JPH06500432A - マイクロチツプレーザーアレイ - 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】 マイクロチップレーザーアレイ 本発明はレーザーアレイに関する。

レーザーのアレイは、単一の素子により達成しうるよりも高電力レベルを要求す る装置用として非常に興味のあるものである。今日まで、主としてエツジエミッ ティング形ＧａＡｓ／＾ｌＧａＡｓレーザーの線形アレイの製造に開発努力が集 中している。

バーナゲル他、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、　２２．６０５（１９８６）は モノリシックの１００個ないし１４０個のストリップ状にされた線形アレイの形 状の５ワツト連続波（ＣＷ）　ＡｌＧａＡｓ　１　ｍｍダイオード棒の形成を報 告する。ウェルへ他、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、　２３．５２５（１９８ ７）は、出力２．４ワツトＣＷの７７止、ストリップ状の１０本の＾ｌＧａＡｓ レーザーアレイについてのデータを与える。同様な成功例が、バーナゲル他によ り、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、　２３゜７４４（１９８７）ｉｌｍおいて 、及びウェルへ他によりＥｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、　２４．１１３（１９ ８８）において報告される。

これらの努力は相当の成功を収めたが、更に高電力レベルに対する要・求から、 熟練技術者は、線形ダイオードアレイについての研究を継続すると共に、合成２ 次元アレイを形成するようにこれらの線形レーザーアレイを重ねかつ接合するこ とにより、更に高出力を達成することを意図した。

重ねられ接合されたアレイにおいては、線形ダイオードレーザ−アレイ及び個別 ヒートシンクを形成している電気及び熱を伝導する材料のスラブか、互いに交互 に重ねられる。このとき、個々のヒートシンクはその端部において主ヒートシン クに熱的に接続され、熱は主ヒートシンクから種々の異なった技法により除去さ れる。この配列においては、熱は、線形ダイオードレーザ−アレイから個別ヒー トシンク内に移動し、次いで個別ヒートシンクに沿って主ヒートシンクに移動す る。非線形レーザーアレイから主ヒートシンクへの熱の移動は困難であり、従っ てアレイ全体に亙って一様な温度を保つことは困難である。冷却用流体の通過し 得る微小溝を個別ヒートシンク内に組み込むことができるが、これは製造の複雑 さの非常な増加を伴ってのみできる。

かかる合成アレイへの別の方法として、表面エミッティング形の半導体レーザー よりなるモノリシック２次元アレイもまた研究されている。

種々の形式の表面エミッティング形Ｇ５Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ及びＧａＩｎＡｓＰ ／ＩｎＰダイオードレーザ−が示された。これらは、表面に直角方向に共振空洞 があるレーザー［イガ他、Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙ、　Ｌｅｔｔ、　４５．３４８（ １９８４）　；ウチャマ他、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、　２１．１６２（ １９８５）及びオグラ他、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、　２３．７５８（１ ９８７）］、化化学エラされた４５°鏡を組み入れたレーザー［ニー・ジエー・ スプリング・ソープ、Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙ、　Ｌｅｔｔ、　３１．５２４　（１ ９７９）］、及び表面に直角方向のエミッションを得るために第２次格子カプラ ーを利用したレーザー［カールソン他、Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙ、　Ｌｅｔｔ、　５ ０．１３０１（１９８７）コを含む。

モノリシック２次元アレイ製造の第２の方法は、エツジエミッティング形ダイオ ードレーザ−とレーザーファセットからの放射を９０’偏向させる外部の鏡と組 み合わせることである。リオーとウォルボールは、ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰレー ザーと１個又は２個のファセットに隣接した放物線偏向器と組み合わせた素子の 、このようなアレイを製造した。ファセット及び偏向器は、ＡｌＧａＡｓに対し ては知られない質量トランスポート工程１６７５（ｉ９８６）　；ゲート−他、 Ｇａｌｌｉｕｍ　Ａｒ５ｅｎｉｄｅ　ａｎｄ　Ｒｅ１ａｔｅｄ　Ｃｏｍｐｏｕｎ ｄｓ　１９８６、　ｅｄ、ダブリュー・ティー・リンドレイ（Ｉｎｓｔ、　Ｐｈ ｙｓ、　Ｃｏｎｆ、　Ｓｅｒ、　８３゜９８６）］が、非剪開レーザーファセッ ト及び隣接偏向器の形成に使用された。最近では、総てのファセット及び偏向器 がＩＢＡＥにより形成されたモノリシック２次元ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓダイオ ードレーザ−アレイが上記のダネリイ他により報告されている。これらのモノリ シック技術は、大面積の高出力レーザーアレイ用に対しては優れているが、これ らはまだ開発の初期段階にある。これらのあるものでは、鏡及び窓の品質が、線 形アレイにおいて見られる通常の臂開ファセット程は良好でない。

