JPH08340141A - モードロックレーザ装置 - Google Patents
モードロックレーザ装置Info
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- JPH08340141A JPH08340141A JP8050290A JP5029096A JPH08340141A JP H08340141 A JPH08340141 A JP H08340141A JP 8050290 A JP8050290 A JP 8050290A JP 5029096 A JP5029096 A JP 5029096A JP H08340141 A JPH08340141 A JP H08340141A
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- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1112—Passive mode locking
- H01S3/1115—Passive mode locking using intracavity saturable absorbers
- H01S3/1118—Semiconductor saturable absorbers, e.g. semiconductor saturable absorber mirrors [SESAMs]; Solid-state saturable absorbers, e.g. carbon nanotube [CNT] based
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3523—Non-linear absorption changing by light, e.g. bleaching
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- G02F1/3556—Semiconductor materials, e.g. quantum wells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学損失が少ない可飽和吸収体を提供する。
【解決手段】 本発明によれば、標準の半導体製１／４
波長スタックリフレクタ内に１つあるいは複数の半導体
量子井戸を組み込んだ非線形リフレクタを有する。この
非線形リフレクタは、可飽和ブラグリフレクタと称し、
光強度依存性の応答を示す、この応答特性によりレーザ
のメインの発振キャビティ内の可飽和吸収体用として使
用することができる。非線形リフレクタの飽和強度とそ
れに関連するレーザモードロック特性は、リフレクタ構
造内の特定の場所に量子井戸を配置することにより制御
できる。
波長スタックリフレクタ内に１つあるいは複数の半導体
量子井戸を組み込んだ非線形リフレクタを有する。この
非線形リフレクタは、可飽和ブラグリフレクタと称し、
光強度依存性の応答を示す、この応答特性によりレーザ
のメインの発振キャビティ内の可飽和吸収体用として使
用することができる。非線形リフレクタの飽和強度とそ
れに関連するレーザモードロック特性は、リフレクタ構
造内の特定の場所に量子井戸を配置することにより制御
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子に関
し、特に極短光学パルスを生成するモードロックレーザ
に用いられる強度依存性のリフレクタに関する。
し、特に極短光学パルスを生成するモードロックレーザ
に用いられる強度依存性のリフレクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製の可飽和吸収体は、極短の光パ
ルスを生成する半導体レーザ内のモードロック要素とし
ての応用が見いだされている。これらの極短パルスは、
ウルトラショートパルスと称し、そのパルス幅は、ピコ
秒あるいはピコ秒以下の範囲にある。
ルスを生成する半導体レーザ内のモードロック要素とし
ての応用が見いだされている。これらの極短パルスは、
ウルトラショートパルスと称し、そのパルス幅は、ピコ
秒あるいはピコ秒以下の範囲にある。
【０００３】極短の光学パルスは、高速信号処理および
