"半導体ウェハから分離される半導体バーの複数の外部キャビティ半導体レーザチップを特徴付けるシステムであって、該システムは:A外部キャビティモジュールexternalcavitymodule:ECモジュールであって、1回転軸を有する回転ステージと、2前記回転ステージに取り付けられる回折格子と、3前記回転ステージに、ステアリングミラーの表面が前記回折格子の表面に直角に配向するように取り付けられる前記ステアリングミラーと、を含む、前記外部キャビティモジュールと、B複数のレーザチップからなるバーレーザバーを保持するチャックであって、前記ECモジュールが、前記チャックに隣接して配置されて、前記チャックに保持されるレーザバーのレーザチップから放出される光ビームが前記回折格子と交差し、1次回折ビームが前記回折格子によって反射されて前記レーザチップに戻ることにより前記レーザチップがレーザ発振し、そして前記レーザチップから放出されるレーザビームが前記回折格子及び前記ステアリングミラーによって出力ビームとして反射されるようになる、前記チャックと、C前記チャック、または位置決めステージに取り付けられる前記ECモジュールのうちの一方を有することにより、前記チャックまたは前記ECモジュールのうちの前記一方を多軸に沿って並進移動させるコンピュータ制御多軸位置決めステージと、Dコンピュータ利用制御装置であって、該コンピュータ利用制御装置が:1前記位置決めステージを自動的に移動させ、そして前記チャックに取り付けられるレーザバーのレーザチップを前記ECモジュールに位置合わせし、そして2位置合わせした前記レーザチップを作動させて、レーザビームを放出させる、前記コンピュータ利用制御装置と、E前記ステアリングミラーに対向するように配置されて、前記出力ビームを受光し、そして特徴付けるレーザアナライザーと、を備え、前記コンピュータ利用制御装置は、信号群を前記レーザアナライザーから受信し、そして前記出力ビームを特徴付けることを特徴とする、システム。前記チャックに対向する前記回折格子の表面は、該表面に形成される複数の平行回折溝を有し、そして前記回折格子は前記回転ステージに、前記回折溝群が前記回転軸に平行に配向するように取り付けられ、そして前記回折格子の前記表面により定義される平面と、前記ステアリングミラーの前記表面により定義される平面との交差線により定義される軸が前記回転軸に一致し、そして前記制御装置は更に、前記回転軸を自動的に回転させて前記回折格子を、グレーティング角度範囲に亘って変化させながら回転させ、そして信号群を前記レーザアナライザーから受信して、選択グレーティング角度における前記出力ビームを特徴付ける、請求項1に記載のシステム。前記チャックは導電性材料により形成され、そして前記システムは更に、前記チャックの温度を制御/維持する温度制御ユニットを備えることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。更に:前記位置決めステージに取り付けられ、かつ前記制御装置によって制御されるプローブマニピュレータを備えることを特徴とし、前記電子プローブは、前記位置決めステージに取り付けられて、前記制御装置によって制御されながら移動して、電流を前記レーザチップに供給するために前記チャックに保持されるテスト対象の前記レーザバーのレーザチップの上面と電気的に接触し、そして該上面との電気的な接触から解除され、前記電子プローブは、前記プローブマニピュレータに取り付けられて、前記プローブの少なくとも1つの移動軸に沿って移動することにより、前記チャックに保持されるレーザバーの個々のレーザチップと当接し、そして個々のレーザチップとの当接から解除される、請求項1乃至3の何れか一項に記載のシステム。前記位置決めステージは高精度6軸並進ステージである、請求項1乃至3の何れか一項に記載のシステム。半導体ウェハから分離される半導体バーレーザバーの複数の外部キャビティ半導体レーザチップを自動的に特徴付けるプロセスであって、該プロセスは:B回折格子、及び前記回折格子の表面に直角に配向するように取り付けられるステアリングミラーにより形成される回折格子ユニットを提供するステップと、Cレーザバーを前記回折格子ユニットに位置合わせされるように自動的に位置決めするステップであって、チャックに保持されるレーザバーの選択レーザチップから放出される光ビームが、前記回折格子と交差し、1次回折ビームが前記回折格子によって反射されて前記選択レーザチップに戻ることにより前記選択レーザチップがレーザ発振するようになり、そして前記選択レーザチップから放出されるレーザビームが前記回折格子及び前記ステアリングミラーによって反射されて、安定な出力ビームが前記ステアリングミラーによって出力ビームとして反射されるようになる、前記位置決めするステップと、D電流を前記選択レーザチップに供給して、前記選択レーザチップがレーザ発振するようにするステップと、E前記出力ビームを特徴付けるステップと、を含むことを特徴とする、プロセス。ステップEは更に:E1漸増電流を前記選択レーザチップに、前記選択レーザチップがレーザ発振するまで供給し、そして前記選択レーザチップがレーザ発振する電流を、前記選択レーザチップの閾値電流として求めるステップ、またはE2電流を前記選択レーザチップに供給して、前記選択レーザチップがレーザ発振するようにし、そして前記出力ビームの波長を求めるステップ、のうちの1つ以上のステップを含むことを特徴とする、請求項6に記載のプロセス。ステップEは更に:前記回折格子ユニットを自動的に回転させて、前記回折格子を、グレーティング角度範囲Θ1~Θnに亘って変化させながら回転させるステップ、及びステップE1またはステップE2のうちの1つ以上のステップを、各選択グレーティング角度Θ1~Θnにおいて実施するステップを含むことを特徴とする、請求項7に記載のプロセス。