(57)【要約】本発明は、垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）を収容するための内部空間（３）を備える第一コンテナ（１）に関する。該第一コンテナ（１）は外部空間（４）から該内部空間（３）を密封し、該第一コンテナ（１）は少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）を備える少なくとも１つの壁を有する。該少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）は、外部空間（４）から内部空間（３）への光学的励起ビーム（７）の通過および／または内部空間（３）から外部空間（４）へのレーザー放射ビーム（８）の通過に適応される。さらに、該少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）はシーリングミラー（２１）により密封され、該シーリングミラー（２１）は内部空間（３）の第二ミラー（２２）と一緒に、垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）の外部共振器（２）を構成するように適応される。さらに、本発明はそのような第一コンテナを備えるレーザーデバイスと、レーザーデバイスの組立て方法とに関する。
2016534547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）を収容するための内部空間（３）を備える第一コンテナ（１）であって、
該第一コンテナ（１）は外部空間（４）から該内部空間（３）を密封し、
該第一コンテナ（１）は少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）を備える少なくとも１つのコンテナ壁を含み、
該少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）は：
外部空間（４）から内部空間（３）への光学的励起ビーム（７）の通過および／または、
内部空間（３）から外部空間（４）へのレーザー放射ビーム（８）の通過
に適応され、
該第一コンテナ（１）がシーリングミラー（２１）を含み、該少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）は該シーリングミラー（２１）により密封され、および該シーリングミラー（２１）が内部空間（３）で垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）の外部共振器（２）の一部を構成するように適応されることを特徴とする、第一コンテナ（１）。
【請求項２】
第一コンテナ（１）が、少なくとも１つの第二貫通開口部（２４）を有し、該少なくとも１つの第二貫通開口部（２４）が封止部（２５）で密封され、および
外部空間（４）から内部空間（３）への光学的励起ビーム（７）の通過または
内部空間（３）から外部空間（４）へのレーザー放射ビーム（８）の通過
に適応される、請求項１に記載の第一コンテナ（１）。
【請求項３】
冷却デバイス（６）が内部空間（３）内に収容され、該冷却デバイス（６）が内部空間（３）を、好ましくはシーリングミラー（２１）を含め、好ましくは垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）を含め、２０℃を下回る温度まで、好ましくは５℃を下回る温度まで、最も好ましくは０℃以下まで冷却するように適応され、冷却デバイス（６）が好ましくはペルチェ素子（６０）を含む、請求項１または２に記載の第一コンテナ（１）。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の第一コンテナ（１）と、
該第一コンテナ（１）の内部空間（３）内に収容された、少なくとも１つの活性領域（５１）を備える垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）と
を含むレーザーデバイス（５）であって、
垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）の外部共振器（２）が、シーリングミラー（２１）と少なくとも１つの第二ミラー（２２）とによって部分的に構成され、
シーリングミラー（２１）が、少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）を密封する、レーザーデバイス（５）。
【請求項５】
垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）からレーザー放射ビーム（８）を
シーリングミラー（２１）と少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）とを通して；または
第二ミラー（２２）と、存在する場合には、少なくとも１つの第二貫通開口部（２４）とを通して
内部空間（３）から外部空間（４）へ供給するように適応される、請求項４に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項６】
垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）が、光学的ポンプデバイス（５５）により光学的に励起されるように適応され、光学的ポンプデバイス（５５）が外部空間（４）に収容され、好ましくは第一コンテナ（１）に取り付けられ、および光学的励起ビーム（７）が：  
第二ミラー（２２）および、存在する場合には、少なくとも１つの第二貫通開口部（２４）；または
シーリングミラー（２１）および少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）
を通して供給される、請求項４または５に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項７】
光学的ポンプデバイス（５５）が発光ダイオードを含み、発光ダイオードの、焦点レンズ（５７）の焦点面から垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）の活性領域（５１）まで及ぶ焦点距離が、０．５〜３ミリメートルの範囲にある、請求項６に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項８】
シーリングミラー（２１）と少なくとも１つの第一貫通開口部（２３）とを通過する光学的励起ビーム（７）を有するように適応され、および／または第二ミラー（２２）と少なくとも１つの第二貫通開口部（２４）とを通過するレーザー放射ビーム（８）を有するように適応される、請求項６または７に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項９】
レーザーデバイス（５）が、少なくとも垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）の活性領域（５１）を、実質的に０℃以下に冷却するように適応される冷却デバイス（６）を含み、
該冷却デバイス（６）は少なくとも１つの冷却素子（６０）を含み、この冷却素子（６０）は好ましくはペルチェ素子であり、および該冷却素子（６０）は垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）の上または第一コンテナ（１）の内部表面の上に配置され、後者の場合には、好ましくは、冷却素子（６０）と垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）との間にコールドフィンガが配置され、および／または  
