JPH0254982A - 光ポンピング式レーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、改良された光ポンピング式レーザに関する。

特に、この光ポンピング式レーザは、広い帯域幅にわた
って分布された一様な強度を有する光ポンピング放射を
生成するためのレーザダイオードアレイと、上記帯域幅
内の放射を吸収するための吸収帯を有するレーザ材料と
を具備している。

〔発明の概要〕

本発明の光ポンピング式レーザは、広い帯域幅にわたっ
て一様に強度が分布された光ポンピング放射を生成する
ためのレーザダイオードアレイと、上記帯域幅内の放射
を受けとるための吸収帯を有するレーザ材料とを備える
ことによって、レーザの動作の安定性を向上させたもの
である。

〔従来の技術〕

レーザは、典型的にはエネルギーの入力によって基底状
態から高エネルギー準位に励起された能動媒体すなわち
レーザ材料の原子または分子から光子を誘導放出するこ
とによって単色のコヒーレント光を発生させる能力を有
する装置である。

そのような装置には、光のための閉じた周回移動路を形
成する、反射性が高い表面によって限定された光学キャ
ビティすなわち共振器が含まれており、能動媒体は上記
共振器中に含まれている。

レーザ材料の励起によって反転分布が発生すると、基底
状態に戻りつつある、励起された原子または分子からの
光子の自然放出が、他の励起された原子または分子から
同じエネルギーの光子の放出を誘導することができる。

その結果、最初の光子は、共振器のミラーの間に、エネ
ルギーが同じで位相が正確に合っている光子のカスケー
ドを生じる。この光子のカスケードの一部は、例えば、
共振器の反射面の１個以上を通る透過によって、共振器
の外に放出される。

レーザのレーザ材料の励起は、例えば、光ポンピング、
電流インジェクション、または、放電の使用などのよう
な、多種類の方法で行うことができる。光ポンピングに
は、レーザ材料による光の吸収を通した反転分布が関係
する。レーザのレーザ材料を光ポンピングするためすな
わち励起させるために、貴ガスアーク灯、タングステン
−ハロゲン灯、発光ダイオードレーザダイオードとレー
ザダイオードアレイからの光を使用することは周知であ
る。

光ポンピングを行うためには、放射源からレーザ材料に
届けられた光子は、レーザ材料の吸収バンド内にあるな
ど、非常に精密なものでなければならない。特に、ポン
ピング放射の波長は、要求される反転分布を生成するた
めにレーザ材料が吸収する波長でなければならない。

ロスに与えられた米国特許筒３，６２４，５４５号は、
１光子以上の半導体レーザダイオードによって側にポン
ピングされる、ネオジムがドープされたイツトリウム・
アルミニウム・ガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）ロンドで構
成された光ポンピング半導体レーザを説明している。同
様にチエスラーに与えられた米国特許筒３．７５３．１
４５号はＮｄ：ＹＡＧロッドのポンピングを終了させる
ために１個以上の発光半導体を使用することを開示して
いる。ネオジムがドープされたＹＡＧのような固体レー
ザ材料のポンピングを終了させるためにパルス型レーザ
ダイオードのアレイを使用することは、ローゼンクラン
ッらに与えられた米国特許筒３．９８２，２０１号に記
載されている。

半導体ダイオードレーザのようなレーザは、電流を与え
ることによって作動される。レーザダイオードは、光ポ
ンピングレーザのための効率的なポンプである。これは
、レーザポンプからの出力放射が、光ポンピングされる
レーザ材料の吸収帯またはピークが整合する方法で選択
された単波長（または、帯域幅が非常に狭い波長）であ
るからである。残念ながら、レーザポンプの出力放射を
レーザ材料の吸収帯と整合させることは困難であること
が多い。これは、一般に、レーザポンピング源からの出
力放射が、光ポンピングされるレーザ材料の吸収帯ピー
クを精密に整合させる方法で選択された単波長のもので
あるからである。さらに、ダイオードレーザの温度、圧
力と時効は、レーザダイオードポンピングの出力放射の
波長を変化させることによって、レーザダイオードの特
性に重大な悪影響を与え、その特性を改変させ、変化さ
せる。レーザダイオードの出力放射をレーザ材料の吸収
帯またはピークと精密に整合させる目的で、熱電加熱装
置／冷却装置と精巧なフィードバック回路が使用されて
いる。過去数年にわたって、レーザポンプの出力放射を
レーザ材料の吸収帯と整合させるためのレーザダイオー
ドの多数が示唆されて来たが、結果として、そのような
レーザダイオードの成功の程度は様々であった。したが
って、上記の問題の全部ではなくても大部分を克服する
、改良された光ポンピング式レーザが提供されることが
望ましい。

Ｒ，Ｂ、アレンがテクニカル・レポート誌ＡＦＡＬ−Ｔ
Ｒ−７２−３１９号　１９７３年１月号１−９ページに
発表した報告書ＧａＡ　ＩＡｓダイオードポンピングＮ
ｄ　：　ＹＡＧレーザは、室温ＧａＡ　ＩＡｓダイオー
ドポンピングＮｄ：ＹＡＧの研究室モデルを開発し、試
験するためのプログラムの試験結果を報告している。こ
の報告書は、ＴＥＭｏｏモードにおいて８０ｍＶ以上の
ＣＷ（連続波）出力を発生したレーザを開示している。

この出力は、ダイオードポンピングレーザとして現在ま
でに報告された最高レベルのＴＥＭｏｏ出力であると認
められている。この報告書のＧａＡｌＡｓ発光ダイオー
ドは、８０５ｎｍに近いＮｄ　：　ＹＡＧ吸収帯に室温
スペクトルが最高に整合するように選択された。個別に
製作された１７個のサブアレイのうち、最高の１５個が
（アレン報告書の）第１表に記載されている。その表に
は、駆動電力が２５０ｍＡの場合の、２５℃におけるピ
ーク放出波長が記載されている。サブアレイの分配は（
アレン報告書の）、第４表、すなわち出力対ピーク放出
波長のグラフに記載されている。サブアレイの中の１２
個のピーク放出波長は、上記範囲より短い。個別に製作
された１７個のサブアレイのうち最も不良である２個の
ＣＷ作動特性は無視されている。

ボラックらに与えられた米国特許筒３，９４６．３３１
号は、固体レーザの光ポンピング用ネルンストランプを
報告している。このネリンストランプの材料は、放出さ
れる光がレーザクリスタルの吸収スベクトルの比較的狭
いポンプ区域に、実質的に集中するように選択された。

Ｗ、　Ｔ、ファンは１９８０年のＡＰＰＬ、Ｐｈ　ｓ、
、Ｌｅｔｔｅｒ第３６巻第６号４４１−４４３ページで
、多重波長横方向接合ストライプレーザを報告している
。このレーザは各種の波長において、多重で支配的に単
一縦モードである放射を放出することができる。ある例
においては、単一波長ＴＪＳレーザから、９０２．５．
８７９゜３．８５３．２および８２７．６ｎｍの４種類
の異なった出力が同時に得られた。

［発明が解決しようとする課題］ 対照的に、上記の参照文献のいずれにおいても、帯域幅
が約３ｎｍから約１５ｎｍでありその帯域幅全域にわた
って強度がほぼ一様に分布する光ポンピング放射を生成
させるためのレーザダイオードアレイと、レーザダイオ
ードアレイの上記帯域幅内の放射を受けるための吸収帯
を有するレーザ材料とで構成されるような光ポンピング
式レーザは開示も示唆もされていない。

本発明の目的は、レーザ材料に対して安定したポンピン
グ放射を与えるために広い帯域幅にわたって一様な強度
を有する光ポンピング放射を放出するレーザダイオード
アレイを備えた光ポンピング式レーザを提供し、それに
よって時効あるいは温度、圧力および電流などの変動が
生じてもさらに安定性の強化された光ポンピング式レー
ザを提供することである。

本発明の他の目的は、レーザからの広い帯域幅の出力放
射をレーザ材料の吸収帯へ与えることによって、波長を
整合させるという必要事項を容易にし緩和する光ポンピ
ング式レーザを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、広い帯域幅にわたって一様に分布された強度
を有する光ポンピング放射を生成するためのレーザダイ
オードアレイと、放射を受けるための吸収帯がそのよう
な帯域幅内にあるレーザ材料とを具備する光ポンピング
式レーザを開示する。

本発明の光ポンピング式レーザは、（ａ）帯域幅が約３
ｎｍから約１５ｎｍであり、強度が上記帯域幅全域にわ
たってほぼ一様に分布する光ポンピング放射を生成させ
るためのレーザダイオードアレイと、（ｂ）上記レーザ
ダイオードアレイの上記帯域幅内の放射を受けるための
吸収帯を有するレーザ材料とを具備するものである。

〔実施例〕

本発明は多（の態様で実施することができ、以下に示す
実施例に本発明は限定されるものではないとの了解のも
とに、本発明を実際に使用するために適した実施例のい
くつかを第１〜１１図に示す。

第１図を参照すると、光ポンピング手段すなわちレーザ
ダイオードアレイ１０が示されている。

レーザダイオードアレイ１０はレーザダイオードである
ストリップ１３と１５が取付けられたエレメントである
ヒートシンク１２と１４でそれぞれ構成されている。レ
ーザダイオード１３と１５からの光はレンズ１６によっ
てレーザ材料１８に導かれる。

そのような装置は普通、ヒートシンクに取付けられ、金
属ハンジング中に収容されている。極めて適当なレーザ
ダイオードアレイ１０は、ガリウム・アルミニウム・砒
素レーザダイオードで構成される。ダイオード１３と１
５の出力放射は、レーザ材料１８の吸収帯に実質的に整
合しなければならない。Ｎｄ：ＹＡＧ以外のレーザ材料
を使用する場合は、上記の波長基準を満足させるため、
適切な半導体材料を選択しなければならない。

第１図のレーザダイオードアレにおいて、ダイオード１
３はレーザ材料１８の吸収ピークよりも約２ｎｍ以下の
波長で発光し、レーザダイオード１５はレーザ材料１８
の吸収ピークよりも約２ｎｍ以上の波長で発光する。レ
ーザダイオード１３と１５は、熱電加熱袋Ｗ／冷却装置
によってレーザダイオード１３と１５中のアルミニウム
および／またはドーパント濃度を変化させて、適切な出
力放射波長に調整することができる。第２ｂ図を参照す
ると、レーザ材料１８の吸収ピークが約８０８ｎｍにあ
るとすると、レーザ光発生の条件下でレーザダイオード
１３は波長が約８０６ｎｍから約８０８ｎｍまでの範囲
で望ましくは約８０７．６ｎｍである光を放出し、レー
ザダイオード１５は、波長が約８０８ｎｍから約８１０
ｎＩ１１までの範囲で望ましくは約８０８．４ｎｍであ
る光を放出する。当業者には周知であるように、レーザ
材料の吸収ピークはサンプル毎に変化する。

