JP2002528902A - Continuous wavelength tunable external cavity laser - Google Patents

Continuous wavelength tunable external cavity laser

Info

Publication number
JP2002528902A
JP2002528902A JP2000577743A JP2000577743A JP2002528902A JP 2002528902 A JP2002528902 A JP 2002528902A JP 2000577743 A JP2000577743 A JP 2000577743A JP 2000577743 A JP2000577743 A JP 2000577743A JP 2002528902 A JP2002528902 A JP 2002528902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
external cavity
cavity laser
tuning
tunable external
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000577743A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ポール ゾラベディアン
ウィリアム ビー チャップマン
マイケル ワイ ジェンク
Original Assignee
ニュー・フォーカス・インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/342,342 external-priority patent/US6108355A/en
Application filed by ニュー・フォーカス・インコーポレイテッド filed Critical ニュー・フォーカス・インコーポレイテッド
Publication of JP2002528902A publication Critical patent/JP2002528902A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14External cavity lasers
    • H01S5/141External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/1062Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using a controlled passive interferometer, e.g. a Fabry-Perot etalon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/023Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0617Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06209Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
    • H01S5/0622Controlling the frequency of the radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、形状係数がコンパクトであって波長選択(同調)が正確な連続波長可変外部共振器レーザ(ECL)を提供する。ECLを同調させるのに使用できる新規な干渉フィルタが、モードホップを無くすと共に外部共振器中の偽干渉(210)と偽反射(214)の両方からのフィードバックを減少させる。ワイドレンジECL同調素子、例えば干渉フィルタ、回折素子及びリトロレフレクタ(122)の機械的なFM同調を可能にする新規な同調機構が開示される。レーザ中の出力波長を選択するクローズドループフィードバックを可能にする新規なフィードバック回路が開示される。 (57) Abstract The present invention provides a continuously tunable external cavity laser (ECL) having a compact shape factor and accurate wavelength selection (tuning). A novel interference filter that can be used to tune the ECL eliminates mode hops and reduces feedback from both spurious interference (210) and spurious reflections (214) in the external resonator. A novel tuning mechanism is disclosed that allows for mechanical FM tuning of wide-range ECL tuning elements, such as interference filters, diffractive elements, and retroreflectors (122). A novel feedback circuit is disclosed that enables closed loop feedback to select the output wavelength in the laser.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 〔著作権に関する委任〕 本件特許書類における開示内容の一部は著作権の保護が受けられる著作物を含
んでいる。著作権の所有者は、何人であれ米国特許商標庁のファイル又は記録を
閲覧して特許文献のファクシミリ複製を行うことに関しては異議を唱えないが、
その他の全ての点に関しては著作権を行使する権利を保有するものである。
[Delegation Regarding Copyright] A part of the disclosure content in the present patent document includes a copyrighted work. The copyright owner shall not object to any person viewing the U.S. Patent and Trademark Office files or records and facsimile copying patent documents.
In all other respects, it reserves the right to enforce copyright.

【0002】 〔発明の分野〕 本発明は、一般に波長可変外部共振器レーザに関し、特に、モードホッピング
を抑制するとともに望ましくないフィードバックを減少させる改良型同調システ
ムに関する。
FIELD OF THE INVENTION [0002] The present invention relates generally to tunable external cavity lasers, and more particularly, to an improved tuning system that reduces mode hopping and reduces unwanted feedback.

【0003】 〔関連技術の説明〕 波長可変外部共振器ダイオードレーザ(ECDL)は、光波試験及び測定機器
において広く用いられており、急速に発展している波長多重分割方式(WDM)
光音声及びデータ通信において必要不可欠な構成要素として認められるようにな
っている。これら分野に属する多くの用途は、多くの互いに異なる性能仕様セッ
トをもっている。しかしながら、次の事項、即ち、光学機械式組立体のサイズが
小型であること、発振波長の位相連続同調が可能であること、波長のサーボ制御
が可能であること、線幅の拡張のために音声レート(例えば、100Hz〜10
kHz)での制御可能な周波数変調(FM)が行えること、直線性の高い波長掃
引を生じさせる機能があることは、一般的な要件である。
Description of Related Art Wavelength tunable external cavity diode lasers (ECDLs) are widely used in lightwave test and measurement equipment and are rapidly developing wavelength division multiplexing (WDM).
It has been recognized as an essential component in optical voice and data communication. Many applications belonging to these fields have many different sets of performance specifications. However, in order to reduce the size of the opto-mechanical assembly, to enable continuous phase tuning of the oscillation wavelength, to enable servo control of the wavelength, and to increase the line width. Audio rate (for example, 100 Hz to 10
It is a general requirement that controllable frequency modulation (FM) at (kHz) and the ability to produce a highly linear wavelength sweep are provided.

【0004】 市販のECDLには、多様な波長可変構成のものがある。一般に、リトロレフ
レクタ、回折格子又は干渉素子の何れかが、利得媒質へのフィードバック波長、
かくしてレーザの出力波長の制御のために利用される。これら波長可変構成のう
ち第1のもの、例えば「リットマン(littman )」型では、同調(波長選択)は
、弧状ピボットアームに取り付けられた回折格子又はリトロレフレクタのうちど
ちらかを動かすことによって達成される。位相連続同調を行うにはかなり長く且
つどっしりとしたアームが必要である。このアームは、回転ステッピングモータ
又は回転DCモータの何れかにより駆動される。ステッピングモータは、長距離
にわたる移動及び内蔵型の位置符号化を可能にするが、そのバンド幅はFM用と
しては小さすぎ、しかもこれは性質上、不連続なので線形FM掃引には適してい
ない。DCモータは、もう十分なトルクをもっていれば線形掃引を生じさせるこ
とができるが、FMには使えない。第2の構成では、同調は、干渉フィルタを光
路に対して回転させることによって行われる。この第2の構成になっているレー
ザは、ピー・ゾラベディアン(P. Zorabedian )博士等の論文“Interference-f
ilter-tuned, alignment-stabilized, semiconductor-cavity laser ”13 Optic
s Letters の第826〜828頁(1988)に記載されている。このレーザ構
造も又、アクチュエータ、例えばステッピングモータを利用しており、これはF
M変調方式には適していない。第1の構成と第2の構成の両方では、FM変調は
半導体光学利得媒質への注入電流を変調することにより行われるのが通例であり
、これはレーザ出力に振幅変調(AM)をもたらすという非常に望ましくない効
果がある。
[0004] Commercially available ECDLs have various wavelength tunable configurations. Generally, either a retroreflector, a diffraction grating or an interfering element provides a feedback wavelength to the gain medium,
Thus, it is used for controlling the output wavelength of the laser. In the first of these tunable configurations, such as the "littman" type, tuning (wavelength selection) is achieved by moving either a diffraction grating or a retroreflector mounted on an arcuate pivot arm. . To perform continuous phase tuning requires a fairly long and massive arm. This arm is driven by either a rotary stepping motor or a rotary DC motor. Stepper motors allow long distance travel and self-contained position encoding, but their bandwidth is too small for FM, and they are discontinuous in nature, making them unsuitable for linear FM sweeps. DC motors can produce a linear sweep if they have sufficient torque, but cannot be used for FM. In a second configuration, tuning is performed by rotating the interference filter with respect to the optical path. The laser in this second configuration is described in a paper by Dr. P. Zorabedian et al.
ilter-tuned, alignment-stabilized, semiconductor-cavity laser ”13 Optic
s Letters, pp. 826-828 (1988). This laser structure also utilizes an actuator, such as a stepper motor, which
It is not suitable for the M modulation method. In both the first and second configurations, FM modulation is typically performed by modulating the injection current into the semiconductor optical gain medium, which results in amplitude modulation (AM) on the laser output. It has a very undesirable effect.

【0005】 広範な連続同調を行い、コンパクトで頑丈、且つ安価な形状係数を備え、しか
もFM波長を選択できる新型の外部共振器レーザが要望されている。
There is a need for a new type of external cavity laser that provides a wide range of continuous tuning, has a compact, robust, inexpensive shape factor, and is capable of selecting an FM wavelength.

【0006】 〔発明の概要〕 本発明は、形状係数がコンパクトであって同調が正確な連続波長可変外部共振
器レーザ(ECL)を提供する。ECLを同調させるのに使用できる新規な干渉
フィルタが、モードホッピングを無くすと共に外部共振器内の偽干渉と偽反射の
両方からフィードバックを減少させる。ECL同調素子、例えば干渉フィルタ、
回折格子及びリトロレフレクタの機械的なFM同調を可能にする新規な同調機構
が開示される。レーザ中の出力波長を選択するクローズドループフィードバック
を可能にする新規なフィードバック回路が開示される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a continuously tunable external cavity laser (ECL) with a compact shape factor and accurate tuning. A novel interference filter that can be used to tune the ECL eliminates mode hopping and reduces feedback from both spurious interference and spurious reflections in the external resonator. ECL tuning elements, such as interference filters,
A novel tuning mechanism is disclosed that allows for mechanical FM tuning of diffraction gratings and retroreflectors. A novel feedback circuit is disclosed that enables closed loop feedback to select the output wavelength in the laser.

【0007】 本発明の実施形態では、利得媒質と、リトロレフレクタと、第1及び第2のレ
フレクタと、ポジショナとを備えた波長可変外部共振器レーザが開示される。利
得媒質は、ビームを放出する。リトロレフレクタは、ビームの経路中に設けられ
る。第1及び第2のレフレクタは、利得媒質とリトロレフレクタとの間でビーム
の経路中において互いに向かい合って且つ互いに角度をなして位置決めされてい
る。ポジショナは、選択された波長を利得媒質にフィードバックしてレーザを同
調させる第1のレフレクタ及び第2のレフレクタと、ビームの経路に沿うレフレ
クタ相互間の間隔を変化させ、それによりレーザを同調させるよう第1のレフレ
クタと第2のレフレクタのうち少なくとも一方を位置決めする。
In an embodiment of the present invention, a tunable external cavity laser including a gain medium, a retroreflector, first and second reflectors, and a positioner is disclosed. The gain medium emits a beam. A retroreflector is provided in the path of the beam. The first and second reflectors are positioned opposite each other and at an angle to each other in a beam path between the gain medium and the retroreflector. The positioner changes the spacing between the first and second reflectors that feedback the selected wavelength to the gain medium to tune the laser and the reflector along the beam path, thereby tuning the laser. At least one of the first reflector and the second reflector is positioned.