冷却デバイス（６）の、垂直外部共振器面発光レーザーデバイス（５０）または第一コンテナ（１）へのよりよい冷却接触を生じさせるために、追加の金属層（６１）が冷却素子（６０）の上に配置される、請求項４〜８のいずれか一項に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項１０】
外部共振器（２）の共振器長さ（２０）が単一モード発光に適する長さか、またはマルチモード発光に適する長さを有し、好ましくは、外部共振器（２）を所定の発光モードに、好ましくは単一モード発光に調節するために、追加の光学的素子が設けられる、請求項４〜９のいずれか一項に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項１１】
外部共振器（２）の共振器長さ（２０）を変更するために、長さ変更デバイス（９）が第一コンテナ（１）内に配置され、好ましくは、該長さ変更デバイス（９）が少なくとも長さ変更素子（９１）を含み、長さ変更素子が好ましくは圧電素子であり、
および／または
該長さ変更デバイス（９）が、好ましくは、シーリングミラー（２１）と第一コンテナ（１）との間、または第二ミラー（２２）と第一コンテナ（１）との間に配置される、請求項４〜１０のいずれか一項に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項１２】
ミラー（２１，２２）、貫通開口部封止部および／または活性領域（５１）が、くさび形状を有するように構成され、１つのミラー（２１；２２）、貫通開口部（２３；２４）、または活性領域（５１）の対向する表面が、互いに対して好ましくは実質的に０．５〜２°傾き、および／または、くさび形素子（２１；２２；２３；２４；５１）が、他の１つに対して、それぞれの表面に実質的に垂直な軸の周りに、好ましくは実質的に９０°回転される、請求項４〜１１のいずれか一項に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項１３】
レーザーデバイス（５）が第二コンテナ（１０）を含み、該第二コンテナ（１０）に第一コンテナ（１）が完全に収容され、好ましくは、該第二コンテナ（１０）が水分フリーの雰囲気を含み、および／または、該第二コンテナ（１０）内の温度が所定の温度に、好ましくは実質的に２０℃に対して安定化される、請求項４〜１２のいずれか一項に記載のレーザーデバイス（５）。
【請求項１４】
請求項４〜１３のいずれか一項に記載のレーザーデバイス（５）の組立て方法であって、工程：
ａ）  活性領域（５１）と第二ミラー（２２）とを含む少なくとも１つのレーザーチップを挿入すること、およびさらに、第一コンテナ（１）の内部空間（３）にシーリングミラー（２１）、存在する場合には冷却デバイス（６）、および存在する場合には長さ変更デバイス（９）、および存在する場合には機械的部材を挿入すること；および
はんだ付けおよび／または接着技術を用いて、それらをアタッチメント（２２，２１，５０；６；９）として第一コンテナ（１）に直接または間接に取り付けること；および
ｂ）  組立ての目的のためにのみ必要な任意の機械的部材を、必要であれば第一コンテナ（１）の追加の専用の開口部を通して、取り除くこと
ｃ）  第一コンテナ（１）の内部空間（３）から、好ましくは加熱により、水分を取り除き、乾燥空気または乾燥ガスを充填し、および全ての貫通開口部（２３；２４）と、存在する場合には追加の専用の開口部とを密封すること；および
ｄ）  光学的ポンプデバイス（５５）を外部空間（４）に、好ましくは第一コンテナ（１）の上に、配置及び取り付けすることであり、ここで該取り付けは、好ましくは接着工程により、好ましくは特定の温度で、好ましくは実質的に２０℃で実施されること；および
ｅ）  全ての該アタッチメント（２２，２１，５０；６；９）を備える第一コンテナ（１）を、存在する場合には、第二コンテナ（１０）に組み入れることであり、ここで第二コンテナ（１０）は好ましくは第一コンテナ（１）を水分フリー雰囲気に保持し、および／または該特定の温度に、より好ましくは０℃〜２０℃の間の温度に保持すること
を含むか、またはこれらの工程から成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部による光学的に励起されるレーザーデバイスのための密封（または気密またはハーメチックシール）されたコンテナ（または容器）に関する。さらに、本発明は、そのようなコンテナを備えるレーザーデバイスと、そのようなレーザーデバイスの組立ての方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
中赤外線用の半導体レーザーは、１９７０年代から既知である。オリジナルのデバイスは、レーザーダイオードの形態において電気的に励起される端面発光型（ｅｄｇｅ  ｅｍｉｔｔｅｒ）であり、低温に冷却される必要があり、設計に依存して２マイクロメートルから２０マイクロメートルの波長のスペクトル範囲で発光する。この範囲を以下、「中赤外（ｍｉｄ−ＩＲ）」の範囲と呼ぶ。半導体材料として、ＰｂＳｎＴｅ、ＰｂＥｕＴｅ、ＰｂＳｒＴｅ（さまざまな組成物において、Ｔｅは、ＳｅまたはＳに、完全にまたは部分的に置き換えることができる）のような微小ギャップのＩＶ−ＶＩ族の半導体が使用された。
【０００３】
後に、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰまたはＩｎＳｂ、およびこれらの化合物などの半導体を用いるＩＩＩ−Ｖ族系のレーザーも、中赤外線用に開発された。また、これらは、典型的には、電気的に励起されるレーザーダイオードであり、端面発光型である。波長は、約３．５マイクロメートルまで到達する。代替として、量子カスケードレーザーダイオードおよびインターバンドカスケードレーザーダイオード（ＱＣＬ、ＩＣＬ）（同様に端面発光型である）が有用であるとして認められている。これらのスペクトルの範囲は、約３マイクロメートルから２０マイクロメートル以上の波長にまで及ぶ。ＱＣＬおよびＩＣＬは、ＩＩＩ−Ｖ族の基板上にモノリシックに成長する数百もの半導体層から構成される精巧に階層化された構造を必要とする。これらの設計のなかには、室温以下、および連続波で作動するものもある。
【０００４】
端面発光レーザーダイオードの不都合な点は、それらの、一方向の非常に大きな発散角（例えば、６０°）を有する、大きな非点収差の発光ビームである。このビームの焦点または視準を、ガウシアン様の形状で１つに合わせるために、精巧で高価な光学的素子が必要であり、出力のかなりの部分が失われる。この一方向における大口径（ｌａｒｇｅ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）は、閾値電流を低く保つための、利得構造（又はゲインストラクチャ）の非常に薄い層に起因する。
【０００５】
