からの光から成る円光の単一ビーム50に
組み合わされた。
の平行ビーム52は、直列に結合された複数の活性レーザ
ーセグメント38からの光から成る円光の単一ビーム50に
組み合わされた。
発明の範囲はまた、光増幅器に及ぶ。発明の実施態様
において、第１図と第２図の鏡32と34は省略される。そ
れから、光ビームが、一パスにおいて経路30に沿って増
幅される。
において、第１図と第２図の鏡32と34は省略される。そ
れから、光ビームが、一パスにおいて経路30に沿って増
幅される。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−289287（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−278778（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−82592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−55595（ＪＰ，Ａ) Ｓｏｖｉｅｔ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ ｃｓ，１［２］，ｐ．184−185 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，29 ［12］，ｐ．1765−1771 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/14 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (17)
- 【請求項１】ａ）一平面において長手方向に延びる活性
半導体レーザー材料の本体（120）と、 ｂ）該本体（120）の一方の側面に配設した第１鏡（1
0）と、 ｃ）該本体（120）の第２側面に対向して配設した第２
鏡（26）と、 ｄ）該本体（120）上に互いに間隔をおいて形成され、
誘電的に絶縁された複数の活性領域セグメント（24）
と、 ｅ）該本体（120）を通るレーザー光ビーム（28）を生
成するために、放射線（18）によって該本体（120）の
上記複数の活性領域セグメント（24）をそれぞれポンピ
ングするように、上記一平面に対してある角度で該本体
（120）に隣接して配設したポンプ源（20）の配列であ
り、活性半導体材料の上記複数の活性領域セグメント
（24）を通過する経路において、該第１鏡（10）と該第
２鏡（26）の間で該第２鏡（26）がレーザービーム（2
8）を反射往復させるポンプ源（20）の配列と、 ｆ）さらに、上記経路を通ってレーザービーム（28）を
反射させるように上記経路の各端に配設した鏡セット
（32,34）とを具備し、 これにより、該鏡セット（32,34）は、上記複数のセ
グメント（24）が、空間モードの最大パワー抽出を達す
るために空間モードに空間的に整合される如く、所定の
空間モードにおいて動作する外部空洞レーザー共振器の
端部を形成する半導体レーザーシステム。 - 【請求項２】該本体（120）が、バルク半導体、ヘテロ
構造又は量子井戸構造を含むグループから選ばれる請求
の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項３】該半導体本体（120）が、ヘテロ構造、バ
ルク半導体、又は量子井戸構造を含むグループから選ば
れる請求の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項４】該本体（120）が、ポンプ源（20）の波長
とレーザービーム（28）の波長に透過性のGaAlAs層のク
ラッドを含む請求の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項５】該本体（120）が、該第２鏡（26）に面す
る側面において反射防止被覆を有するプレーナー半導体
ウェーハ（12）である請求の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項６】該第１鏡（10）が、該ウェーハ（12）に被
覆される請求の範囲５に記載のシステム。 - 【請求項７】該第１鏡（10）が、ヒートシンク（16）に
貼付される請求の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項８】該第１鏡（10）が、マイクロチャネル冷却
ヒートシンク（16）に貼付される請求の範囲１に記載の
システム。 - 【請求項９】該ポンプ源（20）が、電気的、光学的又は
電子ビーム形式ポンプを含むグループから選ばれる請求
の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項１０】該ポンプ源（20）が、半導体ダイオード
レーザー又はレーザー配列を含むグループから選ばれる
請求の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項１１】該ポンプ源（20）が面発光素子である請
求の範囲10に記載のシステム。 - 【請求項１２】該ポンプ源（20）が、GaAlAsダイオード
レーザー又はGaAlAsレーザー配列である請求の範囲１に
記載のシステム。 - 【請求項１３】該外部空洞レーザー共振器が不安定であ
る請求の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項１４】該外部空洞レーザー共振器が、さらに、
システムのレーザービーム波長を整調するために格子又
はエタロンチューナーを含むグループからのチューナー
を具備する請求の範囲１に記載のシステム。 - 【請求項１５】ａ）一平面において半導体レーザー材料
の本体（120）を提供する段階と、 ｂ）半導体材料の本体（120）上に、互いに間隔をお
き、誘電的に絶縁された複数の活性領域セグメント（2
4）を形成する段階と、 ｃ）本体（120）の一方の側面に第１鏡（10）を配設す
る段階と、 ｄ）本体（120）の反対側面に第２鏡（26）を配設する
段階と、 ｅ）上記複数の活性領域セグメント（24）を非コヒーレ
ント光ビーム（18）によってポンピングすることによ
り、上記レーザー材料を励起させ、本体（120）を通っ
て第１鏡（10）で反射される第１経路に沿って通過する
レーザービーム（28）を生成する段階と、 ｆ）上記第１経路に鏡セット（32,34）を配設すること
により、励起された半導体材料の上記複数の活性領域セ
グメント（24）を通って第１鏡（10）と第２鏡（26）の
間でレーザービーム（28）が反射往復する第２経路に沿
ってレーザービームを通過させる段階とを具備し、 上記鏡セットが、所定の空間モードで作動する外部空洞
共振器を形成して、上記複数のセグメントが、上記空間
モードに空間的に整合される半導体レーザーシステム
（100）を形成する方法。 - 【請求項１６】上記第２経路の各端に鏡セットの各鏡を
それぞれ配設することにより、上記第２経路を通ってレ
ーザービーム（28）を反射させて外部空洞レーザー共振
器を形成する請求の範囲15に記載の方法。 - 【請求項１７】ａ）半導体レーザー材料のウェーハ（1
2）を提供する段階と、 ｂ）半導体材料のウェーハ（12）上に、互いに間隔をお
き、誘電的に絶縁された複数の活性領域セグメント（2
4）を形成する段階と、 ｃ）ウェーハ（12）の一方の側面に第１鏡（10）を配設
する段階と、 ｄ）上記複数の活性領域セグメント（24）を励起して、
レーザー光ビーム経路に沿ってレーザー放射線（28）を
生成する段階と、 ｅ）上記経路に第２鏡（26）を配設して、励起された半
導体材料の上記複数の活性領域セグメント（24）を通っ
て第１鏡（10）と第２鏡（26）の間で光ビーム（28）を
反射往復させてレーザービームを増幅させる段階とを具
備し、 鏡セットが、所定の空間モードで作動する外部空洞共振
器を形成して、上記複数のセグメントが、上記空間モー
ドに空間的に整合される光増幅器を形成する方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/654,798 US5131002A (en) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | External cavity semiconductor laser system |
| US654,798 | 1991-02-12 | ||
| PCT/US1992/001139 WO1992014287A1 (en) | 1991-02-12 | 1992-02-10 | External cavity semiconductor laser system |
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|---|---|---|---|
| JP2001025599A Division JP3702186B2 (ja) | 1991-02-12 | 2001-02-01 | 半導体レーザーシステム |
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|---|---|
| JPH06505369A JPH06505369A (ja) | 1994-06-16 |
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| JP2001025599A Expired - Fee Related JP3702186B2 (ja) | 1991-02-12 | 2001-02-01 | 半導体レーザーシステム |
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|---|---|---|---|
| JP2001025599A Expired - Fee Related JP3702186B2 (ja) | 1991-02-12 | 2001-02-01 | 半導体レーザーシステム |
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| KR (1) | KR930703723A (ja) |
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| CA (1) | CA2103807A1 (ja) |
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| US5418803A (en) * | 1994-01-11 | 1995-05-23 | American Biogenetic Sciences, Inc. | White light laser technology |
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