JPH04229683A - 能動鏡を有する出力レーザ - Google Patents
能動鏡を有する出力レーザInfo
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- JPH04229683A JPH04229683A JP3128516A JP12851691A JPH04229683A JP H04229683 A JPH04229683 A JP H04229683A JP 3128516 A JP3128516 A JP 3128516A JP 12851691 A JP12851691 A JP 12851691A JP H04229683 A JPH04229683 A JP H04229683A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザに、特に出力レー
ザに係わる。
ザに係わる。
【0002】図1によれば、レーザは一般的に1つの空
洞の中に入れられた1つの増幅媒質10によって構成さ
れ、前記空洞の両端が鏡M1とM2とによって構成され
、前記鏡の一方(出力鏡M2)が、前記レーザによって
放出される波長に対して部分的に透明である。
洞の中に入れられた1つの増幅媒質10によって構成さ
れ、前記空洞の両端が鏡M1とM2とによって構成され
、前記鏡の一方(出力鏡M2)が、前記レーザによって
放出される波長に対して部分的に透明である。
【0003】増幅媒質10は、(補助光ポンピングレー
ザであることが多い)ポンピング源12によって励起さ
れることが可能な活性イオンを有する。このポンピング
源は、活性イオンの電子を特定のエネルギ準位からより
高い準位へと励起し、これらの励起された電子は、所定
の波長又は所定の波長範囲において光子を放出しながら
、且つ位相干渉を伴って最初の準位に直接的に又は間接
的に再び戻るだろう。
ザであることが多い)ポンピング源12によって励起さ
れることが可能な活性イオンを有する。このポンピング
源は、活性イオンの電子を特定のエネルギ準位からより
高い準位へと励起し、これらの励起された電子は、所定
の波長又は所定の波長範囲において光子を放出しながら
、且つ位相干渉を伴って最初の準位に直接的に又は間接
的に再び戻るだろう。
【0004】本発明の目的は、正確に決められた周波数
における放出を容易にするように、又は放出周波数を単
純な手段によって同調可能にするように、特に増幅媒質
が励起される方法に関して、レーザ製作の可能性を改善
することである。
における放出を容易にするように、又は放出周波数を単
純な手段によって同調可能にするように、特に増幅媒質
が励起される方法に関して、レーザ製作の可能性を改善
することである。
【0005】
【従来の技術】既存の出力レーザの欠点は、例えば、前
記出力レーザが複数の共振モードを有し、その結果とし
て前記レーザが複数の波長を放出する傾向があり、これ
らの波長の中には望ましくないものがあるという点を含
むということが指摘可能である。従って付属手段(複屈
折フィルタ、基準器等)がこれらの波長を除去するため
に必要とされるが、こうした付属手段は結果的に、前記
レーザの複雑性を増大させ、前記波長除去が濾波によっ
て行われる時には出力損失を引き起こす。
記出力レーザが複数の共振モードを有し、その結果とし
て前記レーザが複数の波長を放出する傾向があり、これ
らの波長の中には望ましくないものがあるという点を含
むということが指摘可能である。従って付属手段(複屈
折フィルタ、基準器等)がこれらの波長を除去するため
に必要とされるが、こうした付属手段は結果的に、前記
レーザの複雑性を増大させ、前記波長除去が濾波によっ
て行われる時には出力損失を引き起こす。
【0006】同調可能なレーザ(出力レーザか否かに係
わらず)を得るためには、同調を行うために、温度調節
手段を有するフィルタを使用することが一般的に必要で
ある。これらのフィルタも、出力損失を生じさせる複雑
な手段である。
わらず)を得るためには、同調を行うために、温度調節
手段を有するフィルタを使用することが一般的に必要で
ある。これらのフィルタも、出力損失を生じさせる複雑
な手段である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、正確に決め
られた周波数における放出を容易にするように、又は放
出周波数を単純な手段によって同調可能にするように、
レーザの能力と性能特性とを改善することを可能にする
、新規性のあるレーザ構造を提案する。
られた周波数における放出を容易にするように、又は放
出周波数を単純な手段によって同調可能にするように、
レーザの能力と性能特性とを改善することを可能にする
、新規性のあるレーザ構造を提案する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によって、1つの
増幅媒質と、前記増幅媒質を励起し且つ蛍光光子を発生
させる1つのポンピング源と、前記増幅媒質を収容する
空洞の範囲を限定する2つの鏡とを含み、前記2つの鏡
の少なくとも一方が、前記増幅媒質の蛍光光子による励
起に反応して、所定の1つの波長において光を発生させ
る能動鏡であるレーザが提案される。
増幅媒質と、前記増幅媒質を励起し且つ蛍光光子を発生
させる1つのポンピング源と、前記増幅媒質を収容する
空洞の範囲を限定する2つの鏡とを含み、前記2つの鏡
の少なくとも一方が、前記増幅媒質の蛍光光子による励
起に反応して、所定の1つの波長において光を発生させ
る能動鏡であるレーザが提案される。
【0009】従って、前記増幅媒質が様々な波長で光子
を放出する傾向がある場合にさえ、好ましい誘導放出波
長があり、即ち前記能動鏡による放出に対応する誘導放
出波長があるだろう。
を放出する傾向がある場合にさえ、好ましい誘導放出波
長があり、即ち前記能動鏡による放出に対応する誘導放
出波長があるだろう。
【0010】好ましくは本発明によって、1)前記能動
鏡が、異なった光学屈折率と、望ましいレーザ放出波長
のための反射率ピークを前記能動鏡に対して垂直に確保
するように選択された厚さとを有する交互の層を、反復
的に積み重ねることによって作られたブラッグ反射器で
あり、2)前記交互層の少なくとも1つが、前記望まし
いレーザ放出波長に実質的に一致する放射遷移エネルギ
(実際には禁止帯エネルギであることが最も一般的だろ
う)と、前記増幅媒質によって放出される蛍光光子の一
部分を前記層が吸収するように前記蛍光光子のエネルギ
より小さいか又はそれに等しい禁止帯エネルギとを有す
る1つの半導体層である。
鏡が、異なった光学屈折率と、望ましいレーザ放出波長
のための反射率ピークを前記能動鏡に対して垂直に確保
するように選択された厚さとを有する交互の層を、反復
的に積み重ねることによって作られたブラッグ反射器で
あり、2)前記交互層の少なくとも1つが、前記望まし
いレーザ放出波長に実質的に一致する放射遷移エネルギ
(実際には禁止帯エネルギであることが最も一般的だろ
う)と、前記増幅媒質によって放出される蛍光光子の一
部分を前記層が吸収するように前記蛍光光子のエネルギ
より小さいか又はそれに等しい禁止帯エネルギとを有す
る1つの半導体層である。
【0011】このレーザ構造は、前記鏡の一方が言わば
非常に小さな半導体レーザとして形成される構造である
ことが不可欠であり、この半導体レーザの空洞はブラッ
グ反射器の層の積み重ねによって形成される。(非常に
短い空洞を有する)このレーザミニダイオードは、ポン
ピング源によって励起される増幅媒質から生じる蛍光光
子によって励起される。このミニダイオードは、使用さ