半導体レーザーを、その表面に対して垂直に発光させれば、多くの利得（又はゲイン）が得られる。少なくとも数マイクロメートルから数十マイクロメートルの典型的なビーム出口径を有するために、狭い円形の出力コーンは、数度のみの開き角度を生じる。このようなレーザーは、非常に小さな発散角（例えば、２°を下回る）と、単一（又は１）に近いビーム品質係数Ｍ２とを有する、準完全放射対称なガウシアン形状の「優れたビーム品質」の発光を示す。対して、この係数Ｍ２は、端面発光レーザーにおいて、はるかに高い。このような垂直共振器面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  レーザー）（ＶＣＳＥＬ）（半導体ディスクレーザーとも呼ばれる）はモノリシックに製造され、および、電気的に励起されることが多い。より高い出力パワーのために、外部共振器(またはキャビティ)が使用されることが多く、これは垂直外部共振器面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  レーザー）（ＶＥＣＳＥＬ）と呼ばれる。高いビーム品質と、低損失と、高いパワーを得るための異なる構造の機構を十分に利用するために、これらは光学的に励起されることが多い。ここで、キャビティモードのスポットに関するポンプ（または励起）ビームの調整（またはアラインメント）は効率性のために不可欠である。両方の径は、共振器の長さと、ミラーの曲率と、発光モードのオーダーと、半導体表面の構造とに依存して、２、３〜数百マイクロメートルの範囲にある。調整とキャビティモードスポットに関するポンピング（または励起）スポットの径は効率性にとって重要である。両スポットのミスアライメント許容度は、共振器の長さと、ミラーの曲率と、発光モードのオーダーとに依存して、２、３マイクロメートルの範囲にある。ＶＣＳＥＬならびにＶＥＣＳＥＬは、一般には、例えば、電気通信の用途に使用される。ＶＣＳＥＬは、低いパワーの用途に限定されるが、ＶＥＣＳＥＬを用いて非常に高いパワーが達成されている。
【０００６】
ＩＩＩ−Ｖ族の半導体に基づくＶＥＣＳＥＬのための最長のレーザー中赤外波長は、２．８マイクロメートルを下回る。しかしながら、ＩＶ−ＶＩ族の材料を用いたＶＥＣＳＥＬは、中赤外の範囲の全体に及び得る。このようなデバイスは、Ｍ．Ｆｉｌｌ、Ｆ．Ｆｅｌｄｅｒ、Ｍ．Ｒａｈｉｍ、Ａ．Ｋｈｉａｒ、Ｒ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ、Ｈ．Ｚｏｇｇ、Ａ．Ｉｓｈｉｄａ(2012)「Ｓｉ−基板上のＩＶ−ＶＩ族の中赤外のＶＥＣＳＥＬ(IV-VI mid-infrared VECSEL on Si-substrate)」(Proc.SPIE、82420H)に記載されている。
【０００７】
一般に、あらゆるレーザーの動作温度が、出力パワーおよび発光波長のノイズを減らすために、熱電的に一般に安定化される。さらに、長期的な安定性および耐久性のために、パッケージングは非常に重要である。より高い出力パワーのために、または異なる発光波長を実現するために、多くの場合、室温を下回る（一般には同様に露点を下回る）発光半導体レーザーの温度が望まれている。この場合、水分凝縮を防ぐため、および、熱漏洩（またはヒートリーク）を減らすために、例えば、レーザーを真空中または適切な乾燥ガス混合物中で動作させることと、パッケージの密封とにより、特別な措置を取る必要がある。通常の態様で、レーザーチップまたはセットアップ全体が標準パッケージに封入され、ここで、放射ビームは第一窓を通って出て行く（例えばＵＳ７，５７２，０６８）か、または例えばレンズなどの光学部品を通って出て行く（例えばＵＳ６，９５３，２９１）。光学的に励起されるレーザーの場合、励起ビームは該第一窓または追加の窓を通ってパッケージに入るか、または、例えばＵＳ６，７８８，７２４のように、励起ビームを伝搬（ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ）するファイバーが密封を破ることなくパッケージに入れられる。
【０００８】
現在の光学的に励起されるレーザーデバイスは、市販されているパッケージングタイプの制限により特に損なわれる。現存するパッケージは、電気的に励起されるデバイスを考慮して設計されているが、光学的に励起されるデバイスにとっては最適でない。パッケージは、デバイスのウォールプラグ効率、安定性、サイズ、製造プロセスの簡潔さおよび価格に関して満足のいかないものである。加えて、現在のパッケージの熱的および機械的安定性のように、利用の要求に遅れを取るレーザーの長期的な安定性特性は、光学的ポンピングの場合において不十分である。
【０００９】
窓またはファイバーフィードスルーが必要なことは、励起ビームが通過するあらゆる表面での、励起ビームの不要な反射の原因になる。これらの損失はウォールプラグ閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）の増加を引き起こし、およびそれにより、より大きな廃熱の散逸および電子ノイズの増加を引き起こす。同じことが出力ビームについてもあてはまり、このことは出力パワーを著しく低減させる。反射防止コーティングはこれらの損失を数％に下げ得るが、コストは増加する。励起ビームおよび出力結合（またはアウトカップリング）ビームを単一の窓を通して伝達するために望まれる場合においては、さらにいっそう複雑な反射防止コーティングが適用されるべきである。そのようないかなる配置においても、励起ビーム経路（またはパス）に沿って設置される追加の窓は、それに応じて増加された重さと、より大きな光学経路をもたらす。加えて、より大きな次元（またはディメンションまたは寸法）もまた、機械的不安定性を導き、および、例えば発振閾値の増加または散発的な極性の反転（またはフリップ）を通して、発振特性をさらに低減する。さらに、励起スポットおよび共振器スポットのアラインメントは効率のために不可欠である。半導体レーザーが露点より低い温度で安定化される場合において、ポンピング光学素子（またはポンピングオプティクス）のこのアラインメント工程は水分フリーの雰囲気下で、または別法として、既に封止されたパッケージの内側で、または外側からのいずれかで実施されるべきである。後者の場合、熟練の操作工員が必要とされ、その移動の程度の自由さと、その正確さには限度があり、最適なアラインメントを下回り、低減された発振特性を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、レーザーデバイスの製造コストを最小限に保ちながら、よりコンパクトな設計と、改善されたウォールプラグ効率とを可能にする垂直外部共振器面発光レーザー（ＶＥＣＳＥＬ）デバイスのためのコンテナまたはハウジングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本目的は、請求項１に関する主題によって達成される。従って、この目的は垂直外部共振器面発光レーザーデバイスを収容するための内部空間を備える第一コンテナであって、
該第一コンテナは外部空間から該内部空間を密封（または気密またはハーメチックシール）し、
該第一コンテナは少なくとも１つの第一貫通開口部を備える少なくとも１つのコンテナ壁（またはコンテナウォール）を含み、
該少なくとも１つの第一貫通開口部は:
外部空間から内部空間への光学的励起ビームの通過および／または、
内部空間から外部空間へのレーザー放射ビームの通過に適応し、
該第一コンテナはシーリングミラー（または封止ミラー）を含み、
該少なくとも１つの第一貫通開口部は該シーリングミラーによって密封され、
該シーリングミラーは、内部空間の垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの外部共振器（または外部キャビティ）の一部を構成するように適応される、
第一コンテナによって達成される。
【００１２】
シーリングミラーは、自体が、光学的振動子（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を構成する複数の共振器反射体（またはキャビティリフレクタ）の配置において、共振器反射体として使用できる場合、内部空間の垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの外部共振器の一部を構成するように適応される。好ましくは、シーリングミラーは二面鏡型共振器（ｔｗｏ−ｍｉｒｒｏｒ  ｃａｖｉｔｙ）のミラーを構成するように作られる。