ダネリイハ、１９８９年１１月１４日付けＵ、Ｓ、４８８１２３７１．：おいて 、基層に形成された溝の中に取り付けられたエツジエミッティング形レーザーの 線形アレイよりなる高出力ＣＷ、又は高平均出力パルスアレイが形成されるハイ ブリッド方法を提言している。基層は、Ｓｉ又はＣｕのような熱伝導性の良い材 料で形成される。溝は、平底と反射鏡を形成している４５°側壁とを持つ。一つ の実施例においては、溝と側壁とは、冷却用流体の流れる微小溝を含んでＳｉ基 層内にエツチングされる。

これらの研究の総ては、製造の複雑性、費用及び信頼性の問題に悩ませられてい る。本発明は、これらの問題に対する比較的低費用かつ比較的簡単で更に信頼し 得る解答を提供する。

象肌ρ欅脣 本発明に従って、レーザー固体材料の平坦ウェーハを形成し、前記材料の絶縁さ れた体積部分の回りへの光学的損失の導入により、この体積部分を横方向で絶縁 し、この方法で利得媒質アレイを形成することによりレーザーの２次元アレイが 作られる。次いで、このアレイが鏡の間に配置される。本発明の１実施例におい ては、利得媒質の利得帯域幅が空洞内で伝播される光のモードの振動数分離より 小さいか又は実質的に等しく、かつかかるモードのただ一つの振動数が媒質の利 得帯域幅の中にくるように鏡開の距離が選定される。これにより、利得媒質から 単一の振動数の放出が得られる。ただし、複数モード運転が望まれ又は許される 場合は、この距離を限定する必要はない。

ポンピングレーザーのアレイは、利得媒質の鏡の一方に隣接し又は接触して形成 されかつ配置される。ポンピングレーザーと反対側の利得媒質の側方の鏡は、ポ ンピングレーザーの振動数の光に対して透明でありかつ利得媒質により放出され た光を反射し、一方、利得媒質の出力側の鏡は、利得媒質エミッションに対して 透明であり、かつポンピングレーザーの伝送を反射する。この方法で、ポンピン グレーザーは、各ポンピングレーザーに隣接した利得媒質の体積部分の各を励起 して光を放出させる。こうして各絶縁された体積部分はビクセルを形成する。ポ ンピングレーザーは、各ダイオードレーザ−が利得媒質のピクセルに相当するダ イオードレーザ−のアレイよりなることが好ましい。

原出願に注意さｔたように、ウェーハのスラブは、Ｎｄ　ＹＡＧのような材料に ついては相当に薄く、即ち約７３０ａｍとすることができる。媒質同で発生する 熱は、過熱によるアレイの破壊を防ぐために、アレイの一方の端部（好ましくは 出力側の端部）に光学的に透明な熱交換器を設けることにより、アレイを横断方 向に横切るのではなく実質的に長手方向に効率的に伝達することができる。

絶縁された利得媒質の体積部分上に光の焦点を合わせるために、２次元ポンピン グレーザーアレイの出力と利得媒質空洞アレイとの間に光学レンズ又はバイナリ イ光学レーザレンズセットアレイを組み合わせることができる。

また、レーザー光放出の高調波又はパラメトリック変換された低周波を作るため の非線形光学変換器のアレイが、接合によるなどで、利得媒質空洞の出力側に組 み合わせられ、これによりアレイの多目的性を増加させる。