れる半導体の放射エネルギ遷移の固有周波数において放
出し、この周波数は、前記ブラッグ反射器の反射率ピー
ク内に正確に位置すると同時に、前記層の積み重ねによ
って作られた小さな空洞の共振区域内に正確に位置する
。従って、前記ブラック反射器自体によって、コヒーレ
ント光が、前記反射器に対し垂直な方向へ、従って増幅
媒質に向かって誘導放出され、更に増幅媒質自体も、前
記空洞の共振が最大となる波長において、即ち、前記ブ
ラッグ反射器の反射率ピークに一致する波長において誘
導放出を放出する。
非常に小さな半導体レーザとして形成される構造である
ことが不可欠であり、この半導体レーザの空洞はブラッ
グ反射器の層の積み重ねによって形成される。(非常に
短い空洞を有する)このレーザミニダイオードは、ポン
ピング源によって励起される増幅媒質から生じる蛍光光
子によって励起される。このミニダイオードは、使用さ
れる半導体の放射エネルギ遷移の固有周波数において放
出し、この周波数は、前記ブラッグ反射器の反射率ピー
ク内に正確に位置すると同時に、前記層の積み重ねによ
って作られた小さな空洞の共振区域内に正確に位置する
。従って、前記ブラック反射器自体によって、コヒーレ
ント光が、前記反射器に対し垂直な方向へ、従って増幅
媒質に向かって誘導放出され、更に増幅媒質自体も、前
記空洞の共振が最大となる波長において、即ち、前記ブ
ラッグ反射器の反射率ピークに一致する波長において誘
導放出を放出する。
【0012】従って前記空洞の一方の端部で使用される
鏡は、能動鏡であって受動鏡ではない。この鏡は単に光
を反射するだけではなく、光自体を、更にはコヒーレン
ト光を放出する。
鏡は、能動鏡であって受動鏡ではない。この鏡は単に光
を反射するだけではなく、光自体を、更にはコヒーレン
ト光を放出する。
【0013】ブラッグ反射器(この反射器は、鏡とレー
ザとの両方の機能を満たすが故に、本明細書では「鏡−
レーザ」と呼ばれることがある)が非常に薄いレーザ空
洞を構成するが故に、この空洞は1つのモードだけでし
か共振できない。従ってこの鏡−レーザは、単一周波数
コヒーレント源であり、主レーザの増幅媒質自体が単一
の周波数のみにおいて放出するだろう。
ザとの両方の機能を満たすが故に、本明細書では「鏡−
レーザ」と呼ばれることがある)が非常に薄いレーザ空
洞を構成するが故に、この空洞は1つのモードだけでし
か共振できない。従ってこの鏡−レーザは、単一周波数
コヒーレント源であり、主レーザの増幅媒質自体が単一
の周波数のみにおいて放出するだろう。
【0014】本発明の主要な利点としては、次のような
利点を指摘することが可能だろう。
利点を指摘することが可能だろう。
【0015】−複数の縦共振モードを有するレーザの場
合でさえ、特に電子振動タイプの出力レーザの場合でさ
え、正確に決められた周波数における放出が容易である
こと、−後述されるように、前記「鏡−レーザ」の単純
な機械的移動によって狭い帯の中に同調可能なレーザを
有することが可能であること。
合でさえ、特に電子振動タイプの出力レーザの場合でさ
え、正確に決められた周波数における放出が容易である
こと、−後述されるように、前記「鏡−レーザ」の単純
な機械的移動によって狭い帯の中に同調可能なレーザを
有することが可能であること。
【0016】本発明の他の特徴と利点とが、添付図面を
参照して行われる以下の詳細な説明から明らかになるだ
ろう。
参照して行われる以下の詳細な説明から明らかになるだ
ろう。
【0017】
【実施例】図2は本発明によるレーザの一般的な構造を
示す。レーザの空洞の範囲を限定する2つの鏡の一方、
即ちこの実施例では出力鏡ではない方の鏡M1が、1つ
のブラッグ反射器MBによって置き換えられている。
示す。レーザの空洞の範囲を限定する2つの鏡の一方、
即ちこの実施例では出力鏡ではない方の鏡M1が、1つ
のブラッグ反射器MBによって置き換えられている。
【0018】この反射器は、別々の光学屈折率n1、n
2と別々の厚さe1、e2とを有する2つの層を交互に
積み重ねたものである。n1、e1とn2、e2との交
互が多数回(例えば数10回)に亙って繰り返され、そ
の頂点が少なくとも90〜95%の反射係数を示す反射
率ピークを得ることを可能にする。
2と別々の厚さe1、e2とを有する2つの層を交互に
積み重ねたものである。n1、e1とn2、e2との交
互が多数回(例えば数10回)に亙って繰り返され、そ
の頂点が少なくとも90〜95%の反射係数を示す反射
率ピークを得ることを可能にする。
【0019】この反射率ピークが最大値となる波長Lo
は、次の通りである。
は、次の通りである。
【0020】Lo = 2(n1e1 + n2e2
)前記厚さはブラッグ反射器の表面に対して垂直に測定
され、従って算出された波長は前記反射器に対し垂直な
反射率の最大値に相当する。
)前記厚さはブラッグ反射器の表面に対して垂直に測定
され、従って算出された波長は前記反射器に対し垂直な
反射率の最大値に相当する。
【0021】場合によっては複数の別々の主反射率ピー
クが求められることもあり、この場合には、異なった屈
折率を有する層の交互が、単純な(n1,e1)/(n
2,e2) 交互よりも複雑であってもよいということ
が指摘されるだろう。例えば第3の層n3,e3 が、
前記交互層の間に時おり挿入されてもよい。又は前記交
互層が、規則的な3つの層(n1,e1)/(n2,e
2)/(n3,e3) から構成される交互層等であっ
てもよい。
クが求められることもあり、この場合には、異なった屈
折率を有する層の交互が、単純な(n1,e1)/(n
2,e2) 交互よりも複雑であってもよいということ
が指摘されるだろう。例えば第3の層n3,e3 が、
前記交互層の間に時おり挿入されてもよい。又は前記交
互層が、規則的な3つの層(n1,e1)/(n2,e
2)/(n3,e3) から構成される交互層等であっ
てもよい。
【0022】しかし本説明の以下の部分は、単一の主反
射率ピークだけをもたらす単純な2つの層(n1,e1
)/(n2,e2) の交互に関しての本発明の説明に
限定されるだろう。
射率ピークだけをもたらす単純な2つの層(n1,e1
)/(n2,e2) の交互に関しての本発明の説明に
限定されるだろう。
【0023】本発明によると、図3に拡大詳細図の形で
示されるブラッグ反射器の交互層は半導体材料で作られ
る。又は少なくとも前記交互層の一方が半導体材料で作
られている。実際には、製造の容易性の故に交互層の両
方の層が半導体層であり、この理由から、図3が第1の
半導体材料SC1(屈折率n1、厚さe1) と第2の
半導体材料SC2(屈折率n2、厚さe2) との規則
正しい交互を示す。半導体であることが必要な材料が材
料SC1 であると仮定しよう。
示されるブラッグ反射器の交互層は半導体材料で作られ
る。又は少なくとも前記交互層の一方が半導体材料で作
られている。実際には、製造の容易性の故に交互層の両
方の層が半導体層であり、この理由から、図3が第1の
半導体材料SC1(屈折率n1、厚さe1) と第2の
半導体材料SC2(屈折率n2、厚さe2) との規則
正しい交互を示す。半導体であることが必要な材料が材
料SC1 であると仮定しよう。
【0024】図4は、各々にGa0.9 Al0.1
As(60 nm) とGa0.55Al0.45As
(62 nm) との組成を有するガリウムとアルミニ
ウムとのヒ化物を主成分とする2つの層によって得られ
る反射率ピークを例示する。積み重ね周期の数は20で
ある。得られる前記ピークは830nm の波長を有し
且つ94%に達する。
As(60 nm) とGa0.55Al0.45As
(62 nm) との組成を有するガリウムとアルミニ
