JPWO2021158696A5

JPWO2021158696A5 -

Info

Publication number: JPWO2021158696A5
Application number: JP2022547037A
Authority: JP
Publication date: 2023-10-16

Claims

レーザービームを提供するための少なくとも１つの個別のレーザーダイオードをパッケージングする密封容器であって、内部空洞と内側表面を画定し、前記内側表面にはシリコン汚染物質がなく、それによって前記レーザーダイオードの動作中にＳｉＯ_２が形成されず、前記内部空洞が、前記内側表面上に炭素汚染物質が形成されるのを防止するための手段を包含する、密封容器。
前記レーザービームが青色レーザービームである、請求項１に記載の密封容器。
前記レーザービームが緑色レーザービームである、請求項１に記載の密封容器。
前記レーザービームが、１Ｗから１０，０００Ｗの出力、約５００Ｗの出力、又は約１，０００Ｗの出力を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の密封容器。
前記レーザービームが、５０ｍｍｍｒａｄから１０ｍｍｍｒａｄ、２０ｍｍｍｒａｄから１ｍｍｍｒａｄ、又は１０ｍｍｍｒａｄから０．１ｍｍｍｒａｄのＢＰＰを有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の密封容器。
前記レーザービームが、０．５ＭＷ／ｃｍ^２から１，０００ＭＷ／ｃｍ^２、少なくとも約１ＭＷ／ｃｍ^２、少なくとも約５ＭＷ／ｃｍ^２、又は少なくとも約１０ＭＷ／ｃｍ^２の出力密度を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の密封容器。
前記内側表面上に炭素汚染物質が形成されるのを防止するための前記手段が、酸素含有雰囲気である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の密封容器。
前記酸素含有雰囲気が、少なくとも１％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも５０％、又は５％から８０％の酸素濃度を有する、請求項７に記載の密封容器。
前記酸素含有雰囲気が、前記密封容器内に流入し且つ前記密封容器から流出している、請求項７又は８に記載の密封容器。
前記内側表面上に炭素汚染物質が形成されるのを防止するための前記手段が、前記内側表面が炭素汚染物質を有さないことである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の密封容器。
前記密封容器が、５，０００時間から１０，０００時間の８０％レーザー寿命を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の密封容器。
前記レーザービームの特性の劣化速度が、２．５％／ｋｈｒｓ以下である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の密封容器。
前記少なくとも１つのレーザーダイオードが複数のレーザーダイオードを有する、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の密封容器。
ヒートシンクを備え、前記複数のレーザーダイオードが前記ヒートシンク上に実装され、それによってレーザーダイオードの２次元アレイが形成されるようにされた、請求項１３に記載の密封容器。
バックプレーンを備え、前記レーザーダイオードが前記バックプレーン上に実装されている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の密封容器。
前記密封容器が、ＴＯ－９Ｃａｎであるか又はＴＯ－９Ｃａｎを備える、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の密封容器。
高品質な青色レーザービームを長時間に亘ってレーザービームの特性の実質的な劣化なしで提供するレーザーシステムに統合するための、高出力で高輝度な固体レーザーデバイスパッケージであって、
ａ．内部空洞を画定するハウジングであって、前記内部空洞が前記ハウジングの外側にある環境から隔離されており、
ｂ．前記内部空洞の一部を画定するウィンドウを有する、ハウジングと、
ｃ．固体デバイスであって、レーザービームを前記固体デバイスの伝播面からレーザービーム経路に沿って伝播させるようにされ、前記レーザービームが４１０ｎｍから５００ｎｍの範囲の波長を有し、前記レーザービームが前記伝播面において少なくとも約０．５ＭＷ／ｃｍ^２の出力密度を有する、固体デバイスと、を備え、
