JPH07183608A - 可飽和吸収体により受動スイッチングする自己配列したモノリシック固体マイクロレーザー及びその製法 - Google Patents

可飽和吸収体により受動スイッチングする自己配列したモノリシック固体マイクロレーザー及びその製法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着剤等を使用せずに可飽和吸収体をレーザ
ーキャビティ内に導入し、受動スイッチングするマイク
ロレーザーキャビティ及びその製法を提供する。 【構成】 固体活性レーザー媒質と、可飽和吸収体と、
入射鏡及び出射鏡を有し、前記可飽和吸収体が、その材
料を前記固体活性媒質上に直接堆積させた薄膜からなる
ことを特徴とするマイクロレーザー用キャビティ及びそ
の製法。 【効果】 光学的セッティングやアライメントが不要
な、モノリシックでコンパクトなマイクロレーザーキャ
ビティが得られ、大量生産も可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体マイクロレーザー
に関し、前記マイクロレーザー用キャビティおよび前記
キャビティの製法に関する。
【０００２】このマイクロレーザーの主な利点（本明細
書の最後に挙げた参考文献１及び２参照）は、多重層の
積層体をなすその構造であって、その本質的な特性を構
成しているものである。活性レーザー媒質は、１５０〜
１０００μｍの限定された厚みを有する低次元（数ｍｍ
2）の物質より構成され、その上には誘電体キャビティ
鏡（dielectric cavity mirrors）が直接堆積されてい
る。この活性媒質は、ＩＩＩ−Ｖレーザーダイオードに
よって励起することができるが、このダイオードは、マ
イクロレーザー上に直接ハイブリッド化されているか、
あるいは光ファイバによって結合されている。マイクロ
電子工学の手法を用いた集団生産の可能性は、前記マイ
クロレーザーの極めて低コストでの大量生産を保証する
ものである。
【０００３】マイクロレーザーには、自動車産業、環
境、科学的計測、遠隔測定法に渡る様々な分野において
数多くの応用がある。既知のマイクロレーザーは、一般
的に数ダースｍＷのパワーを持つ連続放出を有する。し
かしながら、前述の応用のほとんどで、平均パワーが数
ダースｍＷであり、１０-8〜１０-9秒間に数ｋＷのピー
クパワー（瞬間電力）が要求されている。固体レーザー
においては、周波数１０〜１０4Ｈｚのパルスモードに
て作動させることによって、そのような高いピークパワ
ーレベルを得ることが可能である。こうした目的のため
に、公知のスイッチングプロセス、例えば、Ｑ−スイッ
チによるもの（明細書の最後に挙げた参考文献３）が利
用されている。
【０００４】より具体的には、レーザーのキャビティの
スイッチングは、励起エネルギーがゲイン材料の励起レ
ベルに貯蔵される間のある一定の時間、レーザー効果を
妨げる時間変動性の損失をキャビティに加えることから
なる。これらの損失はある瞬間に突然減少し、したがっ
て蓄積したエネルギーを非常に短時間のうちに放出し
（ジャイアントパルス）、このため高いピークパワーが
得られる。
【０００５】いわゆる能動スイッチングの場合は、損失
の値は使用者によって外部から制御される（例えば、ビ
ームの経路あるいはその偏光状態のいずれかを変化させ
る、キャビティ内電気−光学的あるいは音響−光学的の
型の回転キャビティ鏡）。貯蔵時間、キャビティ開放時
間、及び反復速度は個別に選択することができる。しか
しながら、このことが、これに合ったエレクトロニクス
を要求するので、レーザーシステムをかなり複雑なもの
としているのである。
【０００６】いわゆる受動スイッチングの場合は、可変
損失はキャビティに可飽和吸収（ＳＡ）として知られる
物質の形で導入され、これはレーザー波長と低いパワー
密度において高い吸収体であり、前記密度がある臨界値
を越えると実質的に透明になるが、これはＳＡの飽和強
度と呼ばれている。特に、固体可飽和吸収体（明細書の
最後に挙げた参考文献４および５）あるいは可飽和吸収
体高分子（明細書の最後に挙げた参考文献７および８）
を用いた受動的スイッチングは、既に実施されている。
【０００７】既知の可飽和吸収体は、多くの場合、吸収
をもたらす有機分子を含んでいる。これらの物質は一般
的に液状またはプラスチックの形態であり、それゆえ光
学的特性に劣り、劣化が非常に速く、レーザーフラック
ス(laser flux)に対する抵抗が乏しい（参考文献３）。
固体物質もまた、可飽和吸収体として用いられる。これ
らの固体物質は結晶成長によって得られ、Ｃｒ4+（参考
文献５）あるいはＥｒ3+（参考文献６）のような可飽和
吸収体イオンがドープされている。ある場合には、結晶
成長によって得られた同じ物質（例えば、ＹＡＧ）が、
同時に活性レーザーイオン（例えば、Ｎｄ）および可飽
和吸収体イオン（例えば、Ｃｒ）を含有している（参考
文献４）。
【０００８】このような可飽和吸収体の補助を受けて受
動スイッチングされた既知のレーザーにおいては、レー
ザーキャビティ内部として下記の配置が提案されてい
る。
【０００９】１．第一の配置は図１（ａ）に示されてお
り、符号１はレーザーキャビティを、２は活性レーザー
材料を、３は可飽和吸収体を、４、５はキャビティの入
射鏡および出射鏡を示すものである（参考文献３）。一
方の端にある可飽和吸収体３と、他方にあるキャビティ
１の他の要素との間には、全く接触がない。この種の装
置においては、キャビティの要素を光学的に配列するこ
とが必要である。さらにまた、レーザーが使用される際
には光学的セッティングが必要であろう。
【００１０】２．図１（ｂ）および図１（ｃ）に示され
る配置においては、光学的接着剤６（参考文献７）の補
助を得て可飽和吸収体３と、鏡４（図１ｂ）あるいは活