したがって、上記の周波数値は単なる一例に過ぎない。

第１図において、光ポンピング手段、すなわちレーザダ
イオード１３と１５を有するレーザダイオードアレイ１
０は、約３ｎｍの帯域幅を持ち、その帯域幅にわたって
ポンピング放射の強度がほぼ−様に分布する光ポンピン
グ放射を生成する（第２ｂ図の仮想（破線）の波形参照
）。第２ｂ図中の波形は、縦モード波形が正確に重なっ
ている状態を示す。そのような波形が正確には重ならな
い場合であっても、広い帯域幅にわたって分布する−様
な強度を得ることができる。第１図に示すように、固定
された吸収帯を有するレーザ材料１８はレーザダイオー
ドアレイ１０から上記帯域幅内の放射を受ける。

ヒートシンク１２と１４は受動性のものとすることがで
きる。ヒートシンク１２と１４は、レーザダイオード１
３と１５を一定の温度に保持し、それによって、レーザ
ダイオード１３と１５の光学的作動を確実にするため、
熱電冷却装置を備えることができる。作動の間、レーザ
ダイオードアレイ１０には適当な電源が取り付けられる
。レーザダイオード１３と１５からの電気導線が電源に
接続されている（図示省略）。

レーザ材料１８は、人力表面２０に適当な反射性塗膜を
有し、レーザダイオードアレイ１０からの光によってポ
ンピングされうる。レーザ材料１８は、また、出力表面
２０を有する。入力表面２０の反射性塗膜は、レーザダ
イオードアレイ１０が生成する光に関しては極めて透過
的であるが、レーザ材料１８のレーザ光発生によって生
成する光に関しては極めて反射的である。

レーザ材料工８のレーザ光発生によって放出する光は、
非線形光学材料２４を通過し出力カプラ２６に達する。

出力カプラ２６は、レーザ材料１８が放出する光に関し
て極めて反射的であり非線形光学材料２４が生成する周
波数の修正された光に関して実質的に透過的である適当
な反射性塗膜を表面２８に有している。非線形光学材料
２４は出力表面２５を有する。出力カプラ２６は、この
出力カプラ２６を透過するレーザからの出力放射を平行
にするように構成されている。ただし、非線形光学材料
２４は、本発明の実施のために必ずしも必要でなく、本
発明の望ましい実施例を示すに過ぎないことを理解しな
ければならない。

レーザダイオードアレイ１０は、ポンピングされている
レーザ材料１８の吸収帯よりも幅が広いこの吸収帯を内
包する放射スペクトルすなわら帯域幅を有する。レーザ
ダイオードアレイ１０からのレーザ光出力とレーザ材料
１８との整合は、典型的なダイオードポンピングレーザ
よりも温度と電流の変動およびレーザダイオード１３と
１５の時効による影響を受けにくい。これは、第２ｂ図
に示す通り、レーザダイオードアレイ１０の帯域幅が広
いからである。第１図には、２個のダイオード１３と１
５だけが示されているが、２個以上のレーザダイオード
を用いることもできる。第２ｂ図のレーザダイオードア
レイ１０の帯域幅は、第２ａドアレイ１０は、複雑で高
感度のフィードバック回路と熱電加熱装置／冷却装置の
回路を必要としない。これは、レーザダイオードアレイ
１０の帯域幅が従来の狭い帯域幅のレーザダイオードよ
り幅が広いからである。さらに、レーザダイオードアレ
イ１０は、レーザダイオードアレイ１０からレーザ材料
１８の吸収帯に対し広い帯域幅の出力放射を与えること
によって、レーザダイオードアレイ１０の整合を容易に
して緩和し、その結果、時効、あるいは温度、圧力およ
び電流の変動が生じても、安定性が高められる。

本発明のような安定した光ポンピング式レーザには多く
の用途があり、特に限定されるものではないが、計測、
レーザプリンタ、バーコード読み取り装置、光学式記憶
、医学上の応用、レーザレーダ等などのような環境上の
変動が存在する状況に極めて適している。このような光
ポンピング式レーザは、特に限定されるものではないが
、航空宇宙、自動車への応用、産業用センサー、通信、
射撃照準器、攻撃目標指定装置および多数の軍事用応用
等、厳しい環境上の変動が存在する状況において特に有
利である。

帯域幅が過度に広いと、ポンピング効率と出力が犠牲に
なることがあるから、過度に広い放射スペクトルまたは
帯域幅を求めることは必要ないことに注意しなければな
らない。したがって、レーザダイオードアレイ１０は、
確実で安定した出力を得るためにいくらかの出力を犠牲
にすることによって、帯域幅が狭いレーザダイオードま
たはアレイに関係する問題を克服する。

レンズ１６は、レーザダイオード１３と１５からの光を
レーザ材料１８に集束させる。この集束は、ポンピング
強度を高め、レーザ材料１日中の関連した光子対光子変
換効率を高める効果をもたらす。レンズ１６の代りに、
光を集束させるために他の従来の光学手段を用いること
ができる。例えば、屈折率分布型レンズ、ボールレンズ
、非球面レンズまたはレンズの組み合せなどを用いるこ
とができる。レンズ１６は本発明の本質的部分ではなく
、このような集束手段の使用は、望ましい実施例を示す
に過ぎない。

選択されたレーザダイオードアレイ１０によって光ポン
ピングされうるならば本発明には、従来のいずれのレー
ザ材料１８を用いることができる。

適当なレーザ材料には、例えば、ネオジムがドープされ
たバナジウム酸イツトリウム（Ｎｄ　：　ＹＶＯａ）、
ネオジムおよび／またはクロムがドープされたガドリニ
ウム・スカンジウム・ガリウム・ガーネット（Ｎｄ、Ｃ
ｒ：ＧＳＧＧ）　、タリウム、ホルミウムおよび／また
はエルビウムがドープされたイツトウリラム・アルミニ
ウム・ガーネット（Ｔｍ、　Ｈｏ、Ｅｒ；ＹＡＧ）、チ
タン・サファイア（ＴｉＡＩｚ（ｈ）　＋能動材料がド
ープされたガラス状の透明なホスト材料などがある。

極めて適した能動材料には、クロム、チタンおよび稀土
類金属のイオンが含まれる。ネオジムがドープされたＹ
ＡＧは、約８０８ｎｍの波長を有する光を生成するレー
ザダイオードアレイ１０と組み合わせて使用するのに特
に適したレーザ材料１８である。この波長の光でポンピ
ングされた場合、ネオジムがドープされたＹＡＧすなわ
ちレーザ材料１８は１　、０６４ｎｍの波長を有する光
を放出することができる。

レーザ材料１８の幾何学的形状は、大幅に変化させるこ
とができる。例えば、必要であれば、レーザ材料はレン
ズ形の表面を有することができ、または、菱面体形状と
することができる。図示されていないが、光ポンピング
手段１０によって最終的にポンピングされるレーザ材料
にファイバーを用いることもできる。この目的のために
掻めて適した光ファイバーには、例えば、ネオジムのよ
うな稀土類金属のイオンをドープしたガラス光ファイバ
ーがある。非常に長いファイバーが必要である場合は、
本発明のレーザの全長を最短にするため、例えば、スプ
ール上にファイバーをコイル巻きすることができる。

レーザ材料１８は表面２０に反射性塗膜を有する。この
塗膜は、従来の特性のものであり、レーザ材料１８のレ
ーザ光学性によって生成される放射または光に関しては
非常に反射的でありながら、レーザダイオード１３と１
５からの入射ポンピング放射を可能な限り多く透過する
ように選択される。

８０８ｎｍの波長を有する光でポンピングされるネオジ
ムがドープされたＹＡＧロッド１８の場合、入力表面２
０の塗膜は、波長が８０８ｎｍである光に対して実質的
に透明でなければならず、波長が１１０６４ｎである光
に対して穫めて反射的でなければならない。好ましい実
施例ではこの塗膜は上述の１１０６４ｎの第２調波であ
る５３２ｎ、ｍの波長を有する光に対して極めて反射的
である。入力表面２０の塗膜によって作られた波長選択
ミラーをレーザダイオードアレイ１０とレーザ材料１８
との間に置く必要はない。もし必要であれば、このミラ
ーはレーザダイオードアレイ１０とレーザ材料１８との
間のどの場所にも置くことができ、適当な基材上に沈着
させた塗膜で構成することができる。

その上、このミラーは適当な形状とすることができる。

レーザ材料１８のレーザ光発生によって放出された光は
、非線形光学手段２４を通過する。レーザ材料１８が生
成する入力光に対して、非線形光学手段２４の結晶構造
の方向を適当にして非線形光学手段２４を通過させるこ
とにより、入射光の周波数を変化させることができ、例
えば、２倍または３倍にすることができる。例えば、ネ
オジムがドープされたＹＡＧレーザ材料１８からの波長
１゜０６４ｎｍの光は、光線形光学年段２４を通過する
ことによって、波数５３２ｎｍの光に変換させられる。

非線形光学手段２４の幾何学的形状は、大幅に変化させ
ることができる。例えば、必要であれば、非線形光学手
段をレンズ形の表面または菱面体形状とすることができ
る。さらにそのような非線形光学コンポーネントが、非
線形光学手段２４の温度を制御し、それによって、調波
発生装置としての非線形光学手段２４の性能を最適にす
るための加熱装置または冷却装置を構成することができ
る。

非線形光学手段２４は出力表面２５を有する。

リン酸塩チタン酸カリウムは非線形光学手段２４の望ま
しい材料である。ただし、多数の周知の非線形光学材料
を、本発明の実施に際して用いることができる。そのよ
うな周知の光学材料は、固体または液体であることがで
き、例えば、に１ｈＰｏ。

、　ＬｉＮｂ０＋、　ＫＮｂＯｚ、ｔ、ｉ　ｉｏｎ、　
ＨＩｏｆｆ、　ＫＢｓＯａ・４Ｈ２０，尿素と弐ＭＴｉ
ｏ（ＸＯ４）の化合物などがある。上式においてＭはに
、ＲｂとＴＩのグループから選択され、ＸはＰとＡｓの
グループから選択される。非線形光学手段２４は本質的
にコンポーネントではなく、非線形光学手段２４を使用
することは本発明の一実施例を示すものである。

非線形光学手段２４が第２の調波発生装置として１００
％の効率をもっていないという事実から、レーザ材料１
８から来てこのコンポーネントを通過する光は、通常、
周波数が２倍になるか加算された光と未修正光との混合
で構成される。レーザ材料１８として使用されるネオジ
ムがドープされたＹＡＧからの波長１　、０６４ｎｍの
光と波長５３２ｎｍの光との混合である。この波長の混
合した光は、表面２８に波長選択性を持つ反射性塗膜を
有する。

この塗膜は、従来の特性を持つものであり、波長５３２
ｎｍの光に対しては実質的に透過的であるが、波長１　
、０６５ｎｍの光に対しては非常に反射的であるように
選択されている。したがって、本質的には、５３２ｎｍ
の波長を有する周波数が２倍となった光だけが、出力カ
プラ２６を通して放出される。

