(57)【要約】非ポンピング領域によりそれぞれが分離された複数のレーザ・ストライプを含むレーザ・ダイオード・アレイ（１０）。アレイ（１０）は、少なくとも１つの第１レーザ・ストライプ（１２）および少なくとも１つの第２レーザ・ストライプ（１４）を含む。第１レーザ・ストライプ（１２）は第１レーザ・ビームを放出する。第２レーザ・ストライプ（１４）は第２レーザ・ビームを放出する。フェイズ・シフタがストライプに接続されており、それにより第２レーザ・ビームの位相が第１レーザ・ビームと同位相になるようシフトするようになっている。アレイ（１０）の合成出力ビームは、高パワー、高性能の回折抑制ビームとなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１レーザ・ストライプと、
少なくとも１つの第２レーザ・ストライプと、
前記第２レーザ・ストライプに接続された位相シフタと
を備えたレーザ・ダイオード・アレイ。
【請求項２】
前記第１レーザ・ストライプと第２レーザ・ストライプはそれぞれレーザ・ビームを出力し、前記位相シフタは前記第２レーザ・ストライプのレーザ・ビームを１８０度シフトさせる請求項１に記載のアレイ。
【請求項３】
前記第１レーザ・ストライプと第２レーザ・ストライプはそれぞれ分布型フィードバック部を含む請求項１に記載のアレイ。
【請求項４】
前記位相シフタは、前記第１レーザ・ストライプと第２レーザ・ストライプに接続された導波部の一部であり、前記導波部は、前記第１レーザ・ストライプに接続された第１部分、および第２レーザ・ストライプに接続された第２部分を有しており、前記第２部分は前記第１部分より高い屈折率を有する請求項１に記載のアレイ。
【請求項５】
前記第１レーザ・ストライプと第２レーザ・ストライプは非ポンピング領域によって分離されている請求項１に記載のアレイ。
【請求項６】
位相を有する第１レーザ・ビームを生成する第１レーザ手段と、
位相を有する第２レーザ・ビームを生成する第２レーザ手段と、
前記第２レーザ・ビームの位相をシフトさせて前記第１レーザ・ビームと同位相になるようにする位相シフタ手段と
を有するレーザ・ダイオード・アレイ。
【請求項７】
前記位相シフタ手段は前記第２レーザ・ビームの位相を１８０度シフトさせる請求項６に記載のアレイ。
【請求項８】
前記第１レーザ手段と第２レーザ手段はそれぞれ分布型フィードバック部を含む請求項６に記載のアレイ。
【請求項９】
前記位相シフタ手段は、前記第１レーザ手段と第２レーザ手段に接続された導波部を含み、前記導波部は、前記第１レーザ手段に接続された第１部分、および第２レーザ手段に接続された第２部分を有しており、前記第２部分は前記第１部分より高い屈折率を有する請求項６に記載のアレイ。
【請求項１０】
前記第１レーザ手段と第２レーザ手段は非ポンピング領域によって分離されている請求項６に記載のアレイ。
【請求項１１】
レーザ・ダイオード・アレイを動作させる方法であって、
第１レーザ・ストライプから位相を有する第１レーザ・ビームを生成させ、
第２レーザ・ストライプから位相を有する第２レーザ・ビームを生成させ、
前記第２レーザ・ビームの位相をシフトさせて前記第１レーザ・ビームと同位相にさせること
を含む方法。
【請求項１２】
前記第２レーザ・ビームの位相を１８０度シフトさせる請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２００２年２月１２日出願の仮出願番号６０／３５７０１１に対する優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本明細書の開示内容は、一般に半導体レーザの技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
半導体レーザは様々なシステム用途に用いられている。たとえば、半導体レーザは光ファイバ通信システムで光源として使用されている。高いパワー出力を有する半導体レーザがあることが一般に望ましい。パワー出力が高いと、光システムに必要な中継器や増幅器の数を少なくすることができる。
【０００４】
図１は、非ポンピング領域３でそれぞれが分離された複数のレーザ・ストライプ２を含むレーザ・ダイオ−ド・アレイ１を示す。各レーザ・ストライプ２はレーザ・ビームを放出する。集合的にそれらのレーザ・ストライプ２はデバイス１のパワー出力を高める。
【０００５】
各レーザ・ストライプ２は、比較的互いに近接して形成される。その結果、ストライプ２に形成されるレーザ・ビームが放出する電磁界のために、各ストライプ２間で結合が存在する。この結合が様々な動作モードを生成する。
【０００６】
図２に示すように、各ストライプを、隣接するストライプ同士が同位相で動作するコヒーレント性「スーパーモード」で結合することができる。この同位相スーパーモードは、高パワー、高性能の回折抑制出力ビームを生成する。
【０００７】