【００１３】
シーリングミラーを備える第一貫通開口部は密封されており、および通過する光学的ビーム（励起ビームまたは出射(または放射)ビーム）に対して透明である。励起ビームがレーザーの活性領域において反転分布を生じさせるように使用され、一方で、さらなる使用のために出射ビームが提供される。
【００１４】
用語「ハウジング」、「コンテナ」、「ケース」および「筺体（またはエンクロージャ）」は、文脈に明記される場合を除いて、同じ概念を表すものとみなされ、「ミラー」および「反射体」もそのようにして、同じ概念を表す物とみなされる。
【００１５】
内部空間から外部空間に及び、それにより、例えば内部空間と外部空間の間を移動するレーザー発振に関連する（ｌａｓｉｎｇ−ｒｅｌｅｖａｎｔ）光ビームのための、アクセスを与える貫通開口部はしばしば「窓」と称される。
【００１６】
例えば、第一コンテナのための封止体（ｓｅａｌ）として外部共振器の一部を構成するミラーなどは、レーザーデバイスの特徴の一部を使用するための本発明の要旨である。この複数の用途（封止機能および反射体機能）が光学経路における吸収および反射の程度を低減することを可能にし、およびそれによりデバイスのコンパクト性を高めるだけでなく、そのウォールプラグ効率をも高める。シーリングミラーは分散型のブラッグ反射体（ＤＢＲ）であってよく、および直接または間接に取り付けられるチップであって、好ましくは第一コンテナの内部表面または外部表面に、第一貫通開口部をガスを通さない方法で覆うように接着されるチップに設けられてよい。
【００１７】
１つの態様において、第一コンテナは少なくとも１つの第二貫通開口部を含み、該少なくとも１つの第二貫通開口部もまた、例えばゲルマニウムまたはシリコンの小板（またはプレートレット）またはチップによって密封されている。第一コンテナの該従来方式で封止される第二貫通開口部または窓は好ましくは:
外部空間から内部空間への光学的励起ビームの通過または
内部空間から外部空間へのレーザー放射ビームの通過
に適応される。
【００１８】
第一コンテナは１または複数の第一貫通開口部を含み得る。オプションとして、第一コンテナは追加として１または複数の第二貫通開口部を含み得る。
【００１９】
態様に従って、第一コンテナは、励起および放射を供給するための１つのシーリングミラーを備える第一貫通開口部を１つだけ含む。別の態様に従って、第一コンテナは、１つのシーリングミラーを備える１つの第一貫通開口部と、従来の封止が提供される１つの第二貫通開口部とを含む。さらに別の態様に従って、第一コンテナは、１つまたは複数のシーリングミラーで封止される複数の第一貫通開口部のみを含む。さらに別の態様に従って、第一コンテナは、後に１つまたは複数の従来の封止により密封される１つ以上の第二貫通開口部を備える、複数のそのような第一貫通開口部を含む。
【００２０】
好ましい態様において、励起ビームおよび出射ビーム（すなわちレーザー放射ビーム）は、いずれも、同一の第一貫通開口部を通して、または第一貫通開口部のうちの１つを通して与えられる。別の好ましい態様において、一方のビームのみが少なくとも１つの第一貫通開口部を通して与えられ、一方で、もう一方のビームは少なくとも１つの第二貫通開口部を通して与えられる。
【００２１】
そのため、シーリングミラーで密封される、密封された第一コンテナには少なくとも１つの第一貫通開口部があり、ここで、シーリングミラーはレーザー共振器の一部を構成するように適応され、そのため、封止された第一貫通開口部は外部空間から内部空間への少なくとも１つの励起ビームおよび／または内部空間から外部空間への１つの出射ビームに対して透明である。
【００２２】
従来の封止窓（例えば透明材料）とは対照的に、シーリングミラーは光を反射する追加の機能を持つ。当業者は、封止する物体（シーリングミラーまたは従来の封止物）に例えば反射特性または反射防止特性などの所望の特性を提供することを知っている。そのようなミラーを製造するために通常使用される技術は、例えば分散型のブラッグ反射体または高コントラスト回折格子ミラーなどのような多層スタック（またはマルチレイヤースタック）である。
【００２３】
そのため、本発明は、特に光学的に励起される垂直外部共振器面発光レーザーデバイスに有利なレーザーパッケージの新規な種類を提供する。これは、特にウォールプラグ効率および波長安定性に関する、既存のパッケージ設計の制限を解除する。さらに、本明細書に記載の、コンパクトであり、密封されたパッケージの種類を使用することで、内部空間内で、好ましくは露点を下回る温度で、レーザーの活性領域の半導体層をそれらの専用の運転温度に維持したまま、簡単な方法で、ポンピング光学素子のアラインメント（すなわち光学的ポンプデバイス）が可能である。加えて、その対象とする運転温度においてレーザー共振器は同時に安定化され得る。
【００２４】
従来技術により、エネルギーおよび／またはデータ回線等を外部空間から内部空間へ与えることができる。電子および／またはエネルギー貯蔵セル等を内部空間に収容することにより追加のラインまたはリンクは不要であり得る。
【００２５】
活性領域および／または外部共振器を低温に維持するために、第一コンテナは、冷却デバイスを特徴とすることが好ましい。この冷却デバイスは内部空間内に完全に収容されることが好ましい。しかしながら、これは、（例えば外部空間から内部空間へ伸びるコールドフィンガによって）内部空間に熱的なリンクを提供しながら、外部空間（すなわち第一コンテナの外側）に配置されてもよい。冷却デバイスは、内部空間を少なくとも部分的に冷却するように適応され得る。好ましくは、冷却デバイスを備える第一コンテナは、シーリングミラーおよび／または第二ミラーを、より好ましくは外部共振器全体を、より好ましくは垂直外部共振器面発光レーザーデバイスと活性領域とを含んで、約２０℃を下回る安定した温度まで、好ましくは約０℃または０℃を下回るまで冷却するように適応される。
【００２６】
好ましくは、冷却デバイスは少なくとも１つの冷却素子（または冷却エレメント）を含み、該冷却素子は好ましくはペルチェ素子等である。冷却素子を負荷輸送部（ｌｏａｄ  ｃａｒｒｙｉｎｇ  ｐａｒｔ）としてデバイス設計に組み込むことができ、すなわち活性領域を備えるレーザーチップを直接または間接に冷却素子の上に配置することができる。
【００２７】
一般に、冷却素子は、冷却すべき対象の上に直接配置することができ、または代わりに、冷却の目的のために、例えばヒートリンク（または熱伝達）改良層またはコールドフィンガである熱的なリンクで、冷却素子と該対象とを熱的にリンクさせながら、冷却すべき対象と間接に、または少し離れて配置することができる。
【００２８】
本発明のさらなる要旨は、本明細書に記載の第一コンテナをケーシングとして含むレーザーデバイスを提供することである。
【００２９】
従って、本発明は:
本明細書に記載されるような第一コンテナ;および
該第一コンテナの内部空間内に収容される少なくとも１つの活性領域を備える垂直外部共振器面発光レーザーデバイスを含むレーザーデバイスであって、
垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの外部共振器が部分的にシーリングミラーおよび少なくとも１つの第二ミラーで構成され
シーリングミラーが少なくとも１つの第一貫通開口部を密封する、
レーザーデバイスを提供する。