ステップEの後に更に:F前記レーザバーを、前記回折格子ユニットに対して移動させて、前記レーザバーの前記レーザチップ群のうちの次の選択レーザチップが前記回折格子ユニットに位置合わせされるようにし、そしてステップEを前記次の選択レーザチップに対して実施するステップと、GステップFを、前記レーザバーの前記レーザチップ群の全レーザチップのうちの1つのレーザチップを特徴付けるか、または前記レーザバーのレーザチップ群の選択グループを特徴付けるまで繰り返すステップと、を含むことを特徴とする、請求項6乃至8の何れか一項に記載のプロセス。ステップEでは、前記回折格子ユニットを回転軸の回りを回転させ、そして前記回折格子ユニットを、a前記回折格子ユニットの前記回折格子の方位を調整して、前記回折格子の表面に形成される複数の平行回折溝が、前記回転軸に平行に配向するようにすることにより、そしてb前記回折格子の前記表面により定義される平面と、前記ステアリングミラーの表面により定義される平面との交差線により定義される軸を、該軸が前記回転軸に一致するように配向させることにより事前に位置合わせすることを特徴とする、請求項6に記載のプロセス。ステップCでは:選択レーザチップを前記回折格子ユニットに、事前に概略位置合わせし、前記チャックまたは前記回折格子ユニットのうちの一方を、特定の運動範囲内で、水平に、そして垂直に自動的に並進移動させ、前記出力ビームのパワーをモニタリングし、そして前記出力ビームの前記パワーが最大になる前記位置決めステージの位置を、前記選択レーザチップの位置合わせ位置として特定することを特徴とする、請求項6又は10の何れか一項に記載のプロセス。本明細書において記載される1つの実施形態は、反射防止膜AR及び/又は高反射膜HRコーティング外部キャビティレーザバーQC量子井戸を多段接続した構成の40個のゲインブロックを有するの完全自動テスティング及び特徴付けを、これらのレーザバーを分離して個々のレーザチップ群/ダイオード群とする前に行なうシステム及びプロセスを提供する。当該実施形態のシステム及びプロセスによって、波長可変プロセス中にビームステアリングを行なうことなく、かつウォークオフwalk-off:基本波と第二高調波との間の角度ずれが起こることなく出力レーザビームの光軸を確実に安定させることができる。当該実施形態のシステム及びプロセスによって更に、レーザキャビティの位置合わせ、及び/又は特徴付けが正確かつ自動的に行なわれる安定な外部キャビティ設計が可能になる。接近を1回だけ量子カスケードレーザチップの1つの劈開面に対してのみ行なうだけで、第2コリメートレンズを位置合わせして出力レーザを放射する際の複雑さを回避することができ、これは、量子カスケードレーザが異なる波長の導波路を有する場合に、特に有利である。更に別の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に開示され、そしてかなりの程度、この技術分野の当業者であれば、当該説明から容易に理解することができる、または以下の詳細な説明、請求項だけでなく、添付の図面を含む、本明細書において記載される実施形態を実施することにより容易に理解することができる。これまでの概要説明、及び以下の詳細な説明は共に、単なる例示に過ぎず、そして請求項の本質及び特徴を理解するための概要または概略を提供するために利用される。添付の図面は、理解を更に深めるために取り込まれ、そして本明細書の一部に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する。これらの図面は、1つ以上の実施形態群を示し、そして説明と併せて、種々の実施形態の原理及び動作を説明するために利用される。次に、好適な本実施形態群を更に詳細に参照することとし、これらの実施形態の例が添付の図面に示される。可能な限り、同じ参照番号をこれらの図面全体を通じて用いて、同じ、または同様の構成要素を指すようにしている。本開示は、半導体ウェハから切り出されるレーザチップバーの複数のレーザチップを、これらのレーザチップを分離して個々のレーザチップとする前に、または個々のチップをマウントして、次のハンドリング、またはテスト及び特徴付けを行なう前に、自動的に位置合わせし、テストし、そして特徴付けるシステム及びプロセスを提供する。図1に模式的に示すように、半導体ウェハ10は、当該ウェハに複数行に形成される複数のレーザチップ3を有する。図1に示すように、ウェハ10を劈開して、個々の行のレーザチップをウェハから分離する、すなわちウェハ上に配列される複数のレーザチップ3を有する個々の半導体材料バー群1レーザバー群をウェハから分離する。これらのレーザチップは、例えばこれらのレーザバー1の長さに沿って平行に配列される40個のQCLファブリ-ペローFabry-Perotキャビティ導波路レーザチップまたはゲインブロックとすることができる。レーザバー1の一方の側面の劈開面5には、導波路の一方の端部に施される高反射率HRコーティングを設けることができ、そしてレーザバーの他方の側面の劈開面7には、導波路の他方の端部に施されるARコーティングを設けることができる。コーティング前のチップは、本明細書において記載されるシステム及びプロセスによりテストすることもできる。次に、レーザバー1の半導体レーザチップ群3を自動的に位置合わせし、テストし、そして特徴付けるシステムの1つの実施形態について、図2及び3を参照しながら説明する。当該システムの1つの実施形態によるレーザを特徴付けるシステムは、レーザバー位置決めステージモジュールPSモジュール100と、そして外部キャビティモジュールECモジュール200と、を含む。PSモジュール100は、レーザバー1を外部キャビティECモジュール200に対して制御性良く移動させて、レーザチップ群3を一つずつECモジュールに位置合わせするように構成される。