JP5658691B2 - フォトン冷却依存レーザー電圧を使用するレーザーダイオードのための出力パワーの安定化 - Google Patents

Description

本発明は、一般には、半導体レーザーに関する。更に詳細には、本発明は、当該レーザーの出力パワー又は当該レーザーの輝度それぞれの安定化に関する。

通常、ＶＣＳＥＬの出力パワーは、温度及びエージング状態に強く依存する。出力パワーの変化を回避するために、幾つかのアプリケーションが、例えば、モニタフォトダイオードの使用のような、精巧な制御又はフィードバックメカニズムを必要とする。

前記レーザーの電圧は、前記出力パワーだけでなく、多くのパラメータに依存するので、前記レーザーの電圧は、通常、出力パワーに関する良好な指標ではない。

このことは、Ｌｉｕの浙江大学のジャーナルＳＣＩＥＮＣＥ Ａ（ＩＳＳＮ１００９―３０９５）から、ＶＣＳＥＬのレーザー電圧は、実験に基づいて
Ｖ＝（Ｉ＊Ｒ_０）／（Ｔ―Ｔ_１）＋Ｖ_ｔ＊ｌｎ（１＋（Ｉ／（Ｉ_０＊（Ｔ―Ｔ_１）））） （方程式１）
と記載されることができ、ここで、Ｉはレーザー電流、Ｖはレーザー電圧、Ｔは内部レーザー温度、即ちキャビティ内部の温度を表している。Ｒ_０、Ｔ_１、Ｖ_ｔ及びＩ_０は、ＶＣＳＥＬの特性パラメータである。特に、これらのパラメータは、ドーピングプロファイル、作動直径（active diameter）等のような、生産パラメータに依存しており、低いロット間精度のみによって制御されることができる。

内部レーザー温度とヒートシンクのＴｈｓ温度との間の相関は、
Ｔ＝Ｔｈｓ＋（Ｖ＊Ｉ ― Ｐ_ｏｐｔ）＊Ｒ_ｔ （方程式２）
によって与えられる。

この方程式において、Ｐ_ｏｐｔはレーザーの出力パワー、Ｒ_ｔは熱抵抗を表している。

−Ｐ_ｏｐｔ＊Ｒ_ｔの項は、フォトン冷却効果として知られている。発されるフォトンのパワーは、レーザーの加熱に寄与しないからである。次いで、レーザー電圧Ｖの出力依存性は、方程式１及び２を組み合わせることによって得られる。

通常、前記レーザーの電圧は、パラメータＲ_０、Ｔ_１、Ｖｔ及びＩ_０が一般に知られていないので、ＶＣＳＥＬの出力パワーのための信頼できる指標として使用されることができない。

この理由のために、しばしば、モニタフォトダイオードが、前記レーザーの出力パワーを監視する及び安定化するのに使用される。しかしながら、モニタフォトダイオードの効率は、僅かに温度依存性があり、動作時に悪化し得る。従って、測定される入力パラメータは、前記レーザーパワー、エージング及びアンビエント条件に依存し、安定化回路の特性を歪め得る。このことを回避するために、安定化回路は、しばしば、付加的な温度測定手段を使用しているので、設計を複雑にしている。この種の安定化回路は、例えば、欧州特許１ ０８５ ６２４Ａ１から知られている。

従って、本発明の目的は、レーザーダイオードの出力パワーの安定化を単純化する、並びに温度及び他のパワー依存及びアンビエント条件の変化からの前記制御回路の感受性を低減させることにある。

１つのダイ内の２つのほぼ同一のＶＣＳＥＬメサのような、２つのレーザーダイオードを使用することが、提案される。第１のレーザーダイオード又はメサは、光源として使用される。この電圧特性は、前述の４つの材料パラメータ及び前記出力パワーに依存する。第２のレーザーダイオードは、レージング（lasing）を回避する更なる構造を有しており、この結果、前記同じ４つの材料パラメータのみに依存する電圧特性をもたらす。この場合、レージングダイオードと非レージングレーザーダイオードとの電圧特性の差は、フォトン冷却のみによる。前記フォトン冷却は、当該レーザーのパワー又はレーザーの輝度それぞれに、直接的に比例するので、前記ダイオードの測定された実際の動作パラメータ間の差は、簡単なパワー安定化のために使用されることができる。

