KR101033759B1 - 반도체 레이저 장치 - Google Patents

반도체 레이저 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101033759B1
KR101033759B1 KR1020057003650A KR20057003650A KR101033759B1 KR 101033759 B1 KR101033759 B1 KR 101033759B1 KR 1020057003650 A KR1020057003650 A KR 1020057003650A KR 20057003650 A KR20057003650 A KR 20057003650A KR 101033759 B1 KR101033759 B1 KR 101033759B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor laser
light
reflecting
reflecting means
individual
Prior art date
Application number
KR1020057003650A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050057117A (ko
Inventor
미하일로프 알렉쎄이
알렉싼더 하르텐 파울
힐 빌란트
Original Assignee
리모 파텐트페어발퉁 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2002140949 external-priority patent/DE10240949A1/de
Application filed by 리모 파텐트페어발퉁 게엠베하 운트 코. 카게 filed Critical 리모 파텐트페어발퉁 게엠베하 운트 코. 카게
Publication of KR20050057117A publication Critical patent/KR20050057117A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101033759B1 publication Critical patent/KR101033759B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • H01S5/4062—Edge-emitting structures with an external cavity or using internal filters, e.g. Talbot filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0267—Integrated focusing lens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • H01S5/0656—Seeding, i.e. an additional light input is provided for controlling the laser modes, for example by back-reflecting light from an external optical component
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

본 발명은, 다수의 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24)을 갖고, 레이저광은 이들 출사면으로부터 탈출할 수 있고, 그에 수직한 제 2 방향에서 보다는 제 1 방향(Y)에서 더 큰 확산을 갖는 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 나란히 설치된 다수의 개별레이저; 및 상기 반도체 레이저 요소(1) 또는 개별레이저 밖에서 상기 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24)으로부터 좀 떨어져 있고, 적어도 하나의 반사면(8, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 29, 30, 31)을 갖는 적어도 하나의 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)을 구비하여 이루어지고, 이때 상기 반사면은 상기 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 개별레이저의 모드 스팩트럼을 통해 영향을 받도록 상기 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 개별레이저로부터 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24)을 통해 탈출하는 레이저광의 적어도 일부를 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 개별 레이저 안으로 재반사 시킬 수 있는 반도체 레이저 장치에 관한 것으로서, 상기 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)의 적어도 하나의 반사면(8, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 29, 30, 31)은 오목하게 굴곡져 있다.
반도체 레이저 요소, 개별레이저, 모드 스팩트럼, 출사면, 확산, 반사수단.

Description

반도체 레이저 장치{Semiconductor laser device}
본 발명은 반도체 레이저 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 다수의 출사면을 갖고, 레이저광은 이들 출사면으로부터 방출될 수 있고, 그에 수직한 제 2 방향에서 보다는 제 1 방향(Y)에서 더 큰 확산을 갖는 반도체 레이저 요소 또는 나란히 설치된 다수의 개별레이저; 및 상기 반도체 레이저 요소 또는 개별레이저 밖에서 상기 출사면으로부터 좀 떨어져 있고, 적어도 하나의 반사면을 갖는 적어도 하나의 반사수단을 구비하여 이루어지고, 이때 상기 반사면은 상기 반도체 레이저 요소 또는 개별레이저의 모드 스팩트럼을 통해 영향을 받도록 상기 반도체 레이저 요소 또는 개별레이저로부터 출사면을 통해 탈출하는 레이저광의 적어도 일부를 반도체 레이저 요소 또는 개별 레이저 안으로 재반사 시킬 수 있다.
종래 기술의 반도체 레이저 장치는 I. Nelson, B. Chann, T.G. Walker의 Opt. Lett. 25, 1352(2000)로부터 알려져 있다. 상기 내용에 씌여있는 반도체 레이저 장치에는 외부 공진기가 사용되고, 상기 공진기는 반사수단으로서 격자가 삽입된다. 그리고 상기 외부 공진기에는 직접 반도체 레이저 요소에 연결된 패스트 (Fast)-축-시준렌즈가 있다. 패스트-축-시준렌즈와 격자 사이에 망원경으로서 사용되는 두개의 렌즈가 정렬되어 있다. 이와 같은 종류의 반도체 레이저 장치의 단점으로서 밝혀진 것은, 외부 공진기의 내부에서 많은 광학적 구성요소들 때문에 비교적 높은 손실이 발생한다. 그래서 이 반도체 레이저 장치의 출력은 비교적 낮다. 다음에 종래기술로부터 알려진 반도체 레이저 장치와 함께 다만 반도체 레이저 요소의 세로 모드 위에서 또는 반도체 레이저 요소의 개별 에미터가 영향을 받을 뿐이다. 종래기술로부터 알려진 구성을 통해서는 반도체 레이저 장치의 횡방향 모드 스팩트럼은 영향을 받지 않는다. 이러한 이유로부터 종래 기술로부터 알려진 반도체 레이저 장치로부터 에미터에 대하여 이것은 다수의 다른 횡방향 모드들을 나타내고, 이 모드는 반도체 레이저 장치로부터 방출되는 레이저광에 모두 기여한다. 이러한 사실로부터 이 종래 기술에 따라 반도체 레이저 장치로부터 방출되는 레이저 광은 단지 어렵게 집속될 수 있다.
