7517738 狭線幅レーザー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】狭線幅レーザー

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/14 20060101AFI20240709BHJP

   H01S 5/12 20210101ALI20240709BHJP

   H01S 5/125 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

H01S5/14

H01S5/12

H01S5/125

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022570280

(86)(22)【出願日】2021-11-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-16

(86)【国際出願番号】 CN2021131821

(87)【国際公開番号】W WO2022105883

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2022-11-17

(31)【優先権主張番号】202011316288.5

(32)【優先日】2020-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】516082763

【氏名又は名称】中国科学院蘇州納米技術与納米▲ファン▼生研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100148633

【弁理士】

【氏名又は名称】桜田 圭

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(72)【発明者】

【氏名】張 瑞英

【審査官】村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５３３９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００６２４８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３２６８５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１６５８２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１１４５７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１１４１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７５００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１１９２８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第４７２０１６０（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１５８９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パッシブリング共振器、ＦＰ共振器および第１のゲイン領域を含み、前記パッシブリング共振器と前記ＦＰ共振器とが連携してＭ－Ｚ複合外部空洞構造を形成し、前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造は少なくとも波長選択およびレーザー線幅の狭小化に使用され、前記第１のゲイン領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の外側に配置され、少なくともレーザー全体にゲインを提供するために使用される、ことを特徴とする狭線幅レーザー。

【請求項2】

前記パッシブリング共振器と前記ＦＰ共振器とが並列に結合して前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造を形成し、および／または、前記パッシブリング共振器と前記ＦＰ共振器とのいずれか１つの導波路の屈折率が調整可能であり、波長チューニング機能を実現する、ことを特徴とする請求項１に記載の狭線幅レーザー。

【請求項3】

第２のゲイン領域をさらに含み、前記第２のゲイン領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の外側に配置され、少なくともレーザー光の増幅、出力パワーの増加、光フィードバックおよびレーザー線幅のさらなる狭小化ならびにノイズ抑制に使用される、ことを特徴とする請求項１に記載の狭線幅レーザー。

【請求項4】

前記レーザーはモノリシック集積構造であり、前記第１のゲイン領域に対応して格子構造が設けられ、前記第１のゲイン領域とともに分布フィードバック(ＤＦＢ)レーザーまたは分布ブラッグ(ＤＢＲ)レーザーを構成し、前記第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含み、または、前記レーザーの構造はヘテロ集積構造、バット集積構造またはマイクロアセンブリ集積構造を含み、第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含む、ことを特徴とする請求項３に記載の狭線幅レーザー。

【請求項5】

前記レーザーはモノリシック集積構造であり、そのモノリシック集積は量子井戸混在、バットジョイント成長、選択領域エピタキシー、垂直結合のいずれか１つの技術によって実現される、ことを特徴とする請求項４に記載の狭線幅レーザー。

【請求項6】

追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域をさらに含み、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に埋め込まれ、その中で、前記追加のＰＮ接合領域はゲイン領域であり、少なくとも前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の損失補償に使用されることで、外部空洞光路を延長し、光ネガティブフィードバックを強化し、およびレーザー線幅を狭小化し、または、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域はレーザー光に対して透明であり、および前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域に電気注入または逆バイアスをかけるとき、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域の屈折率を迅速に変更でき、レーザー波長を高速かつ低損失でチューニングすることを実現する、ことを特徴とする請求項３に記載の狭線幅レーザー。

【請求項7】

前記レーザーはモノリシック集積構造であり、その中で、前記第１のゲイン領域に対応して格子構造がさらに設けられ、前記第１のゲイン領域とともに分布フィードバック(ＤＦＢ)レーザーまたは分布ブラッグ(ＤＢＲ)レーザーを構成し、前記第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含み、前記追加のＰＮ接合領域は半導体光増幅器またはレーザー光に対して透明な導波路を含み、前記追加のＭＯＳ接合領域はレーザー光に対して透明な導波路である、
または、前記レーザーの構造はヘテロ集積構造、バット集積構造またはマイクロアセンブリ集積構造を含み、その中で前記第１のゲイン領域は半導体光増幅器またはＤＦＢレーザーまたはＤＢＲレーザーを含み、前記第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含み、前記追加のＰＮ接合領域は半導体光増幅器またはレーザー光に対して透明な導波路を含み、前記追加のＭＯＳ接合領域はレーザー光に対して透明な導波路である、ことを特徴とする請求項６に記載の狭線幅レーザー。

【請求項8】

前記レーザーは、半導体ゲインチップおよび前記ＦＰ共振器と前記パッシブリング共振器と並列に結合して形成されたＭ－Ｚ複合外部空洞構造で構成される、ことを特徴とする請求項４に記載の狭線幅レーザー。

【請求項9】

前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造は低損失導波路構造であり、前記低損失導波路構造は、ゲイン材料に対して透明な同一体系の材料で構成された導波路、またはゲイン領域と異なる材料体系で構成された導波路、または同一体系の材料と異なる材料体系の両者を混合して構成された導波路であり、好ましくはＩｎＰ、ＧａＡｓ基のＩｎ(Ｇａ)Ａｓ(Ｐ)導波路、ＩｎＧａ(Ａｌ)Ａｓ(Ｐ)導波路、ＳＯＩ基のＳｉ導波路、ＳｉＮ導波路、ニオブ酸リチウム導波路、ＳｉＮＯ導波路、ＳｉＯ_２導波路、Ｉｎ(Ｇａ)Ａｓ(Ｐ)／ＳｉまたはＳｉ／ＳｉＯ_２／ＩｎＧａＡｓＰ混合導波路である、ことを特徴とする請求項８に記載の狭線幅レーザー。

