(57)【要約】  集積アブソーバを伴う面発光レーザ（ＳＥＬ）下部ミラーおよび出力カプラは、ＳＥＬのレーザキャビティを定義する。レーザキャビティ内に位置づけられるモノリシックゲイン構造は、ゲイン領域およびアブソーバを備え、アブソーバの飽和フルエンスは、ゲイン領域の飽和フルエンスよりも少ない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザキャビティを定義する下部ミラーおよび出力カプラ、
前記レーザキャビティの中に位置づけられるモノリシックゲイン構造の中のゲイン領域、および
前記モノリシックゲイン構造の中の前記ゲイン領域に集積されるアブソーバ
を備え、
前記アブソーバの飽和フルエンスは、前記ゲイン領域の飽和フルエンスよりも少ない装置。
【請求項２】
前記装置は、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、垂直外部共振器面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ）である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記アブソーバは、前記ゲイン領域の励振の間に生成される定常波パターンのピーク電界強度と揃えられる請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記モノリシックゲイン構造の中に位置づけられる中間ミラーをさらに備え、
前記中間ミラーは、前記ゲイン領域の励振の間に生成される定常波パターンのピーク電界強度を前記アブソーバと揃える請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記アブソーバは、量子ドットレイヤを備え、前記ゲイン領域は、量子井戸レイヤを備える請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記アブソーバは、第一の量子井戸レイヤを備え、前記ゲイン領域は、第二の量子井戸レイヤを備える請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第一の量子井戸レイヤは、ヒ化ガリウムインジウムナイトライド（ＧａＩｎＮＡｓ）を有し、前記第二の量子井戸レイヤは、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）を有する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記アブソーバの前記飽和フルエンスを調整する電気信号を受信するために前記アブソーバに電気的に結合された複数の電気的なコンタクトをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記モノリシックゲイン構造は、前記下部ミラーを備える請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記モノリシックゲイン構造は、前記出力カプラを備える請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記出力カプラから放射されたレーザ出力の波長を変えるための前記出力カプラに光学的に結合された非線形水晶をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記レーザキャビティの内部に熱レンズをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記下部ミラーに熱的に結合されたヒートシンクをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
第二のレーザキャビティ、前記第二のレーザキャビティ内の前記アブソーバおよび前記ゲイン領域を定義するために前記下部ミラーに隣接して位置づけられる第二の出力カプラをさらに備え、前記第一のレーザキャビティは、第一のＳＥＬを定義し、前記第二のレーザキャビティは第二のＳＥＬを定義する請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第一のＳＥＬおよび前記第二のＳＥＬが独立してアドレス指定ができる請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
下部ミラーに隣接して位置づけられるゲイン領域、
前記ゲイン領域に隣接して位置づけられるアブソーバであって、前記アブソーバの飽和フルエンスは、前記ゲイン領域の飽和フルエンスよりも少ないアブソーバ、および
マイクロレンズを有し、前記アブソーバに隣接して位置づけられるスペーサを備え、
前記下部ミラー、前記ゲイン領域、前記アブソーバ、および前記スペーサは、基板から製造されるモノリシック構造である垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）。
【請求項１８】
前記アブソーバは、少なくとも１つの量子ドットレイヤを備え、前記ゲイン領域は、少なくとも１つの量子井戸レイヤを備える請求項１７に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１９】
前記アブソーバは、ヒ化ガリウムインジウムナイトライド（ＧａＩｎＮＡｓ）の少なくとも１つの量子井戸レイヤを備える請求項１７に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項２０】
前記アブソーバは、前記ゲイン領域の励振の間に生成される定常波パターンのピーク電界強度に揃えられる請求項１７に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項２１】
前記下部ミラーに結合された第一のコンタクトおよび前記スペーサに結合された第二のコンタクトをさらに備え、
前記第一および第二の複数のコンタクトは、前記ＶＣＳＥＬの電気的ポンピングにおいて使用される請求項１７に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項２２】
第一のＳＥＬの第一のレーザキャビティを定義する第一の出力カプラおよび下部ミラー、
第二のＳＥＬの第二のレーザキャビティを定義する第二の出力カプラおよび下部ミラー、
前記第一のおよび第二のレーザの複数のキャビティの中に位置づけられるゲイン領域、ならびに
前記ゲイン領域に集積される前記第一のおよび第二のレーザの複数のキャビティの中に位置づけられるアブソーバを有し、
前記アブソーバの飽和フルエンスは、前記ゲイン領域の飽和フルエンスよりも少ない面発光レーザ（ＳＥＬ）配列と、
前記第一の出力カプラから第一の受動的モードロックレーザ出力を受信するために、および前記第二の出力カプラから第二の受動的モードロックレーザ出力を受信するために前記ＳＥＬ配列に光学的に結合された光ファイバと
