(57)【要約】第１の空洞共振器エンドミラー（１０）と第２の空洞共振器エンドミラー（２０）（両ミラーは、電磁放射の入射ビーム（１００）を互いに向かって少なくも部分的に反射するべく配置されている）と、空洞共振器内の電磁放射ビームの光路と（これは、第１（１０）及び第２の空洞共振器エンドミラー（２０）によって長さが定義されている）、電磁放射ビーム（１００）の光路の一部が分散装置（５０）内を横断するように配置された分散装置（５０）と、を有し、分散装置（５０）は、電磁放射の波長に対するその部分の光路長の関数的依存性を示す分散特性を有しており、この光路長は、電磁放射の波長の増大と共に増大する、空洞共振器である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の空洞共振器エンドミラー（１０）及び第２の空洞共振器エンドミラー（２０）であって、両方のミラーが電磁放射の入射ビーム（１００）を互いに対して少なくとも部分的に反射するべく構成されている、第１の空洞共振器エンドミラー（１０）及び第２の空洞共振器エンドミラー（２０）と、
前記第１（１０）及び第２の空洞共振器エンドミラー（２０）によって長さが画定されている、空洞共振器内の前記電磁放射ビームの光路と、
分散装置（５０）であって、前記電磁放射ビーム（１００）の前記光路の一部が前記分散装置（５０）内を横断するように配置されている、分散装置（５０）と、
を有し、
前記分散装置（５０）は、前記一部、の光路長が、前記電磁放射の波長に対して関数的依存性を示す分散特性を有しており、前記光路長は、前記電磁放射の波長の増大に伴って増大する
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項２】
前記分散特性の前記関数的依存性は、前記空洞共振器内において電磁放射の正確に１つの単一モードの生成を許容するように設計されることを特徴とする請求項１に記載の空洞共振器。
【請求項３】
前記分散特性の前記関数的依存性は、少なくとも限定された波長範囲内における前記電磁放射の２つの異なる波長に対して、前記空洞共振器内の前記光路が同一になるように設計されることを特徴とする請求項１に記載の空洞共振器。
【請求項４】
前記電磁放射を生成するための利得媒質（５０）であって、前記第１の空洞共振器エンドミラー（１０）と同一である背面と、前面（５１）と、を有し、前記前面（５１）を通過させて前記第２の空洞共振器エンドミラー（２０）に向かって前記ビーム（１００）を放射する利得媒質（５０）
を更に有することを特徴とする請求項１又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項５】
前記分散装置（５０）は、前記第２の空洞共振器エンドミラー（２０）の少なくとも一部を占めることを特徴とする請求項１又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項６】
前記利得媒質（５０）から放射された前記ビーム（１００）を前記光路に沿って前記第２の空洞共振器エンドミラー（２０）に向けてコリメートするレンズ（４０）を更に有することを特徴とする請求項１又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項７】
前記分散装置（３０）が、前記レンズの少なくとも一部を占めていることを特徴とする請求項６に記載の空洞共振器。
【請求項８】
前記空洞共振器の共振モードの組の中の１つの共振モードを有する、前記電磁放射のスペクトル分布の波長範囲を選択する波長可変フィルタ（６０）を更に有することを特徴とする請求項３又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項９】
前記利得媒質（５０）及び前記第２空洞共振器エンドミラー（２０）のうち、いずれか１つは、前記空洞共振器の前記光路長を、前記波長可変フィルタ（６０）によって提供される前記選択された波長範囲に対して調節するべく、前記ビーム（１００）の前記光路の方向に移動可能であることを特徴とする請求項７又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項１０】
前記波長可変フィルタ（６０）は、前記電磁放射ビーム（１００）を回折及び向きを変更する回折格子を有しており、前記空洞共振器は、Ｌｉｔｔｒｏｗ空洞共振器又はＬｉｔｔｍａｎｎ空洞共振器のいずれかであることを特徴とする請求項８に記載の空洞共振器。
【請求項１１】
前記分散装置（３０）は、を有していることを特徴とする請求項１又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項１２】
前記分散装置（５０）は、