【請求項10】

いずれか１つのゲイン領域は任意波長のレーザー光のゲイン領域であり、および／または、いずれか１つのゲイン領域は半導体ゲイン領域、光ファイバーゲイン領域または固体またはガスゲイン領域を含み、および／または、前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造で採用されるパッシブ導波路材料はゲイン領域に対して低損失の任意材料であり、前記ゲイン領域に対して低損失の任意材料は透明な半導体材料、誘電体材料、または半導体材料と誘電体材料の複合材料を含み、および／または、前記レーザーの光取り出し端に反射防止機構が設けられ、非光取り出し端に高反射機構が設けられる、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の狭線幅レーザー。

【請求項11】

いずれか１つのゲイン領域は任意波長のレーザー光のゲイン領域であり、および／または、いずれか１つのゲイン領域は半導体ゲイン領域、光ファイバーゲイン領域または固体またはガスゲイン領域を含み、および／または、前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造で採用されるパッシブ導波路材料はゲイン領域に対して低損失の任意材料であり、前記ゲイン領域に対して低損失の任意材料は透明な半導体材料、誘電体材料、または半導体材料と誘電体材料の複合材料を含み、および／または、前記レーザーの光取り出し端に反射防止機構が設けられ、非光取り出し端に高反射機構が設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の狭線幅レーザー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本出願は、２０２０年１１月２０日に中国特許庁に出願された出願番号２０２０１１３１６２８８．５、発明名称「狭線幅レーザー」の中国特許出願の優先権を主張する。

【0002】

（技術分野）
本出願は、レーザーに関し、特にチューニング可能な狭線幅レーザーに関する。

【背景技術】

【0003】

狭線幅レーザーは、情報通信（センシング）用の高品質光源としての優れたコヒーレンスにより、大きな応用価値がある。狭線幅レーザーは、高精度スペクトル測定や量子（原子）周波数標準などの最先端の科学研究だけでなく、コヒーレント光通信や分散型光ファイバーセンシングのコアコンポーネントにも使用でき、大容量レーザー通信、光ファイバー、高感度コヒーレント検出の分野で幅広く利用できる。光源としての広域スペクトルチューニング可能な狭線幅レーザーは、上記のアプリケーション分野でのコアコンピタンスをさらに高めることができる。

【0004】

その広く魅力的なアプリケーションの見通しを考慮して、多くの研究者や投資機関が狭線幅レーザーの研究に投資してきた。例えば、（１）半導体ゲイン領域＋バルク波長選択および線幅狭小化構造（ＣＮ８６２０２８２９Ｕ、ＣＮ２００３２０１３０９６８．３、ＣＮ２００８１００８２０２８．９、ＣＮ２００９１０２３５５８５．４、ＣＮ２０１２１０２５８８４６．６、ＣＮ２０１３１０３９５２６４．７、ＣＮ２０１３１０５３５５０１．５、ＣＮ２０１３１０７２８３８７．８、ＣＮ２０１４１０４８２２６６．４、ＵＳ４０８７３９、ＣＮ２０１４１０６０２３０３．０、ＵＳ５４９３４７）；（２）半導体ゲイン領域＋光ファイバー構造（ＣＮ２００５１００７９９０２、ＣＮ２００９１００５０７１５．７、ＣＮ２０１４１０３８６６１７．１、ＣＮ２０１２２０６４２４６７．２、ＵＳ３６８，６５４）；（３）半導体レーザーで励起された全光ファイバーレーザー構造（ＣＮ２０１１２０３７４７７６．１，ＣＮ２０１２１０５３５９８７．８，ＣＮ２０１４１０２７１３１６．４、ＣＮ２０１３２０７８４０２３．７、ＣＮ２０１４２０６８４７１７．８）；（４）導波路外部キャビティ半導体レーザー構造（ＵＳ１２００６８３２５、ＵＳ２７６７６３、ＵＳ０９/７４１／７９０、ＵＳ１３／２４９，７５３など)がある。

【0005】

上記の他のハイブリッド狭線幅レーザーと比較して、純粋な半導体レーザーは、そのコンパクトな構造、小型、軽量、低エネルギー消費、高信頼性、および長寿命のために、さまざまなアプリケーション分野で支持されている。しかしながら、従来のＤＦＢおよびＤＢＲレーザーのキャビティ長は限られているため、複雑な格子構造を使用して波長を選択しているにもかかわらず、非常に狭い線幅の調整を行うことは困難であり、上記の分野での用途が直接制限される。