ウムとのヒ化物を主成分とする2つの層によって得られ
る反射率ピークを例示する。積み重ね周期の数は20で
ある。得られる前記ピークは830nm の波長を有し
且つ94%に達する。
【0025】積み重ね周期の数を増加させることによっ
て、前記ピークの数値が増大させられ、30の周期の場
合には98%に達する。
て、前記ピークの数値が増大させられ、30の周期の場
合には98%に達する。
【0026】半導体材料SC1 は、次の2つの基準に
合致する電子的構造を有する材料である。
合致する電子的構造を有する材料である。
【0027】−先ず第1にこの構造は、レーザの増幅媒
質によって放出される蛍光光子によって電子がより高い
エネルギ準位に励起されることが可能であるような構造
である。このことは、従来的な半導体SC1 の場合に
は、一般的に価電子帯と伝導帯との間の禁止帯幅が、こ
れらの蛍光光子のエネルギよりも小さいということを意
味する。多重量子井戸を有する半導体材料の場合には、
その条件は異なった形で表わされることが可能であるが
、どんな場合にも、蛍光光子によって電子がより高いエ
ネルギ準位に励起されることが可能でなければならない
。
質によって放出される蛍光光子によって電子がより高い
エネルギ準位に励起されることが可能であるような構造
である。このことは、従来的な半導体SC1 の場合に
は、一般的に価電子帯と伝導帯との間の禁止帯幅が、こ
れらの蛍光光子のエネルギよりも小さいということを意
味する。多重量子井戸を有する半導体材料の場合には、
その条件は異なった形で表わされることが可能であるが
、どんな場合にも、蛍光光子によって電子がより高いエ
ネルギ準位に励起されることが可能でなければならない
。
【0028】−第2に前記半導体は、放射遷移によって
、即ち前記励起された電子が、この遷移のエネルギ準位
における差異に関係付けられた正確に決められた波長に
おいて光子を放出しながら、自然発生的に又は誘導され
る形でより低い準位に戻ることが可能であるような半導
体である。
、即ち前記励起された電子が、この遷移のエネルギ準位
における差異に関係付けられた正確に決められた波長に
おいて光子を放出しながら、自然発生的に又は誘導され
る形でより低い準位に戻ることが可能であるような半導
体である。
【0029】−第3に、前記半導体材料SC1 によっ
て放出されるこれらの光子の波長が、ブラッグ反射器の
反射率ピークの中に正確に位置付けられなければならな
い(必ずしも前記ピークの頂点に位置する必要はなく、
前記ピーク内に位置すればよい)。
て放出されるこれらの光子の波長が、ブラッグ反射器の
反射率ピークの中に正確に位置付けられなければならな
い(必ずしも前記ピークの頂点に位置する必要はなく、
前記ピーク内に位置すればよい)。
【0030】実際には、従来的な均一な塊状の半導体の
場合には、放射遷移は、ただ単に、電子が励起状態にあ
る伝導帯から価電子帯へと電子が戻ることにすぎす、こ
の場合には、放射遷移エネルギは、ただ単に禁止帯に対
応するエネルギにすぎない。しかし電子が戻る間の放射
遷移のエネルギが、禁止帯エネルギではない場合がある
(多重量子井戸半導体の場合)。
場合には、放射遷移は、ただ単に、電子が励起状態にあ
る伝導帯から価電子帯へと電子が戻ることにすぎす、こ
の場合には、放射遷移エネルギは、ただ単に禁止帯に対
応するエネルギにすぎない。しかし電子が戻る間の放射
遷移のエネルギが、禁止帯エネルギではない場合がある
(多重量子井戸半導体の場合)。
【0031】前記第2の材料SC2 は、必ずしも半導
性である必要はない。必要なことは、前記第2の材料S
C2 が、半導体SC1 の電子を励起しに来る蛍光光
子の波長に対して透明でなければならないということと
、前記材料SC1 の光学屈折率とは異なった光学屈折
率を有さなければならないということだけである。これ
に加えて反射器MBの最大反射係数は、光学屈折率の差
「n2−n1」が大きければ大きいほど高い。従って前
記差が十分に大きければ、前記交互層の積み重ねの空間
周期の数(例えば20又は30)が、中程度な数である
ことで十分である。
性である必要はない。必要なことは、前記第2の材料S
C2 が、半導体SC1 の電子を励起しに来る蛍光光
子の波長に対して透明でなければならないということと
、前記材料SC1 の光学屈折率とは異なった光学屈折
率を有さなければならないということだけである。これ
に加えて反射器MBの最大反射係数は、光学屈折率の差
「n2−n1」が大きければ大きいほど高い。従って前
記差が十分に大きければ、前記交互層の積み重ねの空間
周期の数(例えば20又は30)が、中程度な数である
ことで十分である。
【0032】更に、反射率ピークの中間高さにおけるス
ペクトル幅が(n1−n2)/(n1+n2) に比例
するが故に、反射率ピークのスペクトル幅が前記光学屈
折率の差と共に増大するということが留意されるべきだ
ろう。
ペクトル幅が(n1−n2)/(n1+n2) に比例
するが故に、反射率ピークのスペクトル幅が前記光学屈
折率の差と共に増大するということが留意されるべきだ
ろう。
【0033】レーザが周波数に関し同調可能でなければ
ならない場合には、反射率ピークが大きなスペクトル幅
を有することが重要である。この点については以下でよ
り詳細に説明されるだろう。図4の実施例では、この幅
(中間高さにおける反射率ピークのスペクトル幅)が約
50nmであることが見てとれる。
ならない場合には、反射率ピークが大きなスペクトル幅
を有することが重要である。この点については以下でよ
り詳細に説明されるだろう。図4の実施例では、この幅
(中間高さにおける反射率ピークのスペクトル幅)が約
50nmであることが見てとれる。
【0034】主レーザが厳密に単一周波数レーザでなけ
ればならない場合には、より小さな帯幅を有することと
、従って光学屈折率の差「n2−n1」がより小さいこ
とと、前記反射器内の交互層の対の数がより多いことと
が、好ましいだろう。
ればならない場合には、より小さな帯幅を有することと
、従って光学屈折率の差「n2−n1」がより小さいこ
とと、前記反射器内の交互層の対の数がより多いことと
が、好ましいだろう。
【0035】例えば紫外領域と可視領域と赤外領域との
ような非常に広範囲の波長範囲における非常に多数の事
例に対して本発明が適用可能であるという事実に留意し
つつ、以下では本発明によるレーザの働きの理解を容易
にするために、1つの特定の実施例が選択される。
ような非常に広範囲の波長範囲における非常に多数の事
例に対して本発明が適用可能であるという事実に留意し
つつ、以下では本発明によるレーザの働きの理解を容易
にするために、1つの特定の実施例が選択される。
【0036】レーザがパルス出力レーザであり、このレ
ーザの増幅媒質が、三価のチタンでドープされたサファ
イア結晶(Ti3+:Al2 O3 )であると仮定す
る。
ーザの増幅媒質が、三価のチタンでドープされたサファ
イア結晶(Ti3+:Al2 O3 )であると仮定す
る。
【0037】三価のイオンTi3+は、0.65μm
〜1.1 μm の範囲の蛍光をパルスモードで放出す
るという特徴を有する。
〜1.1 μm の範囲の蛍光をパルスモードで放出す
るという特徴を有する。
【0038】ブラッグ反射器を作るためには、2つの異
なったタイプの組成を有する2つの半導体材料SC1
とSC2 との交互層が選ばれる。ここでSC1 はヒ
化ガリウムであり、SC2 はガリウムとアルミニウム
とのヒ化物である。
なったタイプの組成を有する2つの半導体材料SC1
とSC2 との交互層が選ばれる。ここでSC1 はヒ