高速データ通信に有益である。この可飽和吸収体が、非
線形素子である吸収体がレーザ発振光学キャビティ内あ
るいはこのレーザ発振光学キャビティ外のいずれかに配
置された時には、レーザ装置をモードロックする機能を
果たす。可飽和吸収体は、特定の波長での電磁入射の強
度の関数で不透明状態に変化するので、電磁入射に対す
るシャッターとして機能する。この可飽和吸収体は、全
ての弱電磁入射を吸収することができる。電磁入射の強
度が飽和強度と称する高レベルに到達すると、電磁入射
は可飽和吸収体を通過することができる。一般的にこの
可飽和吸収体の減衰は、吸収体が所望の波長で飽和して
透明状態になるために比較的低い。
高速データ通信に有益である。この可飽和吸収体が、非
線形素子である吸収体がレーザ発振光学キャビティ内あ
るいはこのレーザ発振光学キャビティ外のいずれかに配
置された時には、レーザ装置をモードロックする機能を
果たす。可飽和吸収体は、特定の波長での電磁入射の強
度の関数で不透明状態に変化するので、電磁入射に対す
るシャッターとして機能する。この可飽和吸収体は、全
ての弱電磁入射を吸収することができる。電磁入射の強
度が飽和強度と称する高レベルに到達すると、電磁入射
は可飽和吸収体を通過することができる。一般的にこの
可飽和吸収体の減衰は、吸収体が所望の波長で飽和して
透明状態になるために比較的低い。
【０００４】半導体製の可飽和吸収体は、ナローバンド
応答用およびブロードバンド応答用に製造されている。
バルクの半導体材料と多重量子井戸のヘテロ構造体は、
ナローバンドの吸収用に用いられ、一方、傾斜バンドギ
ャップ多重量子井戸ヘテロ構造体は、ブロードバンド用
に開発されている。このような吸収体素子を量子井戸構
造で実現するために、この量子井戸のヘテロ構造体を、
半導体の１／４波長スタックリフレクタに成長させてい
る。非共鳴ファブリペロー可飽和吸収体として知られる
他の実施例においては、薄いフィルム酸化物部分反射リ
フレクタスタックが、量子井戸ヘテロ構造体上に堆積さ
れ、半導体材料製の１／４波長スタックリフレクタを有
するファブリペローエタロンが形成される。この後者の
装置においては、可飽和吸収体要素（ＭＱＷ）は、ファ
ブリペローエタロンの非共鳴部分内応答特性における波
長での放射に応答する。この装置は、レーザキャビティ
との弱結合を回避しながら、レーザをモードロックする
のに用いられる他の多重量子井戸素子よりも低い損失し
か生成しない。同様に非共鳴ファブリペロー可飽和吸収
体は、さらに余分な装置とそれを実現するための最適化
が必要となる。
応答用およびブロードバンド応答用に製造されている。
バルクの半導体材料と多重量子井戸のヘテロ構造体は、
ナローバンドの吸収用に用いられ、一方、傾斜バンドギ
ャップ多重量子井戸ヘテロ構造体は、ブロードバンド用
に開発されている。このような吸収体素子を量子井戸構
造で実現するために、この量子井戸のヘテロ構造体を、
半導体の１／４波長スタックリフレクタに成長させてい
る。非共鳴ファブリペロー可飽和吸収体として知られる
他の実施例においては、薄いフィルム酸化物部分反射リ
フレクタスタックが、量子井戸ヘテロ構造体上に堆積さ
れ、半導体材料製の１／４波長スタックリフレクタを有
するファブリペローエタロンが形成される。この後者の
装置においては、可飽和吸収体要素（ＭＱＷ）は、ファ
ブリペローエタロンの非共鳴部分内応答特性における波
長での放射に応答する。この装置は、レーザキャビティ
との弱結合を回避しながら、レーザをモードロックする
のに用いられる他の多重量子井戸素子よりも低い損失し
か生成しない。同様に非共鳴ファブリペロー可飽和吸収
体は、さらに余分な装置とそれを実現するための最適化
が必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、光学損失が少なくまたその製造方法が容易な可飽
和吸収体を製造することである。
的は、光学損失が少なくまたその製造方法が容易な可飽
和吸収体を製造することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、標準の
半導体製１／４波長スタックリフレクタ内に１つあるい
は複数の半導体量子井戸を組み込んだ非線形リフレクタ
を有する。この非線形リフレクタは、可飽和ブラグリフ