を備えるシステム。
【請求項２３】
前記下部ミラー、前記ゲイン領域、前記アブソーバ、前記第一の出力カプラ、および前記第二の出力カプラは、基板から製造されるモノリシック構造である請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第一のＳＥＬおよい前記第二のＳＥＬは、独立してアドレス指定ができる請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
チップセット、および
前記チップセットに機能的に結合されたクロック
を備え、前記クロックは、
レーザキャビティを定義する下部ミラーおよび出力カプラであって、前記出力カプラは、クロック信号を生成するために受動的モードロックレーザを放射する下部ミラーおよび出力カプラ、
前記レーザキャビティの中に位置づけられるモノリシックゲイン構造の中のゲイン領域、および
前記モノリシックゲイン構造の中のアブソーバであって、前記アブソーバの飽和フルエンスは、前記ゲイン領域の飽和フルエンスよりも少ないアブソーバ
を有するコンピュータシステム。
【請求項２６】
前記モノリシックゲイン構造は、前記下部ミラー、前記ゲイン領域、前記アブソーバ、および前記出力カプラを備える請求項２５に記載のコンピュータシステム。
【請求項２７】
前記クロックは、光クロッキング信号を出力する請求項２５に記載のコンピュータシステム。
【請求項２８】
量子ドット半導体可飽和アブソーバミラー、
出力カプラ、および
レーザキャビティ内に位置づけられるレーザ媒体
を備え、
前記量子ドット可飽和ミラーおよび前記出力カプラは、前記レーザキャビティを定義する装置。
【請求項２９】
前記量子ドット半導体可飽和アブソーバミラーは、前記レーザ媒体に集積される請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記出力カプラは、前記レーザ媒体に集積される曲面リフレクタである請求項２９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の領域は、広く複数のレーザに関し、より詳細には、集積アブソーバを伴う面発光レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体レーザは、通信システムおよび家庭用電化製品を含むさまざまなアプリケーションを有する。概して、複数の半導体レーザは、複数の端面発光レーザまたは複数の面発光レーザ（ＳＥＬｓ）に分類される。複数の端面発光レーザは、放射物を半導体ウェハ表面に沿って放射し、対して複数のＳＥＬは、放射物を半導体ウェハ表面に垂直に放射する。複数の半導体レーザのゲイン領域の励振は、光ポンピングまたは電気ポンピングを介してよい。
【０００３】
複数のＳＥＬの２つの一般的なタイプは、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）および素直外部共振器面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ）。図１Ａを参照して、ＶＣＳＥＬ１００が示される。ゲイン領域１６０は、ミラー１０４とミラー１０８との間に挟まれる。このような複数のミラーは、複数の分散型ブラッグ反射（ＤＢＲ）ミラーを含む。ミラー１０４およびミラー１０８は、レーザキャビティ１１２を定義する。レーザ出力１１０は、ミラー１０８から、ゲイン領域１０６に垂直に放射される。
【０００４】
図１Ｂは、ＶＥＣＳＥＬ１５０を示す。ミラー１５８は、外部的に実装され、ゲイン領域１５６の上部に位置づけられる。ミラー１５４およびミラー１５８は、レーザキャビティを定義する。ミラー１５４は、ＤＢＲミラーを含む。レーザ出力１６０は、ミラー１５８から放射される。
【０００５】
複数のモードロックレーザは、ピコ秒以下の時間規模の細い光パルスを生成するために使用される。概して、モードロッキングは、レーザの縦の複数のモードの複数の位相を揃えることを伴い、レーザ出力における複数の短パルスの周期的な列に帰着する。図１Ｃは、モデルロックレーザの時間に対する光のパワーのグラフ１６５を示す。レーザ出力の繰り返し周波数は、グラフ１６５内の複数のパルス間の期間に基づく。モードロッキングは、能動的モードロッキングまたは受動的モードロッキングを介して遂行されてよい。能動的モードロッキングは、外部的に制御可能な複数の変調部を介する周波数変調または振幅変調を用いる。受動的モードロッキングは、飽和可能な吸収素材を有するアブソーバを介して遂行されてよい。飽和可能な吸収素材は、半導体素材から製造されてよい。飽和可能な吸収素材は、半導体可飽和吸収ミラー（ＳＥＳＡＭ）を形成するためにミラーに固定されてよく、ＤＢＲミラーを含んでよい。
【０００６】
受動的モードロックレーザにおいて、複数の短パルスの所望のレーザ出力は、アブソーバを経由して提供される。レーザキャビティ内の可飽和アブソーバの作用は、より高い強度を伴う循環する放射の各部のほうに、より低い強度を伴うそれらによりも有利に働くことである。多くの往復の後、これは、キャビティ内で巡回する１つの短パルスの形成をもたらす。キャビティの縦の複数のモード間の固定の関係の作成に対応するので、周波数ドメインにおいて、このメカニズムは、モードロッキングと称される。レーザキャビティ内の循環パルスは、それが出力カプラに衝突する度に１つの出力パルスを生成する。したがって、規則正しいパルス列が生成される。
【０００７】
図１Ｄは、非集積アブソーバを伴いＶＥＣＳＥＬ１７０を示す。ＶＥＣＳＥＬ１７０は、ミラー１７２上に層にされるゲイン領域１７４を有する。出力カプラ１７６は、ゲイン領域１７４の上に位置づけられる。ミラー１７２および出力カプラ１７６は、レーザキャビティ１７８を定義する。光ポンプ１８２は、ＶＥＣＳＥＬ１７０のためにポンプエネルギーを提供する。半導体可飽和吸収ミラー（ＳＥＳＡＭ）１８４は、ＶＥＣＳＥＬ１７０の受動的モードロッキングを提供し、ゲイン領域１７４から分離される。
【０００８】
今日の複数の受動的モードロックレーザは、ゲイン媒体および可飽和アブソーバの異なるモードエリアがモードロッキングのために要求されるように、概して同様の飽和特性を示すゲイン領域および複数の吸収素材を使用する。これは、モノリシック構造において、現在達成可能ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の非制限的なおよび非包括的な複数の実施形態は、下記の複数の図面を参照して説明される。ここで同じ参照番号は、別段の定がない限り、さまざまな視界を通して同じパーツを参照する。
【図１Ａ】先行技術のＶＣＳＥＬを説明するブロック図である。
【図１Ｂ】先行技術のＶＥＣＳＥＬを説明するブロック図である。
