A passively mode-locked optically pumped semiconductor
vertical-external-cavity surface-emitting laser (OPS-EXSEL) is disclosed.
The laser is mode locked by a semiconductor saturable absorber mirror
(SESAM) which forms part of an external cavity. Both the beam-quality
limitations of edge-emitting lasers, and the power restrictions of
electrically pumped surface-emitting lasers are overcome. The laser uses a
semiconductor wafer in which a stack of quantum wells is grown adjacent to
a single Bragg-mirror structure. Light from one or more multi-mode
high-power diode lasers is focused onto the face of the wafer and pumps
the wells by absorption in the barrier regions. The area of the laser mode
on the active mirror can be about 10.sup.4 times larger than the mode area
on the facet of an edge-emitting laser, offering scope for the generation
of high average power and large pulse energy. At the same time the
external cavity enforces fundamental mode operation in a circular,
near-diffraction-limited beam. With the laser, sub-picosecond pulse
durations are achievable by eliminating coupled cavity effects and by
external pulse compression. Band-gap engineering can be used to shape the
pulses, or even integrate gain and saturable absorption within the same
wafer. Thus, rugged, efficient pulsed laser sources with high average
power in a nearly diffraction-limited beam, sub-picosecond pulse durations
and multi-GHz repetition rates, which operate in a broad range of
wavelengths accessible by bandgap engineering are made possible.
Ein passiv Modus-verschlossener optisch gepumpter Halbleiter Vertikal-externraum Oberfläche-ausstrahlender Laser (OPS-EXSEL) wird freigegeben. Der Laser ist Modus verriegelt durch einen Halbleitersättigungssaugerspiegel (SESAM) den Formen von einem externen Raum zerteilen. Beide Lichtstrahl-Qualitätsbeschränkungen der Rand-ausstrahlenden Laser und die Energie Beschränkungen von elektrisch gepumpt, Laser Oberfläche-ausstrahlend, werden überwunden. Der Laser benutzt ein Halbleiterplättchen, in dem ein Stapel Quantenbrunnen neben einer einzelnen Bragg-Spiegel Struktur gewachsen wird. Licht von einem oder mehr starken Diode Vielfachbetriebslasern wird auf das Gesicht der Oblate fokussiert und die Brunnen durch Absorption in den Sperre Regionen pumpt. Der Bereich des Laser Modus auf dem aktiven Spiegel kann über die Zeiten 10.sup.4 sein, die als der Modusbereich auf der Facette eines Rand-ausstrahlenden Lasers größer sind und Bereich anbieten für das Erzeugung der hohen durchschnittlichen Energie und der großen Impulsenergie. Gleichzeitig erzwingt der externe Raum grundlegenden Modusbetrieb in einem kreisförmigen, nah-Beugung-begrenzten Lichtstrahl. Mit dem Laser ist Vor-Sub-picosecondimpulsdauer erreichbar, indem sie verbundene Raumeffekte und durch externe Impulskompression beseitigen. Band-Abstand Technik kann verwendet werden, um die Impulse zu formen oder sogar integriert Gewinn und Sättigungsabsorption innerhalb der gleichen Oblate. So wird schroffe, leistungsfähige pulsierte Lasersender mit hoher durchschnittlicher Energie in einem fast beugungsbegrenzten Lichtstrahl, Vor-Sub-picosecondimpulsdauer und Wiederholung MultiGigahertz Rate, die in einer ausgedehnten Strecke der Wellenlängen funktionieren, die durch bandgap Technik zugänglich sind, ermöglicht.