基板材料上にエピタキシャル成長させた半導体材料であって、前記半導体材料及び前記基板材料は、それぞれ、ＡｌＧａＡｓ及びＧａＡｓ、ＡｌＧａIｎＰ及びＧａＡｓ、IｎＧａＡｓＰ及びIｎＰ、又はＡｌＧａＮ及びＧａＮのいずれかの組み合わせである、基板材料上にエピタキシャル成長させた半導体材料と、
気相成長段階において基板材料上に堆積された半導体材料であって、Ｓｉ、Ｇｅから構成される群の中の１つである半導体材料と、
バルク材料として構築された半導体材料であって、Ｓｉ、ＧａＡｓ、及びIｎＰの中の１つである半導体材料と、
ＳｉＯ2、ＴｉＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＮである誘電体材料と、
ＰＭＭＡを有する群の中のポリマー材料と、
を有する群の中の１つ又は複数の材料を有することを特徴とする請求項１又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項１３】
前記利得媒質（５０）は、線形光増幅器であることを特徴とする請求項４又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【請求項１４】
前記分散装置（３０）は、前記利得媒質（５０）内に内蔵されていることを特徴とする請求項４又は前項までの請求項中のいずれか一項に記載の空洞共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空洞共振器に関し、更に詳しくは、内部又は外部エネルギー源から提供される電磁放射の共振モードを選択する空洞共振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空洞共振器は、光学産業分野において、特に、光生成又は光学計測装置の分野において、その果たす役割が益々増大している。
【発明の開示】
【０００３】
改善された空洞共振器を提供することが本発明の目的である。この目的は、請求項１に記載された特徴を有する空洞共振器によって達成される。好適な実施例については、従属請求項に記載されている。
【０００４】
本発明によれば、第１及び第２の空洞共振器エンドミラーを有する空洞共振器が提供され、これら両方のミラーは、電磁放射ビームの光路長を画定しており、このビームは、それぞれのミラーによってもう一方のミラーに向かう方向に反射される。両ミラーによって長さが画定されているこの空洞共振器は、放射スペクトルから一連の共振モードを形成する。これらのモードの波長は、空洞共振器の光路長に依存する。
【０００５】
ビームの光路内には、分散装置が配置されている。この結果、この光路の一部分は、この分散装置内に位置している。分散装置は、更に反射防止コーティングを有している。
【０００６】
分散装置は分散特性を有しており、この装置内の光路部分の長さは、電磁放射の波長に対して関数的依存性を示し、この光路長は、電磁放射の波長の増大に伴って増大する。
【０００７】
この分散装置は、以下に記す分散の影響のすべて又はいくつかを補償する補償器として機能する：空洞共振器内における個別モードの選択及び／又は空洞共振器内のその他の要素の分散特性。この分散特性には、屈折率ｎ、波長λに対するｎの１次導関数ｄｎ／ｄλ、又は２次導関数ｄ2ｎ／（ｄλ）2、或いは、場合によっては、更に高次の導関数が含まれる。
【０００８】
本発明の好適な実施例によれば、このような機能を具備する分散装置を実装するには、少なくとも２つの態様が存在している。
【０００９】
１．  波長とともに増大する屈折率を具備する分散材料を使用する。この特徴は、異常分散とも呼ばれるものである（例：波長範囲３００ｎｍ〜３７０ｎｍにおける珪素）。一般に、この特性は、吸収ピークの高エネルギー側に存在しており、このため、この波長範囲には、大きな損失も存在する。
【００１０】
２．  Ｂｒａｇｇ反射により、並びに、一連の適切な厚さのレイヤとの組み合わせにより、比較的小さな波長を具備する電磁放射の入射ビームをマルチレイヤ構造の表面、又は表面近傍において反射し、比較的大きな波長を具備するビームを更に深いレイヤによって反射する反射マルチレイヤ構造を使用する。この結果、比較的大きな波長を具備する電磁放射の光路長が比較的大きな値をとることになる。これを実現するには、これらのレイヤの厚さを、例えば、段階的に減少させる。あるいは等価的に、屈折率を段階的に増す。このケースにおいては、通常の分散材料を適用可能である。尚、この構造は、エッチング技術を使用することにより、平面導波路においても実現可能である。
【００１１】
これらのレイヤの形成に利用する材料の例としては、
ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長したＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＰ基板上にエピタキシャル成長したＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＮ基板上にエピタキシャル成長したＡｌＧａＮ；
例えば、熱蒸着段階によって形成されたＳｉ又はＧｅなどの半導体材料；
Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどのバルク材料として構築された半導体材料；
ＳｉＯ2、ＴｉＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＮなどの誘電材料を交互に変化させたレイヤ；
ＰＭＭＡなどのポリマー材料；
金属とポリマーの組み合わせが挙げられる。但し、分散装置は、これらの材料組成に限定されるものではないことを理解されたい。
【００１２】
第１及び第２の空洞共振器エンドミラーは、例えば、金属又は誘電体ミラー、追加コーティングを有する（又は、有さない）半導体チップのへき開面など、あらゆる反射構造によって構成可能である。
【００１３】
３．  すべての波長で空洞共振器の共振条件を満足するように、比較的大きな波長用の比較的大きな空洞共振器長を具備する分散反射器を使用する外部空洞共振器の構成を使用する。
【００１４】
本発明の一態様においては、空洞共振器内の分散装置の分散特性は、空洞共振器が離散的なモードを具備しないように設計されている。むしろ、これは、特定の波長範囲内において、フラットで均一な透過特性を有している（即ち、特定の波長範囲内のすべての波長が空洞共振器の共振条件を満足している）。
【００１５】
このような分散装置を有する空洞共振器は、例えば、このような比較的広い波長範囲のロッキングが可能なモードロックレーザー（パルスレーザー）に使用可能である。
【００１６】
本発明の更なる態様によれば、分散装置の分散特性は、空洞共振器中の分散装置を除く部分の分散特性（即ち、空洞共振器内の、他の光学要素の特性の合計）を完全に、又は、少なくとも部分的に補償するべく設計される。尚、この補償は、屈折率ｎ、波長λに対するｎの１次導関数ｄｎ／ｄλ、及び２次導関数ｄ2ｎ／（ｄλ）2、或いは、場合によっては、更に高次の導関数を意味しているが、但し、これらに限定されるものではない。
【００１７】
即ち、この分散特性は、空洞共振器中の他の光学コンポーネントが示す分散特性とは、ほぼ逆になっている。分散装置は、ビームの光路の中の一定の長さを有することが可能であり、これは、少なくとも限定された波長範囲内において、波長とともに増大する。この分散装置の光路長の絶対値は、装置の伸長、装置内においてビームが辿る実際の経路、及び対象とする実際の放射波長によって左右される。
【００１８】
第１及び第２の空洞共振器エンドミラー、レンズ、ウィンドウ、ガス材料、固体材料（特に、半導体材料）、ビームスプリッタなどの空洞共振器内のその他の光学コンポーネントは、一般に、分散特性を有しており、これによれば、光路長は、電磁放射の波長が増大するに伴って減少する。
【００１９】
第１の空洞共振器エンドミラーから第２の空洞共振器エンドミラーに向かってビームが辿る経路の幾何学的な長さが固定されている場合には、本発明の本実施の形態が有する機能により、波長の関数としての分散装置を含む空洞共振器全体の光路長は、結果的に一定になる。
【００２０】
本発明の本実施の形態による空洞共振器を実際に設計する際には、まず、分散装置を除く部分の空洞共振器の分散特性を判定し、次いで、この分散装置に材料及び構造を適用することにより、基本的に空洞共振器とは反対の分散特性を示す分散装置を形成するのが有利である。これは、本発明の一実施の形態においては、例えば、分散を調整したフォトニック結晶によって実現可能である。
【００２１】
本発明の更なる実施の形態によれば、有利なことに、分散装置を有する波長可変空洞共振器が提供される。このために、一連の共振モードをシフトさせるべく、ビームの光路に沿った第１及び第２の空洞共振器エンドミラー間の幾何学的な距離（これは、直線の、又はリダイレクトされたビームに対応している）を変化させることができる。
【００２２】
一般には、波長可変フィルタを使用することにより、これらのモードの中の１つを選択することが望ましい。空洞共振器の変化によって共振モードの波長がシフトするため、共振モードをフィルタの波長範囲内に維持するべく、波長フィルタを空洞共振器の変化に応答してチューニングする。
【００２３】
放射ビームの光路内に実装された分散装置は、空洞共振器内のその他の光学要素の正常分散特性を補償する。これが存在しなければ、これらの要素の正常分散特性により、共振モードを比較的大きな（又は、比較的下の）波長にシフトさせた際にモードホップが生じることを避けられないであろう。即ち、本発明によれば、有利なことに、モードホップを生じさせることなしに波長のチューニングを実行可能な波長範囲が拡張されるのである。