【図１Ｃ】先行技術のモデルロックレーザの複数の出力パルスを説明するグラフである。
【図１Ｄ】非集積アブソーバを伴う先行技術のＶＥＣＳＥＬ。
【図２Ａ】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図２Ｃ】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態の電界強度に関連したアブソーバおよび複数のゲインレイヤのグラフである。
【図２Ｄ】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態のフルエンスのグラフである。
【図２Ｅ】本発明の教示による集積アブソーバを伴う複数の量子ドットのレイヤの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図２Ｆ】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図２Ｇ】本発明の教示による複数の量子井戸の１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図３】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図４】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図５】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図６】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図７】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図８】本発明の教示による集積アブソーバを伴うＳＥＬの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図９Ａ】本発明の教示による複数の集積アブソーバを伴う複数のＳＥＬの配列の１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図９Ｂ】本発明の教示による複数の集積アブソーバを伴う複数のＳＥＬの配列の１つの実施形態を説明する斜視図である。
【図１０】本発明の教示による通信システムの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図１１】本発明の教示によるコンピュータシステムの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図１２】本発明の教示による量子ドット可飽和吸収ミラーを伴う半導体レーザの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図１３】本発明の教示による量子ドット可飽和吸収ミラーを伴う半導体レーザの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【発明の詳細な説明】
【００１０】
集積アブソーバを伴う面発光レーザの複数の実施形態が、ここで説明される。下記の説明において、多くの特定の詳細は、本発明の複数の実施形態の完全な理解を提供するために説明される。当業者であれば、しかしながら、本発明の複数の実施形態は、１つ以上の特定の詳細なくして、または他の複数の方法、複数のコンポーネント、複数の素材等を伴い実施できることを理解するであろう。他の複数の例において、周知の複数の構造、複数の素材、または複数の動作は、本発明の複数の態様を曖昧にすることを避けるために示されず、また詳細に説明されない。
【００１１】
本明細書を通じての「１つの実施形態」または「一実施形態」への参照は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つ実施形態に包含されることを意味する。したがって、本明細書を通してさまざまな箇所における複数の句「１つの実施形態において」または「一実施形態において」の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を参照しない。その上、特定の複数の特徴、複数の構造、または複数の特性は、１つ以上の実施形態において、任意の適切な方法により結合されてよい。
【００１２】
本明細書の複数の実施形態は、ゲイン領域と一体化したアブソーバを伴うＳＥＬを提供する。ＳＥＬの複数の実施形態は、複数の高い繰り返し周波数（数十から数百ギガヘルツ）を伴う複数の超短パルス（数十ピコ秒以下）、高い光の平均出力パワー（電気的にポンプされ、または光学的にポンプされた場合、数十から数百）、および良好なビームの質（Ｍ２＜２（Ｍ２  ｂｅｌｏｗ  ２））を提供する。複数の端面発光半導体レーザと対比して、ここで説明される複数の実施形態は、モードロッキングに必要とされる高いビームの質と組み合わされた高パワー出力のための自由にスケーリング可能なモードスポットサイズを可能にする。
【００１３】
図２Ａは、ＳＥＬ２００の１つの実施形態を説明する。図２Ａの実施形態は、アブソーバがゲイン領域およびポンプミラーの下に位置づけられる集積アブソーバを伴う光学的にポンプされるゲイン構造を示す。アブソーバ２０６は、下部ミラー２０４上に位置づけられる。下部ミラー２０４は、半導体ブラッグスタックを有してよい。下部ミラー２０４は、レーザに関して高反射性（ＨＲ）である。ポンプミラー２０８は、アブソーバ２０６上に位置づけられる。ポンプミラー２０８は、ポンプに関して高反射性であり、レーザに関して部分的に反射性である。ゲイン領域２１０は、ポンプミラー２０８上に位置づけられる。反射防止（ＡＲ）レイヤ２１２は、ゲイン領域２１０上に位置づけられる。ＡＲレイヤ２１２は、レーザおよびポンプエネルギーに対して反射防止性である。下部ミラー２０４、アブソーバ２０６、ポンプミラー２０８、ゲイン領域２１０、およびＡＲレイヤ２１２は、モノリシックゲイン構造２２４を形成する。１つの実施形態において、モノリシック構造２２４は、一製造プロセス内の基板から製造される。
【００１４】
出力カプラ２１６は、ＡＲレイヤ２１２の上に位置づけられる。出力カプラ２１６および下部ミラー２０４は、レーザキャビティ２２０を定義する。１つの実施形態において、出力カプラ２１６は、曲面出力ミラーを有する。動作において、光ポンプ２１４は、ＳＥＬ２００に適用される。受動的モードロックレーザ出力２１８は、出力カプラ２１６から放出される。
【００１５】
