(57)【要約】【課題】レーザ装置。【解決手段】ゲイン媒体および光出力アセンブリが、他のレーザ構成要素の不必要な熱制御を回避しつつ基板上のゲイン媒体および出力コンポーネントへの選択的な熱制御を提供する共通かつ熱伝導性を有する基板にマウントされるレーザ装置、および、レーザ装置のゲイン媒体と出力コンポーネントを選択的に冷却するための方法。
2005521232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、
（ｂ）前記第１出力面と共に外部共振器を画定する反射器と、
（ｃ）前記第２出力面と光学的に結合する光出力アセンブリと、
（ｄ）前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされる熱伝導性を有する基板と、
（ｅ）前記熱伝導性を有する基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを前記基板を経由して熱伝導によって制御する熱電コントローラと
を備え、
（ｆ）前記反射器が、前記熱伝導性を有する基板と前記熱電コントローラから離間して位置する、
レーザ装置。
【請求項２】
前記熱伝導性を有する基板の熱膨張率が、前記ゲイン媒体の熱膨張率と一致する、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
（ａ）チャネル・セレクタと、
（ｂ）前記チャネル・セレクタに操作可能なように接続され、前記チャネル・セレクタを調節するように構成される同調アセンブリと
を更に備え、
（ｃ）前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリが前記基板から離間して位置する、
請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記第１出力面と光学的に結合する第１コリメートレンズを更に備え、
前記第１コリメートレンズが前記熱伝導性を有する基板にマウントされ、前記基板を経由した熱伝導によって前記熱電コントローラによって熱制御されるように構成される、
請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記光出力アセンブリが、前記第２出力面と光学的に結合する第２コリメートレンズを備える、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光出力アセンブリが光アイソレータを更に備え、前記光アイソレータが、前記第２コリメートレンズと光学的に結合する、請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光出力アセンブリがファイバ・フォーカス・レンズを更に備え、前記ファイバ・フォーカス・レンズが、前記光アイソレータおよび光ファイバと光学的に結合する、請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記熱伝導性を有する基板および前記熱電コントローラに操作可能なように接続されるサーミスタを更に備える、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項９】
グリッド・エタロンを更に備え、前記グリッド・エタロンが前記熱伝導性を有する基板にマウントされる、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記光出力アセンブリが低解像度のスペクトロメータを更に備え、前記低解像度のスペクトロメータが前記熱伝導性を有する基板にマウントされる、請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記ゲイン媒体、前記光出力アセンブリ、前記熱伝導性を有する基板、および前記熱電コントローラが、不活性雰囲気中に気密密閉される、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記熱伝導性を有する基板が、窒化アルミニウム、炭化けい素、および炭化けい素−窒化アルミニウム合金から選択される材料を備える、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記反射器、前記チャネル・セレクタ、および前記同調アセンブリが、別の第２の基盤にマウントされる、請求項３に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項１４】
（ａ）第１光路に沿って第１コヒーレント・ビームを放射する第１出力面と、第２光路に沿って第２コヒーレント・ビームを放射する第２出力面とを備えるゲイン媒体と、
（ｂ）前記第１光路中に位置し、前記第１出力面と共に外部共振器を画定するエンドミラーと、
（ｃ）前記第２光路中に位置する光出力アセンブリと、
（ｄ）前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされる熱伝導性を有する基板と、
（ｅ）前記熱伝導性を有する基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリが前記熱伝導性を有する基板を経由して熱的に接続される熱電コントローラと
を備え、
前記エンドミラーが、前記熱電コントローラから熱的に絶縁される、
外部共振器レーザ装置。
【請求項１５】
前記熱伝導性を有する基板の熱膨張率が、前記ゲイン媒体の熱膨張率と一致する、請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項１６】
（ａ）前記第１光路中の前記第１出力面と前記エンドミラーとの間に位置するチャネル・セレクタと、
（ｂ）前記チャネル・セレクタに操作可能なように接続され、前記チャネル・セレクタを調節するように構成される同調アセンブリと
を更に備え、
（ｃ）前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリが、前記熱伝導性を有する基板および前記熱電コントローラから熱的に絶縁される、
請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項１７】
（ａ）前記チャネル・セレクタがウェッジ・エタロンを備え、
（ｂ）前記同調アセンブリが、前記ウェッジ・エタロンを前記第１光路中において位置的に調節するように構成されるステッパーモータを備える、
請求項１６に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項１８】
前記同調アセンブリが、前記ステッパーモータおよび前記ウェッジ・エタロンの位置を監視するように構成される光エンコーダを更に備える、請求項１７に記載の外部共振器レーザ。
【請求項１９】
前記第１出力面近傍の前記第１光路中に位置する第１コリメートレンズを更に備え、
前記第１コリメートレンズが、前記熱伝導性を有する基板にマウントされ、前記熱伝導性を有する基板を経由して前記熱電コントローラに熱的に接続される、
請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２０】
前記光出力アセンブリが、
（ａ）前記第２光路中に位置し、ファイバと光学的に結合するファイバ・フォーカス・レンズと、
（ｂ）前記第２光路中の、前記第２出力面と前記ファイバ・フォーカス・レンズの間に位置する第２コリメートレンズと、
（ｃ）前記第２光路中の、前記第２コリメートレンズの後方かつ前記ファイバ・フォーカス・レンズの前方に位置する光アイソレータと
を備える、請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２１】
前記熱伝導性を有する基板にマウントされ、前記熱電コントローラに熱的に接続されるグリッド・エタロンを更に備え、
前記グリッド・エタロンが、前記第２光路中の前記第２コリメートレンズの後方に位置する、
請求項２０に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２２】
前記熱伝導性を有する基板にマウントされ、前記熱電コントローラに熱的に接続される低解像度のスペクトロメータを更に備え、
前記低解像度のスペクトロメータが、前記第２光路中の前記第２コリメートレンズの後方に位置する、
請求項２０に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２３】
（ａ）第１光路に沿って第１コヒーレント・ビームを放射する第１出力面と、第２光路に沿って第２コヒーレント・ビームを放射する第２出力面とを備えるゲイン媒体と、
（ｂ）前記第１光路中に位置し、前記第１出力面と共に外部共振器を画定するエンドミラーと、
（ｃ）前記第２光路中に位置する光出力アセンブリと、
（ｄ）前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされる熱伝導性を有する基板と、
（ｅ）前記熱伝導性を有する基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリが前記熱伝導性を有する基板を経由して熱的に接続される熱電コントローラと
を備え、
（ｆ）前記熱電コントローラが前記エンドミラーとは独立に前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを熱制御することを可能にするように、前記エンドミラーが配置される、
外部共振器レーザ装置。
【請求項２４】
（ａ）前記第１光路中の前記第１出力面と前記エンドミラーとの間に位置するチャネル・セレクタと、
（ｂ）前記チャネル・セレクタに操作可能なように接続され、前記チャネル・セレクタを調節するように構成される同調アセンブリと
を更に備え、
（ｃ）前記熱電コントローラが前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリとは独立に前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを熱制御することを可能にするように、前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリが配置される、
請求項２３に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２５】