종래 기술에 따라 더 시도되는 것은, 반도체 레이저 요소의 활성 영역의 구조화를 통해 반도체 레이저 요소의 모드 스팩트럼에 영향을 주는 것이다. 이 구조화는 예로서 다른 방향으로의 굴절률의 변화를 포함할 수 있고, 그래서 이 여러 방향으로 변하는 굴절률을 통해 개별적인 우선 횡방향 레이저 모드의 확산이 우선시된다. 그리고 예로서 자유롭게 놓여있는 약간의 전자-홀-쌍의 재결합에 다른 원소의 삽입을 통해 영향을 줘서, 활동 영역의 다른 장소에서 레이저광을 증폭할 수 있을 가능성도 있다. 개별 횡방향 모드의 우대를 위해 전술한 두 방법은 상당한 제조 비용과 결합되어 만족스러운 광질 또는 반도체 레이저 장치의 출력도 또한 만들어낸다.
본 발명의 기초가 되는 문제점은 보다 나은 광질의 높은 출력이 가능한 반도체 레이저 장치를 만드는 것이다.
이것은 본 발명에 따르면 반사수단의 적어도 하나의 반사면을 오목하게 굴곡지도록 함으로써 달성된다.
이 방법으로는 전술한 종래기술에 대하여 외부 공진기 안의 추가 렌즈가 필요없다. 왜냐면 오목하게 굴곡진 반사면이 동시에 사상요소로서 동작할 수 있기 때문이다. 상기 반사면의 오목한 굴곡을 통해 특히 반도체 레이저 요소의 비교적 많은 돈을 필요로 하는 구조화가 불필요하다.
그리고 적어도 하나의 반사면이 각 출사면 위의 레이저광의 상응하는 부분광을 되돌릴 수 있어서 이들이 렌즈구경으로서 동작한다. 이러한 방법을 통해서 가장 간단한 수단으로 반도체 레이저 요소는 모드 스팩트럼 위에 영향을 받을 수 있다.
종래 기술에서처럼 반도체 레이저 장치는 반사수단과 반도체 레이저 요소 또는 개별수단 사이에 정렬된 렌즈수단을 포함하고, 이 수단은 적어도 제1방향으로 레이저광의 확산을 적어도 부분적으로 줄일 수 있다. 이 렌즈수단은 패스트-축-시준렌즈로서 동작한다.
본 발명에 따라 상기 반사수단은 하나의 반사면을 나타내고, 다른 출사면에서 방출되는 부분광에 반사될 가능성이 있다. 이에 대한 대안은 상기 반사수단은 다수의 반사면을 나타낼 수 있고, 이들은 언제나 개별 출사면으로부터 방출되는 부분광을 반사할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 상기 반도체 레이저 장치는 하나의 광변환 유닛을 포함하고, 이 유닛은 특히 광회전유닛으로서 실시되고 주로 언제나 부분광의 하나를 회전시킬 수 있다. 특히 약 90°. 이런 종류의 광변환유닛은 반도체 레이저 장치로부터 방출되는 레이저광을 변환시킬 수 있어서 곧이어 쉽게 집속될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 상기 광변환유닛은 반사수단과 반도체 레이저 요소 또는 개별레이저 사이 특히 발사수단과 렌즈수단 사이에 정렬된다. 외부 공진기의 내부에 광변환유닛의 이러한 정렬을 통해서 연결을 위한 보다 많은 공간을 만들 수 있다.