アブソーバ２０６は、ゲイン領域２１０と一体化される。アブソーバ２０６は、下部ミラー２０４、ポンプミラー２０８、およびゲイン領域２１０の製造プロセスと互換性のある半導体素材を有する。アブソーバは、同じ半導体ウェハ内のゲイン領域と一体化される。同じモノリシック構造内のアブソーバおよびゲイン領域を位置づけるために、アブソーバおよびゲイン領域は、同様のモードスポットサイズで機能させられるべきである。ゲイン領域２１０およびアブソーバ２０６において同様のモードの複数のサイズでのモードロッキングを可能にするために、アブソーバ２０６の飽和フルエンスは、ゲイン領域２１０の飽和フルエンスより低くなくてはならない。言い換えれば、ゲイン領域は、飽和に達する前に、アブソーバよりもより大きな複数のパワー密度を処理する。ゲイン領域およびアブソーバは、ガウスレーザモードのレイリー範囲内なので、集積化は、ゲイン領域およびアブソーバ内の同様のモードの複数のサイズをもたらすことは、理解される。レーザモードは、下部高反射部（図２の下部ミラー２０４）および出力カプラ（図２の２１６）により定義される。
【００１６】
フルエンスは、レーザキャビティ内のエリアごとの光エネルギーを説明する。波がアブソーバまたはゲイン領域などの媒体を通過するにつれ、波のパワーの幾分かは、媒体内の吸収により失われる。フルエンスに対する吸収曲線（例えば、図２Ｄ）において、吸収は、はじめに、線形に、入射フルエンスに依存する。媒体が飽和フルエンスに達する場合、曲線は、線形フォームから崩壊し、平坦になる。
【００１７】
概して、複数の半導体レーザは、小さなゲイン飽和フルエンスを処理する。これは、特に高い平均レーザ出力パワーと組み合わせた高い繰り返し周波数での受動的モードロッキングのために重要である。ゲイン素材の飽和エネルギーが高すぎる場合、Ｑ−スイッチング不安定性が生じ得る。これは、高い繰り返し周波数が要求される場合、特に同時に高いレーザ出力パワーが望ましい場合は、抑制することが難しい。それらの小さなゲイン飽和エネルギーであれば、複数の半導体レーザは、このようなＱ−スイッチング不安定性により制限されない。
【００１８】
数ギガヘルツ（ＧＨｚ）を超える繰り返し周波数は、非常に短い複数のレーザキャビティを要求する。ゲイン構造およびアブソーバのために個別のデバイスを使用する場合、幾何学的な複数の制約が、達成できる繰り返し周波数を制限する。この制約は、著しく異なるモードの複数のエリアがゲイン構造およびアブソーバ上に要求された場合、さらに厳しくなる。
【００１９】
ここで説明される複数の実施形態は、集積アブソーバを伴うゲイン構造を使用する。この構成は、非常に短い線形の複数のレーザキャビティの容易な構築を可能にする。折り畳みミラーは、必要とされない。集積アブソーバを使用することは、パルス繰り返し周波数上の幾何学的な制約を効果的に取り除く。
【００２０】
その上、低減された飽和フルエンスを伴う集積アブソーバは、高い繰り返し周波数においてより高いモードロック出力パワーを可能にする。アブソーバ上のモードサイズが、十分な飽和を成し遂げるために非常に小さくなくてはならない場合、熱的にアブソーバにダメージを与える危険は、急速に、パワーおよび繰り返し周波数の増加と共に上昇する。アブソーバが、より小さな飽和フルエンスを示す異なる素材から成る場合、モードサイズは、大きく維持されることができ、熱のダメージは、避けられ、より高い出力電力および繰り返し周波数を可能とする。
【００２１】
さらに、アブソーバのゲイン構造への集積化は、低い位相ノイズをもたらす。これは、コンパクトおよび安定した仕組みであるので、非常に小さなタイミングジッタをもたらす。
【００２２】
高い繰り返し周波数のために、アブソーバ媒体の回復時間は、先行技術において知られる適切な方法により低減される。そのような複数の方法は、低温成長またはイオン衝撃を含む。これは、吸収により生成される複数のキャリアの速い捕獲および再結合を可能にする非放射性再結合の複数の中心を導入する。
【００２３】
集積アブソーバの飽和フルエンスを低減するためのさまざまな実施形態が、ここで提供される。１つの実施形態において、アブソーバ２０６の飽和フルエンスは、ゲイン領域２１０およびアブソーバ２０６の定常波電界強度を独立に調整することにより減らされる。
【００２４】
定常波電界強度を調整するための１つの実施形態において、アブソーバおよびゲイン領域の複数のレイヤは、定常波パターンの中に適切に位置づけられる。図２Ｂを参照して、レーザ波長２２６の定常波パターンは、図２Ａのモノリシックゲイン構造内に示される。グラフ２２８は、波２２６の電界強度に対する位置を参照する。アブソーバ２０６の物理的な位置は、波２２６のピーク電界強度と揃えられるようにモノリシックゲイン構造２２４の中に位置づけられた。代替の実施形態において、下部ミラー２０４もしくは出力カプラ２１６、または両方は、ピーク電界強度がアブソーバ２０６と揃えられるように波２２６のフォームを変えるために位置づけられてもよい。
【００２５】
定常波電界強度を調整する他の実施形態において、中間ミラー構造が使用される。中間ミラーレイヤは、レーザおよびポンプの複数の波長のために複数の反射率を伴うブラッグミラーを有する。ポンプ波長のための反射率は、アブソーバ部分内のポンプ光の量が適切であるように選択される。図２Ａの実施形態において、ポンプミラー２０８は、このような中間ミラーである。レーザ波長のための反射率は、結合されるキャビティが、ゲイン領域内の電界強度に依存せずにアブソーバ部分内の電界強度を調整するために得られるように選択される。アブソーバとゲイン領域との間の電界強度比は、飽和フルエンス比が適切であるように選択される。
【００２６】
他の実施形態において、アブソーバ２０６の飽和フルエンスは、アブソーバ２０６内で複数の量子ドット（ＱＤ）を用いることで低減され、一方、複数の量子井戸（ＱＷ）は、ゲイン領域２１０で使用される。アブソーバ２０６は、複数の量子ドットの１つ以上のレイヤを有する。ゲイン領域２１０は、複数の量子井戸の１つ以上のレイヤを有する。複数のレイヤを有する複数の実施形態において、透明なスペーサの複数のレイヤが、複数の量子ドットまたは複数の量子井戸の複数のレイヤを分離してよい。ここの量子ドットレイヤまたは量子井戸レイヤは、個別に、または複数のグループで、定常波パターンの異なる複数の位置に間隔を空けられてよい。図２Ｃの実施形態において、アブソーバまたはゲイン領域の複数の部分が示される。複数の矢印は、複数の量子ドットの複数のレイヤ（アブソーバの場合において）または複数の量子井戸の複数のレイヤ（ゲイン領域の場合において）を指し示す。量子ドットおよび量子井戸の複数のレイヤの数および個々の複数の位置は、飽和フルエンス、変調度、およびゲインおよび吸収の波長依存を調整するために使用されてよい。
【００２７】
図２Ｄを参照して、フルエンスに対する吸収のグラフ２３０が示される。曲線２３１は、複数の量子井戸（ＱＷ）を有するゲイン領域のフルエンスを示し、一方、曲線２３２は、複数の量子ドット（ＱＤ）を有するアブソーバのフルエンスを示す。グラフ２３０に示されるように、アブソーバの飽和フルエンス（２３２ａに示される）は、ゲイン領域の飽和フルエンス（２３１ａに示される）よりも十分に低い。
【００２８】