性レーザー物質２（図１ｃ）との間で接触を確実なもの
としている。しかしながら、この接着剤は、接着剤と接
着された材料との境界面において剰余吸収率および屈折
率の差を導く。さらにまた、接着された要素間に起こり
得る平行性の欠陥もまた、レーザーキャビティ中の損失
の原因となりうる。
【００１１】３．図１（ｄ）および１（ｅ）は、第三の
可能な配置（参考文献４）を示しており、２は同じく活
性レーザー物質を示すが、それは活性レーザーイオンと
可飽和吸収イオンとが共ドープされている。すなわちこ
のとき同じ物質が活性媒質および可飽和吸収体として働
くのである。よって、レーザー物質と可飽和吸収体の特
性を個別に調節することは不可能である。媒質の厚み
は、レーザーモードの構造に影響を与えると同様に、可
飽和吸収体の吸収および活性レーザーイオンの吸収の両
方にも影響を与える。
【００１２】さらにまた、活性レーザーイオンおよび可
飽和吸収体の吸収係数は、それらのイオンの濃度と直接
関連しており、これらイオンは結晶成長の間に絶対的に
固定され、その後は変更することができない。すなわ
ち、各レーザー配置各々について新たな結晶を製造せね
ばならない。最後に、レーザー作用のため及び可飽和吸
収体としての両方に同じイオン（例えば、Ｅｒ）を用い
て受動スイッチングされるレーザーの場合、この共ドー
プ法を用いることは不可能である。それは、同じイオン
が、活性イオンとしてあるいは可飽和吸収イオンとして
働くには、その濃度が非常にかけ離れているからであ
る。可飽和吸収体とするためには、その濃度は活性レー
ザー物質とするためよりも極めて高くなければならな
い。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はマイクロレー
ザー用の固体活性物質を有する新規なレーザーキャビテ
ィに関するものであり、前述の種々の問題を解決するこ
とを可能にするものである。本発明はまた、前記マイク
ロレーザーキャビティの製法に関するもので、同様に、
それを組込んだマイクロレーザーに関するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の問題を取り除くた
めに、本発明は、マイクロレーザーの活性材料上に、可
飽和吸収体を薄膜の形態で直接堆積することを提案する
ものである。より具体的には、本発明は、固体活性媒質
と、可飽和吸収体と、入射鏡あるいは入力鏡および出射
鏡あるいは出力鏡とを有し、この可飽和吸収体が固体活
性媒質上に直接堆積された可飽和吸収体材料の薄膜であ
ることを特徴とするマイクロレーザー用のキャビティで
ある。
【００１５】本発明の主要な利点の一つは、層あるいは
膜の多重体からなる、スイッチングされるマイクロレー
ザー（あるいはマイクロ光学と連携したマイクロレーザ
ーから成るレーザーマイクロシステム）の構造にあり、
低コストの集団的生産の実現性を保つことを可能にする
ものである。この多層構造は、連続マイクロレーザー用
に進歩しているような簡便な集団的生産の方法、即ちマ
イクロレーザーの低コストを損うものではない。これ
は、自己配列した(self-aligned)、モノリシックの、受
動スイッチングされるマイクロレーザー（何らの光学的
セッティングなしの）を製造することを可能にし、ま
た、これはデレギュレート(deregulate)され得ない。こ
の構造は接着の操作も複雑な配列の操作も全く要求しな
い。
【００１６】“共ドープ(codoped)”レーザーと比較し
て、本発明のマイクロレーザーの他の利点は、活性媒質
が可飽和吸収体から分離されていることであるが、その
２つの媒質の接着が避けられ、しかもモノリシック構造
が維持されていることである。したがって、（層の堆積
の間に、あるいは層の堆積に続く機械的な厚みの減縮に
よる）厚みの調整、及び二つの媒質中のイオンの濃度と
を独立に調整することが可能であり、一方前記分離の結
果として、同一のイオン（例えば、Ｅｒ）が活性イオン
として、また可飽和吸収体として、異なる濃度で使用さ
れるスイッチングされるレーザーが製造できる。
【００１７】基本となるレーザー材料は、以下より選択
することができる。Ｙ3Ａｌ5Ｏ12（または“ＹＡ
Ｇ”）、ＬａＭｏＡｌ11Ｏ12（または“ＬＭＡ”）、Ｙ
2ＳｉＯ5（または“ＹＳＯ”）、ＧｄＶＯ4、ＹＶＯ4、
ＹＬｉＦ4（または“ＹＬＦ”）、あるいは他の既知の
物質であって、ネオジム（Ｎｄ）、エルビウム（Ｅ
ｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホ
ルミウム（Ｈｏ）のイオンによってドーピングされ、あ
るいはＥｒ＋Ｙｂ（エルビウム＋イッテルビウム）ある
いはＴｍ＋Ｈｏ（ツリウム＋ホルミウム）を共ドーピン
グされ、あるいは他の既知のイオンによりドーピングさ
れている。
【００１８】本発明の第１の好ましい実施態様によれ
ば、薄膜は高分子溶媒に溶解した有機染料によって構成
されている。特に、その有機染料は、ビス（４−ジエチ
ルアミノジチオベンジル）ニッケル、あるいは、ビス
（４−ジメチルアミノジチオベンジル）ニッケルより選
択され、溶媒はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、
ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン
等の溶液である。
【００１９】本発明の第２の好ましい実施態様によれ
ば、薄膜は、液相エピタキシーによって堆積させること
ができる。特に、薄膜は液相エピタキシーによって堆積
され可能であり、その薄膜は、Ｃｒ4+あるいはＥｒ3+イ
オンでドープされた固体活性媒質と同一の基礎材料より
構成される。
【００２０】液相エピタキシーするためには、基板と同