化ガリウムであり、SC2 はガリウムとアルミニウム
とのヒ化物である。
【0039】SC1 :GaAs、厚さe1= 64
nm、SC2 :Ga0.55Al0.45As、厚さ
e2=63 nm。
nm、SC2 :Ga0.55Al0.45As、厚さ
e2=63 nm。
【0040】これらの交互層の積み重ねにおける空間周
期は25である。
期は25である。
【0041】波長の関数としての反射率曲線が図5に示
されている。厚さe1とe2は、波長Lo= 0.87
μm を中心とする1つのピークを得るように、前記材
料の光学屈折率に応じて選択されている。このピークの
最大値は100 %に非常に近い。
されている。厚さe1とe2は、波長Lo= 0.87
μm を中心とする1つのピークを得るように、前記材
料の光学屈折率に応じて選択されている。このピークの
最大値は100 %に非常に近い。
【0042】励起された半導体SC1 が、励起の間に
生じさせられる電子−正孔対の再結合によって0.87
μm に近い波長において自然放出することが可能であ
るが故に、このLoの選択が行われる。実際に、層SC
1 のヒ化ガリウムGaAsの禁止帯の幅は1.424
eV である。
生じさせられる電子−正孔対の再結合によって0.87
μm に近い波長において自然放出することが可能であ
るが故に、このLoの選択が行われる。実際に、層SC
1 のヒ化ガリウムGaAsの禁止帯の幅は1.424
eV である。
【0043】更に、前記ブラッグ反射器の第2の材料S
C2 は、この材料がイオンTi3+の蛍光放射の大部
分に対して透明であるように、且つこの材料が光学屈折
率n1とは十分に異なった光学屈折率n2を有するよう
に選択される。
C2 は、この材料がイオンTi3+の蛍光放射の大部
分に対して透明であるように、且つこの材料が光学屈折
率n1とは十分に異なった光学屈折率n2を有するよう
に選択される。
【0044】ガリウムとアルミニウムとのヒ化物のよう
な半導体材料の場合には、その光学屈折率が禁止帯幅に
関連されるが故に前記問題は容易に解決される。
な半導体材料の場合には、その光学屈折率が禁止帯幅に
関連されるが故に前記問題は容易に解決される。
【0045】半導体材料SC1 の禁止帯幅よりも大き
な禁止帯幅を有する半導体材料SC2 を選択すること
によって、望ましい二重の結果が得られる。即ち光学屈
折率n2が光学屈折率n1とは異なっており(光学屈折
率n2が光学屈折率n1より小さい)、また材料SC2
が材料SC1 によって吸収される波長(0.65
μm 〜0.87μm)に対して透明である。実際に、
この実施例で選択された材料は、増幅媒質によって放出
される蛍光光子のスペクトルの概ね全体(0.65 μ
m 〜1.1 μm)に対して透明である。
な禁止帯幅を有する半導体材料SC2 を選択すること
によって、望ましい二重の結果が得られる。即ち光学屈
折率n2が光学屈折率n1とは異なっており(光学屈折
率n2が光学屈折率n1より小さい)、また材料SC2
が材料SC1 によって吸収される波長(0.65
μm 〜0.87μm)に対して透明である。実際に、
この実施例で選択された材料は、増幅媒質によって放出
される蛍光光子のスペクトルの概ね全体(0.65 μ
m 〜1.1 μm)に対して透明である。
【0046】このレーザは次のように働く。ポンピング
源(一般的にはフラッシュランプ又はポンピングレーザ
)が三価のチタンイオンを励起し、これらのイオン自然
蛍光によっては0.65〜1.1 μm のスペクトル
帯において光子を放出する。
源(一般的にはフラッシュランプ又はポンピングレーザ
)が三価のチタンイオンを励起し、これらのイオン自然
蛍光によっては0.65〜1.1 μm のスペクトル
帯において光子を放出する。
【0047】これらの光子はガリウムとアルミニウムと
のヒ化物SC2 の透明層を通過する。これらの光子の
一部分は、ヒ化ガリウムSC1 層をも通過する。これ
らは概ね0.9 〜1.1 μm のスペクトル帯の光
子である。しかし0.65〜0.87μm の間のスペ
クトル帯の放出光子は、SC1 層によって吸収される
。これらの放出光子は多量の電子−正孔対を生じさせる
。
のヒ化物SC2 の透明層を通過する。これらの光子の
一部分は、ヒ化ガリウムSC1 層をも通過する。これ
らは概ね0.9 〜1.1 μm のスペクトル帯の光
子である。しかし0.65〜0.87μm の間のスペ
クトル帯の放出光子は、SC1 層によって吸収される
。これらの放出光子は多量の電子−正孔対を生じさせる
。
【0048】電子−正孔対がその中に捕捉された半導体
SC1 の禁止帯エネルギに0.87μm の波長が対
応するが故に、再結合によって、電子−正孔対がこの0
.87μm 波長の付近で光子放出を生じさせる。
SC1 の禁止帯エネルギに0.87μm の波長が対
応するが故に、再結合によって、電子−正孔対がこの0
.87μm 波長の付近で光子放出を生じさせる。
【0049】この約0.87μm の波長の場合には、
この波長がブラッグ反射器の反射率のピークの中に完全
に位置するが故に、ブラッグ反射器の層の積み重ねが1
つの共振空洞を形成する。この場合は、図5の曲線の反
射率ピークによって決められる周波数において、誘導レ
ーザ放出がブラッグ反射器積み重ねの内部自体で生じる
。
この波長がブラッグ反射器の反射率のピークの中に完全
に位置するが故に、ブラッグ反射器の層の積み重ねが1
つの共振空洞を形成する。この場合は、図5の曲線の反
射率ピークによって決められる周波数において、誘導レ
ーザ放出がブラッグ反射器積み重ねの内部自体で生じる
。
【0050】従って、増幅媒質の側から見た場合には、
ブラッグ反射器は0.87μm におけて選択的である
鏡として働くが、前記鏡の内側から見た場合には、この
ブラッグ反射器は、光学的に励起された半導体増幅媒質
と共に、前記周波数と同一の周波数においてレーザ空洞
として働く。
ブラッグ反射器は0.87μm におけて選択的である
鏡として働くが、前記鏡の内側から見た場合には、この
ブラッグ反射器は、光学的に励起された半導体増幅媒質
と共に、前記周波数と同一の周波数においてレーザ空洞
として働く。
【0051】従って、(鏡MBと出力鏡との間の)レー
ザの主空洞がその周波数に対して共振(前記空洞の鏡の
一方の反射率ピークに起因する共振)することになる周
波数において、半導体SC1 層を有するブラッグ反射
器がミニレーザ(mini−laser)として働く。
ザの主空洞がその周波数に対して共振(前記空洞の鏡の
一方の反射率ピークに起因する共振)することになる周
波数において、半導体SC1 層を有するブラッグ反射
器がミニレーザ(mini−laser)として働く。
【0052】ブラッグ反射器内で発生されるコヒーレン
ト光の光子の一部分が主増幅媒質12に向かって進み、
この主増幅媒質12の中で同一の波長のコヒーレント光
の放出を誘導する。
ト光の光子の一部分が主増幅媒質12に向かって進み、
この主増幅媒質12の中で同一の波長のコヒーレント光
の放出を誘導する。
【0053】留意されるべき重要点は、ブラッグ反射器
の非常に薄い厚さ(約3 μm の厚さを与える、約6
0nmの各層の交互層対の25の積み重ね)が、複数の
共振モードが存在することを防止するということである
。従って1つの波長だけがブラッグ反射器から主増幅器
媒質に対して放出され、1つの波長だけが主増幅媒質の
中で誘導されることになる。
の非常に薄い厚さ(約3 μm の厚さを与える、約6
0nmの各層の交互層対の25の積み重ね)が、複数の
共振モードが存在することを防止するということである
。従って1つの波長だけがブラッグ反射器から主増幅器