（ａ）第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、
（ｂ）前記第１出力面と光学的に結合するエンドミラーと、
（ｃ）前記第２出力面と光学的に結合する光出力アセンブリと
（ｄ）熱伝導性を有し、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされる第１基板と、
（ｅ）前記第１基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを前記第１基板を経由して熱伝導によって制御する熱電コントローラと、
（ｆ）前記エンドミラーが設置され、前記熱電コントローラから熱的に絶縁された第２基板と
を備える、レーザ装置。
【請求項２６】
（ａ）第１およびと第２出力面を有するゲイン媒体と、
（ｂ）前記第１出力面と光学的に結合するエンドミラーと、
（ｃ）前記ゲイン媒体に熱的に接続され、前記エンドミラーとは独立して前記ゲイン媒体を熱制御するように構成される熱電コントローラと
を備える、レーザ装置。
【請求項２７】
前記第２出力面と光学的に結合し、前記熱電コントローラに熱的に接続される光出力アセンブリを更に備え、
前記熱電コントローラが前記光出力アセンブリを熱制御するように構成される、
請求項２６に記載のレーザ装置。
【請求項２８】
（ａ）第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、前記第１出力面と光学的に結合するエンドミラーと、前記第２出力面と光学的に結合する光出力アセンブリを提供するステップと、
（ｂ）前記エンドミラーとは独立に前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを熱制御するステップと
を備える、レーザ装置を選択的に冷却する方法。
【請求項２９】
前記熱制御ステップが、
（ａ）熱電コントローラに接続される第１の伝導性を有する基板上に前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリをマウントするステップと、
（ｂ）前記第１基板および前記熱電コントローラから熱的に絶縁される第２基板上に前記エンドミラーをマウントするステップと
を備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
（ａ）ゲイン媒体と
（ｂ）前記ゲイン媒体の出力面と共に外部共振器を画定する反射器と、
（ｃ）前記反射器とは独立に前記ゲイン媒体に選択的な熱制御を供給するための手段と
を備える、レーザ装置。
【請求項３１】
（ａ）前記ゲイン媒体と光学的に結合する光出力アセンブリと、
（ｂ）前記反射器とは独立に前記光出力アセンブリに選択的な熱制御を供給するための手段と
を更に備える、請求項３０に記載のレーザ装置。
【請求項３２】
前記選択的な熱制御を供給するための手段が、
（ａ）前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされる熱伝導性を有する基板と、
（ｂ）前記熱伝導性を有する基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを前記基板を経由して熱伝導によって制御する熱電コントローラと
を備える、請求項３１に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択的な熱制御を伴うレーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバによるテレコミュニケーションは、帯域幅の増加の要求に常に対応している。一例として、高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ）によって帯域幅の拡張が達成され、ＤＷＤＭにおいて、複数の異なるデータ・ストリームが単一の光ファイバ内に同時に存在し、各データ・ストリームの変調が異なるチャネル上に出現する。各データ・ストリームは、特定のチャネル波長で作動する半導体トランスミッタ・レーザーに対応する出力ビームに変調され、半導体レーザからの変調出力が、それぞれのチャネルの送信のために単一の光ファイバに纏められる。国際電気通信連合（ＩＴＵ）は、現在約０．４ナノメートル、即ち約５０ＧＨｚのチャネルセパレーションを定めている。このチャネルセパレーションに依れば、現在利用可能なファイバおよびファイバ・アンプの帯域幅の範囲内において、単一の光ファイバによって１２８までのチャネルを伝搬する事が可能である。ファイバ技術における改良と、より広い帯域幅へと常に増加する要求によって、将来的にはチャネルセパレーションがより狭くなる事が予想される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＤＷＤＭシステムにおいて使用されるトランスミッタ・レーザーは、通常、ＩＴＵ波長グリッドを画定する基準エタロンと共に、フィードバック制御ループに関連した基準エタロンによって作動する分散形フィードバック（ＤＦＢ）レーザに基づいている。個々のＤＦＢレーザの製造の際の統計的な変動によって、チャネル中心波長の分布が波長グリッドを横切ってしまい、また、従って、個々のＤＦＢトランスミッタは単一のチャネルあるいは少数の隣接したチャネルだけにしか使用出来ない。連続波長可変外部共振器レーザが、この問題を克服するために開発されている。
【０００４】
連続波長可変テレコミュニケーション用レーザの到来によって、テレコミュニケーション送信システムに新たな複雑さが発生した。ほとんどのテレコミュニケーション・レーザー・トランスミッタにおいて、レーザー・トランスミッタ・デバイス全体は、単一、共通、高熱伝導率の基板あるいはプラットフォームに搭載され、１つ以上のＴＥＣ（熱電コントローラ）を備える熱制御によって制御される。温度制御によって、全ての構成要素の熱アラインメントの維持が可能になる。熱制御が行われない場合、全ての構成要素の熱アライメントの維持に関する膨張と収縮に起因して、光学コンポーネントの空間的なミスアライメントが生じ得る。熱制御が行われない場合、様々な構成要素に関する膨張と収縮に起因して、光学コンポーネントの空間的なミスアライメントが生じ得、これによって、波長安定性、レーザ出力パワーが減少し、また、通常はレーザの性能が低下する。
【０００５】
レーザー・トランスミッタ中の全ての構成要素に熱制御を適用する事は、多くの場合最適では無い。全ての構成要素に対する無差別な熱制御は、全アセンブリを冷却するために相当量の電力が必要であり、この電力消費のために、レーザの運転コストが不必要に増加する。更に、無差別な熱制御は、レーザを取り囲む環境中に熱が散逸すると言う問題を引き起こし得る。多くのレーザ構成において、あるレーザ構成要素は熱によるミスアライメントが発生しにくいか、熱によるミスアライメントの問題の影響を受けにくく、このような構成要素を熱制御する事によって、不必要な電力消費が発生する。以前、重要な光学部品を選択的に熱制御するレーザ・システムは利用可能ではなかった。これにより、このようなレーザの性能を向上させるために運転コストが増加していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、熱的なミスアライメントに対してより影響を受けやすい光学コンポーネントに選択的な熱制御が提供され、他のレーザ構成要素の不必要な熱制御が回避されるような、外部共振器レーザデバイスおよび方法に関する。本発明の装置は、共通かつ熱制御された基板またはベースメント上のゲイン媒体および選択された光出力コンポーネントを熱制御するための光出力モジュールを備える。本発明の方法は、共通かつ熱制御された基盤またはベースメント上の外部共振器レーザ装置のゲイン媒体および選択された光出力コンポーネントを選択的に冷却する事を含む。
【０００７】
本発明の装置は、外部共振器レーザの最もアラインメントに対して影響を受けやすい構成要素のみの熱制御が必要であるように構成される。従って、レーザ装置および冷却するための方法は、外部共振器レーザ中の最も重要かつ最もアライメントと温度に影響を受けやすい要素のみに熱制御を提供するように構成される事が出来る。温度に影響を受けにくい部分は、別の基板、または温度制御される基板から離間しているか熱的に絶縁された基板上に別々にマウントされる。外部共振器レーザは、複数の選択可能な波長チャネルで送信可能なように、様々なメカニズムによって同調可能であって良い。同調メカニズム要素を不必要に熱制御する事は、本発明によって回避される。
【０００８】
本発明の外部共振器レーザは、第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、エンドミラーとを備えて良い。ゲイン媒体は、第１出力面から第１光路に沿った第１コヒーレント・ビームと、第２出力面から第２光路に沿った第２コヒーレント・ビームを放射する。エンドミラーは第１光路中に位置し、ゲイン媒体の第１出力面と光学的に結合する。光出力アセンブリあるいはモジュールが第２光路中に位置し、ゲイン媒体の第２出力面と光学的に結合して良い。エンドミラーおよび第２出力面が外部共振器を画定し、ゲイン媒体が外部共振器内に配され、外部共振器からの光学のフィードバックを受信するように為される。
【０００９】
ゲイン媒体および光出力アセンブリがマウントされる熱伝導性を有する基板が提供される。熱伝導性を有する基板は、高い熱伝導率を有し、ゲイン媒体の熱膨張率と一致する熱膨張率を持つように設計される。ゲイン媒体および光出力アセンブリの構成要素は温度に影響を受けやすい構成要素であり、出力アセンブリの構成要素の選択的かつ正確な温度制御および冷却を可能にするような高い熱伝導率を有する共通基板上にこれらの構成要素をマウントする事によって、光出力アセンブリの構成要素を選択的かつ正確に温度制御する事が出来る。
【００１０】
熱伝導性を有する基板を熱制御するために、熱電コントローラ（ＴＥＣ）が、熱伝導性を有する基板に結合または接続されて良い。ゲイン媒体および光出力アセンブリは、基板の熱伝導を通して熱電コントローラに熱的に接続され、かつ熱電コントローラによって熱制御されるように構成される。本発明における熱電コントローラによって、ゲイン媒体および出力アセンブリが、エンドミラーおよび外部共振器レーザの他の構成要素とは独立に熱制御される事が可能となる。
【００１１】