最後に、アレイの出力ビームを制御しかつ位相を操作するために、制御要素と励 振回路とを有しＳｉのような透明材料で形成されたＩＣチップを、変換器アレイ の出力面に接合することができる。

得られた構造は製造が比較的簡単であり、丈夫な設計であり、高信頼性及び少な いダウン時間が得られる。アレイの絶縁された要素の故障は全システムの壊滅的 な故障となることはない。

図面の簡単な説明 図１は本発明の２次元レーザーアレイシステムを示す。

図２は図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って得られた利得媒質アレイ１８の正面図である 。

図３は図２のアレイ１８の一部分の拡大分解図である。

図４は図３の線ＩＶ−ＩＶに沿って得られた断面図である。

図５は別の実施例の部分的断面図である。

好ましい実施例の説明 本発明の基づく理論は、原特許願Ｕ、Ｓ、５１２９８１に説明される。

これは、本質的に、空洞長ｌがｃ／２ｎν、より小さいレーザー空洞を形成する ことにより単一モードレーザー振動が得られることを述べる。ただし、ν、は利 得帯域幅である。利得媒質が確実にレーザー放射をするためには、利得曲線とイ ンターキャビティモードの一つとが少なくも幾らか重なることが必要である。か かる重なりは、利得材料と空洞長さとの適切な選択により達せられる。得られた レーザーは、マイクロサイズの寸法に作り得るのでマイクロチップレーザーと呼 ばれる。典型的には、マイクロチップレーザーは、１対の鏡の間に配置された固 体利得媒質で構成される。鏡は複層（２０−３０層）の導電性材料で被覆される 。利得媒質はレーザー、好ましくはダイオードレーザ−アレイにより光学的にボ ンピングされる。出力光は、レンズにより一方の鏡の上に焦点が合わせられる。

ボンピングレーザーに隣接した鏡はポンピングレーザーからの光は透すが、利得 媒質内で発生した光は反射する。出力鏡は逆に機能する。利得媒質の長さｌは、 ｌ≦Ｃ／２ｎν、であるように選定される。ここにν、は利得媒質の帯域幅であ る。この場合、空洞モードの絶対振動数が利得帯域幅内にあり、従ってレーザー からの出力光が単一振動数であるときは、利得媒質内で単一モードのみが動する であろう。鏡は利得媒質に直接接合された要素とは別であるか、又は利得媒質の 対向平面に直接成長させされた複数層被覆とすることができる。

選択的に、マイクフチツブレーザーから光を受けるために非線形光学材料で導電 性被覆された平坦ウェーハを置くことができる。非線形光学材料は、単色光に暴 露されたとき入射ビームの倍振動を含んだ光ビームを発生する性質がある。適切 な非線形光学材料は、例えばＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ５及びＫＴＰ　（ポタシウムチ タニルフォスフエート）である。マイクロチップレーザーは、結晶に長手方向又 は横断方向のストレスを加えることを含んだ公知の多くの技術により、或いは結 晶の屈折率を熱的に変更させることにより連続的に同調させることができる。

それ自体の共振空洞を有するハーモニック結晶をマイクロチップレーザーとは別 に提供でき、又はこれを光学的に透明な接着剤を使用してマイクロチップレーザ ーの出力端に直接接合することができる。ハーモニック結晶のフラット−フラッ ト空洞の使用は、マイクロチップレーザーに対すると同様なウェーハ処理技術の 使用により製造工程を単純化する。

しかし、共振ハーモニック空洞の公知の技術は、いずれも一方向リング共振器又 は球状鏡凹所のようにマイクロチップレーザーと関連して使用することができる 。更に、非線形材料をレーザー空洞それ自体の中に組み込むことができる。

適切な非線形材料の手段による倍振動発生に加えて、非線形振動数変換は、適切 な非線形光学材料において、単一振動数マイクロチップレーザーを使用し、光学 的にパラメトリックな振動又は増幅、並びに振動数の和又は差の混合を使用して 実行できる。単一振動数の光がパラメトリック変換により２個のレーザー振動数 の光に振動数変換されるマイクロチップレーザーを作るために、同様な空洞の構 成を使用することができる。