レクタと称し、強度依存性の応答を示す、この応答特性
によりレーザのメインの発振キャビティ内の可飽和吸収
体用として使用することができる。非線形リフレクタの
飽和強度とそれに関連するレーザモードロック特性は、
リフレクタ構造内の特定の場所に量子井戸を配置するこ
とにより制御できる。
半導体製１／４波長スタックリフレクタ内に１つあるい
は複数の半導体量子井戸を組み込んだ非線形リフレクタ
を有する。この非線形リフレクタは、可飽和ブラグリフ
レクタと称し、強度依存性の応答を示す、この応答特性
によりレーザのメインの発振キャビティ内の可飽和吸収
体用として使用することができる。非線形リフレクタの
飽和強度とそれに関連するレーザモードロック特性は、
リフレクタ構造内の特定の場所に量子井戸を配置するこ
とにより制御できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】可飽和ブラグリフレクタは、高反
射率の１／４波長のスタック誘電体リフレクタを有し、
そしてこのリフレクタは、１あるいは複数の量子井戸を
有し、これらはリフレクタに非線形特性を与えるような
所定の位置に配置されている。この構造体は、半導体レ
ーザのようなレーザのメインレーザ発振キャビティ内に
直接用いられるような低損失可飽和吸収体として機能す
る。この量子井戸の位置は、他のファクタと共に可飽和
リフレクタの飽和強度を決定する。この素子は、分子線
エピタキシにより成長されるだけで、キャビティ内可飽
和吸収体として用いるために成長，堆積，酸化等の処理
を必要としない。
射率の１／４波長のスタック誘電体リフレクタを有し、
そしてこのリフレクタは、１あるいは複数の量子井戸を
有し、これらはリフレクタに非線形特性を与えるような
所定の位置に配置されている。この構造体は、半導体レ
ーザのようなレーザのメインレーザ発振キャビティ内に
直接用いられるような低損失可飽和吸収体として機能す
る。この量子井戸の位置は、他のファクタと共に可飽和
リフレクタの飽和強度を決定する。この素子は、分子線
エピタキシにより成長されるだけで、キャビティ内可飽
和吸収体として用いるために成長，堆積，酸化等の処理
を必要としない。
【０００８】本発明の一実施例を図１と２に示し、これ
らの実施例では、反射構造体内に成長形成された単一の
量子井戸を有する。これらの素子は、ＧａＡｓ基板１４
上にＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体化合物系の形態で形
成された層として示されている。
らの実施例では、反射構造体内に成長形成された単一の
量子井戸を有する。これらの素子は、ＧａＡｓ基板１４
上にＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体化合物系の形態で形
成された層として示されている。
【０００９】各素子においてはこのブラグリフレクタ
は、異なる屈折率を有する材料製の層を交互に重ねた一
連の層群を含む。３０−４０層からなるＡｌＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓのヘテロ構造対１０は、１つの広エネルギバン
ドギャップ層と１つの狭エネルギバンドギャップ層とを
３０−４０対交互に積み重ねたものである。これらの層
は、個々の層厚が１／４波長の厚さ（即ち光路長の１／
４）の層をスタック状して形成され、これらが反射率が
１に近いミラーを形成する。図１，２に示したように３
０−４０対のＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ層がリフレクタを
形成する。ＡｌＧａ1-xＡｓxのモル分率ｘは広バンドギ
ャップＡｌＡｓ層１３の１．０から狭バンドギャップＡ
ｌＧａＡｓ層１２の０．１５まで変化する。ここに示し
た層のシステムは、約８５０ｎｍの波長範囲で動作する
のに適したものである。このリフレクタは、標準の１／
４波長のスタック設計であるために各層の光学厚さは所
望の動作波長の約１／４でなければならない。量子井戸
を有さないリフレクタのみでは光強度とは無関係の反射
率を示し、それがレーザキャビティ内に配置されてもモ
ードロッキングを誘導しないしそれに影響も及ぼさな
い。
は、異なる屈折率を有する材料製の層を交互に重ねた一