ECモジュールが今度は、回折格子210を制御性良くPSモジュールのレーザチップ群に対して回転または回動させるように構成される。コリメートレンズ212をPSモジュール100とECモジュールとの間に配置して、ECモジュールに位置合わせされたレーザチップ3から放出される光Lを平行にし、そしてコリメート光ビームB1を回折格子210に集光させる。コリメートレンズは、ECモジュール200の事前位置合わせ部分とすることができる。コリメートレンズ212は、ARコーティングを施した高速f値:f≦1非球面レンズとすることができ、この非球面レンズは、補正して球面収差を無くすようにし、特に広発散角ビームを校正するように設計される。一例に過ぎないが、コリメートレンズ212は、1インチの直径を有し、かつF値がf/0.6であるGe,ARゲルマニウム反射防止コーティングレンズとすることができ、このレンズは、3~12μmの波長に対応して設計される。コリメートレンズは、直線運動を可能にするこの技術分野で公知の従来の3D並進ステージのような並進ステージまたはレンズアライメントモジュールに取り付けることができる。ステージには、レンズ212を必要に応じて位置決めしてレーザを光学的に位置合わせする遠隔制御圧電モータを設けることが好ましい。全体システムは、当該システムの1つの実施形態では、真空気密ハウジング図示せず内に密封することができるので、コリメートレンズ212を位置合わせする最も簡単な方法では、自動可動ステージ238または他のレンズ位置決め機構を用いる。コリメートレンズがハウジングの内部に位置しない実施形態では、手動調整を含む他のモードの調整を行なうことができる。当該モジュールの1つの実施形態によれば、PSモジュール100は、真空チャック110と、位置決めステージ120と、そして電子プローブ130と、を含むことができる。真空チャック110は、位置決めステージ120の上部に取り付けられて、特徴付けされるレーザバー1を位置決めステージ120に正確にマウントする。図4に示すように、1行に配置される真空孔112が真空チャックの平坦上面113に設けられ、そしてECモジュール200に対向する真空チャックの辺部に平行であり、かつ隣接するレーザバーマウントマウントステーションを構成する。空気をこれらの真空孔を通って排気して、マウントステーションに配置されるレーザバー1の底面例えば、これらの真空孔の上のチャックの上面に作用する吸引力を発生させることにより、レーザバーをチャック上のマウントステーションの所定の位置に固定することができる。高精度に設けられる一対の位置合わせ当接部115,116、及び高精度に設けられる位置決め当接部117は、真空チャックの上面から上方に延出する。位置合わせ当接部115,116は、レーザバー1のARコーティング端面7の両側端部に当接して、レーザバー1を位置決めステージ120及びECモジュールに対して事前に位置合わせする。位置決め当接部117は、レーザバーの一方の端部に当接して、レーザバーをチャック110上で、走査方向に並ぶように事前に位置決めする。これらの位置合わせ当接部は平板として図示されているが、これらの位置合わせ当接部はピンまたは他の構造とすることができることが理解できるであろう。同様に、位置決め当接部117はピンとして図示されているが、平板または他の構造とすることができる。別の構成として、位置合わせ当接部及び位置決め当接部の代わりに、高精度に形成され、かつ配置される位置決めスロットを、チャックの上面に高精度に形成して、レーザバーを位置決めステージに収容し、当該ステージ上で位置合わせし、そして位置決めすることができる。この場合、1行に配置される真空孔112は、位置決めスロットの底部に設けることになる。真空チャック110は、銅のような導電性材料により形成することができ、そして熱電クーラthermoelectriccooler:TECモジュール150により温度制御されて、レーザバー1を冷却し、そしてレーザバーを略一定の温度に保持することができる。別の構成として、冷蔵庫のような冷却ユニットからの冷却流体を、TECの代わりに、チャック内に配設されるクーラント流路内を循環させることができる。位置決めステージ120は、コンピュータまたは制御装置160に接続されて、位置決めステージの運動を正確に制御し、そしてレーザバーの個々のレーザチップ3をECモジュールに自動的に位置合わせして、自動的にテストし、そして特徴付ける。例えば、位置決めステージ120は、高精度6軸並進ステージ、例えばドイツ国フィジークインストルメンテPhysikInstrumentePIGmbH社が販売するPIF-206.SHexAlign商標のような6軸6自由度ステージとすることができる。6軸6自由度位置決めステージは、レーザバー1の正確な並進移動及び回転を可能にして、ECモジュール200に対するレーザバー1の個々のレーザチップ3の再現可能な位置決め、及び位置合わせを行なう。電子プローブ130は、位置決めステージ120または、チャック110に、モータ駆動プローブマニピュレータ132により取り付けられる。プローブマニピュレータ132は、制御装置160により制御されて、電子プローブ130を自動的に移動させて、レーザバー1のレーザチップ3に上部から電気的に接触させ、そしてレーザチップ3との当該接触を解除し、このレーザチップ3がECモジュール200に位置合わせされて、当該レーザチップを作動させる。当該レーザチップは、導電性真空チャック110を介して電気的に接地される。別の構成として、電気的接触部をマウントステーションの真空チャックの上面113に設けることにより、レーザバーのレーザチップ群に接触させ、そしてレーザチップ群を接地することができる。