このパラメトリック変換マイクロチップレーザーにおいては、共振器が、非線形 光学材料がＬｉＮｂ（Ｆｊｌ又はＫＮｂＯ３のようなパラメトリック変換材料で あること、及び空洞被覆がかかる素子を形成する公知技術により選定されること だけが先に説明されたものと異なる。上の総ては、引用された特許出願に説明さ れる。

さて、図１を参照し、これと関連して、マイクロチップレーザーアレインステム １０が説明されるであろう。このシステムにおいては、利得媒質アレイ１８は、 この特許出願に説明されるように、利得媒質を分離チップにダイシングすること なしに簡単に形成される。即ち、ウェーハの形状のマイクロチップレーザーから 出発し、マイクロチップレーザーアレイをボンピングするためにマイクロチップ レーザーウェーハを２次元ダイオードレーザ−アレイ１２と組み合わせることに より、マイクロチップレーザーの２次元アレイが直接的に形成される。マイクロ チップレーザーの２次元アレイは、アレイ１２内の各ダイオードからのポンピン グ光がレンズ１４により１８の利得媒質（図２及び３）の個々の体積部分又はピ クセル２６に焦点を結ぶようなレーザーダイオード１２のアレイより構成される 。

各ピクセル２６は、利得を無くし横断方向のレーザー発生を防ぐためにウェーハ の幅を水平方向及び垂直方向に通る高減衰障壁２８を導入することにより、その 隣から横方向に絶縁される。高減衰障壁を作る一つの方法は、各ピクセルの回り でウェーハに溝を切り、この溝の中を高減衰物質で満たすことである。別の方法 は、粒子（イオン、電子等）ボンバード、不純物拡散、又はその他でこれらの線 に沿って利得媒質内に減衰センターを導入することである。レーザーダイオード アレイ１２からの光は、マイクロチップレーザーピクセル２６を励起させ、スポ ット３０における光の放出を起こさせる。

本発明の改良された特徴は、本発明の熱移動能力であり、特にアレイ１８の光出 力側に光に対して透明でかつ熱伝導の良い伝導体が組み合わせられたときの利得 媒質アレイ１８の実質的に長手方向の熱伝導の状態である。

本発明の利得媒質は極めて薄いウェーハから作ることができる。例えば、ウェー ハの長さしは、１．０６　ｎ　Ｎｄ：ＹＡＧ材料の場合で、はぼ７３０μｍに等 しくすることができる。利得媒質内で発生した熱は、サファイア又はダイヤモン ド又はこれらに相当するその他の物質のような良好な熱伝導性を有する透明体１ ６をアレイ１８の一方の端部、好ましくは図１におけるように鏡３４のある方の 端部に、単純に接合することによリアレイ１８外に組み合わせられることが便利 である。必要に応じて、選択的に、熱の移動を増加させるように冷却剤を導入す る微小な溝（図示せず）を透明体１６に形成することができる。

本発明は、同等の出力を発生するであろう単一の大きなレーザーと比較して、光 の各ピクセルの大きさを非常に小さくする。従って、総てのピクセルの体積が単 一レーザーの体積と等しければ、熱の除去速度は非常に早くなる。

この長手方向の熱移動特性により、アレイ寸法を大きくすること、及び比例した 出力の増加が可能である。各アレイ要素、又はピクセルは、面積が約１關２、又 はこれ以下である。各ピクセルは０．ＩＷ又はこれ以上の出力を発生し得る。従 って、１００×１００のピクセルアレイは、わずか１００００ｍｍ２の面積を占 有するだけで、１００００ｘ０．ＩＷ、又は１ｋＷの出力を発生できる。更に、 適切に拡大することにより、１００ｋＷ又はそれ以上の出力を得るために、１０ ０ＯＸ１００Ｏ又はそれ以上のビクセルアレイを上記のように作りうることが予 期される。