媒質に対して放出され、1つの波長だけが主増幅媒質の
中で誘導されることになる。
【0054】従って、レーザ主空洞内に波長選択フィル
タを備えることはもはや不要である。
タを備えることはもはや不要である。
【0055】実際にはレーザは、主空洞の中に組み込ま
れた1つの光変調器によってパルスモードで働かされる
だろう。図6に示される変調器14は、一瞬の間だけレ
ーザビームの出力を遮断するために使用される。従って
増幅媒質10の蛍光光子の全てが、ブラッグ反射器MB
の半導体材料SC1 の中で発生される電子−正孔対の
量を増大させることに寄与する。前記変調器が解除され
る時には、共振の条件が生じ、誘導放出の放出を可能に
する。例えば高出力レーザパルスが、ポンピング源12
による励起の周期よりも短い周期に亙って与えられるこ
とが可能である(三価のチタンイオンの蛍光が緩和モー
ドにおいて生じるが故に、前記ポンピング源による励起
自体が一般的にパルス状である)。
れた1つの光変調器によってパルスモードで働かされる
だろう。図6に示される変調器14は、一瞬の間だけレ
ーザビームの出力を遮断するために使用される。従って
増幅媒質10の蛍光光子の全てが、ブラッグ反射器MB
の半導体材料SC1 の中で発生される電子−正孔対の
量を増大させることに寄与する。前記変調器が解除され
る時には、共振の条件が生じ、誘導放出の放出を可能に
する。例えば高出力レーザパルスが、ポンピング源12
による励起の周期よりも短い周期に亙って与えられるこ
とが可能である(三価のチタンイオンの蛍光が緩和モー
ドにおいて生じるが故に、前記ポンピング源による励起
自体が一般的にパルス状である)。
【0056】「鏡−レーザ」又は能動鏡MBが主レーザ
空洞の出力鏡である場合、又は従来的なレーザの2つの
鏡M1とM2とが本発明による半導体ブラッグ鏡で置き
換えられる場合が検討されてもよい。
空洞の出力鏡である場合、又は従来的なレーザの2つの
鏡M1とM2とが本発明による半導体ブラッグ鏡で置き
換えられる場合が検討されてもよい。
【0057】出力鏡が半導体ブラッグ鏡である場合には
、このブラッグ鏡によって得られる反射率ピークが、レ
ーザビームの出力を可能にする許容可能な値(例えばこ
の反射率ピークの頂点において95%)に相当すること
になるということが理解されるだろう。
、このブラッグ鏡によって得られる反射率ピークが、レ
ーザビームの出力を可能にする許容可能な値(例えばこ
の反射率ピークの頂点において95%)に相当すること
になるということが理解されるだろう。
【0058】以上の説明は、ブラッグ鏡の中の半導体層
に関して行われてきた。この概念は、非均一な塊状の層
と特に多重量子井戸構造(その層の中に自然的には存在
せず且つ特別な遷移を可能にする電子のエネルギ準位を
生じさせるために、構造の局所的変化がその層の中に作
り出される)とを包括する。更に一般的には、この概念
は、(増幅媒質の蛍光光子によって)光学的に励起され
ることが可能であり且つ前記ブラッグ反射器の交互層の
反射率ピークに相当する波長において光子を放出するこ
とが可能である全ての層構造を包括するだろう。従って
、これらの光子を放出するために生じる再結合は、価電
子帯と伝導帯との間には位置せずに、むしろ価電子帯内
又は伝導帯内に位置する可能性が高い。
に関して行われてきた。この概念は、非均一な塊状の層
と特に多重量子井戸構造(その層の中に自然的には存在
せず且つ特別な遷移を可能にする電子のエネルギ準位を
生じさせるために、構造の局所的変化がその層の中に作
り出される)とを包括する。更に一般的には、この概念
は、(増幅媒質の蛍光光子によって)光学的に励起され
ることが可能であり且つ前記ブラッグ反射器の交互層の
反射率ピークに相当する波長において光子を放出するこ
とが可能である全ての層構造を包括するだろう。従って
、これらの光子を放出するために生じる再結合は、価電
子帯と伝導帯との間には位置せずに、むしろ価電子帯内
又は伝導帯内に位置する可能性が高い。
【0059】当然のことながら、本発明は、主増幅媒質
のポンピング源が光学的なポンピング源以外である時に
も適用可能だろう。電流によって励起を引き起こす方法
(半導体レーザ)が知られており、この場合に、この電
気ポンピングの作用によって放出される光子が「蛍光光
子」ではなく「ルミネセンス光子」と呼ばれるが、この
場合にも本発明の原理が変更されることはない。
のポンピング源が光学的なポンピング源以外である時に
も適用可能だろう。電流によって励起を引き起こす方法
(半導体レーザ)が知られており、この場合に、この電
気ポンピングの作用によって放出される光子が「蛍光光
子」ではなく「ルミネセンス光子」と呼ばれるが、この
場合にも本発明の原理が変更されることはない。
【0060】図7は、レーザの主空洞が2つの鏡ではな
くて3つの鏡M1、M2、MBを有し且つこれに加えて
半透明プレート16を有する、1つの別の実施例を示す
。
くて3つの鏡M1、M2、MBを有し且つこれに加えて
半透明プレート16を有する、1つの別の実施例を示す
。
【0061】鏡M1とM2とは互いに対面し、増幅媒質
10を収容するレーザの第1の空洞の範囲を限定する。
10を収容するレーザの第1の空洞の範囲を限定する。
【0062】従来的にはM1は(レーザ波長と放出可能
な蛍光の波長の全てとに関して)最大の反射係数を有す
る鏡である。M2は、M1より僅かに低い反射係数を有
する出力鏡である。互いに平行な鏡M1とM2との間の
光子経路内の分離プレート16は、光子の一部分をブラ
ッグ反射器MBに向けて導き、その結果として、増幅媒
質10を収容する第2のレーザ空洞の範囲が限定される
。この空洞は鏡M1と分離プレート16とを含み、反射
器MB内で終わる。
な蛍光の波長の全てとに関して)最大の反射係数を有す
る鏡である。M2は、M1より僅かに低い反射係数を有
する出力鏡である。互いに平行な鏡M1とM2との間の
光子経路内の分離プレート16は、光子の一部分をブラ
ッグ反射器MBに向けて導き、その結果として、増幅媒
質10を収容する第2のレーザ空洞の範囲が限定される
。この空洞は鏡M1と分離プレート16とを含み、反射
器MB内で終わる。
【0063】この配置は、ブラッグ反射器が他の鏡から
切り離されることを可能にするが、その働きは全く同一
である。増幅媒質によって放出される蛍光光子の一部分
が前記プレート16によってブラッグ反射器MBに向け
て方向付けられ、このブラッグ反射器MBの半導体層を
励起する。このブラッグ反射器MBの半導体材料SC1
によって規定される波長において、レーザ放出が鏡−
レーザMB内で生じさせられる。この波長は、分離プレ
ート16によって送り返され、前もって励起されている
増幅器媒質の中における同一波長の放出を誘導する。分
離プレート16の反射係数と透過係数との間の比率が、
ブラッグ反射器MBに対して送られるエネルギの量を調
節することを可能にする。
切り離されることを可能にするが、その働きは全く同一
である。増幅媒質によって放出される蛍光光子の一部分
が前記プレート16によってブラッグ反射器MBに向け
て方向付けられ、このブラッグ反射器MBの半導体層を
励起する。このブラッグ反射器MBの半導体材料SC1
によって規定される波長において、レーザ放出が鏡−
レーザMB内で生じさせられる。この波長は、分離プレ
ート16によって送り返され、前もって励起されている
増幅器媒質の中における同一波長の放出を誘導する。分
離プレート16の反射係数と透過係数との間の比率が、
ブラッグ反射器MBに対して送られるエネルギの量を調
節することを可能にする。
【0064】本発明の更に別の実施例が図8と図9に示
される。