連の層群を含む。３０−４０層からなるＡｌＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓのヘテロ構造対１０は、１つの広エネルギバン
ドギャップ層と１つの狭エネルギバンドギャップ層とを
３０−４０対交互に積み重ねたものである。これらの層
は、個々の層厚が１／４波長の厚さ（即ち光路長の１／
４）の層をスタック状して形成され、これらが反射率が
１に近いミラーを形成する。図１，２に示したように３
０−４０対のＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ層がリフレクタを
形成する。ＡｌＧａ1-xＡｓxのモル分率ｘは広バンドギ
ャップＡｌＡｓ層１３の１．０から狭バンドギャップＡ
ｌＧａＡｓ層１２の０．１５まで変化する。ここに示し
た層のシステムは、約８５０ｎｍの波長範囲で動作する
のに適したものである。このリフレクタは、標準の１／
４波長のスタック設計であるために各層の光学厚さは所
望の動作波長の約１／４でなければならない。量子井戸
を有さないリフレクタのみでは光強度とは無関係の反射
率を示し、それがレーザキャビティ内に配置されてもモ
ードロッキングを誘導しないしそれに影響も及ぼさな
い。
【００１０】単一量子井戸１１は、可飽和吸収特性を示
す、即ちモードロッキングに必要な光強度依存性の吸収
率を示す。この量子井戸は、低飽和光強度が必要な場合
にはリフレクタの上部表面近傍に成長させ（図２）、高
飽和光強度が必要な場合にはリフレクタの上部表面より
内側に離れた場所に成長させる（図１）。実験結果によ
れば、高品質のモードロッキングは、リフレクタの電磁
入射の強度が非常に高い場合は、最初の１／４波長厚さ
の層内に配置したときに得られる。この量子井戸は、リ
フレクタ内の他の場所に配置することもできる。さら
に、付属的な量子井戸をリフレクタ内に配置して特定の
飽和特性を得るようにすることもできる。この量子井戸
は、飽和効果の範囲（バンド幅）に影響を及ぼすように
厚さあるいはバンドギャップエネルギを変えることもで
きる。
す、即ちモードロッキングに必要な光強度依存性の吸収
率を示す。この量子井戸は、低飽和光強度が必要な場合
にはリフレクタの上部表面近傍に成長させ（図２）、高
飽和光強度が必要な場合にはリフレクタの上部表面より
内側に離れた場所に成長させる（図１）。実験結果によ
れば、高品質のモードロッキングは、リフレクタの電磁
入射の強度が非常に高い場合は、最初の１／４波長厚さ
の層内に配置したときに得られる。この量子井戸は、リ
フレクタ内の他の場所に配置することもできる。さら
に、付属的な量子井戸をリフレクタ内に配置して特定の
飽和特性を得るようにすることもできる。この量子井戸
は、飽和効果の範囲（バンド幅）に影響を及ぼすように
厚さあるいはバンドギャップエネルギを変えることもで
きる。
【００１１】この量子井戸は、光学信号の定在波パター
ンと相互作用するので、層のある選択された対内の特定
の場所に量子井戸を配置することにより、飽和光強度に
影響を及ぼすことができる。このリフレクタ内における
光フィールドの透過の状況を図２に重ねて示す。定在波
パターン内の光強度ピーク近傍に、量子井戸を配置する
ことが望ましい。
ンと相互作用するので、層のある選択された対内の特定
の場所に量子井戸を配置することにより、飽和光強度に
影響を及ぼすことができる。このリフレクタ内における
光フィールドの透過の状況を図２に重ねて示す。定在波
パターン内の光強度ピーク近傍に、量子井戸を配置する
ことが望ましい。
【００１２】リフレクタ内に量子井戸を挿入することに
より、単一の高反射のリフレクタによるミラーの特性に
何等影響を及ぼすものではない。このブラグリフレクタ
は、その構造体には量子井戸が間に挿入されてはいる
が、依然として単一リフレクタであり、エタロンあるい
はキャビティリフレクタとはならない。実験結果によれ
ば、この可飽和ブラグリフレクタの最大反射率は約９
９．８％で、これは図３のカーブ３１に示した通りであ
る。量子井戸が存在することにより、励起波長近傍の可
飽和ブラグリフレクタの反射（吸収特性）は、もとの状
態ｘから矢印３２で示したように変化させる。
より、単一の高反射のリフレクタによるミラーの特性に
何等影響を及ぼすものではない。このブラグリフレクタ