選択的に、マイクロチップレーザーウェーハ１８は、振動数変換を提供するため に、鏡３４と３２との間に形成された共振空洞内の非線形光学物質２０と組み合 わせることができる。しかし、非線形光学物質が空洞に組み込まれない場合は、 非線形光学物質を有するウェーハ、及び原特許出願の図８Ｂに示されたようなそ の他のウェーハと組み合わせたファプリーペロー共振空洞を、単に置くことによ ってもアレイを作ることができる。非線形光学アレイ洞の共振振動数は、上述の 方法におけるマイクロチップ振動数と整合させなければならない。各ビクセルか らの十分な高出力に対して、非線形振動数変換物質は、非線形物質の回りの共振 空洞を使わずにアレイに接合することができる。

例えば、各マイクロチップレーザーの出力ビームの経路内、又は空洞内に置かれ た個々にアドレス可能な位相変調器を使用し、各マイクロチップレーザーのスポ ット３０の位相を適正に変調することにより、アレイビーム２４の位相を操作し これによりビームの方向を決めることができる。これらの位相変調器は、アドレ ス可能な駆動回路及び接合用パッドと共にシリコンウェーハ２２上に一体に形成 できる。シリコン材料が電気−光学材料に接着され、電気−光学式位相変調器ア レイを駆動する電極の面を提供する。この電極はかかる材料に形成された空洞内 に置き得るので、ＧａＡｓ又はニオブ酸リチウムのような電気−光学材料もまた シリコンの代わりに使用できる。

また、単一振動数マイクロチップレーザーの２次元アレイの出力は、公知の２光 学系（図示せず）の技術を使用して単一ビームとコヒレントな混合ができる。

本発明による２次元アレイ１８は、低いポンプ閾値、高い効率、及び単一振動数 運転を示す。

レーザービクセル２６は、利得媒質に横断方向又は長手方向に加えられたストレ スを使用し、又は空洞間電気−光学変調器に電圧を印加することにより、単一振 動数におけるその利得帯域幅に亙り連続的に同調させることができる。非線形光 学材料の組み込みは、空洞の内側又は外側のどちらでも、より高い倍振動数又は パラメトリックに作られたより低い振動数を発生する。可視領域又は紫外線域に おけるかかるアレイからの出力は、光ディスクの書込みと読取り、投射テレビジ ョン用、及び材料処理用に高電力が有用であるところ等に有用である。個々のビ クセルのビームをコヒレントのレーザー発信器信号に固定し、かつ２組の光学レ ンズのセットをビーム経路内に加えることにより、組み合わせれたビームは、正 確なスポット上に焦点を合わせうる回折限定ビームを得ることができ、これは眼 科外科及び類似のものに有用である。

さて、図５を参照し別の実施例が説明されるであろう。これにおいては、図１と 同様の要素は、（゛）を付けて同じ番号のままとする。また、図１において鏡３ ４°の左のものは存在しかつ変化しないとする。図５の実施例においては、アレ イ１８゛内の多数の利得媒質ビクセルは、ストレス同調、電気−光学結晶同調、 熱的な同調等のようなこの特許出願に説明された技術のいずれかにより異なった 振動数に同調される。より高い振動数又はより低い振動数が非線形光学アレイ２ ０′　により作られ、得られた光のビーム２４゛　は２組の光学レンズ２２゛　 により光学繊維の束６０上に焦点を合わせられる。この束は、クラッド５０、及 び１本または複数本の繊維、或■）、は（単一モード又は複モードで）−緒に束 にされた分離繊維のコア５２より構成される。この方法で、各振動数の伝達が公 知の方法で変調され得る分離した信号を構成する多振動数の広帯域通信システム が形成できる。

利得媒質アレイは、平坦−平坦の形状であることを要せず、また鏡が面上に形成 されたときに安定な共振器又は不安定な共振器を提供するように、種々の曲率で 形成することができる。