【0008】 本発明の実施形態では、利得媒質と、同調素子と、ボイスコイルアクチュエー
タとを備えた波長可変外部共振器レーザが開示される。利得媒質は、ビームを放
出する。同調素子は、選択された波長を利得媒質にフィードバックするようビー
ムの経路内に可動状態で位置決めされる。ボイスコイルアクチュエータは、同調
素子に結合されていて、電気信号に応答して同調素子をビームの経路内に位置決
めして選択された波長を利得媒質にフィードバックし、それにより波長可変レー
ザを同調させる。
In an embodiment of the present invention, a tunable external cavity laser including a gain medium, a tuning element, and a voice coil actuator is disclosed. The gain medium emits a beam. The tuning element is movably positioned in the beam path to feed back the selected wavelength to the gain medium. A voice coil actuator is coupled to the tuning element and responsive to the electrical signal positions the tuning element in the path of the beam and feeds the selected wavelength back to the gain medium, thereby tuning the tunable laser.

【0009】 本発明の変形実施形態では、利得媒質と、同調素子と、エンコーダと、読み取
り装置と、ポジショナとを備えた波長可変外部共振器レーザが開示される。利得
媒質は、ビームを放出する。同調素子は、選択された波長を利得媒質にフィード
バックするようビームの経路内に可動状態で位置決めされる。エンコーダは、そ
の長さに沿って、同調素子の位置とビームの選択された波長のうち少なくとも一
方に対応した指標を記録する。読取り装置は、指標を読み取って、エンコーダか
ら読み取った指標に対応するフィードバック信号を記録する。エンコーダと読取
り装置のうち一方は、同調素子に結合されている。ポジショナは、同調素子に結
合されていて、同調素子をビームの経路内に位置決めして選択された波長を利得
媒質にフィードバックして波長可変レーザを同調させる。ポジショナは、読取り
装置によって読みとられた指標が実質的に選択された波長に一致するように同調
素子を位置決めする。
In a modified embodiment of the present invention, a tunable external cavity laser including a gain medium, a tuning element, an encoder, a reader, and a positioner is disclosed. The gain medium emits a beam. The tuning element is movably positioned in the beam path to feed back the selected wavelength to the gain medium. The encoder records along its length an index corresponding to at least one of the position of the tuning element and the selected wavelength of the beam. The reader reads the indicator and records a feedback signal corresponding to the indicator read from the encoder. One of the encoder and the reader is coupled to a tuning element. A positioner is coupled to the tuning element and positions the tuning element in the beam path to feed a selected wavelength back to the gain medium to tune the tunable laser. The positioner positions the tuning element such that the indices read by the reader substantially correspond to the selected wavelength.

【0010】 本発明の変形実施形態では、外部共振器レーザの出力波長を制御する方法が開
示される。この方法は、同調素子を位置範囲の端から端までの連続した位置に移
動させる段階と、移動段階に応答して位置範囲の端から端までの連続した位置の
各々で対応の出力波長を測定する段階と、測定段階に応答して、ベース及び同調
素子のうち選択された一方に結合された符号化媒質の長さに沿って対応の出力波
長の指示値を記録する段階と、ベースと同調素子のうち選択されなかった一方か
ら、記憶段階で符号化媒質上に記録された対応の出力波長の指示値を読み取る段
階と、同調素子を、読み取り段階で読みとられた対応の出力波長の指示値が選択
された波長に一致する選択された位置に移動させる段階とを有する 本発明の上記特徴及び他の特徴並びに上記利点及び他の利点は、添付の図面を
参照して以下の詳細な説明を読むと当業者には明らかになろう。
In a modified embodiment of the present invention, a method for controlling an output wavelength of an external cavity laser is disclosed. The method includes moving the tuning element to a continuous position from end to end of the position range, and measuring a corresponding output wavelength at each of the continuous positions from end to end of the position range in response to the moving step. Recording a corresponding output wavelength indication along the length of the encoding medium coupled to the selected one of the base and the tuning element in response to the measuring step. Reading the corresponding output wavelength indication recorded on the encoding medium in the storage step from one of the elements not selected, and indicating the corresponding output wavelength read in the reading step for the tuning element. Moving the value to a selected position that matches the selected wavelength. The above and other features of the invention and the above and other advantages will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. If you read Will be clear.

【0011】 〔実施形態の詳細な説明〕 本発明の連続波長可変外部共振器レーザ(ECL)は、形状係数がコンパクト
であって同調が正確である。ECLを同調させるのに使用できる新規な干渉フィ
ルタが、モードホッピング(モードホップともいう)を無くすと共に外部共振器
内の偽干渉と偽反射の両方からフィードバックを減少させる。同調素子(波長選
択素子ともいう)、例えば干渉フィルタ、回折格子及びリトロレフレクタの機械
的なFM同調を可能にする新規な同調機構が開示される。レーザ中の出力波長を
選択するクローズドループフィードバックを可能にする新規なフィードバック回
路が開示される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS The continuously tunable external cavity laser (ECL) of the present invention has a compact shape factor and accurate tuning. A novel interference filter that can be used to tune the ECL eliminates mode hopping (also called mode hop) and reduces feedback from both spurious interference and spurious reflections in the external resonator. A novel tuning mechanism is disclosed that allows for mechanical FM tuning of tuning elements (also called wavelength selective elements) such as interference filters, diffraction gratings and retroreflectors. A novel feedback circuit is disclosed that enables closed loop feedback to select the output wavelength in the laser.

【0012】 本発明の幾つかの実施形態では、「縮退共振器(degenerate resonator)」型
の共振器構造が利用される。この構造は、レーザが受ける場合のある種々の角度
及び横方向の位置合せ不良に対する許容度が非常に高い。この性質により、組立
が楽になると共に輸送、貯蔵及び使用中における周囲環境の変動に対する堅固な
許容度がレーザに与えられる。縮退共振器の原理は周知である。本発明の他の実
施形態では、リットマン構造が示されている。
In some embodiments of the present invention, a “degenerate resonator” type resonator structure is utilized. This structure is very tolerant of the various angular and lateral misalignments that the laser may experience. This property simplifies assembly and gives the laser a robust tolerance for environmental changes during transport, storage and use. The principle of degenerate resonators is well known. In another embodiment of the invention, a Littman structure is shown.

【0013】 図1、図2及び図4〜図7は、3軸(X,Y,Z)座標系に関して示されてい
る。図7A及び図7Bに示す実施形態を除き全ての実施形態の光学部品は、それ
自体Z軸と平行な光軸100に沿って配置されている。
FIGS. 1, 2 and 4 to 7 are shown with respect to a three-axis (X, Y, Z) coordinate system. The optical components of all embodiments except for the embodiment shown in FIGS. 7A and 7B are themselves arranged along an optical axis 100 parallel to the Z axis.

【0014】 図1A及び図1Bはそれぞれ、本発明の外部共振器レーザの実施形態の等角図
及び平面図である。レーザ外部共振器は、利得媒質/レーザ増幅器102の部分
的反射性後部フェーセット104及び外部リトロレフレクタ122によって画定
されている。レーザ発信波長を制御するための波長可変フィードバックは、利得
媒質の無反射(AR)側に光結合された外部共振器によって得られる。外部共振
器の実効反射率は、ARコーティング前部フェーセット106の残留反射率より
も非常に大きく、したがって同調素子、即ち干渉フィルタ/エタロンは、レーザ
を「強力なフィードバック」形態にするのに十分なフィードバックを送り出すこ
とができるようになっている。
FIGS. 1A and 1B are an isometric view and a plan view, respectively, of an embodiment of an external cavity laser of the present invention. The laser external cavity is defined by a partially reflective rear facet 104 of the gain medium / laser amplifier 102 and an external retroreflector 122. Tunable feedback for controlling the laser emission wavelength is obtained by an external resonator optically coupled to the anti-reflection (AR) side of the gain medium. The effective reflectivity of the external cavity is much larger than the residual reflectivity of the AR-coated front facet 106, so the tuning element, ie, the interference filter / etalon, is sufficient to put the laser into a "strong feedback" configuration. You can send out some kind of feedback.

【0015】 外部共振器レーザは、レーザ増幅器102、レンズ系164、1/4波長板/
光リターダ(retarder)112,114、干渉フィルタ/エタロン162、補正
素子120、並進機構144、チューナ160、リトロレフレクタ122、ベー
ス138及び取付けブロック140,142,146,148を有している。図
示の実施形態では、レーザ増幅器102は、後部フェーセット104及び前部フ
ェーセット106を備えたレーザダイオードである。レンズ系は、コリメート/
合焦レンズ108,110を有している。エタロンは、第1のレフレクタ116
及び第2のレフレクタ118を有している。
The external cavity laser includes a laser amplifier 102, a lens system 164, a 、 wavelength plate /
It includes optical retarders 112, 114, interference filters / etalons 162, correction elements 120, translation mechanisms 144, tuners 160, retroreflectors 122, bases 138, and mounting blocks 140, 142, 146, 148. In the illustrated embodiment, the laser amplifier 102 is a laser diode with a rear facet 104 and a front facet 106. The lens system is collimated /
It has focusing lenses 108 and 110. The etalon has a first reflector 116
And a second reflector 118.