본 발명의 반도체 레이저 장치는 하나의 주파수 2체배기를 더 포함하고 있고, 이 2체배기는 반사수단과 반도체 레이저 요소 또는 개별레이저 사이에 정렬되어 있고, 특히 반사수단과 렌즈수단 사이에 정렬되어 있다. 그와 동시에 특히 상기 두 번째 조화는 적어도 부분적으로 상기 반도체 레이저 장치로부터 연결되어 나오고 모드 스팩트럼의 영향을 위해 기본 파장은 적어도 부분적으로 반도체 레이저 요소 또는 개별레이저로 재반사된다.
본 발명에 따른 추가적인 가능성은, 상기 반도체 레이저 요소는 부분영역에서만 레이저광의 원하는 모드의 공간 확장에 상응하고, 전압으로 움직이거나 또는 전자-홀-쌍의 생산을 위해 전류로 구동된다. 이 비교적 간단하게 실시할 수 있는 방법을 통해 레이저광의 원하는 모드의 특전이 더욱 최적화될 수 있다.
본 발명의 더 이상의 특징과 장점은 다음의 바람직한 실시예의 기술에 따라 첨부하는 도면을 참조하면 명백해진다. 여기서
도 1은 본 발명에 따른 반도체 레이저 장치의 제1실시예의 평면도이고;
도 2는 본 발명에 따른 반도체 레이저 장치의 제2실시예의 평면도이고;
도 3은 본 발명에 따른 반도체 레이저 장치의 제3실시예의 평면도이고;
도 4는 본 발명에 따른 반도체 레이저 장치의 제4실시예의 평면도이다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 반도체 레이저 장치의 실시예는 레이저광이 나올 수 있는 다수의 출사면 2, 3, 4, 5와 함께 반도체 레이저 요소 1을 포함한다. 반도체 레이저 요소 1은 광스트라이프에미터-배열 또는 소위 레이저 다이오드바로서 실시된다. 도시된 실시예에서는 단지 네 개의 광방출기가 서로 별개의 출사면 2, 3, 4, 5로 기재되어 있다. 하지만 아주 큰 수의 평행한 그리고 서로 떨어져서 정렬된 출사면이 갖추어질 가능성이 있다.
출사면 2, 3, 4, 5의 각각으로부터 방출되는 레이저광은 언제나 두가지 부분광으로 분할되고, 이들은 언제나 수직선과 대치되게 같은 각도로 출사면 2, 3, 4, 5위로부터 입사된다. 두개의 언제나 일체를 이루고 있는 부분광선 2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b; 5a, 5b는 해당 출사면 2, 3, 4, 5에 상응하여 방출하는 반도체 레이저 요소 1의 부분영역의 선택된 레이저 모드를 나타낸다.
도 1로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 레이저 장치는 반도체 레이저 요소 1 이외에 렌즈수단 6을 더 포함하며, 이 렌즈수단은 패스트-축-시준렌즈로서 만들어진다. 패스트-축은 데카르트 좌표계에 기입된 Y-방향에 해당된다. 패스트-축은 이런 광스트라이프에미터에서는 그 방향에 수직하고, 이 에미터에서는 개별 에이터는 서로 이웃하게 정렬된다. 패스트-축에서 이런 반도체 레이저 요소의 확산은 사실 그에 수직한 슬로우-축에소보다 크고, 이것은 도 1에서 X-방향에 해당 한다.
렌즈수단 6 뒤에는 반사수단 7이 반도체 레이저 요소 1로부터 적당히 떨어져서 반도체 레이저 요소 1을 향한 반사면 8과 함께 정렬된다. 반사면 8로부터 부분광선 2a, 3a, 4a, 5a가 출사면 2, 3, 4, 5 방향으로 재반사된다. 출사면 2, 3, 4, 5는 필요한 경우에는 반사하는 코팅을 하여, 재반사하는 부분광선 2a, 3a, 4a, 5a가 적어도 부분적으로 반도체레이저요소 1 안으로 들어올 수 있고, 이를 통해서 반도체레이저요소 1의 모드 스팩트럼이 영향을 받는다. 특히 출사면 2, 3, 4, 5에 대해서 반사수단 7의 정렬, 초점거리 및 거리에 따라서 확실한 모드의 확산은 반도체레이저요소1에서 우대를 받는다. 도 1에서 도시된 본 발명에 따른 반도체레이저장치의 일 실시형태에서, 보통 모두 레이저 에미터가 되지 않고, 이들은 개별 출사면 2, 3, 4, 5로 분류되고, 같은 모드에서 진동한다. 왜냐면 기입된 부분광선 2a, 3a, 4a, 5a가 출사면 2, 3, 4, 5로부터 출사되는 각도는 다르기 때문이다.