される。
【0065】図8の変形例は、互いに垂直な鏡M1と
M′1 とにおいて各々に終端する別々の空洞の中の2
つの増幅媒質10と10′とを使用する。これらの2つ
の空洞のビームは、傾斜した半反射プレート16を介し
て1つに集められる。この2重増幅は、そのレーザの全
出力を増大させることを可能にする。この変形例の場合
にも、M2は出力鏡である。この実施例では、ブラッグ
反射器は出力鏡M2に対して垂直に配置されるが、非常
に高い反射係数を有する従来的な鏡によって置き換えら
れることが可能であり、この場合には鏡M1又は M′
1 が、半導体ブラッグ反射器によって置き換えられる
だろう。
M′1 とにおいて各々に終端する別々の空洞の中の2
つの増幅媒質10と10′とを使用する。これらの2つ
の空洞のビームは、傾斜した半反射プレート16を介し
て1つに集められる。この2重増幅は、そのレーザの全
出力を増大させることを可能にする。この変形例の場合
にも、M2は出力鏡である。この実施例では、ブラッグ
反射器は出力鏡M2に対して垂直に配置されるが、非常
に高い反射係数を有する従来的な鏡によって置き換えら
れることが可能であり、この場合には鏡M1又は M′
1 が、半導体ブラッグ反射器によって置き換えられる
だろう。
【0066】図9の変形例でも、図8の場合と同様に、
1つの半反射プレート16によって結合された2つの共
鳴空洞が備えられる。前記空洞の一方が、2つの半導体
ブラッグ反射器MBとMB′によって範囲を限定され、
これと同時に前記空洞の他方が、従来的な鏡M1とM2
によって範囲を限定される。
1つの半反射プレート16によって結合された2つの共
鳴空洞が備えられる。前記空洞の一方が、2つの半導体
ブラッグ反射器MBとMB′によって範囲を限定され、
これと同時に前記空洞の他方が、従来的な鏡M1とM2
によって範囲を限定される。
【0067】本発明によるレーザは、複雑なフィルタな
しに単一周波数の放出を得るために出力レーザに適用さ
れることが可能であるばかりでなく、周波数の同調が可
能なレーザを実現するためにも適用されることが可能で
ある。
しに単一周波数の放出を得るために出力レーザに適用さ
れることが可能であるばかりでなく、周波数の同調が可
能なレーザを実現するためにも適用されることが可能で
ある。
【0068】確かにレーザ放出波長が、ブラッグ反射器
の反射率条件に関連付けされるということと、前記反射
率のピークが式Lo=2(n1e1 + n2e2)
のような波長Loに位置するが故に、前記条件がブラッ
グ反射器の交互層の厚さe1とe2とによって大きく左
右されるということとが既に理解されている。
の反射率条件に関連付けされるということと、前記反射
率のピークが式Lo=2(n1e1 + n2e2)
のような波長Loに位置するが故に、前記条件がブラッ
グ反射器の交互層の厚さe1とe2とによって大きく左
右されるということとが既に理解されている。
【0069】従って、所望周波数に従って選択された1
つのブラッグ反射器によって主レーザ空洞を閉じるため
に、複数のブラッグ反射器を交換使用することが可能で
ある、レーザを製作することが可能である。前記周波数
は、選択されたブラッグ反射器の反射率ピークによって
決定され、この反射率ピークは層SC1とSC2 の厚
さに関連付けされる。
つのブラッグ反射器によって主レーザ空洞を閉じるため
に、複数のブラッグ反射器を交換使用することが可能で
ある、レーザを製作することが可能である。前記周波数
は、選択されたブラッグ反射器の反射率ピークによって
決定され、この反射率ピークは層SC1とSC2 の厚
さに関連付けされる。
【0070】ブラッグ反射器が均一でない場合には、即
ちその層の厚さがブラッグ反射器の表面に沿って変化す
る場合には、連続的に同調可能なレーザを得ることも可
能である。これに加えて、半導体基板の上に層を蒸着す
る作業の間に前記基板の温度勾配を生じさせることによ
って、半導体層の蒸着物の厚さを極めて容易に変化させ
ることが可能である。この場合には、所望波長に反射率
ピークを有するブラッグ反射器部分が共振空洞の前に(
更に正確には、ポンピングレーザによって励起されてい
る増幅媒質部分の前に)来るように、ブラッグ反射器を
機械的に移動させることによってレーザが連続的に同調
されることが可能である。
ちその層の厚さがブラッグ反射器の表面に沿って変化す
る場合には、連続的に同調可能なレーザを得ることも可
能である。これに加えて、半導体基板の上に層を蒸着す
る作業の間に前記基板の温度勾配を生じさせることによ
って、半導体層の蒸着物の厚さを極めて容易に変化させ
ることが可能である。この場合には、所望波長に反射率
ピークを有するブラッグ反射器部分が共振空洞の前に(
更に正確には、ポンピングレーザによって励起されてい
る増幅媒質部分の前に)来るように、ブラッグ反射器を
機械的に移動させることによってレーザが連続的に同調
されることが可能である。
【0071】例えば、厚さと組成との両方において互い
に相違する2つの構造に関する波長は、次のように推定
される。
に相違する2つの構造に関する波長は、次のように推定
される。
【0072】A)第1の層:GaAs、厚さ60nm、
第2の層:Ga0.55Al0.45As、厚さ63n
mの場合、禁止帯幅は1.424eV であり、0.8
7μm に相当する。
第2の層:Ga0.55Al0.45As、厚さ63n
mの場合、禁止帯幅は1.424eV であり、0.8
7μm に相当する。
【0073】B)第1の層:Ga0.95Al0.05
As、厚さ61nm、 第2の層:Ga0.55Al0.45As、厚さ60n
mの場合、禁止帯幅は1.482eV であり、その放
出は0.836 μm の波長である。
As、厚さ61nm、 第2の層:Ga0.55Al0.45As、厚さ60n
mの場合、禁止帯幅は1.482eV であり、その放
出は0.836 μm の波長である。
【0074】三価のチタンでドープされたサファイアで
作られた出力レーザの場合には、ブラッグ反射器の半導
体合金は、約0.7 〜0.87μmの放出波長に相当
する禁止帯幅を得ることを可能にする、様々な組成タイ
プのガリウムとアルミニウムのヒ化物を主成分とする化
合物であることが好ましいだろう。
作られた出力レーザの場合には、ブラッグ反射器の半導
体合金は、約0.7 〜0.87μmの放出波長に相当
する禁止帯幅を得ることを可能にする、様々な組成タイ
プのガリウムとアルミニウムのヒ化物を主成分とする化
合物であることが好ましいだろう。
【0075】より短い波長(例えば0.6 〜0.7
μm)が求められる場合には、ガリウムとアルミニウム
とのヒ化物とカルシウムとストロンチウムとのフッ化物
との交互層が使用可能である。こうしたフッ化物層は誘
電性であり、可視領域において透明である。カルシウム
とストロンチウムとのフッ化物の屈折率はガリウムとア
ルミニウムとのヒ化物の屈折率よりも遥かに小さく、そ
の選択性のピークのスペクトル幅は遥かに大きいだろう
。
μm)が求められる場合には、ガリウムとアルミニウム
とのヒ化物とカルシウムとストロンチウムとのフッ化物
との交互層が使用可能である。こうしたフッ化物層は誘
電性であり、可視領域において透明である。カルシウム
とストロンチウムとのフッ化物の屈折率はガリウムとア
ルミニウムとのヒ化物の屈折率よりも遥かに小さく、そ
の選択性のピークのスペクトル幅は遥かに大きいだろう
。
【0076】こうしたフッ素化合物は、希土類によって
ドープされることも可能である。これによって、2つの
波長において、例えばガリウムヒ化物に起因する0.8
7μm の波長とネオジムによるドープに起因する1.