全システムの信頼性を更に強化するために、各ポンピングダイオードレーザ−又 はダイオードレーザ−のグループに電力を与えるように、個別の電力供給装置を 使用できる。

ＩＥＥＥ　Ｊ、　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、、ＱＥ−１７，４４（１ ９８１）において、フレミング他により示唆されたように、一部分反射するフィ ードバック鏡を利得媒質アレイに加えることにより、外部空洞が形成される。更 に、フィードバック鏡をタルポット（Ｔａｌｂｏｔ）距離の一つに置（タルポッ ト自己イメージング効果［ジェー・アール・レガー、エム・エル・スコツト及び ダブリュー・ビー・フェルトカンブ、＾ｐｐ１．　Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、　５２ ．１７７１（１９８８）］の使用により、有効な回折結合及び位相制御を得るこ とができる。この方法において、各ビクセルは、全アレイが一緒に結合され単一 レーザーのようにコヒレントに作動するように、これを位相制御することができ る。或いは、フーリエトランス形空間フィルターの使用により位相制御を達成す ることができる［アール・エッチ・レディカー他、＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ。

国際調査報告 ？際調査報告 ＴｈｌｌＩｎｎｔｌｌＩｌｌＩｌｈｅｐａ喝ｅｍｎｍｌｌｙｍ＊ｍｂａｔｖｔｅ ｌｍｎｏ＋ａｌｈ＊一喧ｅ＋＋ｌｄａ＋ｖ＋＋ｓｅｌ＋ｃｌ撃高戟{＋ｔｈｅＮ ｂｅ■ＭｕＮ６ｎｗｄｌｎｌｅｍ＊＋ｉｏｐ＋ｌ＋ｗｗｈｒｅｌ閾コｒ彎Ｔｈ替 ｔ＋ｍｍｂＮ＋ＩＩｎＩＩＣ６ｎ＋ＮＩＰａｄＬｎＩＭｌ＋ｌＯＤ＃ｌＭｐｕｓ ｍＯｌｌｉｎ＠４０１ｍｅ％３１／１０／９１ＴｈＩｌｌｕ’ｌｊ＊ｍｅＰ＋ｌ ｓｍ６＋１１ｆｌ＋１１ＩｎＭｅｍｙｌ−畠ｂ＋＠１６１一Ｍ紳ｔｍｌｃｕｌｌ Ｍｍ＋ｅＮＩｎｍｓＮＩＹhｌｖｗｔｅｌＫ＠ｕｌｔ５１ｆｅ１１ｆｉｌｃ−１ １１１８ｌ噸（一一

Claims (51)

