(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた表面領域内の、スレーブレーザ放射を発生させるためのＮ個の個別のスレーブレーザダイオードのアレイと、前記スレーブレーザダイオードのためのスレーブ電源と、マスタレーザ放射を発生させるためのマスタレーザダイオードと、前記マスタレーザダイオードのためのマスタ電源と、位相ロックされた形で前記マスタレーザダイオードの周波数で前記個別のスレーブレーザダイオードを動作させるように前記個別のスレーブレーザダイオードの中に前記マスタレーザ放射を結合する光結合装置と、前記個別のスレーブレーザダイオードの前記スレーブレーザ放射を組み合わせて、平面波面を有するコヒーレントな全レーザ放射フィールドを形成する光変換装置とを含むレーザ放射源において、
前記スレーブ電源（１８）は各スレーブレーザダイオード（１２）のための別々の電力供給回路網（２０）を有することと、前記電力供給回路網（２０）の各々は、全レーザ放射フィールドを形成するためにスレーブレーザ放射がコヒーレントに重畳されるように前記スレーブレーザダイオードを相互に調整するためにある動作期間中にそれぞれの前記スレーブレーザダイオード（１２）に供給される電流に関して調整可能であることと、前記電力供給回路網（２０）は共通電源（２２）に並列に接続されて給電されることと、前記光結合装置は、前記マスタレーザダイオード（３０）から前記各スレーブレーザダイオード（１２）への光路内にデカップリング素子（４６）を備え、該デカップリング素子（４６）は前記スレーブレーザ放射が逆戻りして前記マスタレーザダイオード（３０）に結合するのを防ぐこととを特徴とするレーザ放射源。
【請求項２】
前記電力供給回路網（２０）の各々は、前記各スレーブレーザダイオード（１２）に供給される電流を調整するために前記動作期間中に１回で調整されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ放射源。
【請求項３】
前記電力供給回路網（２０）の各々は抵抗回路網であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ放射源。
【請求項４】
前記電力供給回路網（２０）の各々は、断面の変更によって調整可能な抵抗器（１１０、１３６）を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ放射源。
【請求項５】
前記電力供給回路網（２０）の各々は、それぞれの前記スレーブレーザダイオード（１２）と直列に接続されている調整可能な抵抗器（１１０、１３６）を有することを特徴とする請求項３または４に記載のレーザ放射源。
【請求項６】
全ての前記電力供給回路網（２０）は共通電圧源（２２）によって給電されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項７】
前記スレーブ電源（１８）は前記マスタ電源（３２）とは独立に動作することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項８】
前記マスタ電源（３２）は前記マスタレーザダイオード（３０）の周波数を調整するために調整可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項９】
前記マスタ電源（３２）は、前記マスタレーザダイオード（３０）を通過する電流に関して制御可能であることを特徴とする請求項８に記載のレーザ放射源。
【請求項１０】
前記スレーブレーザダイオード（１２）の全ては、共通の支持体（１４）の上に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項１１】
前記スレーブレーザダイオード（１２）のための前記共通の支持体は基板（１４）であることを特徴とする請求項１０記載のレーザ放射源。
【請求項１２】
前記スレーブレーザダイオード（１２）の電力供給は、前記支持体（１４）上を延びる接続経路導体（１３８、１４０）によって行われることを特徴とする請求項１０または１１に記載のレーザ放射源。
【請求項１３】
前記電力供給回路網（２０、１３６）は前記支持体（１４）上に配置されていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項１４】
電力供給回路網（１３６）はスレーブレーザダイオード（１２）の各々に関連付けられており、かつ、前記電力供給回路網は、前記ダイオードの領域内において前記支持体（１４）上に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のレーザ放射源。
【請求項１５】
前記電力供給回路網（２０）は、前記支持体（１４）上に配置されておりかつその抵抗に関して調整可能である導体部（１３６）を有することを特徴とする請求項１４に記載のレーザ放射源。
【請求項１６】
前記導体部（１３６）はその横断面の変化によって調整可能であることを特徴とする請求項１５に記載のレーザ放射源。
【請求項１７】
前記電力供給回路網（２０）の各々はレーザトリミングによって調整可能であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項１８】
前記スレーブレーザダイオード（１２）の各々は、該スレーブレーザダイオードが前記マスタレーザ放射の周波数で動作するようにその動作範囲を設定するために、前記スレーブダイオードの共振器周波数を前記電流の調整によって調整可能であるように設計されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項１９】
前記スレーブレーザダイオード（１２）は２次元アレイ（１０）の形に配置されていることを特徴とする請求項１０から１８のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項２０】
前記２次元アレイ（１０）は、縦方向の広がりと横方向の広がりとが、ほぼ同程度の大きさを有することを特徴とする請求項１９に記載のレーザ放射源。
【請求項２１】
前記スレーブレーザダイオード（１２）と前記マスタレーザダイオード（３０）は同一の支持体（１４）上に配置されていることを特徴とする請求項１０から２０のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項２２】
前記スレーブレーザダイオード（１２）と前記マスタレーザダイオード（３０）は同一の基板（１４）上に配置されていることを特徴とする請求項１０から２１のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項２３】
連続アレイ（１０）のレーザダイオードの中の１つのダイオードは前記マスタレーザダイオードに相当し、その他のレーザダイオードはスレーブレーザダイオード（１２）として動作することを特徴とする請求項２１または２２に記載のレーザ放射源。
【請求項２４】
前記レーザダイオード（１２、３０）は単一の連続した基板（１４）上に垂直放出体（１２０）として配置されていることを特徴とする請求項１０から２３のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項２５】
前記光変換装置（６０）はマイクロレンズアレイを含むことを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項２６】
前記光変換装置（６０）は、規定された強度分布の平面（７０）が生じるように前記スレーブレーザ放射（６２）の位相を変化させる位相板（７２）を有することと、前記光変換装置（６０）は、前記平面（７０）に配置されて前記第１の位相板（７２）に対して調整されておりかつ既存の全レーザ放射フィールド（６４）に規定された波面（６６）をもたらす位相補正板（７６）を備えることとを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項２７】
前記光変換装置（６０）は、スレーブレーザダイオード（１２）のスレーブレーザ放射（６２）の各々に異なった位相を与える位相板（７２）を有することと、前記光変換装置（６０）はフーリエ光学装置（６８）を含み、前記第１の位相板（７２）に対して調整されている位相補正板（７６）が前記フーリエ光学装置のフーリエ平面（７０）内に配置されており、前記位相補正板（７６）は、既存の全レーザ放射フィールド（６４）に平面波面（６６）をもたらすこととを特徴とする請求項１から２６のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項２８】