【００２４】
更なる実施の形態においては、波長可変空洞共振器には、好ましくは半導体材料からなるレーザー媒質、第１の空洞共振器エンドミラーを形成する背面、及びビームが第２の空洞共振器エンドミラーに向かって放射される前面を有するレーザー源が備えられている。好ましくは、この空洞共振器は、内部及び外部空洞を有している。
【００２５】
波長可変空洞共振器に関しては、本発明は、Ｌｉｔｔｍａｎｎ空洞共振器、Ｌｉｔｔｒｏｗ空洞共振器、線形空洞共振器、又はリング空洞共振器のいずれか１つとして実施可能であるが、これらの空洞共振器に限定されるものではない。むしろ、本発明による分散装置は、有利なことに、可変波長範囲を限定する分散特性を具備する光学要素を有するあらゆる波長可変空洞共振器に対して提供可能である。又、本発明は、レーザーに限定されるものでもなく、ファイバ干渉計の分野における波長可変空洞共振器とすることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
添付図面とともに、本発明に関する以下の詳細な説明を参照することにより、本発明のこれらの及びその他の、目的、特徴、態様、及び利点が更に明らかとなろう。
【００２７】
図１Ａには、本発明の第１の実施の形態が示されている。空洞共振器１は、第１の空洞共振器エンドミラー１０と第２空洞共振器エンドミラー２０によって画定されており、両ミラーは、電磁放射ビーム１００が直接反射によってそれらの間を横断するように互いに対向している。尚、この電磁放射は、例えば、半透明な第１又は第２の空洞共振器エンドミラー１０、２０を通じて導入可能である。
【００２８】
空洞共振器１は、第１及び第２の空洞共振器エンドミラー１０、２０間の固定された距離によって画定されている光路長を有している。これは、第１の空洞共振器エンドミラー１０、ガス媒質１５、及び第２の空洞共振器エンドミラー２０によってそれぞれ構成される個々の光路長の合計に対応している。
【００２９】
電磁放射ビーム１００がミラーからミラーに向かって辿る光路内には、分散特性を有する分散装置３０が配置されており、この分散特性は、第１及び第２の空洞共振器エンドミラー１０、２０及びガス媒質１５の分散特性とは逆のものになっている。即ち、分散装置３０内の光路の部分３１の光路長は、波長の増大に伴って増大する。そして、この分散装置３０も合計光路長の一部を構成しており、この光路長は、分散特性に応じて波長によって変化する。
【００３０】
この分散装置３０は、第２の空洞共振器エンドミラー２０上に取り付けられた反射マルチレイヤ構造を有すると共に、ＡＲコーティング３５をも具備している。これは、特定の分散特性を有し、図１Ａの下の部分に示されている２つの共振モード曲線に、この効果が示されている。上の曲線は、第１の真空波長又は、スペクトルエネルギーＥ1に、下の曲線は、第２のスペクトルエネルギーＥ2にそれぞれ対応している。ここで、第１のスペクトルエネルギーは、第２のスペクトルエネルギーよりも大きくなっているが、両曲線は、同一のモード数（ｍ＝１０）を具備している。即ち、真空波長の減少（即ち、比較的低いモードへの変化）が、分散装置３０による光路長の減少によって補償され、この結果、わずかに増大したスペクトルエネルギーは依然として同一のモード数で表わされているのである。
【００３１】
この実施例においては、分散装置３０によって実現されることが必要とされる所望の分散曲線は、次の式から算出可能である。
【００３２】
ｍ・λ1＝ｌvac＋ｌcomp・ｎ（λ1）
ｍ・λ2＝ｌvac＋ｌcomp・ｎ（λ2）
ここで、ｌvac及びｌcompは、それぞれ真空及び分散装置３０を通る幾何学的な経路長である。条件λ1＜λ2から、ｎ（λ1）＜ｎ（λ2）、即ち、波長λ1における分散装置３０内の光路長は、波長λ2における場合よりも小さくなる。
【００３３】
単純なＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ型空洞共振器で、分散装置を有しているものと有していないものとの比較が図１Ｂに示され、結果的に生成される透過Ｔが波長λの関数として示されている。上側の図は、従来技術による状態を示しており、この場合には、空洞共振器内に、一組の共振モードが生成されている。しかしながら、分散装置３０を含むケースを表している下側の図においては、特定の波長範囲内のすべての波長λが共振条件を満足しており、フラットな透過スペクトルがもたらされている。そして、この例における透過Ｔのフラットなスペクトルは、１つのモード（ｍ＝１０）にのみ対応している。
【００３４】
