【手続補正書】
【提出日】平成21年12月1日(2009.12.1)
【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】
半導体マトリックス内に配置された複数の量子ドットを含む半導体量子ドット活性領域を含むレーザであって、
前記量子ドットが、前記活性領域が基底状態光学遷移型で動作して出力レーザ発振スペクトルを生じるときに前記活性領域の光学遷移エネルギーが不均一に広がるような少なくとも一つの物理パラメータの分布を用いて構成され、かつ、
前記レーザの出力レーザ発振スペクトルの半値全幅が、少なくとも１５ｎｍであり、かつ前記出力レーザ発振スペクトルのスペクトルパワー密度が少なくとも７ｍＷ／ｎｍである、
ことを特徴とするレーザ。
【請求項２】
前記量子ドットの前記少なくとも一つの物理パラメータは、量子ドットサイズ及び量子ドット形状からなるグループから選択される、請求項１に記載のレーザ。
【請求項３】
前記量子ドットの活性領域内の量子ドットの総数は前記出力レーザ発振スペクトルを生じるように選択される、請求項１に記載のレーザ。
【請求項４】
出力パワーのサーマル・ロールオーバーを抑制する手段をさらに有する、請求項１に記載のレーザ。
【請求項５】
水蒸気、酸素及び他の試薬に対して前記レーザの出力ファセットを保護する、該出力ファセット上に配置された誘電体コーティングをさらに有する、請求項４に記載のレーザ。
【請求項６】
前記複数の量子ドットの励起状態光学遷移時のポンプ誘導レーザ発振を抑制するスペクトル選択損失を提供するスペクトル選択素子をさらに有する、請求項１に記載のレーザ。
【請求項７】
前記スペクトル選択素子は、量子井戸及び量子ドットアレイからなるグループから選択される、少なくとも一つのスペクトル選択吸収層を有し、
前記スペクトル選択素子の基底状態光学遷移エネルギーは前記活性領域内の前記複数の量子ドットの第１の励起状態光学遷移の光学遷移エネルギーと略一致し、
前記スペクトル選択吸収層は、前記活性領域内の前記複数の量子ドットの基底状態光学遷移に対して実質的に透明である、請求項６に記載のレーザ。
【請求項８】
複数のエネルギーバリヤをさらに有し、該複数のエネルギーバリヤは、当該複数のエネルギーバリヤを通じた量子トンネル効果により前記量子ドットに対して少なくとも１つのタイプの電荷キャリヤの伝播を阻害することにより、前記活性領域におけるキャリア緩和時間を増加させる、請求項１に記載のレーザ。
【請求項９】
基底状態レベルを持つ量子井戸をさらに有し、少なくとも１つのタイプの電荷キャリヤの緩和が、前記量子ドットの励起状態レベルと前記量子井戸レベルの基底状態レベルとの間のエネルギー分離によって制御される、請求項１に記載のレーザ。
【請求項１０】
前記複数の量子ドットの基底状態光学遷移エネルギーが、前記半導体マトリックスのマトリックスバンドギャップと前記基底状態光学遷移エネルギー間の差が出力レーザ発振スペクトルを生じるときの前記量子ドット活性領域の熱エネルギーよりも大きくなるように選択される、請求項１に記載のレーザ。
【請求項１１】
前記レーザが成長する基板の裏側表面が、前記出力レーザ発振スペクトルにおけるモード・グルーピングを抑制するよう粗面化される、請求項１に記載のレーザ。
【請求項１２】
前記レーザが連続波モードで動作する、請求項１に記載のレーザ。
【請求項１３】
波長選択素子をさらに有し、
前記波長選択素子の反射率スペクトルが前記出力レーザ発振スペクトル内のスペクトル位置を持つ拡張最大値を持ち、かつ、
前記出力レーザ発振スペクトルは前記波長選択素子の反射率スペクトルの拡張最大値と近接したスペクトル位置を持つ複数の縦モードを有する、請求項１に記載のレーザ。
【請求項１４】
前記出力レーザ発振スペクトルの半値全幅が、前記出力レーザ発振スペクトルの隣接する縦モード間の波長間隔よりも大きい、請求項１３に記載のレーザ。
【請求項１５】
前記波長選択素子は、前記出力レーザ発振スペクトルの幅を減少させるように構成される、請求項１３に記載のレーザ。
【請求項１６】
前記波長選択素子は、前記レーザの発光スペクトルの幅を２倍以上減少させるように構成される、請求項１５に記載のレーザ。
【請求項１７】
前記レーザ発光スペクトルの半値全幅の幅が２０ｎｍ以下である、請求項１３に記載のレーザ。
【請求項１８】
前記レーザ発光スペクトルが少なくとも４０個の縦モードを含み、かつ隣接する縦モード間の波長間隔が略０．２〜０．３ｎｍである、請求項１７に記載のレーザ。
【請求項１９】
前記波長選択素子は、レーザ共振器のミラーを形成する分布ブラッグ反射器を有する、請求項１３に記載のレーザ。
【請求項２０】
前記レーザと前記分布ブラッグ反射器が、モノリシック集積構造として製造されている、請求項１９に記載のレーザ。
【請求項２１】