熱伝導性を有する基板の温度監視は、熱電コントローラおよび熱伝導性を有する基板に操作可能なように接続されるサーミスタによって提供され、これによって、サーミスタが基板の（従って熱的に接続されたゲイン媒体および光出力アセンブリの）温度変化を検知する事が可能になる。最適温度からの温度偏差が検知される場合、選択可能な最適の温度を維持するために基板の温度を調節するために、サーミスタはが熱電コントローラに信号を送る。
【００１２】
外部共振器レーザのエンドミラーは、熱電コントローラから熱的に分離されている第２基板にマウントされて良い。ある実施形態において、外部共振器のエンドミラーおよび他の構成要素は、ゲイン媒体および光出力モジュールを支持する熱伝導性を有する基板に対して別々であるか離間しているかさもなければ熱的に絶縁されている１つ以上の第２基板に一緒にマウントされても良い。
【００１３】
第１光路に沿って放射されたコヒーレントなビームをコリメートしてエンドミラーへ照射させるために、第１コリメートレンズが基板に含まれ、第１光路に配されて良い。光出力アセンブリは、ゲイン媒体の第２出力面の近傍の第２光路中に位置し、ゲイン媒体の第２出力面と光学的に結合した第２コリメートレンズを備えて良い。ゲイン媒体および第１コリメートレンズと同様、光出力アセンブリの第２コリメートレンズもまた熱伝導性を有する基板にマウントされ、基板の熱伝導を経由して熱電コントローラによって制御されるように構成される。
【００１４】
光出力アセンブリは、第２光路中に位置し、光ファイバに操作可能なように接続されるファイバ・フォーカス・レンズを更に備えて良い。光出力アセンブリは、第２光路中に位置し、第２コリメートレンズに光学的に結合する光アイソレータを更に備えて良い。いくつかの実施形態において、光アイソレータは、第２の光路中の、第２コリメートレンズの後方かつファイバ・フォーカス・レンズの前方に位置し、ファイバ・フォーカス・レンズが光アイソレータと光学的に結合するように為されても良い。ゲイン媒体からファイバに単方向の光の送信を供給する光アイソレータは特にアラインメントに対して影響を受けやすいという訳では無いが、アラインメント・コリメートレンズおよびファイバ・フォーカス・レンズに隣接しているという位置にあるので、熱制御される基板に設置されるのが好都合であり得る。
【００１５】
熱伝導性を有する基板と温度コントローラから離間しているか、さもなければ熱的に絶縁されている外部共振器レーザの構成要素は、例えば、チャネル・セレクタおよび同調アセンブリを備えて良い。ウェッジ・エタロンを備え得るチャネル・セレクタ、格子、電気光学エタロン、傾斜したフィルタあるいは他の波長を同調する装置が、第１の光路中の、ゲイン媒体の第１出力面とエンドミラーとの間に位置しても良い。同調アセンブリは、チャネル・セレクタに操作可能なように接続され、並進および（または）回転による位置調整、電圧調整、または同調アセンブリを調整する他の形式によってチャネル・セレクタを調節するように構成される。同調アセンブリは、例えば、第１光路中においてウェッジ・エタロンを位置的に調節するために構成されたステッパーモータを備えて良い。チャネル・セレクタおよび同調アセンブリの配置は、熱伝導性を有する基板および基板上のゲイン媒体と光出力アセンブリがチャネル・セレクタおよび同調アセンブリに関する如何なる熱的特性または熱制御からも独立あるいは略独立している熱制御に従うように為される。換言すれば、チャネル・セレクタおよび同調アセンブリは、熱伝導性を有する基板および熱電コントローラから熱的に絶縁され、熱伝導性を有する基板から離間して位置する。
【００１６】
ある実施形態において、光出力アセンブリは、第２の光路に沿った外部共振器レーザの出力波長の評価に使用可能な低解像度のスペクトロメータを備えていて良い。低解像度のスペクトロメータは伝導性を有する基板にマウントされ、ＴＥＣと熱的に結合する。低解像度のスペクトロメータは、第２光路中の、第２コリメートレンズの後方かつ光アイソレータの前方に、もしくは、光アイソレータの後方かつファイバ・フォーカス・レンズの前方に位置して良い。
【００１７】
他の実施形態において、光出力アセンブリはグリッド・エタロンを備えて良く、グリッド・エタロンは熱伝導性を有する基板にマウントされ、基板を経由してＴＥＣと熱的に結合する。グリッド・エタロンは、第２光路中の、第２コリメートレンズの後方かつ光アイソレータの前方に、もしくは、光アイソレータの後方かつファイバ・フォーカス・レンズの前方に位置して良い。
【００１８】
本発明における単一の熱伝導性を有する基板の上の選択的な熱制御に従う温度に影響を受けやすい部材は、ゲイン媒体、出力カップリング光学系（コリメートレンズ）、およびグリッド・エタロン（エタロン）を含むが、以上のものに限定されない。幾つかの実施形態において、温度に影響を受けやすいグリッド・エタロンが、別の基板上の独立した温度制御に従っても良い。
【００１９】
本発明は、共通かつ熱伝導性を有する基板にマウントされ、熱電コントローラまたは他の温度制御源に熱的に結合したゲイン媒体と光出力アセンブリをそれ自体に備える光出力モジュールを備えるレーザ装置で実施されて良い。光出力アセンブリは構成において異なり得るが、一般には、アライメントの影響を受けやすい出力コンポーネントの温度を制御するために、光出力コンポーネントが熱伝導性を有する表面にマウントされるように構成される。
【００２０】
本発明は、外部共振型ダイオード・レーザ装置を選択的に冷却する方法をさらに提供する。本方法は、第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、第１出力面と光学的に結合するエンドミラーと、第２出力面と光学的に結合する光出力アセンブリを提供するステップと、エンドミラーとは独立にゲイン媒体および光出力アセンブリを熱制御するステップとを備えて良い。ゲイン媒体と光出力アセンブリを熱制御するステップが、熱伝導性を有する基板上にゲイン媒体および光出力アセンブリをマウントするステップと、熱伝導性を有する基板と熱電コントローラを接続するステップとを備えて良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図面をより詳細に参照して、説明の目的のために、本発明は図１〜図６に示される装置および方法によって実施される。本願明細書に開示されている基礎概念から逸脱する事無く、本装置が構成に関して、および部分の詳細について変化し得、本方法が、その詳細およびイベントの順序について変化し得ると言う事は言うまでもない。本発明は、外部共振器レーザと共に使用される例によって主に開示される。しかしながら、本発明が他の種類のレーザおよび光学系と共に使用されてもよいことは、当業者にとっては非常に明白であろう。本願明細書に使用される用語は、特定の実施形態について記載するためだけに使用されているのであって、制限する事を意図していないと言う事が更に理解されるべきである。
【００２２】
図１を参照して、本発明における、アラインメントに影響を受けやすい光学コンポーネントに選択的な熱制御を提供する外部共振器レーザ装置１０が示される。レーザ装置１０は、ゲイン媒体１２と、エンド反射器１４（エンドミラー１４）を備える。ゲイン媒体１２は、従来のファブリーペロー型ダイオード・エミッタ・チップを備え、反射防止（ＡＲ）コーティングが施された（第１）正面１６および一部反射する（第２）裏面１８を有して良い。逆反射部材１４はエンドミラーを備えて良い。外部共振器レーザは、裏面１８およびエンドミラー１４によって境界が定められる。外部共振器の光軸と同一直線上に整列される第１光路２２を画定するために、ゲイン媒体１２は、コヒーレントなビームを正面１６から放射し、放射されたビームはレンズ２０によってコリメートされる。ゲイン媒体１２は、第２光路２１を形成するために、第２面１８から第２コヒーレント・ビームをさらに放射する。同様に、ゲイン媒体１２の正面と裏面１６、１８は、外部共振器の光軸と心合する。外部共振器レーザ装置１０の出力を光ファイバ５０へ接続するために、光出力アセンブリ２３が、第２光路２１中に配置され、第２出力面１８に対応付けられる。
【００２３】
外部共振器レーザ装置１０はグリッド・エタロン部材および同調部材を備え、これらは、光路２２中のゲイン媒体１２とエンドミラー１４の間の位置するグリッド・エタロン２４およびウェッジ・エタロン２６として図１においてそれぞれ示される。通常、グリッド・エタロン２４は、光路２２上において、同調部材２６（ウェッジ・エタロン２６）の前方に位置し、平行な反射面２８、３０を備える。グリッド・エタロン２４は干渉フィルタとして作用し、グリッド・エタロン２４の屈折率、および、面２８、３０の間隔によって決められるグリッド・エタロン２４の光学厚さによって、例えばＩＴＵ（国際電気通信連合）グリッドの様な選択された波長グリッドの中央部分の波長と一致する波長において、通信帯域内における複数の最小値が生じる。もしくは、他の波長グリッドが選択されても良い。グリッド・エタロンは、ＩＴＵグリッドのグリッド線間の間隔に対応する自由スペクトル領域（ＦＳＲ）を有する。従って、グリッド・エタロン２４は波長グリッドのグリッドラインのそれぞれを中心とする複数の通過帯域を供給するように作動する。グリッド・エタロン２４は、波長グリッドの各チャネル間の外部共振器レーザの隣接するモードを抑制するようなフィネス（自由スペクトル領域÷半値全幅（ＦＷＨＭ））を有する。
【００２４】
グリッド・エタロン２４は固体の平行平板エタロン、液体または気体によって離間されたエタロン、または他の種類のエタロンであって良く、温度制御による熱膨張と収縮によって面２８、３０間の光学厚さの正確な寸法を画定することによって同調されて良い。もしくは、グリッド・エタロン２４は、面２８、３０の間の光学厚さを変えるために傾斜させる事により同調されても良いし、あるいは電気光学的エタロン材料へ電界を印加する事により同調されても良い。更に、グリッド・エタロン２４は、アンドリュー・ダイバーによって本願と共に出願された「グリッド・ジェネレータの連続同調を伴った外部共振器レーザ」という名称の米国特許出願番号第０９／９００４７４号に記載されるようなレーザの運転に際して、能動的に同調されてもよい。前述の開示は、参照によって本願に援用される。
【００２５】