この目的のために、ダイと前記ダイ上の第１のレーザーダイオード及び第２のレーザーダイオードとを有するレーザー装置が、提供される。前記第２のレーザーダイオードは、前記第１のレーザーダイオードの光学軸に対して横方向にオフセットされて配されている。前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードの各々は、供給電圧を印加するための少なくとも１つの電気的接続端子を有し、この結果、様々な電圧が、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードに印加されることができる。前記第１のレーザーダイオードは、十分な電圧が印加されるとレーザー光を発することができる一般的なレーザーダイオードである。しかしながら、前記第２のレーザーダイオードは、第１の半導体レーザーダイオードがレーザー光を発するのに十分な供給電圧が印加される場合にレージングを回避する構造又は要素を有している。勿論、両方のレーザーダイオードは、正しい極性によって動作される。

この配置は、適切な回路を使用して前記レーザー電圧を制御することによって、前記レーザーパワーの簡単な安定化を可能にする。

前記レーザー出力パワーを制御して安定化するために、両方のレーザーの特性の比較が使用される。このことにより、両方のレーザーが共通チップ上で同時に生成されるので、材料依存パラメータのロット依存の逸脱は、大いに解消され、従って、両方のレーザーダイオードの材料依存パラメータは、少なくとも実質的に等しいか同一でさえある。しかしながら、異なるレーザーダイオードが使用される場合でさえも、両方のレーザーダイオードが同じ順番で層を有するように、これらを並行して製造するのが有利である。

フォトン冷却がＶＣＳＥＬの出力パワーに比例するので、本発明は、ＶＣＳＥＬのような、２つの同じ又は殆ど同じ高密度で圧縮されたレーザーダイオードの電圧特性を使用することを提案し、一方のダイオードが他方のレーザーダイオードの出力パワー安定化のための入力としてレージングを回避するように変更される。従って、本発明の好適な改良によれば、前記レーザー電圧は、当該レーザーのパワーを安定化する制御回路の入力パラメータとして使用される。

更に詳細には、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードに接続されている前記制御回路は、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードの両端の電圧の差に基づいて前記レーザー出力パワーを安定化するように配されることができる。

このことは、オペアンプのような差動アンプによるフィードバックループを有する制御回路によって非常に簡単に達成されることができる。このことにより、２つの電流経路に沿った電圧降下は、タップをつけられ前記差動アンプに供給され、これにより、前記電流経路の各々において、前記レーザーダイオードは接続され、これにより分圧器が、前記経路のうちの１つに沿った電圧降下の所定の割合を分割する。分割された電圧は、前記差動アンプの一方の入力に供給され、他方の経路からタップされる電圧は、前記差動アンプの他方の入力に供給される。特に、前記所定の割合は、例えば、ポテンシオメーターによって調整可能であり得る。

本発明の好ましい実施例において、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードは、ダイ上で横方向にオフセットされて配されている垂直表面発光レーザーダイオード（ＶＣＳＥＬ）メサ構造である。しかしながら、本発明にエッジ発光レーザーを使用することも可能である。

この場合、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードは、前記ダイの後ろ側（即ち前記メサが配されている前側に対向する前記ダイの側部）における共通端子を共有すると共に、前側における別個の端子接触を有することができる。更に、前記メサは、有利には、共通の下方ブラッグ反射体スタックを共有することができる。このことは、製造工程を単純化するだけでなく、前記ダイオード間の熱結合を向上する。

同様に、この目的のためには、前記レーザーダイオードを互いにできるだけ近くに配することが有利である。従って、本発明の更なる改良によれば、前記レーザーダイオードの中心間の横方向の距離は、５００マイクロメートル未満、好ましくは２５０マイクロメートル未満である。

両方のレーザー間の電圧差を前記第１のレーザーダイオードの出力パワーの線形関数であるとみなすか又は近似する場合、非常に簡単な制御回路が、使用されることができる。前記制御回路は、更に、有利には、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードの動作電圧の差を設定することによって出力パワーを設定する設定手段を有することができる。このような設定手段は、単に、ポテンシオメーターによって実施化されることができる。