06μm の波長とにおいて同時に働くことが可能な「
鏡−レーザ」を作り出すことが可能になる。ドーパント
希土類は、例えばエルビウムであってもよい。
ドープされることも可能である。これによって、2つの
波長において、例えばガリウムヒ化物に起因する0.8
7μm の波長とネオジムによるドープに起因する1.
06μm の波長とにおいて同時に働くことが可能な「
鏡−レーザ」を作り出すことが可能になる。ドーパント
希土類は、例えばエルビウムであってもよい。
【0077】紫外領域におけるレーザを作るためには、
能動ブラッグ反射器に使用される材料は、II−VI族
化合物(例えばセレン化亜鉛又はセレン化カドミウム、
テルル化カドミウム、硫化亜鉛又は硫化カドミウム)で
あってよい。
能動ブラッグ反射器に使用される材料は、II−VI族
化合物(例えばセレン化亜鉛又はセレン化カドミウム、
テルル化カドミウム、硫化亜鉛又は硫化カドミウム)で
あってよい。
【0078】人間の目に対して危険ではない(1.5
μm 領域の)レーザも、主レーザの活性イオンとして
エルビウムイオンを使用し、且つブラッグ反射器の半導
体層としてGaInAsとInP (ガリウムとインジ
ウムとのヒ化物とリン化インジウム)の交互層を使用す
ることによって、この方法で作られることが可能である
。主レーザはネオジムでドープされたYAG レーザで
あってもよく、その放出は誘導ラマン効果によってより
長い波長において並進される。
μm 領域の)レーザも、主レーザの活性イオンとして
エルビウムイオンを使用し、且つブラッグ反射器の半導
体層としてGaInAsとInP (ガリウムとインジ
ウムとのヒ化物とリン化インジウム)の交互層を使用す
ることによって、この方法で作られることが可能である
。主レーザはネオジムでドープされたYAG レーザで
あってもよく、その放出は誘導ラマン効果によってより
長い波長において並進される。
【0079】2 μm で働く固体YAG レーザも、
本発明に従って、GaInAsSb/AlGaAsSb
化合物を使用する表面放出半導体レーザによって制御
されることが可能であり、その主レーザの活性イオンは
三価のホルミウムイオン(Ho3+)である。
本発明に従って、GaInAsSb/AlGaAsSb
化合物を使用する表面放出半導体レーザによって制御
されることが可能であり、その主レーザの活性イオンは
三価のホルミウムイオン(Ho3+)である。
【0080】最後に、ネオジムでドープされたYAG
の1.064 μm における放出は、Inx1Ga1
−x1As/Alx2Ga1−x2Asタイプの半導体
層の積み重ねによって調整されることが可能である。
の1.064 μm における放出は、Inx1Ga1
−x1As/Alx2Ga1−x2Asタイプの半導体
層の積み重ねによって調整されることが可能である。
【0081】Inx Ga1−x As/GaAs
タイプの材料で外界温度において形成される層の場合に
は、その禁止帯エネルギは次のような経験的な関係に従
う。
タイプの材料で外界温度において形成される層の場合に
は、その禁止帯エネルギは次のような経験的な関係に従
う。
【0082】Eg= 1.424−1.615x+0.