出力カプラ２６は表面２８の塗膜によって作られる波長
選択ミラーを備えている。このミラーは、第１図に示す
通り精密な構造である必要はなく、従来のいずれかの形
状であることができる。例えば、非線形光学手段２４の
表面２５の塗膜が波長選択性ミラーを作ることができる
。この場合、出力カプラ２６は省略するか、または、レ
ーザ材料２０から来る出力放射すなわちレーザ光を平行
にするかその他の方法で修正することを唯一の目的とし
た手段手段と置換えることができる。ただし、表面２８
に塗膜によって作られたミラーの凹面形状は、周波数が
倍増されていない反射光を集束させて非線形光学材料２
４に戻し、レーザ材料１８を経て入力表面２０の塗膜に
至らせるという長所がある。上述の通り、好ましい実施
例においては、表面２０のこの塗膜は、周波数が倍増し
た光に対しても、レーザ材料１８のレーザ光発生よる未
修正光に対しても反射性が高い。したがって、表面２８
の塗膜によって反射される周波数未修正光は、非線形光
学手段２４を通過することによって部分的に周波数が倍
増し、その結果、波長の混合した光は入力表面２０の塗
膜から反射されて非線形光学手段２４に戻り、ここで残
留の周波数未修正光の一部の周波数が倍増し、周波数が
倍増した光が出力カプラ２６を通して放出される。散乱
や吸収のような、プロセスの結果として生じることがあ
る損失を除けば、この一連の現象がさらに反復すること
により、レーザ材料１８のレーザ光発生によって生成さ
れた光の実質的には全部が周波数を倍増され、出力カブ
ラ２６を通して放出される。

第３図を参照すると、本発明の実施に際して光ポンピン
グ放射の源として使用するに適したレーザダイオードア
レイ４０が示されている。このレーザダイオードアレイ
４０の製造は、この後で説明するその他のレーザ構造の
製造と同様に、当業者には周知である液相エピタキシ法
、分子線エピタキシ法および有機金属化学蒸着法などに
よって行うことができる。基材４２上には、層４４．４
６．４８．５０．５２．５４と５６が形成される。

基材４２はｎ″ＧａＡＳＧａＡＳ基材ができる。層４４
と５２は境界層であり、典型的な厚さは約１ｎｍであり
、それぞれをｎＡ１．　’　Ｇａ、−、’へ５ＳｐＡｌ
。

Ｇａ　、　−、Ａｓで構成することができる。層４６と
５０は導波層であり、典型的な厚さは、０．２ｎｍ未満
または約０．２ｎｍであってそれぞれをｎＡ１．　’　
Ｇａ、−。

ＡｓとｐＡｌｙＧａ、、、、Ａｓで構成することができ
る。層４８は能動部分すなわち量子井戸であり、典型的
には厚さ４９は０．２ｎｍ未満または約０．２ｎｍであ
って、ｉＡ　１ｚＧａ　、−ｚＡｓで構成することがで
きる。典型的な場合、ＸとＸ′、ｙとｙ′および２の値
は、それぞれ約０．３から１．０　、０．１から０．５
および０．０から０．１の範囲であるが、その範囲に限
定されることはない。層５４能動部分すなわち量子井戸
であり、典型的には厚さ４９は０．２ｎｍ未満または約
０゜２ｎｍであって、１ＡｌｚＧａｌ−ｚＡｓで構成す
ることができる。典型的な場合、えと、・１．とおよび
２の値は、それぞれ約０．３から１．０　、０．１から
０．５および０．０から０．１の範囲であるが、その範
囲に限定されることはない。層５４はキャップであり、
典型的な厚さは０．２ｎｍ未満または約０．２ｎｍであ
り、ｐ”ＧａＡｓで構成することができる。また、層５
６は電導層であり、典型的な場合、金／クロム組成また
はその組成に相当するものでできている。

当業者に認められているように、上記層の電導性タイプ
を逆にすることができ、このことは後で説明する実施例
の場合においても同様である９図では電源を省略してい
る。当業者が理解できるように、本発明において示され
たレーザダイオード、発光レーザおよびレーザダイオー
ドアレイは、レーザダイオードアレイ４０と、第４〜１
１図に示されたその他のレーザダイオードアレイを励起
するために適した部分に正の電荷を与えることによって
、適切に順方向にバイアスされている。

層５６は、電極接続と電流ポンピングのために金属化層
を備える。また、他の電極接続のための接触を得るため
に、基材４２の底面４１を金属化することができる。こ
の金属化層は導電性であり、金／錫または金／ゲルマニ
ウム合金で作ることができる。

従来のレーザダイオードアレイにおいては、所望の出力
の見地から、ストリップの数が重要であった。一般にス
トリップ数が増大すると、所望の波長における光出力は
それに比例して増大する。

第２Ｃ図に８０８ｎｍに中心がある従来のレーザダイオ
ードアレイの放射スペクトルが仮想線で示されている。

また、放出キャビティの数が多くなればなるほど、得ら
れるピーク出力は高くなる。典型的な場合、レーザダイ
オードアレイは、レーザ光発生の条件下で単一波長にお
ける光波伝搬のための導波を与えるため、最も高い屈折
率と低い帯域幅とを有する能動層を備えている。ただし
、そのようなレーザダイオードアレイは、そのアレーの
出力をレーザ材料の吸収ピークと入念に整合させるため
に、高感度で複雑なフィードバック回路および／または
熱電加熱装置／冷却装置を必要とする、このことは、上
述のレーザダイオードアレイ４０と際立った対照をなし
ている。さらに、レーザダイオードアレイ４０の帯域幅
は従来の狭い帯域幅のレーザダイオードよりも広いから
、レーザダイオードアレイ４０は、温度と電流に対して
敏感でなく、時効により変動にも敏感でない。

第３図に示す電流限定チャンネルの配列は、レーザダイ
オードアレイ４０の長さ方向の１１個の平行な接触スト
リップからなる。ただし、本発明の実施に際しては、ど
のような数のストリップでも用いることができる。適切
にバイアスされたとき、電流を半導体デバイス中の特定
の区域に流すため、半導体デバイス中の抵抗の高い横方
向区域と抵抗の低い横方向区域を形作る従来の陽子イン
プラント５７が備えられている。レーザダイオードアレ
イ４０が励起されるか順方向にバイアスされたとき、電
流は１１個の細長くて狭いストリップ６２．６４．６６
．６８．７０，７２．７４．７６および７８に限定され
て能動層４８の隣接した対応ストリップ領域すなわち放
出キャビティ８２．８４．８６．８８．９０．９２．９
４．９６．９８．１００および１０２にそれぞれ流され
ている。

上記ストリップのそれぞれは、電流の流れを能動層４８
の複数のストリップ領域または放出キャビティに限定す
るために変化した幅を有している。

各ストリップ領域は、それぞれが隣接するストリップ領
域とは異なったレーザ光発生の条件下でポンピング放射
を放出し、それによって、温度と圧力の変動に対して敏
感でなく時効による変動に対しても敏感でない安定した
一様に分布した広い帯域幅のレーザダイオードアレイを
得ることができる。

第１のストリップ５８は、第３図にａと指定されたよう
に０．９μｍから１．０μｍまでの範囲で望ましくは１
μｍの幅を備え、第２のストリップ６０は、１．１２μ
ｍから１．３７μｍまでの範囲で望ましくは１．２５μ
ｍの幅すを備え、第３のストリップ６２は、１，２２μ
ｍから１．７３μｍまでの範囲で望ましくは１．５７μ
ｍの幅Ｃを備え、第４のストリップ６４は、１．８μｍ
から２．２μｍまでの範囲で望ましくは２μｍの幅ｄを
備え、第５のストリップ６６は、２．２５μｍから２．
７５μｍまでの範囲で望ましくは２．５μｍの幅ｅを備
え、第６のストリップ６８は、２．８３μｍから３．４
７μｍまでの範囲で望ましくは、３．１５μｍの幅ｆを
備え、第７のストリップ７０は、３．６μｍから４．４
　μｍまでの範囲で望ましくは４μｍの幅ｇを備え、第
８ストリツプ７２ば、４．５μｍから５．５μｍまでの
範囲で望ましくは５μｍの幅りを備え、第９のストリッ
プ７４は、５゜６７μｍから６．９３μｍまでの範囲で
望ましくは６．３μｍの幅ｉをえ、第１０のストリップ
７６は、７．１１μｍから８．６９μｍまでの範囲で望
ましくは７．９　μｍの幅ｊを備え、第１１のストリッ
プ７８は９μｍから１１μｍまでの範囲で望ましくは１
０μｍの幅ｋを備えている。

第６のストリップ６８の幅ｆが、レーザ材料の吸収ピー
クすなわち窓と実質的に整合する第６のストリップ放出
キャビデイ９２からの波長を与えるように構成されてい
ることに注意することは重要である。例えば、ネオジム
がドープされたＹＡＧの場合は約８０８ｎｍである。こ
のことが適切に行なわれた場合、レーザダイオードアレ
イ４０は、従来のレーザダイオードアレイよりも長い使
用寿命を有する。これは、時効のために能動層４８内の
各部材ストリップ領域の特性が変化するにつれて広い帯
域幅がレーザ材料の適切な吸収ピークで一定の放射を継
続するからである。同様に、温度と圧力の変動は能動層
４８からの放射によるレーザ材料１８の一定のポンピン
グを中断させず、その結果、レーザ材料１８からのレー
ザ光出力が安定し、一定となる。

レーザ光発生の条件下においては、第２Ｃ図に示す通り
、様々な波長で、能動層４８の中と周囲に光が生成する
。この実施例のポンピング放射の帯域幅は約１０ｎｍで
あり、強度は第２Ｃ図に破線による波形で示すように、
上述の帯域幅にわたってほぼ一様である。能動層４８の
第１のストリップ放出キャビティすなわちストリップ領
域８２は、８０３．２ｎｍから８０４．８ｎｍの範囲で
望ましくは８０４．Ｏｎ糟である波長を中心とする光を
放出し、第２のストリップ放出キャビティすなわちスト
リップ領域８４は、８０４ｎｍから８０５．６ｎｍの範
囲で望ましくは８０４．８ｎｍである波長を中心とする
光を放出し、第３のストリップ放出キャビティすなわち
ストリップ領域８６は、８０４　、８ｎｍから８０６．
４ｒｖの範囲で望ましく　８０５．６ｎｍである波長を
中心とする光を放出し、第４ストリツプ放出キヤビテイ
すなわちストリップ領域８８は、８０５．６ｎｉ＋から
８０７．２ｎｍの範囲で望ましくは８０６．４ｎｍであ
る波長を中心とする光を放出し、第５のストリップ放出
キャビティすなわちストリップ領域９０は、８０６．４
ｎｍから８０８　、　Ｏｎ−の範囲で望ましくは８０７
．２ｎｍである波長を中心とする光を放出し、第６のス
トリップ放出キャビティすなわちストリップ領域９２は
、８０７．２ｎｍから８０８．８ｎｍの範囲で望ましく
は８０８．０ｎｍである波長を中心とする光を放出し、
第７のストリップ放出キャビティすなわちストリップ領
域９４は、８０８、Ｏｎｍから８０９．６ｎｍの範囲で
望ましくは８０８．８ｎｍである波長を中心とする光を
放出し、第８のストリップ放出キャビティすなわちスト
リップ領域９６は、８０８．８ｎｍから８１０．４ｎｎ
＋の範囲で望ましくは８０９．６ｎｍである波長を中心
とする光を放出し、第９のストリップ放出キャビティす
なわちストリップ領域９８は、８０９．６ｎｍから８１
１．２ｎｏ＋の範囲で望ましくは８１０．４ｎｍである
波長を中心とする光を放出し、第１０のストリップ放出
キャビティすなわちストリップ領域１００は、８１０．
４ｎｍから８１２．０ｎｍの範囲で望ましくは８１１．
２ｎｍである波長を中心とする光を放出し、第１１のス
トリップ放出キャビティすなわちストリップ領域１０２
は、８１１．２ｎｍから８１２．８ｎ−の範囲で望まし
くは８１２．４ｎｍである波長を中心とする光を放出す
る。