前記位相板（７２）は、互いに異なったスレーブレーザダイオード（１２）のスレーブレーザ放射（６２）の間に、所定の数学的関数によって決定される位相ずれを生じさせることを特徴とする請求項２６または２７に記載のレーザ放射源。
【請求項２９】
前記位相板（７２）は、中心点（１２Ｍ）から進む全方向において同一のやり方で変化する位相関係を生じさせることを特徴とする請求項２８に記載のレーザ放射源。
【請求項３０】
位相関係の変化は単調解析関数にしたがって生じさせられることを特徴とする請求項２９に記載のレーザ放射源。
【請求項３１】
前記マスタレーザ放射（３４）は、前記光結合装置（３６）によって前記光変換装置（６０）を介して前記スレーブレーザダイオード（１２）の中に結合されるようになっていることを特徴とする請求項１から３０のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項３２】
前記マスタレーザ放射（３４）は前記位相補正板（７６）と前記位相板（７２）とを通過することを特徴とする請求項３１に記載のレーザ放射源。
【請求項３３】
前記光変換装置（６０）はコヒーレントブロック（１００、１００′）の中に一体化されていることを特徴とする請求項１から３２のいずれか一項に記載のレーザ放射源。
【請求項３４】
前記光変換装置（６０）の光学素子は回折光学素子として設計されていることを特徴とする請求項３３に記載のレーザ放射源。
【請求項３５】
前記光結合装置（３６）は前記ブロック（１００、１００′）の中に一体化されていることを特徴とする請求項３３または３４に記載のレーザ放射源。
【請求項３６】
スレーブレーザ放射を発生させるためのＮ個の個別のスレーブレーザダイオードのアレイと、マスタレーザ放射を発生させるためのマスタレーザダイオードと、位相ロックされた形で前記マスタレーザダイオードの周波数で前記個別のスレーブレーザダイオードを動作させるように前記個別のスレーブレーザダイオードの中に前記マスタレーザ放射を結合する光結合装置と、平面の波面を有するコヒーレントな全レーザ放射フィールドを前記個別のスレーブレーザダイオードのスレーブレーザ放射から形成する光変換装置とを含むレーザ放射源を動作させる方法において、
ある動作期間中に各々の個別のスレーブレーザダイオードに供給される電流を、前記スレーブレーザ放射が同一の位相を有する前記全レーザ放射フィールドにコヒーレントに重畳されるように前記スレーブレーザダイオードを相互に調整するために個別に調整することと、前記光学結合装置内のデカップリング素子は、前記スレーブレーザ放射が逆戻りして前記マスタレーザダイオードに結合するのを防ぐこととを特徴とするレーザ放射源を動作させる方法。
【請求項３７】
各々の個別のスレーブレーザダイオードのための電流を前記動作期間中に１回で調整することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記スレーブレーザダイオードを前記マスタレーザダイオードとは独立に動作させることを特徴とする請求項３６または３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記全レーザ放射フィールドは、前記マスタレーザダイオードによってその強度に関して変調されるようになっていることを特徴とする請求項３６から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記マスタレーザ放射は、前記マスタレーザダイオードに供給される電流によって変調されるようになっていることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記スレーブレーザダイオードの全てをほぼ同一の温度条件下で動作させることを特徴とする請求項３６から４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記スレーブレーザダイオードと前記マスタレーザダイオードとをほぼ同一の温度条件下で動作させることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記スレーブレーザダイオードの各々を、該スレーブレーザダイオードが前記マスタレーザ放射の周波数で動作するようにその動作範囲を設定するために、前記スレーブダイオードの共振器周波数を前記電流の調整によって調整するように設計することを特徴とする請求項３６から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
マスタレーザ放射に対する各スレーブレーザダイオードのスレーブレーザ放射の位相関係を、前記電流の調整によって調整することを特徴とする請求項３６から４３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、予め決められた表面領域内のＮ個の個別のスレーブレーザダイオードのアレイと、スレーブレーザダイオードのためのスレーブ電源と、マスタレーザ放射の発生のためのマスタレーザダイオードと、マスタレーザダイオードのためのマスタ電源と、位相ロックされた形でマスタレーザダイオードの周波数で個別のスレーブレーザダイオードを動作させるように個別のスレーブレーザダイオードの中にマスタレーザ放射を結合することが可能な光結合装置と、規定された、好ましくは平面波面を有するコヒーレントな全レーザ放射フィールドを個別のスレーブレーザダイオードのスレーブレーザ放射から形成する光変換装置とを含むレーザ放射源に関する。
【０００２】
このタイプのレーザ放射源は、関連技術分野の現状から公知である。
しかし、こうしたレーザ放射源の場合に、個別のスレーブレーザダイオードの安定した動作が極度に複雑であるという問題がある。
したがって、本発明の根底となる目的は、スレーブ電源が各スレーブレーザダイオードのための別々の電力供給回路網を有し、この電力供給回路網の各々は、スレーブレーザダイオードを相互に調整するためにある動作期間中にそれぞれのスレーブレーザダイオードに供給される電流に関して調整されることが可能であり、かつ、この電力供給回路網は共通電源に並列に接続されて給電されるように、一般的なタイプのレーザ放射源を改良することである。
【０００３】
本発明の解決策の利点が、電力供給回路網の調整が可能なので、スレーブレーザダイオードが相互に調整されることが可能であり、したがって相互に安定した仕方で動作させられることが可能であるという点に見い出されなければならない。
同時に、電力供給回路網が共通電源に並列に接続されて給電されるので、共通電源による給電の変動がスレーブレーザダイオード全てに同一の度合いで影響することになり、したがってスレーブレーザダイオードの相互調整が損なわれないので、個別のスレーブレーザダイオードの動作の相対的な安定性が改善される。
【０００４】
したがって、任意に多数のスレーブレーザダイオードを相互に調整することと、ある動作期間全体にわたってこの相互調整状態において安定した形で多数のスレーブレーザダイオードを動作させるという本発明の解決策によって容易に実現する可能性が生まれる。
本発明の解決策の意図において、この点において、ある動作期間中だけに調整を行うことが可能である。例えば、詳細に後述する手順によって、スレーブレーザダイオードを動作させる前にその都度スレーブレーザダイオードを相互に調整することが想定できるであろう。
【０００５】
しかし、スレーブレーザダイオードをある時間間隔で（すなわち、より長い動作期間中に）相互に再調整するだけで済むことがより一層適切であり、その結果として、スレーブレーザダイオードの複雑な相互調整を、そのスレーブレーザダイオードが動作させられる毎にその都度行うことが省略できる。
しかし、電力供給回路網の各々が一度で調整されることが可能なので、スレーブレーザダイオードが相互に調整されることが特に有利である。
【０００６】
このように電力供給回路網を１回で調整できることは、回路技術から種々の解決策として知られている。例えば、複雑な回路を一度にトリミングしてその後、この複雑な回路が一度のトリミングにしたがって動作することが知られている。
基本的に、最新の電子回路設計によって複雑な回路網を簡単に大量に製造することが可能なので、任意に複雑な仕方で電力供給回路網を構成することが想定できる。例えば、半導体部品を使用して調整可能な電流安定化回路を有する電力供給回路網を設計することが想定できる。
【０００７】
しかし、電力供給回路網の各々が抵抗回路網であることが特に有利であるが、これは、抵抗回路網が一方では製造コストが安く、他方では非常に簡単なやり方で調整可能だからである。