【0006】

２００１年に、一部の研究者は、狭い線幅を実現するために弱く結合されたリング外部キャビティ半導体レーザーを提案し、しかし、リングの損失が大きいため、シングルリング外部キャビティレーザーは実現されていない（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９(２２)３５６１，(２００１)、ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，３９(７)，８５９，(２００３))。それ以来、多くの研究機関がこのアイデアを採用して、導波路外部キャビティを備えた狭線幅の半導体レーザーを実現する（ＯＳＡ／ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ２０１０／ＯＴｈＱ５，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．７９４３，７９４３１Ｇ，(２０１１)，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ， ５， ０８２７０１，(２０１２)，Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ．３(６)１２４１，(２０１５)，Ｊａｐ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５３，０４ＥＧ０４，(２０１４)、ＩＥＥＥ Ｊ．Ｓｅｌ．Ｔｏｐ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、２１（６）、１５０１９０９、（２０１５）、Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔ．，４０(７)１５０４， (２０１５))、ＩＥＥＥ．Ｐ．Ｊ．，Ｖｏｌ．８，(６)，１５０５１１１，(２０１６)、ＩＥＥＥ ＣＬＥＯ ＪＴｈ５Ｃ．９，(２０１７)、Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔ．、Ｖｏｌ．４２，(２１)，４５４１，(２０１７)、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐ．１１，１１２７０３(２０１８)、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐ．，Ｖｏｌ．２６， (７)，７９２０， (２０１８)、ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗ．Ｔｅｃｈ，Ｖｏｌ．３６，(１６)，３２６９(２０１８)。上記のレーザーはチップレベルの狭線幅性能を実現するが、ここでのすべての構造は、線幅狭小化ユニットおよび波長調整ユニットとして誘電体フォトニック集積回路を使用し、ゲイン領域としてＩＩＩ－Ｖ ＳＯＡを使用し、２つを混合および統合して狭い線幅の調整可能な半導体レーザーを構成するだけでなく、これらの誘電体導波路フォトニック集積回路は非常に複雑であり、レーザーの波長選択、圧縮、および調整ユニットはすべて誘電体フォトニック集積回路に基づいて実現され、広いスペクトルのチューニング、狭い線幅、高いサイドモード抑制比の出力を実現するために、通常、電熱効果により複数の共振器の屈折率を調整して最適な効果を得る必要があり、電熱管理が複雑になり、チューニング速度が遅くなる。

【0007】

本出願者は、以前にモノリシック統合狭線幅レーザー（ＰＣＴ／ＣＮ２０１７／１１０７９２）を提案したが、出力パワーが低く、サイドモード抑制比が低いなどの欠陥があり、対応する情報システムへの適用を直接妨げている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本出願の目的は、従来技術の欠点を克服するための狭線幅レーザーを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するために、本出願は以下の技術的解決策を提供する。

【0010】

本出願のいくつかの実施例は、パッシブリング共振器、ＦＰ共振器および第１のゲイン領域を含み、前記パッシブリング共振器とＦＰ共振器と連携してＭ－Ｚ（マッハ・ツェンダー干渉構造）複合外部空洞構造を形成し、前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造は少なくとも波長選択およびレーザー線幅の狭小化に使用され、前記第１のゲイン領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の外側に配置され、少なくともレーザー全体にゲインを提供するために使用される、狭線幅レーザーを提供する。

【0011】

いくつかの実施形態では、前記パッシブリング共振器とＦＰ共振器と並列に結合して前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造を形成する。

【0012】

いくつかの実施形態では、前記パッシブリング共振器とＦＰ共振器のいずれか１つの導波路の屈折率が調整可能であり、波長チューニング機能を実現する。

【0013】

いくつかの実施形態では、前記狭線幅レーザーは、第２のゲイン領域をさらに含み、前記第２のゲイン領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の外側に配置され、少なくともレーザー光の増幅、出力パワーの増加、光フィードバックおよびレーザー線幅のさらなる狭小化ならびにノイズ抑制に使用される。

【0014】

いくつかの実施形態では、前記狭線幅レーザーは追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域をさらに含み、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域が前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に埋め込まれる。

【0015】

さらに、前記追加のＰＮ接合領域はゲイン領域であり（このとき第３のゲイン領域として定義）、少なくとも前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の損失補償に使用され、外部空洞光路の延長およびレーザー線幅の狭小化に使用される。

【0016】

または、さらに、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域はレーザー光に対して透明であり、および、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域に電気注入または逆バイアスをかけるとき、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域の屈折率を迅速に変更でき、レーザー波長を迅速かつ低損失でチューニング可能である。その中で、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域に電気注入または逆バイアスをかけることにより、その屈折率を迅速に変更することができるため、Ｍ－Ｚ干渉計の干渉条件を変更して、レーザーの広いスペクトルかつ迅速なチューニング機能を実現することができる。

【0017】

いくつかの実施形態では、前記レーザーはモノリシック集積構造である。

【0018】

いくつかの実施形態では、前記レーザーの構造は、ヘテロ集積構造、バット集積構造またはマイクロアセンブリ集積構造を含む。

【0019】

いくつかの実施形態では、前記第１のゲイン領域に対応して格子構造がさらに設けられ、前記第１のゲイン領域とともに分布フィードバック(ＤＦＢ)レーザーまたは分布ブラッグ(ＤＢＲ)レーザーを構成する。

【0020】

いくつかの実施形態では、前記第１のゲイン領域は、半導体光増幅器、ＤＦＢレーザーまたはＤＢＲレーザーを含む。

【0021】

いくつかの実施形態では、前記第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含む。

【0022】

いくつかの実施形態では、前記追加のＰＮ接合領域は半導体光増幅器を含むか、またはレーザー光に対して透明な導波路を含む。

【0023】

いくつかの実施形態では、前記追加のＭＯＳ接合領域は、レーザー光に対して透明な導波路を含む。

【0024】

いくつかの実施形態では、前記レーザーの光取り出し端に反射防止機構（例如反射防止膜）が設けられ、非光取り出し端に高反射機構（例如高反射膜）が設けられる。

【0025】

いくつかの実施形態では、前記レーザーの構造は、ヘテロ集積、バット集積構造またはマイクロアセンブリ集積構造を含む。

【0026】

いくつかの実施形態では、前記レーザーは、半導体ゲインチップおよびＦＰ共振器とパッシブリング共振器を並列に結合して形成されたＭ－Ｚ複合外部空洞構造で構成される。

【0027】

さらに、前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造は低損失導波路構造であり、前記低損失導波路構造は、ゲイン材料に対して透明な同一体系の材料で構成された導波路、またはゲイン領域と異なる材料体系で構成された導波路、または同一体系の材料と異なる材料体系の両者を混合して構成された導波路であり、好ましくはＩｎＰ、ＧａＡｓ基のＩｎ(Ｇａ)Ａｓ(Ｐ)導波路、ＩｎＧａ(Ａｌ)Ａｓ(Ｐ)導波路、ＳＯＩ基のＳｉ導波路、ＳｉＮ導波路、ニオブ酸リチウム導波路、ＳｉＮＯ導波路、ＳｉＯ_２導波路、Ｉｎ(Ｇａ)Ａｓ(Ｐ)／ＳｉまたはＳｉ／ＳｉＯ_２／ＩｎＧａＡｓＰ混合導波路であるが、これらに限定されない。