ウェッジ・エタロン２６もまた干渉フィルタとして機能し、平行では無い反射面３２、３４によってテーパ状の形状を有する。ビームが表面に当る領域よりも広い範囲に面３２および３４を延長させる事により、表面３２と３４の間の間隔が、運転時の波長以下の量でレーザ軸に沿って精度良く変更されて良い。テーパ角は、レーザビームの全横断面にわたって面３２と３４との間の厚さの変化が無視できるか許容範囲である程度には小さく、かつビームと直交するフィルタの巨視的な動作によって面３２と３４との間の微視的な変化がもたらされる程度には大きくなされるように決定される。表面３２と３４との間の間隔は、気体で充填されていてもよいし、液体で充填されていても良いし、固体で充填されていても良い。固体エタロンを熱的に膨張させる事により、または、気体または液体エタロンの間隔を熱的、圧電的またはマイクロメカニカルに膨張させる事により、または、気体、液体または固体のエタロンを傾斜させる事により、または、気体エタロンの圧力を変える事により、または、スペーサに電気光学材料を用いて電界を印加する事によって屈折率を変化させる事により、または、スペーサ層に非線形光学材料を使用して第２光学ビームによって光路長を変化させる事により、または波長同調に適切な任意の他のシステムまたは方法によって、表面３２と３４の間の間隔を変える事が出来る。
【００２６】
図１に示されるウェッジ・エタロン・チャネル・セレクタ２６は、外部共振器レーザに関する本発明において使用され得る同調可能部材の一例に過ぎない。多様な他の種類のチャネル・セレクタが本発明に使用されて良い。チャネル選択の際にエアギャップ・ウェッジ・エタロンを使用する例が米国特許第６１０８３５５号明細書に記載されており、該明細書中において、「ウェッジ」とは隣接した基板によって画定されたテーパ状のエアギャップである。格子の角度調整によって同調される枢動的に調整可能な格子装置をチャネル・セレクタとして使用する事、また、電圧を選択的に印加する事によって同調される電気光学的な同調チャネル・セレクタを外部共振器レーザに使用する事が、２００１年３月２１日に出願された発明者アンドリュー・ダイバーによる米国特許出願番号第０９／８１４６４６号に記載されている。並進的に同調された傾斜した薄膜干渉フィルタをチャネル・セレクタとして使用する事が、米国特許出願番号第０９／８１４６４６号、およびホプキンス等によって本願と共に出願された「傾斜した薄膜ウェッジ干渉フィルタ、およびレーザ同調に対して使用する際の方法」という名称の米国特許出願番号第０９／９９０４１２号に記載される。前述の開示は、参照によって本願に援用される。
【００２７】
外部共振器レーザ装置１０の様々な光学コンポーネント間の相対的なサイズ、形状、および距離は、幾つかの例においては明瞭性を保つために誇張して示されている場合があり、必ずしも等縮尺であるとは限らない。外部共振器レーザ装置１０は、焦点を合わせる要素およびコリメーション要素、外部共振器レーザ装置１０の様々な要素に関連した偽フィードバックを除去するように構成される偏光光学系と言った追加の構成要素（図示されず）を備えても良い。
【００２８】
ウェッジ・エタロン・チャネル・セレクタ２６によって画定される通過帯域は、グリッド・エタロン２４の通過帯域よりも実質的に広く、ウェッジ・エタロン２６のより広い通過帯域の一周期が、グリッド・エタロン２４によって画定される最短波長のチャネルと最長波長のチャネルの間の波長との差と実質的に対応する。換言すれば、ウェッジ・エタロン２６の自由スペクトル領域は、グリッド・エタロン２４によって画定される波長グリッドの全ての波長領域と対応する。ウェッジ・エタロン２６は、特定の選択されたチャネルに隣接するチャネルを抑制するようなフィネスを有する。
【００２９】
ウェッジ・エタロン２６は、ウェッジ・エタロン２６の面３２、３４間の光学厚さを変える事により、複数の透過チャネルの中から１つを選択するために使用される。これは、ｘ軸に沿ってウェッジ・エタロン２６を変位させることにより達成される。ｘ軸は、ウェッジ・エタロン２６のテーパの方向と平行であり、光路２２および外部共振器レーザ装置１０の光軸に対して垂直である。ウェッジ・エタロン２６によって画定される通過帯域のそれぞれによってチャネルが選択可能となり、また、ウェッジが光路２２中に押し込まれる方向に変位するにつれて、光路２２に沿って移動するビームはウェッジ・エタロン２６のより厚い部分を貫通することになり、これによって、より長い波長チャネルにおける、相対する面３２、３４間の建設的干渉が得られる。ウェッジ・エタロン２６が光路２２から引き出される方向に変位するにつれて、ビームはウェッジ・エタロン２６より薄い部分を貫通し、より短い波長チャネルに対応する光路２２用の通過帯域を露出する。上述したように、ウェッジ・エタロン２６の自由スペクトル領域は、グリッド・エタロン２４の完全な波長の範囲に対応している。その結果、全ての波長グリッドの領域において、通信帯域内の単一の損失最小が同調される事が可能である。グリッド・エタロン２４およびウェッジ・エタロン２６からゲイン媒体１２への統合化されたフィードバックによって、選択されたチャネルの中心波長においてレーザ光線を発することを可能にする。全同調レンジに渡って、ウェッジ・エタロン２６の自由スペクトル領域はグリッド・エタロン２４の自由スペクトル領域より広い。
【００３０】
ウェッジ・エタロン２６は、選択されたチャンネルに応じてウェッジ・エタロン２６を調整可能に位置調整するように構成・構築された駆動部材３６を含む同調装置により位置を変えられることによって同調される。駆動部材３６は、例えばウェッジ・エタロン２６の精密並進運動に好適なハードウェアと共にステッパーモータを備えても良い。もしくは、駆動部材３６は、直流サーボモーター、ソレノイド、ボイスコイル・アクチュエーター、圧電アクチュエータ、超音波ドライバ、形状記憶デバイス、または同様の往復アクチュエータのように、様々な種類のアクチュエータを含んでも良い。アクチュエータの種類は上記されてものに限定されない。
【００３１】
駆動部材３６はコントローラ３８に動作可能なように接続され、コントローラ３８は、駆動部材３６によるウェッジ・エタロン２６の位置決めを制御する信号を供給する。コントローラ３８はデータ処理装置およびメモリ（図示されない）を備えて良く、選択可能なチャネル波長に対応するウェッジ・エタロン２６用の位置情報のルックアップテーブルが内部に保存される。コントローラ３８は駆動部材３６の内部にあっても良いし、外部にあって、下記されるような本発明の他の要素の位置決めおよびサーボ機能と共有されても良い。
【００３２】
外部共振器レーザ装置１０が異なる透過チャネルに同調される時、コントローラ３８はルックアップテーブル中の位置データに従って駆動部材３６に信号を送り、駆動部材３６はウェッジ・エタロン２６を正確な位置まで平行移動させ、光路２２中に位置するウェッジ・エタロン２６の位置における光学厚さによって、選択されたチャネルのための建設的干渉が得られるようになされる。駆動部材３６によってウェッジ・エタロン２６を正確・確実に位置調整するために、直線エンコーダ４０がウェッジ・エタロン２６および駆動部材３６に関して使用されてもよい。
【００３３】
ウェッジ・エタロン２６は、光学上検知可能で、ウェッジ・エタロン２６が最長または最短のチャネル波長に位置決めされた際にウェッジ・エタロン２６の位置を確認するために用いられる不透明領域４２、４４を、ウェッジ・エタロン２６の両端に備えていても良い。不透明領域４２、４４は、ウェッジ・エタロンの位置決めにおいて使用可能なエンコーダ・メカニズムを付加的に提供する。不透明領域４２、４４が光路２２に進入するようにウェッジ２６が位置決めされる時、不透明領域４２、４４は、光路に沿ってビームを遮断するか減衰させる。以下詳細される通り、この光の減衰は検知可能である。ウェッジ・エタロン２６上の不透明領域４２、４４の位置は正確に決定され得るので、コントローラ３８は不透明領域４２、４４が光路２２に何時進入するかを予想する事が出来る。予想されたポイント以外に光路２２中の不透明領域の４２、４４が出現すると言う事は、エンコーダのエラーを表しており、また、コントローラ３８は、光路２２中の不透明領域４２、４４の検知された位置に基づいて、適切な補正を行う事が出来る。別の不透明領域（図示されない）が、ウェッジ・エタロン２６の任意の他の位置に更に含まれていても良い。
【００３４】
グリッド・エタロン２４、ウェッジ・エタロン２６、および裏面１８およびエンドミラー１４によって画定される外部共振器の通過帯域の関係の一例を示すグラフが図２に示され、図２は、外部共振器通過帯域ＰＢ１、グリッド・エタロン通過帯域ＰＢ２およびウェッジ・エタロン通過帯域ＰＢ３を示す。相対ゲインが縦軸に、波長が横軸に示される。図から明らかなように、ウェッジ・エタロン２６の自由スペクトル領域（ＦＳＲＣｈａｎｎｅｌ  Ｓｅｌ）は、グリッド・エタロン２４の自由スペクトル領域（ＦＳＲＧｒｉｄ  Ｇｅｎ）より大きく、グリッド・エタロン２４の自由スペクトル領域（ＦＳＲＧｒｉｄ  Ｇｅｎ）は、外部共振器の自由スペクトル領域（ＦＳＲＣａｖｉｔｙ）より大きい。外部共振器通過帯域ＰＢ１のピークは、グリッド・エタロン２４の波長グリッドによって画定された通過帯域ＰＢ２の中心波長と周期的に一致する。全ての波長グリッドの通過帯域ＰＢ２に渡って広がるウェッジ・エタロン２６の通過帯域ＰＢ３のピークは１つである。図２に示される特定の例において、波長グリッドは、０．５ｎｍ（６２ＧＨｚ）間隔で離間し、最短波長チャネルが１５３２ｎｍ、最長波長チャネルが１５６３．５ｎｍであって、６４個のチャネルに渡って延長している。
【００３５】
グリッド・エタロン２４およびウェッジ・エタロン２６のフィネスは、隣接しているモードまたはチャネルの減衰を決定する。上述されたように、フィネスは、自由スペクトル領域を半値全幅で割った値と等しい。即ち、フィネス＝ＦＳＲ／ＦＷＨＭである。グリッド・エタロン通過帯域ＰＢ２の半値全幅が図２ｂに示され、ウェッジ・エタロン通過帯域ＰＢ３の半値全幅が図２ｃに示される。外部共振器内におけるグリッド・エタロン２４およびウェッジ・エタロン２６の位置の調整によって、サイドモード抑圧比が向上する。
【００３６】
１５４９．５ｎｍおよびそれに隣接する１５５０ｎｍに中心が合わせられたチャネル間におけるウェッジ・エタロン２６の通過帯域ＰＢ３の同調の例が、図３のグラフによって示される。また、グリッド・エタロン２４によって生成されたチャネルの選択と、隣接するチャネルまたはモードの減衰も示されている。図２に示される外部共振器の通過帯域ＰＢ１は、明瞭性を保つために図３においては省略される。グリッド・エタロン２４は、グリッド・チャネル間隔に対応する外部共振器の周期的な縦モードを選択する一方で、隣接するモードは遮断する。ウェッジ・エタロン２６は、該波長グリッド中の特定のチャネルを選択し、他の全てのチャネルを遮断する。選択されたチャネルあるいはレーザ光線のモードは、チャネル間隔のプラスマイナス約半分の範囲のフィルタ・オフセットにより、１つの特定のチャネルに画定される。チャネルのオフセットがより大きい場合、レーザ光線のモードは隣接するチャネルへとジャンプする。