図２Ｅは、アブソーバ内の複数の量子ドットのレイヤの一実施形態を示す。複数の量子ドット２４４は、基板２４２上に位置づけられる。複数の量子ドットは、分子線エピタキシー（MBE）または有機金属化学気相エピタキシー（MOVPE）により自己組織化の方法で成長してよい。複数の量子ドットを製造するために用いられる素材は、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、ヒ化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＡｓ）、または同様のものを有する。複数の量子井戸を囲む素材は、複数の量子ドット内の複数の遷移エネルギーに影響を与えるために、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、ＡｌＧａＡｓ、または同様のものでよい。１つの実施形態において、複数の量子ドットは、およそ１０−５０ナノメータ（ｎｍ）のベース直径およびおよそ２−１０ｎｍの高さを有する。複数の量子ドットの密度は、吸収の量、すなわち可飽和アブソーバ部の変調度に影響を与えるために使用される。複数の量子ドットサイズの歪みは、可飽和アブソーバ部内の吸収の所望のスペクトラム幅を達成するために使用される。
【００２９】
複数の量子ドットの複数のレイヤを有するアブソーバの一実施形態において、透明スペーサレイヤは、複数の量子ドット２４４の上部に位置づけられる。透明スペーサレイヤの上部にさらに量子ドットおよびスペーサの複数のレイヤが位置づけられる。
【００３０】
さらに他の実施形態において、アブソーバ２０６の飽和フルエンスは、アブソーバの飽和フルエンスがゲイン領域２１０内の複数の量子井戸の飽和フルエンスより少ないようにアブソーバ２０６内で複数の量子井戸を使用することにより減らされてよい。１つの実施形態において、アブソーバ２０６は、ヒ化ガリウムインジウムナイトライド（ＧａＩｎＮＡｓ）の１つ以上の量子井戸レイヤを有し、ゲイン領域２１０は、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）の１つ以上の量子井戸レイヤを有する。複数の量子井戸を有する複数のレイヤを備える複数の実施形態において、複数の透明スペーサレイヤは、複数の量子井戸の複数のレイヤを分離する。
【００３１】
図２Ｆおよび図２Ｇを参照して、複数の量子井戸を伴うゲイン領域および複数の量子井戸を伴うアブソーバ部を備える一実施形態が示される。図２Ｆにおいて、ゲイン領域２１０は、ＩｎＧａＡｓの複数の量子井戸（ＱＷ）レイヤ２５０を有する。アブソーバ２０６は、ＧａＩｎＮＡｓの３つのＱＷレイヤ２５２を有する。レーザ波長２５４の定常波パターンは、モノリシックゲイン構造２２４内に示される。グラフ２５６は、波２５４の電界強度に対する位置を参照する。
【００３２】
図２Ｇは、図２Ｆにおける複数のＱＷレイヤの複数の伝導帯内に存在する複数の電子の最小の複数のエネルギー状態を説明する。複数のＱＷ２５８での複数のエネルギー準位は、複数のゲイン領域ＱＷレイヤ２５０に相当し、複数のＱＷ２６０での複数のエネルギー準位は、複数のアブソーバＱＷレイヤ２５２に相当する。
【００３３】
１つの実施形態において、アブソーバ２０６の飽和フルエンスは、アブソーバに電流を適用することにより調整される。図６において、以下で説明されるが、ＳＥＬの一実施形態は、アブソーバの調整を可能にする個別の電気的な複数のコンタクトを有して説明される。１つの実施形態において、アブソーバの飽和フルエンスを電気的に調整することは、アブソーバの飽和フルエンスを下げる他の複数の方法に関連して実行される。
【００３４】
１つの実施形態において、下部ミラー２０４、アブソーバ２０６、およびゲイン領域２１０は、一製造プロセスにおいて、モノリシックゲイン構造２２４を形成するために組まれる。ポンプミラー２０８およびＡＲレイヤ２１２などの付加的な複数のレイヤは、同様に、このプロセスにおいて、モノリシックゲイン構造２２４内に製造される。１つの実施形態において、モノリシックゲイン構造２２４は、ＭＢＥまたはＭＯＶＰＥリアクタ内に形成される。この例において、構造２２４は、同様に、エピタキシャルスタックと称される。ゲイン領域およびアブソーバは、結合されたエピタキシャル成長に対して互換性があるので、それらは、同じモノリシック構造内に集積される。
【００３５】
光学的にポンプされる複数の実施形態に関して、基板の複数の上部レイヤを露出させるために、複数のエッチストップレイヤを含んで基板は完全に除去される（このような複数の実施形態は、図２−図４に示される）。電気的にポンプされる複数の実施形態に関して、基板は、付加的なキャビティ内のスペーサとして使用される（このような複数の実施形態は、図７−図９に示される）。最乗シックゲイン構造の製造に使用される複数の基板は、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、または同様のものを有するが、制限されない。製造の間、さまざまなレイヤの所望の構成を達成するために適切であるように、個々の具体的な束は適用される。
【００３６】
ＳＥＬ２００において、出力カプラ２１６は、半導体表面に堅く取り付けられる。下記で述べられる他の実施形態において、出力カプラ２１６は、マイクロレンズを形成するために半導体物質自身の中に製造される。このような実施形態において、ＳＥＬは、ウェハスケール生産およびテスティングを提供する。ダイシング後の調整は必要とされない。さらに、このようなウェハスケール生産は、複数のＳＥＬの２次元配列の製造を可能にする（図９Aおよび図９Bと共に下記で述べられる）。さらに他の実施形態において、レーザキャビティ内のビームの必要な整形は、適切な複数の熱レンズを生み出すために温度分布を調整することにより実現される。複数の熱レンズは、熱による屈折率の変化、および例えばポンププロファイルにより誘導される温度分布により引き起こされる物質の熱膨張に起因して生じてよい。このような場合において、出力カプラの湾曲は、減らされ、または完全に除去されてよい。
【００３７】
再度、図２Aを参照して、ヒートシンク２０２は、ＳＥＬ２００に結合される。図２Aの実施形態において、ヒートシンク２０２は、下部ミラー２０４の下で、ＳＥＬ２００に結合される。高い出力パワーに関連する加熱問題を緩和するために、ここで説明される複数の実施形態は、上下逆の実装を使用する。モノリシックゲイン構造は、エッチストップレイヤで始まり、逆の順序で成長する。個々の複数の片に分けた後に、エピタキシャル側は、直接ヒートシンクにボンディングされる。基板は、先行技術において周知の複数の技術を用いて取り除かれてよい。この実装技術は、半導体構造の厚さを強く低減することにより、非常に小さな熱インピーダンスを保証する。結果の１次元熱フローは、パワーレベルに比例してモードエリアをさらに増やすことにより、パワースケーリングを可能にし、一方、形状において、最大の熱偏位は、増やされたモードエリアにより、著しく増やされない。