【0028】

さらに、前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造は、ゲイン領域に対して透明な材料で構成される。

【0029】

さらに、その中でいずれか１つのゲイン領域は任意波長のレーザー光のゲイン領域である。

【0030】

さらに、その中でのいずれか１つのゲイン領域は半導体ゲイン領域、光ファイバーゲイン領域または固体またはガスゲイン領域を含む。

【0031】

さらに、その中で採用されるパッシブ導波路材料は、ゲイン領域に対して低損失の任意材料であり、前記ゲイン領域に対して低損失の任意材料は、透明な半導体材料、誘電体材料、または半導体材料と誘電体材料の複合材料を含む。

【0032】

本出願のいくつかの実施例は、前記狭線幅レーザーの製造方法を提供し、この方法は、
前記レーザーを形成するためのメイン半導体構造を提供することと、
前記メイン半導体構造にアクティブゲイン領域とパッシブ導波路領域を定義することと、
前記メイン半導体構造にパッシブリング共振器とＦＰ共振器を並列に結合して構成されたＭ－Ｚ複合外部空洞構造およびアクティブゲイン領域を加工し、アクティブ導波路およびパッシブ導波路を形成し、前記アクティブゲイン領域は第１のゲイン領域を含むことと、
前記アクティブ導波路をパッシベーション処理することと、
前記メイン半導体構造に適合したＰ面電極とＮ面電極を作製することと、を含む。

【0033】

いくつかの実施形態では、前記アクティブゲイン領域は第１のゲイン領域、第２のゲイン領域および／または第３のゲイン領域である。

【0034】

いくつかの実施形態では、前記の製造方法は、基板にアクティブゲイン領域と複合外部空洞領域を定義し、選択的エピタキシーまたは量子井戸混在技術またはバットジョイント成長技術によってアクティブゲイン領域材料構造と透明複合外部空洞材料構造をさらに取得し、次にフォトリソグラフィによってアクティブ導波路と複合外部空洞導波路を定義することをさらに含む。

【0035】

いくつかの実施形態では、前記の製造方法は、前記アクティブ導波路に誘電体膜を堆積して、前記アクティブ導波路のパッシベーション処理を実現することをさらに含む。

【0036】

いくつかの実施形態では、前記の製造方法は、第１のゲイン領域に近い側の導波路に格子を形成して、ＤＦＢレーザーまたはＤＢＲレーザーを形成することをさらに含む。

【0037】

いくつかの実施形態では、前記の製造方法は、第３のゲイン領域をさらに改善して、第１のゲイン領域にレーザー光を発射する透明なＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域を形成することをさらに含む。

【0038】

いくつかの実施形態では、前記の製造方法は、前記レーザーの光取り出し端、非光取り出し端にそれぞれ反射防止膜、高反射膜を設けることをさらに含む。

【発明の効果】

【0039】

従来技術と比較すると、本出願の実施例によって提出される狭線幅レーザーは、構造が簡単であり、広いスペクトルでチューニング可能であり、サイドモード抑制比が高く、線幅が狭く、出力パワーが高く、チューニング方法が簡単であり、チューニング速度が速く、チューニングの消費電力が低い。

【図面の簡単な説明】

【0040】

本出願の実施例または従来技術における技術的解決策をより明確に説明するために、以下、実施例または従来技術の説明で使用される図面を簡単に説明するが、以下説明される図面は本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者は、創造的な労働をすることなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができることは明らかである。

【0041】

【図1】本出願の第１の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図2】本出願の第２の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図3】本出願の第３の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図4】本出願の第４の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図5】本出願の第５の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図6】本出願の第６の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図7】本出願の第７の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図8a】本出願の第８の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図8b】本出願の第８の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図8c】本出願の第８の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図8d】本出願の第８の実施例における狭線幅レーザーの構造概略図である。

【図9a】本出願の一実施例におけるモノリシック集積の狭線幅レーザーの材料の構造概略図である。

【図9b】本出願の一実施例におけるモノリシック集積の狭線幅レーザーの材料の構造概略図である。

【図10a】本出願の実施例におけるモノリシック集積の狭線幅レーザーの製造フローの概略図である。

【図10b】本出願の具体的な実施例におけるモノリシック集積の狭線幅レーザーの製造フローの概略図である。

【図10c】本出願の実施例におけるプロセスによって定義されたアクティブパッシブ構造の概略図である。

【図10d】本出願の他の実施例におけるプロセスによって定義されたアクティブパッシブ構造の概略図である。

【図11】本出願の実施例におけるモノリシック集積の狭線幅レーザーのスペクトログラムである。

【図12】本出願の実施例におけるモノリシック集積の狭線幅レーザーの周波数ノイズのスペクトルチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、本出願の実施例の図面を参照して、本出願の実施例における技術的解決策を詳細に説明するが、説明される実施例は本出願の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではないことは明らかである。本出願の実施例に基づいて、当業者は創造的な労働をすることなく得られた他の実施例は、すべて本出願の保護範囲に含まれる。