一の基礎材料、あるいは少なくとも結晶構造（格子）が
基板として用いた材料のそれに類似した材料を用いるこ
とが必要である。Ｃｒ4+ドーピングは１．０６μｍのレ
ーザーに用いられ、Ｅｒ3+ドーピングは１．５μｍのレ
ーザーに用いられる。
【００２１】本発明の２つの可能性（高分子あるいはエ
ピタキシー膜）の間での、利点及び欠点を以下に挙げ
る。高分子に関しては、任意のレーザー材料上に堆積す
ることが可能であるが、エピタキシー膜の場合よりも破
壊障壁が低く、より低いエネルギーレベルにて操作を行
なう必要がある。さらにまた、レーザー物質と高分子と
の屈折率の差異は、二つの媒質の間に光学的界面をもた
らす。
【００２２】エピタキシー膜に関しては、破壊障壁はレ
ーザー材料のそれと同程度に高い。しかしながら、これ
まで説明したように、エピタキシーは同じ材料上に（例
えば、ＹＡＧ上のＹＡＧ）、あるいは堆積された材料の
それに近い結晶構造（格子）を有する材料上でのみ実施
が可能である。このことは応用の範囲を限定するもので
ある。しかしながら、二つの媒質の間に光学的界面が形
成されるのを避けるために、エピタキシー膜の屈折率を
活性レーザー媒質（エピタキシー基板としてはたらく）
のそれに適合させることは可能である。このエピタキシ
ー膜もまた、基板と同等の特性を有する。
【００２３】いずれの場合も、活性材料及び可飽和吸収
体の膜の間には、接着は全くない。したがって、剰余吸
収、屈折率の差異、また考えられる平行性の欠陥に関連
した問題は生じない。
【００２４】薄膜（高分子あるいはエピタキシー膜）で
は、可飽和吸収体の膜あるいは層の厚みは、固体可飽和
吸収体の場合よりも格段に小さい。即ち、数ミクロン
（１〜１０μｍ）の高分子膜あるいは百ミクロン（１〜
５００μｍ）のエピタキシー膜が、レーザーの作動に適
切な吸収係数を得るのに充分である。したがって、この
ように限定された厚み結果として、モノリシックマイク
ロレーザーは全体に小さな寸法となる。
【００２５】本発明により提供される別の可能性によれ
ば、これまでに述べたマイクロレーザーキャビティは、
第２の可飽和吸収体膜を有する。完全なレーザーキャビ
ティを得るために、入力面上に誘電体多重層の堆積によ
り製造される二色鏡が、出口面上の、ＳＡ層の上に同様
の方法で製造される出射鏡が提供される。また、レーザ
ー材料上に直接エッチングされたマイクロレンズ・アレ
ーを、レーザー材料の上、入射鏡を形成する誘電体多重
層の下に提供することも可能である。
【００２６】本発明はまた、これまで説明した型のキャ
ビティ及び活性固体媒質に対する光学的励起手段を有す
るマイクロレーザーに関する。好ましくは、励起手段は
少なくとも一つのレーザーダイオードからなる。マイク
ロレーザーを構成する前記の要素は全て、アセンブリ
箱、ケース、機械的支持体中に一体化することができ
る。あるいはまた、マイクロレーザーキャビティを収容
した第１のケース、光学的励起手段を収容した第２のケ
ース、及びその２つのケース間の光ファイバ型光学的接
続とを有することも可能である。
【００２７】本発明は前述のレーザーマイクロキャビテ
ィの製法にも関連する。この製法は以下の段階を含む：
固体活性媒質を構成する材料の、予め決定した厚みで
の、コンディショニング段階、及び、可飽和吸収体薄膜
を上記の段階により製造された材料の一方の面あるいは
両方の面上に直接形成する段階。
【００２８】上記製法の第１の好ましい実施態様によれ
ば、薄膜はワーラー（Whirler）で堆積される。これ
は、高分子溶媒に溶解した有機染料より形成されるのが
望ましい。有機染料は、ビス（４−ジエチルアミノジチ
オベンジル）ニッケル、あるいはビス（４−ジメチルア
ミノジチオベンジル）ニッケルから選択され、溶媒は、
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）か、ポリビニルア
ルコールか、ポリ酢酸ビニルか、ポリスチレンの溶液と
する。
【００２９】この製法は、単純な製造段階のみを用い、
レーザーマイクロキャビティの低コストでの大量生産の
可能性を提供するものである。再度、キャビティ要素の
光学的配列は全く必要ない。
【００３０】この製法の他の好ましい実施態様によれ
ば、薄膜は液相エピタキシーにより堆積される。薄膜は
活性レーザー媒質のそれと同一の基礎材料から形成さ
れ、前記基礎材料はＣｒ4+あるいはＥｒ3+でドープされ
ている。それゆえ、その上に堆積される材料に類似した
結晶構造（格子）をもつ材料を用いれば充分である。
【００３１】この実施態様は、先に述べた実施態様と同
様の、簡単で、経済的で、いかなる配列も接着も必要と
しないという利点をもたらす。
【００３２】好ましくは、上記の製法には、レーザー材
料の表面にマイクロレンズ。アレーを直接形成する補足
段階を加えることができる。特に、前記マイクロレンズ
はレーザー材料上で直接エッチングすることができる。
最後に、誘電体多重層を堆積することによって、キャビ
ティの入射または入力鏡および出射または出力鏡を形成
する段階を提供することも可能である。これら二つの補
足段階は、決してこの製法の簡潔さを減ずるものでな
く、経済性を低下させるものでもない。
【００３３】以下に、本発明の実施例と添付した図面を
参照して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はそ
れらに限定されるものではない。
【００３４】本発明は、固体活性媒質と、前記媒質に薄
膜状に直接堆積された可飽和吸収体とを有するマイクロ
レーザーキャビティに関する。前記構造の好適な実施態
様は、図２（ａ）に示されており、活性媒質８と可飽和
吸収体薄膜１２とが、レーザーキャビティを閉鎖する２
枚の鏡１４および１５の間に配されている。符号１０