【００３０】
外部共振器の反射体として、および同時に、少なくとも１つのコンテナの第一貫通開口部のための光学的に透明である密封部としての、シーリングミラーの複合的な使用は、レーザーデバイスをコンパクトに、および効率的にする。
【００３１】
好ましくは、レーザーデバイスは；
シーリングミラーおよび少なくとも１つの第一貫通開口部；および／または
第二ミラーおよび少なくとも１つの第二貫通開口部
を通して、内部空間から外部空間へレーザー放射ビームを供給するように適応されるか、または作られる。
【００３２】
特に好ましい態様において、レーザーデバイスは、光学的ポンプデバイスにより光学的に励起されることに適する垂直外部共振器面発光レーザーデバイスを含む。好ましくは、光学的ポンプデバイスは外部空間に収容され、より好ましくは、直接または間接に第一コンテナに取り付けられる。このことは、外部空間におけるポンプ光学素子（またはポンプオプティクス）の正確なアラインメントを可能にする。最も好ましくは、光学的ポンプデバイスは第一コンテナの外部表面の上に接着剤で接着される。
【００３３】
接着剤の硬化プロセスを含む、光学的ポンプデバイスの好ましい接着手段は、所定の温度で行われることが好ましく、この所定の温度は好ましくは、接着接続部が後に、レーザーデバイスの運転のあいだ保持される温度と実質的に同じ温度である。このことを達成するために、第一コンテナを、制御雰囲気下で安定化されたコンテナの二次温度に維持してもよい。このことは、ポンプ光学素子の最適な光学的アラインメントを可能にし、およびさらに、接着剤の硬化のあいだの、またはその後の、例えば温度勾配または温度変化に起因する張力による任意のミスアラインメントを防ぐ。内部空間におけるポンプ光学のアラインメントは煩雑であり、スペースが少ないほど複雑になる。
【００３４】
別法として、硬化時間を短くするために、接着のあいだの温度を例えば３０℃から６０℃であるより高い温度まで上昇させてもよい。
【００３５】
光学的励起ビームを:
第二ミラーおよび少なくとも１つの第二貫通開口部;または
シーリングミラーおよび少なくとも１つの第一貫通開口部
を通して供給してもよい。
【００３６】
好ましくは、光学的ポンプデバイスはポンプ光源として発光ダイオードを含む。これは、信頼性があり、簡単に手に入り、および安価である、コンパクトな寸法（またはディメンション）と十分な発光および効率とを備える光源である。発光ダイオードの焦点レンズの焦点面から垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの活性領域に至る焦点距離は、好ましくは、焦点レンズの開口数により０．５〜３ミリメートルで変動する。この短い距離が、レーザーデバイスのコンパクトかつ効率的な設計を可能にする。
【００３７】
好ましくは、レーザーデバイスは、シーリングミラーと少なくとも１つの第一貫通開口部とを通過する光学的励起ビームを有するように適応され、および／または、第二ミラーと少なくとも１つの第二貫通開口部とを通過するレーザー放射ビームを有するように適応される。
【００３８】
上述した冷却デバイスにより、少なくとも垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの活性領域が、実質的に０℃までか、それを下回って冷却されるように、レーザーデバイスを適応することができる。該冷却デバイスは少なくとも１つの冷却素子を含み、冷却素子は好ましくはペルチェ素子である。該冷却素子は好ましくは垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの上または第一コンテナの側壁に配置され、後者の場合、ヒートリンクが、好ましくはコールドフィンガの構造で設けられることが好ましく、ここで、ヒートリンクは冷却素子と垂直外部共振器面発光レーザーデバイスとを熱的にリンクさせるように配置される。冷却デバイスと垂直外部共振器面発光レーザーデバイスとの、または冷却デバイスと第一コンテナとのよりよい冷却接触を生じさせるために、有利には、追加の金属層またはヒートリンク（または熱伝達）改良層が冷却素子の接触面に配置され得る。
【００３９】
活性領域は、単一の活性利得層（またはアクティブゲインレイヤ）または活性利得層のスタックであってよい。用語「活性層（またはアクティブレイヤ）」と「活性利得層」とは同じ概念を表すものである。
【００４０】
内部空間内の活性領域は第一コンテナの外側壁に直接取り付けられないことが好ましい。これにより活性領域を、必要であればパッケージの内側または外側の水分凝縮を伴わずに、断熱および冷却することが可能になる。このことは、ＩＶ−ＶＩ族半導体ベースの分散型ブラッグ反射体またはミラーにおいて、水溶性の基板（例えばＢａＦ２）または材料（例えばＥｕＳｅ）が低屈折率材料として使用される場合に特に重要である。
【００４１】
第二ミラーは活性領域または層の基盤であり得るため、第二ミラーは活性領域と実質的に同じ温度に（すなわち冷却デバイスによって実現する低温に）維持されることが好ましい。チップの上に設けられ、第一コンテナに取り付けられるシーリングミラーは、一般に、第一コンテナと実質的に同じ温度を有し、この温度は一般に活性領域の温度よりも高い。後者は好ましくは約０℃に保持され、前者は、典型的には、約２０℃または接着の間に使用される所定の温度に保持される。
【００４２】
垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの外部共振器の共振器（またはキャビティ）の長さは、所定の単一モード発光に適切であるか、または所定のマルチモード発光に適切である長さを有する。発光の様式（またはモダリティ）を変えるために、外部共振器を所定の発光特性（例えば単一モード発光）に合わせることを目的に、レーザー光路内で、追加の光学的素子を共振器に設けることができる。
【００４３】
レーザーデバイスは、好ましくは、長さ変更デバイスを含む。この長さ変更デバイスは第一コンテナ内に配置することができる。該長さ変更デバイスは外部共振器の共振器の長さを変えるために適応される。該長さ変更デバイスは、少なくとも１つの長さ変更素子を含み、該長さ変更素子は、好ましくは、圧電素子である。該長さ変更素子または全体の長さ変更デバイスは、好ましくは、シーリングミラーと第一コンテナとの間、および／または第二ミラーと第一コンテナとの間に、共振器の長さを容易に変えることができるように配置される。圧電素子は、第一コンテナの壁の一部を構成しても、しなくてもよい。好ましくは、長さ変更デバイスは、内部空間を規定する第一コンテナの内部表面に（例えば接着剤によって）直接取り付けられる。そのため、第一コンテナは、これに関して共振器の長さを変更することができる固定点として使用される。長さ変更デバイスは、第一コンテナに間接的に、すなわち中間層または機械的部材を介して、取り付けることもできる。
【００４４】
好ましくは、２つの前述したミラーによって構成される共振器は、１つの単一のレーザーモードのみが放射（または発光）されるようにその長さを構成され、その波長は共振器長さを長さ変更デバイスで変更することによりモードホップフリーにシフトさせることができる。この共振器長さの変更を実現するために、パッケージ壁の一部は、好ましくは、所望の長さ変更特性を備える圧電性結晶であり得る。
【００４５】
レーザーは、好ましくは光学的に励起され、および電磁波スペクトルの中赤外線領域で放射（または発光）する。これは、好ましくは、ＩＶ−ＶＩ族材料を使って製造される。電磁波スペクトルの対応する異なる領域の放射を伴う、例えばＩＩ−ＶＩ族またはＩＩＩ−Ｖ族半導体である、その他の材料を同様にこの組立て（またはセットアップ）に使用することができる。