【0043】

図１に示すように、本出願の第１の実施例では、狭線幅レーザーは第１のゲイン領域ＳＯＡ１、パッシブリング共振器およびＦＰ共振器を含み、
この第１のゲイン領域はレーザー全体にゲインを提供することに使用され、このパッシブリング共振器とＦＰ共振器はＭ－Ｚ複合外部空洞構造を形成する。さらに、このＭ－Ｚ複合外部空洞構造はレーザーの線幅を狭小化し、波長をチューニングし、かつ周波数選択ユニットとして使用できる。

【0044】

ＤＦＢまたはＤＢＲレーザーに対して、この狭線幅レーザーは外部空洞半導体レーザーに属し、他の外部空洞構造と比較すると、その原理は、パッシブリング共振器とＦＰ共振器が異なる自由スペクトル範囲の共振ピーク位置を提供することにより、両者のバーニア効果を使用して、波長選択を実現でき、さらにその中のいずれか１つの共振器導波路の屈折率を変更することで、波長チューニング機能を実現し、両者を並列に結合して形成されたＭ－Ｚ干渉計構造により波長選択をさらに実現し、これらの効果を組み合わせて、波長選択反射ミラーを形成して、そのサイドモード抑制比を高め、安定したレーザー出力を取得し、リング共振器は光路を遠心し、線幅を効果的に狭小化することができ、さらに、この複合導波路外部空洞は光ネガティブフィードバック効果を使用して線幅を狭小化することもできる。

【0045】

本出願では、前記バーニア効果とは、２つの光学長の異なる共振器を直列または並列して、複合空洞全体の共振スペクトルが共振ピーク強度変調を実現し、その中のいずれか１つの共振器の屈折率を変更することで、広いスペクトルでチューニングする方法を実現することを意味する。

【0046】

さらに、図２に示すように、デバイス性能をさらに高めるために、本出願の第２の実施例では、Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の外側に第２のゲイン領域ＳＯＡ２をさらに集積でき、一方、出力パワーを高め、線幅を狭小化し、ノイズを低減し、他方、レーザーゲイン領域フィードバック強度を調整して、強いフィードバック下でのレーザーの狭線幅の安定した出力を実現することができる。

【0047】

さらに、図３に示すように、本出願の第３の実施例では、パッシブリング共振器内に追加のＰＮ接合領域を埋め込み、この追加のＰＮ接合領域もゲイン領域であり、第３のゲイン領域ＳＯＡ３として定義し、外部空洞損失を補償し、外部空洞の光路を延長し、光ネガティブフィードバックを強化して、レーザー線幅をより効果的に狭小化する。より具体的には、パッシブリング共振器腔内に第３のゲイン領域が埋め込まれ、リング内損失を補償する一方、電気注入により屈折率を変化させて、レーザー波長位相をマッチングし、高いサイドモード抑制比および狭線幅を得、かつ屈折率変化によるバーニア効果により、レーザー波長を大範囲で迅速に調整可能になる。

【0048】

さらに、図４に示すように、本出願の第４の実施例では、Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に第３のゲイン領域ＳＯＡ３を埋め込み、外部空洞損失を補償し、外部空洞光路を延長し、光ネガティブフィードバックを強化し、レーザー線幅を狭小化する一方、この第３のゲイン領域はこのＭ－Ｚ複合外部空洞構造のコヒーレントアームにあるため、第３のゲイン領域の電気注入または逆バイアスを変更させることで、その屈折率を変更でき、バーニア効果とＭ－Ｚの干渉作用に基づいて、レーザー波長を迅速かつ低損失でチューニングすることができる。

【0049】

さらに、図５に示すように、本出願の第５の実施例では、ＦＰ共振器の両側にそれぞれ第１のゲイン領域ＳＯＡ１、第２のゲイン領域ＳＯＡ２を集積し、パッシブリング共振器内に第３のゲイン領域ＳＯＡ３を埋め込むことで、レーザーは前記第１～第３の実施例の利点を有する。

【0050】

さらに、図６に示すように、本出願の第６の実施例では、ＦＰ共振器の両側にそれぞれ第１のゲイン領域ＳＯＡ１、第２のゲイン領域ＳＯＡ２を集積し、Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に第３のゲイン領域ＳＯＡ３を埋め込むことで、レーザーは前記第１～第３の実施例の利点を有する。

【0051】

さらに、図７に示すように、本出願の第７の実施例では、ＦＰ共振器の両側にそれぞれ第１のゲイン領域ＳＯＡ１、第２のゲイン領域ＳＯＡ２を集積し、Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に別の追加のＰＮ接合領域ＳＯＡ３’またはＭＯＳ接合領域を埋め込み、この追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域ＳＯＡ３’は前記第３のゲイン領域ＳＯＡ３を修飾処理または改質して形成されてもよく、第３のゲイン領域の一部を除去して誘電体膜および半導体を堆積することで構成されてもよく、この追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域ＳＯＡ３’はレーザー全体のレーザー波長に対して透明であり、この追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域ＳＯＡ３’に電気注入または逆バイアスをかけることで、レーザーは迅速かつ低損失で広いスペクトルで狭線幅レーザー光出力をチューニングし、そのチューニング品質を改善する。

【0052】

そして、前記第５、第６の実施例および第７の実施例のデバイスの場合、電流管理下で、狭線幅および広いスペクトルのチューニングが可能な高い出力のレーザーを得ることができる。