【特許請求の範囲】
1. １．光のビームを作るシステムにして、ａ）（ｉ）内部に形成されかつ横方向で 互いに絶縁された個別ピクセル要素を有し第１及び第２の対向面を有する利得物 質のボディ、 （ｉｉ）第１の波長の光を反射する前記第１の面に形成された第１の鏡、 （ｉｉｉ）第２の波長の光を反射する前記第２の面に形成された第２の鏡、及び （ｉｖ）前記第２の波長の光を発生するために前記第１の面に隣接して配置され たポンピングレーザーのアレイ、光のビームを形成するように対応ピクセル要素 における前記第１の波長の光放出を誘導する各ポンピングレーザーで形成された 固体利得媒質物質のアレイを備えたシステム。
2. ２．ボディの少なくも一つの面と結合された透明な熱伝導手段を有する請求の範 囲第１項のシステム。
3. ３．ピクセル要素が要素間に形成された高減衰物質で絶縁される請求の範囲第１ 項のシステム。
4. ４．高減衰物質が放出を吸収する欠陥の導入により形成される請求の範囲第２項 のシステム。
5. ５．欠陥が粒子のボンバードにより導入される請求の範囲第４項のシステム。
6. ６．前記利得媒質の光放出の倍振動を発生させる非線形光学物質のボディを更に 含んだ請求の範囲第１項のシステム。
7. ７．ポンピングレーザーがボディ上の第１の鏡に接合される請求の範囲第１項の システム。
8. ８．光のビームを動かす位相手段を更に有する請求の範囲第１項のシステム。
9. ９．位相手段がアドレス可能な位相変調器を備える請求の範囲第８項のシステム 。
10. １０．各ピクセルからの光放出をコヒレント光のビームにコヒレント的に組み合 わせる組合せ用手段を有する請求の範囲第１項のシステム。
11. １１．組合せ用手段が二つの光学系で構成されれる請求の範囲第１０項のシステ ム。
12. １２．倍振動が光エミッションより高い振動数である請求の範囲第６項のシステ ム。
13. １３．組合せ用手段がフィードバック用の鏡により形成された外部空洞を有する 請求の範囲第１０項のシステム。
14. １４．熱伝導手段がサファイヤ又はダイヤモンドを含んだグループから得られる 物質のボディを備える請求の範囲第１項のシステム。
15. １５．固体レーザーの２次元アレイを備えた光ビームの発生システムにして、 ａ）（ｉ）第１及び第２の対向した面を持つ利得物質のボディ、（ｉｉ）前記第 １の面に形成された光反射手段；及び前記第２の面に形成された光透明手段 を有し、光反射手段と光透明手段との間の前記ボディの長さが利得媒質の利得帯 域幅を空洞内の複数モードの光伝播の振動数分離より小さいか又は等しくするに 十分でありかつかかるモードの一つの振動数が利得帯域幅の中にあり、さらに前 記利得媒質材料がピクセル要素のアレイに分割される より形成された固体利得媒質材料ののアレイ；ｂ）光を発生しかつ光のビームを 形成するように各隣接ピクセルにおいて利得物質を刺激するために前記第１の面 に隣接して配置されたポンピングレーザーのアレイ を構えた光ビーム発生システム。
16. １６．光反射手段が利得媒質の振動数の光を反射し、かつ光透明手段がかかる振 動数に対して透明である請求の範囲第１５項のシステム。
17. １７．光に透明で熱放散の高いボディが前記ピクセル要素に長手方向で組み合わ せられる請求の範囲第１６項のシステム。
18. １８．前記利得媒質の光放出の倍振動を発生するための非線形光学物質のボディ を更に有する請求の範囲第１５項のシステム。
19. １９．刺激された光放出の振動数を変更させる手段を有する請求の範囲第１５項 のシステム。
20. ２０．ポンピングレーザーがボディに接合される請求の範囲第１５項のシステム 。
21. ２１．光ビームを動かすための位相手段を更に有する請求の範囲第１８項のシス テム。
22. ２２．位相手段がアドレス可能な位相変調器を備えた請求の範囲第２１項のシス テム。
23. ２３．利得物質からの光放出をコヒレント光のビームに組み合わせるための組合 せ用手段を有する請求の範囲第１５項のシステム。
24. ２４．組合せ用手段が二つの光学系より構成される請求の範囲第２３項のシステ ム。
25. ２５．比較的高出力の光ビームを発生する方法にして；ａ）空洞を形成するため の２個の鏡の間に固体利得媒質を配置しかつ個々のピクセルを形成するために利 得媒質を横方向で絶縁し；更に ｂ）光で利得媒質ををポンピングする 諸段階を含む方法。
26. ２６．鏡の間の距離ｌが不等式ｌ＜ｃ／２ｎνｇを満足す請求の範囲第２５項の 方法、ただしｃは光の速度、ｎは利得媒質の屈折率、そしてνｇは利得媒質の利 得帯域幅である。
27. ２７．鏡が利得媒質の対向面への被覆の堆積により形成される請求の範囲第２５ 項の方法。