レージングを回避する前記構造は、前記第２のレーザーダイオードの前記共振器の質を低下させる構造又は要素であることができる。前記構造は、このことにより前記第２のレーザーダイオードのリフレクタ要素の一方において後方に反射される光の位相面（phase front）を妨害する又は変更することによって振る舞うことができ、前記構造は、例えば、反射される前記光にランダムな位相を導入することによって、位置決めされることができる。他の可能性は、空気との界面の垂直位置を変化させることである。第１のレーザーダイオード及び第２のレーザーダイオードとしてのＶＣＳＥＬの場合、レージングを回避するこの構造は、前記第２のレーザーダイオード上の表面エッチングであり得る。このことは、表面エッチングが、複雑な更なる作製工程を必要とせずにレージングを効果的に抑制するので、有利である。代替的には、上方に分配されたブラッグ反射体の空気に対する界面は、前記第１のレーザーダイオードに対して約４分の１波長だけ低くされることができる。このことは、相殺的干渉が前記界面において導入されるので、このブラッグ反射体層スタックの全体的な反射率をかなり低下させる。勿論、相殺的干渉を導入するように、この低さは、必ずしも４分の１波長である必要はない。相殺的干渉は、他の仕方でも導入されることができる。例えば、更なる層が、堆積されることができる。この表面のエッチングも、簡単に前記表面を粗くすることができる。代替的には、特定の構造が、適切なマスキングによって上方のブラッグ反射体スタック内に導入されることができる。しかしながら、前記第２のレーザーダイオードのレージングの回避の目的のために他の構造を導入することも可能である。例えば、少なくとも１つのブラッグ反射体層スタックの層の平面性が乱されても良い。１つの例は、小さい窪みを、分配されたブラッグ反射体のより下方の層の１つに導入することである。この場合、その後に堆積される層は、前記窪みの近くで曲げられ歪められる。このように導入されるＤＢＲの非平面性は、光学共振器の質を低下させる。他方で、前記窪みが小さい場合、上述の方程式１及び２に与えられている材料特性は、ほとんど影響を受けないままである。

一般に、本発明は、温度ドリフトを補償するのに使用されることができるが、信頼できる終末期検出器として機能することもできる。更に、本発明によるレーザー装置は、光学送信機の分野におけるアプリケーションに便利である。同様に、後述するように、前記レーザー電圧の差の測定が光輝度の正確な決定を可能にするので、本発明によるレーザー装置は、計測光源として使用されることができる。

８５０ｎｍ波長による最高水準の単一モードＶＣＳＥＬの出力及び電圧特性を示している。 本発明によるレーザー装置の模式的な断面を示している。 前記レーザー装置上の上面図を示している。 図２及び３に模式的に示されている配置のＶＣＳＥＬの測定された特性を示している。 前記レーザー装置の出力パワーを制御する及び安定化する制御回路の一実施例を示している。

図１には、ＶＣＳＥＬの典型的な特性が、示されている。詳細には、図１は、レーザーパワー及び電圧の特性をレーザー電流の関数として示している。図１から分かるように、レーザー出力パワーＰ_ｏｐｔはレーザー電流に関して殆ど線形に変化するのに対して、レーザー電圧は、強く非線形である。従って、前記レーザー電圧は、通常、前記レーザー出力パワーを安定化するために可変な良好な制御ではない。しかしながら、本発明によれば、類似の設計のレージングダイオード及び非レージングダイオードの電圧の差は、簡単な制御回路を更に可能にする非常に良好な制御変数をまさに提供する。

従って、第１のレーザーダイオード及び第２のレーザーダイオードが同じダイ上で互いに近くに配されているレーザー装置が考えられる。前記ダイオードのうちの一方は、通常のレーザーであり、他方は、第１の半導体レーザーキャビティがレーザー光を発するのに十分である供給電圧が印加される場合のレージングを回避する付加的な構造を有している。