電子プローブ130は、当該ステージに、1つ以上のモータ駆動マイクロステージを介して取り付けることができるので、当該プローブを自動的に移動させてレーザバーの各個々のレーザチップに接触させ、そしてレーザチップとの当該接触を解除することができる。例えば、電子プローブは、2つのモータ駆動マイクロステージに取り付けることができ、一方のマイクロステージは、水平方向xに、レーザバーに沿ってレーザチップごとに移動することができ、そしてもう一つのマイクロステージは、垂直方向zに移動して、選択レーザチップとの当接を行ない、そして当該レーザチップとの当接を解除する。例えば、プローブマニピュレータは、NationalAperture,Inc.ナショナルアパーチャ社が販売する2つのMM-3Mモータ駆動Micro-Mini商標ステージを含むことができる。プローブマニピュレータは、位置決めステージ120に、真空チャック110と同一の場所に配置されるので、電子プローブ130は、位置決めステージ120を移動させてレーザチップ3をECモジュール200に位置合わせするときに、レーザバー1に合わせて真空チャック110上を移動する。当該外部キャビティモジュールの1つの実施形態による外部キャビティECモジュール200を図2,3,及び5に模式的に示す。ECモジュール200は、回折格子210と、そして回転ステージ230に事前に位置合わせされて回折格子ユニットを形成するビームステアリングミラー220と、を含む。回折格子210及びビームステアリングミラー220は、互いに対して直角になるように、垂直配向回転ステージ230に取り付けられる。回転ステージ230は、回折格子210及びビームステアリングミラー220を、マウントステーションの真空チャック110にマウントされるレーザバーのテスト対象のレーザチップに対して回転させる水平回転軸232を有する。回折格子210及びビームステアリングミラー220は、互いに対して直角になるように取り付けられるので、出力ビームB2は、当該ビームの光路に沿ってほぼそのまま通過し、そして特徴付けを行なっている間に回折格子が回転しているときに、出力ビームB2にウォークオフwalk-off:基本波と第二高調波との間の角度ずれが起きることがない。レーザアナライザー140を配置して、出力ビームB2を受光し、そして分析し、そしてビームの空間分布をプロファイリングする。レーザアナライザー140は、レーザチップ群のスペクトルを特徴付けるフーリェ変換赤外線分光器FTIRとするか、または格子分光器、M2ビーム品質測定システム、簡易電力計、偏光計、ユーザニーズに基づく干渉計のような他の任意の光学試験機器とすることができる。アナライザが検出する光信号は、ロックインアンプ170で復調して、雑音除去率を高めることができる。回折格子210は、適切な分解能及び分解効率を有する任意の適切な反射格子とすることができ、この反射格子として、これには限定されないが、所望の波長領域に対応するように断面がのこぎり波状の溝をもつ機械切り反射回折格子を挙げることができる。適切な格子の例が、5.4μmの波長に対応し、かつ1mmあたり300本の溝を切った300/mm、断面がのこぎり波状の溝をもつ機械切り回折格子である。同様に、ステアリングミラー220は、任意の適切な反射面を含むことができ、これらには限定されないが、広範な波長領域内で高い反射率を実現することができる金、銀、またはアルミニウムコーティングミラーを含む。回転ステージは、支持フレーム234に取り付けることができ、そして当該支持フレームは、カラム図5には示さずまたは他の支持構造にZ方向に垂直に調整可能に取り付けることができる。回転ステージ230は、支持フレーム234に傾斜ステージ240を介して取り付けることにより、回転ステージ230の水平方向傾斜度を調整することができるので、真空チャック110に取り付けられるテスト対象のレーザチップに対する回折格子210及びビームステアリングミラー220の傾斜を調整することができる。傾斜ステージの回動軸は、グレーティング回転ステージ230の回転軸と直交させる必要がある。コリメートレンズは、支持フレーム234から延出するアーム236にレンズ位置決め機構238を介して取り付けることができるので、当該コリメートレンズを、真空チャック110に取り付けられるテスト対象のレーザチップ3と回折格子210との間に正確に位置させることができる。ステッパーモータのような適切な駆動装置を用いて、回転ステージ232及び傾斜ステージ240を回転させることにより、以下に更に詳細に説明するように、ECモジュールを位置合わせすることができ、そして支持フレーム234がカラム上を制御装置160による自動制御の下に、または手動制御の下に移動するようにすることができる。外部キャビティレーザには外部キャビティの多くの調整自由度がある。ECモジュール200をレーザバー1のレーザチップ群3に確実に位置合わせし、そしてECモジュールをチップ群3の全波長可変範囲に亘って動作するように確実に良好に結合させるために、ECモジュールの構成要素群は、細心の注意を払って事前に位置合わせされる必要がある。コリメートレンズがECモジュールの一部であるECモジュールの種々の実施形態では、以下のECモジュールの事前位置合わせ要求を満たす必要がある。第1のECモジュールの事前位置合わせ要求。図7に示すように、回折格子210を回転ステージ230に取り付けて、回折格子210のこれらの溝242を、回転ステージ230の回転軸232または、回転軸232に平行になるように位置合わせする必要がある。この要求を満たさない場合、反射回折ビームは、回折格子が回転すると、レーザ光軸に一致しなくなる。第2のECモジュールの事前位置合わせ要求。