【0053】

さらに、図８ａおよび図８ｂに示すように、本出願の第８の実施例では、ＦＰ共振器の両側にそれぞれＤＦＢまたはＤＢＲレーザー、第２のゲイン領域ＳＯＡ２を集積し、Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に別の追加のＳＯＡ３（図８ａ）またはＳＯＡ３’(図８ｂ）を埋め込み、このＳＯＡ３’はＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域であり、この追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域ＳＯＡ３’は前記第３のゲイン領域ＳＯＡ３を修飾処理または改質して形成されてもよく、第３のゲイン領域の一部を除去して誘電体膜および半導体を堆積して形成されてもよく、この追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域ＳＯＡ３’はレーザー全体のレーザー波長に対して透明であり、この追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域ＳＯＡ３’に電気注入または逆バイアスをかけることで、レーザーは、迅速かつ低損失で狭線幅かつ周波数変調のレーザー光を出力することができる。

【0054】

さらに、図８ｃおよび図８ｄに示すように、本出願の第８の実施例では、ＦＰ共振器同一側にそれぞれＤＦＢまたはＤＢＲレーザーおよび第２のゲイン領域ＳＯＡ２を集積し、Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に別の追加のＳＯＡ３（図８ｃ）またはＳＯＡ３’(図８ｄ）を埋め込み、高い出力で狭線幅かつ周波数変調のレーザー光を出力することができる。

【0055】

前記第１の実施例～第８の実施例のデバイスは、いずれも半導体光電子デバイス基板およびそのアクティブパッシブモノリシック集積または混合集積技術によって実現され得る。例えば、いくつかの実施形態では、図１０ａに示すように、モノリシック集積技術により前記いずれか１つの狭線幅レーザーを製造する方法は、具体的に以下のステップを含む。

【0056】

Ａ．図９ａまたは図９ｂに示されるように、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮなどの基板に半導体レーザーの材料構造（例えばエピタキシー構造）を成長する。

【0057】

Ｂ．上記Ａステップで得られた材料構造の表面にモノリシック集積技術によりレーザーに必要なアクティブ領域とパッシブ領域を定義し、その中で、前記のモノリシック集積技術は量子井戸混在技術、バットジョイント成長技術、選択領域エピタキシー技術および垂直結合技術などを含むが、これらに限定されない。

【0058】

Ｃ．さらにレーザーパターンに従って図１～図６のようにレーザーのアクティブ導波路とパッシブ導波路マスクパターンを定義する。

【0059】

Ｄ．上記マスクに基づいて、さらにウェットエッチングまたはドライエッチングにより半導体導波路パターンを定義し、半導体アクティブ導波路とパッシブ導波路を形成し、図１０ｃおよび１０ｄに示すように、各ゲイン導波路を定義し、リング共振器とＦＰ共振器を並列に結合してＭ－Ｚ複合外部空洞導波路構造を形成する。

【0060】

Ｅ．すべての導波路が定義された後、前記エッチングマスクを完全に除去し、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２などの誘電体膜を堆積し、アクティブ導波路ＳＯＡ１、ＳＯＡ２、ＳＯＡ３をパッシベーションする。

【0061】

Ｆ．以上のステップで形成されたデバイス構造ベースに、さらにゲイン領域部分または導波路の入力出力部分に格子を形成して、ＤＦＢまたはＤＢＲレーザーを形成する。

【0062】

Ｇ～Ｈ．通常の半導体光電子デバイス製造プロセスに従って、すべてのゲイン領域に対して順次誘電体膜窓開設、誘電体膜エッチング、電極窓開設、Ｐ面電極形成、薄膜化、研磨、Ｎ面電極形成、合金、劈開などの工程を経って、対応のアクティブ領域部分プロセスを完成する。

【0063】

例えば、いくつかのより具体的な実施形態では、図１０ｂに示すように、モノリシック集積技術により前記いずれか１つの狭線幅レーザーを製造する方法は、具体的に以下のステップを含む。

【0064】

Ｓ１．図９ｂに示されるように、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮなどの基板上にレーザーのメイン半導体構造（例えばエピタキシー構造）を成長する。具体的には、基板上にパッシブ導波路層、隔離層、アクティブ導波路層、クラッド層および接触層などの材料構造を成長する。

【0065】

Ｓ２．ステップＳ１で得られた材料構造表面にフォトリソグラフィして半導体レーザー基本構造パターンを形成し、図１～図６に示される。

【0066】

Ｓ３．異なるモノリシック集積技術によってアクティブゲイン領域とパッシブ導波路領域を定義し、その中で前記モノリシック集積技術は垂直結合技術（具体的にデュアル導波路垂直結合技術）、量子井戸混在技術、バットジョイント技術および選択領域エピタキシー技術などを含むが、これらに限定されず、例えばマスクの下で誘電体膜エッチングおよび半導体エッチングによってレーザー全体導波路を定義する。

【0067】

Ｓ４．図１０ｃ、１０ｄに示されるように、誘電体膜（例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素などの材料）をエッチングマスクとして、フォトリソグラフィを行い、誘電体膜エッチング、半導体エッチングなどの半導体加工プロセスを順次行って、前記レーザーのアクティブパッシブ導波路構造を定義し、半導体ゲイン領域を形成し、リング共振器とＦＰ共振器を並列に結合してＭ－Ｚ複合外部空洞導波路構造を形成し、アクティブゲイン領域部分ＳＯＡ１、ＳＯＡ２、ＳＯＡ３およびパッシブ導波路部分を形成する。

【0068】

Ｓ５．以上のステップによって形成されたデバイス構造ベースに、マスクに基づいて、パッシブリング空洞およびＦＰ共振器をエッチングし、さらにゲイン領域ＳＯＡ１部分または導波路の入力出力部分に格子を形成して、ＤＦＢまたはＤＢＲレーザーを形成する。