【００３７】
図３ａにおいて、ウェッジ・エタロン通過帯域ＰＢ３のピークは、１５４９．５ｎｍのグリッド・チャネルに合わせられている。１５４９．５ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関する相対ゲインは高いが、その一方で隣接している１５４９．０ｎｍおよび１５５０．０ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関する相対ゲインレベルは、選択された１５４９．５ｎｍのチャネルに比べて抑圧されている。１５５０．５ｎｍおよび１５４８．５ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関するゲインは一層抑圧されている。１点鎖線は、ウェッジ・エタロン２６によって抑圧されていない状態の通過帯域ＰＢ２の相対ゲインを示す。
【００３８】
図３ｂはウェッジ・エタロン通過帯域ＰＢ３が、チャネル切り替えの最中に１５４９．５ｎｍおよび１５５０．０ｎｍのチャネルの間に位置する状態を示す。１５４９．５ｎｍおよび１５５０．０ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関する相対ゲインは両方とも高く、どちらも抑制されていない。１５４９．０ｎｍおよび１５５０．５ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関する相対ゲインのレベルは、１５４９．５ｎｍおよび１５５０．０ｎｍのチャネルに比べれば抑圧されている。１点鎖線は、ウェッジ・エタロン２６によって抑圧されていない状態の通過帯域ＰＢ２の相対ゲインを示す。
【００３９】
図３ｃは、ピークが１５５０．０ｎｍのグリッド・チャネルに合わせられているウェッジ・エタロン通過帯域ＰＢ３を示し、１５５０．０ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関する相対ゲインは高いが、その一方で隣接している１５４９．５ｎｍおよび１５５０．５ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関する相対ゲインレベルは、選択された１５２０．０ｎｍのチャネルに比べて抑圧されており、１５５１．０ｎｍおよび１５４９．０ｎｍにおける通過帯域ＰＢ２に関するゲインは更に抑圧されている。再び、１点鎖線は、ウェッジ・エタロン２６によって抑圧されていない状態の通過帯域ＰＢ２の相対ゲインを示す。
【００４０】
光出力アセンブリ２３は、ゲイン媒体面１８からの出力を光ファイバ５０へ光学的に結合するために構成される。この点において、出力アセンブリ２３は、第２光路４６中に位置し、ファイバ・フェルール５４によって光ファイバ５０と光学的に結合する、ファイバ・フォーカス・レンズ５２を備える。第２コリメートレンズ５６が出力面１８と光学的に結合し、第２光路２１第２出力面１８およびファイバ・フォーカス・レンズ５２の間に位置する。光アイソレータ５８は、第２光路４６中の、第２コリメートレンズ５６の後方、およびファイバ・フォーカス・レンズ５２の前方に位置する。
【００４１】
図１に示される実施形態において、光出力アセンブリ２３、ゲイン媒体１２および第１コリメートレンズ２０は、熱制御モジュール６０の一部分である。熱制御モジュール６０内で、光出力アセンブリ２３、ゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０、および「ドッグボーン」マウント部材６２が、全て熱伝導性を有する基板６４にマウントされる。基板６４は、モジュール６０を外部共振器レーザ装置１０中の他の構成要素から独立あるいは略独立に熱制御するように構成される熱電コントローラ６６に接続またはマウントされる。グリッド・エタロン２４およびエンドミラー１４は、基板６４から離間して位置し、他の基板６８にマウントされた状態で、図１に示される。モジュール６０として提供される選択された光学コンポーネントを熱制御する事は、重要かつアライメントに対して影響を受けやすいな光学コンポーネントおよび光学表面のみを選択的に加熱することによって、レーザ装置１０の運転に必要となる電力を低減する。
【００４２】
ゲイン媒体１２（および面１６、１８）、およびコリメートレンズ２０、５６およびファイバ・フォーカス・レンズ５２の表面は、レーザ装置１０の重要かつアラインメントに対して影響を受けやすいな光学面の多くを代表しており、ゲイン媒体１２およびレンズ２０、５２、５６は熱制御モジュール６０に含まれ、レーザ装置１０の他の箇所に不必要な熱制御を加える事無くこれらの要素の正確な熱制御を可能にするために、温度が制御された基板６４にマウントされる。基板６８に配置されるエンドミラー１４、グリッド・エタロン２４は、熱制御モジュール６０内の熱伝導性を有する基板６４から熱的に絶縁または略絶縁されており、ゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０および出力アセンブリ２３の熱伝導性を有する基板を経由した温度制御は、エンドミラー１４またはグリッド・エタロンの直接的かつ意図的な温度制御を含まない。駆動部材３６およびエンコーダ４０によって提供される同調アセンブリは基板６８にマウントされ、従って基板６４にから熱的に絶縁されていて良い。コントローラ３８が同様に、基板６８にマウントされても良い。
【００４３】
いくつかの実施形態において、別の熱電コントローラ（図示されない）によってグリッド・エタロン２４に別個に熱制御を供給することが望ましい。後述されるように、他の実施形態において、グリッド・エタロン２４は、熱伝導性を有する基板６４に含まれていて良い。幾つかの具体例において、モジュール６０を加熱または冷却することにより、輻射伝熱によって、または、基板６８および熱電コントローラ６６を支持する共通ベースメント（図示されない）を経由する意図しない熱伝導によって、レーザ装置１０の他の部分を間接的に加熱または冷却し得る。
【００４４】
図４および図５をより詳細に参照して、熱制御モジュール６０は、基板６８または他の外部共振器レーザの部品を支持する基盤とは別々でかつ離間している基板６４上にレーザ出力部材を配置する事を可能にする事が図示される。熱制御モジュール６０は、出力面１６、１８を備えたダイオード・エミッタ・チップ（ゲイン媒体）１２と、面１６、１８にそれぞれ光学的に結合したコリメートレンズ２０、５６と、熱伝導性を有するドッグボーン状部材６２と、サーミスタ７０と、光アイソレータ５８と、ファイバ・フォーカス・レンズ５２と、ファイバ・フェルール５４とを備え、これらはレーザ光学出力サブアセンブリ基板６８上にマウントされる。図４は、モジュール６０に提供する電力用の電線７２を更に示す。
【００４５】
モジュール６０の基板６４は熱電コントローラ６６に結合され、熱電コントローラ６６はサーミスタ７０を経由して基板６４の温度を監視し、基板６４および基板６４上のゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０、５６、ファイバ・フォーカス・レンズ５２、フェルール５４およびアイソレータ５８の各部品が熱制御される。ゲイン媒体の面１６および１８、コリメートレンズ２０、５６およびレンズ５２の表面はレーザ装置１０の重要かつアライメントに対して影響を受けやすい光学部品の表面の一部であり、これらの部品が単一の温度制御された基板６４に搭載される事によって、熱的な位置のずれによる光学的なアライメントの問題を防ぐための部品の集合的な熱制御が可能になる。
【００４６】
基板６４およびドッグボーン・マウント部材６２は、理想的には、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属カーバイド、またはこれらの合金、混合物、化合物のような、高い熱伝導率の材料を含んで良い。ある実施形態において、基板６４およびマウント部材６２は、窒化アルミニウム、炭化けい素あるいは炭化けい素混合物（合金）を含む。マウント部材６２および基板６４は、ゲイン媒体１２がマウント部材６２を経由して基板６４に熱的に接続されるように構成される。基板６４およびマウント部材６２のＣＴＥ（熱膨張率）は、ゲイン媒体１２のＣＴＥと一致しても良い。
【００４７】
ファイバ・フェルール５４、レンズ２０、５２、５６、光アイソレータ５８およびマウント部材６２は、個々の構成要素のＣＴＥと一致するＣＴＥを持つ熱伝導性を有する接着剤またははんだによって基板６４にマウントされるか接続されるのが望ましい。同様の方法によって、ゲイン媒体１２は、ゲイン媒体１２およびマウント部材６２のＣＴＥと一致するＣＴＥを持つ熱伝導性を有する接着剤またははんだによってマウント部材６２に接続される。マウント部材６２、ファイバ・フェルール５４、レンズ２０、５２、５６は、基板６４との熱的接触を促進する様態で組み立てられ、構成されて良い。この点において、基板６４との熱的接触を促進するために、レンズ２０、５２、５６は適切な熱伝導性を有するハウジングに収容されて良い。同様に、基板６４は、前述の構成要素との熱的接触を最適化するために構成されたグルーブ、凹部または別の表面の特徴（図示されず）を含んでいて良い。当業者に既知の様々な他の熱制御の考慮が、部材６２、ファイバ・フェルール５４、レンズ２０、５２、５６の基板６４に対するマウントに関して、基板６４の熱電コントローラ６６に対する接続に関して、また、サーミスタ７０の基板６４および熱電コントローラ６６に対する接続に関して為され得る。
【００４８】
図５をより詳細に参照して、ボンディングパッド７４は、導体７６を支持するドッグボーン・マウント部材６２の一端に含まれている。導体７６は、マウント部材６２上で第２ボンディングパッド７８と結合する。ボンディングパッド７８からの導体８０が、ゲイン媒体１２の上側の表面において電極８２と結合する。従来の方式によって駆動電流をゲイン媒体１２に供給するために、導体８４が、ゲイン媒体の底面の電極（図示されない）と結合する。
【００４９】