【００３８】
再度、図２Aを参照して、１つの実施形態において、非線形水晶２２２は、任意に出力カプラ２１６に結合される。他の実施形態において、水晶２２２は、レーザキャビティ２２０の内側に位置づけられる。水晶２２２は、２次高長波生成または任意のパラメトリック発信によりレーザ出力２１８の波長を変更するために使用されてよい。水晶２２２は、チタン酸リン酸カリウム（ＫＴＰ）、タンタル 酸 ニオブ 酸 カリウム（ＫＴＮ）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ＬｉＮｂＯ３などの複数の周期分極反転物質、または同様のものを含んでよいが、制限はされない。
図３を参照して、本発明の１つの実施形態によるＳＥＬ３００が、示される。図３の実施形態は、集積アブソーバを伴う光学的にポンプされるゲイン構造を示す。アブソーバは、ポンプ光をゲイン領域に送る。ゲイン領域３１０は、下部ミラー３０４上に位置づけられる。下部ミラー３０４は、同様に、光ポンプ３１４に対してポンプミラーとしての機能がある。アブソーバ３０６は、ゲイン領域３１０上に位置づけられる。ＡＲレイヤ３１２は、アブソーバ３０６上に位置づけられる。下部ミラー３０４、ゲイン領域３１０、アブソーバ３０６、およびＡＲレイヤ３１２は、モノリシックゲイン構造３２４を形成する。
【００３９】
出力カプラ３１６は、ＡＲレイヤ３１２の上に位置づけられ、レーザ出力３１８を放射する。出力カプラ３１６および下部ミラー３０４は、レーザキャビティ３２０を定義する。ヒートシンク３０２は、下部ミラー３０４の下で、ＳＥＬ３００に結合される。
【００４０】
図４は、本発明の１つの実施形態によるＳＥＬ４００を示す。図４の実施形態は、集積アブソーバを伴う光学的にポンプされるゲイン構造を示す。ゲイン領域は、裏面からポンプされる。ゲイン領域４１０は、下部ミラー４０４上に位置づけられる。下部ミラー４０４は、レーザエネルギーに対しては、高反射性であるが、光ポンプエネルギーに関しては、反射防止である。ポンプミラー４０８は、ゲイン領域４１０上に位置づけられる。アブソーバ４０６は、ポンプミラー４０８上に位置づけられる。ＡＲレイヤ４１２は、アブソーバ４０６上に位置づけられる。下部ミラー４０４、ゲイン領域４１０、ポンプミラー４０８、アブソーバ４０６、およびＡＲレイヤ４１２は、モノリシックゲイン構造４２４を形成する。
【００４１】
出力カプラ４１６は、ＡＲレイヤ４１６の上に位置づけられ、レーザ出力４１８を放射する。出力カプラ４１６および下部ミラーは、レーザキャビティ４２０を定義する。ヒートシンク４０２は、下部ミラー４１４の下で、ＳＥＬ４００に結合される。ヒートシンク４１４は、ポンプ光がＳＥＬ４００の裏面からレーザキャビティに入ることを可能にする開口を有する。
【００４２】
図５は、本発明の１つの実施形態によるＳＥＬ５００を示す。図５の実施形態は、集積アブソーバを伴う電気的にポンプされるゲイン構造を示す。下部ミラー５０４は、アイソレータ５０３上に位置づけられる。アイソレータ５０３は、下部ミラー５０４をヒートシンク５０２から、電気的に分離する。アイソレータ５０３は、電流が定義される開口内のコンタクト５１４ａから複数のコンタクト５１４ｂ、５１４ｃに流れることを可能にする開口を有する。ゲイン領域５１０は、下部ミラー５０４上に位置づけられる。
【００４３】
スペーサ５０８は、ゲイン領域５１０上に位置づけられる。１つの実施形態において、スペーサ５０８のサイズは、製造において、ゲイン部内の基本モードを好むプロファイルを形成するために拡散すべく複数のコンタクト５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃの間に注入される電流のために十分な長さを提供するために決定される。スペーサ５０８のサイズは、レーザキャビティ５２０の長さ、したがって、レーザ出力５１８の繰り返し周波数に影響を与えることは、留意される。
【００４４】
アブソーバ５０６は、スペーサ５０８上に位置づけられる。ＡＲレイヤ５１２は、アブソーバ５０６上に位置づけられる。
【００４５】
アイソレータ５０３、下部ミラー５０４、ゲイン領域５１０、スペーサ５０８、アブソーバ５０６、およびＡＲレイヤ５１２は、ゲイン構造５２４を形成する。
出力カプラ５１６は、ＡＲレイヤ５１２の上に位置づけられ、レーザ出力５１８を放射する。出力カプラ５１６および下部ミラー５０４は、レーザキャビティ５２０を定義する。ヒートシンク５０２は、アイソレータ５０３の下でＳＥＬ５００に結合される。ＳＥＬ５００は、下部ミラー５０４に結合されたコンタクト５１４ａ、およびスペーサ５０８に結合されたコンタクト５１４ｂおよび５１４ｃを経由ｈして、電気的にポンプされる。
【００４６】
図６は、本発明の１つの実施形態によるＳＥＬ６００を示す。図６の実施形態は、集積アブソーバを伴う電気的にポンプされるゲイン構造、およびアブソーバを調整するための個々の電気的な複数のコンタクトを示す。下部ミラー６０４は、アイソレータ６０３上に位置づけられる。アブソーバ６０６は、下部ミラー６０４上に位置づけられる。
【００４７】
電流開口レイヤ６１３は、アブソーバ６０６上に位置づけられる。複数のコンタクト６１１ａおよび６１１ｂは、電気信号を用いてアブソーバの飽和フルエンスの変更することを可能にする。電流開口レイヤ６１３は、アブソーバ６０６をゲイン領域６１０から電気的に分離させ、電流が、定義される開口内のコンタクト６１４ａから複数のコンタクト６１１ａ、６１１ｂに流れることを可能にする開口を有する。電流開口レイヤは、レーザ波長に対して透明であり、光がキャビティ６２０の複数のミラーの間を通過することを可能にする。
【００４８】
ゲイン領域６１０は、電流開口６１３上に位置づけられる。ＡＲレイヤ６１２は、ゲイン領域６１０上に位置づけられる。アイソレータ６０３、下部ミラー６０４、アブソーバ６０６、電流開口６１３、ゲイン領域６１０、およびＡＲレイヤ６１２は、モノリシックゲイン構造６２４を形成する。
【００４９】
出力カプラ６１６は、ＡＲレイヤ６１２の上に位置づけられ、レーザ出力６１８を放射する。出力カプラ６１６および下部ミラー６０４は、レーザキャビティ６２０を定義する。ヒートシンク６０２は、アイソレータ６０３の下でＳＥＬ６００に結合される。ＳＥＬ６００は、下部ミラー６０４に結合されたコンタクト６１４ａならびにＡＲレイヤ６１２に結合された複数のコンタクト６１４ｂおよび６１４ｃを経由して電気的にポンプされる。アブソーバ６０６は、下部ミラー６０４に結合されたコンタクト６１４ａならびにアブソーバレイヤ６０６に結合された複数のコンタクト６１１ｂおよび６１１ｃを経由して電気的に調整される。
【００５０】