28. ２８．鏡が利得媒質の対向面に接合される請求の範囲第２５項の方法。
29. ２９．利得媒質がＮｄ：ＹＡＧである請求の範囲第２５項の方法。
30. ３０．ピクセルが利得媒質に減衰部位を形成することにより絶縁される請求の範 囲第２５項の方法。
31. ３１．利得媒質の前記部位が粒子のボンバードにより形成される請求の範囲第３ ０項の方法。
32. ３２．光のビームの発生方法にして、 ａ）次の堆積により固体利得媒質のアレイを形成し：（ｉ）第１と第２の対向平 面を有する利得物質のボディ；（ｉｉ）これに個別ピクセル要素を形成しかつ互 いに横方向で絶縁し （ｉｉｉ）光反射手段と光透過手段との間にボディを置き、更にｂ）光のビーム を形成するために対応ピクセル要素における光放出を刺激する 諸段階を含んだ方法。
33. ３３．ボディの少なくも１方の平面に透明な熱伝導手段を組み合わせることを含 んだ請求の範囲第３２項の方法。
34. ３４．ピクセル要素が要素間に減衰物質を形成することにより絶縁される請求の 範囲第３２項の方法。
35. ３５．減衰物質が固体物質内への微量不純物の拡散により形成される請求の範囲 第３２項の方法。
36. ３６．要素がイオンボンバードにより絶縁される請求の範囲第３２項の方法。
37. ３７．前記利得媒質の光放出の倍振動を発生させるために非線形光学物質のボデ ィを形成することを更に含んだ請求の範囲第３２項の方法。
38. ３８．ボディ上の部分的に光を反射する手段に接合されたポンピングレーザーに より放出が刺激される請求の範囲第３２項の方法。
39. ３９．光のビームの方向を操作するために放出の位相を変更させる段階を更に含 んだ請求の範囲第３２項の方法。
40. ４０．位相がアドレス可能な位相変調器により変更される請求の範囲第３９項の 方法。
41. ４１．各ピクセルからの光放出をコヒレント光のビームにコヒレント的に組み合 わせる段階を含んだ請求の範囲第３２項の方法。
42. ４２．利得媒質がＮｄ：ＹＡＧでありかつ鏡間の分離が数１００μｍの範囲にあ る請求の範囲第３２項の方法。
43. ４３．利得媒質がＮｄでありかつ鏡間の分離が１０−１００μｍの範囲にある請 求の範囲第３２項の方法。
44. ４４．ピクセル要素による放出を刺激するために半導体ダイオードレーザーが使 用される請求の範囲第３２項の方法。
45. ４５．半導体ダイオードレーザーが鏡の一方に接合された請求の範囲第４４項の 方法。
46. ４６．レーザーのアレイを形成する方法にして、ａ）光学的空洞を形成するよう に２個の鏡の間に利得物質のボディを置き、ボディの厚さは利得物質の利得帯域 幅が空洞内の光の伝播のモードの振動数分離より小さいか又は実質的に等しくか つ少なくも一つの空洞モード振動数が媒質の利得帯域幅内にくるように選定され ； ｂ）前記利得媒質内の個々のピクセルを互いに横方向で絶縁し；更に ｃ）前記ピクセルを光放出状態に刺激するようにボディに隣接しかつこれと揃う ようにレーザーのアレイを配置する諸段階を含んだ方法。
47. ４７．共振振動数が利得媒質の振動モードと一致するファブリーペロ共振器を形 成するように２個の鏡の間に非線形光学物質のボディを配置しかつ前記共振器が 前記光放出により照射されこれにより光学的周波数変換状態に刺激されるように 前記共振器を置く諸段階を更に含んだ請求の範囲第４６項の方法。
48. ４８．固体レーザーの２次元アレイを備えた光の複数振動数ビームの発生システ ムにして、 ａ）（１）第１及び第２の対向面を有し内部に形成されたピクセルがありかつ互 いに横方向で絶縁された利得物質のボディ； （ｉｉ）前記第１の面に形成された光反射手段；（ｉｉｉ）前記第２の面に形成 された光透過手段；及び（ｉｖ）光を発生するために前記第１の面に隣接して置 かれたポンピングレーザーのアレイ、各ポンピングレーザーは光ビームを形成す るために対応ピクセル要素における光放出を刺激し、複数の前記ピクセル要素が 異なった周波数の光を発生する より形成される固体利得物質のアレイ よりなるシステム。
49. ４９．前記ピクセル要素からの光を光学繊維上に焦点合わせをする手段を有する 繊維４８のシステム。
50. ５０．複数振動数の光ビームを発生する方法にして；ａ）２個の鏡の間に固体利 得媒質を配置し、空洞を形成し、かつ個々のピクセルを形成するために利得媒質 を横方向で絶縁し、複数のピクセルが異なった振動数に同調される諸段階を含ん だ方法。
51. ５１．ピクセルから光を放出させるように利得媒質がレーザーによりポンピング され更に前記光を光学繊維と組み合わせる請求の範囲第５０項の方法。