特に有利な解決策は、その断面の変化によって調整可能な抵抗器を有する各電力供給回路網を提供する。
【０００８】
基本的に、調整可能な抵抗器が各スレーブレーザダイオードに並列に接続されている寄生電流ドレーンに相当するように、抵抗回路網を設計することも想定できる。
しかし、電力供給回路網の各々がそれぞれのスレーブレーザダイオードに直列に接続されている調整可能な抵抗器を有することが電力消費に関して特に有利であるが、これは、その結果として、電流がスレーブレーザダイオードによって直接的に影響を受けることが可能であり、および、これに加えて、電流消費が最小限に保たれることが可能だからである。
【０００９】
電力供給回路網は、基本的に、任意の共通電源によって給電されることが可能である。特に有利な解決策は、共通の電圧源によって全ての電力供給回路網が給電されることを可能にし、したがって、電力供給回路網は、特に、単純な抵抗回路網として設計され、この抵抗回路網では、電流は、抵抗を変化させることによって簡単に決定されることが可能である。
【００１０】
共通の電圧源は、電圧の変動がかなりの程度まで防止できるように、したがって、スレーブレーザダイオードの相互調整のより一層の安定化が達成できるように、電圧が安定化された電圧源であることが好ましい。
基本的に、スレーブ電源にしたがってマスタレーザダイオードの電源を設計することと、例えば、共通電源を介してスレーブ電源に同様に給電することとが想定できるだろう。
【００１１】
しかし、マスタレーザダイオードの完全に独立した動作が可能であるようにスレーブ電源がマスタ電源とは無関係に動作することが、スレーブレーザダイオードに対するマスタレーザダイオードの調整の自由度に関して特に好ましい。
この点では、マスタ電源がマスタレーザダイオードを通る電流に関して制御されることが可能であり、したがって、例えばマスタレーザ放射の変調の制御が実現可能であることが、特に好都合である。
【００１２】
例えば、マスタレーザダイオードの変調の制御によって、すなわち、マスタレーザダイオードの変調がスレーブレーザダイオードを結合した形で動作させない程度にマスタレーザダイオードの変調が行われる時に、全レーザ放射フィールドの強度を変調させることも可能だろう。
したがって、例えば、全レーザ放射フィールドの強度において大きな変調の深さを得ることと、したがって、わずかな電流によってさえ大きな光出力を接続することとが、簡単なやり方でかつ電流のわずかな変化によって可能であり、この場合大きな光出力の迅速な接続がマスタレーザ放射とスレーブレーザダイオードとの間の相互作用における短い応答時間のために可能である。
【００１３】
可能な限り安定であるようにスレーブレーザダイオードの相互の動作を設計することが可能であるためには、スレーブレーザダイオード全てが共通の支持体の上に配置されることが好ましい。
スレーブレーザダイオードのための共通の支持体が、スレーブレーザダイオードがその製造中にその上に取り付けられる基板であることが、スレーブレーザダイオードの製造にとって特に有利である。
【００１４】
基本的には、半導体のボンディングに関する半導体技術から公知の方法と同様の、電源のための電線に対して個別のスレーブレーザダイオードの各々を接触させることが想定できるだろう。しかし、スレーブレーザダイオードの給電が支持体上を延びる接続経路導体によって行われることが、スレーブレーザダイオードに対する給電を実現する上で特に有利である。
【００１５】
例えば、この点で、基板の片面上のスレーブレーザダイオードの２次元アレイの場合には、スレーブレーザダイオードのいわゆるマトリックス活性化が可能であるように、１つの列のスレーブレーザダイオードを共通の接続経路導体に接続することと、基板の反対側の面上で、その列に対して横断方向に延びるスレーブレーザダイオードの列を、第１の接続経路導体に対して横断方向に延びる共通接続経路導体に接続することとが想定できる。
【００１６】
しかし、一方の面上のアレイのスレーブレーザダイオード全てが共通の接続経路導体に接続され、かつ、反対側の面上のアレイのスレーブレーザダイオード全てがそれぞれの電力供給回路網によって給電されることが、特に簡単である。
この点で、スレーブレーザダイオードのための電力供給回路網が支持体上に配置されることを可能にすることが、製造を可能な限り容易にする上で好ましい。
【００１７】
例えば、電力供給回路網をスレーブレーザダイオードのアレイに隣接して配置することと、電力供給回路網の各々を適切な接続経路導体によって対応するスレーブレーザダイオードに接続することとが可能である。
しかし、例えば、電力供給回路網がそれぞれのスレーブレーザダイオードの直ぐ近くに配置されており、したがって、電力供給回路網全てが、他方では、電力供給回路網全てを互いに接続する共通の接続経路導体によって共通電源を介して給電されることが可能であるように、それぞれのスレーブレーザダイオードの領域内の支持体上に配置された電力供給回路網が各スレーブレーザダイオードに関連付けられていることが、なおいっそう有利である。
【００１８】
この点で、電力供給回路網が、支持体上に配置されておりかつ抵抗が調整可能な導体部を有することが特に有利であるが、これは、この導体部分が、それぞれのスレーブレーザダイオードの領域内にそれぞれの電力供給回路網を設けることが可能であるように、省スペースの形で配置されることが可能であり、かつ、他方では、簡単な仕方で調整可能であるからである。
【００１９】
この点に関しては、例えば、調整のために材料を変更することが想定できるだろう。しかし、この導体部をその断面の変更によって調整することが可能であることが特に有利であり、この場合には、例えば、断面の変更のために材料を取り除くことも想定できる。
抵抗を調整するために導体部の断面を変化させることは、断面の縮小としてだけではなく、断面の拡大と、何よりも先ず抵抗を低減させるために切断されている接続経路導体の２つの部分の接続としても理解されなければならない。
【００２０】
特に有利な技術が、電力供給回路網の各々がレーザトリミングによって調整可能であることを可能にするが、これは、その結果として、個々の電力供給回路網の相互の調整を特に簡単かつ低コストに行うことが可能になるからである。
スレーブレーザダイオードの相互調整に関しては、これまで、さらに詳細な説明を示してこなかった。１つの決定的に重要な基準が、全レーザ放射フィールドを形成するためにスレーブレーザ放射がコヒーレントに重畳されるようにスレーブレーザダイオードを調整することが可能であるということである。
【００２１】
この点では、スレーブレーザダイオードがマスタレーザ放射の周波数で動作するようにスレーブレーザダイオードの動作範囲を設定するために、電流を調整することによってスレーブレーザダイオードの共振器周波数が調整可能であるように、スレーブレーザダイオードの各々を設計することが特に有利である。
さらに、スレーブレーザダイオードの相互調整のための重要なパラメータが、スレーブレーザ放射の位相関係である。
【００２２】
この理由から、マスタレーザ放射の位相に対する各スレーブレーザダイオードのスレーブレーザ放射の位相関係が、電流を調整することによって調整可能であることが特に有利である。
この解決策を用いることによって、スレーブレーザダイオードが同一の周波数でかつマスタレーザダイオードによって位相ロックされた形で相互に動作させられるばかりでなく、位相ロックされた動作に加えてマスタレーザ放射に対するその位相関係において個々のスレーブレーザダイオードを調整することも可能であり、したがって、例えば、コヒーレントな全レーザ放射フィールドを形成するようにスレーブレーザ放射が実際に同相で重畳されるように、異なった光波長によって引き起こされる位相差を補償することも可能であるという大きな利点が得られる。
【００２３】
個々のスレーブレーザダイオードの配置に関しては、これまで、より詳細な説明を示してこなかった。例えば、必要に応じてスレーブレーザダイオードを例えば１列に配置することが想定できる。
しかし、スレーブレーザダイオードを２次元アレイに形に配置することが特に有利である。
【００２４】
こうした２次元アレイはさらに不規則的なパターンであることも可能である。しかし、スレーブレーザダイオードを、光変換装置を設計し調整することも可能であるように、規則的なパターンの２次元アレイに配置することが特に有利である。
こうした２次元アレイを、さらに、長くした形状を有するように設計することも可能である。
【００２５】