残念ながら、大多数のレーザ・ダイオードは、隣接するストライプ同士が互いに１８０°外れている逆位相スーパーモードで動作する。逆位相スーパーモードを図３に示す。逆位相スーパーモードでは、強度プロフィールはアレイの増幅利得プロファイルとより緊密に整合し、利得と光強度は共に各ストライプを分離する非ポンピング領域で最小となる。この強度および利得の整合は、アレイが逆位相スーパーモードで動作するよう誘導する傾向がある。
【０００８】
逆位相スーパーモードで動作するレーザ・ダイオード・アレイの合成出力ビームは、０度に最小値を有するダブル・ピークのラビット・イヤー形状を有している。このような波形は、合焦するのが困難であり、高性能の回折抑制ビームを必要とする用途では基本的に無効である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
２つ以上のレーザ・ストライプを含むレーザ・ダイオード・アレイである。このレーザ・ダイオード・アレイはまた１つおきのレーザ・ストライプに追加された位相シフタを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
非ポンピング領域によりそれぞれが分離された複数のレーザ・ストライプを含むレーザ・ダイオード・アレイが開示される。アレイは、少なくとも１つの第１レーザ・ストライプおよび少なくとも１つの第２レーザ・ストライプを含む。第１レーザ・ストライプは第１レーザ・ビームを放出する。第２レーザ・ストライプは第２レーザ・ビームを放出する。フェイズ・シフタがストライプに接続されており、それにより第２レーザ・ビームの位相が第１レーザ・ビームと同位相になるようシフトするようになっている。アレイの合成出力ビームは、高パワー、高性能の回折抑制ビームとなる。
【００１１】
参照符号によりより具体的に図面を参照すると、図４はレーザ・ダイオード・アレイ１０を示している。レーザ・ダイオード・アレイ１０は、複数の第１レーザ・ストライプ１２と複数の第２レーザ・ストライプ１４を含む。ストライプ１２、１４は、基板１６上に形成され、非ポンピング領域１８により分離された活性状態のポンピング・レーザ部分である。第１レーザ・ストライプ１２はそれぞれ、ある位相を有する第１レーザ・ビームを放出する。第２レーザ・ストライプ１４はそれぞれ、ある位相を有する第２レーザ・ビームを放出する。
【００１２】
各第１レーザ・ストライプ１２は分布型フィードバック部２０と導波部２２を含んでいる。同様に、各第２レーザ・ストライプ１４は分布型フィードバック部２４と導波部２６を含んでいる。分布型フィードバック部２０、２４はそれぞれ、回折格子２８とレーザ・ビームを生成する利得層（図示せず）とを含んでいる。分布型フィードバックは、ファブリー・ペロー空洞とは異なり、共振器がストライプ１２、１４の端部で反射面を必要としないので好ましい。したがって、アレイ１０の前端部３０に対して反射防止皮膜を追加できる。ブラッグ反射面などフィードバックを生じる他の手段をアレイと一体化してもよいことを理解されたい。
【００１３】
第１ストライプ１２と第２ストライプは典型的には近接しており、そのため、図４に示したアレイ１０の後部の極性が示すように結合された逆位相スーパーモードでフィードバック部２０、２４が動作するようになっている。第２ストライプ１４の導波部２６は第１ストライプの導波部２４よりも高い屈折率を有し、それにより、第２レーザ・ビームの位相が遅らされて第１レーザ・ビームと同位相となるようシフトされるようになっている。たとえば、第２レーザ・ビームは典型的には１８０度シフトされる。
【００１４】
図４に示すように、第２レーザ・ビームを位相シフトさせることにより、同位相スーパーモードが生成される。アレイ１０の合成出力ビームは高パワー、高性能の回折抑制ビームとなる。たとえば、アレイ１０は数ワットのパワーを有する出力ビームを生成できる。
【００１５】
位相シフタ２６は、逆位相スーパーモードで動作するレーザ・ダイオード・アレイを、同位相の合成出力ビームを有するアレイに変換する。同位相ビームはより容易に合焦できる。たとえば、アレイ１０は、合成出力ビームが光ファイバ・ケーブルに合焦される光ファイバ通信ネットワーク用の光源として使用することが可能である。
【００１６】
いくつかの例示的な実施形態を説明し添付の図面により示したが、上記の実施形態は広範な発明を単に例示するものであり、それを限定するものではないこと、ならびに、本発明は、当業者が様々な他の変更を容易に思いつくことが可能であるので、図示し説明した上記の特定の構造および構成に限定されるものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来技術のレーザ・ダイオード・アレイを示す図である。
【図２】同位相スーパーモードで動作する従来技術のレーザ・ダイオード・アレイを示す図である。
【図３】逆位相スーパーモードで動作する従来技術のレーザ・ダイオード・アレイを示す図である。
【図４】本発明のレーザ・ダイオード・アレイの実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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