第４図を参照すると、本発明の実施に際しての使用に適
している、他のレーザダイオードアレイ１１０が示され
ている。レーザダイオードアレイ１１０は、基材４２、
および、陽子インブラント部分５７が設けられたいくつ
かのＪ！４４．４６．４８．５０．５２．５４および５
６を備えている。

レーザダイオードアレイ１１０中の能動層４８はｉＡ　
１ｚＧａ　Ｉ　−ｚＡｓで構成されており、この場合２
はゼロに等しい。

レーザダイオードアレイ１１０は複数の細長いストリッ
プを備えている。本発明の実施に際しては、どのような
数のストリップでも用いることができる。レーザダイオ
ードアレイ１１０は、第１のストリップ１１２、第２の
ストリップ１１４、第３のストリップ１１６、第４のス
トリップ１１８、第５のストリップ１２０、第６のスト
リップ１２２、第７のストリップ１２４、第８のストリ
ップ１２６、第９のストリップ１２８、第１０のストリ
ップ１３０と第１１のストリップ１３２で構成される１
１個のストリップを用いている。上記ストリップのそれ
ぞれの幅は、実質的には同じであり、本発明で論じるゲ
イン・ガイデッド・レーザのために約２．５ｒ＋ｍから
約５ｎｎ＋の範囲で約３．５０ｍであることが望ましい
。各ストリップは、各ストリップ１１２．１１４．１１
６．１１８．１２０．１２２．１２４．１２６．１２８
．１３０および１３２の間にはさまれた抵抗性材料すな
わち陽子インブラント区域５７で分離されている。

第４図の能動１ｊｉ４８には、左部分１３４と右部分１
３６がある。光放出方向に垂直な能動層４８の断面は実
質的にくさび型である。能動層４８の厚さは約２０人か
ら約２００人までの範囲であることができるが、能動層
４８の左部分１３４における約５０人から能動層４８の
右部分１３６における約７０人の範囲であることが望ま
しい。レーザダイオードアレイ１１０の能動層４８は、
広い帯域幅にわたって一様に分布し安定したポンピング
放射をレーザ材料に与え、それによって、時効、および
温度、圧力と電流の変動が生じても高度の安定性を得る
ため、くさび型である。多くの点でレーザダイオードア
レイ４０と同様であって、レーザダイオードアレイ１１
０は、中頃のストリップすなわち第６のストリップ１２
２に隣接した能動層が、例えば、ネオジムがドープされ
たＹＡＧの場合では約８０８ｎｍのように、レーザ材料
の吸収ピークかそれに近い放射を放出し、それによって
、従来のレーザダイオードアレイよりさらに安定したレ
ーザダイオードアレイを提供するように構成されている
。

さらに特定すれば、能動層４８が左部分１３４から右部
分１３６に移動すると、層の厚さが４８人から５０人の
範囲で望ましくは５０人である第１の放出ストリップ領
域１３８、層の厚さが５０人から５４人の範囲で望まし
くは５２人である第２の放出ストリップ領域１４０、層
の厚さが５２人から５６人の範囲で望ましくは５４人で
ある第３の放出ストリップ領域１４２、層の厚さが５４
人から５８人の範囲で望ましくは５６人である第４の放
出ストリップ領域１４４、層の厚さが５６人から６０人
の範囲で望ましくは５８人である第５の放出ストリップ
領域１４６、層の厚さが５８人から６２人の範囲で望ま
しくは６０人である第６の放出ストリップ領域１４８、
層の厚さが６０人から６４人の範囲で望ましくは６２人
である第７の放出ストリップ領域１５０、層の厚さが６
２人から６６人の範囲で望ましくは６４人である第８の
放出ストリップ領域１５２、層の厚さが６４人から６８
人の範囲で望ましくは６６人である第９の放出ストリッ
プ領域１５４、層の厚さが６６人から７０人の範囲で望
ましくは６８人である第１０の放出ストリップ領域１５
６、層の厚さが６８人力）ら７２人の範囲で望ましくは
７０人である第１１の放出ストリップ領域１５８があり
、上記の放出ストリップのすべてはそれぞれストリップ
１１２．１１４．１１６．１１８．１２０，１２２．１
２４．１２６．１２８．１３０および１３０に隣接して
おり、それらのストリップに平行であり、それらのスト
リップの下にある。

くさび型の能動層４８はそれぞれ上部へテロ接合１６０
と下部へテロ接合１６２を有している。

レーザ光発生の条件下においては、レーザダイオードア
レイ１１０は第２Ｃ図に破線の波形で示した通りの放出
スペクトルを有し、レーザ材料の吸収ピークは約８０８
．０ｎｎ＋にあるとすると、光は、波長が８０３．２ｎ
ｍから８０４．８ｎｍの範囲で望ましくは８０４．０ｎ
ｍである第１の放出ストリップ領域１３８、波長が８０
４ｎｍから８０５．６ｎｍの範囲で望ましくは８０４．
８ｎｍである第２の放出ストリップ領域１４０、波長が
８０４．８ｎＩｌから８０６．４ｎｍの範囲で望ましく
は８０５．６ｎｍである第３の放出ストリップ領域１４
２、波長が８０５．６ｎｍから８０７．２ｎｍの範囲で
望ましくは８０６．４ｒ＋ｍである第４の放出ストリッ
プ領域１．４４、波長が８０６．４ｎｍから８０８．０
ｎｎ＋の範囲で望ましくは８０７．２ｎｍである第５の
放出ストリップ領域１４６、波長が８０７．２ｎｍから
８０８．８ｎｍの範囲で望ましくは８０８．０ｎｍであ
る第６の放出ストリップ領域１４８、波長が８０８．０
ｎｍから８０９．６ｎｍの範囲で望ましくは８０８．８
ｎ＋ｗである第７の放出ストリップ領域１５０、波長が
８０８．８ｎｍから８１０．４ｎｍの範囲で望ましくは
８０９、６ｎｍである第８の放出ストリップ領域１５２
、波長が８０９．６ｎｍから８１１．２ｎｍの範囲で望
ましくは８１４．０ｎｍである第９の放出ストリップ領
域１５４、波長が８１０．４ｎｍから８１２．０ｎｍの
範囲で望ましくは８１１．２ｎｍである第１０の放出ス
トリップ領域１５６、および波長が８１１．２ｎｍから
８１２．８ｎｍの範囲で望ましくは８１２ｎｍである第
１１の放出ストリップ領域１５８から放出される。

例えば、レーザ材料の吸収ピークが８０８．０ｎｍでは
なく　８０６．Ｏｎｍであった場合は、第６の放出スト
リップ領域１４８の層の厚さが修正され、その結果、第
６の放出ストリップ領域１４８が約８０６ｎｎ＋で光を
放射することになる。したがって、そのような例におい
ては、上記バラグラフに記載されたすべての波長値が２
ｎｍだけ減少されることになるはずである。

第５図を参照すると、本発明の実施に際して使用するに
適した、他のレーザダイオードアレイが示されている。

レーザダイオードアレイ１６４は、基材４２および層４
４．４６．４８．５０．５２．５４および５６を陽子イ
ンブラント領域５７とともに備えている。能動層４８は
左部分１３４と右部分１３６を備えている。当業者が理
解できるように、本発明の実施に際しては、どのような
数のストリップでも用いることができる。レーザダイオ
ードアレイ１６４はストリップ１６６を１１個備えてい
る。この１１個のストリップ１６６はすべて同じ幅と長
さを有し、それぞれの長さはレーザダイオードアレイ１
６４と同一の広がりを占める。

第５図の能動層４８は式ＡｌｚＧａ＋−ｚＡｓにより構
成されている。第５図の第１の例では、アルミニウム含
有量すなわち２の値は、能動層４８の左部分１３４にお
ける約０．０９２６から右部分１３６における約０．０
７９まで変化する。ＡｌＧａＡｓ多重波長光の放出バー
すなわちダイオードの製造において用いられてきている
一つのアプローチが、Ｊ、Ｅ、エプラーにより、ａｐｐ
ｉ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ第５２巻第１８号１４９９
〜１５０１ページに公表されている。能動層のＡＩ酸成
分放射波長とは、バーに沿った位置の関数として変化す
る。

第５図の第２の例においては、２の値は一定の７原子％
に留まり、ｎ型またはｐ型ドーパント濃度が能動層４８
の左部分１３４から右部分１３６まで変化する。

多くの点で第３図と第４図で既述したレーザダイオード
アレイ４０および１１０と同様であって、レーザダイオ
ードアレイ１６４の両方の例においては、その吸収帯域
が下記の帯域幅内にある放射を受けるレーザ材料をポン
ピングするために、広い帯域幅にわたって一様に分布し
た強度を有する光ポンピング放射を生成するためのレー
ザダイオードアレイを与えるため、２の値すなわちドー
パント濃度が能動層４８を横切って変化する。

能動層４８は１１個のストリップ１６６の直下に、スト
リップ１６６に隣接して、いくつかの放出領域を備えて
いる。能動層４８は第１の放出ストリップ領域１６８、
第２の放出ストリップ領域１７０、第３の放出ストリッ
プ領域１７２、第４の放出ストリップ領域１７４、第５
の放出ストリップ領域１７６、第６の放出ストリップ領
域１７８、第７の放出ストリップ領域１８０、第８の放
出ストリップ領域１８２、第９の放出ストリップ領域１
８４、第１０の放出ストリップ領域１８６および第１１
の放出ストリップ領域１８８を備えている。

第５図のレーザデバイス１６４の第１の例においては、
第１の放出ストリップ領域１６８は式ＡｔｚＧａ、ｚＡ
ｓ中のアルミニウム組成すなわち２の値が０．０９２６
から０．０９０４までの範囲で望ましくは０．０９１６
であり、第２の放出ストリップ領域１７０は２の値が０
．０９１６から０．０８９２までの範囲で望ましくは０
゜０９０４であり、第３の放出ストリップ領域１７２は
２の値が０．０９０４から０．０８８１までの範囲で望
ましくは０．０８９２であり、第４の放出ストリップ領
域１７４は２の値が０．０８９２から０．０８６９まで
の範囲で望ましくは０．０８８１であり、第５の放出ス
トリップ領域１７６は２の値が０．０８８１から０．０
８５８までの範囲で望ましくは０．０８６９であり、第
６の放出ストリップ領域１７８は２の値が０．０８６９
から０．０８４６までの範囲で望ましくは０．０８５８
であり、第７の放出ストリップ領域１８０は２の値が０
．０８５８から０．０８３４までの範囲で望ましくは０
．０８４６であり、第８の放出ストリップ領域１８２は
２の値が０．０８４６から０．０８２３までの範囲で望
ましくは０．０８３４であり、第９の放出ストリップ領
域１８４は２の値が０．０８３４から０゜０８１１まで
の範囲で望ましくは０．０８２３であり、第１０の放出
ストリップ領域１８６は２の値が０．０８２３からｏ、
ｏｓｏｏまでの範囲で望ましくは０．０８１１であり、
また、第１１の放出ストリップ領域１８８は２の値が０
．０８１１から０．０７９０までの範囲で望ましくは０
゜０８００である。（第１表参照） （以下余白、次頁につづく） 能動層４８の中頃すなわち第６の放出ストリップ領域１
７８はレーザ材料の吸収ピークに整合するように構成さ
れている。吸収ピークが異なる場合、上記の２値すなわ
ちドーパント濃度は、中頃の放出ストリップ領域１７８
がレーザ材料の吸収ピークに整合するように修正される
ことになる。