光学部品を特に有利に使用することが可能であるように、および、特に、コヒーレントな全レーザ放射フィールドにおいて可能な限り有利な空間的な強度分布を得ることが可能であるように、その２次元アレイは縦方向の広がりと横方向の広がりとが概ね同じ程度の大きさを有することが好ましい。
【００２６】
スレーブレーザダイオードとマスタレーザダイオードの相互配置に関しては、本発明の個々の実施態様に関する前述の説明では、それ以上は詳細に示してこなかった。例えば、マスタレーザダイオードのスレーブレーザダイオードに対する光学的結合が理論的には十分なので、スレーブレーザダイオードとは完全に別個にマスタレーザダイオードを設けることが想定できるだろう。
【００２７】
しかし、環境条件、特に温度条件に関してスレーブレーザダイオードと同様のやり方でマスタレーザダイオードを動作させることが可能であるためには、および、さらには、全体的な仕様に関してスレーブレーザダイオードと可能な限り類似したやり方でマスタレーザダイオードを製造することが可能であるためには、スレーブレーザダイオードとマスタレーザダイオードとが同一の支持体上に配置されていることが好ましい。スレーブレーザダイオードとマスタレーザダイオードとが同一基板上に配置されていることがなおいっそう有利である。
【００２８】
特に有利なレーザダイオードでは、レーザダイオードの連続アレイの中のレーザダイオードの１つがマスタレーザダイオードに相当し、かつ、その他のレーザダイオードがスレーブレーザダイオードとして動作することが可能である。このことは、まず最初に、可能な限り同一であるレーザダイオードのアレイが製造され、これらのレーザダイオードの１つがマスタレーザダイオードとして選択され、その次に、残りのレーザダイオードがスレーブレーザダイオードとして動作させられるということを意味する。
【００２９】
レーザダイオード自体の設計に関しては、本発明の解決策に関する前述の説明では、具体的な詳細を示してこなかった。基本的には、いわゆる端面放出体（edge emitter）をレーザダイオードとして使用することが想定できる。
しかし、好ましくはこうした端面放出体は１次元配列として形成される場合にだけ低コストで製造されることが可能であり、したがって、端面放出体の２次元構成はより複雑な製造手順を必要とするので、単一の連続した基板上に垂直放出体（vertical emitter）としてレーザダイオードを配置することが好ましい。
【００３０】
VSCELとも呼ばれるこのタイプの垂直放出体は、公知の製造方法によって共通基板上に特に簡単な方法で構成でき、この放出体の構造は、例えば、現行の薄膜の埋込み、メサエッチングあるいはメサエッチングと酸化とによって製造される。
さらに、こうした垂直放出体は、垂直放出体全ての共通接触が基板を介して行われることが可能であり、かつ、その他については、個別の垂直放出体の各々が簡単な方法でレーザ放射のためにその出口側に選択的に同様に接触させられることが可能なので、垂直放出体が簡単な方法で接触させられることが可能であるという利点を有する。
【００３１】
したがって、こうした垂直放出体の２次元配列は、例えばそれぞれの垂直放出体各々に関連した調整可能な抵抗器の形で、垂直放出体とそれに対応する電力供給回路網との間の領域内で電力供給のための接続経路導体を設けることを可能にする。
光変換装置がどのように設計されることが意図されているかということに関しては、個々の実施態様に関する前述の説明では詳細に示してこなかった。
【００３２】
光変換装置は、基本的に、この光変換装置によってスレーブレーザ放射から全レーザ放射フィールドが形成可能でありさえすれば、どのような任意の設計でも可能である。
例えば、光変換装置がマイクロレンズアレイを含むことが想定できる。この点では、最も単純な場合には、光変換装置がもっぱらマイクロレンズアレイだけを含むことで充分であることが好ましい。
【００３３】
しかし、さらに、光変換装置を、例えばマイクロレンズアレイが同様に一体化されることが可能な複雑な光学装置として設計することが可能である。
光変換装置の有利な解決策の１つが、光変換装置が、規定された強度分布が追加の平面に生じるやり方でスレーブレーザ放射の位相を変化させる位相板を有することを可能にし、および、この光変換装置が、追加の平面に配置され、第１の位相板に対して調整されておりかつ規定された波面を全レーザ放射フィールドにもたらす位相補正板を備えることを可能にする。
【００３４】
このタイプの規定された波面は、基本的に、最も多様な形を有することが可能である。この規定された波面が平面波面であることが特に有利である。
特に有利な解決策が、スレーブレーザダイオードの各スレーブレーザ放射に対して異なった位相を与える位相板を光変換装置が有することと、フーリエ光学装置を光変換装置が含むこととを可能にし、このフーリエ光学装置のフーリエ平面内には、第１の位相板に対して調整されている位相補正板が配置されており、この位相補正板は、同様に、異なった位相を有するスレーブレーザ放射に対して同一の位相をもたらし、したがって、規定された平面波面を既存の全レーザ放射フィールドにもたらす。
【００３５】
こうした光変換装置では、一方では、ほぼ均一な空間強度分布が、平面波面を有する全レーザ放射フィールド内に生じさせられてもよく、このほぼ均一な強度分布は、例えば、ガウス特性（Gaussian profile）すなわちいわゆる帯域応答特性（flat top profile）に類似した強度分布であることが可能である。
基本的に、様々なスレーブレーザ放射に互いに対する統計的な位相ずれをもたらすように、位相板を設計することが可能である。
【００３６】
しかし、可能な限り均一な空間強度分布で可能な限り高い強度を得るためには、位相板が、所定の数学的関数によって決定される位相ずれを個々のスレーブレーザダイオードのスレーブレーザ放射間に生じさせることが特に有利である。
特に有利な数学的関数の１つが、位相板が、中心点から発して全ての方向に同じやり方で変化する位相関係をもたらすことを可能にする。
【００３７】
特に有利な実施態様が、全方向における位相関係の変化が単調解析関数にしたがって生じさせられることを可能にする。
光結合装置と光変換装置との間の関係に関するさらに詳細な説明を、ここまで示してこなかった。例えば、光変換装置とは全く無関係に光結合装置を設計することと、光変換装置とは全く無関係に結合を構成することとが想定できるだろう。
【００３８】
１つの特に有利な解決策では、光結合装置は、マスタレーザ放射を光変換装置を経由してスレーブレーザダイオードの中に結合することが可能である。この結果として、簡単で効率的なやり方でマスタレーザ放射を個別のスレーブレーザダイオードの中に結合することが可能である。
この点で、マスタレーザ放射が位相補正板を通過するだけでなく位相板も通過することが可能であることが好ましい。
【００３９】
光変換装置の実現に関しては、基本的に、光変換装置を例えばレンズおよび位相板のような個別の光部品で公知の方法で構成することが想定できるだろう。
光変換装置を製品化するための特に有利な解決策が、コヒーレントブロックの中に光変換装置を一体化することを可能にするが、これは、こうしたコヒーレントブロックが調整の影響を特に受けず、かつ、簡単に大量生産することが可能だからである。
【００４０】
この点では、回折光学素子として光変換装置の素子が設計されることが好ましく、すなわち、レンズだけでなく位相板も、例えばエッチング法によってコヒーレントブロックの各表面において実現可能な回折光学素子であることが好ましい。
この点で、光結合装置もコヒーレントブロックに一体化されることが特に有利である。
【００４１】
さらに、冒頭で特定した目的が、Ｎ個の個別のスレーブレーザダイオードのアレイと、マスタレーザ放射を発生させるためのマスタレーザダイオードと、位相ロックのやり方でマスタレーザダイオードの周波数で個別のスレーブレーザダイオードを動作させるように個別のスレーブレーザダイオードにマスタレーザ放射を結合する光結合装置と、規定された波面を有するコヒーレント全レーザ放射フィールドを個別のスレーブレーザダイオードのスレーブレーザ放射から形成する光変換装置とを含むレーザ放射源を動作させる方法において、ある動作期間中に各々の個別スレーブレーザダイオードに供給される電流が、同じ位相を有する全レーザ放射フィールド内でスレーブレーザ放射をコヒーレントに重畳するように個別のスレーブレーザダイオードを相互に調整するために個別に調整されることを特徴とするレーザ放射源を動作させる方法によって、本発明にしたがって実現される。
【００４２】