출사면 2, 3, 4, 5로부터 반사면 8의 거리는 실제로 반사면 8의 초점거리에 해당하게 선택될 수 있다. 특히 거리 또는 초점거리의 해당 선택을 통해 출사면 2, 3, 4, 5 위에서는 부분광선이 대략 그의 각각의 폭에 해당한다.
도 1에 따른 반도체 레이저 장치로부터 부분광선 2b, 3b, 4b, 5b에 대해서 연결이 생길 수 있다. 예로서 도 1에서 반사수단 7의 아래쪽에 더 부분적으로 반사 하는 반사수단이 삽입될 수 있고, 이것은 연결기로서 동작한다. 그에 추가적으로 또는 선택적으로 부분광선 2b, 3b, 4 b, 5b의 방사경로로도 광변환유닛이 침입될 수 있고, 이는 연결된 부분광선의 추가 생산이 완화된다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 반도체 레이저 장치의 실시형태에서는 같은 참조번호는 같은 부분은 나타낸다. 도 2에 부분광선 2c, 3c, 4c, 5c가 기입되어 있고, 이들은 반도체 레이저 요소 1의 개별 에미터의 횡모드에 해당하고, 이들은 실제로 출사면 2, 3, 4, 5 위에서 데카르트 좌표계에 따르면 수직선에 평행하게 대략 Z-방향으로 반도체 레이저 요소 1로부터 출사된다. 도 2에서 설치된 반사수단 9는 하나의 반사면만이 아니라 반사면 10, 11, 12, 13의 다수개의 반사면도 나타낸다. 따라서 부분광선 2c, 3c, 4c, 5c의 각각에는 반사면 10, 11, 12, 13이 정렬되어 있어서, 이러한 실시형태에서는 출사면 2, 3, 4, 5의 각각에 해당하는 반도체 레이저 요소 1의 에미터는 같은 횡 또는 수직 모드에서 운전할 수 있다.
도 2에는 하나의 수직 모드의 우대를 위해 파선택 요소 14가 점선으로 그려져 있고, 이것은 예로서 도량형표준기으로서 실시될 수 있다. 광파선택 요소 14는 확실한 세로 모드 특히 세로 모드를 선택할 가능성이 있어서, 방출되는 레이저광은 낮은 스팩트럼폭을 나타낸다.
반도체 레이저 장치로부터의 연결은 그것을 통해 달성될 수 있다. 반사수단 9가 부분적으로 반사하게 형성해서, 반사수단 9로부터 양의 Z-방향으로 레이저광을 분출시킬 수 있다. 그에 대해 선택적으로 반사수단 9를 통해 형성되는 외부 공진기로부터 다른쪽을 향하고 있는 반도체레이저요소의 옆면은 부분적으로 반사하거나 또는 고반사를 하지 않아서 반도체레이저요소의 도 2의 왼쪽면에 있는 레이저광은 음의 Z-방향으로 방출될 수 있다.
더 선택적인 것의 하나의 가능성은, 도 2에서 반도체레이저요소 1의 왼쪽에, 같은 반사수단의 반사수단 9가 정렬되어 있고, 반도체레이저요소 1로부터 음의 Z-방향으로 방출하는 레이저광이 반도체레이저요소 1로 되돌아갈 수 있다는 점이다. 외부 공진기는 이 경우 두개의 반사수단 9를 통해 형성되고 이들의 반사면은 서로 마주보고 있다. 게다가 반사수단 9의 하나는 부분반사하게 형성될 수 있어서, 레이저광이 이 반사수단을 통해 부분적으로 연결을 위해 통과될 수 있다.
그리고 도 2에서 반사수단의 오른쪽면에 광변환유닛 15가 점선으로 표시되어 있고, 이것은 반사수단 9로부터 양의 Z-방향으로 광방출시 그 광을 변환할 수 있다. 예로서 그것은 광변환유닛 옆에 광회전유닛 주위에 있을 수 있어서, 이것은 부분광선 2c, 3c, 4c, 5c의 각각을 예로서 90°회전시킬 수 있다. 이러한 광변환을 통해서 방출되는 레이저광의 집속가능성이 개선된다. 본 발명에 따르면 도 1에 따른 실시형태로도 이런 광변환유닛이 이용될 가능성이 있다.
