JPH0456293A - 超短パルスレーザ光発生装置 - Google Patents
超短パルスレーザ光発生装置Info
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- JPH0456293A JPH0456293A JP16721590A JP16721590A JPH0456293A JP H0456293 A JPH0456293 A JP H0456293A JP 16721590 A JP16721590 A JP 16721590A JP 16721590 A JP16721590 A JP 16721590A JP H0456293 A JPH0456293 A JP H0456293A
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- film
- quantum well
- coating film
- pulse laser
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、超短パルスレーザ光発生装置、ことに超短光
パルスを用いた高速過渡現象の計測に好適なものに関す
るものである。
パルスを用いた高速過渡現象の計測に好適なものに関す
るものである。
従来の技術
ピコ秒より時間幅の短い光パルスを発生する光源として
、モード同期色素レーザが最も広く用いられできた。し
かし、色素レーザは、装置自体が大きく、非常に大がか
りなシステムを組まなければ測定ができなかった。
、モード同期色素レーザが最も広く用いられできた。し
かし、色素レーザは、装置自体が大きく、非常に大がか
りなシステムを組まなければ測定ができなかった。
近年、半導体レーザが色素レーザと同程度の利得周波数
帯域を有していることから、半導体レーザをモード同期
させ超短光パルスが得られるようになった。
帯域を有していることから、半導体レーザをモード同期
させ超短光パルスが得られるようになった。
モード同期半導体レーザ装置の一従来例を第２図に示す
。第２図において、７はＧａＡｓ／ＡｆＧａＡｓ半導体
レーザ、８は低反射率コーティング膜、９．１０はレン
ズ、１１はプリズム、１２はＧ ａ Ａ ｓ ／ Ａ
Ｉ！ Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸膜、１３は全反射ミ
ラーである。
。第２図において、７はＧａＡｓ／ＡｆＧａＡｓ半導体
レーザ、８は低反射率コーティング膜、９．１０はレン
ズ、１１はプリズム、１２はＧ ａ Ａ ｓ ／ Ａ
Ｉ！ Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸膜、１３は全反射ミ
ラーである。
以下、図面を用いながら、従来の超短パルスレーザ光発
生装置の一例を説明する。
生装置の一例を説明する。
半導体レーザ７を順方向にバイアスすると、半導体レー
ザ７のコーティングされていない側の端面と、全反射ミ
ラー１３から形成される共振器間でレーザ発振が生しる
。このとき、全反射ミラー１３に接して配置された多重
量子井戸膜１２の励量子による可飽和吸収効果により、
レーザ光は受動モード同期される。出力パルス光の時間
幅は、バイアス電流に大きく依存し、最短パルスは、バ
イアス電流が発振しきい値電流の１．１倍のとき得られ
、そのパルス幅（半値全幅）は１．６ｐｓ。
ザ７のコーティングされていない側の端面と、全反射ミ
ラー１３から形成される共振器間でレーザ発振が生しる
。このとき、全反射ミラー１３に接して配置された多重
量子井戸膜１２の励量子による可飽和吸収効果により、
レーザ光は受動モード同期される。出力パルス光の時間
幅は、バイアス電流に大きく依存し、最短パルスは、バ
イアス電流が発振しきい値電流の１．１倍のとき得られ
、そのパルス幅（半値全幅）は１．６ｐｓ。
平均出力は１ｍＷであり、平均出力と周期から計算され
た最大出力は０．３Ｗであった。
た最大出力は０．３Ｗであった。
しかし、第２図に示したモード同期半導体レーザ装置は
、レンズ、プリズム、ミラー等の光学部品の数が多いた
め、それぞれのアライメントの微調整が困難である。ま
た、多重量子井戸膜１２ヘレンズ１０で絞り込まれたレ
ーザ・ビームの直径が、モード同期の状態を大きく左右
し、最適なアライメントを決定するのに多大の労力を要
した。
、レンズ、プリズム、ミラー等の光学部品の数が多いた
め、それぞれのアライメントの微調整が困難である。ま
た、多重量子井戸膜１２ヘレンズ１０で絞り込まれたレ
ーザ・ビームの直径が、モード同期の状態を大きく左右
し、最適なアライメントを決定するのに多大の労力を要
した。
したがって、第２図に示したモード同期半導体レーザ装
置では、安定して、再現性よくピコ秒光パルスを得るこ
とが困難である。
置では、安定して、再現性よくピコ秒光パルスを得るこ
とが困難である。
発明が解決しようとする課題
本発明は、従来例に見られるような、光学部品の多さや
、可飽和吸収体すなわち、多重量子井戸膜へのビーム絞
