H - Electricity – 01 – S
Patent
H - Electricity
01
S
H01S 5/04 (2006.01) H01S 5/06 (2006.01) H01S 5/065 (2006.01) H01S 5/14 (2006.01) H01S 5/18 (2006.01) H01S 5/183 (2006.01)
Patent
CA 2399661
A passively mode-locked optically pumped semiconductor vertical-external- cavity surface-emitting laser (OPS-EXSEL) is disclosed. The laser is mode locked by a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM) (5) which forms part of an external cavity. Both the beam-quality limitations of edge-emitting lasers, and the power restrictions of electrically pumped surface-emitting lasers are overcome. The laser uses a semiconductor wafer in which a stack of quantum wells (3) is grown adjacent to a single Bragg-mirror (4) structure. Light from one or more multi-mode high-power diode lasers (7) is focused onto the face (21) of the wafer and pumps the wells by absorption in the barrier regions. The area of the laser mode on the active mirror can be about 104 times larger than the mode area on the facet of an edge-emitting laser, offering scope for the generation of high average power and large pulse energy. At the same time the external cavity enforces fundamental mode operation in a circular, near-diffraction-limited beam. With the laser, sub- picosecond pulse durations are achievable by eliminating coupled cavity effects and by external pulse compression. Band-gap engineering can be used to shape the pulses, or even integrate gain and saturable absorption within the same wafer.
La présente invention concerne un laser à émission par la surface à cavité externe verticale à semiconducteur à pompage optique à modes passivement bloqués (OPS-EXSEL). Le laser fonctionne à modes bloqués grâce à un miroir absorbeur saturable à semiconducteur (SESAM) (5) qui fait partie d'une cavité externe. La présente invention permet de dépasser tant les limitations de la qualité des faisceaux des lasers à émission latérale que les limitations de puissance des lasers à pompage optique à émission par la surface. Le laser de l'invention fait appel à une plaquette à semiconducteurs dans laquelle une pile de puits quantiques (3) est formée adjacente à une structure unique de miroir de Bragg. La lumière en provenance d'un ou plusieurs lasers multimode à diode de forte puissance (7) est focalisée sur la face (21) de la plaquette et pompe les puits par absorption dans les régions barrières. La zone de mode laser sur le miroir actif peut être environ 10?4¿ fois plus grande que la zone de mode sur la face d'un laser à émission latérale, ce qui offre assez d'espace pour produire une puissance moyenne élevée et un grande énergie pulsée. En même temps, la cavité externe permet un fonctionnement en mode principal dans un faisceau circulaire presque à diffraction limitée. Le laser de l'invention permet d'obtenir des durées d'impulsions inférieures à la picoseconde en éliminant les effets de cavités couplées et en comprimant les impulsions externes. L'ingiénérie de structure de bande permet de mettre en forme les impulsions, ou même d'intégrer le gain et l'absorption saturable dans une même plaquette.
Haring Reto
Keller Ursula
Paschotta Rudiger
Freedman & Associates
Gigatera Ag
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1954741