図2及び6に示すように、回折格子210及びビームステアリングミラー220を回転ステージ230に取り付けて、回折格子210及びビームステアリングミラー220の表面で定義される2つの平面を、互いに直角となるように配向させ、そしてこれらの2つの平面の交差線が、回転ステージ230の回転軸232に一致するようにする必要がある。この要求を満たさない場合、出力ビームB2には、波長の特徴付けプロセス中に回折格子を回転させるとウォークオフが起こる。第3のECモジュールの事前位置合わせ要求。図8に示すように、傾斜ステージ240の向き、及び/又はコリメートレンズ210の位置を調整して、回転軸232をコリメートレンズ210の軸244レンズ軸212に直角に配向させる必要がある。この要求を満たさない場合、特徴付け対象のレーザチップ3に戻る方向に反射される回折ビームには、回折格子が波長の特徴付けプロセス中に回転するとウォークオフが起こってしまい、これにより、ECをレーザチップ3に結合させる効率が低下する。一旦、ECモジュールの事前位置合わせ要求が満たされると、ECモジュールの構成要素群の位置合わせ状態が、永久に固定されるので、ECモジュールは、正しく位置合わせされた状態を保持して、レーザを将来時点で特徴付けることができる。そのように未だ取り付けられていない場合、位置合わせ対象のECモジュールは、この時点で、カラムまたは他の支持構造図示せずに取り付けられて、ECモジュールがPSモジュールに隣接し、かつ対向するようになる。反射回折ビームが、特徴付け対象のレーザチップ3のレーザ導波路/ゲインブロックに戻る方向に進んでレーザ導波路/ゲインブロックに強く結合してレーザ発振を行なえるようにするためには、2つのECモジュール-PCモジュール位置合わせ要求を満たす必要がある。第1のECモジュール-PCモジュールの位置合わせ要求。図9に示すように、位置決めステージ120の位置及び向き、及び/又はカラム上のECモジュール200の垂直方向位置を調整して、レーザバーの第1端部の特徴付け対象の第1レーザチップ3から放出される光ビームの軸248または、簡単に、ビーム軸248が、コリメートレンズのレンズ軸244に位置合わせされ、そして一致する必要がある。第2のECモジュール-PCモジュール位置合わせ要求。図10に示すように、回転ステージを調整して、そして/または回転させて、回折格子210の表面を、光ビームB1に対して、当該ビームがグレーティング角度またはリトロー角Θで回折するように配向させる必要がある。第1及び第2のECモジュール-PCモジュール位置合わせ要求またはステップでは、システムがまず、特定のレーザバー構成になるように初期化される場合に、手動で事前位置合わせを行なう必要がある。レーザバー1のチップ群3を、当該プロセスの1つの実施形態によるプロセスにおいて特徴付けるために、ECモジュールの構成要素群を事前に位置合わせし、そしてECモジュールをPSモジュールに、上に説明したように事前に位置合わせする。当該システムは、この時点で、レーザバーのレーザチップ群を特徴付ける前に自動位置合わせされる状態になる。システムを自動化するために、まず、電子プローブ130を位置合わせ当接部115,116、及び位置決め当接部117にまで移動させ、そしてこれらの当接部から離れるように移動させる。次に、レーザバー1を、真空チャック110の上面113のマウントステーションに、レーザバーのARコーティング面7が位置合わせ当接部115,116に接触し、かつレーザバーの端部が位置決め当接部117に接触するように配置する。レーザバーのサイズ及び種類が制御装置に入力され、この制御装置は事前にプログラムされているので、レーザバーのレーザチップ群を自動的に位置決めし、位置合わせし、そして分析することができる。レーザバー1は、例えば40個のEC-QCLレーザチップC1,C2,C3,...C40から成るバーとすることができる。システム、及び当該システムのプロセスを用いて、他の種類のレーザをテストし、そして特徴付けることができることを理解できるであろう。真空チャックの真空引きが、未だ行なわれていない場合、真空引きをこの時点で行なって、レーザバーを真空チャック上の所定の位置に保持する。グレーティング角度Θの所望の範囲、すなわち最小グレーティング角度及び最大グレーティング角度、及び特徴付け対象のグレーティング角度Θ1,Θ2,...Θnのインクリメント数nを更に制御装置に入力する。テスト対象のグレーティング角度Θの範囲は、レーザチップゲインプロファイルの幅によって決定される。例えば、レーザ波長可変範囲が4.5μm~4.7μmである場合、テスト対象のグレーティング角度の範囲は、Braggブラッグ方程式から約2度~3度として計算することができる。テスト対象のグレーティング角度Θのインクリメント数nは、対応可能な最大合計特徴付け時間に基づいて選択することができる。例えば、当該インクリメント数nは、15または20に設定することができる。制御ソフトウェアは、各レーザチップ3を実際に特徴付ける前に、自動位置合わせ手順を実行して、各レーザチップC1,C2,C3,...Cnに関する最適な外部キャビティ結合位置、及び位置合わせ状態を求めるように設計することができる。ECモジュール及びPCモジュールの事前位置合わせを行なっている間に未だ行なわれていない場合、制御装置は、回転ステージ230を回転させて、回折格子210の方位を調整することにより回折格子210の角度をグレーティング角度Θとし、そして位置決めステージを並進移動及び回転させて、第1レーザチップC1を回折格子210に対向するように配置し、そして回折格子210に位置合わせする。制御装置は更に、電子プローブ130を移動させて、レーザバー1の第1レーザチップ3C1に接触させる。次に、制御装置は第1レーザチップC1をパルスモードで動作させて、第1レーザチップC1を作動状態にする。光信号または出力ビームB2をレーザアナライザー140が検出する。