り込み直径の不確定性に起因する不安定性や再現性の悪
さを最小限にし、安定してピコ秒パルスを発生させられ
る超短パルスレーサ光発生装置をあたえるものである。
、可飽和吸収体すなわち、多重量子井戸膜へのビーム絞
り込み直径の不確定性に起因する不安定性や再現性の悪
さを最小限にし、安定してピコ秒パルスを発生させられ
る超短パルスレーサ光発生装置をあたえるものである。
課題を解決するための手段
上記の問題を解決するため、本発明の超短パルスレーザ
光発生装置は、利得媒質である半導体レーザの二重異種
接合構造と、可飽和吸収体となる多重量子井戸を同一基
板内にモノリシックに集積し、外部ミラーを１つ用いる
だけで、半導体レーザの受動モード同期を可能にするも
のである。
光発生装置は、利得媒質である半導体レーザの二重異種
接合構造と、可飽和吸収体となる多重量子井戸を同一基
板内にモノリシックに集積し、外部ミラーを１つ用いる
だけで、半導体レーザの受動モード同期を可能にするも
のである。
作用
これにより、光学部品の数を最小限にすることができ、
可飽和吸収体である多重量子井戸へ絞り込んだビーム直
径の不確定性をなくすることかできる。したがって、従
来例に比べ、はるかに再現性ヨ＜、安定したピコ秒パル
スの発生が可能となる。
可飽和吸収体である多重量子井戸へ絞り込んだビーム直
径の不確定性をなくすることかできる。したがって、従
来例に比べ、はるかに再現性ヨ＜、安定したピコ秒パル
スの発生が可能となる。
実施例
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例について
説明する。
説明する。
第１図に、本発明の一実施例における超短パルスレーザ
光発生装置を示す。
光発生装置を示す。
第１図において、二重異種接合（ＤＨ）構造部１、およ
び多重量子井戸膜２は、ＧａＡｓ／ＡｆＧａＡｓ層から
成っており、ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ （有機金
属気相生長法）法で成長した。さらに、化学エツチング
により、ＤＨ槽構造１に達する円すい形の溝を有してい
る。基板片面に、Ａ Ｉ！２０３／Ｓ ｉ多層膜による
高反射率（反射率９７％）コーティング膜３、他の面に
Ａ １２０３膜による低反射率（反射率４％）コーティ
ング膜４が形成されている。出力ミラー５には、半対率
６０％の球面鏡を使用した。
び多重量子井戸膜２は、ＧａＡｓ／ＡｆＧａＡｓ層から
成っており、ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ （有機金
属気相生長法）法で成長した。さらに、化学エツチング
により、ＤＨ槽構造１に達する円すい形の溝を有してい
る。基板片面に、Ａ Ｉ！２０３／Ｓ ｉ多層膜による
高反射率（反射率９７％）コーティング膜３、他の面に
Ａ １２０３膜による低反射率（反射率４％）コーティ
ング膜４が形成されている。出力ミラー５には、半対率
６０％の球面鏡を使用した。
この超短パルスレーザ光発生装置において、ＤＨ槽構造
１に、順方向のバイアス電流を流すと、高反射率コーテ
ィング膜３と出力ミラー５で形成される共振器間（距離
７ＣＩＴｌ）でレーザ発振が生しる。このとき、多重量
子井戸膜２の励起子による可飽和吸収効果により、レー
ザ光はモード同期し、ピコ秒のパルスが発生する。
１に、順方向のバイアス電流を流すと、高反射率コーテ
ィング膜３と出力ミラー５で形成される共振器間（距離
７ＣＩＴｌ）でレーザ発振が生しる。このとき、多重量
子井戸膜２の励起子による可飽和吸収効果により、レー
ザ光はモード同期し、ピコ秒のパルスが発生する。
この装置により得られた光パルスのＳＨＧ （第２次高
調波発生）自己相関波形を第３図に示す。
調波発生）自己相関波形を第３図に示す。
パルス幅（半値全幅）は、ｓｅｃ’ｓ型を仮定すると０
．６ｐｓと見積もられる。同パルスは、バイアス電流が
、発振しきい値電流の１．２倍のときに得られ、平均出
力パワーは１．５ｍＷであった。
．６ｐｓと見積もられる。同パルスは、バイアス電流が
、発振しきい値電流の１．２倍のときに得られ、平均出
力パワーは１．５ｍＷであった。
最短パルス発生までの、光学部品等の調整に要する時間
は、従来２〜３時間程度必要であったが、本発明の超短
パルスレーザ光発生装置では、約２０分で調整が可能で
あった。特に、多重量子井戸へ絞り込まれるビームの径
が、デバイスの寸法で規定されるため、従来のような多
重量子井戸に入射するビーム径の調整は、まりだ（不要
になった。また、光学部品の数が少ないため、機械的振
動にも比較的強く、長時間安定性にも優れていた。
は、従来２〜３時間程度必要であったが、本発明の超短
パルスレーザ光発生装置では、約２０分で調整が可能で
あった。特に、多重量子井戸へ絞り込まれるビームの径
が、デバイスの寸法で規定されるため、従来のような多
重量子井戸に入射するビーム径の調整は、まりだ（不要
になった。また、光学部品の数が少ないため、機械的振
動にも比較的強く、長時間安定性にも優れていた。