本発明によるレーザー装置の断面は、図２に示されている。前記装置の上面図が、図３に示されている。

示されている当該装置は、ＶＣＳＥＬとして準備されている。当該装置は、２つのＶＣＳＥＬレーザーダイオード３、５のための基板としてのダイ又はチップ１を有している。図２から分かるように、両方のレーザーダイオード３、５は、共通の下方ブラッグ反射体層スタック６を共有している。この下方ブラッグ反射体層スタック６上に、前記メサ構造の層が、堆積される。レーザーダイオード３、５各々の前記メサ構造は、活性領域としての１つ以上の量子井戸９と、１つ以上の電流閉じ込め層１１と、上方ブラッグ反射体層スタック７とを有する。

１つ以上の量子井戸９が、それぞれ、下方及び上方ブラッグ反射体層スタック６及び７間に配される。

電流閉じ込め層１１は、この層の中央において伝導率が高くなるように、エッジにおいて部分的に酸化されている半導体層である。このことにより、前記電流は、この光軸の近くにおいて前記メサの中央に閉じ込められる。前記層は、必須ではないが、高度に規定されたビームの生成に便利である。

前記メサの層は、前記下方ブラッグ反射体層スタックと一緒に、ダイオードを形成し、前記ブラッグ反射体層スタックのうちの一方は、ｎドープされた又はｎ型の導体であり、他方のスタックは、ｐドープされた又はｐ型の導体であり得る。

しばしば、ｎ型の下方ブラッグ反射体層スタック６及びｐ型の上方ブラッグ反射体層スタック７が、使用される。

前記ＶＣＳＥＬに共通する材料は、前記ダイのためのＧａＡｓ基板及び分配されたブラッグ反射体又はブラッグ反射体層スタックのための交互のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ層である。量子井戸としては、薄いＩｎＧａＡｓ層が、適切である。例えば、量子井戸層９は、２つのＧａＡｓ量子井戸障壁層間に埋め込まれるＩｎＧａＡｓ層によって構成されることができる。特に、以下の材料の組み合わせは、ＶＣＳＥＬに共通する。約７６０ｎｍの放出波長が、前記量子井戸層及び前記量井戸障壁層のためのＡｌＧａＡｓを使用して達成されることができる。前記量子井戸層のためのＧａＡｓ及び前記量子井戸障壁層のためのＡｌＧａＡｓの使用は、８５０ｎｍ周辺の範囲における波長に適切である。９８０ｎｍ周辺の波長は、ＩｎＧａＡｓ量子井戸層及びＧａＡｓ量子井戸障壁層の上述の組み合わせによって達成されることができる。１３００ｎｍ周辺の長い波長に対しては、例えば、量子井戸障壁層としてのＩｎＧａＡｓとの組み合わせにおける量子井戸層としてのＩｎＧａＡｓＮが、使用されることができる。

しかしながら、当業者に知られている材料の更なる組み合わせも存在する。例えば、少なくとも前記活性領域のためのＩｎＰ又はＧａＩｎＡｓＮの使用も、可能である。

レーザーダイオード３、５のメサの各々の上に、リング接触１２が、堆積される。レーザーダイオード３、５のこのリング接触１２は、それぞれ、レーザーダイオード３、５の別個の端子接触３１、５１に接続されている。典型的な層の配置において、これらの端子接触３１、５１は、前記ダイオードの陽極接触である。更に、両方のレーザーダイオード３、５は、ダイ１の後方における共通の第２の端子接触１３を共有している。典型的には、この接触は、レーザーダイオード３、５のための陰極接触である。

図２及び３から分かるように、表面エッチング１５は、レーザーダイオード５の上方ブラッグ反射体層スタック７に施されている。前記表面エッチングは、リング接触１２の中央の領域を露出させるために導入されている。