第５図の第２の例においては、ｎ型またはｎ型ドーパン
トの濃度は能動Ｎ４８の左部分１３４から右部分１３６
まで変化する。ｎ型ドーパントは、マグネシウム、亜鉛
、カドミウム、ベベリウム、両性ドーパント、炭素、珪
素、ゲルマニウム、錫等、および上記の相当物がある。

ｎ型ドープ剤は、テルル、セレン、硫黄と両性ドーパン
トおよび上記の相当物がある。望ましいｎ型ドーパント
は、セレン、テルルと珪素である。この応用のために、
ある不純物が混合された特定の電荷状態に応じてドナー
レベルおよび／またはアクセプタレベルを示す不純物を
両性ドーパントと呼ぶ。当業者に知られているように、
両性ドーパントとは、材料中に混合された方法に応じて
、半導体をドーピングするためのｎ型またはｎ型ドーパ
ントとして用いることができる材料のことである。

（以下余白、次頁につづく） 第２の例においては、能動層４８の組成は一定であって
約０．０７（Ａｌ　ｏ、ｏ７Ｇａｏ、ｑＪｓ）であるが
、ドーピング濃度が変化する。特に、ｎ型ドーパントは
、能動層４８の左部分１３４における約３．８×１０”
／ｃｉから能動層４８の右部分１３６における約７．５
　Ｘｌ０１８／ｃ艷までの範囲とすることができる。

さらに特定すると、第１の放出ストリップ領域１６８は
３．８　ｘｌＯ”／ｃｎｊから、４．２　ＸＩＱ”／ａ
ｄまでの範囲で望ましくは４．ＯＸ１０’Ｂ／ｃｊであ
るｎ型ドーパントを含み、第２の放出ストリップ領域１
７０は４．ＯＸＩＯ”／ｃＪから４．５　ＸＩＯ”／ｃ
ｆｆｌまでの範囲で望ましくは４．２　ＸＩＯ”／ｃｎ
ｌであるｎ型ドーパントを含み、第３の放出ストリップ
領域１７２は４．２　ＸＩＯ”／ｃａｌから４．７　Ｘ
ＩＯ”／ａｊマチ（７）範囲テ望ましくは４．５　ＸＩ
Ｑ”／ａｄであるｎ型ドーパントを含み、第４の放出ス
トリップ領域１７４は４．５ＸＩＯ”／ｃｄから５．Ｏ
ｘｌＯ”／、ｆｆｌまでの範囲で望ましくは４．７　ｘ
ｌＯ”／ｄであるｎ型ドーパントを含み、第５の放出ス
トリップ領域１７６は４．７　Ｘｌ０１１１／ｃＩ１１
から５．３　ｘｌＯ”／ｃｄまでの範囲で望ましくは５
．ＯｘｌＯ”／ａｎ！であるｎ型ドーパントを含み、第
６の放出ストリップ領域１７８は５．ＯＸＩＯ”／ｄか
ら５．６　Ｘｌ０１８／ｃ＋１までの範囲で望ましくは
５゜３　ＸＩＯ”／ａｎ！であるｎ型ドーパントを含み
、第７の放出ストリップ領域１８０は５．３　ＸＩＯ”
／ｃｓｉから５．９　ＸＩＯ”／ｃｆｆｌまでの範囲で
望ましくは５．６×１０”／ｃｄであるｎ型ドーパント
を含み、第８の放出ストリップ領域１８２は５．６　Ｘ
ＩＯ”／ｃｆｆｌから６゜２　ＸＩＯ”／−までの範囲
で望ましくは５．９　ＸＩＯ”／ｃＩ１１であるｎ型ド
ーパントを含み、第９の放出ストリップ領域１８４は５
．９　ＸＩＯ”／ｃｕｔから６．６×ＩＱ”／ｃａｌま
での範囲で望ましくは６．２　ＸＩＯ”／ｃｎ！である
ｎ型ドーパントを含み、第１０の放出ストリップ領域１
８６は６．２　ＸＩＯ”／ｃ＋（から７．ＯＸｌ０１８
７−までの範囲で望ましくは６．２　Ｘｌ０１８／ｃ＋
＋ｆであるｎ型ドーパントを含み、第１１の放出ストリ
ップ傾城１８６は６．６　ＸＩＯ”／ｃ艷から７．５　
ＸＩＯ”／ｃＩＩＩまでの範囲で望ましくは７．ＯＸ　
ＩＱ”　／　ｃｒａであるｎ型ドーパントを含んでいる
（第１表参照）。

ドープ剤の型と濃度に応じて波長がどのように変動する
かを報告した、Ｐ、Ｄ、ダブカスのム釦匹」ｈと１４０
．３３００（１９６９）を参照するとよい。第５図の第
１および第２の例の放出スペクトルを、第２Ｃ図の破線
の波形に示した。

第６ａ図は、本発明の実施に際しての使用に適したレー
ザダイオードアレイの、また別の代表的実施例である。

レーザデバイス２００はレーザダイオードアレイ２０１
を備えており、レーザダイオードアレイ２０１は基材４
２および層４４．４６．４８．５０．５２．５４および
５６を陽子インブラント部分５７と共に備えている。レ
ーザダイオードアレイ２０１のすぐ上には、レーザダイ
オードアレイ２０１に隣接して、温度変動手段２０２が
ある。

放出ストリップ領域２４２は、この例ではレーザ剤の吸
収ピークである約８０８１蒙において発光する。この構
造は約−３０℃から約＋１００℃までの範囲の周辺温度
で作動するように構成されている。

温度変動手段２０２は、温度と電流の変動が生しても安
定性がよい多重周波数レーザダイオードしてレーザダイ
オードアレイ２０１の能動層４８を横切るような温度勾
配を与えるために用いることができる。

温度変動手段２０２は、左部分すなわち電熱加熱装置／
冷却装置２０４、右部分すなわち電熱加熱装置／冷却装
置２０６および中間部分すなわち電気的にも熱的にも伝
導性であるプレート２０８を備えている。伝導性プレー
ト２０８は、レーザダイオードアレイ２０１の１１個の
ストリップの上に隣接して平行に置かれている。この場
合も、当業者に理解されるように、本発明の実施に際し
てはどのような数のストリップでも使用することができ
る。各ストリップ２０９はほぼ等しいストリップ幅と長
さを有している。デバイス２００と伝導性プレート２０
８との間は接着性はんだＮ２０７があり、この層はイン
ジウム、または金／錫共晶合金で構成することができる
。

導電性プレート２０８は、第１のストリップ部分２１０
、第２のストリップ部分２１２、第３のストリップ部分
２１８、第４のストリップ部分２１６、第５のストリッ
プ部分２１８、第６のストリップ部分２２０、第７のス
トリップ部分２２２、第８のストリップ部分２２４、第
９のストリップ部分２２６、第１０のストリップ部分２
２８と、第１１のストリップ部分２３０を備えている。

上記ストリップ部分はすべて、１１個のストリップ２０
９およびレーザダイオードアレイ２０１と隣接しており
、細長くて同一の広がりを有している。

第ｒの温度は左電熱加熱装置／冷却装置２０４で生成さ
れ、第２の異なった温度は０、能動層４８を横切る温度
勾配を与え、それによって、第２Ｃ図に示すような複数
の明確な波長で能動層４８から光を生成するように、伝
導性プレート２０８を通して温度変動手段２０２の右電
熱加熱装置／冷却器装置２０６によって与えられる。第
６ａ図のレーザデバイス２０１中の波長の温度係数は約
０゜２７〜０．３ｎｍ／’Ｃである。レーザダイオード
アレイ２０１は、１１個のストリップ２０９の各ストリ
ップをそのストリップに隣接するストリップとは異なっ
た明確な波長に調整し、第２Ｃ図に破線で示した波形に
示された特性を有する多重波長デーザダイオードポンプ
を作るように温度調整することができる。レーザダイオ
ードアレイ２０１は、温度と電流の変動、およびデバイ
ス２０１に変動と時効が生じても、レーザ材料の適切な
吸収波長において安定な一定の放射源を効果的に提供す
る。

温度変動手段２０２の左右の電熱加熱装置／冷却装置２
０４と２０６のそれぞれは個別の独立した電熱加熱装置
／冷却装置だけでなく、独立した熱センサーとフィード
バック回路も備えている。

使用する場合、電熱加熱装置／冷却装置２０４と２０６
は約Ｏ℃から約６０℃までのどの温度にでも、独立して
設定し、制御す、ることができる。

電熱加熱装置／冷却装置２０４と２０６は従来のもので
あり、熱電対、サミスタ等、従来の温度センサを使用し
て温度をモニタすることができる。

所望の値から温度が逸脱した場合、センサ回路中に電圧
が生じる。この電圧の信号は、予め設定したゼロ点より
も温度が高いか低いことを示す。電流は温度のドリフト
を補正するために必要な方向に自動的に給電される。各
冷却装置はまた、要求された温度勾配を維持するために
熱を発散し、吸収する適切なヒートシンクを備えている
。

能動層４８は、上記の伝導性プレートのストリップ部分
２１０．２１２．２１４．２１６．２１８．２２０．２
２２．２２４．２２８および２３０の下であってこれら
のストリップ部分に隣接した対応放出ストリップ領域を
備えている。能動層４８の第１の放出ストリップ領域２
３２は伝導性プレート２０８の第１のストリップ部分２
１０の直下にあってこれに隣接している。同様に、能動
層４８の第２の放出ストリップ領域２３４は第２のスト
リップ部分２１２の直下にあってこれに隣接し、第３の
放出ストリップ領域２３６は第３の′ストリップ部分２
１４の直下にあってこれに隣接し、第４の放出ストリッ
プ領域２３８は、第４のストリップ部分２１６の直下に
あってこれに隣接し、第５の放出ストリップ領域２４０
は第５のストリップ部分２１８の直下にあってこれに隣
接し、第６の放出ストリップ領域２４２は第６のストリ
ップ部分２２０の直下にあって、これに隣接し、第７の
放出ストリップ領域２４４は第７のストリップ部分２２
２の直下にあって、これに隣接し、第８の放出ストリッ
プ領域２４６は第８のストリップ部分２２４の直下にあ
って、これに隣接し、第９の放出ストリップ領域２４８
は第９のストリップ部分２２６の直下にあって、これに
隣接し、第１０の放出ストリップ領域２５０は第１０の
ストリップ部分２２８の直下にあって、これに隣接し、
第１１の放出ストリップ領域２５２は第１１のストリッ
プ部分２３０の直下にあってこれに隣接している。