再び図１、図４および図５を参照して、レーザ装置１０の運転において、駆動電流がゲイン媒体１２の両端に加えられ、反射防止コーティングが施された面１６から、コヒーレントなビームを光路２２に沿ってエンドミラー１４まで放射し、ゲイン媒体１２に光フィードバックが供給され、出力アセンブリ２３から別のコヒーレントなビームが出力され、ファイバ５０に入射する。上述された方法でレーザ出力を同調するために、ウェッジ・エタロン２６は光路２２に対して移動されても良い。ゲイン媒体のポンピング中に、熱電コントローラ６６は、運転中にゲイン媒体１２によって生成された熱に対抗するために基板６４を冷却する。ゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０および出力アセンブリ２３が基板６４を経由して熱電コントローラ６６に熱的に接続されるので、ゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０および出力アセンブリ２３の温度は一定または略一定に保たれ、これによって、基板６４に接続された構成要素の熱的な変動に起因する構成要素のミスアラインメントあるいは重ね合わせのずれを防ぐ。基板６４および熱電コントローラ６６によるレーザ運転中のゲイン媒体１２の冷却によって、出力面１６の熱劣化および反射防止コーティング  （図示されない）のエイジングを回避するのを更に促進する。
【００５０】
外部共振器レーザ装置１０が使用中でない場合、モジュール６０の上の様々な光学面が外部共振器レーザの周囲の部分より高温である状態を保つために、熱電コントローラ６６および基板６４がゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０および出力アセンブリ２３を、再び一定温度に維持することが出来る。電源が切られている際にモジュール６０の構成要素を高温に維持することによって、モジュールの構成要素が冷却される場合に起こり得るモジュール内の重要な光学表面上への水分あるいは揮発性有機化合物の凝縮を回避するのに役立つ。気密封止されたコンテナ中の外部共振器レーザの選択された光学コンポーネントに選択的な加熱を使用する事は、本願と共に出願された、発明者セル等による「気密封止された外部共振器レーザ・システムおよび方法」という名称の米国特許出願番号第０９／９００４２３号に記載され、参照によって本願に援用される。
【００５１】
本発明において、様々な他の光学コンポーネントが、基板６４または別の熱制御される基板上にマウントされる事によって、選択的な熱制御に従い得る。図６は光学熱制御モジュール８６他の実施形態の概略図であり、同様の参照番号は同様の部品を示すために用いられる。図６の実施形態において、グリッド・エタロン２４は、レーザ外部共振器のどこか他のところに位置する代わりに基板６４にマウントされ、基板６４を経由して熱電コントローラ６６に熱的に接続される。図示されるように、グリッド・エタロン２４は、第２光路２１の中において、第２コリメートレンズ５６の後方かつ光アイソレータ５８の前方に位置してもよいし、光アイソレータ５８の後方かつファイバ・フォーカス・レンズ５２の前方に位置しても良い。熱伝導性を有する基板６４および熱電コントローラ６６により選択された固定の温度にグリッド・エタロン２４を熱制御する事によって、光路２１に対するグリッド・エタロン２４の面の最適なアラインメントが維持されると同様にグリッド・エタロンの周波数グリッドが一定に維持される。上述したように、グリッド・エタロン２４は図１に示されるように第１光路２２中のようなどこか他の場所に位置し、別個の熱制御に従っても良い。
【００５２】
図６の熱制御モジュール８６は、熱伝導性を有する基板６４にマウントされ、基板６４を経由して熱電コントローラ６６に熱的に接続される低解像度のスペクトロメータ８８を更に備える。低解像度のスペクトロメータ８８は、試験と測定の目的に使用される外部共振器レーザの様にファイバ５０への光出力の波長の評価が所望されるような本発明の実施例に対して用いられる。低解像度のスペクトロメータ８８は熱伝導性を有する基板６４にマウントされ、光路２１中の、アイソレータ５８の後方かつファイバ・フォーカス・レンズ５２の前方に位置する。もしくは、低解像度のスペクトロメータは、光路２１中の、コリメートレンズ５６の後方かつアイソレータ５８の前方に位置しても良い。
【００５３】
本発明は特定の実施例に関して記載された一方、本発明の真の精神と範囲から逸脱することなく、さまざまな修正がなされ得、均等物によって置換され得る事が当業者によって理解されるべきである。加えて、特定の状況、材料、組成物、プロセス、工程段階を、本発明の目的、精神および範囲に適応させるために、多くの変更が成され得る。この種の変更の全てが、添付の特許請求の範囲の範囲内であることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明における選択的な熱制御を伴う外部共振器レーザ装置の概略図である。
【図２】波長グリッド中の選択されたチャネルに関してのウェッジ・エタロン、グリッド・エタロンおよび外部共振器に関する、図１に示される外部共振器レーザの通過帯域特性を例証するグラフである。
【図３】波長グリッド中の複数のチャネルに関する、図１に示される外部共振器レーザの同調に対するゲインを例証するグラフである。
【図４】本発明における熱制御モジュールの斜視図である。
【図５】図４の熱制御モジュールの平面図である。
【図６】外部共振器レーザ中の他の実施形態における熱制御モジュールの概略図である。
【図１】
2005521232.tif 000003
【図２】
2005521232.tif 000004
【図３】
2005521232.tif 000005
【図４】
2005521232.tif 000006
【図５】
2005521232.tif 000007
【図６】
2005521232.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月2日(2004.6.2)
【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および第２出力面を有するゲイン媒体と、
前記第２出力面と共に外部共振器を画定する反射器と、
前記第２出力面と光学的に結合した光出力アセンブリと、
前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされた第１の熱伝導性基板と、
前記第１の熱伝導性基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを前記第１基板を経由して熱伝導によって制御する熱電コントローラと
を備え、
前記反射器が第２基板にマウントされ、前記第２基板が前記第１の熱伝導性基板から熱的に絶縁されており、前記第１の熱伝導性基板からは独立して熱制御される、
レーザ装置。
【請求項２】
前記第１の熱伝導性基板の熱膨張率が、前記ゲイン媒体の熱膨張率と一致する、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
チャネル・セレクタと、
前記チャネル・セレクタを操作可能に接続され、前記チャネル・セレクタを調節する同調アセンブリと
を更に備え、
前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリが前記第１の熱伝導性基板から離間して位置する、
請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記第１出力面と光学的に結合する第１コリメートレンズを更に備え、
前記第１コリメートレンズが前記第１の熱伝導性基板にマウントされ、前記第１の熱伝導性基板を経由した熱伝導によって前記熱電コントローラによって熱制御される、
請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記光出力アセンブリが、前記第２出力面と光学的に結合した第２コリメートレンズを備える、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光出力アセンブリが光アイソレータを更に備え、前記光アイソレータが、前記第２コリメートレンズと光学的に結合されている、請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光出力アセンブリがファイバ・フォーカス・レンズを更に備え、前記ファイバ・フォーカス・レンズが、前記光アイソレータおよび光ファイバと光学的に結合されている、請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記第１の熱伝導性基板および前記熱電コントローラを操作可能に接続されたサーミスタを更に備える、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項９】
グリッド・エタロンを更に備え、前記グリッド・エタロンが前記第１の熱伝導性基板にマウントされる、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記光出力アセンブリが低解像度のスペクトロメータを更に備え、前記低解像度のスペクトロメータが前記第１の熱伝導性基板にマウントされた、請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記ゲイン媒体、前記光出力アセンブリ、前記第１の熱伝導性基板、および前記熱電コントローラが、不活性雰囲気中に気密密閉された、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記第１の熱伝導性基板が、窒化アルミニウム、炭化けい素、および炭化けい素−窒化アルミニウム合金から選択される材料を備える、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記反射器、前記チャネル・セレクタ、および前記同調アセンブリが、前記第２の基板にマウントされた、請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項１４】
外部共振器レーザ装置であって、
第１光路に沿って第１コヒーレント・ビームを放射する第１出力面と、第２光路に沿って第２コヒーレント・ビームを放射する第２出力面とを備えるゲイン媒体と、
前記第１光路中に位置し、前記第２出力面と共に外部共振器を画定するエンドミラーと、
前記第２光路中に位置する光出力アセンブリと、
前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされる第１の熱伝導性基板と、