【0016】 構造的には、波長可変レーザは、長手方向軸線100に沿って配置された状態
で示されている。本発明の実施形態では、レーザ増幅器は、後部フェーセットに
施された部分反射性の誘電体コーティング及び前部フェーセットに施されたAR
コーティングを備えた従来型ファブリペローレーザダイオード(レーザダイオー
ドは半導体レーザとも呼ばれる)である。レーザダイオードの前部フェーセット
106及び後部フェーセット104は、長手方向軸線100と整列している。レ
ーザダイオードは、取付けブロック148を介してベース138に結合されてい
る。外部共振器の基端側端部は、レーザダイオードの前部フェーセット106の
ところに設けられている。外部共振器の遠方側端部は、リトロレフレクタ122
によって構成されている。リトロレフレクタは、マウント140を介してベース
に取り付けられている。コリメート/合焦レンズのペア108,110が前部フ
ェーセット106の近くで光軸100と同軸状に設けられている。これらレンズ
は、レーザダイオード102からの光線124をコリメートして合焦させる。コ
リメート及び合焦レンズは、マウント146を介してベース138に取り付けら
れている。1/4波長板/光リターダ112は、コリメート及び合焦レンズと同
軸状に且つこれらの間に位置決めされており、またマウント146を介してベー
スに取り付けられている。光リターダのうち第2のもの114は、リトロレフレ
クタ122に近接した状態で外部共振器内にその遠方側端部のところに位置して
おり、また、リトロレフレクタと共有する取付けブロック140を介してベース
138に取り付けられている。エタロン162は、ガススペースタイプのもので
あってもソリッドタイプのものであってもよい。図示の実施形態では、エタロン
は、ガススペース/エアギャップ(空隙)タイプのものである。互いに反対側に
位置した平らな第1及び第2のレフレクタ116,118によって構成されるエ
タロンは、楔(ウェッジ)形エアギャップタイプである。レフレクタは、それぞ
れ透過性基板130及び補正素子の内向き表面に取り付けられている。図示の実
施形態では、レフレクタは、透過性基板130及び反射率の高い、例えば、R>
90%誘電体層を備えた補正素子120の内面に誘電体のコーティングを施すこ
とによって形成されたものであるのがよい。基板及び補正素子は、マウント14
2及び並進機構144を介してベース138に結合されている。
Structurally, the tunable laser is shown positioned along a longitudinal axis 100. In an embodiment of the present invention, the laser amplifier comprises a partially reflective dielectric coating applied to the rear facet and an AR applied to the front facet.
A conventional Fabry-Perot laser diode with a coating (laser diodes are also called semiconductor lasers). The front facet 106 and the rear facet 104 of the laser diode are aligned with the longitudinal axis 100. The laser diode is coupled to base 138 via mounting block 148. The proximal end of the external resonator is provided at the front facet 106 of the laser diode. The distal end of the external resonator is
It is constituted by. The retroreflector is attached to the base via the mount 140. A collimating / focusing lens pair 108, 110 is provided coaxially with the optical axis 100 near the front facet 106. These lenses collimate and focus the light beam 124 from the laser diode 102. The collimating and focusing lens is attached to the base 138 via the mount 146. Quarter wave plate / optical retarder 112 is coaxially positioned with and between the collimating and focusing lenses, and is mounted to the base via mount 146. A second one of the optical retarders 114 is located at its distal end in the external resonator in proximity to the retroreflector 122 and also has a base 138 via a mounting block 140 shared with the retroreflector. Attached to. The etalon 162 may be a gas space type or a solid type. In the illustrated embodiment, the etalon is of the gas space / air gap type. The etalon constituted by the first and second flat reflectors 116, 118 located opposite each other is of the wedge type air gap type. The reflectors are mounted on the inward facing surfaces of the transmissive substrate 130 and the correction element, respectively. In the illustrated embodiment, the reflector comprises a transmissive substrate 130 and a highly reflective, eg, R>
It is preferably formed by applying a dielectric coating to the inner surface of the correction element 120 having a 90% dielectric layer. The substrate and the correction element are mounted on the mount 14
2 and to the base 138 via the translation mechanism 144.

【0017】 動作中、図1A及び図1Bに示す実施形態は、モードホッピングを回避するた
めに外部共振器内の波長の同調と共振器長の調整の両方を行うことができる。
In operation, the embodiments shown in FIGS. 1A and 1B can both tune the wavelength in the external resonator and adjust the resonator length to avoid mode hopping.

【0018】 図1Aでは、ビーム124は、レーザ増幅器102の前部フェーセット106
から出た状態で示されている。一実施形態では、レーザ増幅器は、ある向きの直
線偏光を優先的に増幅するレーザダイオードからなる。ビームは、レンズ108
によってコリメートされ、1/4波長板112によって偏光状態が直線偏光から
円形偏光に変化し、レーザ110によって合焦される。ビームは、レンズ110
によって合焦されてビームのウエスト部分、即ち、波面が実質的に平らな部分が
エタロン162のエアギャップ部分内に位置するようになる。濾波されたビーム
は、透過性基板130及び1/4波長板114のうち第2のものを通過してリト
ロレフレクタ122に至る。リトロレフレクタ122と後部フェーセット104
のいずれか一方又はこれら両方は、完全に又は部分的に反射性であるのがよい。
図示の実施形態では、出力ビーム150,152は、それぞれダイオード102
の部分反射リトロレフレクタ122及び部分反射性後部フェーセット104をそ
れぞれ通過した状態で示されている。
In FIG. 1A, beam 124 is applied to front facet 106 of laser amplifier 102.
It is shown out of the box. In one embodiment, the laser amplifier comprises a laser diode that preferentially amplifies linearly polarized light in one direction. The beam passes through the lens 108
The polarization state is changed from linearly polarized light to circularly polarized light by the に よ っ て wavelength plate 112 and focused by the laser 110. Beam 110
The waist portion of the beam, i.e., the portion where the wavefront is substantially flat, is located within the air gap portion of the etalon 162. The filtered beam passes through a second one of the transparent substrate 130 and the quarter-wave plate 114 to the retroreflector 122. Retro-reflector 122 and rear facet 104
And / or both may be fully or partially reflective.
In the illustrated embodiment, output beams 150 and 152 are each
Are shown passing through a partially reflective retroreflector 122 and a partially reflective rear facet 104, respectively.

【0019】 共振器の同調は、楔形エタロン162をビーム124の光路を横切って並進さ
せることによって達成される。図1に示す実施形態では、エタロン162の並進
は、エタロンを並進軸線190に沿って並進させる並進機構144によって行わ
れる。エタロンが並進軸線190に沿って並進すると、レーザビームは、楔形エ
アギャップの次第に狭くなっている部分と交差し、それにより、共振器を同調さ
せる次第に短くなる波長に合わせて同調をとる。
Tuning of the resonator is achieved by translating wedge-shaped etalon 162 across the optical path of beam 124. In the embodiment shown in FIG. 1, translation of the etalon 162 is provided by a translation mechanism 144 that translates the etalon along a translation axis 190. As the etalon translates along the translation axis 190, the laser beam intersects the increasingly narrow portion of the wedge-shaped air gap, thereby tuning to the progressively shorter wavelength that tunes the resonator.

【0020】 並進軸線190に沿う並進機構144の所要の動作範囲は、実際にはセンチメ
ートル範囲であるのがよい。種々のコンパクトな設計のモータ、例えば熱力学的
モータ、超音波モータ、リニアステッピングモータ等を用いると、この変位を得
ることができる。本発明の実施形態では、並進機構144は、チューナ160の
制御のもとで動作する。チューナは、波長フィードバック素子を用いても、或い
は用いなくても、共振器を同調させる特定の波長を選択するよう動作できる。
The required operating range of the translation mechanism 144 along the translation axis 190 may actually be in the centimeter range. Using various compact designs of motors, such as thermodynamic motors, ultrasonic motors, linear stepping motors, etc., this displacement can be obtained. In an embodiment of the present invention, translation mechanism 144 operates under the control of tuner 160. The tuner is operable with or without a wavelength feedback element to select a particular wavelength to tune the resonator.

【0021】 エタロン162は、「次数」と呼ばれる繰返し損失特性を有している。干渉フ
ィルタ/エタロンの場合、次数は非常に密な間隔になっている。フィルタ/エタ
ロンは、レーザを、利得ピークから±1/2・FSRだけ離れて同調させること
ができ、ここでFSRは、自由スペクトル領域(フリースペクトラルレンジ)又
はピークの周波数間隔である。かくして、例えば、50nmの同調範囲の場合、F
SRは、1.55μmの波長の場合、6,250ギガヘルツ台でなければならな
い。
The etalon 162 has a repetition loss characteristic called “order”. For interference filters / etalons, the orders are very closely spaced. The filter / etalon can tune the laser ± 1 / 2.FSR away from the gain peak, where the FSR is the free spectral range (free spectral range) or frequency spacing of the peak. Thus, for example, for a tuning range of 50 nm, F
SR must be on the order of 6,250 GHz for a wavelength of 1.55 μm.

【0022】 レーザを同調させると、もし外部共振器内の半波長の整数倍が一定値に維持さ
れなければモードホッピングが生じることになる。この目的を達成するため、補
正素子120が設けられる。図示の実施形態では、補正素子は、一様の屈折率を
持つ光透過性材料で作られる。この補正素子は、YZ平面内では楔形の断面を有
している。レーザ増幅器102に向いた補正素子120の外面にはARコーティ
ングを施すのがよい。
Tuning the laser will result in mode hopping if integer multiples of half a wavelength in the external cavity are not maintained at a constant value. To this end, a correction element 120 is provided. In the illustrated embodiment, the correction element is made of a light transmissive material having a uniform refractive index. This correction element has a wedge-shaped cross section in the YZ plane. The outer surface of the correction element 120 facing the laser amplifier 102 is preferably provided with an AR coating.

【0023】 補正素子120を並進させて共振器の光路長をエタロン162の濾波波長と同
期して変化させることにより、外部共振器内にはレーザを同調させながら一定の
モード数が維持される。一定のモード数は、並進動作中、エタロンのギャップが
広くなりそれにより長い波長に合わせて同調をとると、補正素子の厚さが増すと
いうことにより得られる。補正素子の屈折率は、空気の屈折率よりも大きいので
、外部共振器内の総合平均屈折率は増大する。これにより、ビームの伝搬速度が
減少すると共に共振器の光路長が効果的に長くなる。
By translating the correction element 120 to change the optical path length of the resonator in synchronization with the filtering wavelength of the etalon 162, a constant number of modes is maintained while tuning the laser in the external resonator. A constant number of modes is obtained by increasing the thickness of the correction element as the etalon gap widens during translation and thereby tunes to longer wavelengths. Since the refractive index of the correction element is greater than the refractive index of air, the overall average refractive index in the external resonator increases. This reduces the beam propagation velocity and effectively lengthens the optical path length of the resonator.