도 3에 따른 반도체 레이저 장치는 실제로 도 2에서와 달리, 우선시되는 모드는 도 1에 상응하고 출사면 2, 3, 4, 5로부터 어떤 각도하에서 수직을 위해 방출된다. 도 3에 따른 반도체 레이저 장치에 있는 반사수단 16은 재차 다수의 반사면 17, 18, 19 20을 명시한다. 반사수단 16의 실시형태에서는 실제로 이건은 X-방향에 평행하게 되어 있어서, 각 부분광선 2a, 3a, 4a, 5a의 길은 출사면 2, 3, 4, 5와 반사면 17, 18, 19, 20 사이에서 같다. 이에 선택적으로 또한 반사수단 16‘가 있을 수 있고, 이것은 도 3에 점선으로 나타나있고, 반도체 레이저 장치에서 같은 장소에 반사수단 16처럼 설치될 수 있다. 이런 반사수단 16’는 실제로 부분광선 2a, 3a, 4a, 5a의 확산방향에 수직하고, 출사면 2, 3, 4, 5와 반사수단 16‘ 사이에서 부분광선 2a, 3a, 4a, 5a의 광통로는 다르다.
반사수단 16에서 각 반사면 17, 18, 19, 20은 Z-축에 반대로 기울어져 있다. 이것은 반사수단 16‘ 옆에 떨어진다. 물론 그것은 이것에 필요할 수 있고, 반사면의 곡률반경은 언제나 다르게 구성된다.
도 3에서도 또한 광변환유닛 15이 나타나있고, 이것은 연결된 광선 2b, 3b, 4b, 5b에 정렬되어 있다. 이 광변환유닛 15를 통해 통과하는 레이저광은 예로서 유리섬유의 끝 위에 추가적인 집속수단을 통해 집속될 수 있다.
또한 본 발명에 따라 도 1과 3h 3에 따른 실시형태에서 파장선택요소가 있을 가능성이 있다. 이것은 도 1에 따른 다르게 기운 부분광선에서 구부러진 도량형 표준기가 언제나 같은 파장을 선택할 수 있게 필수적으로 만들 수 있다.
그리고 본 발명에 따르면 외부 공진기에서 광변환유닛 즉 각각의 반사수단 7, 9, 16, 16‘와 반도체레이저요소 1 사이에서 특히 렌즈수단 6과 반사수단 7, 9 16, 16’ 사이에서 정렬할 가능성이 있다. 이런 정렬은 사정에 따라서는 장점을 가져올 수 있어서 이것을 통해 연결을 위한 추가 공간이 창조된다.
예로서 광회전유닛으로서 수행되는 광변환유닛은 개별 에미터의 방출을 90°회전시킨다. 이런 종류의 회전 뒤에는 부분광선 2a, 3a, 4a, 5a는 같은 각도 하에서 X-Z 영역으로 위로 그리고 부분광선 2b, 3b, 4b, 5b를 마주대하는 같은 각도 하에서 아래로 달린다. 그리고 나서 슬로우-축-시준을 위해 개별 실린더거울이 적당하다. 구형 거울이 적당하게 되어야할 때, 슬로우-축-시준을 위해 이 경우 인간은 거울배열을 추가로 필요로 한다.
에미터배열 스택이 이용되는 경우, 인간은 광회전유닛으로 슬로우-축-시준을 위한 실린더형 거울로부터 일차원 배열을 구축시 이용할 수 있다.
그리고 본 발명에 따라 주파스체배 요소 예로서 외부 공진기에서 주파수체매 크리스탈을 수용할 가능성이 있다. 예로서 이 요소는 도 2의 렌즈수단 6과 반사수 단 9 사이에서 수용될 수 있다. 이 경우 반사면 10, 11, 12, 13은 기본파장을 위해 높은 반사하고 제2 조화의 파장을 위해 투과될 수 있다. 경우에 따라서는 렌즈수단 6이 허락되고, 기본파장이 방해를 받지 않고 통과하고, 제2조화는 반사되어, 제2 조화가 반도체레이저요소 1에서 다시 연결된다.
본 발명에 따라서 반도체레이저요소 1이 에미터배열 스택을 이용할 가능성이 있다. 이 경우 예로서 2차원 배열의 구형 또는 실린더형 거울 또는 일차원 배열의 실린더형 거울이 이용될 수 있다. 여기서 도 1의 실시에 상응하는 거리 및 초점거리는 확실해질 수 있다.