本発明の方法の利点は、この方法によって全レーザ放射フィールドにコヒーレントにスレーブレーザ放射を重畳させることが可能であるように、スレーブレーザダイオードを簡単に相互調整することが容易に可能になるということに見いだされるが、これは、この方法を用いることによって、全レーザ放射フィールドを形成するようにスレーブレーザ放射のコヒーレントな重畳を生じさせるには、各スレーブレーザダイオードに供給される電流を調整することだけで十分だからである。
【００４３】
用語「調整」を、この点で、それぞれに決定されるべき動作期間における調整であるとして理解されたい。「動作期間」を、例えば１回のスイッチオンからスイッチオフまでのスレーブレーザダイオードのそれぞれの動作の継続時間と理解されたい。しかし、動作期間を、その期間中に１回の調整で十分であるより長期の動作期間（例えば、日、月、年）としても理解されたい。
【００４４】
スレーブレーザダイオードの使用寿命全体において１回の調整の結果としてスレーブレーザダイオード全てが相互に調整されるように、個別のスレーブレーザダイオードの各々に対する電流が１回で調整されることが特に有利である。
基本的に、スレーブレーザダイオードに結合されている、すなわち、スレーブレーザダイオードに対して調整されているマスタレーザダイオードを動作させることが、本発明の解決策の範囲内で想定できるだろう。しかし、スレーブレーザダイオードをマスタレーザダイオードとは無関係に動作させることが特に有利であるが、これは、マスタレーザダイオードを最適な形でスレーブレーザダイオードに対して調整することが可能だからである。
【００４５】
特に有利な解決策が、全レーザ放射フィールドがマスタレーザダイオードによって変調可能であることを可能にする。
この点で、一方では、例えばビーム中断、ビーム減衰または偏光の回転の結果として、マスタレーザ放射を光学的に変調させることが想定できるだろう。しかし、マスタレーザダイオードに供給される電流によってマスタレーザ放射を変調させることが可能であることが特に有利であり、これは、その結果として、マスタレーザダイオードからのスレーブレーザダイオードのデカップリング（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）を生じさせるマスタレーザ放射のこうした変調が、わずかな電流の変化によって可能であり、かつ、したがって、スレーブレーザダイオードがもはや周波数ロックかつ位相ロックのやり方では動作せず、したがって、全レーザ放射フィールドを形成するためのスレーブレーザ放射のコヒーレントな重畳が動作しなくなり、したがって、長期的には、わずかな電流変調が、全レーザ放射フィールドの強度のほぼ完全な変調をもたらすからである。
【００４６】
個々のスレーブレーザダイオードの動作に関しては、個々の実施態様に関する前述の説明では詳しく示してこなかった。スレーブレーザダイオードの相互調整を維持するためには、スレーブレーザダイオード全てを同一の温度条件の下で動作させ、すなわち、例えば、共通の支持体または基板の上に配置して、この支持体または基板によって温度管理することが特に有利である。
【００４７】
さらに、温度によって引き起こされるスレーブレーザダイオードに対するマスタレーザダイオードのドリフトも防止するように、スレーブレーザダイオードとマスタレーザダイオードとをほぼ同一の温度条件の下で動作させることが特に有利である。
スレーブレーザダイオードの設計に関しては、スレーブレーザダイオードの共振周波数が電流の調整によって調整されるように、スレーブレーザダイオード各々がその動作範囲に関してスレーブレーザダイオードとして設計されることが特に有利であることがすでに明らかになっている。この結果として、電流の調整によって、それぞれのスレーブレーザダイオードの共振周波数を変更することと、したがって、マスタレーザ放射の周波数に対してそれぞれのスレーブレーザダイオードの共振周波数を調整することとが可能である。
【００４８】
マスタレーザ放射に対する各スレーブレーザダイオードのスレーブレーザ放射の位相関係を電流の調整によって調整することが特に有利であるが、これは、その結果として、全レーザ放射フィールド内においてスレーブレーザダイオード全てのスレーブレーザ放射を同相で重畳させることが可能であるように、それぞれのスレーブレーザダイオードの位相を個別に調整することが可能だからである。
【００４９】
本発明の解決策の追加の特徴と利点とが、幾つかの実施態様を示す以下の説明と図面との主題である。
図１に概略的に示してある本発明のレーザ放射源の第１の実施態様は、共通の基板１４の上に配置されておりかつそれによって共通の平面１６内に位置していることが好ましいスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの２次元アレイ（全体として１０で表す）を含む。
【００５０】
これらのスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの全ては、共通のスレーブ電源１８によって動作させられることが可能であり、このスレーブ電源１８は、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの各々のための別々の電力供給回路網２０1〜２０Nを有する。
電力供給回路網２０1〜２０Nは全て並列に単一の電圧源２２に接続されており、この電圧源２２によって給電される。
【００５１】
さらに、マスタレーザダイオード３０も基板１４上に設けられており、このマスタレーザダイオードは、マスタ電源３２によって動作させられることが可能である。
マスタレーザダイオードはマスタレーザ放射３４を放出し、このマスタレーザ放射は、光平行化装置３８、偏向ミラー４０、４２、４４と、ファラデー旋光器４８とその両側に配置されている偏光プリズム５０、５２とから形成されているデカップリング素子（decoupling element）４６とを含む光結合装置３６と、全体として６０で表す光変換装置とによって、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの全ての中に結合され、したがって、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの全てがマスタレーザ放射３４と同一波長でかつこれと位相ロックされた形で動作する。
【００５２】
スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの各々はスレーブレーザ放射６２1〜６２Nを放出し、これらのスレーブレーザ放射６２1〜６２Nは、光変換装置６０によって、ファーフィールド近接（far-field proximity)において規定されかつ好ましくは平面である波面６６を有する全レーザ放射６４に変換される。
【００５３】
この目的のために、フーリエ光学装置６８が備えられており、このフーリエ光学装置６８は、焦点距離Ｆに一致する平面１６からの距離に配置されており、全てのスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nのスレーブレーザ放射６２1〜６２Nは、平面１６とは反対側に位置したフーリエ光学装置６８の側に焦点距離Ｆの間隔を置いて配置されているフーリエ平面７０の中に結像させられる。
【００５４】
この時点で、全てのスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nが同一の波長で動作し、それによってスレーブレーザ放射６２1〜６２Nを放出する場合には、理論的には、これらのスレーブレーザ放射の全ては、空間座標Ｘ上で図２に概略的に示してあるように、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nから出ていく時に互いに同一の位相関係を有する。
【００５５】
フーリエ平面７０において、全てのスレーブレーザ放射６２1〜６２Nの概ねガウス形の重畳を得るためには、スレーブレーザ放射６２1〜６２Nは、図３に示してあるように、位相板７２によって個別のスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nから出た直後に、互いに異なった相互の位相関係を与えられる。
互いに対する異なった位相関係の結果として、空間座標Ｘ上のほぼガウス形である強度Ａの分布が、互いに異なった位相関係のせいで低い強度変調を有する全てのスレーブレーザ放射６２1〜６２Nの重畳によって、図４に示してあるようにフーリエ平面７０を結果的に生じさせる。しかし、同様に図４に示してあるように、ガウス形の強度分布にも係わらず、位相関係は空間座標上で変化する。
【００５６】