図７は、本発明の１つの実施形態によるＳＥＬ７００を示す。図７の実施形態は、出力カプラとして誘電的にコートされた集積マイクロレンズを用いた集積アブソーバを伴う電気的にポンプされるゲイン構造を示す。下部ミラー７０４は、アイソレータ７０３上に位置づけられる。ゲイン領域７１０は、下部ミラー７０４上に位置づけられる。アブソーバ７０６は、ゲイン領域７１０上に位置づけられる。スペーサ７０９は、アブソーバ７０６上に位置づけられる。モノリシックゲイン構造７２４は、アイソレータ７０３、下部ミラー７０４、ゲイン領域７１０、アブソーバ７０６、およびスペーサ７０９を備える。
【００５１】
１つの実施形態において、モノリシックゲイン構造７２４は、スペーサ７０９上に成長する。スペーサ７０９は、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）などの基板を有する。図７を参照して、複数のレイヤは、スペーサ７０９から始まり、その後、アブソーバ７０６等、アイソレータ７０３となり、下に成長する。モノリシック構造７２４が成長した後、スペーサ７１５などの付加的な複数のレイヤは、ＳＥＬ７００の製造を完了するために加えられてよい。
【００５２】
屈折率適合レイヤ７１１は、スペーサ７０９上に位置づけられる。屈折率適合レイヤ７１１は、キャビティ内のレーザ光の付加的な複数の反射を避ける。それは、同様に、複数のコンタクト７１４ｂ、７１４ｃおよびスペーサ７０９へのスペーサ７１５の堅い取り付けを提供する。
【００５３】
スペーサ７１５は、屈折率適合レイヤ７１１上に位置づけられる。複数のスペーサ７０９および７１５の複数のサイズは、製造において、レーザキャビティ７２０の所望のキャビティ長を遂行するために調整されてよい。ＳＥＬ７００の代替の一実施形態において、スペーサ７１５は、マイクロレンズ７１６が屈折率適合レイヤ７１１上に位置づけられるように取り付けられない。他の実施形態において、スペーサ７０９は、屈折率的銅レイヤ７１１がアブソーバ７０６上に位置づけられるように、製造の間に取り除かれる。
【００５４】
マイクロレンズ７１６は、スペーサ７１５上に位置づけられる。レーザ出力７１８は、マイクロレンズ７１６から取り除かれる。マイクロレンズ７１６は、レーザ波長での十分な反射性を提供するためにコーティングされてよい。レーザキャビティ７２０は、下部ミラー７０４およびマイクロレンズ７１６により定義される。ヒートシンク７０２は、アイソレータ７０３の下で、ＳＥＬ７００に結合される。電気的ポンピングは、下部ミラー７０４に結合されたコンタクト７１４ならびに屈折率適合レイヤ７１１に結合された複数のコンタクト７１４ｂおよび７１４ｃを経由してＳＥＬ７００に供給される。
【００５５】
図８は、本発明の１つの実施形態によりＳＥＬ８００を示す。図８の実施形態は、ゲイン構造として同じ基板から製造される誘電的にコートされた集積マイクロレンズを用いる集積アブソーバを伴う電気的にポンプされるゲイン構造を示す。下部ミラー８０４は、アイソレータ８０３上に位置づけられる。ゲイン領域８１０は、下部ミラー上に位置づけられる。アブソーバ８０６は、ゲイン領域８１０上に位置づけられる。
【００５６】
マイクロレンズ８１６を備えるスペーサ８０９は、アブソーバ８０６上に位置づけられる。ＳＥＬ８００において、マイクロレンズ８１６は、モノリシックゲイン構造８２４を成長させるために使用される基板の同じ片から形成される。マイクロレンズ８１６の上部形状は、先行技術において周知の複数のプロセスを用いてエッチングされる。マイクロレンズ８１６は、レーザ波長での十分な反射性を提供するためにコーティングされる。上記で図７と共に説明されたように、スペーサ８０９のサイズは、所望のキャビティ長を遂行するために成長させられ、またはエッチングされる。
【００５７】
レーザキャビティ８２０は、下部ミラー８０４およびマイクロレンズ８１６により定義される。ヒートシンク８０２は、アイソレータ８０３の下でＳＥＬ８００に結合される。電気的ポンピングは、下部ミラー８０４に結合されるコンタクト８１４ａならびにスペーサ８０９に結合される複数のコンタクト８１４ｂおよび８１４ｃを経由してＳＥＬ８００に供給される。動作において、受動的モードロックレーザ出力８１８は、マイクロレンズ８１６から放射される。
【００５８】
ＳＥＬ８００は、電気的にポンプされる単純線形キャビティを提供する。ＳＥＬ８００は、高い繰り返し周波数を伴う受動的モードロックレーザ出力を生成する。１つの実施形態において、ＳＥＬ８００は、５０−１００ＧＨｚ信号を生成する。ＳＥＬ８００は、完全に集積され、小面積をもたらし、ウェハレベルの大量生産の利点を有する。１つの実施形態において、ＳＥＬ８００は、ＧａＡｓ  ＭＢＥを用いて製造される。
【００５９】
図９Ａは、複数の集積アブソーバを有する電気的にポンプされる複数のＳＥＬの配列９００の１つの実施形態を説明する。配列９００は、ＳＥＬ９３０およびＳＥＬ９４０を備える。ヒートシンク９０２は、複数のＳＥＬ９３０および９４０の底に結合される。他の複数の実施形態において、配列９００は、追加の複数のＳＥＬを備えてよい。
【００６０】
ＳＥＬ９３０およびＳＥＬ９４０は、以下の複数のレイヤを共有する。下部ミラー９０４は、アイソレータ９０３上に位置づけられる。ゲイン領域９１０は、下部ミラー９０４上に位置づけられる。アブソーバ９０６は、ゲイン領域９１０上に位置づけられる。スペーサ領域９０９は、アブソーバ９０６上に位置づけられる。１つの実施形態において、ＳＥＬ９３０およびＳＥＬ９４０は、互いに電気的に分離されてよい。１つの例において、このような分離は、ＳＥＬ９３０とＳＥＬ９４０との間をエッチングすることにより遂行されてよい。
【００６１】
ＳＥＬ９３０は、以下の複数のレイヤを有する。屈折率適合レイヤ９１１は、スペーサ９０９上に位置づけられる。スペーサ９１５は、屈折率適合レイヤ９１１上に位置づけられる。マイクロレンズ９１６は、スペーサ９１５上に位置づけられる。レーザ出力９１８は、マイクロレンズ９１６から放射される。電気的ポンピングは、下部ミラー９０４に結合されたコンタクト９１４ａならびに屈折率適合レイヤ９１１に結合された複数のコンタクト９１４ｂおよび９１４ｃを経由してＳＥＬに提供される。
【００６２】
ＳＥＬ９４０は以下の複数のレイヤを備える。屈折率適合レイヤ９２２は、スペーサ９０９上に位置づけられる。スペーサ９２５は、屈折率適合レイヤ９２２上に位置づけられる。マイクロレンズ９２４は、スペーサ９２５上に位置づけられる。レーザ出力９２６は、マイクロレンズ９２４から放射される。電気的ポンピングは、下部ミラー９０４に結合されたコンタクト９２０ａならびに屈折率適合レイヤ９２２に結合された複数のコンタクト９２０ｂおよび９２０ｃを経由してＳＥＬ９４０に供給される。
【００６３】