第６ｂ図においては、温度対位置のグラフ２５４が、伝
導性プレート２０８から能動層４８に与えられ、能動層
４８の左部分１３４から右部分１３６に移動する、温度
の範囲と変化を示している。

第１の位置２５６は、伝導性プレート２０８の第１のス
トリップ部分２１０が能動層４８の第１の放出ストリッ
プ領域２３２に、６℃から１１．３３℃の範囲で望まし
くは８．６７℃である温度を与えることを示している。

同様に、それぞれ作動しレーザ光が発生する条件下で、
第２の位置２５８は、第２のストリップ部分２１２が第
２の放出ストリップ領域２３４に、約８．６７℃から１
４°Ｃの範囲で望ましくは１１．３３℃である温度を与
えることを示し、第３の位置２６０は、第３ストリップ
部分２１４が第３の放出ストリップ領域２３６に、１１
．３３℃から１６．６７℃の範囲で望ましくは１４℃で
ある温度を与えることを示し、第４の位置２６２は、第
４のストリップ部分２１６が第４の放出ストリップ領域
２３８に、１４℃から１９．３３℃の範囲で望ましくは
１６．６７℃である温度を与えることを示し、第５の位
置２５６は、第５ストリップ部分２１８が第５の放出ス
トリップ領域２４０に、１６．６７℃から２２℃の範囲
で望ましくは１９．３３℃である温度を与えることを示
し、第６の位置２６６は、第６のストリップ部分２２０
が第６の放出ストリップ領域２４２に、１９．３３℃か
ら２４．６℃の範囲で望ましくは２２℃である温度を与
えることを示し、第７の位置２６８は、第７ストリソプ
部分２２２が第７の放出ストリップ領域２４４に、２２
℃から２７．３３℃の範囲で望ましくは２４．６７℃で
ある温度を与えることを示し、第８の位置２７０は、第
８のストリップ部分２２４が第８の放出ストリップ領域
２４６に、２４．６７℃から３０℃の範囲で望ましくは
２７．３３℃である温度を与えることを示し、第９の位
置２７２は、第９ストリップ部分２２６が第９の放出ス
トリップ領域２４８に、２７．３３℃から３２．６７℃
の範囲で望ましくは３０　’Ｃである温度を与えること
を示し、第１０の位置２７４は、第１０のストリップ部
分２２８が第１０の放出ストリップ領域２５０に、３０
′ｃがら３５．３３℃の範囲で望ましくは３２．６４℃
である温度を与えることを示し、第１１の位置２７６は
、第１１のストリップ部分２３０が第１１の放出ストリ
ップ領域２５２に、３２．８８℃から３８℃の範囲で望
ましくは２５．３３℃である温度を与えることを示して
いる（第２表参照）。

デバイス２００は、作動しレーザ光が発生する条件下で
、中頃のストリップすなわち第６のストリップ２４２が
、レーザ材料の吸収窓すなわちピークに整合した光を放
射し、そのことによって、多くの点で第３図、第４図お
よび第５図のアレイ４０．１１０と１６４と同様に、温
度と圧力の変動や、デバイス２００の時効が生じても、
安定性を高めるように構成されている。

第　　　２　　　表 ８０４．０　　　８．６７　　℃ ８０４．８　　　１１．３３　　℃ ８０５．６　　　１４℃ ８０６．４　　　１６．６７　　℃ ８０７．２　　　１９．３３　　℃ ８０８．０　　　２２°Ｃ ８０Ｂ、８　　　２４．６７　　℃ ８０９．６　　　２７．３３　　℃ ８１０．４　　　３０℃ １０　　　　　　２５０　　　　　８１１．２　　　３
２．６７　　℃１１　　　　　　２５２　　　　　８１
２．０　　　３５．３３　　℃中頃のすなわち第６の放
出ストリップ領域２４２は、レーザ光発生の条件下でほ
ぼレーザ材料吸収ピークにおいて発光する。吸収ピーク
が異なる場合、望ましい温度は、中頃の放出ストリップ
領域２４２が吸収ピークに整合するように修正される。

第７図には、本発明の実施に際しての使用に適した、別
のレーザダイオードアレイ２９０が示されている。レー
ザダイオードアレイ２９０はどのような数の能動層でも
持つことができるが、第７図のレーザダイオードアレイ
２９０は、能動層を５層だけしか示していない。レーザ
ダイオードアレイ２９０の底面はｎ″ＧａＡｓ基材２９
２であり、その上に、複数の層が下記の順で重なってい
る：ｎＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層２９４　、ＡｌｙＧａｉ
−ｙＡｓバリヤＩＷ２９６、ＡｌｚＧａ＋−Ｊｓ第５の
能動Ｊｉ　２９８　、ＡＩ、Ｇａ＋−、Ａｓバリヤ層層
３００　、Ａ１．Ｇａ、、Ａｓ第４の能動層３０２、＾
１ｙＧａ＋−、八Ｓバリヤ層３０４、ＡｌｚｆｆＧａｌ
−ｇ３八Ｓ第３の能動層３０６　、ＡｌｙＧａ＋−、Ａ
ｓバリヤ層層３０８、ＡＩ、、Ｇａ＋−ｚ２Ａｓ、第２
の能動層３１０、へｌ、Ｇａ、−、Ａｓバリヤ層３１２
　、Ａｌ□Ｇａｌ−、、Ａｓ第１の能動層３１４　、Ａ
１ｙＧａ＋−、Ａｓバリヤ層層３１６、ｐ　ＡｌｒＧａ
、−ＸＡｓ層３１８、ｐ″ＧａＡｓ層３２０、層上２０
Ａｕ／Ｃｒ層３２２、および、陽子インブラント部分３
２４゜ｙの典型的な値は約０．２から１．０の範囲にあ
るが、そのような範囲に限定されるものではない。

第７図のレーザダイオードアレイ２９０の第１の例と第
２の例は、多くの点で、第５図のレーザダイオードアレ
イ１６４に類似している。レーザダイオードアレイ２９
０の帯域幅は約５ｎｍであり、帯域幅が広いため、温度
と電流の変動が生じても従来のレーザダイオードアレイ
よりもいっそう安定している。レーザダイオードアレイ
２９０は、波長をレーザダイオードアレイとレーザ材料
の吸収帯との間に整合させるという要件を容易にしかつ
緩和し、また安定した出力放射をレーザ材料から得るこ
とができる。これとは対照的に、従来のレーザダイオー
ドアレイの特性は、数時間のレーザ作動の後に変化して
ドリフトするから、レーザ材料のほぼ吸収ピークに放射
を与えることが困難である。

レーザダイオードアレイ２０９には、細長いストリップ
が１個あるだけであり、その幅は約５０ｎｍから１５０
ｎｍまでの範囲で望ましくは１１００ｎである。ストリ
ップ３２６は、レーザダイオードアレイ２９０と同一の
広がりを持っており、レーザダイオードアレイ２９０の
長さ方向に走っていて典型的な長さは約４００ｎｍであ
る。能動層２９８．３０２．３０６．３１０および３１
４はそれぞれ、中心領域３２８．３３０．３３２．３３
４および３４６を有し、これらの中心領域は、レーザ光
発生の条件下で、異なって明確な波長で光を生成しある
いは放出する。

当業者が了解できるように、どのような数の能動層でも
用いることができる。本発明の実施のために適した第１
の例においては、第５の能動層２９８であるへ１ｚｓＧ
ａ＋−５ｓＡＳ中の２．の値は、約０．０８４６から０
．０８２３までの範囲で望ましくは０．０８３４であり
、第４の能動Ｎ３０２の、４の値は約０．０８３４から
０．０８５８までの範囲で望ましくは０．０８４６であ
り、第３の能動層３０６の、、の値は約０．０８４６か
ら０．０８６９までの範囲で望ましくは０．８５８であ
り、第２の能動層３１０の、□の値は、約０．０８５８
から０．０８８１までの範囲で望ましくは０．８６９８
であり、第１の能動Ｊ’１３１４中の□の値は約０．０
８６９から０．０８９２までの範囲で望ましくは０．８
８１であるが、上記範囲には必ずしも限定されない。

レーザダイオードアレイ２９０の帯域幅は約５ｎｍであ
る。例えば、レーザ材料の吸収ピークが約８０８ｎｍで
ある場合、第５の能動ＪＷ２９８、第４の能動Ｎ３０２
、第３の能動層３０６、第２の能動１ｉ３１０および第
１の能動層３１４に関して放出される波長は、各層の組
成を適切に選択することによって、それぞれ、約８０９
．６ｎｍ　、８０Ｂ、８ｎｍ、８０８．０　ｎｍ、８０
７．２　ｎｍと８０６．４　ｎｍに調整される。レーザ
ダイオードアレイ２９０の帯域幅は、第２Ｃ図に破線で
示された波形の幅のほぼ半分である。

ただし、レーザデバイス２９０のポンピング放射の強度
は、その帯域幅を横切って一様に分布される。

第７図に示すデバイスの第２の例においては、上記２７
．２い、３．２□および、Ｉの値は一定であって約０．
０７であり、能動層２９８．３０２．３０６．３１０お
よび３１４は、それぞれ濃度が約５．９．５．６．５．
３．５．０および４．７　ｘｌＱＩＢ／ｃＪであるｎ型
ドーパントが含み、上記能動層のそれぞれは、前述のバ
ラグラフで論じたように、はぼ同じ波長でまた一様に分
布した光を生成して放出する。

第８図に本発明の実施に際しての使用に適した、また別
のレーザダイオードアレイ３４０を示す。

レーザダイオードアレイ３４０には、基材２９２、層２
９４、バリヤ層２９６、第５の能動層３４２、バリヤ層
３００、第４の能動層３４４、バリヤ層３０４、第３の
能動Ｎ３４６、バリヤ層３０８、第２の能動層３４８、
バリヤ層３１２、第１の能動層３５０、バリヤ層３１Ｇ
、層３１８、層３２０、層３２２と陽子インブラント部
分３２４が含まれているが、ただし、本発明の実施に際
しては、いかなる層数の能動層でも用いることができる
。

細長いストリップ３２６はレーザダイオードアレイ３４
０と同一の広がりをもっており、レーザダイオードアレ
イ３４０の長さ方向に走っている。

能動層３４２．３４４．３４６．３４８および３５０は
ＧａＡｓで構成されている。各能動層の厚さは、それぞ
れ隣接する能動層の厚さとは異なっており、温度と電流
の変動が生じても、従来のレーザダイオードアレイより
もいっそう安定したレーザ光を生成するため、それぞれ
の能動層がレーザ光発生の条件下で、それぞれの中心領
域３５２．３５４．３５６．３５８および３６０から、
正確な波長で発光する。