こうした互いに異なった位相関係を補償するために位相補正板７６がフーリエ平面７０内に設けられており、このことによって、図５に示してあるように、スレーブレーザ放射６２1〜６２Nがこの位相補正板を通過し終わった後に、このスレーブレーザ放射６２1〜６２Nが、ガウス形の強度分布７４に加えて、図５に示してあるように互いに対して同じ位相関係を再び有し、この結果として、全てのスレーブレーザ放射６２1〜６２Nが、同一の位相関係でコヒーレントに重畳させられ、ファーフィールド内においては平面である波面６６を有する全レーザ放射フィールド６４を形成する。
【００５７】
デカップリング素子４６は、このレーザ放射フィールド６４が、偏光プリズム５０を結合解除（outcoupling)なしに通過するような偏光面の回転を受けることを引き起こし、偏光プリズム５０によってマスタレーザ放射３４が全レーザ放射フィールド６４の伝搬方向７８に対して横断方向に結合され、伝搬方向７８とは反対にスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nのアレイ１０の方向においてデカップリング素子４６を通過する。
【００５８】
光変換装置７０による全レーザ放射フィールド６４の発生に関する更に詳細な説明が、本明細書にその内容全体を引例として組み入れてある、the Journal of Modern Optics, 1993, Volume 40, No.4, page 637-645 における、P.Ehbets, H.P.Herzig, R.Daendliker, P.RegnaultおよびI.Kjelbergによる標題“Beam shaping of high-power laser diode arrays of continuous surface-relief elements ”の論文に示されている。
【００５９】
図６に示してある本発明のレーザ放射源の第２の実施態様では、第１の実施態様の要素と同一の要素を同じ参照番号で示してあり、したがって、その説明に関しては、第１の実施態様に関する説明全てを参照することが可能である。
第１の実施態様とは対照的に、光変換装置６０′が、位相板７２と位相補正板７６とを有するフーリエ光学装置６８だけでなく、光変換装置６０′に予め接続されておりかつ個別レンズ８４のセット８２を有する中間光学装置８０も含み、これらの個別レンズ８４はスレーブレーザダイオード１２に関連付けられており、かつ、それぞれのスレーブレーザ放射６２1〜６２Nを個々に平行化する。その後方に配置された光学装置８６は、それ自体としては、スレーブレーザ放射６２1〜６２Nの全てを平面８８内で互いに重畳させる。図７に示すスレーブレーザ放射６２1〜６２Nから発して、理論的には互いに等しい位相関係でスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nから出ていく際に、この結果として、空間座標Ｘに応じて変化する強度分布９０が得られる（図８）。
【００６０】
位相板７２が結像平面８８内に配置されているので、このことは、個々の強度最大値に互いに異なった位相関係を与え、したがって、図９に示してあるように、補正板７６が中に配置されている平面７０内では、強度Ａのいわゆる帯域応答特性９２が、他方では変動する位相関係を伴う形で、空間分布に対する関係を生じさせる。この変動する位相関係は位相補正板７６によって補償され、したがって、全体としては、図１０に示してある通りの全放射フィールド６４′が、相互に同一である個別のスレーブレーザ放射６２1〜６２Nの位相関係を有し、かつ、強度の分布が帯域応答特性９２の形状を有し、したがって、これらのスレーブレーザ放射６２1〜６２N全てがコヒーレントに重畳させられ、ファーフィールドにおいては平面である波面６６を有する全レーザ放射フィールド６４′を形成する。
【００６１】
図１１に示してある本発明のレーザ放射源の第３の実施態様では、例えば、従来通りの構成において図１に概略的に示してある第１の実施態様にしたがって構成されている、光変換装置６０とともに光結合装置３６が、１つのユニットを形成することが有利である共通ブロック１００の中に一体化されている。
個別スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nのアレイ１０とマスタレーザダイオード３０は、ブロック１００の端領域１０２に設けられており、スレーブレーザ放射６２は、例えば、端領域１０２内においてブロック１００の中に直接入り、アレイ１０はブロック１００に関して位置が固定されている。
【００６２】
最初の反射の後に、スレーブレーザ放射６２は、同様に回折光学素子として設計されているフーリエ光学装置６８′上にぶつかり、最後に、同様に回折光学素子として設計されているさらに別の位相補正板７６′上で反射する。
その次に、スレーブレーザ放射６２は、端領域１０４内のブロック１００の中に組み込まれている素子として同様に設計されているデカップリング素子４６′を通過する。
【００６３】
同じやり方で、マスタレーザ放射３４はブロック１００内を導かれ、同様に回折光学素子として設計されている光平行化装置３８′上にぶつかり、これに続く幾つかの反射が偏光プリズム５０内に入り、この偏光プリズム５０によって、図１に関して説明したのと同じやり方で光変換装置６０′の中に結合される。
図１２に示してある本発明のレーザ放射源の第４の実施態様では、ブロック１００′は、その小区画１０６において、外形が平行四辺形のブロックとして設計されており、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの２次元アレイ１０はこの平行四辺形の短辺側に配置されている。
【００６４】
個々の光学素子は、第３の実施態様の場合と同じやり方で回折光学素子として同様に設計されている。
マスタレーザダイオード３０のマスタレーザ放射３４は、デカップリング素子４６′の偏光プリズム５０を経由して結合が生じるように、スレーブレーザ放射６２に対して同様にずれた形でブロック１００′内に導かれる。
【００６５】
残りの素子に関しては、同じ素子が同じ参照番号で示されており、したがって、これらの素子に関する説明については、前述の実施態様に関する説明を全て参照できる。
これらの個々の実施態様に関する前述の説明では、個別のスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nのための個別の電力供給回路網２０1〜２０Nをどのように設計するかに関しては明らかにしていなかった。
【００６６】
図１３に示すような最も単純な事例では、電力供給回路網２０1〜２０Nは、それぞれのスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nに直列に接続されておりかつ給電線１１２によって定電圧源２２に接続されている抵抗器１１０1〜１１０Nであり、一方、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nはそれ自体としては接地されている。
【００６７】
それぞれの垂直放出体１２０をレーザ放射の伝搬方向１５０に対して横断方向に同一の偏光を伴って動作させておくために、垂直放出体１２０の断面の形状を、伝搬方向１５０に対して直角の平面内において円形形状から外れるように設計してもよい。例えば、その断面の形状は楕円形であり、すなわち、円形の断面から一方の側において外れる。あるいは、偏光の方向を、基板の適切な結晶方向の結果として著しく安定化させることも可能である。
【００６８】
図１４と図１５に示してあるように、個別のスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nのための電源は、レーザダイオード、特にスレーブレーザダイオード１２としての垂直放出体１２０の場合に実現されることが可能であり、これは、垂直放出体１２０が、共通の接触層１２２上にそれ自体としては位置している共通基板１４の上に配置されており、この共通の接触層１２２が接地層に相当し、この接地層を経由して個別の垂直放出体１２０の各々が基板層１４を介して接地に接続されるからである。
【００６９】
個別の垂直放出体１２０の各々に対する電流の供給が、それぞれの垂直放出体１２０の最上層１２４上に配置されておりかつそれぞれのレーザ放射のための出口表面１３０を広げる開口１２８を有する接触リング１２６によって行われる。
こうした垂直放出体１２０の接触リング１２６の各々は、それ自体としては、それぞれの垂直放出体１２０を取り囲みかつ好ましくは垂直放出体１２０を取り囲む絶縁層１３４上に位置している外側接続リング１３２に接触している。
【００７０】