ブラッグ反射体層スタック７のこのエッチングにより、当該スタックの表面は、粗くなっている。これにより、この表面において後方に反射される光の位相面が妨害され、第２のレーザーダイオード５の共振器の質を低下させる。この低下された共振器の質の結果は、両方のレーザーダイオード３、５が同じ電流で動作される場合でさえも、レーザーダイオード５のレージングが回避されるのに対して、レーザーダイオード３がレーザー光を発することである。この状態は、少なくとも、第２のレーザーダイオード５もレージング状態に到達する或るしきい値電流まで、維持されることができる。しかしながら、第２のレーザーダイオード５のレージングを回避することも可能である。前記表面が前記エッチングによって平面状のままである場合でさえも、エッチング１５は、好ましくは、上方ブラッグ反射体層スタック７の高さを減少するように実行される。これにより、相殺的干渉が、ブラッグ反射体層スタック７の全体的な反射率を低下させる及びレーザーダイオード５のレージング状態を回避するのに常に効果的である周囲空気との前記層スタックの界面に、導入されることができる。代替的には、類似の効果を有する更なる層が、設けられることができる。例えば、１つ以上の反射防止層が、ブラッグ反射体層スタック７上に堆積されることができる。

リング接触１２は、同時に、表面エッチング１５がリング接触１２の開口に限定されるようにエッチングのためのマスクとして使用されることができる。電流は、エッチングされた表面において殆ど流れないので、前記エッチングは、方程式１及び２で与えられる材料依存パラメータに対して影響しない又は軽微な影響しか持たない。

このことは、レーザーダイオード３のキャビティ内の温度間の差ができる限り小さい場合、レーザーダイオード３のレーザー出力パワーの安定化に有利である。従って、レーザーダイオード３、５間の良好な熱結合が、有益である。この目的のために、共通の下方ブラッグ反射体層スタック６が、有利である。同様に、前記レーザーダイオードを互いにできるだけ近くに配することが、有利である。従って、好ましい実施例によれば、図２、３の実施例に対する制限を伴うことなく、中心から中心へのレーザーダイオードの横方向の距離は、５００マイクロメートル未満である。好ましくは、前記ダイの横方向の寸法は、３００マイクロメートル未満であり、レーザーダイオードの光学軸間の又は中心から中心までの横方向の距離は、２５０マイクロメートル未満である。

図４は、図２及び３に模式的に示されている配置のレーザーダイオード３、５の測定された電圧及び出力パワー特性の比較を示している。当該装置のメサの中心から中心までの距離は、２００マイクロメートルである。曲線Ｖ１は、レーザーダイオード３の電圧特性を示しており、曲線Ｖ２は、レージングしていないレーザーダイオード５の電圧特性を示している。レージングダイオード３の両端における電圧降下は、非レージングダイオード５と比較して、レーザー電流の増大と共に速く増大する。この差は、この例において、約Ｉ＝３ｍＡのレーザー電流の場合におよそ１００ｍＶに達する。勿論、当該差は、前記レーザーダイオード３、５の設計に、特に公称出力パワーに依存する。

このレーザー電圧の差は、完全に又は少なくとも実質的にフォトン冷却効果に起因しているものである。前記レーザー電流による電圧差の増大は、およそ前記レーザー電流の一次関数でもあるレーザーダイオード３のレーザー出力パワーＰ_ｏｐｔに対応するので、およそ線形である。

前記レーザー電流を乗算された電圧差が、前記出力パワーの絶対値を与えるので、本発明による装置は、絶対数において前記レーザー出力パワーを決定するのに非常に有利に使用されることができる。このことは、従来のレーザーダイオードの場合に達成するのには直接的ではない。例えば、モニタダイオードによる測定は、単に間接的なものであり、発されるレーザーの輝度にさえ比例しないことがあるからである。これとは対照的に、当該電圧差の決定は、容易に絶対数において実行されることができる。絶対数において前記出力パワーを決定するためには、前記電圧差は、前記レーザー電流と一緒に決定されることができる。この場合、前記レーザー電流の前記電圧差との積は、直接的に前記レーザー出力パワーを与える。

従って、本発明の改良によれば、前記レーザー装置は、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオード間の電圧差を検出する手段と、前記電圧差から前記レーザー出力パワーを決定する又は算出する手段とを有している。

