Rare-earth doped phosphate-glass lasers

Details Rare-earth doped phosphate-glass lasers Rare-earth doped phosphate-glass lasers

H - Electricity

01

S

H01S 3/063 (2006.01) G02B 6/12 (2006.01) G02B 6/125 (2006.01) G02B 6/134 (2006.01) G02B 6/255 (2006.01) G02B 6/30 (2006.01) G02B 6/35 (2006.01) G02B 6/42 (2006.01) H01S 3/16 (2006.01) H01S 3/17 (2006.01) H01S 3/23 (2006.01)

Patent

CA 2361485

Apparatus and method for integrating rare-earth doped lasers and optics on glass substrates. An optical (e.g., laser) component formed from a glass substrate doped with an optically active lanthanides species with a plurality of waveguides defined by channels within the substrate. The laser component may constitute a monolithic array of individual waveguides in which the waveguides of the array form laser resonator cavities with differing resonance characteristics. The channels defining the waveguides are created by exposing a surface of the substrate to an ion-exchange solvent through a mask layer having a plurality of line apertures corresponding to the channels which are to be formed. Another aspect is directed toward pumping the laser. A laser component formed from a glass substrate doped with a laser species and having one or more substrate waveguides defined therein, and superstrate waveguide cavity, or cladding, positioned adjacent the substrate waveguide for supplying the latter with pump light. Another aspect provides a closed crucible processing of optical waveguides on a glass substrate. Waveguides are created by exposing a surface of the substrate to an ion-exchange solvent (e.g., a molten potassium or sodium salt). A tightly sealed multi-part crucible made, for example, of aluminum, is sealed with a graphite gasket tightly clamped between flanges on opposing portions of the crucible, in order that gas does not leak in or out of the crucible during cooling or heating of the system. In one embodiment, a potassium-doped waveguide is buried by a thin sodium-doped layer.

La présente invention concerne un appareil et un procédé d'intégration de lasers dopés de terres rares et de dispositifs optiques à des substrats en verre. Un composant optique (par exemple, un laser) est réalisé à partir d'un substrat en verre dopé d'une espèce optiquement active de lanthanide ayant une pluralité de guides d'ondes délimités par des canaux au sein du substrat. Le composant laser peut constituer un réseau monolithique de guides d'ondes individuels dans lequel les guides d'ondes du réseau forment des cavités de résonateur laser présentant des caractéristiques de résonance différentes. Les canaux délimitant les guides d'ondes sont réalisés en exposant une surface du substrat à un solvant échangeur d'ions à travers une couche barrière ayant une pluralité de fentes de lignes correspondant aux canaux à être formés. L'invention concerne également un système de pompage par laser. Un composant laser réalisé à partir d'un substrat en verre dopé avec une espèce laser et présentant un ou plusieurs guides d'ondes de substrat définis en son sein, et une cavité de guide d'ondes de couche supérieure, ou de revêtement, jouxtant le guide d'ondes du substrat en vue d'alimenter celui-ci en lumière de pompage. L'invention concerne en outre un procédé de réalisation de guide d'ondes sur un substrat en verre dans un creuset fermé. Les guides d'ondes sont réalisés en exposant une surface du substrat à un solvant échangeur d'ions (par exemple, un sel de potassium ou de sodium à l'état fondu). Un creuset étanche à plusieurs parties réalisé, par exemple, en aluminium, est obturé par un joint statique en graphite enserré hermétiquement entre des brides situées sur des côtés opposés du creuset, afin d'empêcher que le gaz ne pénètre ni ne s'échappe du creuset durant le réchauffement ou le refroidissement du système. Dans un mode de réalisation particulier, un guide d'ondes dopé au potassium est noyé dans une couche mince dopée au sodium.

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