レーザダイオードアレイ３４０においては、それぞれレ
ーザー光発生の条件下において、第５のの能動層３４２
の厚さは６２人から６６人の範囲で望ましくは６４人で
あり、波長が約８０９．６　ｎｍである光を放出し、第
４の能動Ｎ３４４の厚さは６０人力１ら６４人の範囲で
望ましくは６２人であり、波長が約８０８．８　ｎｍで
ある光を放出し、第３の能動層３４６の厚さは５８人か
ら６２人の範囲で望ましくは６０人であり、波長が約８
０８．Ｏｎｍである光を放出し、（レーザ材料の吸収ピ
ークが約８０８．０ｎｍであるとすると）、第２の能動
層３４８の厚さは５６人から６０人の範囲で望ましくは
５８人であり、波長が約８０７．２　ｎｍである光を放
出し、第１の能動層３５０の厚さは５４人から５８人の
範囲で望ましくは５６人であり、波長が約８０６．４　
ｎｍである光を放出する。上記の能動層の厚さは、第３
図のストリップの厚さの変化と類似して変化する。

第９図には、多くの点で第７図のレーザダイオードアレ
イ２９０に類１以したレーザダイオードアレイ３６６が
示されている。第９図のレーザダイオードアレイ３６６
は、基材２９２と層２９４．２９６．２９８．３００．
３０２．３０４．３０６．３０８．３１０．３１２．３
１４．４１６．３１８．３２０と３２２、および陽子イ
ンブラント部分３２４を備えている。これらの層は第７
図に示した層と同じである。レーザダイオードアレイ３
６６の場合、第７図のデバイスと同じ（、各能動層２９
８．３０２．３０６．３１０と３１４内の、６．２い、
３．２□および２１の値は変動させることができる。第
９図の第２の例においては、ｐ型またはｐ型のドーパン
トを、様々な濃度で各能動層内に混合させることができ
る。先行したレーザダイオードアレイに関してすでに説
明したように、広い帯域幅にわたってほぼ−様な放射を
生成し、それによって、時効あるいは温度および電流の
変動が生じても高度の安定性を有するレーザダイオード
アレイを得るため、２の値とドーパントの濃度を変化さ
せる。

レーザダイオードアレイ３６６は１１個のストリップ３
６８を備えている。ただし、本発明の実施に際しては、
どのような数の能動層でも用いることができる。第５の
能動層２９８は、約８０８．８ｎｍから約１８０，４　
ｎｍまでの範囲で望ましくは８０９，６０ｎである光を
、ストリップ３６８の下にありかつ隣接したストリップ
領域３７０で発光し、第４の能動層３０２は、約８０８
．Ｏｎｍから約８０９．６　ｎｍまでの範囲で望ましく
は８０Ｂ、８　ｎｍである光を、ストリップ３６８の下
にありかつ隣接したストリップ領域３７２で発光し、第
３の能動Ｎ３０６は、約８０７．２　ｎｍから約８０８
．８　ｎｍまでの範囲で望ましくは８０８．０　ｎｍで
ある光を、ストリップ３６８の下にありかつ隣接したス
トリップ領域３７４で発光し、第２の能動層３１０は、
約８０６，４　ｎｍから約８０８．Ｏｎｍまでの範囲で
望ましくは８０７．２　ｎｍである光を、ストリップ３
６８の下にありかつ隣接したストリップ領域３７６で発
光し、第１の能動層３１４は、約８０５．６　ｒｕｎか
ら約８０７．２　ｎｍまでの範囲で望ましくは８０６．
４　ｎｍである光を、ストリップ３６８の下にありかつ
隣接したストリップ領域３７８で発光する。

第９図の第１の例においては、能動層２９８．３０２．
３０６．３１０と３１４のよい、４．２１、＄２および
□の値は、それぞれ、第７図のレーザダイオードアレイ
２９０の第１の例に関してすでに論じたものと同じであ
り、例えば、それぞれ、約０．０８３４．０．０８４６
．０．０８５８．０．０８６９および０．０８８１であ
る。

第９図の第２の例においては、能動Ｎ２９８．３０２．
３０６．３１０および３１４内のｎ型ドーパントの濃度
は、それぞれ、第７図のレーザダイオードアレイ２９０
の第２の例に関してすでに論じたものと同じであり、例
えば、それぞれ、５゜９．５．６．５．３．５．０　と
４，７　ｘｌＱ”／ａｄである。

第１０図には、本発明の実施において使用するのに適し
た、また別のレーザダイオードアレイが示されており、
このレーザダイオードアレイは多くの点で第８図のレー
ザダイオードアレイ３４０に類似している。第１０図に
は、基材２９２と層２９４．２９６．２９８．３８６．
３０４．３８８．３９０．３１２．３９２．３１６．３
１８．３２０と３２２、および陽子インブラント部分３
２４を備えたレーザダイオードアレイ３８４が示されて
いる。上記層は第８図に示した層と同じである。レーザ
ダイオードアレイ３８４の層３８６．３８８．３９０お
よび３９２の厚さは様々であるから、レーザ光発生の条
件下においては、広い帯域幅にわたってほぼ一様な放射
を生成することができ、それによって、温度と電流の変
動が生じても、高度の安定性を有するレーザダイオード
アレイを提供することができる。

レーザダイオードアレイ３８４の第４のＦａ　ＩＪ）Ｈ
２Ｓｅは、第３の能動層３８８より幅が広いか厚さが厚
い。第３の能動層３８８は、第２の能動層３９０よりも
幅が広いか厚さが厚く、第２の能動［３９０は、第１の
能動Ｎ３９２よりも幅が広いか厚さが厚い。例えば、第
４の能動層３８６の厚さは、６４人から６０人までの範
囲で望ましくは６０人であり、第３の能動層３８８の厚
さは、６２人から５８人までの範囲で望ましくは６０人
であり、第２の能動層３９０の厚さは、６０人から５６
人までの範囲で望ましくは５８人であり、第１の能動層
３８２の厚さは、５８人から５４人までの範囲で望まし
くは５６人である。レーザダイオードアレイ３８４の各
能動層はＧａＡｓで構成されている。

レーザダイオードアレイ３８４において、レーザ材料の
吸収ピークが約８０８．５　ｎｍであるとすると、能動
層３８６のストリップ領域３９４は、複数のストリップ
３６８の下でかつこれに隣接し、約８０９．６　ｎｍで
発光し、第３の層３８８のストリップ領域３９６は約８
０８．８　ｎｍで発光し、第２の層３９０のストリップ
領域３９８は約８０８ｒｖで発光し、第１の層３９２の
ストリップ領域４００は約８０７゜２　ｎｍで発光する
。し、−ザダイオードアレイ３８４中の能動層の厚さは
、第３図のレーザダイオードアレイ４０のストリップの
厚さの変動と類似して変化する。

第１１図に、やはり、本発明の実施に際しての使用に適
したレーザダイオードアレイを示す。本発明の実施に際
しては、それぞれにどのような数のストリップが設けら
れたレーザデバイスを、どのような数ででも用いること
ができることが予想されるであろう。ハイブリッドレー
ザダイオードアレイ４０６が示され、このハイブリッド
レーザダイオードアレイ４０６は、底部にある第５のレ
ーザデバイス４０８、第４のレーザデバイス４工０、第
３のレーザデバイス４１２、第２のレーザデバイス４１
４および最上部にある第１のレーザデバイス４１６を備
えている。第５のレーザデバイス４０８は、基材４１８
と層４２０．４２２．４２４、第５の能動層４２６、層
４２８．４３０．４３２、陽子インブランｌＴＪ域４３
４および幅の等しい複数のストリップ４３６を備えてい
る。ただし、同様に、第４、第３、第２および第１のレ
ーザデバイス４１０．４１２．４１４および４１６にも
同様な層が含まれているが、各レーザデバイスはそれぞ
れ異なった能動層を有している。

レーザ光発生の条件下で、ハイブリッドレーザダイオー
ドアレイ４０６は、レーザ材料の吸収帯をポンピングす
るため広い帯域幅にわたって強度が一様に分布した光ポ
ンピング放射を生成する。

ハイブリッドレーザダイオードアレイ４０６０強度は、
以前のレーザダイオードアレイよりも大きく、デバイス
４０８．４１０．４１２．４１４および４１６へのアク
セスが容易であるため、メンテナンスが容易であり、効
率的に大量生産することができる。第４のレーザデバイ
ス４１０は第４の能動層４３８を備えており、第３のレ
ーザデバイス４１２は第３の能動層４４０を備えており
、第２のレーザデバイス４１４には第２の能動層４４２
を備えており、第１のレーザデバイス４１６は第１の能
動層４４４を備えている。

各レーザデバイス４０８．４１０．４１２．４１４およ
び４１６の間には、それぞれ第４のスペース４４６、第
３のスペース４４８、第２のスペース４５０および第１
のスペース４５２がある。

各レーザデバイス中の各能動層は、各デバイスの複数の
ストリップに隣接しその下にストリップ領域４５４．４
５６．４５８．４６０および４６２を備えている。ハイ
ブリッドレーザデバイスの帯域幅は約５ｎｍである。レ
ーザ光発光の条件下で、ストリップ領域４５４は、約８
０８．８　ｎｍから約８１０゜４　ｎｍの範囲で望まし
くは８０９．６　ｎｍである光を第５の能動層４２４か
ら放出し、ストリップ領域４５６は、約８０８．Ｏｎｍ
から約８０９．６　ｎｍの範囲で望ましくは８０８．８
　ｒｕｎである光を能動層４３８から放出し、ストリッ
プ領域４５８は、約８０７．２　ｒ＋ｍから約８０８゜
８　ｎｍの範囲で望ましくは８０８．０　ｎｍである光
を能動層４４０から放出し、ストリップ領域４６０は、
約８０６．４　ｎｍから約８０８．０　ｎｍの範囲で望
ましくは８０７．２　ｎｍである光を能動層４４２から
放出し、ストリップ領域４６２は、約８０５．６　ｎｍ
から約８０７．２　ｎｍの範囲で望ましくは８０６．４
　ｎｍである光を能動層４４４から放出する。

デバイス４０８．４１０，４１２．４１４および４１６
は、各デバイスを異なった温度に調整することによって
、第６ａ図のレーザデバイス２００に関して開示された
方法と多くの点で類似した方法によって温度調整するこ
とができ、能動層４２４．４３８．４４０．４４２およ
び４４４のアルミニウム濃度とドーピングは第５図、第
７図または第９図に関連して論じた方法に多くの点で類
似した方法によって変化させることができ、各デバイス
内の能動層の厚さは第８図と第１Ｏに関連して論じた方
法と同様な方法によって変化させることができ、ストリ
ップの幅は第３図に示すに変化させることができ、およ
び／または各デバイスは圧力に対して調整でき、または
上記のいずれかの組合せとすることができる。

各図はゲインガイデッド構造を示すが、当業者は、イン
デックスガイデッド構造のようなその他の構造を、本発
明の実施に際して応用することができることを理解する
はずである。