は、その構造体には量子井戸が間に挿入されてはいる
が、依然として単一リフレクタであり、エタロンあるい
はキャビティリフレクタとはならない。実験結果によれ
ば、この可飽和ブラグリフレクタの最大反射率は約９
９．８％で、これは図３のカーブ３１に示した通りであ
る。量子井戸が存在することにより、励起波長近傍の可
飽和ブラグリフレクタの反射（吸収特性）は、もとの状
態ｘから矢印３２で示したように変化させる。
【００１３】同図に示したように、量子井戸層は、狭バ
ンドギャップのＡｌＧａＡｓ層内に成長される。この量
子井戸のモル分率ｘを適宜選択することにより、励起子
（エキシトン）は、ブラグリフレクタ内の狭バンドギャ
ップ層内のバンドギャップ以下の状態に閉じこめられ
る。実験結果によれば０．１５以下のモル分率が望まし
い。約１００オングストロームの厚さの量子井戸を実験
で用いると約８５０ｎｍの励起子波長が得られる。
ンドギャップのＡｌＧａＡｓ層内に成長される。この量
子井戸のモル分率ｘを適宜選択することにより、励起子
（エキシトン）は、ブラグリフレクタ内の狭バンドギャ
ップ層内のバンドギャップ以下の状態に閉じこめられ
る。実験結果によれば０．１５以下のモル分率が望まし
い。約１００オングストロームの厚さの量子井戸を実験
で用いると約８５０ｎｍの励起子波長が得られる。
【００１４】量子井戸を含むリフレクタ層の厚さは、性
能に大きな変化を引き起こすことなく、量子井戸厚さだ
け減少した標準の１／４波長厚さに維持することができ
る。即ち、リフレクタ層内の量子井戸の存在に起因する
光学パス長の実際的な変化を補償するような一次近似は
必要ないということである。かくして量子井戸層を有す
るリフレクタ層の全厚さは、量子井戸を有さない同一材
料の標準のリフレクタ層の１／４波長の厚さで近似で
き、そしてその結果は充分満足できるものである。
能に大きな変化を引き起こすことなく、量子井戸厚さだ
け減少した標準の１／４波長厚さに維持することができ
る。即ち、リフレクタ層内の量子井戸の存在に起因する
光学パス長の実際的な変化を補償するような一次近似は
必要ないということである。かくして量子井戸層を有す
るリフレクタ層の全厚さは、量子井戸を有さない同一材
料の標準のリフレクタ層の１／４波長の厚さで近似で
き、そしてその結果は充分満足できるものである。
【００１５】図４は、レーザをモードロックするために
Ｔｉ：サファイアレーザのメインキャビティ内に配置さ
れた可飽和ブラグリフレクタＳＢＲを示す。３ｍｍ長さ
のＴｉ：サファイアロッド４６がアルゴンレーザ４８に
よりポンピングされる。このＴｉ：サファイアロッド４
６は、モードロックレーザに対し光学的ゲインを与え
る。ミラー４７を用いてポンプビームを光学キャビティ
内に結合させる。このメインレーザキャビティは、高反
射ミラー４１と可飽和ブラグリフレクタ４９との間に形
成される。ミラー４４，４５を用いて光学信号をゲイン
媒体としてのＴｉ：サファイアロッド４６を通過させ
る。ブリュースタープリズム４２，４３は、パルス整形
用に用いられる正分散、調整可能な負分散を与える。可
飽和ブラグリフレクタ４９は、２０ｃｍの半径のカーブ
ドミラー５０の焦点位置に配置される。レーザにより生
成される光学パルスの出力結合は、カーブドミラー５０
により行われる。このレーザスペクトルは図３のカーブ
３３で示す。
Ｔｉ：サファイアレーザのメインキャビティ内に配置さ
れた可飽和ブラグリフレクタＳＢＲを示す。３ｍｍ長さ
のＴｉ：サファイアロッド４６がアルゴンレーザ４８に
よりポンピングされる。このＴｉ：サファイアロッド４
６は、モードロックレーザに対し光学的ゲインを与え
る。ミラー４７を用いてポンプビームを光学キャビティ
内に結合させる。このメインレーザキャビティは、高反
射ミラー４１と可飽和ブラグリフレクタ４９との間に形
成される。ミラー４４，４５を用いて光学信号をゲイン
媒体としてのＴｉ：サファイアロッド４６を通過させ
る。ブリュースタープリズム４２，４３は、パルス整形
用に用いられる正分散、調整可能な負分散を与える。可
飽和ブラグリフレクタ４９は、２０ｃｍの半径のカーブ
ドミラー５０の焦点位置に配置される。レーザにより生
成される光学パルスの出力結合は、カーブドミラー５０
により行われる。このレーザスペクトルは図３のカーブ
３３で示す。