調整可能な配線部１３６が外側接触リング１３２に達し、これらの配線部１３６は、外側接触リング１３２と、個別の垂直放出体１２０の間を延びる絶縁層１４１上に位置している交差接続経路導体１３８と１４０の回路網との間に位置している。
外側リング１３２の各々は、４つの配線部１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ及び１３６ｄによって交差接続経路導体１３８と１４０の回路網に接続されていることが好ましく、配線部１３６ａ〜１３６ｄが、その基本的な形状においてすでに互いに異なっている断面を有し、かつ、それぞれのスレーブレーザダイオード１２に直列に接続されている抵抗器１１０を共に形成することが好ましい。例えば、これらの配線部１３６ａ〜１３６ｄの全てはレーザビームによってトリミングされることが可能であり、このトリミングは、配線部１３６ａ〜１３６ｄの中に凹み１３９を挿入することによって行われ、これらの凹み１３９は断面のさらなる縮小を生じさせ、したがって抵抗を増大させる。
【００７１】
配線部１３６ａ〜１３６ｄの断面がその基本的な形状においてすでに互いに異なっているので、様々な抵抗の変化を、凹み１３９の挿入の結果として実現することが可能であり、したがって、配線部１３６ａ〜１３６ｄ全ての合計抵抗の粗いあるいはやや粗い微調整が、垂直放出体１２０に関して実現されることが可能である。
【００７２】
しかし、配線部１３６ａ〜１３６ｄの断面の縮小に加えて、または、もう一つの選択肢として、例えば、電流を搬送しない配線部セグメント１３６ｄ′１と１３６ｄ′２とが切断１４２（図１６）のために生じるように、切断１４２を配線部１３６ｄ′に設けることが同様に想定できる。
配線部セグメント１３６ｄ′１、１３６ｄ′２の各々は、切断１４２の付近に、例えば白金で構成されている非濡れ性の層１４３を有し、これは、他方では、はんだ層１４４で覆われている。
【００７３】
例えばレーザビームによる熱の作用によってはんだ層１４４の溶融が引き起こされる場合には、図１７に示してあるように、層１４３の非濡れ性のために、はんだ球１４４ｋが生じ、こうしたはんだ球は切断１４２を架橋する位置にあり、したがって、全体的に見て、電流が配線部セグメント１３６ｄ′１から非濡れ性層１４３と接触はんだ球１４４ｋと非濡れ性層１４３とを経由して配線部セグメント１３６ｄ′２に伝導されることになる。
【００７４】
この点で、はんだ球１４４ｋのサイズが、はんだ層１４４が溶融する前のはんだ層１４４の厚さと広がりとによって決定されることが好ましい。
したがって、伝導性であり、それによって全体として抵抗を減少させるように、切断１４２が設けられておりかつ何よりもまず無限の抵抗を有する配線部１３６ｄ′を構成することが可能であるが、これは、この場合にも、例えば異なった位置に凹み１３９を挿入することによって、配線部１３６ｄ′の抵抗を同様に減少させるということを排除するものではない。
【００７５】
交差接続経路導体１３８と１４０の回路網は、図１４に示してあるように、定電圧源として設計されていることが好ましい電圧源２２に接続されている。
なお、図１４は、図１５に表示されているようにスレーブレーザダイオードを有する基板を一点鎖線に沿って切った断面図であり、交差接続経路導体１４０は図１４には表われない。また図１４には、スレーブレーザダイオード１２1 の配線部１３６ｃを省略しており、調整可能な配線部１３６ａだけを示している。
スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの全てにこのように電流を供給する場合には、電圧源２２の電圧のわずかな変動は重要ではないが、これは、電流がスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの全てにおいて同一のやり方で増減し、したがって、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの相対的な調整が同一の状態のままだからである。
【００７６】
図１８に示してあるように、それぞれのスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nを通過する電流の調整が、結果的に生じるスレーブレーザ放射６２の伝搬方向１５０が変化する垂直放出体１２０の層配列１４５、１４６、１４８内の光学経路をもたらし、したがって、それぞれの垂直放出体１２０に設けられる光共振器の共振曲線１５２を生じさせ、さらに、これは、例えば、垂直放出体内の層として設計されたブラッグ（Bragg)格子１４６、１４８によって形成される。
【００７７】
したがって、垂直放出体１２０に存在するそれぞれの共振器１４６、１４８の共振曲線１５２は、周波数軸に対してずれていてもよい。例えば、それぞれのマスタレーザ放射３４によってそれぞれの垂直放出体１２０の調整を行うことを意図している場合には、図１８に示してある通りに、例えばマスタレーザ放射３４の波長が共振曲線１５２の最大点１５４にほぼ位置しているように、共振曲線１５２がずれていてもよい。
【００７８】
この場合には、非安定スレーブレーザダイオード１２の周波数がマスタレーザダイオード３０の周波数と同一である。
しかし、マスタレーザ放射３４′によって図１８に同様に示してあるように、マスタレーザ放射３４′が最大点１５４の隣りに位置するように、マスタレーザ放射３４に対して共振器１４６、１４８の共振曲線１５２をずらすことも可能である。これは、この相対的なずれが非常に小さく、したがって、マスタレーザ放射３４′が依然として動作範囲内すなわち共振曲線１５２の「ロック範囲（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｒａｎｇｅ）」内に位置している限りにおいて、可能である。
【００７９】
したがって、図１９に示してあるように、マスタレーザ放射３４とスレーブレーザ放射６２との間の相対的な位相関係を調整することもできる。
例えば、垂直放出体１２０の中の１つの垂直放出体の場合に、スレーブレーザ放射６２の位相関係が、垂直放出体１２０全ての場合にその周波数に関して同一であるマスタレーザ放射３４に対して変化させられなければならないならば、この垂直放出体１２０の場合の共振曲線１５２を、スレーブレーザダイオード１２がマスタレーザ放射３４に対して所望の相対的な位相差で動作するようになるまで、したがってスレーブレーザ放射６２もこの位相差を有するようになるまで、電流を調整することによってずらし、この場合には、マスタレーザ放射３４の周波数は垂直放出体１２０全ての場合に依然として同一であり、したがって、垂直放出体１２０の全てがマスタレーザ放射３４の周波数において動作する。
【００８０】
したがって、全レーザ放射フィールド６４中の全てのスレーブレーザ放射６２のコヒーレントな同相の重畳を得ることが可能なように、スレーブレーザダイオード１２1〜１２N全ての相互の位相関係の正確な調整を実現することが可能である。
それぞれの垂直放出体１２０の位相関係をこのように調整することによって、位相ずれを、後続の光学部品、特に、位相板７２と位相補正板７６とを有する光変換装置６０によって同様に補償してもよい。
【００８１】
それによって、個別のスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの相対的な位相関係が調整できるが、これは、例えば、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの全てが、マスタレーザ放射３４の周波数において、すなわち、動作中のマスタレーザダイオード３０と共に動作している最中に、集束させられた全レーザ放射フィールド６４の強度が測定されて、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの２つのスレーブレーザダイオードだけからその都度毎に最大化されるからである。この点で、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの１つのスレーブレーザダイオード、例えばスレーブレーザダイオード１２1を基準として使用し、例えば、基準スレーブレーザダイオード１２1とその他のスレーブレーザダイオード１２2〜１２Nのそれぞれ１つとがマスタレーザ放射３４と共に動作させられ、集束させられた全レーザ放射フィールド６４内でのそれらの強度だけが測定されるように、その他の全てのスレーブレーザダイオード１２2〜１２Nを、これらの位相関係に関して基準として動作するこのスレーブレーザダイオード１２1に合わせられる。その強度が最大である場合には、２つのスレーブレーザ放射６２1と６２2-Nの位相が互いに一致する。