は、キャビティ全体を示している。
【００３５】従来の方法では、活性材料８を形成する材
料が、１．０６μｍ近辺のレーザー放出のためにネオジ
ム（Ｎｄ）を用いてドープされる。その材料は、例えば
次の材料の中から選択され得る：ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ
5Ｏ12）、ＬＭＡ（ＬａＭｇＡｌ11Ｏ19）、ＹＶＯ4、Ｙ
ＳＯ（Ｙ2ＳｉＯ5）、ＹＬＦ（ＹＬｉＦ4）、またはＧ
ｄＶＯ4。この選択は、次の基準によって調節される
が、応用によっても変わる。
【００３６】以下に示すように、レーザーキャビティ１
は光学的に励起されるが、好ましくは一つ以上のレーザ
ーダイオードを用いて光学的に励起される。そのため第
一の基準は、励起波長における吸収係数が高いことであ
る（例えば、１ｍｍより小さい限られた材料の厚さを維
持したまま、励起効率を増加させるための８００ｎｍ近
辺でのＩＩＩ−Ｖレーザーダイオード放出）。
【００３７】レーザーダイオードの波長安定性の問題を
処理し、よってレーザー励起ダイオードの選択および電
気的調節を簡単化するために、約８００ｎｍでの励起波
長における吸収帯が広いこと。
【００３８】高い出力レベルと効率とを得るために、誘
導放出の有効断面が大きいこと。単一周波数レーザーを
簡単に得るためのに、放出帯の幅が限られていること、
または逆に、周波数可変レーザー放出を得るために、放
出帯が広いこと。
【００３９】材料の加工を簡易にし、励起の吸収による
発熱の良好な消費に不利になる熱効果を制限するため
に、加工熱的特性が良好であること（前記過剰熱はレー
ザーのエネルギー効率による）。
【００４０】高度のエネルギー貯蔵のために、励起状態
での寿命が長いこと、または速い切り替え速度のために
寿命が短いこと。一つのレーザー結晶で最大数のマイク
ロレーザーを同時に集団的に作成することが可能である
ために寸法が大きいこと。
【００４１】一般的に、既知のどの材料も、これらの基
準の全てを同時に満足するものはない。しかしながら、
既知の材料の中で、マイクロレーザーの操作に最も適し
たもの（数百マイクロ秒の匹敵する寿命期間を有する）
は以下の通りである。ＹＶＯ4は、高い係数と、広い吸
収帯と、良好で効果的な断面とを有しているが、その熱
伝導性は乏しく、小さい寸法のもののみしか得られず、
壊れやすい。ＹＡＧは、平均的な吸収係数と誘導放出有
効断面とを有するが、その放出および吸収帯の幅が小さ
い。しかし、大寸法と良好な温度伝導性とで有用であ
り、ネオジム（Ｎｄ）でドープされ、最も知られた固体
レーザー材料であり、かつ現在最も広く用いられてい
る。ＬＭＡは、低い吸収係数と有効断面、広い放出およ
び吸収帯を提供し、大きな寸法を有するが、温度伝導性
が乏しい。
【００４２】他の波長での放出のために、異なる材料と
ドーパントが選択される。一般に、活性イオンが以下か
ら選択される。１．０６μｍ近辺での放出にはＮｄ、
１．５μｍ近辺での放出にはＥｒまたはエルビウムーイ
ッテルビウムＥｒ＋Ｙｂの共ドーピング、２μｍ近辺で
の放出にはＴｍまたはＨｏまたはツリウム-ホルミウム
の共ドーピング。
【００４３】他の決定的なパラメーターは、活性媒質２
の厚さｅである。さらに詳しくは、図３（ａ）と３
（ｂ）とに示されており、一方は幅ｅのレーザー増幅媒
質２であり、他方は増幅媒質のファブリーーペロット(Fa
bry-Perot)モードのスペクトル分布図を示している。こ
のスペクトル分布図では、モードの周囲はゲインバンド
を示し、ｄｇはゲインバンドの幅を、ｄｖはモードの間
隔を示している。縦軸は任意の単位での強度がプロット
され、一方横軸は周波数の目盛りである。
【００４４】厚さｅは、マイクロレーザーの特性を調節
する。一方、厚さが増すほど励起ビームの吸収が強くな
る。従って、Ｉ0を入射面での投射励起の強度とし、ａ
を吸収係数であるとすると、厚さｅに吸収される強度は
次式によって与えられる。 吸収されるＩ＝Ｉ0（１−ｅ-ae）
【００４５】一方、ファブリーーペロットキャビティの
縦方向モードの総数は、厚さにより増加し、もし縦方向
の単一モードレーザーを製造することを望むなら、前記
厚さは小さくなければならない。従って、厚さｅの平面
ー平面ファブリーーペロットキャビティでは、二つのファ
ブリーーペロットモードの間の自由なスペクトル周期ｄ
ｖは、次式によって与えられる： ｄｖ＝ｃ／２ｅ 但しｃは光速である。もし、ｄｇが材料の（レーザー放
出の）ゲインバンドの幅であれば、モードの総数Ｎは次
式によって与えられる。 Ｎ＝ｄｇ／ｄｖ
【００４６】従って、与えられた材料（ａおよびｄｇが
与えられている）にとっては、ｅが増加したときに励起
吸収が増加するが、Ｎも同様に増加してしまう。単一周
波数レーザーについて、一般的に、最小厚さはＮ＝１と
するように選ばれ、前記厚さが１００μｍより大きいと
与えられる。単一モードを与える典型的な厚さは以下の
通りである。 ＹＡＧ Ｌ＝７５０μｍ、 ＹＶＯ4 Ｌ＝５００μｍ、 ＬＭＡ Ｌ＝１５０μｍ。 実際は、厚さｅは、１００μｍと５ｍｍの間で連続的に
変化する。
【００４７】可飽和吸収体１２（図２（ａ）および２
（ｂ））は、薄層または薄膜状である。二つの型の薄膜
が使用され得る、すなわち可飽和吸収体の分子を含む高
分子である。典型的に、１．０６μｍでのマイクロレー
ザーには、可飽和吸収体としてビス（４−ジエチルアミ
ノジチオベンジル）ニッケルまたはＢＤＮ（コダック、
ＣＡＳ番号51449-18-4）のような有機色素を、クロロベ
ンゼンに６重量％のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）を含有する溶液中に含むものを使用することができ
る。
【００４８】ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルま
たはポリスチレンのような他の高分子は、ＰＭＭＡの代
わりにそれぞれの溶媒中で使用され得る。また、ビス
（４−ジメチルアミノジチオベンジル）ニッケルまたは
ＢＤＮ（コダック、ＣＡＳ番号38465-55-3）を色素とし
て使用することも可能である。また、その色素は、シリ
カゲルに取り込ませたり、高分子鎖にグラフトさせるこ
とができる。
【００４９】ジチエンの多数の他の金属複合体が、色素
として使用され得る（参考文献８と９が明細書の最後に
与えられている）。その方法は、１．０６μｍ以外の波
長で作動するレーザーをスイッチングするためにも使用
され得る。例えば、１．５μｍ近辺で放出するエルビウ
ムまたはＥｒ+Ｙｂ複合体をドープされたレーザーは、
テトラエチル-オクタヒドロテトラアザペンタペンージチ
オレートーニッケルを用いてスイッチングされる（参考
文献９）。この型の溶液は、ワーラーを用いてレーザー
材料に直接堆積される（以下の調製工程参照）。これに
よって、厚さが約１〜５μｍの薄膜が得られる。
【００５０】他のタイプの薄膜は、液相エピキタシー
（ＬＰＥ）によって、レーザー材料に直接、または同じ
堆積（同じ材料、同じドーピング、同じ特性）、より一
般的な用語では、ＬＰＥによって得られうる膜を与える
ことのできる他の工程によって堆積される。ＬＰＥ調製
工程は、以下に記載されるが、固体活性媒質によって構
成された基板１上に、厚さ１〜５００μｍの間の薄膜を
得ることを可能にする。それは、固体活性媒質（例えば
ＹＡＧ）の基礎材料と同様の基礎材料によって構成され
るが、それに可飽和吸収体特性を与えるイオンがドープ
されており、例えば１．０６μｍレーザーにはＣｒ4+、
または１．５μｍレーザーにはＥｒ3+がドープされてい
る。
【００５１】従って、ドーパントのタイプは、スイッチ
ングが望まれるレーザーに合わせられ、そのためエピタ
キシーによる膜は、前記レーザーの放出波長における可
飽和吸収を有する。それゆえ、活性レーザー材料および
可飽和吸収体薄膜は、同じ結晶構造を有し、前記二つの
媒質の結晶および光学的特性に影響を与えるドーパント
による違いだけを有する。二つのケースにおける薄膜の
特性は、非常に重要な点で異なる。
【００５２】従って、破壊障壁は、各々の薄膜のタイプ
に対して決定される。レーザーキャビティにおけるある
パワー密度を越えて、可飽和吸収体薄膜を破壊すること
が可能である。破壊障壁と呼ばれるこの限界パワー密度
は、ＬＰＥー堆積薄膜のケースより、有機色素を用いた
ポリマーのケースにおいてより低くなる。第１のケース
では、その結果として、第二のものに比べて、キャビテ
ィにおいてより低いエネルギーで作動する必要がある。
【００５３】加えて、一方のケースでは、レーザー材料
８とポリマー１２との屈折率差は、二つの媒質の間に光
学的界面をもたらす。他のケースでは、同じ材料にＬＰ
Ｅを行なう（例えば、ＹＡＧ上にＹＡＧ、ドーピングの
みが異なる）ことができるのみで、適用の範囲を制限す
るが、エピタキシーによる薄膜の屈折率を、エピタキシ
ー基板として適する活性レーザー媒質のそれに調整する
ことを可能にし、それゆえ二つの媒質の間の光学的界面
の形成を避ける。
【００５４】最後に、薄膜の性質はレーザーパルスの時
間形に影響する。エピキタシーによる薄膜のケースで
は、不純物を含むイオン（Ｃｒ4+、Ｅｒ3+）は、約１マ
イクロ秒のかなり長い崩壊時間を有するのに対し、ポリ
マーに溶かされた有機色素のケースでは、色素の崩壊時
間が非常に短い（〜１ｎｓ）。これらの特性は、予定さ
れた使用により薄膜の選択を明らかに調節する。
【００５５】発明の他の実施態様によれば、図４（ａ）
に図示したように、活性レーザー材料８の両側に可飽和
吸収薄膜１２、２２を堆積することが可能であり、より
多くの励起ビームを吸収することが可能であるが、前記
ビームが入射する側に配された薄膜は、励起ビームによ
るグレーターウェア(greater wear)を受けやすい。符号
１４および１５は、キャビティの入射鏡および出射鏡を
示している。
【００５６】任意にそして図５（ａ）に示すように、従
来の方法（明細書の最後の参考文献１０）によって、シ
リカのような透明な材料から作られたマイクロレンズ１
６のアレーを形成すること、またはレーザー材料８の表
面上に類似したものを形成することが可能である。マイ
クロレンズの典型的な寸法は、百〜数百ミクロンの直
径、かつ数百マイクロメーター〜数ミリメーターの湾曲
半径である。
【００５７】これらのマイクロレンズは、二番目、すな
わち可飽和吸収薄膜２２の入射面に存在するケースであ
る図２（ｂ）または４（ｂ）に示された凹みのある平面
型の“安定した”キャビティ（平面−平面キャビティは
安定ではない）を製造するために使用される。光学的励
起の場合において、それらは励起ビームの集光をも可能
にする。
【００５８】完全なレーザーキャビティを製造するため
に、その可飽和吸収体または薄膜または複数の薄膜を有
する活性媒質が二枚の鏡１４、１５の間に配されてい
る。既知の工程によって堆積された入射鏡は、好ましく
は、レーザーの波長において最大の反射性（１００％に
できるだけ近い）を有し、かつ励起波長（一般に、Ｎｄ
ドープされた材料では約８００ｎｍ、Ｅｒドープされた
材料では９８０ｎｍおよびＴｍドープされた材料には７
８０ｎｍ）において最高（＞８０％）の透過を有する二
色鏡がよい。出射鏡も二色型のものであるが、数パーセ
ントのレーザービームの通過を許容する。従って、レー
ザーキャビティは、図２（ａ）、２（ｂ）および４
（ａ）、４（ｂ）の通りの構造で得られる。
【００５９】そのような構造の利点は、直ちに現れるも
のであり、その理由としては、活性媒質が活性レーザー
イオンと可飽和吸収体イオンとを共ドープした構造に関