レーザアナライザーを用いて、ビームの空間分布をプロファイリングすることができる。レーザアナライザーは、ロックインアンプ170により復調を行なうことができる。出力ビームB2の屈折力に比例する分光器のロックイン出力は、制御装置160にフィードバックされて、位置決めステージ120を制御装置によって自動的に移動させることにより自動位置合わせが行なわれる。ECモジュールをPSモジュールに最終的に自動位置合わせして、第1レーザチップC1をECモジュールに対して正確に位置決めし、そして配向させる操作は、次のようにして行なうことができる。制御装置は、放出ビームB2のパワーをレーザアナライザー140で監視している状態で、位置決めステージ120を所定の運動範囲内で並進移動させる、例えば通常、約/-25μmだけx及びz方向に、約50μmの合計並進移動範囲で並進移動させる。ユーザは更に、ビームコリメーション精度の自動調整を、位置決めステージ120をy方向に所定の運動範囲内で並進移動させると同時に、x及びz自動位置合わせを各y位置において行なうことにより実行するように選択することができる。この操作では、例えば通常、約/-10μmのy方向の並進移動を行なうことができる。制御装置は、第1レーザチップからの放出ビームB2のパワーが最大になる位置決めステージ120の位置をメモリに、第1レーザチップC1に対応する位置合わせ位置として記録する。一旦、第1レーザチップC1が最適に位置合わせされると、当該システムは、第1レーザチップC1をテストし、そして特徴付ける操作を開始する状態になる。しかしながら、当該システムはまず任意であるが、残りのレーザチップC2,C3,...Cnの各々に対応する事前位置合わせ位置を自動的に求めることができる。残りのレーザチップ群の各々に対応する事前位置合わせ位置を求めるために、制御装置は、電子プローブを非作動状態にし、電子プローブをレーザバーから後退させ、そして位置決めステージを移動させて、レーザチップCnを、当該チップCnがECモジュールに事前位置合わせされるように位置決めする。次に、制御装置は、レーザチップCnをパルスモードで動作させ、そして位置決めステージ120を前に説明した通りに並進移動させて、最後のレーザチップCnをECモジュールに対して正確に位置決めし、そして位置合わせし、そして最後のレーザチップCnに対応して最適に位置合わせされる位置を制御装置のメモリに保存する。一旦、バーの両端の最初及び最後のレーザチップに対応して最適に位置合わせされる位置を求め、そしてメモリに保存すると、バーの他のレーザチップ群の全てに関して事前位置合わせされる位置を、制御装置により計算し、そしてメモリに保存する。レーザバーの方位は、最初及び最後のレーザチップについて求めた最適位置に基づいて調整することができる。この情報により、当該システムは、レーザバーの各個々のレーザチップを特徴付ける操作を開始する状態となる。当該システムの事前位置合わせ、及び位置合わせ、例えばレーザバーの最初及び最後のレーザチップの位置決め、及びPSモジュールの最終位置合わせは全て、自動的に行なうことができる。別の構成として、初期化プロセスを高速に行なうために、事前位置合わせは、位置決めステージにより、最初のレーザチップC1、及び最後のレーザチップCnをECモジュールに手動で事前に位置合わせすることにより手動で行なうことができ、この場合、制御装置は、ECモジュールに対する最初及び最後のレーザチップの最後の正確な事前位置合わせを行ない、そしてこれらのチップの位置をメモリに保存する。これらのレーザチップの各々の位置を求め、そしてメモリに保存すると、当該システムは、この時点で、レーザバーの各個々のレーザチップを特徴付ける操作を開始する状態となる。各レーザチップのテスト及び特徴付けは、次のようにして行なわれる。制御装置は、位置決めステージ120を、第1レーザチップC1について位置合わせされた位置に並進移動させて、第1レーザチップをECモジュールに位置合わせする。次に、制御装置は、電子プローブ130を移動させてレーザバー1の第1レーザチップC1に接触させる。次に、制御装置は、第1レーザチップC1をパルスモードで動作させて、第1レーザチップC1を作動状態にする。制御装置は再度、自動事前位置合わせ手順で説明したのと同じプロセスである自動最終位置合わせチェックを実行することにより、第1レーザチップをECモジュールに正確に位置合わせする。次に、制御装置は、回転ステージ230を回転させて、回折格子210の方位を調整して、回折格子210の角度を最小グレーティング角度Θ、例えば42.45度のグレーティング角度として、4.500μmの波長で、かつ1mmあたり300本の格子溝を切った300/mm状態でレーザ発振させ、そして第1レーザチップC1をパルスモードで動作させる。まず、レーザチップに供給される電流を直線的に増加させて、レーザ発振に必要な閾値電流を求める。出力ビームが、光出力パワー読み取り値ロックインアンプから取得されるを用いて誘導されると、供給電流がメモリに第1レーザチップC1に対応する閾値電流として保存される。出力ビームB2の光信号はレーザアナライザー140において検出され、そして分光器での復調は、ロックインアンプ170によって行なわれる。次に、出力ビームB2の波長を、レーザアナライザーによって求め、そしてメモリに、最小グレーティング角度Θ1における第1レーザチップの波長として記録する。次に、回折格子を第2グレーティング角度Θ2にまで徐々に回転させ、そして第2グレーティング角度Θ2における第1レーザチップC1に対応する出力ビームの閾値電流及び波長を同じようにして求め、そしてメモリに保存する。このプロセスを、Θ1からΘnの各グレーティング角度について繰り返し、この場合、各グレーティング角度Θ1~Θnにおける第1レーザチップの閾値電流及び波長がメモリに保存される。