明らかに、この改良は、レーザーダイオードとしてのＶＣＳＥＬ又は図２及び３に示されている特定の配置に限定されるものではない。例えば、この改良は、共通のダイ上の２つのエッジ発光レーザーの配置に適用されることもできる。一般に、本発明は、前記レーザー出力パワーの非常に簡単な決定を可能にするので、本発明は、較正の目的のための（例えば、従来のレーザーダイオード又は他の光源のレーザー出力パワーを較正するための）光源として使用されることができる。

図５は、前記レーザー出力パワーを制御する及び安定化するために利用されることができる簡単なフィードバックループ制御回路２０を示している。当該回路は、それぞれ、前記第１のレーザーダイオード３及び前記第２のレーザーダイオード５の両端における電圧の差に基づいて前記レーザー出力パワーを安定化する。更に詳細には、フィードバックループ制御回路２０は、差動アンプによるフィードバックループを有しており、これにより２つの電流経路に沿った電圧降下はタップされ供給され、前記電流経路の各々において、前記レーザーダイオードの一方は接続され、これにより分圧器は、前記電流経路のうちの一方に沿った電圧降下の所定の調整可能な割合を分割し、分割された電圧は、前記差動アンプに供給される。図５の例において、オペアンプ２７は、差動アンプとして使用される。

フィードバックループ制御回路２０のためのパワー又は動作電圧は、オペアンプ２７の出力２１とアース２２との間に供給される。レーザーダイオード３、５を流れる電流は、それぞれ、レーザーダイオード３、５に直列接続されている抵抗２３又は２４を流れる。

当該フィードバックループのための電圧は、それぞれ、抵抗２３とレーザーダイオード３との間並びに抵抗２４と非レージングダイオード５との間に位置されているタップ位置２５、２６においてタップされる。

タップ位置２５、２６からタップされる電圧は、差動アンプに供給される。図５に示されている実施例において、オペアンプ２７は、この目的のために使用される。

調整可能なレーザー出力パワーを提供するために、所定の割合は、位置２６においてレーザーダイオード５の電流経路からタップされる電圧から分割される。この目的のために、前記オペアンプに供給される電圧は、抵抗２４と並列に接続されているポテンショメータ２８からタップされる。正確なトリミングを可能にするために、ポテンショメータ２８は、更なる抵抗２９と直列に接続されている。

オペアンプの出力２１は、正の電位を供給する及び制御する。前記ポテンショメータを調整することによって、抵抗２３、２４の両端における電圧降下の特定の差が設定される。この電圧差は前記オペアンプ内への入力として供給され、この差を補償し、この状態を安定化する。次に、同じ電圧差が、この電圧差がレーザーダイオード３、５においても安定化されるように、タップ位置２５を及び２６間に確立される。

図４における曲線Ｖ１、Ｖ２間の電圧差が、およそ線形とみなされることができるので、図５に示されている回路は、前記レーザー出力パワーの殆ど線形の調整を可能にする。

図５の実施例は、例えば、
抵抗２３及び２４のための２ｋΩ抵抗、
抵抗２９のための１００ｋΩ抵抗、
ポテンショメータ２８のための１０ｋΩ最大抵抗、及び
オペアンプ２７としてのＬＭ３２４モジュール
の構成要素を使用して実現されることができる。

更に、図２及び３に示されている配置を使用する場合、端子接触５１はタップ位置２６に、端子接触３１はタップ位置２５に接続されている。共通の陰極端子接触１３は、フィードバックループ制御回路２０のアース２２に接続されている。

図５に示されている回路は、単に例示的なものである。更に、当該回路は、更なる構成要素を有することができる。

同様に単純化されて図５に示されているフィードバックループ制御回路２０と図２及び３に模式的に示されているダイを使用して、前記レーザー出力パワーは、規定されている温度範囲内で約±６％まで安定化されることができることが確認された。比較において、従来のＶＣＳＥＬのレーザー出力パワーは、この温度範囲内で約３０％降下する。

本発明の好ましい実施例が、添付の図面に示されると共に上述において記載されたが、本発明は、開示されている実施例に限定されるものではなく、後続する添付の請求項で述べられている本発明の範囲を逸脱することなく多数の変形がなされることができることを理解されたい。