【0024】 かくして、補正素子120、例えば、ガラスウェッジを楔形干渉フィルタ/エ
タロン162と縦続させて共振器の光路長を濾波波長と同期して変化させること
により、レーザの同調中、共振器内に一定のモード数が維持される。
Thus, by cascading a correction element 120, for example, a glass wedge, with a wedge-shaped interference filter / etalon 162 and changing the optical path length of the resonator in synchronization with the filtering wavelength, the laser is tuned into the resonator during tuning. A constant number of modes is maintained.

【0025】 図2Aは、図1A及び図1Bに示す波長可変外部共振器レーザの楔形のエアギ
ャップ型エタロン及び補正素子部分の側面図である。図2Bは、波長可変レーザ
のエアギャップ及び補正素子部分の分解側面断面図である。エタロン162及び
補正素子120は、基端側の側部が合焦レンズ110と1/4波長板112とで
サンドイッチされ、遠方側側部が1/4波長板114とリトロレフレクタ122
でサンドイッチされている。この実施形態では、構成要素は各々、光軸100と
整列した状態でこれと交差している。この実施形態では、並進軸線190は、全
体として光軸100と直交すると共にこれと交差している。ただし、このように
する必要があるというわけではない。
FIG. 2A is a side view of a wedge-shaped air gap type etalon and a correction element portion of the wavelength tunable external cavity laser shown in FIGS. 1A and 1B. FIG. 2B is an exploded side sectional view of the air gap and the correction element portion of the wavelength tunable laser. The etalon 162 and the correction element 120 are sandwiched between the focusing lens 110 and the quarter-wave plate 112 on the base side, and the quarter-wave plate 114 and the retroreflector 122 on the far side.
Sandwich. In this embodiment, each of the components is aligned with and intersects the optical axis 100. In this embodiment, the translation axis 190 is generally orthogonal to and intersects the optical axis 100. However, this is not necessary.

【0026】 第1のレフレクタ116及び第2のレフレクタ118によって形成されるエタ
ロンウェッジの最大角度、即ち同調角は、中心ずれを1本のビーム直径で割った
値がエタロン/フィルタの半値全幅(FWHM)よりも小さいという要件によっ
て設定される。
The maximum angle of the etalon wedge formed by the first reflector 116 and the second reflector 118, that is, the tuning angle, is obtained by dividing the center deviation by one beam diameter, and the full width at half maximum (FWHM) of the etalon / filter. ).

【0027】 本発明のこの実施形態では、補正素子120は、屈折率が一様な光学素子で作
られている。補正素子は、補正角202で収斂する全体として平らな外面と内面
を備えた楔形のプロフィールをしている。図示の実施形態では、補正素子120
とエアギャップエタロン162の両方は、マウント142に結合され、このマウ
ントは並進機構144に結合されている。並進機構144は、ベース138に取
り付けられている(図1A参照)。並進機構は、チューナ160に結合され、こ
れによって制御される。チューナは、レーザ動作パラメータ、例えばレーザの発
信波長をモニターするフィードバック素子、例えばセンサを有するのがよい。並
進機構が圧電素子(電歪素子ともいう)である本発明の実施形態では、チューナ
は、並進軸線190に沿う圧電素子の伸縮を制御する電気インパルスを生じさせ
る。これは、エアギャップエタロンと補正素子の両方を同期して光軸を横切って
並進させるという効果を持っている。
In this embodiment of the present invention, the correction element 120 is made of an optical element having a uniform refractive index. The correction element has a wedge-shaped profile with generally flat outer and inner surfaces that converge at a correction angle 202. In the embodiment shown, the correction element 120
And the air gap etalon 162 are both coupled to a mount 142, which is coupled to a translation mechanism 144. The translation mechanism 144 is attached to the base 138 (see FIG. 1A). The translation mechanism is coupled to and controlled by tuner 160. The tuner may include a feedback element, eg, a sensor, that monitors a laser operating parameter, eg, the emission wavelength of the laser. In embodiments of the present invention where the translation mechanism is a piezoelectric element (also referred to as an electrostrictive element), the tuner generates an electrical impulse that controls expansion and contraction of the piezoelectric element along the translation axis 190. This has the effect of synchronizing and translating both the air gap etalon and the correction element across the optical axis.

【0028】 図2Aでは、エタロンと補正素子を組み合わせた組立体が、並進軸線190に
沿って互いに直線的に変位した引っ込み位置204と伸長位置206で示されて
いる。図2Bは、これらの位置の各々のところにおけるエアギャップエタロン1
62と補正素子120の両方を通る光路224,226及び220,222の分
解断面図である。引っ込み位置204では、ビームは、エアギャップエタロンと
補正素子のそれぞれの比較的厚い部分224,226を横切る。伸長位置206
では、ビームは、エアギャップエタロンと補正素子のそれぞれの比較的薄い部分
220,222を横切る。かくして、エタロン及び補正素子の伸長位置では、エ
タロンは、強め合う干渉がエタロンの反射面相互間で起こる短波長又はレイジン
グの高周波数をサポートする。引っ込み位置では、エタロンは、強め合う干渉が
起こる長波長及びレイジングの低周波数をサポートする。エタロンギャップ「G
」の変化と光路長「P」の変化との所要の関係はdP/P=dG/Gである。
In FIG. 2A, the combined etalon and correction element assembly is shown in a retracted position 204 and an extended position 206 linearly displaced from each other along a translation axis 190. FIG. 2B shows the air gap etalon 1 at each of these locations.
FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of optical paths 224, 226 and 220, 222 passing through both 62 and the correction element 120. In the retracted position 204, the beam traverses the relatively thick portions 224, 226 of the air gap etalon and the correction element, respectively. Extension position 206
In, the beam traverses the relatively thin portions 220, 222 of the air gap etalon and the correction element, respectively. Thus, in the extended position of the etalon and the correction element, the etalon supports short wavelengths or high frequencies of lasing, where constructive interference occurs between the reflective surfaces of the etalon. In the retracted position, the etalon supports long wavelengths and constructive low frequencies where constructive interference occurs. Etalon gap "G
The required relationship between the change in the optical path length “P” and the change in the optical path length “P” is dP / P = dG / G.

【0029】 補正素子120がない場合、エアギャップエタロンの並進同調の結果として、
モードホッピングが生じる場合がある。というのは、外部共振器の光学的長さと
実際の長さの両方が一定だからである。共振器の光学的長さ「P」は、屈折率「
n」とビームが通る素子「i」の各々の光軸に沿う厚さ「L」の積の和である。
具体的に説明すると、外部共振器の光学的長さは、これらの積の各々の和であり
、又はP=Σn ・L である。図2Aに示す実施形態では、補正素子12
0は、屈折率が一様な基板で作られた材料であり、これは厚さが変化していて、
エタロン162を位置決めする同一の並進機構144に取り付けられた状態でこ
れによって作動される。かくして、補正素子120の並進により、光路の平均屈
折率を変化させることができる。エタロンと補正素子を同期させることにより、
ビーム経路に沿う平均屈折率は、同調波長と正比例し、かくして、半波長の同一
整数倍の波長を外部共振器内に維持し、モードホッピングを無くす。
Without the correction element 120, as a result of the translational tuning of the air gap etalon,
Mode hopping may occur. This is because both the optical length and the actual length of the external resonator are constant. The optical length “P” of the resonator is the refractive index “P”.
n "and the product of the thickness" L "along the optical axis of each of the elements" i "through which the beam passes.
Specifically, the optical length of the external cavity is the sum of each of these products, or P = Σn i · L i. In the embodiment shown in FIG.
0 is a material made of a substrate with a uniform refractive index, which varies in thickness,
This is activated by being attached to the same translation mechanism 144 that positions the etalon 162. Thus, the translation of the correction element 120 can change the average refractive index of the optical path. By synchronizing the etalon and the correction element,
The average index of refraction along the beam path is directly proportional to the tuning wavelength, thus maintaining the same integer multiple of half a wavelength in the external resonator and eliminating mode hopping.

【0030】 エタロンの並進による共振器の同調を行うと共に光路の補正を行う上述の機構
に加えて、図1及び図2に示す本発明の実施形態はまた、レーザ増幅器102内
に送り戻される偽反射214の量を減少させる。これら偽反射は、レーザビーム
が第1のレフレクタ116に当たると生じる。図1及び図2に示す実施形態では
、第1のレフレクタと第2のレフレクタのいずれの法線もZY基準平面内に位置
している。レフレクタ相互間の狭いウェッジ(同調ともいう)角のために、ビー
ムは、レフレクタの各々と実質的に直交して交差する。この結果、バンド外れの
非濾波状態の偽反射と偽干渉が利得媒質に直接送り戻されることになる(図2の
符号214,210参照)。この望ましくないフィードバックは、レーザの動作
にとって有害である。
In addition to the above-described mechanism for tuning the resonator by translating the etalon and for correcting the optical path, the embodiment of the present invention shown in FIGS. The amount of reflection 214 is reduced. These spurious reflections occur when the laser beam hits the first reflector 116. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the normal line of each of the first reflector and the second reflector is located in the ZY reference plane. Because of the narrow wedge (also known as tuning) angle between the reflectors, the beam intersects each of the reflectors substantially orthogonally. As a result, out-of-band unfiltered spurious reflections and interference are sent directly back to the gain medium (see 214 and 210 in FIG. 2). This unwanted feedback is detrimental to the operation of the laser.

【0031】 1/4波長板112,114は、偽反射214からのフィードバックを減少さ
せる。フィルタ/エタロン162は、狭いバンド幅の光を利得媒質に送り戻す重
行路透過方式で動作する。高いフィネスの干渉フィルタ/エタロンは、シャープ
な透過ピークを有している。フィルタ/エタロン162によって透過されなかっ
た光は、利得媒質に向かって反射して戻される。本発明のこの実施形態は、利得
媒質が1/4波長板の偏光変換特性と共に実質的に直線偏光を優先的に増幅する
という原理を利用している。濾波された光は、1/4波長板112と1/4波長
板114の両方を2度通過し、かくして、開始時と同一の偏光状態で利得媒質に
戻る。反射光214は、1/4波長板112だけを2度通過し、かくして、開始
時における直交偏光状態で利得媒質に戻り、かくして利得媒質によって増幅され
ない。
The quarter-wave plates 112 and 114 reduce feedback from the false reflection 214. The filter / etalon 162 operates in a double-pass transmission scheme that sends narrow bandwidth light back to the gain medium. High finesse interference filters / etalons have sharp transmission peaks. Light not transmitted by the filter / etalon 162 is reflected back toward the gain medium. This embodiment of the present invention utilizes the principle that the gain medium preferentially amplifies substantially linearly polarized light along with the polarization conversion characteristics of the quarter wave plate. The filtered light passes through both quarter-wave plate 112 and quarter-wave plate 114 twice, thus returning to the gain medium with the same polarization state as at the start. The reflected light 214 passes twice through the quarter wave plate 112 only, and thus returns to the gain medium in the orthogonal polarization state at the start, and is thus not amplified by the gain medium.