連した問題を避ける一方、異なる要素の光学的配列に時
間を必要とせず、かつ光学的接着も全く取り入れないか
らである。キャビティのこのタイプの励起は、好ましく
は、光学的励起である。従って、ＩＩＩ−Ｖレーザーダ
イオードは、特にマイクロレーザーキャビティの励起に
適している。
【００６０】図６（ａ）に示すように、マイクロレーザ
ーキャビティ１８は、励起レーザーダイオード２０を受
けるために、メカニカルボックスまたはケース１７に設
置され得る。符号２１は、パルスされたレーザービーム
を示している。図６（ｂ）に示された実施態様の通り
に、二つの分離したケース１７-１と１７-２とを有する
ことも可能であり、一方はマイクロレーザーキャビティ
１８を受けるためであり、もう一方は励起レーザーダイ
オード２０を受けるためであって、二つのケースは、そ
れぞれの箱（２５-１、２５-２）に備えつけられたコネ
クターにより光ファイバー２３によって接続されてい
る。
【００６１】本発明は、前述のタイプのマイクロレーザ
ーキャビティの製造工程にも関連する。この工程は、７
つの連続する段階を含んでいる。 １）第一の段階は、活性レーザー材料の選択からなる。
異なる可能な材料（ＹＶＯ4、ＹＡＧ、ＬＭＡ等）およ
び専門家にこれらの材料の中から選択することを可能に
する異なる基準の記述は既に前述されている。 ２）第二段階（図７参照）は、レーザー結晶３１の調節
段階であり、方向が定められ、かつ０．５〜５ｍｍの間
の厚さの薄板に切断される（３２、３３、３４、３
５）。
【００６２】３）第三段階は、薄板の研磨およびつや出
しを含み、二つの目的を有している。即ち一方は、切断
操作の原因による表面冷却ワーキングコーティングを除
去すること、もう一方は、ラ薄板の厚さを、マイクロレ
ーザーの設計明細書よりわずかに大きなレベルにするこ
とであり、従って、前述したように、活性媒質の厚さは
重要な基準であり、マイクロレーザーの特性を調節する
ものである。最終厚近くまで研磨された薄板は、光学特
性を有する両表面のつや出しが行われる。切断、研磨お
よびつや出しは、既知の機械を用いた既知の工程で行わ
れる。 ４）薄い可飽和吸収体薄膜を調製および堆積する段階。
上述したように、本発明による製造工程の二つの好まし
い実施態様に相当する、二つのタイプの堆積がなされ得
る。
【００６３】ａ）堆積の第１の型：高分子に溶解した可
飽和吸収体有機色素の堆積。 典型的に、１．０６μｍで作動するマイクロレーザーの
対して、可飽和吸収体として使用可能なのものは、ポリ
メタクリル酸メチル溶液中の、ビス（４−ジエチルアミ
ノジチオベンジル）ニッケルまたはＢＤＮ（コダック、
ＣＡＳ番号５１４４９−１８−４）のような有機色素で
ある。
【００６４】この目的のために、６重量％のポリメタク
リル酸メチル（ポリサイエンス平均重量）を含むクロロ
ベンゼン（プロラボ(Prolabo)）溶液を２４時間撹拌し
て調整した。引き続き、０．２重量％のＢＤＮを加え、
さらに２時間撹拌した。次に、溶液をろ過し、基板の出
射面（二色鏡を有する入射面の反対）に滴状に堆積さ
せ、さらに遠心、円運動を使用した。この目的のため
に、ワーラー、即ち、リソグラフィ操作で使用される樹
脂を堆積させるためのマイクロエレクトロニクスで使用
されるような標準的な装置を使用することができる。研
磨工程による微量不純物のすべては、予め基板から取り
除かれた。それは、２０００ｒ．ｐ．ｍ．で２０秒間、
次に５０００ｒ．ｐ．ｍ．で３０秒間回転された。さら
に、膜を７０℃オーブン中で２時間乾燥させた。
【００６５】これにより、３％の活性分子（ＢＤＮ）を
含み、その飽和に先立つ１．０６μｍにおける光学密度
が０．１３（７４％の伝達）である厚さ１μｍの膜が与
えられる。そのような可飽和吸収体は１０ｎｓに近い緩
和時間を持ち、１ＭＷ／ｃｍ2に近い強度で飽和する。
【００６６】高分子の濃度パラメータ、その分子量また
はその溶媒、あるいは色素比率、及びワーラーの回転速
度を変えることにより、可飽和吸収体のパフォーマンス
特性を調整することができる。得られた典型的な内訳は
以下の通りである。 膜厚：１から５μｍ 分子の密度：５から１０重量％ 色素：ＢＤＮ、ｍｍ＝６８５ｇ ガラス転移：Ｔｇ＝７８℃ １．０６μｍでの吸収：１０から７０％ 飽和速度：９０％ 有効断面積：１０-16ｃｍ2 緩和時間：２から１５ｎｓ 飽和強度：０．１から１ＭＷ／ｃｍ2 膜の不均一性：１ｃｍ2で＜５％ 分極速度：＜１０-5 ８００ｎｓでの損失：＜１％ 反復振動数：１０−１０，０００Ｈｚ 光安定性：１０8 堆積方法：ワーラー
【００６７】ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、
またはポリスチレンのような他の高分子の、それら個々
の溶媒中のものが、ＰＭＭＡの代わりに使用することが
できる。ビス（４−ジメチルアミノジチオベンジル）ニ
ッケルまたはＢＤＮ（コダック、ＣＡＳ番号３８４６５
−５５−３）を、色素として使用することもできる。色
素は、シリカゲルに取り込むこともできるし、高分子鎖
にグラフトさせることもできる。他の波長に対しては、
他の多くのジチエン金属錯体を色素として使用すること
ができる（参考文献８及び９）。
【００６８】この方法は、１．０６μｍ以外の波長で作
動するスイッチング・レーザーにも使用することができ
る。例えば、１．５μｍ周辺で放出するＥｒまたはＥｒ
＋Ｙｂレーザー（ＥｒまたはＥｒ＋Ｙｂをドープした材
料で、活性イオンはＥｒである）は、テトラエチルオク
タヒドロテトラアザペンタフェン−ジチオレート−ニッ
ケルでスイッチングされる（参考文献９）。
【００６９】ｂ）堆積の第二の型：液相エピタキシー
（ＬＰＥ）による膜の堆積 可飽和吸収体、即ちＳＡ膜は、堆積された基板を、適宜