ｄ．前記ウィンドウは、前記固体デバイスと光学的に連通し、且つ前記レーザービーム経路上にあり、
ｅ．前記固体デバイスは、前記ハウジング内で前記内部空洞内に配置され、前記ウィンドウの内面は外部環境に露出しておらず、それによって前記固体デバイス及び前記ウィンドウの前記内面は前記外部環境から隔離されており、
ｆ．前記レーザービームは、前記レーザービーム経路に沿って、前記伝播面から前記ウィンドウを通って前記外部環境ヘと伝送され、
ｇ．前記内部空洞にはシリコンベースの汚染物質源がなく、それによって前記固体デバイスの動作中に前記内部空洞内でのＳｉＯ_２の生成が回避され、それによって前記内部空洞がＳｉＯ_２の堆積を回避し、それによって前記レーザービームの特性の劣化速度が２．３％／ｋｈｒｓ以下であり、
ｈ．前記内部空洞は、少なくとも１％の酸素を含む気体を有し、それにより前記固体デバイスの動作中に前記内部空洞内で炭素ベースの汚染物質からＣＯ_２が生成されて、前記固体デバイスの伝播面及び前記ウィンドウの内面に炭素の堆積がないままとなるようにされた、パッケージ。
前記出力密度が少なくとも約１０ＭＷ／ｃｍ^２であり、前記レーザービームが少なくとも約２Ｗの出力を有し、前記劣化速度が２．０％／ｋｈｒｓ以下である、請求項１７に記載のパッケージ。
前記出力密度が少なくとも約５ＭＷ／ｃｍ^２であり、前記レーザービームが少なくとも約１．５Ｗの出力を有し、前記劣化速度が１．８％／ｋｈｒｓ以下である、請求項１７に記載のパッケージ。
前記出力密度が少なくとも約１５ＭＷ／ｃｍ^２であり、前記レーザービームが少なくとも約５Ｗの出力を有し、前記劣化速度が２．３％／ｋｈｒｓ以下である、請求項１７に記載のパッケージ。
前記シリコンベースの汚染物質源が、シロキサン、重合シロキサン、直鎖状シロキサン、環状シロキサン、シクロメチコン、及びポリシロキサンからなる群から選択される、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載のパッケージ。
前記炭素ベースの汚染物質源が、溶媒残留物、オイル、指紋、及び炭化水素からなる群から選択される、請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載のパッケージ。
前記シリコン汚染物質が、前記密封容器内で、０．０１ｇ未満、０．００１ｇ未満、０．０００１ｇ未満、０．００００１ｇ未満、又は０．０００００１ｇ未満である、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の密封容器。
前記出力密度が少なくとも約１０ＭＷ／ｃｍ^２であり、前記レーザービームが少なくとも約２Ｗの出力を有し、前記劣化速度が２．０％／ｋｈｒｓ以下である、請求項１７乃至２２のいずれか一項に記載のパッケージ。
前記パッケージが、１０，０００時間以上の寿命を有することによって特徴付けられた、請求項１７乃至２２及び２４のいずれか一項に記載のパッケージ。
前記パッケージが、３０，０００時間以上の寿命を有することによって特徴付けられた、請求項１７乃至２２及び２４乃至２５のいずれか一項に記載のパッケージ。
前記パッケージが、５０，０００時間以上の寿命を有することによって特徴付けられた、請求項１７乃至２２及び２４乃至２６のいずれか一項に記載のパッケージ。
前記パッケージが、７０，０００時間以上の寿命を有することによって特徴付けられた、請求項１７乃至２２及び２４乃至２７のいずれか一項に記載のパッケージ。
定格出力及び定格ＢＰＰを画定するビーム特性を有するレーザービームを伝播させるために個別のレーザーダイオードをパッケージングしている密封容器を動作させる方法であって、前記密封容器は、ウィンドウを備え、内部空洞及び内側表面を画定しており、
当該方法は、
ａ．合計で少なくとも５，０００時間を有する動作時間の間、前記レーザービームを前記レーザーダイオードのファセットから前記内部空洞を通り前記ウィンドウから出て前記密封容器から離れるように伝播させるようにすることを含み、
ｂ．前記レーザーダイオードの伝播の間に前記内部空洞の前記内側表面上にＳｉＯ_２が形成されず、
ｃ．前記レーザーダイオードの伝播の間に前記内部空洞内でＣＯ_２が形成され、
ｄ．前記動作時間の間に、前記レーザービームがその定格出力の少なくとも８０％とその定格ＢＰＰの少なくとも８０％を維持し、それによって前記レーザービームの特性が前記動作時間に亘って最小限に劣化するようにされた、方法。
前記レーザービームが青色レーザービームである、請求項２９に記載の方法。