なお、本実施例では、利得媒質、可飽和吸収体としてＧ
ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ糸材料を用
いたが、他の半導体材料でも、同様に、超短パルスの発
生が可能である。
ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ糸材料を用
いたが、他の半導体材料でも、同様に、超短パルスの発
生が可能である。
発明の効果
本発明は、利得媒質と可飽和吸収体を同一基板上にモノ
リシックに集積しているため、外付けの光学部品は出力
ミラー１つだけになり、可飽和吸収体へのビームの絞り
込みが容易であり、安定したピコ秒パルスを再現性よく
発生させることかできるため、その実用的効果は大なる
ものである。
リシックに集積しているため、外付けの光学部品は出力
ミラー１つだけになり、可飽和吸収体へのビームの絞り
込みが容易であり、安定したピコ秒パルスを再現性よく
発生させることかできるため、その実用的効果は大なる
ものである。
第１図は本発明の超短パルスレーザ光発生装置の配置図
、第２図は従来の超短パルスレーザ光発生装置の配置図
、第３図は本発明の超短パルスレーザ光発生装置から得
られた光パルスのＳＨＧ自己相関波形図である。 １・・・・・・ＤＨ構造部、２・・・・・・多重量子井
戸部、３・・・・・・高反射率コーティング膜、４・・
・・・・低反射率コーティング膜、５・・・・・・出力
ミラー ６・・・・・・出力光、７・・・・・・半導体
レーザ、８・・・・・・低反射率コティング膜、９・・
・・・・レンズ、１０・・・・・・レンズ、１１プリズ
ム、１２・・・・・・多重量子井戸膜、１３・・・全反
射ミラー 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第１図 デ、ｌθ レンズ １３ ・ 、全反身１ミクー 第 図 遅延時間 （ｐｓ）
、第２図は従来の超短パルスレーザ光発生装置の配置図
、第３図は本発明の超短パルスレーザ光発生装置から得
られた光パルスのＳＨＧ自己相関波形図である。 １・・・・・・ＤＨ構造部、２・・・・・・多重量子井
戸部、３・・・・・・高反射率コーティング膜、４・・
・・・・低反射率コーティング膜、５・・・・・・出力
ミラー ６・・・・・・出力光、７・・・・・・半導体
レーザ、８・・・・・・低反射率コティング膜、９・・
・・・・レンズ、１０・・・・・・レンズ、１１プリズ
ム、１２・・・・・・多重量子井戸膜、１３・・・全反
射ミラー 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第１図 デ、ｌθ レンズ １３ ・ 、全反身１ミクー 第 図 遅延時間 （ｐｓ）
Claims (1)
- 同一半導体基板内に、二重異種接合構造を有する発光部
と多重量子井戸構造を有する可飽和吸収体とから構成さ
れ、前記発光部が接する基板面には低反射率コーティン
グ膜、前記多重量子井戸構造が接する基板面には高反射
率コーティング膜をそれぞれ有する本体と、前記発光部
に対面する外部出力ミラーとから成ることを特徴とする
超短パルスレーザ光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167215A JP2760451B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 超短パルスレーザ光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167215A JP2760451B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 超短パルスレーザ光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456293A true JPH0456293A (ja) | 1992-02-24 |
| JP2760451B2 JP2760451B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15845564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2167215A Expired - Lifetime JP2760451B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 超短パルスレーザ光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2760451B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2691017A1 (fr) * | 1992-05-11 | 1993-11-12 | American Telephone & Telegraph | Système de laser comprenant un absorbant saturable semiconducteur à large bande. |