図２には、利得媒質又は増幅器を有する空洞共振器が示されている。ここでは、分散装置３０は、低リップルＡＳＥ光源（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の利点を有するように使用されており、これは、利得チップ５０の、光ビーム１００に対して傾斜した面によって実現されている。
【００３５】
図３には、利得チップ内に内蔵されたモード補償用の分散装置３０を具備する空洞共振器が示されている。分散装置３０を内蔵するこの使用法は、空洞共振器によるフラットな透過スペクトルの生成を要する場合に、線形光増幅器（ＬＳＯＡ）との組み合わせにおいて、特に有利である。
【００３６】
図４には、本発明による空洞共振器の更なる実施の形態が示されている。空洞共振器のエンドミラー１０及び２０は、線形空洞共振器レーザー源内において、一定の長さを具備する光路を画定している。前面５１及び背面（これは、第１の空洞共振器エンドミラー１０と同一である）を具備する利得媒質５０が、レンズ４０を通じて、第２の空洞共振器エンドミラー２０に向かって電磁放射ビーム１００を放射する。レンズ４０は、このレーザー源から放射された光ビームを光路に沿ってコリメート（平行化）するべく機能する。
【００３７】
空洞共振器１は、波長可変フィルタ６０を更に有している。これは、制御ユニット８０を介して、移動可能な第２の空洞共振器エンドミラー２０と接続されている。この移動可能な第２の空洞共振器エンドミラー２０がシフトすると、空洞共振器１内で、ある複数の共振モード分の波長がシフトすることになる。波長可変フィルタ６０は、制御ユニット８０により、必要とされる共振モードに連動してその波長レンジが動くように適合される。
【００３８】
例えば、半導体チップである利得媒質５０、レンズ４０、波長可変フィルタ６０などの、空洞共振器の光学要素の中には、図４の左下部分に示されている分散特性１１０を示すものが存在する。この図の概略表現においては、この屈折率ｎは、波長λの単調減少関数として与えられている。
【００３９】
この空洞共振器１内には、図４の右下部分に示されている分散特性１２０を具備する分散装置３０が備えられている。この屈折率ｎは、波長λの単調増加関数である。この分散装置３０の分散特性１２０は、空洞共振器１内のその他の光学要素１０、２０、４０、５０、６０の分散特性１１０を補償するべく設計されている。ビームの光路に沿ったこの装置の幾何学的な長さに屈折率の重み付けをすることにより、実際の光路長がそれぞれ決定されることになる。
【００４０】
この結果、本実施の形態の空洞共振器１を使用すれば、第２の空洞共振器エンドミラーを作動させて共振モード波長をスキャンした際のレンズ４０、レーザー媒質５０、波長可変フィルタ６０などの光学要素に起因する光路長の差を、適切な分散特性を具備する分散装置３０による光路長の対応する負の差によって補償することができる。
【００４１】
図５には、本発明の第３実施例が示されており、この場合には、Ｌｉｔｔｍａｎｎ型空洞共振器が示されている。第１及び第２の空洞共振器エンドミラーが、空洞共振器の光路長を画定しており、この中には、可変波長フィルタとして、傾斜させた回折格子が配置されている。第２の空洞共振器エンドミラーは、回動点９１を中心とする回転方向２００において移動可能であり、この回転軸は、回折格子６０、ミラー２０、及び背面（これは、第１の空洞共振器エンドミラー１０と同一である）の延長線として描かれたラインの交差点として定義されている。又、この空洞共振器は、レーザー媒質５０と、このレーザー媒質５０から放射されるビーム１００をコリメートするレンズ４０と、をも有している。
【００４２】
第２の空洞共振器エンドミラー上には、分散装置３０が反射マルチレイヤとして取り付けられている。前の実施の形態と同様に、この分散特性１２０は、その他の光学要素の分散特性１１０を補償するべく設計されている。有利なことに、低分散空洞共振器を実現することにより、分散による制約を有するシステムの場合の約１５０ｎｍの波長範囲と比べて、４００ｎｍを上回る広い波長範囲内において安定した位置を具備する回動点９１が可能となる。
【００４３】
この第３の実施の形態の場合には、分散補償装置は、光学ビーム１００のどの部分にも配置可能である。
【００４４】
更なる実施の形態においては、分散装置３０は、例えば、機械的圧力によるか、或いは、圧電素子によって電気的に制御可能な分散特性を具備している。例えば、所望の分散特性を実現するべく、反射マルチレイヤの単一レイヤの厚さを変化させることができる。
【００４５】