一旦、第1レーザチップが完全に特徴付けられると、電子プローブ130を第1レーザチップC1から引き上げ、そして制御装置は、位置決めステージを移動させて、第2レーザチップC2をECモジュールに事前に位置合わせする。次に、電子プローブを移動させて第2レーザチップC2に接触させ、そして第2レーザチップを、第1レーザチップについて前に説明した同じ方法で、自動位置合わせし、そして特徴付け、そしてこれらのグレーティング角度の各グレーティング角度における第2レーザチップの閾値電流及び波長をメモリに保存する。位置合わせ及び特徴付けプロセスを、各レーザチップC1~Cnに対応して繰り返し、そしてこれらのグレーティング角度の各グレーティング角度における各レーザチップの閾値電流及び波長をメモリに保存する。図11は、個々のレーザチップについて検出される閾値電流ドット群及び右側の縦軸で図示される及び強度縦棒及び左側の縦軸で図示されるを任意の単位で、波長または波数水平軸に対してプロットしたときの例示的なプロットである。図12に示すように、特徴付けされたレーザチップ群に関する閾値電流は、グレーティング角度または波長に対してプロットすることができ、そしてこれらの閾値電流のプロット点を結んで、一連の閾値電流-波長曲線を形成する。図12は、同じ導波路パラメータを持つレーザ群について選択される曲線のみを示している。波長可変範囲の外側に観察される一定の閾値電流は、外部キャビティモードレーザ発振のためのフィードバックが不十分であることを示している。Fabry-Perotファブリ-ペロー:FPモードでレーザ発振することが望ましいが、その理由は、FPモードが、ゲインが最も高いゲイン曲線の中心で生じるので、より良好なフィードバックが行なわれるからである。プログラムでデータの全てを4つの異なるファイルに保存することができる。第1ファイルに、全ての測定パラメータ、及び全てのスペクトルを波長可変範囲内に含むスペクトルデータを各レーザチップに対応して保存する。第2ファイルに、レーザ閾値対グレーティング角度に関するデータを各レーザチップに対応して保存する。第3ファイルに、全てのLI曲線を各レーザチップに対応して保存する。第4ファイルに、これらの位置合わせ位置を各レーザチップに対応して保存する。当該データは、MicrosoftExcelまたは同様のソフトウェアで分析し、そして操作することにより、将来時点で処理することができる。図13は、同じストライプ幅を有するレーザバーの選択レーザチップ群について、単一のレーザバーの内部の7個の4.6μm量子カスケードレーザを特徴付けたときの波長可変スペクトルを示している。レーザバーは、例えばEC-QCLレーザバーとすることができ、このEC-QCLレーザバーは、異なるストライプ幅をテストし、そして評価するために周期的にチップごとに選択ストライプ幅範囲で変化するストライプ幅を有する40個のレーザから成る。各レーザチップの波長可変特性は、グレーティング角度に対する波長可変スペクトル群の変化、または閾値電流の変化の全てを用いて特徴付けることができる。例えば、波長可変スペクトル群の変化、または閾値電流の変化は、本明細書に記載の通りにプロットすることができる。図11に示すように、各縦棒の各レーザ発振スペクトルは、異なるグレーティング角度Θ1~Θnにおけるシングルモードレーザ発振に対応する。レーザ発振波長は、グレーティングミラーが回転するとシフトするまたは、可変される。レーザチップの波長可変特性は、最も広い波長範囲Θであり、この波長範囲Θでは、レーザは、シングルモードで発振することができ、最も広い波長範囲Θは、図11のプロットの水平軸の最長レーザ発振波長及び最短レーザ発振波長の波長または、波数の差から求めることができる。例えば、図11では、特徴付けされるレーザチップ28の波長可変特性は、波数で表わす場合に約120cm-1約2900cm-1~約2780cm-1である。図13のプロットは、レーザ13の波長可変特性がレーザ33の波長可変特性よりも大きいことを示している。レーザが外部キャビティモード普通、シングルモードで発振する場合、レーザ発振閾値は、Fabry-PerotFPモードで発振する閾値よりも小さい。図11に示すように、各黒色ドットは、各波長または、異なるグレーティング角度におけるレーザ発振閾値に対応している。スペクトルが同じx座標波数に図示されていない幾つかの黒色ドットがある。これは、レーザが、この波数/グレーティング角度においては、外部キャビティモードではなく、F-Pモードで発振することを意味し、これが、これらのドットが同じ高さに位置している理由である。レーザの波長可変範囲は、閾値電流がF-Pモードにおける閾値電流よりも小さい状態に対応する範囲に収まっている。従って、閾値電流のTI曲線グレーティング角度または波数/波長に対して描いた曲線を観察することにより;特徴付け対象の各レーザチップの波長可変特性を求めることができる。例えば、図12から、レーザチップ35及び25の波長可変特性は、レーザチップ35及び25よりも狭い窪みを曲線に持つレーザチップ20、10、5の波長可変特性よりも大きいことが分かる。最も小さい波長可変範囲はレーザチップ15に属し、このレーザチップ15は、最も狭い窪みが、矢印15で示す約93cm-1の幅を有するプロットを図12に持つ。これに対して、最も大きい波長可変範囲はレーザチップ35に属し、このレーザチップ35は、矢印35で示す約159cm-1の幅を有する最も広い窪みを持つ。この情報により、良好なEC-QCLレーザチップを、各素子に対するダイシング、サブマウント、ワイヤボンディング、及びテストのようなプロセスを経ることなく事前に選択することができる。波長可変範囲は、各レーザ劈開面のAR被膜の品質によっても決まるので、バー内のAR被膜の均一性を含む特性の均一性も同時に検査することができる。