| WO2001059895A1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-08-16 | Gigatera Ag | Passively mode-locked optically pumped semiconductor external-cavity surface-emitting laser |
| EP1317035A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-04 | Hitachi Ltd. | Optical pulse generator |
| EP1771768A4 (en) * | 2004-07-30 | 2009-12-02 | Novalux Inc | DEVICE, SYSTEM, AND METHOD FOR WAVELENGTH IMPLEMENTATION OF MODEN-COUPLED ENHANCED SURFACE EMISSION SEMICONDUCTOR LASER |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61500995A (ja) * | 1983-12-30 | 1986-05-15 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 多層ヘテロ構造により制御されたレ−ザ |
| JPH01231387A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Fujitsu Ltd | 半導体発光素子 |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP2167215A patent/JP2760451B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61500995A (ja) * | 1983-12-30 | 1986-05-15 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 多層ヘテロ構造により制御されたレ−ザ |
| JPH01231387A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Fujitsu Ltd | 半導体発光素子 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2691017A1 (fr) * | 1992-05-11 | 1993-11-12 | American Telephone & Telegraph | Système de laser comprenant un absorbant saturable semiconducteur à large bande. |
| WO2001059895A1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-08-16 | Gigatera Ag | Passively mode-locked optically pumped semiconductor external-cavity surface-emitting laser |
| JP2003523092A (ja) * | 2000-02-11 | 2003-07-29 | ギガテラ・アクチェンゲゼルシャフト | 受動モード同期光ポンピング半導体の外部空洞共振器面発光レーザ |
| US6735234B1 (en) | 2000-02-11 | 2004-05-11 | Giga Tera Ag | Passively mode-locked optically pumped semiconductor external-cavity surface-emitting laser |
| EP1317035A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-04 | Hitachi Ltd. | Optical pulse generator |
| EP1771768A4 (en) * | 2004-07-30 | 2009-12-02 | Novalux Inc | DEVICE, SYSTEM, AND METHOD FOR WAVELENGTH IMPLEMENTATION OF MODEN-COUPLED ENHANCED SURFACE EMISSION SEMICONDUCTOR LASER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2760451B2 (ja) | 1998-05-28 |
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