に選択された過飽和溶液に浸漬することにより得られ
る。前記溶液即ちエピタキシー・バスは、溶媒と、最終
的な材料を形成する異なった要素からなる溶質の混合物
である。基板と膜とは同じ結晶構造を有し、膜の結晶性
と光学特性に影響を与えるドーパントのみが異なってい
る。Ｎｄ、ＥＲ、及びＹｂのような活性イオンは材料を
増幅し、他のイオン（Ｃｒ、Ｅｒ）はＳＡ特性を与え、
さらに他のイオンは材料の屈折率または結晶格子を変化
させるために使用される（例えば、Ｇａ、Ｇｅ、Ｌｕ
等）。従って、製造される膜の特性を制御することが可
能である。
【００７０】この方法は、単結晶の形で、液層エピタキ
シーによって製造可能な材料（基板の製造）にも適用で
きる。これは、上記の材料を活性レーザー媒質：Ｙ3Ａ
15Ｏ1 2（ＹＡＧ）、Ｙ2ＳｉＯ5（ＹＳＯ）、ＹＶＯ4、
ＹＬｉＦ4（ＹＬＦ）またはＧｄＶＯ4の基礎材料とした
場合である。バスの組成（溶液及び置換体の選択）、異
なった酸化物の溶質における濃度、実験的成長条件（温
度範囲、作動モード等）は、各材料について、できる限
り良好な結晶特性を有する膜を得るように調整される。
【００７１】ガーネット（ＹＡＧ）の場合、選ばれた溶
媒はＰｂＯ／Ｂ2Ｏ3混合物であり、溶質は、ガーネット
相を安定させるために、過剰のＡｌ2Ｏ3からなる。そし
て、溶質／溶媒比率は、約１０００℃での成長が得られ
るように計算された。
【００７２】バス組成、温度、及び堆積時間の関数とし
て、厚さ（１＜ｅ＜２００μｍ）及び膜中のドーパント
濃度が調整できる。膜の成長は一定温度で起こり、これ
により膜の厚さにおいて均一なドーパント濃度を得るこ
とが可能になる。基板は、交互のまたは一方向の回転運
動をなし、良好な厚さの均一さを導く。
【００７３】活性レーザー材料の一方の表面を、バスの
表面部に浸漬させるか、あるいは、これを両方の面に適
用し、レーザー材料全体をバス中に浸漬するかによっ
て、１枚または２枚のＳＡ膜を備えた基板（図２ａ、２
ｂ、４ａ、４ｂ）を製造することができる。得られたエ
ピタキシー成長した面は、おそらくエピタキシー工程に
よって生じる凸凹を取り除くため、及び、その膜の厚さ
を、マイクロレーザーの作動のために設定された厚さに
するために再研磨することができる。
【００７４】５）入射鏡の堆積段階。 二色鏡は、商業的に入手可能な周知の方法である誘電体
多重層の堆積によって得られる。段階５（入射鏡堆積）
は、ＳＡ高分子が堆積される場合は、段階４の前または
後に行われてよいが、高温で行われ、鏡を破壊する可能
性のある液相エピタキシーの場合は、段階４の後に行わ
れなければならない。
【００７５】６）膜上での出射鏡の堆積段階 段階５）でなされたものと同じ方法を使用する。 ７）マイクロレーザー・チップを得るための薄板切断段
階（図８参照）。
【００７６】数ｍｍ2の断面を持つレーザー・チップを
得るために、鏡、可飽和吸収体、及び活性レーザー媒
質、及び任意にマイクロレンズを有するプレート３６
が、（マイクロエレクトロニクスのＳｉチップ切断用に
使用される型の）ダイヤモンド・ソーによって切り出さ
れる（図８の、プレート３６上のラインは切断ラインを
表している）。
【００７７】段階３）で得られた研磨された薄板の一方
または他方の表面上に、マイクロレンズ・アレーを製造
することが望まれるならば、段階４）の前に補足的段階
を使用できる。前記補足的段階の好ましい実施態様は、
昨今マイクロエレクトロニクスにおいて使用されている
方法を用いて、レーザー材料上にマイクロレンズを直接
エッチングすることからなる。この段階の他の実施態様
は、第１に他の材料上に前記マイクロレンズを製造し
（光官能性樹脂、シリカ等）、次にそれらをレーザー材
料８の研磨面と（光学的接着剤１１でのボンディングま
たはフェース・トゥ・フェース接触によって）ハイブリ
ッド化する（図５ｂ）。
【００７８】上述の製造方法は、自動車のような分野の
応用に不可欠な、マイクロレーザーの低コストでの大量
生産の可能性を提供する。さらに、そのようにして製造
されたマイクロレーザーは、上述したような利点を有す
る。即ち、モノリシックであり、すなわち柔軟に使用で
き、光学的セッティングまたはアライメントを必要とし
ない。なぜならば、モノリシック製造工程は、レーザー
の自己配列(self-alignment)をさせるからである。
【００７９】マイクロレーザーの工業的に可能な応用の
中で、レーザー遠隔計測法、レーザー加工及びマイクロ
マシニング、パワー・レーザー用レーザー注入、Ｈｅマ
グネトメトリ(magnetometry)、不純物検出、科学及び医
学装置を挙げることとができる。
【００８０】さらに、マイクロレーザーとマイクロ光学
技術（マイクロレンズ）とを組み合わせることにより、
大量生産と低コストの利点は維持したままで、マイクロ
レンズのパフォーマンス特性（安定したキャビティ、ポ
ンプ集中）の改善、次のような特別な応用に対する光マ
イクロシステムの製造を可能にする。即ち、２Ｄアレー
（光学的アドレッサブルな）の製造、マイクロ−リダー
(micro-lider)（風速、汚染、等の遠隔検出）、自動車
用の障害物検知、レーザー遠隔計測法、低コストでコン
パクトなレーザー加工機械である。
【００８１】これらの応用のうちいのくつか、特に加
工、マイクロ−リダー、障害物検地、及び遠隔計測法
は、高いピーク・パワー、従って、スイッチされた操作
を必要とする。本発明のマイクロレーザーは、そのよう
な応用に非常に適している。
【００８２】本明細書中で引用した参考文献は以下の通
りである。 １．N. Mermilliod, et al., Appl. Phys. Letters 59
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May 1992).