【0032】 図2C及び図2Dは、並進による同調とモードホッピングと偽反射の両方の抑
制を含む上述の特徴の各々を持つエタロン及び補正素子の変形実施形態を示して
いる。
FIGS. 2C and 2D illustrate alternative embodiments of etalons and correction elements having each of the features described above, including translational tuning and suppression of both mode hopping and false reflection.

【0033】 図2Cに示すこれら実施形態のうち第1のものにおいて、エアギャップエタロ
ンの第2のレフレクタは1/4波長板114の内面に直接取り付けられ、リトロ
レフレクタ122は、1/4波長板114の外面に直接取り付けられている。関
連の楔形補正素子120を含む組立体全体は、マウント142及び並進機構14
4を介してベース138(図示せず)に結合されている。これら構成要素は、並
進機構によって並進軸線190(図2A参照)に沿って動かされ、これにより、
図2Aと関連して上述したように、共振器内に半波長の整数倍を維持する上で、
外部共振器の同調とその屈折率の調整の観点において同一の効果が得られる。加
うるに、1/4波長板は、上述した効果と実質的に同一の効果、即ち、第1のレ
フレクタ116からのビームの偽反射の抑制という効果を持っている。
In the first of these embodiments, shown in FIG. 2C, the second reflector of the air gap etalon is mounted directly on the inner surface of the quarter wave plate 114 and the retroreflector 122 is mounted on the quarter wave plate 114. Directly attached to the outer surface of the The entire assembly, including the associated wedge correction element 120, comprises a mount 142 and a translation mechanism 14
4 to a base 138 (not shown). These components are moved along a translation axis 190 (see FIG. 2A) by a translation mechanism, whereby
As described above in connection with FIG. 2A, in maintaining an integer multiple of half a wavelength in the resonator,
The same effect can be obtained in terms of tuning the external resonator and adjusting the refractive index. In addition, the quarter-wave plate has substantially the same effect as that described above, that is, the effect of suppressing the false reflection of the beam from the first reflector 116.

【0034】 図2Dに示す本発明の別の実施形態では、1/4波長板114を備えたリトロ
レフレクタ122と第2のレフレクタ118の組合せを有する図2Bに示す特徴
の多くが保持されている。本発明のこの実施形態では、補正素子230は、一様
な厚さのものであるが並進軸線に沿って勾配の付いた屈折率を持つ基板である。
勾配型屈折率は、屈折率を並進軸線に沿って増大させる種々の真空ドーパント拡
散法によって達成できる。補正素子230はマウント142及び並進機構144
を介してベースに結合されている。並進機構は、エアギャップを伸縮させている
とき、光路100を横切って補正素子を伸縮させる。これは、ビームが補正素子
の断面部分を交差するようにし、それにより屈折率を増減させ、かくして共振器
の全光路長に影響を及ぼすという効果を持っている。上述したように、1/4波
長板112,114は、第1のレフレクタ116からのビームの偽反射を抑制す
ることができる。
In another embodiment of the present invention shown in FIG. 2D, many of the features shown in FIG. 2B having a combination of a retro-reflector 122 with a quarter-wave plate 114 and a second reflector 118 are retained. In this embodiment of the invention, the correction element 230 is a substrate of uniform thickness but with a refractive index that is graded along the translation axis.
Gradient index of refraction can be achieved by various vacuum dopant diffusion techniques that increase the index of refraction along the translation axis. The correction element 230 includes a mount 142 and a translation mechanism 144.
Is connected to the base through. The translation mechanism expands and contracts the correction element across the optical path 100 when the air gap is expanding and contracting. This has the effect of causing the beam to cross the cross-section of the correction element, thereby increasing or decreasing the refractive index, thus affecting the overall optical path length of the resonator. As described above, the quarter-wave plates 112 and 114 can suppress false reflection of the beam from the first reflector 116.

【0035】 図2Eは、エタロンの補正素子と第1のレフレクタ116の両方が静止状態に
ある本発明の変形実施形態を示している。この実施形態では、エタロンの第2の
レフレクタ118、1/4波長板144及びリトロレフレクタ122からなる組
立体だけが、並進機構144(図2A参照)によって並進軸線190に沿う並進
作用を受ける。対向した第1のレフレクタ116と第2のレフレクタ118は、
図2A〜図2Dと関連して上述したのと同じ角度関係、即ち同調角200を維持
している。第2のレフレクタ118は、光軸100と交差する全体として平らな
表面である。並進軸線に沿う第2のレフレクタ118の並進の結果として、光軸
に対するレフレクタ相互間のエアギャップの厚さが変わることになる。これによ
り、上述の外部共振器の同調が可能になる。さらに、補正素子240は固定され
ている。この実施形態では、補正素子は、屈折率をモードコントローラ260に
よって得られる電気的刺激により変化させることができる材料で作られている。
モードコントローラは、補正素子240とチューナ160の両方に結合されてい
る。チューナは、エタロンの第2のレフレクタ116を伸長させたり引っ込めて
外部共振器のレイジングが行われる周波数を増減する。それと並行して、モード
コントローラは、適当な電気的エネルギを補正素子240に与えて補正素子の屈
折率を増減させ、それにより共振器の光路長を変化させてレーザの同調中、モー
ドホップを抑制する。
FIG. 2E shows an alternative embodiment of the present invention where both the etalon correction element and the first reflector 116 are stationary. In this embodiment, only the etalon second reflector 118, quarter-wave plate 144, and retroreflector 122 assembly undergo translation along translation axis 190 by translation mechanism 144 (see FIG. 2A). The opposing first reflector 116 and second reflector 118
The same angular relationship described above in connection with FIGS. 2A-2D is maintained, that is, the tuning angle 200. The second reflector 118 is a generally flat surface that intersects the optical axis 100. Translation of the second reflector 118 along the translation axis results in a change in the thickness of the air gap between the reflectors with respect to the optical axis. This allows tuning of the external resonator described above. Further, the correction element 240 is fixed. In this embodiment, the correction element is made of a material whose refractive index can be changed by an electrical stimulus provided by the mode controller 260.
The mode controller is coupled to both correction element 240 and tuner 160. The tuner extends or retracts the etalon second reflector 116 to increase or decrease the frequency at which external resonator lasing occurs. In parallel, the mode controller applies appropriate electrical energy to the correction element 240 to increase or decrease the refractive index of the correction element, thereby changing the optical path length of the resonator and suppressing mode hop during laser tuning. I do.

【0036】 図3A及び図3Bは、補正素子120がある場合とない場合の図1A及び図1
Bと図2A〜図2Eに示す波長可変レーザの動作状態を示すグラフ図である(図
2C〜図2Eの参照符号230,240もまた参照のこと)。
FIGS. 3A and 3B show FIGS. 1A and 1B with and without the correction element 120.
FIG. 2B is a graph showing the operating state of the wavelength tunable laser shown in FIG. 2B and FIGS. 2A to 2E (see also reference numerals 230 and 240 in FIGS. 2C to 2E).

【0037】 レーザ共振器の縦モードの波長は、Lext がm・λ /2にほぼ等しい
という関係によって共振器長と関連づけられており、この式において、mは、モ
ード数と呼ばれる整数である。代表的には、m>10 である。レーザは、縦
モードの波長で振動するだけである。モードホップのサイズは、約λ
2Lext であり、ここでλ は、同調範囲の中心である。したがって、も
し共振器長がフィルタ/エタロンのピークを同調させるときに一定のままであれ
ば、レーザ出力は、断続的に変化し、モードホップ同調と呼ばれる同調特性を生
じさせる(図3参照)。
The wavelength of the longitudinal mode of a laser resonator is related to the length of the resonator by the relationship that L ext is approximately equal to m · λ m / 2, where m is an integer called the number of modes. is there. Typically, m> 10 3 . The laser only oscillates at the wavelength of the longitudinal mode. The size of the mode hop is about λ c 2 /
2L ext , where λ c is the center of the tuning range. Thus, if the cavity length remains constant when tuning the filter / etalon peak, the laser output will change intermittently, producing a tuning characteristic called mode hop tuning (see FIG. 3).

【0038】 図3Aに示すように、補正素子が設けられていない共振器の同調は、動作範囲
全体にわたる同調共振器の波長の変化及び半波長の整数倍の変化を含む。これに
より、エタロン/フィルタによって得られるフィードバック波長に対し、レーザ
波長の断続的なプロット300が得られる。
As shown in FIG. 3A, tuning of the resonator without the correction element includes a change in the wavelength of the tuned resonator over the entire operating range and a change of an integer multiple of a half wavelength. This results in an intermittent plot 300 of the laser wavelength against the feedback wavelength obtained by the etalon / filter.