良好なレーザチップ群をEC-QCL外部キャビティ-量子化カスケードレーザに用いるために事前に選択する操作は、本明細書において記載されるシステムによって、各素子に対するダイシング、サブマウント、ワイヤボンディング、及びテストのようなプロセスを経る必要なく行なわれる。波長可変範囲は、各レーザ劈開面のAR被膜の品質によっても決まるので、バー内のAR被膜の均一性を含む特性の均一性も同時に、本明細書において記載されるシステムを用いて検査することができる。本明細書において記載されるシステムでは、外部キャビティが意図的に位置合わせされない場合、レーザチップ群の全てがF-Pモードで発振することになる。従って、当該システムの基本機能を実行し、全てのレーザチップのレーザ発振波長の全てを測定することができる。手順は自動的に行なわれるので、1枚のウェハの全てのレーザバーを走査することができる。従って、レーザ発振波長をウェハ内にマッピングすることができる。これにより、有用な情報をアクティブゲイン領域の設計者、製作者にフィードバックすることができる、またはウェハ製造プロセスを向上させることができる。本開示は、自動外部キャビティECレーザチップテスティング及び特徴付けシステム及びプロセスを提供し、このシステム及びプロセスは、レーザバーの多数のレーザチップを外部キャビティに自動的に結合させる操作を実行することができるだけでなく、異なるクレーティング角度におけるEC-QCLチップの閾値電流、発光スペクトル、及び電気パラメータの完全な特徴付けを自動的に実行することができる。本明細書において記載されるシステムは、最良のゲインチップをEC構成において選択することができ、レーザバーをダイシングしてチップ群とし、そしてEC-QCL外部キャビティ量子カスケードレーザ動作を行なうために専用にマウントする必要を生じることがない、直接的かつ効率的な方法を提供する。その結果、本明細書において記載されるシステムによって、良好なQCチップをEC-QCLシステムについて選択するために必要な作業コストを大幅に低減することができるが、その理由は:1テストはレーザバーに対して行なわれるので、ダイシング、サブマウント、及びワイヤボンディングのような多大な工数を要するプロセスが、テストを行なう前に回避され;そして2当該システムが完全に自動化されているので、一旦、当該システムが、同様のレーザバーの全てのチップをテストするように設定されると、余分の作業が全く必要にならないからである。当該システムの種々の実施形態は、以下の例を挙げることにより理解される。例:本明細書において記載されるシステムを用いて、コーニング社が開発し、そして製造する幾つかの異なるQCLゲインチップをテストした。1本のバーの40個のレーザを完全に特徴付けるために必要な合計時間は約8時間であり、そしてこの合計時間には、EC位置合わせだけでなく、スペクトル及び電気測定に要した時間が含まれていた。この合計時間は、主としてレーザアナライザー分光器及びLI曲線の記録に要する時間により決まった。当該システムは、3.5μmの中心波長を持つ短波長QCLゲイン構造を特徴付けるために使用された。当該システムを用いて、コーニング社が製造した4個の異なるQCLバーをテストした。当該システムによって収集される一連のLI曲線に基づいて、図12に示すように、検出閾値電流を、ECに結合される全てのレーザ発振チップに関してテストされるグレーティング角度に対してプロットした。図12は、同じ導波路パラメータを有するレーザチップ5,10,15,20,25,35に対応して選択される曲線のみを示しており、これにより、ウェハ全体に亘るプロセスの均一性、及び劈開面のコーティングの品質を評価することができた。波長可変範囲の両側で観測される一定の閾値電流は、ECモードレーザ発振のためのフィードバックが不十分であることを示しているので、レーザ発振は、ゲイン曲線の中心でFabry-Perotファブリ-ペローモードとして生じるようになる。両端の平坦部分よりも小さい閾値電流の全範囲は、各チップに対応するEC波長可変範囲を示している。図11は、選択チップに関するスペクトル及び電気的な特徴付けデータを示している。閾値曲線を各グレーティング位置で収集されるスペクトルデータと比較すると、低下する閾値領域とECモード波長可変範囲との関係を確認することができる。本明細書において記載されるECレーザテスティング及び特徴付けシステムは、レーザバーの各EC-QCLまたは他の種類のECレーザチップを外部キャビティに自動的に結合させることができ、そして各個々のレーザチップの異なるグレーティング角度における閾値電流、波長可変スペクトル、及びLI曲線を、人間オペレータによる手動の調整を全く必要とすることなく自動的に測定することができる。1本のバー40個のレーザに要する合計の自動テスティング時間は、スペクトル及びLI曲線を測定する場合に約8時間とすることができ、そしてスペクトルしか測定しない場合に約4時間とすることができる。処理時間は、BristolInstrumentブリストルインスツルメンツ社の波長計のような、本明細書において記載してきた計測器よりも高速の計測器を用いる場合に短くすることができると予測される。この技術分野の当業者であれば、種々の変形及び変更は、本発明の思想または範囲から逸脱しない限り加えることができることを理解できるであろう。例えば、真空チャックは、位置決めステージに取り付けられて、ECモジュールに対して多軸に沿った並進移動を可能にするものとして本明細書において記載され、そして図示されている。本明細書におけるこれらの実施形態の全てにおいて、ECモジュールを位置決めステージに取り付けて、チャックに対して多軸に沿った並進移動を可能にするようにしてもよく、そしてチャックを静止させてもよいことが理解されるであろう。"