【００４６】
狭く（ｎａｒｒｏｗ）、単色であり、波長を調節することができる光（またはイルミネーション）が必要とされる赤外分光のために、ＩＶ-ＶＩ族ＶＥＣＳＥＬは特に重要である。そのようなデバイスはＭ．Ｒａｈｉｍ、Ａ．Ｋｈｉａｒ、Ｍ．Ｆｉｌｌ、Ｆ．Ｆｅｌｄｅｒ、Ｈ．Ｚｏｇｇ(2011)「３．３μｍの波長における、分光のための、連続調節可能な単一モードのＶＥＣＳＥＬ(Continuously tunable single mode VECSEL at 3.3 μm wavelength for spectroscopy)」(Electron. Lett. 47, 18, p.1037-1039)に記載されている。波長調節（またはチューニング）領域は約３．２〜３．３マイクロメートルに及ぶ。ビームは単色の単一モードであり、調節は完全にモードホップフリーである。
【００４７】
このような調節可能なＶＥＣＳＥＬは、あらゆる種類の様々な応用に使用することができる。このような用途の１つは、例えば、環境モニタリングのための微量気体の分光である。その他の用途には、産業用プロセス制御または重篤な疾病の医療診断のための、微量気体、気体または液体の分光が含まれる。燃焼ガスおよび炭化水素は、２．５〜１０マイクロメートルの中赤外の波長に非常に強い吸収線を有する。そのため、気体の分光センサは、この波長領域内で作動する場合には非常に高感度を示す。中赤外の全域にアクセス可能とすることで、中赤外レーザーモジュールは、分光センサとしての最大限の能力を得ることができる。その他の用途には、医療手術（組織の切断または治癒）、材料加工、または軍事的な防衛手段が含まれる。中赤外（３〜５マイクロメートルおよび８〜１４マイクロメートル）には２つの透明窓（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ  ｗｉｎｄｏｗｓ）があり、ここでは、大気吸収が最も小さい。このことは、長い距離にわたる信頼性のある信号伝達、すなわち、自由空間通信（ｆｒｅｅ  ｓｐａｃｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）を可能にする。
【００４８】
好ましくは、ミラー、貫通開口部封止部および／または活性領域は、１つのミラー、貫通開口部封止部または活性領域の対向する表面を通る面が、他の１つに対して好ましくは実質的に０．５〜２°傾くように、くさび形状を有するように構成される。この種のくさび形状は、くさび形素子内の内部反射を、および好ましくは必要に応じてくさび形素子間の反射をも、防ぐかまたは少なくとも低減する。さらに、くさび形素子を（特に隣接する素子に対して、対向する表面を回転させるように、または異なって傾けるように）他の１つに対して、好ましくはそれぞれの表面に実質的に垂直な軸の周りに実質的に９０°、回転させることができる。このことは反射をさらに低減する。一般に、該くさび作用（またはウェッジング）および／または回転は、レーザーデバイスの出力パワーの変動を低減する。
【００４９】
波長安定性を向上させるため、および環境条件と無関係な運転を可能にするために、パッケージは、それ自体が、第一コンテナとその中または上の素子とから構成される第一密封パッケージ全体の温度安定化を可能にする、第二コンテナ、すなわち例えばＨＨＬまたはバタフライ型などの標準パッケージに含まれ得る。外部パッケージまたは第二コンテナ自体が密封されている場合には、必要であれば、内部パッケージの封止を破ることができる。
【００５０】
そのため、レーザーデバイスは、第二コンテナを備えて提供され得ることが好ましく、ここで、第一コンテナは完全に該第二コンテナ内に収容され、および好ましくは、該第二コンテナが水分フリーの雰囲気を含み、および／または該第二コンテナ内の温度が好ましくは０℃と、２０℃とのあいだの温度に対して、または従来の方法で使用する別の特定の温度に対して安定であることが好ましい。
【００５１】
そのため、内部空間の温度を例えば０℃と２０℃のあいだの温度で一定に保持することは、好ましい運転の方法である。第一コンテナの周囲の雰囲気を、乾燥した状態に、および例えば−１５℃〜４０℃の範囲の特定の温度に、好ましくは−１０℃〜２５℃範囲の温度に、および好ましくは約２０℃に保ちながら、例えば内部空間の活性領域および第二ミラーなどの素子を、約０℃の温度まで冷却することは好ましい。例えば、高温環境または低温環境で運転させられる場合に、必要に応じて、第一コンテナが維持される温度を環境温度に適応させることができる。
【００５２】
好適な運転モードは：
１）内部空間温度が約０℃に保持され、第二コンテナの温度が約２０℃であり、および外側温度（環境温度）が約−１５℃〜約４０℃のあいだで維持される。この温度設定は、接着剤を、その塗布時から常に、一定の温度に保持することができるため有益である。さらに、このデバイスは外側（環境）温度よりも高温で運転させることができる。
２）内部空間温度が約０℃に保持され、第二コンテナの温度が約２℃であり、および外側温度（環境温度）が約−１５℃〜約２０℃のあいだで維持される。この温度設定は、活性領域またはレーザーデバイスの近くの温度差が（（１）の温度設定と比較して）比較的小さいために有益である。
３）温度の（例えば内部空間温度の）任意の変化が約２０℃に保持され、第二コンテナの温度が４０℃である。この温度設定は、例えば、高温環境に（例えば、約４０℃または４０℃を越える温度を有する砂漠において）適応される場合に有益である。
【００５３】
本発明はそのため、他のパッケージング解決法と比較した多数の改善点を特徴とする。そのような改善点は:
ポンピング光学素子をアラインメントするためのプロセスが、１つの封止されたパッケージの外側で、すなわち第一コンテナの外側で行われる場合に、著しく簡易化される。操作および固定化がマイクロメートルの精度における標準的な工具によりなされ得る。長期間にわたる全体の機械的安定性が向上する。;
増加した機械的安定性によって、および損失が生じる不必要な相互作用（またはインターフェース）を除くことによって、デバイス効率および出力特性が向上する。;
より小さい光学素子の寸法および追加の窓の省略により、パッケージされたデバイスのサイズおよび重さが低減される。;
２つの温度安定化(第一コンテナおよび第二コンテナの温度安定化)が半導体層および光学的共振器に使用される場合に、放出されたレーザー波長の安定性が増加される。;および／または
デバイスの効率および出力特性は、意図された動作温度におけるポンピング光学素子のアラインメントによりさらに改善される。
【００５４】
この態様に応じて、特定の態様のためにただ１つの、または複数のこれらの改善を実現することができる。
【００５５】
本発明は、追加の窓の代わりに、筺体の密封部としてＶＥＣＳＥＬの１つのミラーを、すなわちシーリングミラーを使用することにより、前述した既存のパッケージの制限を取り除く。第一コンテナの内部空間を水分フリーにすることができ、好ましくは、適切な乾燥空気またはガス混合物で満たすか、または真空にすることができる。レーザー共振器は、シーリングミラーを１つの共振器ミラーとして使用しながら、筺体内に構成される。
【００５６】
好ましくは、筺体または第一コンテナにシーリングミラーを通して、励起ビームが入るか、または、放射ビームが出ていくか、またはいずれもそのようになる。光学的ポンプデバイスが外部空間に配置される場合、このことは、その封止を壊すことなく、第一コンテナの外側からのみなされ得る。このことは、特に、より高いカップリング効率を生じさせるために、構造化されたレーザー発光表面が使用される場合に、マイクロメートルの制度の光学素子のアラインメントを可能にする。