前記第１の熱伝導性基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリが前記第１の熱伝導性基板を経由して熱的に接続された熱電コントローラと
を備え、
前記エンドミラーが第２基板にマウントされ、
前記第２基板は前記第１の熱伝導性基板から熱的に絶縁され、前記第１の熱伝導性基板とは独立して熱制御され、
前記外部共振器レーザ装置が更に、
前記第２基板にマウントされ、前記第１出力面と前記エンドミラーとの間の前記第１光路中に位置するグリッド・エタロンを備える、
外部共振器レーザ装置。
【請求項１５】
前記第１の熱伝導性基板の熱膨張率が、前記ゲイン媒体の熱膨張率と一致する、請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項１６】
前記第１光路中の前記第１出力面と前記エンドミラーとの間に位置するチャネル・セレクタと、
前記チャネル・セレクタを操作可能に接続され、前記チャネル・セレクタを調節する同調アセンブリと
を更に備え、
前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリが、前記第１の熱伝導性基板および前記熱電コントローラから熱的に絶縁されている、
請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項１７】
前記チャネル・セレクタがウェッジ・エタロンを備え、
前記同調アセンブリが、前記ウェッジ・エタロンを前記第１光路中において位置的に調節するステッパーモータを備える、
請求項１６に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項１８】
前記同調アセンブリが、前記ステッパーモータおよび前記ウェッジ・エタロンの位置を監視する光エンコーダを更に備える、請求項１７に記載の外部共振器レーザ。
【請求項１９】
前記第１出力面近傍の前記第１光路中に位置する第１コリメートレンズを更に備え、
前記第１コリメートレンズが、前記第１の熱伝導性基板にマウントされ、前記第１の熱伝導性基板を経由して前記熱電コントローラに熱的に接続されている、
請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２０】
前記光出力アセンブリが、
前記第２光路中に位置し、ファイバと光学的に結合するファイバ・フォーカス・レンズと、
前記第２光路中の、前記第２出力面と前記ファイバ・フォーカス・レンズの間に位置する第２コリメートレンズと、
前記第２光路中の、前記第２コリメートレンズの後方かつ前記ファイバ・フォーカス・レンズの前方に位置する光アイソレータと
を備える、請求項１４に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２１】
前記第１の熱伝導性基板にマウントされ、前記熱電コントローラに熱的に接続されたグリッド・エタロンを更に備え、
前記グリッド・エタロンが、前記第２光路中の前記第２コリメートレンズの後方に位置している、
請求項２０に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２２】
前記第１の熱伝導性基板にマウントされ、前記熱電コントローラに熱的に接続される低解像度のスペクトロメータを更に備え、
前記低解像度のスペクトロメータが、前記第２光路中の前記第２コリメートレンズの後方に位置している、
請求項２０に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２３】
第１光路に沿って第１コヒーレント・ビームを放射する第１出力面と、第２光路に沿って第２コヒーレント・ビームを放射する第２出力面とを備えるゲイン媒体と、
前記第１光路中に位置し、前記第２出力面と共に外部共振器を画定するエンドミラーと、
前記第２光路中に位置する光出力アセンブリと、
前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされた第１の熱伝導性基板と、
前記第１の熱伝導性基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリが前記第１の熱伝導性基板を経由して熱的に接続された第１熱電コントローラと
を備え、
前記エンドミラーは、前記第１の熱伝導性基板から熱的に絶縁された第２基板上にマウントされ、前記第２基板に接続される第２熱電コントローラによって制御される、
外部共振器レーザ装置。
【請求項２４】
前記第１光路中の前記第１出力面と前記エンドミラーとの間に位置するチャネル・セレクタと、
前記チャネル・セレクタを操作可能に接続され、前記チャネル・セレクタを調節する同調アセンブリと
を更に備え、
前記第１熱電コントローラが前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリとは独立に前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを熱制御することを可能に、前記チャネル・セレクタおよび前記同調アセンブリが配置される、
請求項２３に記載の外部共振器レーザ装置。
【請求項２５】
第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、
前記第１出力面と光学的に結合するエンドミラーと、
前記第２出力面と光学的に結合する光出力アセンブリと
熱伝導性を有し、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされた第１基板と、
前記第１基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを前記第１基板を経由して熱伝導によって制御する熱電コントローラと、
第２基板と
を備え、
前記エンドミラーが第２基板上に設置され、前記第１基板からは独立して熱制御される
レーザ装置。
【請求項２６】
第１およびと第２出力面を有するゲイン媒体と、
前記第１出力面と光学的に結合し、前記ゲイン媒体から熱的に絶縁されたエンドミラーと、
前記ゲイン媒体に熱的に接続され、前記エンドミラーとは独立して前記ゲイン媒体を熱制御する熱電コントローラと
を備える、レーザ装置。
【請求項２７】
前記第２出力面と光学的に結合し、前記熱電コントローラに熱的に接続された光出力アセンブリを更に備え、
前記熱電コントローラが前記光出力アセンブリを熱制御する、
請求項２６に記載のレーザ装置。
【請求項２８】
第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、前記第１出力面と光学的に結合されたエンドミラーと、前記第２出力面と光学的に結合する光出力アセンブリを提供するステップと、
前記ゲイン媒体および前期光出力アセンブリとは独立に前記エンドミラーを熱制御するステップと
を備える、レーザ装置を選択的に冷却する方法。
【請求項２９】
前記熱制御ステップが、
熱電コントローラに接続される第１の伝導性を有する基板上に前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリをマウントするステップと、
前記第１基板および前記熱電コントローラから熱的に絶縁された第２基板上に前記エンドミラーをマウントするステップと
を備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
レーザ装置であって、
ゲイン媒体と
前記ゲイン媒体の出力面と共に外部共振器を画定する反射器と、
前記ゲイン媒体に光学的に結合された光出力アセンブリと
を備え、
前記光出力アセンブリが、前記ゲイン媒体の前記出力面からの光信号を光ファイバに光学的に結合させ、
前記光出力アセンブリが、
前記ゲイン媒体の出力面に光学的に結合されるコリメートレンズと、
前記コリメートレンズと前記光ファイバとの間で光学的に結合されるファイバ・フォーカス・レンズとを備え、
前記レーザ装置が更に、
前記反射器とは独立に前記光出力アセンブリに選択的な熱制御を供給する手段と
を備える、レーザ装置。
【請求項３１】
前記反射器とは独立に前記ゲイン媒体に選択的な熱制御を供給する手段を更に備える、請求項３０に記載のレーザ装置。
【請求項３２】
前記選択的な熱制御を前記光出力アセンブリに供給する手段が、
前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリがマウントされる熱伝導性基板と、
前記熱伝導性基板に結合され、前記ゲイン媒体および前記光出力アセンブリを前記基板を経由して熱伝導によって制御する熱電コントローラと
を備える、請求項３０に記載のレーザ装置。
【請求項３３】
前記ゲイン媒体に選択的な熱制御を提供するための手段が、
前記ゲイン媒体がマウントされる熱伝導性基板と、
前記熱伝導性基板に接続される熱電コントローラと
を備え、
前記ゲイン媒体は前記熱伝導性基板を通した熱伝導によって、前記熱電コントローラによって熱制御される、
請求項３１に記載のレーザ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
ゲイン媒体および光出力アセンブリがマウントされる熱伝導性基板が提供される。熱伝導性基板は、高い熱伝導率を有し、ゲイン媒体の熱膨張率と一致する熱膨張率を持つように設計される。ゲイン媒体および光出力アセンブリの構成要素は温度に影響を受けやすい構成要素であり、出力アセンブリの構成要素の選択的かつ正確な温度制御および冷却を可能にするような高い熱伝導率を有する共通基板上にこれらの構成要素をマウントする事によって、光出力アセンブリの構成要素を選択的かつ正確に温度制御する事が出来る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
熱伝導性基板を熱制御するために、熱電コントローラ（ＴＥＣ）が、熱伝導性基板に結合または接続されて良い。ゲイン媒体および光出力アセンブリは、基板の熱伝導を通して熱電コントローラに熱的に接続され、かつ熱電コントローラによって熱制御されるように構成される。本発明における熱電コントローラによって、ゲイン媒体および出力アセンブリが、エンドミラーおよび外部共振器レーザの他の構成要素とは独立に熱制御される事が可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