１つの実施形態において、ＳＥＬ９３０およびＳＥＬ９４０は、個々にアドレス指定できる。配列９００に結合されるコントローラ（図示されない）は、それぞれのＳＥＬのコントロールを提供してよい。１つの実施形態において、電気的ポンピングは、アドレス指定されたＳＥＬのみに提供される。他の実施形態において、スペーサ９１５および９２５は、異なるサイズでよい。この例において、複数のＳＥＬ９３０および９４０が異なる繰り返し周波数で出力を生成するように、ＳＥＬ９３０のキャビティ長は、ＳＥＬ９４０のキャビティ長と異なる。
【００６４】
図９Ｂは、２次元配列９５０の一実施形態を示す。配列９５０は、複数のＳＥＬ９５１−９５６を備え、少なくとも１つのＳＥＬは、ここで説明された集積アブソーバを有する。１つの実施形態において、それぞれのＳＥＬ９５１−９５６は、個々にアドレス指定できる。他の実施形態において、それぞれのＳＥＬ９５１−９５６は、固有の繰り返し周波数で受動的モードロック出力を提供すべく構成される。さらに他の実施形態において、それぞれのＳＥＬ９５１−９５６は、固有のパワーレベルで受動的モードロック出力を提供すべく構成される。
【００６５】
図１０は、通信システム１０００の一実施形態を示す。光トランスミッタ１００１は、マルチプレクサ１００３に光学的に結合されたＳＥＬ配列１００２を備える。ＳＥＬ配列１００２は、ここで説明された集積アブソーバを含むＳＥＬを少なくとも１つ有する。マルチプレクサ１００３は、選択入力およびデータ入力を有する。選択入力は、ＳＥＬ配列１００２の１つのＳＥＬを選択するために使用される。データ入力は、光トランスミッタ１００１の出力の変調のためにデータを受信するために使用される。調整可能なトランスミッタ１００１は、光信号を、光トランスミッタ１００１に光学的に結合された光チャネル１００４に出力する。１つの実施形態において、光信号は、光時分割多重（ＯＴＤＭ）信号を含む。光チャネル１００４は、光学的にネットワーク１００６に結合される。１つの実施形態において、ネットワーク１００６は、フォトニックパケット交換ネットワークである。ネットワーク１００６は、光学的に光チャネル１００８に結合される。光レシーバ１０１０は、光信号を受信するために、光学的に光チャネル１００８に結合される。１つの実施形態において、複数の光チャネル１００４および１００８は、光ファイバを含む。
【００６６】
図１１は、コンピュータシステム１１００の１つの実施形態を示す。コンピュータシステム１１００は、バス１１０１を経由してプロセッサ１１０４およびメモリデバイス１１０５に結合されるチップセット１１０２を備える。コンピュータシステム１１００は、同様に、チップセット１１０２、プロセッサ１１０４、メモリ１１０５、およびバス１１０１に複数のクロック信号を提供するためのシステムクロック１１０６を備える。他の実施形態において、システムクロック１１０６は、プロセッサ１１０４に複数のクロック信号を提供するだけである。１つの実施形態において、システムクロック１１０６は、複数のクロック信号を複数の光信号として出力する。他の複数の実施形態において、システムクロック１１０６の複数のクロック信号は、複数の電気信号として出力される。
【００６７】
システムクロック１１０６は、システムクロック１１０６のためにオシレータとして機能するために、ここで説明された集積アブソーバを有するＳＥＬ１１０８を備える。１つの実施形態において、システムクロック１１０６は、１０ＧＨｚ以上で動作する。他の実施形態において、システムクロック１１０６は、システムクロック１１０６に結合された複数のコンポーネントに複数のクロック信号を提供するために、１つ以上の分周部、または１つ以上の周波数逓倍部を備えてよい。
【００６８】
図１２は、本発明の１つの実施形態による量子ドット半導体可飽和アブソーバミラー（ＳＥＳＡＭ）１２０２を備える固体レーザ１２００を説明する。概して、ＳＥＳＡＭは、強度の関数としてレーザキャビティ内のゲインを変調する。これは、受動的にレーザをモードロックする。アブソーバミラー１２０２は、上記で説明されたように複数の量子ドットの１つ以上のレイヤを有する。このことは、アブソーバミラー１２０２に低い飽和フルエンスを与える。
【００６９】
固体レーザ１２００は、レーザ媒体１２０４および出力カプラ１２０６を備える。レーザ媒体１２０４は、Ｅｒ：Ｙｂ（エルビウムドープイッテルビウム）、Ｅｒ：ｇｌａｓｓ（エルビウムドープガラス）、Ｎｄ：Ｖａｎａｄａｔｅ（ネオジムドープバナジウム酸塩）、Ｎｄ：ＹＡＧ（ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２））、Ｎｄ：ｇｌａｓｓ（ネオジムドープガラス）、または同様のものを有してよい。図１２の実施形態において、固体レーザ１２００は、ダイオードポンプ（図示されない）によりポンプされる。
【００７０】
ゲイン物質とアブソーバ物質との間のモードサイズ比上の複数の要求が著しく寛大なので、固体レーザ内の低い飽和フルエンスを伴う量子ドットアブソーバ１２０２を使用することは、キャビティ設計を容易にする。加えて、アブソーバ加熱は、特に高い繰り返し周波数および高い平均パワーにとって、アブソーバ上のモードサイズを増やすことにより、大いに減らされることができる。
【００７１】
図１３は、固体レーザ媒体１３０４に集積された量子ドット半導体可飽和アブソーバミラー１３０２を備える固体レーザ１３００を説明する。レーザ媒体１３０４は、レーザ媒体１２０４と併せて上記で説明されたような同様の媒体を備える。レーザ媒体１３０４は、曲面リフレクタ１３０６を備える。量子ドット半導体可飽和アブソーバミラー１３０２は、半導体ブラッグスタックを含む高リフレクタ、および複数の透明スペーサレイヤにより分割される１つ以上の量子ドットアブソーバレイヤを備える。複数のスペーサレイヤの厚さは、光定常波効果（共振または反共振）のために全ての構造の光学的厚さを調整するために選択される。
【００７２】
本発明の図解される複数の実施形態の上記の説明は、要約で説明されることを含み、包括的であること、または本発明を開示される正確な態様に制限することを意図しない。本発明の特定の複数の実施形態および複数の例が説明を目的として開示されるが、当業者が認識するように、さまざまな等価な修正が本発明の範囲内でできる。
【００７３】
これらの修正は、上記の詳細な説明をふまえて、本発明の複数の実施形態になされることができる。複数の請求項で用いられる複数の用語は、本発明を、本明細書および複数の請求項で開示される特定の複数の実施形態に制限するべく構築されるべきではない。それどころか、本発明の範囲は、複数の請求項により決定され、請求項解釈の確立された学説により構築される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2007528130.tif 000003
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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