すべての波長が空洞共振器の共振条件を満足するように、比較的大きな波長用の比較的大きな空洞共振器長を具備する分散反射器を使用する外部空洞共振器の構成の更なる実施例が図６に示される構成によって提供される。この構成は、Ｌｉｔｔｍａｎｎタイプである。ここでは、分散装置３０は、チャープ格子によって実現されている。この分散装置３０が、波長フィルタ６０によってリダイレクトされた光ビーム１００を反射し、この波長フィルタ６０も回折格子として示されている。
【００４６】
回折格子６０の効果は、異なる波長を有する光ビームの部分を分散装置３０に向かって異なる角度でリダイレクトする、即ち回折させることである。分散装置３０の回折格子は、半径ｒを具備する球面９０を形成するように、チャープ又は湾曲しており、このｒは、空洞共振器の回動点９１と、光ビーム１００のフィルタ格子６０との交点との間の距離の半分であり、球面９０の中心点Ｍは、フィルタ格子６０と回動点９１を結ぶライン上の中心に位置している。この構成によれば、大きな波長λ2を具備する回折光の部分は、小さな波長λ1を具備する部分よりも大きな角度で回折することになる。この結果、フィルタ格子６０と分散装置の格子３８間における経路は、波長が大きいほど長くなる。この実施例においては、分散装置３０は、チャープ格子３９と、両格子間のスペース３８から構成されている。
【００４７】
以上、本発明について、詳細に図示及び解説したが、以上の説明は、すべての面において例示を目的とするものであって、限定を意図するものではない。従って、本発明の範囲を逸脱することなしに、多数の変更及び変形を案出可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】２つの空洞共振器エンドミラー及び分散装置を有する本発明の第１の態様による空洞共振器の基本的な概念（この空洞共振器は、異なる波長に対して同一のモード数ｍを具備している）を示す図である。
【図１Ｂ】単純なＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ空洞共振器で、分散装置を有していないものと有しているものとの比較を示す図であり、結果的に生成される透過スペクトルを示す図である。
【図２】分散装置を具備する空洞共振器内に内蔵されている低内部反射用の傾斜面を有する利得チップを示す図である。
【図３】利得材料内に内蔵されている分散装置を有する実施例を示す図である。
【図４】本発明による分散装置を有する外部線形空洞共振器を具備する波長可変レーザーを示す図である。
【図５】第２の空洞共振器エンドミラー上に取り付けられた分散装置を有する外部Ｌｉｔｔｍａｎｎ空洞共振器を具備する波長可変レーザーを示す図である。
【図６】湾曲した反射器に入射するすべての波長に対して共振条件を満足する外部空洞共振器の構成を示す図であり、この湾曲した反射器は、異なる波長λ1、λ2を反射してそれらの方向が逆になるようにするチャープ格子がその表面上に設けられている。
【図１Ａ】
2005536897.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年5月23日(2005.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の反射ユニット（１０）及び第２の反射ユニット（２０）であって、両方の反射ユニットが電磁放射の入射ビーム（１００）を互いに対して少なくとも部分的に反射するべく構成されている、第１の反射ユニット（１０）及び第２の反射ユニット（２０）と、
前記第１（１０）及び第２の反射ユニット（２０）によって長さが画定されている、空洞共振器内の前記電磁放射ビームの光路と、
分散装置（３０）であって、前記電磁放射ビーム（１００）の前記光路の一部が前記分散装置（３０）内を横断するように構成される、分散装置（３０）と、
を有し、
前記分散装置（３０）は、前記一部、の光路長が、前記電磁放射の波長に対して関数的依存性を示す分散特性を有しており、前記光路長は、前記電磁放射の波長の増大に伴って増大する
ことを特徴とする波長可変レーザ装置。
【請求項２】
前記分散特性の前記関数的依存性は、前記空洞共振器内において電磁放射の正確に１つの単一モードの生成を許容するように設計されることを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項３】
前記分散特性の前記関数的依存性は、少なくとも限定された波長範囲内における前記電磁放射の２つの異なる波長に対して、前記空洞共振器内の前記光路が同一になるように設計されることを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項４】
前記電磁放射を生成するための利得媒質（５０）であって、前記第１の反射ユニット（１０）と同一である背面と、前面（５１）と、を有し、前記前面（５１）を通過させて前記第２の反射ユニット（２０）に向かって前記ビーム（１００）を放射する利得媒質（５０）