【0069】

Ｓ６．すべての導波路が定義された後、前記エッチングマスクを完全に除去し、次にＳｉＮ、ＳｉＯ_２などの誘電体膜を堆積し、アクティブ導波路ＳＯＡ１、ＳＯＡ２、ＳＯＡ３をパッシベーションする。

【0070】

Ｓ７～Ｓ８．通常の半導体光電子デバイス製造プロセスに従って、すべてのゲイン領域に対して誘電体膜窓開設、誘電体膜エッチング、電極窓開設、Ｐ面電極形成、薄膜化、研磨、Ｎ面電極形成、合金、劈開などの工程を順次行って、対応のアクティブ領域部分プロセスを完成する。

【0071】

さらなる改善として、前記製造方法において、前記第３のゲイン領域ＳＯＡ３の修飾処理の工程を追加して、変換してデバイスのレーザー光に対して透明になるが、実際にＰＮ接合またはＭＯＳ接合を電気注入または逆バイアスすることで、図７または図８ｂまたは図８ｄに示すデバイス構造を得る。

【0072】

さらに、初期測定に基づいて、製造されて形成されたチップの光取り出し端に反射防止膜をコーティングして残留反射を回避し、かつ非光取り出し端の一側に高反射膜をコーティングして光フィードバックを強化して、線幅狭小化およびノイズ抑制をさらに実現する。

【0073】

他のチップレベル狭線幅半導体レーザーと比較すると、本出願の実施例によって提供される狭線幅レーザー導波路構造は簡単であり、チューニング管理が簡単であり、広いスペクトルで迅速かつ低損失でチューニングし、高いサイドモード抑制比および狭線幅を実現することが期待されている。

【0074】

他のプロセス工程（例えばＳＯＩ基板に形成されたＭ－Ｚ複合外部空洞と半導体基板に形成された半導体アクティブ領域とのバット結合混合集積）と比べると、本発明の実施例で形成されたモノリシック集積構造は、レーザーの線幅を狭小化し、少なくとも以下の利点を有する：（１）外部空洞とゲイン領域の結合損失を大幅に減少し、効果的に閾値を低減し、線幅を狭小化する。（２）材料が同じであり、熱的および機械的性能が一致しているため、デバイスが安定して信頼性が高く、過酷環境耐性が強い。（３）統一に設計および製造され、デバイスの一致性がよく、コストが低い。（４）電気的チューニングを達成でき、チューニング速度が速く、チューニング直線性が高く、チューニングの電力消費が低い。

【0075】

図１１は、図３のような構造を有するレーザーのスペクトログラムであり、このレーザーは高いサイドモード抑制比でチューニングする機能を有する。図１２はこのレーザーの周波数ノイズスペクトルチャートであり、この周波数ノイズスペクトルチャートの７Ｍ－１０Ｍ周波数でのノイズから分かるように、このレーザーのローレンツ線幅がｋＨｚオーダーに達していることが確認され得る。

【0076】

別のいくつかの実施形態では、前記第１、第２の実施例のレーザーの場合、バット集積、光学マイクロアセンブリ集積などの様々な技術的解決策によって実現されるが、デバイスの基本的な構造は「半導体ゲインチップ」＋「ＦＰ共振器とリング共振器を並列に結合して構成されたＭ－Ｚ複合外部空洞構造」であり、その中で、デバイスのゲインチップは波長を必要な任意のゲインユニットであり得、様々な基板および波長範囲の半導体ゲインチップ、光ファイバーゲインユニット、固体（ガス）ゲインユニットなどを含むが、これらに限定されなく、このＭ－Ｚ複合外部空洞はＩｎ(ＡｌＧａ)Ａｓ(Ｐ)ＳＯＩ Ｓｉ導波路、ＳｉＮ導波路、ＳｉＮＯ導波路および他の任意のゲインユニットに対して透明な低損失の導波路構造を有するため、狭線幅および広いスペクトルでチューニング可能になり、その中でゲイン領域ＳＯＡ１部分は半導体光増幅器、ＤＦＢレーザーまたはＤＢＲレーザーを選択し、ＳＯＡ２とＳＯＡ３は一般にゲイン領域を半導体光増幅器として使用する。ある場合、ＳＯＡ３は前記ＳＯＡ３’、つまりＰＮ接合またはＭＯＳ接合に置き換えることもできる。

【0077】

なお、本明細書では、第１および第２などの用語はあるエンティティまたは操作を別のエンティティまたは操作から区別するためにのみ使用され、これらのエンティティまたは操作間に任意の実際関係または順序があることを要求または暗示するものではない。さらに、「含む」、「有する」などの用語または他の任意変化が非排他的な包含を含み、一連の要素を含む過程、方法、物品またはデバイスはそれらの要素を含むだけでなく、明示に記載されている他の要素、またはこれらの過程、方法、物品またはデバイスの固有要素も含む。さらなる制限がない場合、「１つを含む」という句によって限定された要素は、前記要素を含む過程、方法、物品またはデバイスに他の同一要素の存在を排除するものではない。

【0078】

以上、本出願の具体的な実施形態に過ぎず、当業者にとって、本出願の原理を逸脱することなく、いくつかの改善及び修正を加え、かつこれらの改善および修正は本出願の保護範囲に含まれるべきである。

【0079】

（付記）
（付記１）
パッシブリング共振器、ＦＰ共振器および第１のゲイン領域を含み、前記パッシブリング共振器と前記ＦＰ共振器と連携してＭ－Ｚ複合外部空洞構造を形成し、前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造は少なくとも波長選択およびレーザー線幅の狭小化に使用され、前記第１のゲイン領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の外側に配置され、少なくともレーザー全体にゲインを提供するために使用される、ことを特徴とする狭線幅レーザー。