555x2 本発明によるブラッグ反射器の製作に適し
たインジウム組成は、三価のネオジム活性イオンの蛍光
放出のスペクトル位置によって規定される。In0.1
7Ga0.83As層とGaAs層との交互の積み重ね
によって形成されたブラッグ反射器が採用されることが
好ましいだろう。
555x2 本発明によるブラッグ反射器の製作に適し
たインジウム組成は、三価のネオジム活性イオンの蛍光
放出のスペクトル位置によって規定される。In0.1
7Ga0.83As層とGaAs層との交互の積み重ね
によって形成されたブラッグ反射器が採用されることが
好ましいだろう。
【図1】従来的なレーザの構造を示す概略図である。
【図2】本発明によるレーザの一般構造を示す概略図で
ある。
ある。
【図3】主レーザの空洞の一方の端部を閉じる「鏡−レ
ーザ」の構造を示す説明図である。
ーザ」の構造を示す説明図である。
【図4】2つの異なったタイプのアルミニウムとガリウ
ムとのヒ化物を主成分とする交番半導体層を有するブラ
ッグ反射器の反射率曲線を示すグラフである。
ムとのヒ化物を主成分とする交番半導体層を有するブラ
ッグ反射器の反射率曲線を示すグラフである。
【図5】反射率ピークが前記半導体層の一方の層の禁止
帯の遷移波長に非常に近接した波長に位置するように調
節された組成タイプの場合の、別の反射率曲線を示すグ
ラフである。
帯の遷移波長に非常に近接した波長に位置するように調
節された組成タイプの場合の、別の反射率曲線を示すグ
ラフである。
【図6】本発明の第2の実施例を示す説明図である。
【図7】本発明の第3の実施例を示す説明図である。
【図8】本発明の第4の実施例を示す説明図である。
【図9】本発明の第5の実施例を示す説明図である。
10 増幅媒質
12 ポンビング源
14 光変調器
16 半透明分離プレート
M1、M2 鏡
MB ブラッグ反射器
SC1 、SC2 半導体材料層
n1、n2 半導体層光学屈折率
e1、e2 半導体層厚さ
Claims (13)
- 【請求項1】 1つの増幅媒質と、前記増幅媒質を励
起し且つ蛍光光子を発生させる1つのポンピング源と、
前記増幅媒質を収容する空洞の範囲を限定する2つの鏡
とを含むレーザであって、前記2つの鏡の少なくとも一
方が、前記増幅媒質の蛍光光子による励起に反応して、
所定の1つの波長において光を発生させる能動鏡である
ことを特徴とするレーザ。 - 【請求項2】 前記能動鏡が、異なった光学屈折率と
、所望のレーザ放出波長に実質的に等しい波長のための
反射率ピークを前記能動鏡に対して垂直に確保するよう
に選択された厚さとを有する交互層を、反復的に積み重
ねることによって作られたブラッグ反射器であり、前記
交互層の少なくとも1つが、前記所望のレーザ放出波長
に実質的に一致する放射遷移エネルギと、前記増幅媒質
によって放出される蛍光光子の一部分を前記層が吸収す
るように前記蛍光光子のエネルギよりも小さいか又はそ
れに等しい禁止帯エネルギとを有する1つの半導体層で
あることを特徴とする請求項1に記載のレーザ。 - 【請求項3】 前記交互層の各層が半導体層であり、
前記蛍光光子の少なくとも一部分が前記交互層の第1の
層によって吸収可能であるように、前記交互層の第2の
層が、前記蛍光光子のエネルギよりも高い禁止帯エネル
ギを有し、前記蛍光光子に対して透明であることを特徴
とする請求項2に記載のレーザ。 - 【請求項4】 前記半導体層が均一な塊状であること
を特徴とする請求項2又は3に記載のレーザ。 - 【請求項5】 前記半導体層が多重量子井戸を有する
層であることを特徴とする請求項2又は3に記載のレー
ザ。 - 【請求項6】 前記交互層の第2の層が誘電性であり
、前記第1の層によって吸収可能な光子の少なくとも一
部分に対して透明であることを特徴とする請求項2に記
載のレーザ。 - 【請求項7】 前記交互層がガリウムヒ化物を主成分
とする化合物であることを特徴とする請求項2に記載の
レーザ。 - 【請求項8】 前記交互層の一方がアルミニウム又は
インジウム又はアンチモンを含むことを特徴とする請求
項7に記載のレーザ。 - 【請求項9】 前記交互層の第2の層がカルシウムと
ストロンチウムとのフッ化物であることを特徴とする請
求項2に記載のレーザ。 - 【請求項10】 前記半導体層がZnSe、CdTe
、ZnS 、CdS 、CdSeのようなII−VI化
合物であることを特徴とする請求項2に記載のレーザ。 - 【請求項11】 前記増幅媒質がチタンでドープされ
たサファイアであることを特徴とする請求項1から10
のいずれかに記載のレーザ。 - 【請求項12】 前記能動鏡が異なった波長に反射率
ピークを有する異なった領域を含むことを特徴とする請
求項1から11のいずれかに記載のレーザ。 - 【請求項13】 2つの従来的な鏡と、前記増幅媒質
によって放出される蛍光光子の一部分を前記能動鏡に対
して送り返すための1つの半反射分離プレートとが備え
られた1つの空洞を含むことを特徴とする請求項1から
12のいずれかに記載のレーザ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9005539A FR2661784B1 (fr) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | Laser de puissance a miroir actif. |
FR9005539 | 1990-05-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04229683A true JPH04229683A (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=9396262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3128516A Pending JPH04229683A (ja) | 1990-05-02 | 1991-05-01 | 能動鏡を有する出力レーザ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5138628A (ja) |
EP (1) | EP0460978B1 (ja) |
JP (1) | JPH04229683A (ja) |
DE (1) | DE69103816D1 (ja) |
FR (1) | FR2661784B1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5365541A (en) * | 1992-01-29 | 1994-11-15 | Trw Inc. | Mirror with photonic band structure |
US5416583A (en) * | 1993-07-30 | 1995-05-16 | Kearfott Guidance & Navigation Corporation | Quantum well bias mirror for phase modulation in a ring laser gyroscope |
FR2717631B1 (fr) * | 1994-03-16 | 1996-04-19 | Thomson Csf | Source laser accordable. |
FR2725081B1 (fr) * | 1994-09-23 | 1996-11-15 | Thomson Csf | Source optique compacte, basee sur le doublage de frequence d'un laser et auto-stabilisee par depeuplement de la pompe |
US5691999A (en) * | 1994-09-30 | 1997-11-25 | United Technologies Corporation | Compression-tuned fiber laser |
US5694412A (en) * | 1996-04-08 | 1997-12-02 | He Holdings Inc. | Epitaxial visible-light-emitting devices with light extracted through the substrate and method of making same |
FR2784185B1 (fr) | 1998-10-06 | 2001-02-02 | Thomson Csf | Dispositif pour l'harmonisation entre une voie d'emission laser et une voie passive d'observation |
FR2796211B1 (fr) | 1999-07-09 | 2001-10-12 | Thomson Csf | Cavite optique instable pour faisceau laser |
FR2814281B1 (fr) * | 2000-09-19 | 2003-08-29 | Thomson Lcd | Matrice active tft pour capteur optique comportant une couche semi-conductrice photosensible, et capteur optique comportant une telle matrice |
US6611546B1 (en) * | 2001-08-15 | 2003-08-26 | Blueleaf, Inc. | Optical transmitter comprising a stepwise tunable laser |
US6822994B2 (en) | 2001-06-07 | 2004-11-23 | Northrop Grumman Corporation | Solid-state laser using ytterbium-YAG composite medium |
FR2845833A1 (fr) * | 2002-10-15 | 2004-04-16 | Cit Alcatel | Amplificateur optique a semiconducteurs a stabilisation de gain laterale et distribuee |
KR100745130B1 (ko) * | 2006-02-09 | 2007-08-01 | 삼성전자주식회사 | 박막 증착 장치 및 방법 |
US7460566B2 (en) | 2006-05-02 | 2008-12-02 | Northrop Grumman Corporation | Laser power reduction without mode change |
US7586958B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-09-08 | Northrop Grumman Corporation | Electro-opto switching of unpolarized lasers |
FR2968468B1 (fr) * | 2010-12-06 | 2013-04-12 | Cilas | Procede et oscillateur laser pour la generation d'un faisceau laser. |
FR2986916A1 (fr) * | 2012-02-09 | 2013-08-16 | Eolite Systems | Systeme amplificateur optique et laser a impulsion limites en energie par impulsion. |
CN112615239A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-06 | 武汉菩济医疗科技有限公司 | 激光放大镜及激光放大装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3662737D1 (en) * | 1985-01-30 | 1989-05-11 | Siemens Ag | Gas laser with a frequency-selection dielectric layer system |
JP2629693B2 (ja) * | 1987-02-26 | 1997-07-09 | 松下電器産業株式会社 | エキシマレーザ用ミラー |
-
1990
- 1990-05-02 FR FR9005539A patent/FR2661784B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-04-22 US US07/689,372 patent/US5138628A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-23 EP EP91401074A patent/EP0460978B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-23 DE DE69103816T patent/DE69103816D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-01 JP JP3128516A patent/JPH04229683A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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FR2661784A1 (fr) | 1991-11-08 |
EP0460978A1 (fr) | 1991-12-11 |
FR2661784B1 (fr) | 1992-07-03 |
US5138628A (en) | 1992-08-11 |
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