【0039】 他方、もし共振器長を一定の整数MについてLext =M・λ/2であるよ
うに変化させることができれば、レーザ波長λを変化させると、レーザは常時同
一のモード数で振動することになる。換言すると、モードホップは生じず、レー
ザ波長はフィルタ波長に連続的に追従することになろう。この種の同調は、モー
ドホップフリー又は位相連続同調方式と呼ばれ、図3Bに示されている。高いサ
イドモード抑制比で単一縦モード動作を確保するためには、フィルタは、レイジ
ングモードとその隣の縦モードとの間に差分ロス(differential loss )を生じ
させる必要がある。レイジングは、正味の利得のピークのところで生じることに
なる。サイドモードを除去できるかどうかは、Lext と比べたフィルタ損失
特性の半値全幅(FWHM)で左右される。Lext は、外部共振器の共振器
長である。理想は、FWHMがc/Lext にほぼ等しいことであるが、これ
は必要条件ではない。この条件は、干渉フィルタ/エタロンを利用する技術で取
り組むことができる。
On the other hand, if the cavity length can be changed so that L ext = M · λ / 2 for a constant integer M, the laser always oscillates with the same mode number when the laser wavelength λ is changed. Will do. In other words, no mode hops will occur and the laser wavelength will follow the filter wavelength continuously. This type of tuning is called a mode-hop-free or phase-continuous tuning scheme, and is shown in FIG. 3B. To ensure single longitudinal mode operation with a high side mode suppression ratio, the filter needs to create a differential loss between the lasing mode and the neighboring longitudinal mode. Raging will occur at the peak of the net gain. Whether or not the side mode can be removed depends on the full width at half maximum (FWHM) of the filter loss characteristic compared to L ext . L ext is the resonator length of the external resonator. Ideally, FWHM is approximately equal to c / L ext , but this is not a requirement. This condition can be addressed with techniques that utilize interference filters / etalons.

【0040】 図3Bに示すように、エタロン/フィルタによって同調される波長に対するレ
イジング波長のプロット302は実質的に連続しており、即ち、モードホッピン
グに起因する不連続部がない。この位相連続同調は、補正素子によって達成され
、かかる補正素子は、図2A〜図2E等に示された実施形態のいずれの場合にお
いても、共振器を同調させる波長が増大するにつれて共振器の光学長さを増大す
るという性質を持っている。
As shown in FIG. 3B, the plot 302 of lasing wavelength versus wavelength tuned by the etalon / filter is substantially continuous, ie, there is no discontinuity due to mode hopping. This phase-continuous tuning is achieved by a correction element, which in each case of the embodiments shown in FIGS. 2A to 2E, etc., as the wavelength of tuning of the resonator increases as the wavelength of the resonator increases. It has the property of increasing length.

【0041】 図4A及び図4Bは、共振器内波長板を用いないで、偽反射と偽干渉の両方の
抑制を可能にする本発明の変形実施形態を示している。図4Aは、レーザの同調
及び補正素子部分の等角側面図であり、図4Bはその平面図である。レーザは、
レンズ系440を有し、このレンズ系は、レーザビームのウエスト領域をエタロ
ン上に合焦させ、これが長軸上で細長く且つ短軸に沿って圧縮されるようになり
、その結果、実質的に楕円断面のプロフィール410が得られることになる。ビ
ームの拡大と圧縮が行われる長軸と短軸は、X,Y平面に平行な平面内に位置し
ている。ビームの圧縮に係る短軸は、楔形のエタロンが並進される上述の並進軸
線190と実質的に同一直線上に位置している。ウェッジ角又は同調角200は
、実質的にZ,Y平面内に位置している。
FIGS. 4A and 4B show a modified embodiment of the present invention that enables suppression of both spurious reflection and spurious interference without using an in-resonator waveplate. FIG. 4A is an isometric side view of the tuning and correction element portion of the laser, and FIG. 4B is a plan view thereof. The laser is
It has a lens system 440, which focuses the waist region of the laser beam on the etalon, so that it is elongated on the long axis and compressed along the short axis, so that it is substantially An elliptical profile 410 will be obtained. The major axis and the minor axis where beam expansion and compression are performed are located in a plane parallel to the X, Y plane. The short axis associated with the compression of the beam is substantially collinear with the translation axis 190 described above, into which the wedge-shaped etalon is translated. The wedge or tuning angle 200 lies substantially in the Z, Y plane.

【0042】 図4Bに示すように、この実施形態では並進機構144、マウント142、エ
タロン162、補正素子120及び基板130から成る同調及び補正組立体全体
は、並進軸線の回りにきっちりと傾斜角402だけずれている。6°程度のこの
傾斜は、偽反射214の向きを光軸100から遠ざけるのに十分である。さらに
、この実施形態は、偽干渉210を光軸から遠ざけることができる。この結果、
レーザの同調の忠実度が高くなると共に1/4波長板又はその均等物が不要にな
るという結果が得られる。
As shown in FIG. 4B, in this embodiment, the entire tuning and correction assembly including the translation mechanism 144, the mount 142, the etalon 162, the correction element 120, and the substrate 130 has a tight tilt angle 402 about the translation axis. It is only shifted. This tilt, of the order of 6 °, is sufficient to direct the false reflection 214 away from the optical axis 100. Further, this embodiment can move the false interference 210 away from the optical axis. As a result,
The result is that the fidelity of the laser tuning is increased and a quarter wave plate or its equivalent is not required.

【0043】 図5〜図7は、アナモフィック/非点レンズ系440の変形実施形態を示して
いる。図5A及び図5Bはそれぞれ、非点/アナモフィックレンズ系440の等
角図及び平面図である。この実施形態では、レーザダイオード102は、楕円の
度合の高い出力ビーム126を生じさせる導波路を備えた状態で製作されている
。レンズ108,110はそれぞれ、楕円ビーム126を楕円断面のプロフィー
ル410の状態にコリメートして合焦させるのに役立ち、かかるビームのウエス
ト領域はエタロン162内に収まっている。Y軸と並進軸線190の両方に沿う
ビームの圧縮は、エタロンがレーザを同調できる正確さを向上させる。X軸に沿
うビームの拡大は、エタロンの第2のレフレクタ118とリトロレフレクタ12
2との間に生じる偽干渉210中のウォークオフロス(walk-off loss )を増大
させる。これにより、偽干渉から利得媒質へのフィードバックが減少してレーザ
の動作特性が向上する。
FIGS. 5-7 show alternative embodiments of the anamorphic / astigmatic lens system 440. 5A and 5B are an isometric view and a plan view, respectively, of an astigmatic / anamorphic lens system 440. FIG. In this embodiment, laser diode 102 is fabricated with a waveguide that produces a highly elliptical output beam 126. The lenses 108 and 110 each help collimate and focus the elliptical beam 126 into an elliptical cross-sectional profile 410, the waist region of which falls within the etalon 162. Compression of the beam along both the Y axis and the translation axis 190 increases the accuracy with which the etalon can tune the laser. The expansion of the beam along the X-axis is controlled by the second reflector 118 of the etalon and the retroreflector 12.
2 increases the walk-off loss in the spurious interference 210 that occurs. Thereby, the feedback from the spurious interference to the gain medium is reduced, and the operating characteristics of the laser are improved.

【0044】 図6A及び図6Bはそれぞれ、非点/アナモフィックレンズ系440の変形実
施形態の等角図及び平面図である。図6Aに示す実施形態では、非点レンズ系は
、X軸とY軸の両方に沿うビーム124を歪曲させる。ビームはY軸に沿って圧
縮され、X軸に沿って拡大される。これにより、エタロン162内に楕円形断面
のビームウエスト領域を備えた所望の楕円断面プロフィール410が得られる。
非点レンズ系440は、レーザ106の前部フェーセットと補正素子120との
間に位置決めされた2つの円柱レンズ608,610を有している。これら円柱
レンズの各々の長手方向軸線は、互いに直交している。
FIGS. 6A and 6B are an isometric view and a plan view, respectively, of a modified embodiment of the astigmatic / anamorphic lens system 440. In the embodiment shown in FIG. 6A, the astigmatic lens system distorts beam 124 along both the X and Y axes. The beam is compressed along the Y axis and expanded along the X axis. This results in the desired elliptical cross-sectional profile 410 with an elliptical cross-sectional beam waist region within the etalon 162.
The astigmatic lens system 440 has two cylindrical lenses 608, 610 positioned between the front facet of the laser 106 and the correction element 120. The longitudinal axes of each of these cylindrical lenses are orthogonal to each other.

【0045】 図7A及び図7Bはそれぞれ、アナモフィック/非点レンズ系440の別の実
施形態の等角側面図及び平面図である。この実施形態では、アナモフィックプリ
ズム708,710及び合焦レンズ706は、或る軸線(即ち、Y軸)に沿って
ビーム124を圧縮してこのビームが所望の楕円プロフィール410を持つと共
にそのウエスト領域がエタロン162内に位置するようにする。
FIGS. 7A and 7B are isometric side and plan views, respectively, of another embodiment of an anamorphic / astigmatic lens system 440. In this embodiment, anamorphic prisms 708, 710 and focusing lens 706 compress beam 124 along an axis (ie, the Y axis) so that the beam has a desired elliptical profile 410 and its waist region is It is located in the etalon 162.

【0046】 上述の構成は各々、開示内容を分かりやすくするために、基準となるY軸に全
体として並行な並進軸線を示している。しかしながら、このようにすることが必
要であるというわけではない。変形実施形態では、並進軸線は、Y軸と平行でな
くてもよい。ただし、そのための唯一の条件は、共振器の同調を得るために第1
又は第2のレフレクタのいずれかを適当に変位させることができるということで
ある。ボイスコイル同調式外部共振器レーザ ボイスコイルアクチュエータ(VCA)は、リットマン型又は干渉フィルタ同
調式空洞共振器のECDLの同調に利用でき、直線又は弧状動作をもたらす。リ
ットマン形態では、同調は、利得媒質へのフィードバック波長を選択してECD
Lを同調させる弧状ボイスコイルアクチュエータの基端側端部に取り付けられた
回折格子又はリトロレフレクタの弧状動作によって達成される。弧状ボイスコイ
ルアクチュエータは、FM同調又は直線FM掃引に対応する迅速な位置決めを可
能にする。同調が干渉フィルタによって達成される場合、ボイスコイルアクチュ
エータの直線運動又は弧状運動を利用すると、利得媒質へのフィードバック波長
を選択してECDLを同調させることができる。
Each of the above configurations shows a translation axis that is generally parallel to the reference Y-axis in order to facilitate disclosure. However, this is not necessary. In an alternative embodiment, the translation axis may not be parallel to the Y axis. However, the only condition for this is that the first
Or, any of the second reflectors can be appropriately displaced. Voice coil tuned external cavity laser voice coil actuators (VCA) can be used to tune the ECDL of Littman or interference filter tuned cavity resonators, resulting in linear or arcuate motion. In the Littman configuration, tuning is performed by selecting the feedback wavelength to the gain medium and by adjusting the ECD
This is achieved by an arcuate movement of a diffraction grating or retroreflector attached to the proximal end of the arcuate voice coil actuator that tunes L. The arcuate voice coil actuator allows for quick positioning corresponding to FM tuning or linear FM sweep. If tuning is achieved by an interference filter, the linear or arcuate movement of the voice coil actuator can be used to select the feedback wavelength to the gain medium to tune the ECDL.