前記分布ブラッグ反射器は、反射率スペクトル内の付加的なサイド最大値を抑制する、周期性の少なくとも１つの予め決められた変動を有する、請求項１９に記載のレーザ。
【請求項２２】
少なくとも２つの電気的に絶縁されたセクションに分けられたレーザキャビティをさらに有し、前記レーザがハイブリッド・モードロック型レーザとして動作するように、第１セクションが順方向電流によって駆動され、第２セクションが負バイアス及び高周波信号によって駆動される、請求項１３に記載のレーザ。
【請求項２３】
少なくとも２つの波長選択素子をさらに有し、該少なくとも２つの波長選択素子のそれぞれは、波長の関数である反射率を持ち、かつ、光学損失スペクトルを生じるように設計され、
前記レーザの光学損失スペクトルが、前記活性領域の光学利得スペクトル内にスペクトル位置を有する複数の光学損失最小値を持ち、
前記レーザの出力レーザ発振スペクトルは、前記光学損失最小値のスペクトル位置に実質的に対応するスペクトル位置を持つ櫛状の複数の発光バンドを有し、かつ、
２つの最外発光バンドの間の波長間隔として決定される発光スペクトルの全スペクトル帯域幅が、少なくとも１５ｎｍである、請求項１に記載のレーザ。
【請求項２４】
前記レーザは、波長分割多重システムの一部である、請求項１に記載のレーザ。
【請求項２５】
前記レーザは、モードロック型レーザとして駆動される、請求項１に記載のレーザ。
【請求項２６】
前記レーザは、波長分割多重システム用光源の一部であり、前記出力レーザ発振スペクトルは、異なる波長において複数の光学信号を有する、請求項１に記載のレーザ。
【請求項２７】
前記光源は、シングルキャリア基板内で前記レーザと一体化されたスペクトル・スプリッタをさらに有する、請求項２６に記載のレーザ。
【請求項２８】
前記スペクトル・スプリッタが、
光学プリズムと、
光学格子と、
アレイ導波路格子とからなるグループから選択される、請求項２７に記載のレーザ。
【請求項２９】
少なくとも１つのスペクトル・チャネル内の出力パワーが少なくとも１０ｍＷとなるように、前記レーザの発光スペクトルが少なくとも２つの独立したスペクトル・チャネルにスペクトル分割される、請求項２６に記載のレーザ。
【請求項３０】
広帯域スペクトルを有するレーザの動作方法であって、
半導体マトリックス内に配置された複数の量子ドットを有する半導体量子ドット活性領域へポンプ電流を印加するステップと、
少なくとも１５ｎｍの半値全幅と、少なくとも７ｍＷ／ｎｍのスペクトルパワー密度を持つ出力レーザ発振スペクトルを生成するステップと、を含み、
前記量子ドットが、前記活性領域が基底状態光学遷移型で動作して前記出力レーザ発振スペクトルを生じるときに前記活性領域の光学遷移エネルギーが不均一に広がるような少なくとも一つの物理パラメータの分布を用いて構成されることを特徴とするレーザの動作方法。
【請求項３１】
前記レーザの発光スペクトル内のモード・グルーピングを抑制するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記モード・グルーピングが、レーザが成長させられる基板の裏側表面を粗面化することにより抑制される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも１つのスペクトル・チャネル内の出力パワーが少なくとも１０ｍＷとなるように、前記レーザの発光スペクトルを少なくとも２つの独立したスペクトル・チャネルにスペクトル分割するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
スペクトル選択損失を前記レーザの共振器内に導入して、量子ドット励起状態光学遷移時のレーザ発振を抑制するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
レーザであって、
波長の関数である反射率を持ち、光学損失スペクトルを生じるように設計された少なくとも２つの波長選択素子と、
半導体マトリックス内に配置された複数の量子ドットを有する半導体量子ドット活性領域とを有し、
前記レーザの光学損失スペクトルが、前記活性領域の光学利得スペクトル内にスペクトル位置を持つ複数の光学損失最小値を持ち、
前記量子ドットが、前記活性領域が基底状態光学遷移型で動作して出力レーザ発振スペクトルを生じるときに前記活性領域の光学遷移エネルギーが不均一に広がるような少なくとも一つの物理パラメータの分布を用いて構成され、
前記レーザの出力レーザ発振スペクトルは、前記光学損失最小値のスペクトル位置に実質的に対応するスペクトル位置を持つ櫛状の複数の発光バンドを有し、かつ、
２つの最外発光バンドの間の波長間隔として決定される発光スペクトルの全スペクトル帯域幅が、少なくとも１５ｎｍである、
ことを特徴とするレーザ。
【請求項３６】
光学パワーが少なくとも１００ｍＷである、請求項３５に記載のレーザ。