１ ダイ
３ 第１のレーザーダイオード
５ 第２のレーザーダイオード
６ レーザーダイオード３、５の下方ブラッグ反射体スタック
７ レーザーダイオード３、５の上方ブラッグ反射体スタック
９ レーザーダイオード３、５の量子井戸
１１ レーザーダイオード３、５の電流開口
１２ レーザーダイオード３、５のリング接触
１３ レーザーダイオード３、５の共通の陰極端子接触
１５ レーザーダイオード５の上方ブラッグ反射体スタック７上の表面エッチング
２０ フィードバックループ制御回路
２１ オペアンプ２７の出力２１
２２ アース
２３、２４、２９ 抵抗
２５、２６ タップ位置
２７ オペアンプ
２８ ポテンショメータ
３１ レーザーダイオード３陽極端子接触
５１ レーザーダイオード５の陽極端子接触

Claims (14)

1. ダイと、前記ダイ上の第１のレーザーダイオード及び第２のレーザーダイオードとを有するレーザー装置であって、前記第２のレーザーダイオードは、前記第１のレーザーダイオード光軸に対して横方向にオフセットされて配されており、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードの各々は、供給電圧を印加するための少なくとも１つの電気的接続端子を有しており、この結果、様々な電圧が前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードに印加されることができ、前記第１のレーザーダイオードは、十分な電圧が印加されるとレーザー光を発することができ、前記第２のレーザーダイオードは、前記第１のレーザーダイオードがレーザー光を発するのに十分な供給電圧が印加された場合のレージングを回避する構造を有し、前記レーザー装置が、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードに接続されている制御回路であって、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードの両端の電圧の差に基づいて前記レーザー出力パワーを安定化する制御回路を有する、レーザー装置。
2. 入力パラメータとして前記レーザー電圧を使用する前記レーザーパワーを安定化させる制御回路を更に有する、請求項１に記載のレーザー装置。
3. 前記制御回路は、前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードの動作電圧の差を設定することによって出力パワーを設定する設定手段を更に有する、請求項１乃至２の何れか一項に記載のレーザー装置。
4. 前記制御回路は、差動アンプによるフィードバックループを有しており、これにより２つの電流経路に沿った電圧降下がタップされ供給され、これにより前記電流経路の各々において、それによって前記レーザーダイオードの一方が接続されており、これにより分圧器が前記経路の一方に沿った電圧降下の所定の比を分割し、分割された電圧は前記差動アンプに供給される、請求項１に記載のレーザー装置。
5. 前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードが、前記ダイ上で横方向にオフセットされて配されている垂直表面発光レーザーダイオードのメサ構造である、請求項１に記載のレーザー装置。
6. 前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードは、前記ダイの後ろ側において共通端子を共有しており、前記ダイの前側において別個の端子接触を有している、請求項１乃至５の何れか一項に記載のレーザー装置。
7. 前記メサ構造は、共通の下方ブラッグ反射体スタックを共有している、請求項５に記載のレーザー装置。
8. レージングを回避する前記構造が、前記第２のレーザーダイオードの共振器の質を低下させる、請求項１に記載のレーザー装置。
9. レージングを回避する前記構造が、前記第２のレーザーダイオードのリフレクタ要素の一方において後方に反射される光の位相面を妨害することによって振る舞う、請求項１乃至８の何れか一項に記載のレーザー装置。
10. 前記構造は、上方ブラッグ反射体層スタックの界面に相殺的干渉を導入する、請求項８に記載のレーザー装置。
11. 前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードは垂直表面発光レーザーダイオードであり、レージングを回避する前記構造は、前記第２のレーザーダイオードの上部の表面エッチングである、請求項１に記載のレーザー装置。
12. 前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオードは、同等の設計のものであるがレージングを回避する前記構造により異なるものである、請求項１に記載のレーザー装置。
13. 前記レーザーダイオードの中心間の横方向の距離が５００マイクロメートル未満である、請求項１に記載のレーザー装置。
14. 前記第１のレーザーダイオード及び前記第２のレーザーダイオード間の電圧差を検出する手段と、前記電圧差から前記レーザー出力パワーを決定するための手段とを更に有する、請求項１に記載のレーザー装置。

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