【0047】 図8A、図8B、図9A、図9B、図10A及び図10Bは、干渉フィルタ同
調式ECDLを示している。図8A及び図8Bでは、干渉フィルタは、VCAに
よって直線作動される。図9A、図9B、図10A及び図10Bでは、干渉フィ
ルタは、VCAによって弧状動作される。VCAのいずれのタイプにおいても、
磁界は、電流がコイルを流れる時にコイルに力を及ぼし、直線運動又は円弧の運
動を生じさせる。力は以下の等式1によって与えられ、ここでFはコイル中に生
じる力であり、Nは、コイルの巻数であり、Lは磁界の作用を受けるコイルの長
さであり、iは、印加電流である。
FIGS. 8A, 8B, 9A, 9B, 10A and 10B show an interference filter tuned ECDL. 8A and 8B, the interference filter is linearly operated by the VCA. 9A, 9B, 10A, and 10B, the interference filter is operated in an arc by the VCA. In any type of VCA,
The magnetic field exerts a force on the coil as current flows through the coil, causing linear or circular motion. The force is given by Equation 1 below, where F is the force generated in the coil, N is the number of turns in the coil, L is the length of the coil under the action of the magnetic field, and i is the applied force. It is a current.

【0048】[0048]

【数1】 F=NLBi VCAは一般に、実質的に線形の制御特性、実質的に0のヒステリシス及び非
常に精細な位置に関する分解能を備えている。位置に関する分解能は、主として
駆動エレクトロニクス中の電流ノイズによって制限を受ける場合がある。実際問
題として、位置分解能は、0.1μm未満である。さらに、VCA駆動システム
は、低い電気的及び機械的時定数及び従来型ECDLアクチュエータ、例えばス
テッピングモータ及びDCモータシステムと比べて高い出力と重さ及び体積の比
を有するのがよい。
## EQU00001 ## F = NLBi VCA generally has a substantially linear control characteristic, a hysteresis of substantially zero, and a resolution with respect to very fine positions. Positional resolution may be limited primarily by current noise in the drive electronics. As a practical matter, the position resolution is less than 0.1 μm. Further, the VCA drive system should have a low electrical and mechanical time constant and a high power to weight and volume ratio compared to conventional ECDL actuators, such as stepper motor and DC motor systems.

【0049】 図8A、図8B、図9A、図9B、図10A及び図10Bは、干渉素子と直線
及び弧状ボイスコイルアクチュエータとの組合せを示している。本発明の変形実
施形態では、これらアクチュエータは、他のECDL同調素子を同調させるのに
も用いることができる。これら同調素子としては、干渉素子、回折素子、リトロ
レフレクタ等が挙げられる。干渉素子としては、エアギャップ及びソリッドエタ
ロンが挙げられる。回折素子としては、格子及びレフレクタが挙げられる。リト
ロレフレクタとしては、二面プリズム、コーナーキューブ及びミラーが挙げられ
る。直線又は弧状のいずれかのボイスコイルアクチュエータのもう1つの利点は
、これらボイスコイルアクチュエータを従来型ECDLアクチュエータ、例えば
ステッピングモータ又はDCモータと比較して比較的軽量に製作できるというこ
とである。この軽量化により、ECDLの応答時間、波長掃引速度及びFM範囲
が向上する。
FIGS. 8A, 8B, 9A, 9B, 10A and 10B show a combination of an interference element and a linear and arcuate voice coil actuator. In alternative embodiments of the invention, these actuators can also be used to tune other ECDL tuning elements. These tuning elements include interference elements, diffraction elements, retroreflectors, and the like. Interference elements include air gaps and solid etalons. Diffraction elements include gratings and reflectors. Retroreflectors include two-sided prisms, corner cubes and mirrors. Another advantage of either linear or arcuate voice coil actuators is that they can be made relatively lightweight as compared to conventional ECDL actuators, such as stepper motors or DC motors. This weight reduction improves the ECDL response time, wavelength sweep speed, and FM range.

【0050】 図8〜図12に示す干渉素子、例えばエアギャップエタロンは、偽フィードバ
ックを減少させる機能と光路長の変化を補償する機能の両方を発揮してECDL
の空洞共振器内に半波長の実質的に一定の整数倍を維持することができる。これ
ら機能は、本発明の範囲から逸脱することなくエアギャップ又はソリッドエタロ
ンのいずれでも実行可能である。本願において開示する新規なエタロンをボイス
コイルアクチュエータ(直線又は弧状のいずれであってもよい)と組み合わせる
と、同調組立体、即ち同調素子とアクチュエータを従来型ECDLアクチュエー
タ、例えばステッピングモータ又はDCモータと比べて比較的軽量に、例えば1
g未満で製作することができる。この軽量化により、ECDLの応答時間、波長
掃引及びFM範囲が向上する。
The interferometer shown in FIGS. 8 to 12, for example, an air gap etalon, exhibits both a function of reducing false feedback and a function of compensating for a change in optical path length, and thus performs ECDL.
A substantially constant integer multiple of half a wavelength can be maintained in the cavity resonator of These functions can be performed with either an air gap or a solid etalon without departing from the scope of the present invention. When the novel etalon disclosed herein is combined with a voice coil actuator (which may be linear or arcuate), the tuning assembly, i.e., the tuning element and actuator, is compared to a conventional ECDL actuator, such as a stepper motor or DC motor. And relatively lightweight, for example 1
It can be manufactured in less than g. This weight saving improves the ECDL response time, wavelength sweep, and FM range.

【0051】 図8〜図12に示す直線及び弧状エタロンは、対向した反射面相互間の間隔が
その光学アパーチャを横切って直線的に変化するように構成されている。かくし
て、小径の光ビームがエタロンに入射すると、透過波長は、エタロンをビーム経
路に垂直な平面内で変位させると変化することになる。この変位の軌道は、直線
セグメント(線分)及び円弧である。どのような種類の運動が望ましいかに応じ
て、エタロンを直線又は回転VCAによって動かす。小型の安価な高バンド幅V
CAは、光学及び磁気データ記憶システムで利用される。直線VCAのストロー
ク(移動距離)は、数ミクロンから1インチの1/4の範囲にわたる。適当なV
CAは、オーラ・システムズ・インコーポレイテッド、BEIセンサーズ・アン
ド・システムズ・カンパニー、又はプラニング・システムズ・インコーポレイテ
ッドから入手できる。図8A及び図8Bは、エタロンに用いられるアクチュエー
タの変形実施形態を示している。この実施形態では、アクチュエータは、エタロ
ン162を光路100を横切って伸長させたり引っ込めて利得媒質102へのフ
ィードバック波長を生じさせてレーザを同調させる電気作動式ボイスコイル又は
ソレノイド800,802である。
The straight and arc etalons shown in FIGS. 8-12 are configured such that the spacing between opposing reflective surfaces varies linearly across the optical aperture. Thus, when a small diameter light beam is incident on the etalon, the transmission wavelength will change when the etalon is displaced in a plane perpendicular to the beam path. The trajectory of this displacement is a straight line segment (line segment) and an arc. The etalon is moved by a linear or rotary VCA, depending on what kind of movement is desired. Small and inexpensive high bandwidth V
CA is utilized in optical and magnetic data storage systems. The stroke (travel distance) of the straight line VCA ranges from a few microns to 1/4 of an inch. Appropriate V
CA is available from Aura Systems, Inc., BEI Sensors and Systems Company, or Planning Systems, Inc. 8A and 8B show a modified embodiment of the actuator used in the etalon. In this embodiment, the actuator is an electrically actuated voice coil or solenoid 800, 802 that extends or retracts etalon 162 across optical path 100 to create a feedback wavelength to gain medium 102 and tune the laser.

【0052】 図8Aは、干渉素子同調式外部共振器ダイオードレーザの実施形態の等角側面
図である。空洞共振器が、利得媒質102と外部リトロレフレクタ122との間
に形成され、これら構成要素は両方とも、それぞれ取付けブロック148,14
0を介してベース138に取り付けられている。空洞共振器の反対側の端部は、
外部リトロレフレクタ122によって構成され、このリトロレフレクタも取付け
ブロック140を介してベースに取り付けられている。干渉素子、例えばエアギ
ャップエタロン162は、空洞共振器内に配置されている。干渉素子は、ボイス
コイル/ソレノイド800,802を介してベースに結合されている。ソレノイ
ドのベース部分800は、ベース138に取り付けられている。ソレノイドのピ
ストン部分802は、軸線190に沿って伸長したり引っ込んでベース138か
ら遠ざかったりこれに近づいたりすることができ、かくして、楔形エアギャップ
エタロン162を、利得媒質と外部リトロレフレクタ122との間に延びる光路
100を横切って動かす。エアギャップエタロン162と利得媒質との中間には
、コリメート及び合焦光学系440が示されている(図4〜図7参照)。
FIG. 8A is an isometric side view of an embodiment of an interferometer tuned external cavity diode laser. A cavity resonator is formed between the gain medium 102 and the external retroreflector 122, both of which are mounting blocks 148, 14 respectively.
0 to the base 138. The opposite end of the cavity resonator
It is constituted by an external retroreflector 122, which is also mounted on the base via a mounting block 140. An interfering element, for example, an air gap etalon 162, is located in the cavity. The interfering element is coupled to the base via voice coils / solenoids 800,802. Solenoid base portion 800 is attached to base 138. The piston portion 802 of the solenoid can extend and retract along the axis 190 to move away from and approach the base 138, thus providing a wedge-shaped air gap etalon 162 between the gain medium and the external retroreflector 122. Move across the extended light path 100. A collimating and focusing optical system 440 is shown between the air gap etalon 162 and the gain medium (see FIGS. 4 to 7).