【００５７】
そのため、本発明は、第二ミラーと、少なくとも１つの基板の上の少なくとも１つの半導体層でできた活性利得層スタックと、空にされるか、または規定のガス混合物で充填された封止されたコンテナ内に取り付けられた基板の上の第一ミラーとを含む垂直外部共振器面発光レーザーデバイスを有するレーザーデバイスに関し、第一および第二ミラーのうちの少なくとも１つが、コンテナの開口部または窓を密封し、および、励起ビームが入ること、および／または放射ビームが出ていくことを可能し、一方で、垂直外部共振器面発光レーザーデバイスの外部共振器を構成するために、他のミラーが第一ミラーから少し離して取り付けられる。
【００５８】
本発明によるレーザーデバイスの組立ての方法を提供することは、本発明のさらなる要旨である。
【００５９】
従って、以下の工程を含むか、または以下の工程から成る、本発明によるレーザーデバイスを組立てる方法が提供される：
ａ）第一コンテナの内部空間に、第二ミラーと活性層とを含む少なくとも１つのレーザーチップを挿入すること、さらに第二チップの上に設けられたシーリングミラーと、存在する場合には冷却デバイスと、存在する場合には長さ変更デバイスと、存在する場合には機械的部材とを挿入すること；および
それら（すなわちレーザーチップ等）をアタッチメントとして、はんだ付けおよび／または接着技術を用いて、第一コンテナに、直接または間接に取り付けること；および
ｂ）取り付け工程のためにのみ必要な任意の機械的部材を、必要であれば第一コンテナの追加の専用の開口部を通して、取り除くこと；
ｃ）第一コンテナの内部空間から、好ましくは加熱により、水分を取り除き、乾燥空気または乾燥ガスを充填し、および全ての貫通開口部と、存在する場合には追加の専用の開口部とを密封すること；および
ｄ）光学的ポンプデバイスを外部空間に、好ましくは第一コンテナの上に、配置及び取り付けすること、ここで該取り付けは、好ましくは接着により行われ、好ましくは特定の温度で、より好ましくは実質的に２０℃で実施される；
ｅ）存在する場合には、第二コンテナに全ての該アタッチメントを備える第一コンテナを組み入れること、ここで第二コンテナは好ましくは第一コンテナを水分フリー雰囲気に保持し、および／または該特定の温度に、好ましくは０℃〜２５℃の範囲の温度に、好ましくは実質的に０℃または０℃を下回る温度または０℃〜２０℃のあいだの温度に保持する。
【００６０】
工程ａ）における用語「機械的部材」は次のような部材に関する：シーリングミラー用ベアラ、レーザーチップ用ベアラ、さまざまな配置用支援部および、全てが例えば金属でできており、および例えばプラスチックまたは金属箔などを遠ざけるために作られた間隔取り用支援部。
【００６１】
組立ての目的のためだけに必要とされる任意の機械的部材を取り除くために、第一コンテナは、該機械的部材を内部空間から取り除いた後に密封され得る少なくとも１つの専用のさらなる貫通開口部を特徴とする。
【００６２】
本発明の好ましい態様は、図面を参照しながら以下に記載される。これは本発明の好ましい態様を説明する目的のためであって、それを限定するためではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明による第一コンテナを備える本発明によるレーザーデバイスの第一の好ましい態様を図式的に示す。
【図２】図２は、本発明による第一コンテナを備える本発明によるレーザーデバイスの第二の好ましい態様を図式的に示す。
【図３】図３は、本発明による第一コンテナを備える本発明によるレーザーデバイスの第三の好ましい態様を図式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
発明によるレーザーデバイスの好ましい態様を、図１〜６を参照しながら以下に定義する。
【００６５】
図１は、発明による第一コンテナ１を備える本発明によるレーザーデバイス５の第一の好ましい態様を示す。
【００６６】
第一コンテナ１は、内部空間３（内側）と外部空間４（外側）とを規定する密封されたコンテナである。第一コンテナ１は、圧電性結晶素子９１を介して接続する、いずれも実質的に板状であるトップ素子１１とボトム素子１２とを備えて提供される。；圧電素子９１は、第一コンテナ１の側壁としての役割を果たすように成形および配置される。従って、素子１１、１２、９１はコンテナ壁を構成する。
【００６７】
圧電素子９１は、外部共振器２０またはレーザーデバイス５の有効長さを変えるための長さ変更デバイス９（以下を参照）の一部を構成する。代わりに、この長さ変更デバイス９を不要とすることができ、およびトップおよびボトム素子１１、１２は単純に従来の壁によって接続され、ここでコンテナ１は好ましくは単一の構成部として提供される。
【００６８】
長さ変更デバイス９の代わりに、またはそれに加えて、外部共振器２０の有効光学的長さを変えるための光学的素子を共振器２０に導入することができる。
【００６９】
そのような第一コンテナ１の典型的な外形寸法は１０×１０×１０マイクロメートルであってよく、そのため内部空間３は、約１立法センチメートルまたはそれ以下であってよい。当然のことながら、より大きいまたはより小さい第一コンテナもまた考え得る。
【００７０】
実質的に板状の形のボトム素子１２に第一貫通開口部２３が設けられ；トップ素子１１に第二貫通開口部２４が設けられる。第一および第二貫通開口部２３、２４は内部空間３と外部空間４との間のそれぞれの接続を提供する。これら開口部２３および２４はそれらが該内部空間３と外部空間４との間の所望の光学的接続を可能にするという目的に役立つように、適切な位置に配置される。
【００７１】
第一貫通開口部２３はシーリングミラー２１により密封される。このシーリングミラー２１は第一貫通開口部２３全体を覆って広がるように第一コンテナ１に取り付けられるチップの上に設けられ、それにより第一貫通開口部２３を密封する。このシーリングミラー２１はさらに、内部空間３内に設けられる垂直外部共振器面発光レーザー（ＶＥＣＳＥＬ）デバイス５０の外部共振器２０の一部である反射体として使用される。後者のＶＥＣＳＥＬデバイス５０は、レーザーデバイス５のレーザー光発生ユニットである。
【００７２】
図１において、シーリングミラー２１は第一コンテナ１の内部表面に取り付けられている。代わりに、シーリングミラー２１を第一コンテナ１の外部表面に取り付けてもよい。該取り付けはミラー２１の、第一コンテナ１への直接的な取り付けであってよく、代わりに、ミラー２１とコンテナ１との間に中間層を（例えば、断熱（または絶縁）、位置調製または改善された取り付けを目的として）含む、間接的な取り付けで配置することもできる。代わりに、またはそれに加えて、シーリングミラー２１は、少なくとも一部で、貫通開口部２３に適合するように成形され得る。好ましくは、シーリングミラー２１は第一コンテナ１に接着される（他の技術を使用することもできる）。
【００７３】
第二貫通開口部２４は従来の封止部２５により密封される。この従来の封止部２５はゲルマニウムまたはシリコンから作られていてもよい。
【００７４】
図１において、板状の封止部２５が第一コンテナ１の内部表面に取り付けられる。一般に、封止部２５は、（直接または間接に（上記を参照））第一コンテナ１の外部または内部表面に取り付けることができ、または少なくとも一部で、貫通開口部２４に適合するように成形することができる。好ましくは、封止板２５は第一コンテナ１に接着される（他の技術を使用することもできる）。
【００７５】