【００１６】可飽和ブラグリフレクタの可飽和により図
４のレーザをモードロックし、光学パルスのモードロッ
クシーケンスを生成する。パルス幅は、可飽和ブラグリ
フレクタの分散とバンド幅特性により決定される。図４
の構成は、約９０ｆｓのパルス自己相関を有する極短光
学パルスを生成する。
４のレーザをモードロックし、光学パルスのモードロッ
クシーケンスを生成する。パルス幅は、可飽和ブラグリ
フレクタの分散とバンド幅特性により決定される。図４
の構成は、約９０ｆｓのパルス自己相関を有する極短光
学パルスを生成する。
【００１７】実験的に製作されたこの可飽和ブラグリフ
レクタは、ＭＢＥ成長の間発生したシステマティックな
エラーの結果として、反射率は、特定のバンドに亘って
平坦とはならない。これを図３に示す。可飽和ブラグリ
フレクタが、特定のバンド幅に亘って上部が平坦な反射
スペクトルを有するよう形成された場合には、より広い
モードロックのバンド幅が得られる。このような特徴
は、レーザの同調に対しより有益である。
レクタは、ＭＢＥ成長の間発生したシステマティックな
エラーの結果として、反射率は、特定のバンドに亘って
平坦とはならない。これを図３に示す。可飽和ブラグリ
フレクタが、特定のバンド幅に亘って上部が平坦な反射
スペクトルを有するよう形成された場合には、より広い
モードロックのバンド幅が得られる。このような特徴
は、レーザの同調に対しより有益である。
【００１８】ブリュースタープリズム４２，４３により
得られる分散補償は、レーザキャビティから取り除くこ
とができる。この場合約５ｐｓのパルス幅がレーザから
得られる。モードロックするプロセスの自己スタート
は、飽和の非直線性は、電磁入射のエネルギに基づいて
おり、そしてその光強度には基づいていないために容易
に得られる。その結果、モードロックレーザ内の可飽和
ブラグリフレクタの使用は、純粋のカーレンズ（Kerr l
enses） を用いたモードロックレーザに対し利点を有す
る。
得られる分散補償は、レーザキャビティから取り除くこ
とができる。この場合約５ｐｓのパルス幅がレーザから
得られる。モードロックするプロセスの自己スタート
は、飽和の非直線性は、電磁入射のエネルギに基づいて
おり、そしてその光強度には基づいていないために容易
に得られる。その結果、モードロックレーザ内の可飽和
ブラグリフレクタの使用は、純粋のカーレンズ（Kerr l
enses） を用いたモードロックレーザに対し利点を有す
る。
【００１９】
【発明の効果】短い応答時間を有する素子を生成するた
めに、量子井戸を低温で成長させることもできる。上記
の説明においては、ＩＩＩ−Ｖ属材料系である（ＡｌＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ）が可飽和ブラグリフレクタを製造す
るために用いられたが、他の材料の組み合わせ例えば、
ＩＩＩ−Ｖ属系のＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓ，ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ，
ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ，ＧａＡｓＳｂ／ＧａＡｌＡｓＳ
ｂ，ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰも用いることができる。こ
れらの半導体材料系においては、レーザはＧａＡｓ基板
あるいはＩｎＰ基板に格子整合する。格子不整合の場合
には基板材料上に歪層が成長する。さらにまたＩＩ−Ｖ
Ｉ属の半導体化合物あるいはＩＶ属の半導体材料の使用
もできる。
めに、量子井戸を低温で成長させることもできる。上記
の説明においては、ＩＩＩ−Ｖ属材料系である（ＡｌＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ）が可飽和ブラグリフレクタを製造す
るために用いられたが、他の材料の組み合わせ例えば、
ＩＩＩ−Ｖ属系のＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓ，ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ，
ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ，ＧａＡｓＳｂ／ＧａＡｌＡｓＳ
ｂ，ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰも用いることができる。こ
れらの半導体材料系においては、レーザはＧａＡｓ基板
あるいはＩｎＰ基板に格子整合する。格子不整合の場合
には基板材料上に歪層が成長する。さらにまたＩＩ−Ｖ
Ｉ属の半導体化合物あるいはＩＶ属の半導体材料の使用
もできる。
【図１】本発明による可飽和ブラグリフレクタの第１実
施例を表す図
施例を表す図
【図２】本発明による可飽和ブラグリフレクタの第２実
施例を表す図
施例を表す図
【図３】可飽和ブラグリフレクタの反射カーブを表す図
【図４】レーザモードロッキングを行うキャビティ内要
素として可飽和ブラグリフレクタを有する半導体レーザ
を表すブロック図
素として可飽和ブラグリフレクタを有する半導体レーザ
を表すブロック図
１０ ３０−４０個のＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓのヘテロ
構造対 １１ 単一量子井戸 １２ 狭バンドギャップＡｌＧａＡｓ層 １３ 広バンドギャップＡｌＡｓ層 １４ ＧａＡｓ基板 ２１ 光フィールド透過 ３１ カーブ ３２ 矢印 ４１ 高反射ミラー ４２，４３ ブリュースタープリズム ４４，４５ ミラー ４６ Ｔｉ：サファイアロッド ４７ レンズ ４８ アルゴンレーザ ４９ 可飽和ブラグリフレクタ ５０ カーブドミラー
構造対 １１ 単一量子井戸 １２ 狭バンドギャップＡｌＧａＡｓ層 １３ 広バンドギャップＡｌＡｓ層 １４ ＧａＡｓ基板 ２１ 光フィールド透過 ３１ カーブ ３２ 矢印 ４１ 高反射ミラー ４２，４３ ブリュースタープリズム ４４，４５ ミラー ４６ Ｔｉ：サファイアロッド ４７ レンズ ４８ アルゴンレーザ ４９ 可飽和ブラグリフレクタ ５０ カーブドミラー
Claims (8)
- 【請求項１】 第１リフレクタと第２リフレクタとその
間のゲイン媒体とからなる第１波長レーザで光学ビーム
を生成するモードロックレーザ装置において、 前記第２リフレクタは、誘電体材料からなる１／４波長
厚さのスタック層と、前記スタック層内の１つの層内に
配置される量子井戸層とを有し、 前記第２リフレクタは、レーザをモードロックさせるた
めに電磁入射に応答して非線形飽和を提供することを特
徴とするモードロックレーザ装置。 - 【請求項２】 前記１／４波長スタック層は、広バンド
ギャップ半導体材料と、狭バンドギャップ半導体材料を
交互に含む複数の層からなることを特徴とする請求項１
の装置。 - 【請求項３】 前記量子井戸は、前記１／４波長スタッ
クの上部の第１層内に配置されることを特徴とする請求
項２の装置。 - 【請求項４】 前記広バンドギャップ層は、ＡｌＧａＡ
ｓからなり、狭バンドギャップ層は、ＡｌＡｓからなる
ことを特徴とする請求項３の装置。 - 【請求項５】 誘電体材料製の１／４波長スタック層
と、前記スタック層内の１つの層内に形成される量子井
戸層とを有し、前記誘電体層は、電磁入射に応答して非
線形飽和を与えることを特徴とする誘電体製ミラー装
置。 - 【請求項６】 前記１／４波長スタック層は、広バンド
ギャップ半導体材料と、狭バンドギャップ半導体材料を
交互に含む複数の層からなることを特徴とする請求項５
の装置。 - 【請求項７】 前記量子井戸は、前記１／４波長スタッ
クの上部の第１層内に配置されることを特徴とする請求
項６の装置。 - 【請求項８】 前記広バンドギャップ層は、ＡｌＧａＡ
ｓからなり、狭バンドギャップ層は、ＡｌＡｓからなる
ことを特徴とする請求項７の装置。
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|---|---|---|---|
| US08/404,664 US5627854A (en) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | Saturable bragg reflector |
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