【0080】

（付記２）
前記パッシブリング共振器と前記ＦＰ共振器と並列に結合して前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造を形成し、および／または、前記パッシブリング共振器と前記ＦＰ共振器とのいずれか１つの導波路の屈折率が調整可能であり、波長チューニング機能を実現する、ことを特徴とする付記１に記載の狭線幅レーザー。

【0081】

（付記３）
第２のゲイン領域をさらに含み、前記第２のゲイン領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の外側に配置され、少なくともレーザー光の増幅、出力パワーの増加、光フィードバックおよびレーザー線幅のさらなる狭小化ならびにノイズ抑制に使用される、ことを特徴とする付記１に記載の狭線幅レーザー。

【0082】

（付記４）
前記レーザーはモノリシック集積構造であり、前記第１のゲイン領域に対応して格子構造が設けられ、前記第１のゲイン領域とともに分布フィードバック(ＤＦＢ)レーザーまたは分布ブラッグ(ＤＢＲ)レーザーを構成し、前記第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含み、または、前記レーザーの構造はヘテロ集積構造、バット集積構造またはマイクロアセンブリ集積構造を含み、その中で、第１のゲイン領域は半導体光増幅器またはＤＦＢレーザーまたはＤＢＲレーザーを含み、第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含む、ことを特徴とする付記１～３のいずれか１つに記載の狭線幅レーザー。

【0083】

（付記５）
前記レーザーはモノリシック集積構造であり、そのモノリシック集積は量子井戸混在、バットジョイント成長、選択領域エピタキシー、垂直結合集積中のいずれか１つの技術によって実現される、ことを特徴とする付記４に記載の狭線幅レーザー。

【0084】

（付記６）
追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域をさらに含み、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域は前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造内に埋め込まれ、その中で、前記追加のＰＮ接合領域はゲイン領域であり、少なくとも前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造の損失補償に使用されることで、外部空洞光路を延長し、光ネガティブフィードバックを強化し、およびレーザー線幅を狭小化し、または、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域はレーザー光に対して透明であり、および前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域に電気注入または逆バイアスをかけるとき、前記追加のＰＮ接合領域またはＭＯＳ接合領域の屈折率を迅速に変更でき、レーザー波長を高速かつ低損失でチューニングすることを実現する、ことを特徴とする付記１～３のいずれか１つに記載の狭線幅レーザー。

【0085】

（付記７）
前記レーザーはモノリシック集積構造であり、その中で、前記第１のゲイン領域に対応して格子構造がさらに設けられ、前記第１のゲイン領域とともに分布フィードバック(ＤＦＢ)レーザーまたは分布ブラッグ(ＤＢＲ)レーザーを構成し、前記第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含み、前記追加のＰＮ接合領域は半導体光増幅器またはレーザー光に対して透明な導波路を含み、前記追加のＭＯＳ接合領域はレーザー光に対して透明な導波路であり、または、前記レーザーの構造はヘテロ集積構造、バット集積構造またはマイクロアセンブリ集積構造を含み、その中で前記第１のゲイン領域は半導体光増幅器またはＤＦＢレーザーまたはＤＢＲレーザーを含み、前記第２のゲイン領域は半導体光増幅器を含み、前記追加のＰＮ接合領域は半導体光増幅器またはレーザー光に対して透明な導波路を含み、前記追加のＭＯＳ接合領域はレーザー光に対して透明な導波路である、ことを特徴とする付記６に記載の狭線幅レーザー。

【0086】

（付記８）
前記レーザーは、半導体ゲインチップおよび前記ＦＰ共振器と前記パッシブリング共振器と並列に結合して形成されたＭ－Ｚ複合外部空洞構造で構成される、ことを特徴とする付記４に記載の狭線幅レーザー。

【0087】

（付記９）
前記Ｍ－Ｚ複合外部空洞構造は低損失導波路構造であり、前記低損失導波路構造は、ゲイン材料に対して透明な同一体系の材料で構成された導波路、またはゲイン領域と異なる材料体系で構成された導波路、または同一体系の材料と異なる材料体系の両者を混合して構成された導波路であり、好ましくはＩｎＰ、ＧａＡｓ基のＩｎ(Ｇａ)Ａｓ(Ｐ)導波路、ＩｎＧａ(Ａｌ)Ａｓ(Ｐ)導波路、ＳＯＩ基のＳｉ導波路、ＳｉＮ導波路、ニオブ酸リチウム導波路、ＳｉＮＯ導波路、ＳｉＯ_２導波路、Ｉｎ(Ｇａ)Ａｓ(Ｐ)／ＳｉまたはＳｉ／ＳｉＯ_２／ＩｎＧａＡｓＰ混合導波路である、ことを特徴とする付記８に記載の狭線幅レーザー。

【0088】

（付記１０）
いずれか１つのゲイン領域は任意波長のレーザー光のゲイン領域であり、および／または、いずれか１つのゲイン領域は半導体ゲイン領域、光ファイバーゲイン領域または固体またはガスゲイン領域を含み、および／または、その中で採用されるパッシブ導波路材料はゲイン領域に対して低損失の任意材料であり、前記ゲイン領域に対して低損失の任意材料は透明な半導体材料、誘電体材料、または半導体材料と誘電体材料の複合材料を含み、および／または、前記レーザーの光取り出し端に反射防止機構が設けられ、非光取り出し端に高反射機構が設けられる、ことを特徴とする付記１、２、３、７のいずれか１つに記載の狭線幅レーザー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図8d】

【図9a】

【図9b】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図10d】

【図11】

【図12】