シーリングミラー２１を備える第一貫通開口部２３が、ＶＥＣＳＥＬデバイス５０のポンピングのための光学的励起ビーム７の入口（またはエントランス）として適応される。封止部２５を備える第二貫通開口部２４はＶＥＣＳＥＬデバイス５０により生じたレーザー放射ビーム８の出口（またはエグジット）として適応され、すなわち透明である。
【００７６】
レーザーデバイス５の部材またはレーザーデバイス５に関連する部材を内部空間３内に挿入する目的のために、および／または内部空間３からそのような部材を取り除くために、オプションとして、内部空間３および外部空間４をもう一方と（常に流体接続の観点から）接続するさらなる専用の貫通開口部（図には示されていない）を第一コンテナ１内に配置することができる。これら専用の貫通開口部は、組立てプロセスが完了した後に封止することができる。
【００７７】
ＶＥＣＳＥＬデバイス５０の外部共振器２０はシーリングミラー２１と第二ミラー２２とを反射体として含む。第二ミラー２２はレーザーチップの上に設けられ、ここで活性層または活性領域５１は第二ミラー２２の上に設けられる。
【００７８】
活性領域または活性層５１を光学的にポンピングするために、発光ダイオードを備える光学的ポンプデバイス５５が提供される。発光ダイオードは安価であり、信頼性があるポンプ光源である。光学的ポンプデバイス５５は、本体５６と、ダイオード自体（図には示されていない）と、導光手段としての焦点レンズ５７とを含む。本体５６は第一コンテナ１に直接に取り付けられる。光学的ポンプデバイス５５は第一コンテナ１に対して、焦点レンズ５７が活性層５１（内部空間３にある）までの距離（これが焦点レンズ５７の焦点距離と実質的に同じであるように）を有するように配置され、後者の長さは、好ましくは０．４〜０．６である焦点レンズの開口数に対応して、約０．５〜３マイクロメートルの範囲にある。
【００７９】
レーザーチップは、ペルチェ素子６０を含む冷却デバイス６に取り付けられる。好ましくは、レーザーチップは、ペルチェ素子６０の上に直接に取り付けられる。活性領域５１を備える第二ミラー２２とペルチェ素子６０との間のヒートリンクのさらなる向上のために、ペルチェ素子６０とレーザーチップとの間に金属層６１（図２参照）または別の熱伝達改良層を配置することができる。
【００８０】
ペルチェ素子６０は、第二貫通開口部２４の端部の上または近くの内部表面の上で、トップ素子１１に取り付けられる。そのため、レーザーチップ２２、５１は第二貫通開口部２４を覆って配置される。発生したレーザー光は第二貫通開口部２４および封止部２５を通り抜けて、共振器２０および第一コンテナ１から出ていく。
【００８１】
冷却デバイス６により、活性領域５１および第二ミラー２２は約０℃の温度に保持され得る。このことは、活性領域５１およびミラー２２の両方の効率を向上させる。
【００８２】
好ましくは、内部空間３は、内部空間３を水分フリー雰囲気にするために、乾燥ガスまたは空気でパージまたは充填される。
【００８３】
所望のレーザー発光特性（単一またはマルチモード発光）のために共振器２０の長さを調節するために、圧電素子９１を備える長さ変更デバイス９を使用することができる。
【００８４】
組立てられたレーザーデバイス５を第二コンテナ１０内に配置することができる。約２０℃で安定化された実質的に水分フリーの雰囲気を含みながら、第二コンテナ１０もまた密封される。第二コンテナ１０は、第一に、第一コンテナ１の密封される外殻構造の起こり得る破損による影響を軽減するため、第二に、周囲の（または環境の）状態が変わることによる、第一コンテナ１における光学的ポンプデバイス５５の正確なアラインメントへのリスクを生じさせないため、有利である。
【００８５】
図２は、レーザーデバイス５の第二の好ましい態様を示す。図１に関する第一態様の部材と同じであるか、または似た機能を有する部材を同じ参照番号で規定した。
【００８６】
第二態様において第一コンテナ１は、第一態様のように、第一および第二貫通開口部２３、２４を第一コンテナ１の基本的に対抗する部分に備えて、単一の構成部として提供される。第一態様とは対照的に、第二態様は、第一コンテナ１の内部表面とシーリングミラー２１との間に配置された長さ変更デバイス９を有する。第二ミラー２２と、活性領域５１とを備えるレーザーチップが、同様にペルチェ素子６０に取り付けられ、ここで、金属層６１が第二ミラー２２とペルチェ素子６０との間に配置され、ペルチェ素子６０が封止部２５で封止される第二貫通開口部２４の端部の上または近くに配置される。
【００８７】
ポンプデバイス５５および第二コンテナ１０は図示していない。先と同様に、励起ビーム７は第一貫通開口部２３を通って入ることができ、一方で、レーザー放射ビーム８は第二貫通開口部２４を通って出ていく。
【００８８】
図３はレーザーデバイス5の第三の好ましい態様を示す。図１に関する第一態様の部材と同じであるか、または似た機能を有する部材を同じ参照番号で規定した。
【００８９】
第二の好ましい態様のように、第一コンテナ１は、第一態様のように、第一および第二貫通開口部２３、２４が第一コンテナ１の基本的に対抗する部分に設けられた単一の構成部として提供される。圧電性結晶素子９１を、共振器２０の方向に沿って内部空間３に伸びるように、シーリングミラー２１に隣接して取り付けながら、第二態様とは対照的に、シーリングミラー２１を、第一態様のように第一コンテナ１の内部表面に取り付けることができる。そのため、素子９１は少なくとも部分的に第一貫通開口部２３を囲む。素子９１の自由端部において、第二ミラー２２と活性領域５１とを備えるレーザーチップ２２、５１を固定する支持層６３が、第二ミラー２２と活性領域５１とが圧電素子９１の間に配置されるように取り付けられる。そのため、長さ変更デバイス９はレーザーチップの位置を内部空間３内で変更することができる。
【００９０】
さらに、ペルチェ素子６０を備える冷却デバイス６が第一コンテナ１の内部表面に、支持層６３の近くに設けられる。支持層６３は好ましくは熱の良導体であり、ヒートリンク６２によりペルチェ素子６０に接続されている。そのため、冷却デバイス６はレーザーチップ２２、５１を所望の温度まで冷却することができる。
【００９１】
ポンプデバイス５５および第二コンテナ１０は図示していない。先と同様に、励起ビーム７は第一貫通開口部２３を通って入ることができ、一方で、レーザー放射ビーム８は第二貫通開口部２４を通って出ていく。
【符号の説明】
【００９２】
（参照番号（符号）のリスト）
１      第一コンテナ
１０    第二コンテナ
１１    トップ素子
１２    ボトム素子
２      外部共振器
２０    共振器長さ
２１    シーリングミラー
２２    第二ミラー
２３    第一貫通開口部／窓
２４    第二貫通開口部／窓
２５    密封部（または封止部または封止板）
３      内部空間
４      外部空間
５      レーザーデバイス
５０    垂直外部共振器面発光レーザーデバイス
５１    活性領域
５５    発光ダイオードを備える光学的ポンプデバイス
５６    ５５の本体
５７    焦点レンズ
６      冷却デバイス
６０    ペルチェ素子
６１    金属層
６２    ヒートリンク
６３    支持層
７      励起ビーム
８      放射ビーム
９      圧電素子を備える長さ変更デバイス
９１    圧電性結晶素子
【図１】
2016534547.tif 000003
【図２】
2016534547.tif 000004
【図３】
2016534547.tif 000005
【国際調査報告】
2016534547.tif 000006
2016534547.tif 000007
2016534547.tif 000008