또한 레이저 다이오드 바로서 실시되는 반도체 레이저 요소 1의 대신에 다수의 별도의 평행하게 설치된 개별레이저를 이용할 가능성이 있다. 이들은 싱글-모드-레이저로서 동작될 수 있고 단독으로 제어된다. 이러한 다수의 개별레이저는 특히 의료기술에서의 이용을 위해 적당하다.
도 4로부터 반도체 레이저요소 21이 도시되어 있고, 레이저다이오드바로서 실시되고 있다. 이 반도체레이저요소 21은 다수의 출사면 22, 23, 24를 나타내고, 이로부터 레이저광 25, 26, 26이 출사된다. 그리고 도 4에 따른 실시형태에서는 반사수단 28이 있어서 다수의 이웃하게 정렬된 반사면 29, 30, 31이 명시되어 있고, 특히 이들은 도 2에 따른 반사면 10, 11, 12, 13같이 형성되어 있다. 도 2에 따른 실시예에서 처럼 레이저광 25, 26, 27의 상응하는 부분의 반사면 29, 30, 31로부터도 역시 소속된 출사면(22, 23, 24)을 통해 반도체레이저요소 21로 재반사 된다. 도 4에 형성된 레이저광의 선택모드시 반사면 29, 30, 31의 각각으로부터 각 레이저광선 25, 26, 27의 부분광선이 반도체레이저요소 21로 재반사 되고, 이들은 어떤 각도에서 반도체레이저요소의 반대편에 있는 끝면 32에 수직하게 반사되어, 이웃한 출사면 22, 23, 24로부터 이 반사 후에 이들은 출사된다. 이 방법으로 달성할 수 있는 것은, 전체 반도체레이저요소 21에서 실제로 레이저광의 개별 모드가 형성된다는 것이다.
예로서 개별 출사면이 도 4에서처럼 중간 출사면 23이 높은 반사 코팅 33과 함께 있어서, 이 출사면 23으로부터 광이 반도체레이저요소로부터 출사될 수 없다. 이 광는 이 경우 이 출사면으로 반사되고 반대편에 있는 끝면 32로의 반사 후에 이웃한 출사면 22, 24의 하나를 통해 반도체레이저요소 21로부터 출사된다.
도 4에 따른 실시형태에서는 전극을 갖는 반도체레이저요소 21의 확실한 부분영역 34만 있어서, 단지 이 부분영역 34만이 전압으로 동작하고 이 부분영역 34에서만 전자-홀-쌍의 생산을 위해 전기가 공급될 수 있다. 도 4에는 부분영역 35가 표시되어 있고, 이것은 전극이 없고, 전압으로도 동작하지 않을 수 있다. 이러한 형태를 통해 하나 또는 다수의 우대받는 모드가 최적화된다. 반사수단 28과 반도체레이저요소 21 사이에 도 4에는 명시되어 있지 않은 렌즈수단을 배열할 가능성이 있다.

Claims (9)

  1. 다수의 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24)을 갖고, 레이저광은 이들 출사면으로부터 탈출할 수 있고, 그에 수직한 제 2 방향에서 보다는 제 1 방향(Y)에서 더 큰 확산을 갖는 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 나란히 설치된 다수의 개별레이저; 및
    상기 반도체 레이저 요소(1) 또는 개별레이저 밖에서 상기 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24)으로부터 좀 떨어져 있고, 적어도 하나의 반사면(8, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 29, 30, 31)을 갖는 적어도 하나의 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)을 구비하여 이루어지고,
    이때 상기 반사면은 상기 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 개별레이저의 모드 스팩트럼을 통해 영향을 받도록 상기 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 개별레이저로부터 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24)을 통해 탈출하는 레이저광의 적어도 일부를 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 개별 레이저 안으로 재반사 시킬 수 있는 반도체 레이저 장치에 있어서,
    상기 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)의 적어도 하나의 반사면(8, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 29, 30, 31)은 오목하게 굴곡지고,
    상기 반사수단(9, 16, 16‘, 28)은 다수의 반사면(10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 29, 30, 31)을 나타내고, 이들은 언제나 개별 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24)으로부터 나오는 부분광(2a, 2c; 3a, 3c; 4a, 4c; 5a, 5c)을 반사시킬 수 있는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
  2. 제 1 항에서, 상기 적어도 하나의 반사면(8, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 29, 30, 31)은 렌즈 직경으로서 쓰이도록 출사면(2, 3, 4, 5, 22, 23, 24) 위에 레이저광의 일부를 재반사시킬 수 있는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에서, 상기 반도체 레이저 장치는 상기 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)과 상기 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 상기 개별레이저 사이에 정렬된 렌즈수단(6)을 포함하고 있고, 상기 렌즈수단은 적어도 제1방향(Y)에서 적어도 부분적으로 레이저광의 확산을 줄일 수 있는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에서, 상기 반사수단(7)은 반사면(8)을 나타내고, 여러 출사면(2, 3, 4, 5)으로부터 나오는 부분광(2a, 3a, 4a, 5a)이 상기 반사면에 반사될 수 있는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에서, 상기 반도체 레이저 장치는 광변환유닛(15)을 포함하고, 상기 광변환유닛은 광회전유닛으로서 실시되고 언제나 부분광(2a, 2b, 2c; 3a, 3b, 3c; 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c)의 하나를 회전시킬 수 있으며 90°를 회전시킬 수도 있는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