本発明の様々な実施例を示し、説明したが、当業者は、
本発明の新規な精神と範囲から逸脱することなく、先行
した実施例の再配置と組合せはもちろん、様々な修正と
代替を行うことができることを理解しなければならない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を概略的に示す図、第２ａ図
は従来のダイオードレーザの放射スペクトルのグラフ、
第２ｂ図は本発明の実施に際して用いるのに適した２個
のストリップで構成された第１のダイオードアレイの放
射スペクトルのグラフ、第２Ｃ図は本発明の実施に際し
て使用するのに適した１１個のストリップで構成された
第２のダイオードアレイの放射スペクトルを示し、また
従来のレーザダイオードアレイの放射スペクトルも仮想
線で示したグラフ、第３図は本発明の実施に際して用い
るのに適したレーザダイオードアレイの斜視図、第４図
は本発明の実施に際して用いるのに適した、別のレーザ
ダイオードアレイの斜視図、第５図は本発明の実施に際
して用いるのに適した別のレーザダイオードアレイの斜
視図、第６ａ図は本発明の実施に際して用いにのに適し
た別のレーザダイオードアレイをその一部を切欠いて示
す斜視図、第６ｂ図は第６ａ図のレーザダイオードアレ
イの温度と位置との関係を示すグラフ、第７図は本発明
の実施に際して用いるのに適したさらに別のレーザダイ
オードアレイの斜視図、第８図は本発明の実施に際して
用いるのに適したさらにまた別のレーザダイオードアレ
イの斜視図、第９図は本発明の実施に際して用いるのに
適したさらにまた別のレーザダイオードアレイの斜゛視
図、第１０図は本発明の実施に際して用いるのに適した
別のレーザダイオードアレイの斜視図、第１１図は本発
明の実施に際して用いるのに適した別のレーザダイオー
ドアレイの斜視図である。 なお図面に用いた符号において、 １０．４０．１１０．１０４，２０１，２９０，３４０
，３６６．３８４，４０６−・・−・・・−・−・・・
・・・・レーザダイオードアレイ１３．１５−−−−−
−−レーザダイオード１６−・−・−・−・・・・・−
レンズ（集束手段）１８−・−・−・・・レーザ材料 ２４・・−・−−ｍ−−・・−非線形光学材料５８．６
０，６２，６６、６８，７０，７２，７４，７６．７８
．１１２．１１４゜１１６、１１８．１２０．１２２．
１２４．１２６．１２８．１３０．１３２．１６６゜２
０９、３２６　、３６８　、４３６ −・−−−−−・・・・−・−ストリップ２０２−・・
・−・−・温度変動手段（温度勾配手段）４８．２９８
，３０２，３０６，３１０，３１４，３４２，３４４，
３４６゜３４８．３５０，３８６，３８８，３９０，３
９２，４２６，４３８，４４０゜４４２、４４４ −・−・−・・・−・−・−・−・−能動層８２．８４
，８６，８８．９０，９２，９４，９６．９８．１００
，１０２゜１３８、１４０．１４２．１４６．１４８．
１５０．１５２．１５４．１５６゜１５８、１６８．１
７０．１７２．１７４．１７６、１７８．１８０．１８
２゜１８４、１８６．１８８，２３２，２３４，２３６
，２３８，２４０，２４２２４４．２４６，２４８，２
５０，２５２，３２８，３３０，３３２，３３４゜３３
６．３５２，３５４，３５６，３５８，３６０，３７０
，３７２，３７４゜３７６．３７８，３９４，３９６，
３９８，４００，４５４，４５６，４５８゜４６０．４
６２゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）帯域幅が約３ｎｍから約１５ｎｍであり、強度
   が上記帯域幅全域にわたってほぼ一様に分布する光ポン
   ピング放射を生成するためのレーザダイオードアレイと
   、 ｂ）上記レーザダイオードアレイの上記帯域幅内の放射
   を受けるための吸収帯を有するレーザ材料とを具備する
   光ポンピング式レーザ。 ２、上記レーザダイオードアレイは複数のレーザダイオ
   ードを、備え、このレーザダイオードが上記レーザ材料
   の上記吸収帯よりも実質的に幅が広いスペクトル帯にわ
   たって光ポンピング放射を生成する請求項１記載の光ポ
   ンピング式レーザ。 ３、上記レーザダイオードアレイが少なくとも２個以上
   のレーザダイオードで構成されている請求項１記載の光
   ポンピング式レーザ。 ４、上記レーザダイオードアレイからのレーザ光を上記
   レーザ材料に集束させるための集束手段と上記レーザ材
   料からの上記レーザ光の周波数を修正させるための非線
   形光学手段とを具備する請求項１記載の光ポンピング式
   レーザ。 ５、上記レーザ材料が固体である請求項１記載の光ポン
   ピング式レーザ。 ６、上記レーザダイオードアレイが ａ）能動手段を形成する１層以上の層と、 ｂ）上記能動手段を順方向にバイアスさせるための手段
   とを具備し、 上記順方向バイアス手段は複数の一般的に細長いストリ
   ップを備え、上記ストリップはそれぞれ電流の流れを上
   記能動手段中の複数のストリップ領域に限定するために
   幅が異なり、上記能動手段中の上記ストリップ領域は約
   ５ｎｍから約１５ｎｍの帯域幅を有するポンピング放射
   を放出する請求項１記載の光ポンピング式レーザ。 ７、上記能動手段中の上記ストリップ領域のそれぞれが
   各隣接ストリップ領域のポンピング放射とは１ｎｍだけ
   異なるポンピング放射を放出する請求項６記載の光ポン
   ピング式レーザ。 ８、上記レーザダイオードアレイが ａ）能動手段を形成しこの能動手段から放射される光の
   波長を変動させるためほぼ線形に配列されて変化する厚
   さを有する１層以上の能動層と、 ｂ）上記能動手段を順方向にバイアスさせるための手段
   とを具備し、 上記順方向バイアス手段は電流の流れを上記能動手段中
   の複数のストリップに限定するための複数の細長いスト
   リップを備え、上記能動手段中の上記ストリップ領域は
   約３ｎｍから約１２ｎｍの帯域幅を有するポンピング放
   射を放出する請求項１記載の光ポンピング式レーザ。 ９、光放出方向に直角である上記能動層の断面がほぼく
   さび型である請求項８記載の光ポンピング式レーザ。 １０、上記能動層から放出された上記光の上記帯域幅が
   約５ｎｍから約１２ｎｍの範囲にある請求項９記載の光
   ポンピング式レーザ。 １１、上記能動層の厚さが約２０Åから約２００Åの範
   囲にある請求項９記載の光ポンピング式レーザ。 １２、上記能動層の厚さが約５０Åから約７０Åの範囲
   にある請求項９記載の光ポンピング式レーザ。 １３、上記能動手段の上記ストリップ領域のそれぞれの
   厚さが隣接するストリップ領域の厚さと約２Åだけ異な
   る請求項９記載の光ポンピング式レーザ。 １４、上記レーザダイオードアレイが ａ）能動手段を形成する式ＡｌｚＧ＿１＿−＿２Ａｓで
   構成された（式中のｚの値は約０．１５未満である）１
   層以上の層と、 ｂ）上記能動手段を順方向にバイアスさせるための手段
   とを具備し、 上記順方向バイアス手段は電流の流れを上記能動手段に
   限定するための複数の細長いストリップを備えている請
   求項１記載の光ポンピング式レーザ。 １５、上記能動手段の上記ストリップ領域のそれぞれは
   隣接ストリップ領域の上記式中のｚの値から約０．００
   １だけ異なる上記式中のｚの値を有し、このｚの値が約
   ０．１０から約０．０５までの範囲にある請求項１４記
   載の光ポンピング式レーザ。 １６、上記式中のｚの値は一定で約０．０７であり、上
   記能動手段はＡｌＧａＡｓとドーパントとの組み合せで
   構成され、上記能動手段中の上記ストリップ領域のそれ
   ぞれの上記ドーパント濃度が約４０×１０＾１＾３／ｃ
   ｍ＾３未満である請求項１４記載の光ポンピング式レー
   ザ。 １７、上記能動手段の上記ストリップ領域のそれぞれは
   隣接ストリップ領域のドーパント濃度から約０．３×１
   ０＾１＾３／ｃｍ＾３だけ異なるドーパント濃度を有し
   、上記能動手段中の上記濃度が約４×１０＾１＾３／ｃ
   ｍ＾３から約７×１０＾１＾３／ｃｍ＾３の範囲にある
   請求項１６記載の光ポンピング式レーザ。 １８、上記ドーパントがｎ型ドーパント、ｐ型ドーパン
   ト、またはｎ型ドーパントとｐ型ドーパントとの組み合
   せによるドーパントのうちのいずれか１つである請求項
   １６記載の光ポンピング式レーザ。 １９、上記ドーパントがマグネシウム、亜鉛、カドミウ
   ム、ベリリウム、炭素、珪素、ゲルマニウム及び錫から
   成るグループから、または上記元素の組み合せから選択
   されたｐ型ドーパントである請求項１８記載の光ポンピ
   ング式レーザ。 ２０、上記ドーパントがテルル、セレン、硫黄、珪素、
   ゲルマニウム、錫および炭素からなるグループから、ま
   たは上記元素の組み合せから選択されたｎ型ドーパント
   である請求項１８記載の光ポンピング式レーザ。 ２１、上記レーザダイオードアレイが （ａ）能動手段を構成する１層以上の層と、 （ｂ）上記能動手段を順方向にバイアスさせるための手
   段（この順方向バイアス手段は複数の一般的に細長いス
   トリップを備えて電流の流れを上記能動手段中の複数の
   ストリップに限定する）と、 （ｃ）上記ストリップ領域のそれぞれに異なった温度を
   与えるための温度勾配手段とを、それぞれ具備する請求
   項１記載の光ポンピング式レーザ。 ２２、上記能動手段の上記ストリップ領域のそれぞれが
   上記温度勾配手段によって隣接のストリップ領域の温度
   から約３℃だけ異なるように与えられた温度を有し、上
   記温度勾配の範囲が約８℃から約３６℃である請求項２
   １記載の光ポンピング式レーザ。 ２３、上記レーザダイオードアレイが複数の能動層で構
   成され、上記能動層のそれぞれが上記帯域幅内でポンピ
   ング放射を生成し、上記帯域幅の範囲が約３ｎｍから約
   １２ｎｍである請求項１記載の光ポンピング式レーザ。 ２４、上記レーザダイオードアレイは複数の層から成る
   能動手段を備え、上記能動層のそれぞれは式ＡｌＧａ＿
   １−ｚＡｓから成り、隣接する能動層のｚの値から約０
   ．００１だけ異なるｚの値を有し、上記式中のｚの値が
   約０．１０未満である請求項１記載の光ポンピング式レ
   ーザ。 ２５、上記ｚの値が一定で約０．０７であり、上記能動
   層のそれぞれがＡｌＧａＡｓとドーパントとで構成され
   、上記能動層のそれぞれの上記ドーパント濃度が隣接す
   る能動層内のドーパント濃度と異なり、上記ドーパント
   濃度の範囲が約３×１０＾１＾６／ｃｍ＾３から約８×
   １０＾１＾８／ｃｍ＾３である請求項２４記載の光ポン
   ピング式レーザ。 ２６、上記能動層のそれぞれの厚さが隣接する能動層の
   厚さと異なり、上記厚さの範囲が約４０Åから約１００
   Åである請求項２３記載の光ポンピング式レーザ。 ２７、上記レーザダイオードアレイが上記レーザ材料の
   上記吸収帯よりも実質的に幅が広いスペクトル帯にわた
   って光ポンピング放射を生成する少なくとも２個のレー
   ザダイオードを具備する請求項１記載の光ポンピング式
   レーザ。