【００８２】
抵抗器１１０2〜１１０Nのそれぞれに対応する抵抗器の調整を、それぞれ２つのスレーブレーザ放射６２の同相の重畳が実現されるまで、こうした時点でその都度行う。
こうした調整を行う可能性の１つを、第４の実施態様に基づいて図２０に例示してある。この調整のためには、スレーブレーザダイオード１２1〜１２Nのアレイ１０が、ブロック１００′の対応する表面から一定の距離において反転して横方向に配置され、かつ、端部１０２′の領域内でブロック１００′上に直接接しているかのように中間光学結像装置１６０を介して結像させられる。
【００８３】
中間光学結像装置１６０のおかげで、例えば、絞り１６２を使用して、２つのスレーブレーザ放射（例えば、スレーブレーザ放射６２1とスレーブレーザ放射６２2）をその都度に選択し、その他のスレーブレーザ放射６２3〜６２Nをマスキングすることが可能である。しかし、これと同時に、マスタレーザ放射３４が依然としてスレーブレーザダイオード１２1とスレーブレーザダイオード１２2とを同一の周波数に維持するように注意が払われる。
【００８４】
この調整を行うために、配線部１３６ａ〜１３６ｄの中の１つの配線部の中に凹み１３９を挿入するように、および／または、配線部１３６ｄ′内の切断１４２を架橋してスレーブレーザダイオード１２2を調整するように、すなわち、集束させられた全レーザ放射フィールド６４が最大の強度を示すように、それぞれのスレーブレーザダイオード１２（この場合にはスレーブレーザダイオード１２2）の上にハーフミラー１６８によって調整レーザビーム１６４を方向付けることが、中間光学結像装置１６０のせいで可能である。
【００８５】
その次に、この調整方法の完了後にスレーブレーザダイオード１２2〜１２Nの全てが基準スレーブレーザダイオード１２1に対して調整されて基準スレーブレーザダイオード１２1と同相で動作するように、その他のスレーブレーザダイオード１２3〜１２Nに関する手続きが同様に行われる。
さらに、独立したマスタ電源３２のおかげで、マスタレーザダイオード３０に供給される電流を変化させることによって全レーザ放射６４の強度を最小化することが可能であり、この電流の変化は非常にわずかであることが可能であるが、これは、マスタレーザ放射３４の周波数がスレーブレーザダイオード１２1〜１２N全ての共振曲線１５２の外側に位置してスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nがもはや同一の周波数で動作しなくなり、その結果として、全レーザ放射フィールドを形成するための全てのスレーブレーザ放射６２のコヒーレントな重畳が生じなくなるほどにまで、マスタレーザ放射３４の周波数をずらすためには、電流のわずかな変化だけで充分であるからである。この結果として、全レーザ放射フィールド６４が崩壊する。
【００８６】
しかし、マスタレーザダイオード３０がマスタレーザ放射３４を全く放出せず、したがってスレーブレーザダイオード１２1〜１２Nの全てが同様に同一の周波数で動作しなくなるまで、マスタレーザダイオード３０のための電流を変化させることも可能である。
したがって、本発明の解決策は、電流のわずかな変化によって全レーザ放射フィールド６４の強度における高い変調深さを容易に実現することを可能にする。
【００８７】
位相板７２とこれに対応する位相補正板７６の相補的な設計とに関しては、個々の実施態様に関する前述の説明では、さらに詳細には示していない。例えば、統計的に変化する異なった位相を個々のスレーブレーザ放射６２に与えるように位相板７２を設計することが想定できるだろう。
しかし、全レーザ放射フィールド６４において高い効率を得るためには、図２１に示してあるように、位相が中央領域から端領域へ（すなわち、全方向に）進むにつれて単調解析関数として変化するように位相板７２を設計することが特に有利であることが判明しており、この場合に、アレイ１０の中央のスレーブレーザダイオード１２Nが基準としての役割を果たし、例えば次の関数によって、この基準からの位相差が２次関数的に次第に増大し、
φ＝π・（（ｉ−ｉ０)2＋（ｊ−ｊ０)2）／√Ｎ
ここで、ｉ０とｊ０が中央スレーブレーザダイオード１２Mの座標を表し、ｉとｊがそれぞれのスレーブレーザダイオード１２の座標を表す。
【００８８】
これらの位相差は、図２２に示すパターンが、例えば、個々のスレーブレーザ放射６２の相互間の所望の位相関係を与える個々のスレーブレーザ放射６２のための位相板７２の厚さを結果的にもたらすように、この場合に値２πが差し引かれる（deduct）ので、値２πを超える時に補正されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のレーザ放射源の第１の実施態様の略図を示す。
【図２】  スレーブレーザダイオードの位置におけるスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図３】  第１の位相板を通過した後のスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図４】  位相補正板に入る前のフーリエ平面内のスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図５】  位相補正板を通過した後の全レーザ放射フィールドにおけるスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図６】  本発明のレーザ放射源の第２の実施態様を示す。
【図７】  スレーブレーザダイオードの位置におけるスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図８】  位相板を通過した後のスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図９】  位相補正板に入る前のスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図１０】  位相補正板を通過した後のスレーブレーザ放射の空間強度分布と位相関係の略図を示す。
【図１１】  本発明のレーザ放射源の第３の実施態様を示す。
【図１２】  、本発明のレーザ放射源の第４の実施態様を示す。
【図１３】  個別のスレーブレーザダイオードのための個別の電力供給回路網の回路の略図を示す。
【図１４】  スレーブレーザダイオードとしての垂直放出体を有する基板の拡大断面図を示す。
【図１５】  図１４による垂直放出体を有する基板の平面図を示す。
【図１６】  切断を有する導体断面の略図を示す。
【図１７】  切断の架橋を有する図１６による導体断面の略図を示す。
【図１８，図１９】  図１８は、マスタレーザ放射に関する垂直放出体の共振曲線の略図を示す。
図１９は、スレーブレーザダイオードの共振曲線に対するマスタレーザ放射の位置の関数としてのマスタレーザ放射とスレーブレーザ放射との間の相対的な位相関係の略図を示す。
【図２０】  第４の実施態様の場合の個々のスレーブレーザダイオードの相互の調整方法の略図を示す。
【図２１】  一方向に互いに続くスレーブレーザ放射の相互間の位相関係の略図を示す。
【図２２】  図２１に示す位相関係の場合の位相板の厚さの比率の略図を示す。
【図１】
0003662884.tif 000002
【図２】
0003662884.tif 000003
【図３】
0003662884.tif 000004
【図４】
0003662884.tif 000005
【図５】
0003662884.tif 000006
【図６】
0003662884.tif 000007
【図７】
0003662884.tif 000008
【図８】
0003662884.tif 000009
【図９】
0003662884.tif 000010
【図１０】
0003662884.tif 000011
【図１１】
0003662884.tif 000012
【図１２】
0003662884.tif 000013
【図１３】
0003662884.tif 000014
【図１４】
0003662884.tif 000015
【図１５】
0003662884.tif 000016
【図１６】
0003662884.tif 000017
【図１７】
0003662884.tif 000018
【図１８−１９】
0003662884.tif 000019
【図２０】
0003662884.tif 000020
【図２１】
0003662884.tif 000021
【図２２】
0003662884.tif 000022