熱伝導性基板の温度監視は、熱電コントローラおよび熱伝導性基板に操作可能なように接続されるサーミスタによって提供され、これによって、サーミスタが基板の（従って熱的に接続されたゲイン媒体および光出力アセンブリの）温度変化を検知する事が可能になる。最適温度からの温度偏差が検知される場合、選択可能な最適の温度を維持するために基板の温度を調節するために、サーミスタはが熱電コントローラに信号を送る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
外部共振器レーザのエンドミラーは、熱電コントローラから熱的に分離されている第２基板にマウントされて良い。ある実施形態において、外部共振器のエンドミラーおよび他の構成要素は、ゲイン媒体および光出力モジュールを支持する熱伝導性基板に対して別々であるか離間しているかさもなければ熱的に絶縁されている１つ以上の第２基板に一緒にマウントされても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第１光路に沿って放射されたコヒーレントなビームをコリメートしてエンドミラーへ照射させるために、第１コリメートレンズが基板に含まれ、第１光路に配されて良い。光出力アセンブリは、ゲイン媒体の第２出力面の近傍の第２光路中に位置し、ゲイン媒体の第２出力面と光学的に結合した第２コリメートレンズを備えて良い。ゲイン媒体および第１コリメートレンズと同様、光出力アセンブリの第２コリメートレンズもまた熱伝導性基板にマウントされ、基板の熱伝導を経由して熱電コントローラによって制御されるように構成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
熱伝導性基板と温度コントローラから離間しているか、さもなければ熱的に絶縁されている外部共振器レーザの構成要素は、例えば、チャネル・セレクタおよび同調アセンブリを備えて良い。ウェッジ・エタロンを備え得るチャネル・セレクタ、格子、電気光学エタロン、傾斜したフィルタあるいは他の波長を同調する装置が、第１の光路中の、ゲイン媒体の第１出力面とエンドミラーとの間に位置しても良い。同調アセンブリは、チャネル・セレクタに操作可能なように接続され、並進および（または）回転による位置調整、電圧調整、または同調アセンブリを調整する他の形式によってチャネル・セレクタを調節するように構成される。同調アセンブリは、例えば、第１光路中においてウェッジ・エタロンを位置的に調節するために構成されたステッパーモータを備えて良い。チャネル・セレクタおよび同調アセンブリの配置は、熱伝導性基板および基板上のゲイン媒体と光出力アセンブリがチャネル・セレクタおよび同調アセンブリに関する如何なる熱的特性または熱制御からも独立あるいは略独立している熱制御に従うように為される。換言すれば、チャネル・セレクタおよび同調アセンブリは、熱伝導性基板および熱電コントローラから熱的に絶縁され、熱伝導性基板から離間して位置する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
他の実施形態において、光出力アセンブリはグリッド・エタロンを備えて良く、グリッド・エタロンは熱伝導性基板にマウントされ、基板を経由してＴＥＣと熱的に結合する。グリッド・エタロンは、第２光路中の、第２コリメートレンズの後方かつ光アイソレータの前方に、もしくは、光アイソレータの後方かつファイバ・フォーカス・レンズの前方に位置して良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明における単一の熱伝導性基板の上の選択的な熱制御に従う温度に影響を受けやすい部材は、ゲイン媒体、出力カップリング光学系（コリメートレンズ）、およびグリッド・エタロン（エタロン）を含むが、以上のものに限定されない。幾つかの実施形態において、温度に影響を受けやすいグリッド・エタロンが、別の基板上の独立した温度制御に従っても良い。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明は、共通かつ熱伝導性基板にマウントされ、熱電コントローラまたは他の温度制御源に熱的に結合したゲイン媒体と光出力アセンブリをそれ自体に備える光出力モジュールを備えるレーザ装置で実施されて良い。光出力アセンブリは構成において異なり得るが、一般には、アライメントの影響を受けやすい出力コンポーネントの温度を制御するために、光出力コンポーネントが熱伝導性を有する表面にマウントされるように構成される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明は、外部共振型ダイオード・レーザ装置を選択的に冷却する方法をさらに提供する。本方法は、第１および第２出力面を有するゲイン媒体と、第１出力面と光学的に結合するエンドミラーと、第２出力面と光学的に結合する光出力アセンブリを提供するステップと、エンドミラーとは独立にゲイン媒体および光出力アセンブリを熱制御するステップとを備えて良い。ゲイン媒体と光出力アセンブリを熱制御するステップが、熱伝導性基板上にゲイン媒体および光出力アセンブリをマウントするステップと、熱伝導性基板と熱電コントローラを接続するステップとを備えて良い。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図１に示される実施形態において、光出力アセンブリ２３、ゲイン媒体１２および第１コリメートレンズ２０は、熱制御モジュール６０の一部分である。熱制御モジュール６０内で、光出力アセンブリ２３、ゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０、および「ドッグボーン」マウント部材６２が、全て熱伝導性基板６４にマウントされる。基板６４は、モジュール６０を外部共振器レーザ装置１０中の他の構成要素から独立あるいは略独立に熱制御するように構成される熱電コントローラ６６に接続またはマウントされる。グリッド・エタロン２４およびエンドミラー１４は、基板６４から離間して位置し、他の基板６８にマウントされた状態で、図１に示される。モジュール６０として提供される選択された光学コンポーネントを熱制御する事は、重要かつアライメントに対して影響を受けやすいな光学コンポーネントおよび光学表面のみを選択的に加熱することによって、レーザ装置１０の運転に必要となる電力を低減する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ゲイン媒体１２（および面１６、１８）、およびコリメートレンズ２０、５６およびファイバ・フォーカス・レンズ５２の表面は、レーザ装置１０の重要かつアラインメントに対して影響を受けやすいな光学面の多くを代表しており、ゲイン媒体１２およびレンズ２０、５２、５６は熱制御モジュール６０に含まれ、レーザ装置１０の他の箇所に不必要な熱制御を加える事無くこれらの要素の正確な熱制御を可能にするために、温度が制御された基板６４にマウントされる。基板６８に配置されるエンドミラー１４、グリッド・エタロン２４は、熱制御モジュール６０内の熱伝導性基板６４から熱的に絶縁または略絶縁されており、ゲイン媒体１２、コリメートレンズ２０および出力アセンブリ２３の熱伝導性基板を経由した温度制御は、エンドミラー１４またはグリッド・エタロンの直接的かつ意図的な温度制御を含まない。駆動部材３６およびエンコーダ４０によって提供される同調アセンブリは基板６８にマウントされ、従って基板６４にから熱的に絶縁されていて良い。コントローラ３８が同様に、基板６８にマウントされても良い。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
いくつかの実施形態において、別の熱電コントローラ（図示されない）によってグリッド・エタロン２４に別個に熱制御を供給することが望ましい。後述されるように、他の実施形態において、グリッド・エタロン２４は、熱伝導性基板６４に含まれていて良い。幾つかの具体例において、モジュール６０を加熱または冷却することにより、輻射伝熱によって、または、基板６８および熱電コントローラ６６を支持する共通ベースメント（図示されない）を経由する意図しない熱伝導によって、レーザ装置１０の他の部分を間接的に加熱または冷却し得る。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
本発明において、様々な他の光学コンポーネントが、基板６４または別の熱制御される基板上にマウントされる事によって、選択的な熱制御に従い得る。図６は光学熱制御モジュール８６他の実施形態の概略図であり、同様の参照番号は同様の部品を示すために用いられる。図６の実施形態において、グリッド・エタロン２４は、レーザ外部共振器のどこか他のところに位置する代わりに基板６４にマウントされ、基板６４を経由して熱電コントローラ６６に熱的に接続される。図示されるように、グリッド・エタロン２４は、第２光路２１の中において、第２コリメートレンズ５６の後方かつ光アイソレータ５８の前方に位置してもよいし、光アイソレータ５８の後方かつファイバ・フォーカス・レンズ５２の前方に位置しても良い。熱伝導性基板６４および熱電コントローラ６６により選択された固定の温度にグリッド・エタロン２４を熱制御する事によって、光路２１に対するグリッド・エタロン２４の面の最適なアラインメントが維持されると同様にグリッド・エタロンの周波数グリッドが一定に維持される。上述したように、グリッド・エタロン２４は図１に示されるように第１光路２２中のようなどこか他の場所に位置し、別個の熱制御に従っても良い。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図６の熱制御モジュール８６は、熱伝導性基板６４にマウントされ、基板６４を経由して熱電コントローラ６６に熱的に接続される低解像度のスペクトロメータ８８を更に備える。低解像度のスペクトロメータ８８は、試験と測定の目的に使用される外部共振器レーザの様にファイバ５０への光出力の波長の評価が所望されるような本発明の実施例に対して用いられる。低解像度のスペクトロメータ８８は熱伝導性基板６４にマウントされ、光路２１中の、アイソレータ５８の後方かつファイバ・フォーカス・レンズ５２の前方に位置する。もしくは、低解像度のスペクトロメータは、光路２１中の、コリメートレンズ５６の後方かつアイソレータ５８の前方に位置しても良い。
【国際調査報告】
2005521232.tif 000009
2005521232.tif 000010
2005521232.tif 000011