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）から（ｅ）は、従来の技術によるレー
ザーマイクロキャビティの可能な変形を示す図である。
【図２】 可飽和吸収体を備えた、平板−平板・モード
（ａ）及び凹み平板（ｂ）の、本発明によるマイクロレ
ーザー・キャビティを示す図である。
【図３】 厚さｅのプレーン−プレーン・ファブリー−
ペロット・キャビティにおけるモードの分布を示す図で
ある。
【図４】 ２枚の可飽和吸収体を備えた、平板−平板・
モード（ａ）及び凹み平板（ｂ）の、本発明によるマイ
クロレーザー・キャビティを示す図である。
【図５】 活性レーザー材料のエッチングにより直接堆
積した（ａ）、または、まず他の材料上に堆積し、次い
でレーザー材料の研磨面にハイブリッド化した（ｂ）マ
イクロレンズ・アレーを示す図である。
【図６】 光学的励起手段を備えた本発明のマイクロレ
ーザーを示す図であり、異なる要素は各支持容器に支持
されている。
【図７】 本発明のレーザー・マイクロキャビティの製
造方法の段階を示す図である。
【図８】 マイクロレーザー・チップを、レーザー材料
（任意にマイクロレンズを備えた）の多層膜、可飽和吸
収体、及び鏡からなる薄板に切り出す工程を示す図であ
る。
【符号の説明】
１…レーザーキャビテイ、２…活性レーザー材料、３…
可飽和吸収体、８…活性媒質、１０…マイクロレーザー
キャビティ、１２…可飽和吸収体、１４…入射鏡、１５
…出射鏡、１７…容器、１８…マイクロレーザーキャビ
ティ、２０…励起レーザーダイオード、２１…レーザー
ビーム、２３…光ファイバ
フロントページの続き (72)発明者 ジャン・マルティ フランス・38180・セイシン・リュ・デ・ アルエッテ・３ (72)発明者 ジャン−ミッシェル・ノンジ フランス・92160・アントニー・リュ・ダ キタイン・７

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体活性媒質、可飽和吸収体、入射鏡及
    び出射鏡を有し、その可飽和吸収体が、前記固体活性媒
    質上に直接堆積された可飽和吸収体材料の薄膜であるこ
    とを特徴とするマイクロレーザー用レーザーキャビテ
    ィ。
  2. 【請求項２】 前記固体活性媒質が、ネオジム（Ｎ
    ｄ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホルミ
    ウム（Ｈｏ）のイオンで、またはエルビウム及びイッテ
    ルビウム（Ｅｒ＋Ｙｂ）の共ドープ、あるいはツリウム
    及びホルミウム（Ｔｍ＋Ｈｏ）の共ドープを伴ってドー
    プされた、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、ＬａＭｇＡ11Ｏ19、ＹＶＯ、
    Ｙ2ＳｉＯ5、ＹＬｉＦ4またはＧｄＶＯ4から選ばれた基
    礎材料からなることを特徴とする請求項１記載のレーザ
    ーキャビティ。
  3. 【請求項３】 前記薄膜が、高分子溶媒中に溶解した有
    機色素から形成されることを特徴とする請求項１または
    ２記載のレーザーキャビティ。
  4. 【請求項４】 前記有機色素が、ビス（４−ジエチルア
    ミノジチオベンジル）ニッケルまたはビス（４−ジエチ
    ルアミノジチオベンジル）ニッケルから選ばれ、前記溶
    媒が、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリビニ
    ルアルコール、ポリ酢酸ビニルまたはポリスチレンの溶
    液であることを特徴とする請求項３記載のレーザーキャ
    ビティ。
  5. 【請求項５】 前記薄膜が、液相エピタキシーで堆積可
    能であることを特徴とする請求項１記載のレーザーキャ
    ビティ。
  6. 【請求項６】 前記薄膜が、液相エピタキシーで堆積可
    能であり、その膜が、前記固体の活性媒質と同じ基礎材
    料から形成され、Ｃｒ4+またはＥｒ3+をドープしたもの
    であることを特徴とする請求項２記載のレーザーキャビ
    ティ。
  7. 【請求項７】 前記レーザーキャビティが、第２の可飽
    和吸収体膜からなることを特徴とする請求項１または２
    のいずれかに記載のレーザーキャビティ。
  8. 【請求項８】 レーザー材料上に直接形成されたマイク
    ロレンズ・アレーを備えたことを特徴とする請求項１記
    載のレーザーキャビティ。
  9. 【請求項９】 前記入射鏡及び出射鏡が二色鏡であるこ
    とを特徴とする請求項１記載のレーザーキャビティ。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載のレーザーキャビティ
    と、そのキャビティを励起するための光学的手段とから
    なることを特徴とするマイクロレーザー。
  11. 【請求項１１】 前記励起手段が、少なくともひとつの
    レーザーダイオードであることを特徴とする請求項１０
    記載のマイクロレーザー。
  12. 【請求項１２】 前記レーザーキャビティ及び前記光学
    的励起手段が、同じ容器内に取り付けられたことを特徴
    とする請求項１０または１１のいずれかに記載のマイク
    ロレーザー。
  13. 【請求項１３】 前記レーザーキャビティ及び前記光学
    的励起手段が、異なる容器に取り付けられ、それぞれの
    容器内にあり、その２つの容器が光ファイバで連結され
    たことを特徴とする請求項１０または１１のいずれかに
    記載のマイクロレーザー。
  14. 【請求項１４】 予め決められた厚さの材料で、固体活
    性媒質を形成する調整段階と、その先行段階に従って調
    整した材料の一方の面に可飽和吸収体膜を直接形成する
    段階とからなることを特徴とする請求項１から９のいず
    れかに記載のレーザーキャビティの製法。
  15. 【請求項１５】 前記薄膜がワーラーで堆積されること
    を特徴とする請求項１４記載の製法。
  16. 【請求項１６】 前記薄膜が高分子溶媒に溶解した有機
    色素から形成されることを特徴とする請求項１４及び１
    ５のいずれかに記載の製法。
  17. 【請求項１７】 前記有機色素が、ビス（４−ジエチル
    アミノジチオベンジル）ニッケルまたはビス（４−ジエ
    チルアミノジチオベンジル）ニッケルから選ばれ、前記
    溶媒が、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリビ
    ニルアルコール、ポリ酢酸ビニルまたはポリスチレンの
    溶液であることを特徴とする請求項１６記載の製法。
  18. 【請求項１８】 前記薄膜が液相エピタキシーで堆積さ
    れることを特徴とする請求項１４記載の製法。
  19. 【請求項１９】 前記固体活性媒質が、ネオジム（Ｎ
    ｄ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホルミ
    ウム（Ｈｏ）のイオンで、またはエルビウム及びイッテ
    ルビウム（Ｅｒ＋Ｙｂ）の共ドープ、あるいはツリウム
    及びホルミウム（Ｔｍ＋Ｈｏ）の共ドープを伴ってドー
    プされた、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、ＬａＭｇＡ11Ｏ19、ＹＶＯ、
    Ｙ2ＳｉＯ5、ＹＬｉＦ4またはＧｄＶＯ4から選ばれた基
    礎材料からなることを特徴とする請求項１８記載の製
    法。
  20. 【請求項２０】 前記薄膜が、液相エピタキシーで堆積
    可能であり、その膜が、前記固体活性媒質と同じ基礎材
    料から形成され、Ｃｒ4+またはＥｒ3+をドープしたもの
    であることを特徴とする請求項１９記載の製法。
  21. 【請求項２１】 第２の可飽和吸収体膜が前記活性レー
    ザー材料の他方の面に堆積されることを特徴とする請求
    項１４記載の製法。
  22. 【請求項２２】 前記レーザー材料上に、微小レンズ・
    アレーを直接形成する補足段階を備えることを特徴とす
    る請求項１４記載の製法。
  23. 【請求項２３】 前記微小レンズ・アレーが，前記活性
    レーザー材料上で直接エッチングされることを特徴とす
    る請求項２２記載の製法。
  24. 【請求項２４】 誘電体多層体の堆積によりキャビティ
    の入射鏡及び出射鏡を形成することを特徴とする請求項
    １４記載の製法。
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