を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項５】
前記分散装置（３０）は、前記第２の反射ユニット（２０）の少なくとも一部を占めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項６】
前記利得媒質（５０）から放射された前記ビーム（１００）を前記光路に沿って前記第２の反射ユニット（２０）に向けてコリメートするレンズ（４０）を更に有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項７】
前記分散装置（３０）が、前記レンズの少なくとも一部を占めていることを特徴とする請求項６に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項８】
前記空洞共振器の共振モードの組の中の１つの共振モードを有する前記電磁放射の、スペクトル分布の波長範囲を選択する波長可変フィルタ（６０）を更に有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項９】
前記利得媒質（５０）及び前記第２反射ユニット（２０）のうち、いずれか１つは、前記空洞共振器の前記光路長を、前記波長可変フィルタ（６０）によって提供される前記選択された波長範囲に対して調節するべく、前記ビーム（１００）の前記光路の方向に移動可能であることを特徴とする請求項８に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項１０】
前記波長可変フィルタ（６０）は、前記電磁放射ビーム（１００）を回折及び向きを変更する回折格子を有しており、前記空洞共振器は、Ｌｉｔｔｒｏｗ空洞共振器又はＬｉｔｔｍａｎｎ空洞共振器のいずれかであることを特徴とする請求項８に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項１１】
前記分散装置（３０）は、
基板材料上にエピタキシャル成長させた半導体材料であって、前記半導体材料及び前記基板材料は、それぞれ、ＡｌＧａＡｓ及びＧａＡｓ、ＡｌＧａIｎＰ及びＧａＡｓ、IｎＧａＡｓＰ及びIｎＰ、又はＡｌＧａＮ及びＧａＮのいずれかの組み合わせである、基板材料上にエピタキシャル成長させた半導体材料と、
気相成長段階において基板材料上に堆積された半導体材料であって、Ｓｉ、Ｇｅから構成される群の中の１つである半導体材料と、
バルク材料として構築された半導体材料であって、Ｓｉ、ＧａＡｓ、及びIｎＰの中の１つである半導体材料と、
ＳｉＯ2、ＴｉＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＮである誘電体材料と、
ＰＭＭＡを有する群の中のポリマー材料と、
を有する群の中の１つ又は複数の材料を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項１２】
前記利得媒質（５０）が線形光増幅器であることと、
前記分散装置（３０）が前記利得媒質（５０）内に内蔵されていることと
のうち、少なくともいずれかの特徴を有することを特徴とする請求項４〜１１のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、波長可変レーザ装置に関し、更に詳しくは、内部又は外部エネルギー源から提供される電磁放射の共振モードを選択する波長可変レーザ装置に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
波長可変レーザ装置は、光学産業分野において、特に、光生成又は光学計測装置の分野において、その果たす役割が益々増大している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
改善された波長可変レーザ装置を提供することが本発明の目的である。この目的は、独立請求項に記載された特徴によって達成される。好適な実施例については、従属請求項に記載されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明によれば、第１及び第２の空洞共振器エンドミラーを有する波長可変レーザ装置が提供され、これら両方のミラーは、電磁放射ビームの光路長を画定しており、このビームは、それぞれのミラーによってもう一方のミラーに向かう方向に反射される。空洞共振器の長さは、両ミラーによって画定され、放射スペクトルから一連の共振モードを形成する。これらのモードの波長は、空洞共振器の光路長に依存する。
【国際調査報告】
2005536897.tif 000010
2005536897.tif 000011
2005536897.tif 000012