  7. 제 6 항에서, 상기 광변환유닛(15)은, 상기 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)과 반도체 레이저 요소(1) 사이에 또는 상기 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)과 개별레이저 사이에 또는 상기 반사수단(7, 9, 16, 16’, 28)과 상기 렌즈수단(6) 사이에 정렬되어 있는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
  8. 제 3 항에서, 상기 반도체 레이저 장치는 주파수 2체배기를 더 포함하고 있고, 상기 주파수 2체배기는 상기 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)과 상기 반도체 레이저 요소(1, 21) 또는 상기 개별레이저 사이에서 상기 반사수단(7, 9, 16, 16‘, 28)과 상기 렌즈수단(6) 사이에 정렬되어 있는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에서, 상기 반도체 레이저 요소(21)는 단지 부분영역(34) 안에 있고, 상기 부분영역은 레이저광의 원하는 모드의 공간 확장에 상응하고, 전압으로 움직이거나 또는 전자-홀-쌍의 생산을 위해 전류로 구동되는 것이 특징인, 반도체 레이저 장치.
KR1020057003650A 2002-09-02 2003-08-01 반도체 레이저 장치 KR101033759B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002140949 DE10240949A1 (de) 2002-09-02 2002-09-02 Halbleiterlaservorrichtung
DE10240949.8 2002-09-02
DE10250046.0 2002-10-25
DE10250046 2002-10-25
DE10250048.7 2002-10-25
DE10250048 2002-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050057117A KR20050057117A (ko) 2005-06-16
KR101033759B1 true KR101033759B1 (ko) 2011-05-09

Family

ID=31981884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057003650A KR101033759B1 (ko) 2002-09-02 2003-08-01 반도체 레이저 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060165144A1 (ko)
EP (1) EP1540786B1 (ko)
JP (1) JP2005537643A (ko)
KR (1) KR101033759B1 (ko)
AU (1) AU2003251680A1 (ko)
DE (1) DE50306271D1 (ko)
WO (1) WO2004021525A2 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4441918B2 (ja) * 2006-08-31 2010-03-31 セイコーエプソン株式会社 光源装置及び画像表示装置
JP4341685B2 (ja) * 2007-02-22 2009-10-07 セイコーエプソン株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP4888261B2 (ja) 2007-07-12 2012-02-29 セイコーエプソン株式会社 光源装置、画像表示装置及びモニタ装置
JP4591489B2 (ja) 2007-08-30 2010-12-01 セイコーエプソン株式会社 光源装置、画像表示装置及びモニタ装置
US9112330B2 (en) 2010-11-03 2015-08-18 Koninklijke Philips N.V. Optical element for vertical external-cavity surface-emitting laser
US8891579B1 (en) * 2011-12-16 2014-11-18 Nlight Photonics Corporation Laser diode apparatus utilizing reflecting slow axis collimators
WO2015134931A1 (en) 2014-03-06 2015-09-11 Nlight Photonics Corporation High brightness multijunction diode stacking
US9705289B2 (en) 2014-03-06 2017-07-11 Nlight, Inc. High brightness multijunction diode stacking
US9525269B2 (en) * 2014-11-22 2016-12-20 TeraDiode, Inc. Wavelength beam combining laser systems utilizing etalons
US10761276B2 (en) 2015-05-15 2020-09-01 Nlight, Inc. Passively aligned crossed-cylinder objective assembly
EP3417340A1 (en) 2016-02-16 2018-12-26 NLIGHT, Inc. Passively aligned single element telescope for improved package brightness
US10153608B2 (en) 2016-03-18 2018-12-11 Nlight, Inc. Spectrally multiplexing diode pump modules to improve brightness
EP3560048B1 (en) 2016-12-23 2023-08-09 NLIGHT, Inc. Low cost optical pump laser package
US10763640B2 (en) 2017-04-24 2020-09-01 Nlight, Inc. Low swap two-phase cooled diode laser package
DE102017207402A1 (de) * 2017-05-03 2018-11-08 Robert Bosch Gmbh Optischer Rußpartikelsensor für Kraftfahrzeuge
EP3750218A4 (en) 2018-02-06 2021-11-03 Nlight, Inc. DIODE LASER DEVICE WITH FAC LENS BEAM STEERING OUTSIDE THE PLANE
JP7411957B2 (ja) * 2020-01-28 2024-01-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長ビーム結合システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4656641A (en) * 1985-02-04 1987-04-07 Xerox Corporation Laser cavity optical system for stabilizing the beam from a phase locked multi-emitter broad emitter laser
US4887270A (en) * 1986-04-30 1989-12-12 Eye Research Institute Of Retina Foundation Continuous wave, frequency doubled solid state laser systems with stabilized output
US4797894A (en) * 1987-08-21 1989-01-10 Xerox Corporation Alignment method and arrangement for external optical feedback for semiconductor diode lasers
US5523879A (en) * 1991-04-26 1996-06-04 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical link amplifier and a wavelength multiplex laser oscillator
EP0712183B1 (en) * 1994-11-14 2002-08-21 Mitsui Chemicals, Inc. Wavelength stabilized light source
JPH08213686A (ja) * 1994-11-14 1996-08-20 Mitsui Petrochem Ind Ltd 波長安定化光源
US6243407B1 (en) * 1997-03-21 2001-06-05 Novalux, Inc. High power laser devices
US6240116B1 (en) * 1997-08-14 2001-05-29 Sdl, Inc. Laser diode array assemblies with optimized brightness conservation
US6301274B1 (en) * 1998-03-30 2001-10-09 Coretek, Inc. Tunable external cavity laser
DE59912912D1 (de) * 1998-05-25 2006-01-19 Fisba Optik Ag St Gallen Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines kollimierten Lichtstrahls aus den Emissionen mehrerer Lichtquellen

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050057117A (ko) 2005-06-16
US20060165144A1 (en) 2006-07-27
AU2003251680A8 (en) 2004-03-19
AU2003251680A1 (en) 2004-03-19
JP2005537643A (ja) 2005-12-08
DE50306271D1 (de) 2007-02-22
WO2004021525A3 (de) 2004-04-22
WO2004021525A2 (de) 2004-03-11
EP1540786A2 (de) 2005-06-15
EP1540786B1 (de) 2007-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101033759B1 (ko) 반도체 레이저 장치
JP5900934B2 (ja) 高輝度ダイオード出力の方法及びデバイス
US6208679B1 (en) High-power multi-wavelength external cavity laser
US7773655B2 (en) High brightness laser diode module
US6700709B1 (en) Configuration of and method for optical beam shaping of diode laser bars
JP3649737B2 (ja) 線形レーザダイオード・アレイからのビーム誘導形成機構
JP4335454B2 (ja) レーザ増幅システム
JP3589299B2 (ja) ビーム整形装置
US5793784A (en) Apparatus and method for spectral narrowing of high power diode laser arrays
RU2686384C2 (ru) Устройство для формирования лазерного излучения
US20060045144A1 (en) Diode laser array beam homogenizer
JP2011520292A5 (ko)
WO1999047959A1 (en) Apparatus for coupling radiation beams into an optical waveguide
KR101729341B1 (ko) 레이저 빔 인터리빙
KR20030085582A (ko) 반도체 레이저 장치 및 이를 이용한 고체 레이저 장치
WO2000045208A1 (en) Optical apparatus for producing a high-brightness multi-laser source
CN103890913A (zh) 用于激光处理设备的多重光束组合器
US20050073750A1 (en) Power combination optical system and light source module
US20060209909A1 (en) Fiber laser oscillator
CN112928597A (zh) 一种半导体激光器光纤耦合模块
JP4024270B2 (ja) 半導体レーザ装置
US5349603A (en) Solid-state laser resonator
KR101048982B1 (ko) 반도체 레이저 장치
EP1168529A1 (en) Radiating adder
JP2007102121A (ja) 像変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
LAPS Lapse due to unpaid annual fee