【0053】 図8Bは、チューナ160に結合された状態で図8Aに示されたボイスコイル
/ソレノイド800,802の断面側面図である。ボイスコイルのピストン部分
802は、電気巻線804にしっかりと結合され、これら電気巻線は、ピストン
から筒の形をなして下方に延びている。ピストンの中心のところでは、位置決め
素子806が、垂直方向下方に延びた状態で示されている。ピストン802は、
永久磁石808及び積層スタック810を介してベース800に伸長自在に結合
され、積層スタックは、これらの間に、コイル804を包囲する管状環状体を構
成している。積層スタックに設けられた中心穴は、位置センサを包囲している。 チューナ160内には、プロセッサ820及び記憶装置822が示されている
。記憶装置は、プログラムコードとルックアップテーブル824の両方を備えて
いる。ルックアップテーブルは、波長と位置を相関させるデータ又は公式を有し
ている。図示の実施形態では、ルックアップテーブルは、各々波長欄840及び
位置欄842を備えた複数の記録を有している。これら欄は、ベース800に対
するピストン802の変位量とこれと対応した波長可変レーザの波長との相関を
記録している。
FIG. 8B is a cross-sectional side view of the voice coil / solenoid 800, 802 shown in FIG. 8A when coupled to tuner 160. The piston portion 802 of the voice coil is securely coupled to electrical windings 804, which extend downwardly from the piston in the form of a cylinder. At the center of the piston, a positioning element 806 is shown extending vertically downward. The piston 802 is
It is extendably coupled to the base 800 via a permanent magnet 808 and a laminated stack 810, which constitutes a tubular annulus surrounding the coil 804 therebetween. A central hole provided in the stack stack surrounds the position sensor. Within the tuner 160, a processor 820 and a storage device 822 are shown. The storage device has both the program code and the look-up table 824. The look-up table has data or formulas that correlate wavelength with position. In the illustrated embodiment, the look-up table has a plurality of records, each with a wavelength column 840 and a position column 842. These columns record the correlation between the amount of displacement of the piston 802 with respect to the base 800 and the wavelength of the tunable laser corresponding thereto.

【0054】 作用を説明すると、プロセッサ820は、空洞共振器を特定の波長に同調させ
るリクエストを受け取る。プロセッサは、ルックアップテーブル824を利用し
てベースに対するピストンの適当な変位量/位置を決定する。プロセッサは次に
、適当な電気エネルギをコイル804に印加する。コイル中の電流は、ピストン
内の永久磁石808によって作られた磁束に実質的に垂直な正又は負の方向にお
いて、コイルに磁力を働かせる。その結果、ピストンはベースに対して変位する
。位置検出器806によって供給されたフィードバックを用いて、プロセッサは
コイルに送られるエネルギを調整してピストンとベースの相対的変位をルックア
ップテーブルに示されたレベルに対応した所要のレベルに維持する。
In operation, the processor 820 receives a request to tune a cavity resonator to a particular wavelength. The processor utilizes the look-up table 824 to determine the appropriate displacement / position of the piston relative to the base. The processor then applies the appropriate electrical energy to coil 804. The current in the coil exerts a magnetic force on the coil in a positive or negative direction substantially perpendicular to the magnetic flux created by the permanent magnet 808 in the piston. As a result, the piston is displaced with respect to the base. Using the feedback provided by the position detector 806, the processor adjusts the energy delivered to the coil to maintain the relative displacement of the piston and base at the required level corresponding to the level indicated in the look-up table.

【0055】 ピストンとベースを、ピストンの伸長及び引っ込みの両方に関して電気エネル
ギだけを用いて互いに動的に位置決めすることができる。変形例として、戻しば
ね(図示せず)を利用すると、ピストン800をベースに向かって動かしたりベ
ースから遠ざけることができ、コイル804に加えられるエネルギは、ばねの付
勢力を相殺してピストンを動かすのに役立つ。出力波長のクローズドループ制御 同調素子、例えば干渉フィルタ、回折素子又はリトロレフレクタのクローズド
ループフィードバックは、多くの装置を用いて達成でき、かかる装置としては、
エンコーダ(例えば、電気式、光学式又は磁気式)、位置センサ及び光学センサ
が挙げられ、これらを用いることは本発明の範囲から逸脱しない。ECDLアク
チュエータ、例えばボイスコイルは、或る位置フィードバック装置の助けを借り
て幾つかのモードで動作でき、かかるモードとしては、位置決めモードが挙げら
れる。図8A及び図8Bに示す同調素子、例えばVCAは、エンコーダ又はセン
サである位置フィードバック装置を用いている。適当な位置センサとしては、誘
導型及びガラス目盛り位置フィードバック装置が挙げられる。上述のセンサ技術
の中には、近接測定法に基づいて動作し、実際にはエタロンと物理的な接触を必
要としないものがある。ボイスコイルアクチュエータはまた、センサ又はエンコ
ーダを用いる波長フィードバック制御ループ方式でも動作できる。
The piston and base can be dynamically positioned relative to each other using only electrical energy for both extension and retraction of the piston. Alternatively, a return spring (not shown) can be used to move piston 800 toward or away from the base, and the energy applied to coil 804 offsets the biasing force of the spring to move the piston. Help. Closed-loop control of the output wavelength Tuning elements, such as interference filters, diffractive elements or closed-loop feedback of retroreflectors, can be achieved using a number of devices, including:
Encoders (e.g., electrical, optical or magnetic), position sensors and optical sensors may be used, and their use does not depart from the scope of the invention. ECDL actuators, such as voice coils, can operate in several modes with the aid of certain position feedback devices, including positioning modes. The tuning elements shown in FIGS. 8A and 8B, such as the VCA, use a position feedback device that is an encoder or sensor. Suitable position sensors include inductive and glass scale position feedback devices. Some of the sensor technologies described above operate based on proximity measurements and do not actually require physical contact with the etalon. Voice coil actuators can also operate in a wavelength feedback control loop fashion using sensors or encoders.

【0056】 変形例として、ECDLアクチュエータ、例えばVCAは、光学式、磁気式又
は他の読取りヘッド又は読取り書込みヘッド及び関連のエンコーダ、例えば図1
0A、図10B及び図11に示すエンコーダを備えてもよい。エンコーダは、ヘ
ッドを静止部材、例えばベースに取り付けた状態で、或いはこの逆の関係で同調
部材、例えばエタロンに取り付けるのがよい。エンコーダが光学式の場合、読取
り装置は、光源及び光学検出器を有するのがよい。本発明の変形実施形態では、
工場での校正中に、校正データを固定記憶媒体上に書き込んでもよく、或いはエ
ンコーダそれ自体に書き込んでもよい。エンコーダが書込みプログラム可能であ
る場合、各波長可変ECDLを、装置の製作中外部波長計器を用いて同調範囲全
体にわたって個々に校正できる。
As a variant, the ECDL actuator, eg, VCA, may be an optical, magnetic or other read or read / write head and associated encoder, eg, FIG.
0A, 10B and 11 may be provided. The encoder may be mounted on a tuning member, such as an etalon, with the head mounted on a stationary member, such as the base, or vice versa. If the encoder is optical, the reader may have a light source and an optical detector. In a modified embodiment of the present invention,
During calibration at the factory, the calibration data may be written on a fixed storage medium or the encoder itself. If the encoder is write-programmable, each tunable ECDL can be individually calibrated throughout the tuning range using an external wavelength meter during device fabrication.

【0057】 図9A及び図9Bはそれぞれ、正確に位置決めされた干渉素子920を利用し
て外部共振器ダイオードレーザを同調させる本発明の変形実施形態の等角側面図
及び背面図である。本発明のこの実施形態では、弧状アクチュエータは、コンピ
ュータディスクドライブに用いられるボイスコイル弧状アクチュエータと機械的
な面において共通性を持っている。同調アーム940はその中央部分が支柱93
0を介してベース900に回動自在に結合され、この支柱は、ベースから上方へ
直角に延びている。この取付け構成では、同調アームの基端側端部946と遠方
側端部942の両方は、ベース900の上面と平行な平面内で弧状に動く。成形
電気コイル組立体950が、同調アームの基端側端部に取り付けられている。こ
のコイルは、導線952を介して付勢され、半径方向に向かい合った側部を有し
ている。コイルとベースとの間には、互いに反対の極性の2つの隣り合う永久磁
石960,962が設けられ、双極子が全体としてベース900の上面と直交し
ている。第1の極性の電気エネルギを導線952を介してコイル950に供給す
ると、一時的な磁界が作られ、その結果、ピボットアームの遠方側端部が互いに
反対の極性を帯びた永久磁石960,962のうち一方に向かって移動すること
になる。逆に、反対の極性の電気信号が信号線952を介してアクチュエータコ
イル950に印加されると、反対の極性の磁界が生じ、その結果、ピボットアー
ムの末端側端部が逆の永久磁石に移動することになる。本発明の変形実施形態で
は、磁石とアクチュエータコイルの配置場所を逆にして、磁石を同調アームに取
り付け、コイルをベースに取り付けてもよい。
FIGS. 9A and 9B are isometric side and rear views, respectively, of a modified embodiment of the present invention that tunes an external cavity diode laser using a precisely positioned interferometer 920. In this embodiment of the invention, the arcuate actuator has mechanical commonality with the voice coil arcuate actuator used in computer disk drives. The tuning arm 940 has a support 93 at the center.
The support column is rotatably connected to the base 900 through the base 0, and the column extends upward at a right angle from the base. In this mounting configuration, both the proximal end 946 and the distal end 942 of the tuning arm move in an arc in a plane parallel to the top surface of the base 900. A shaped electric coil assembly 950 is mounted at the proximal end of the tuning arm. The coil is biased via conductor 952 and has radially opposite sides. Between the coil and the base are two adjacent permanent magnets 960, 962 of opposite polarities, with the dipole generally perpendicular to the top surface of the base 900. Supplying electrical energy of a first polarity to coil 950 via conductor 952 creates a temporary magnetic field such that the distal ends of the pivot arms have permanent magnets 960, 962 of opposite polarities. Will move toward one of them. Conversely, when an electrical signal of the opposite polarity is applied to actuator coil 950 via signal line 952, a magnetic field of the opposite polarity is created, which causes the distal end of the pivot arm to move to the opposite permanent magnet. Will do. In a modified embodiment of the present invention, the magnet and the actuator coil may be arranged in a reverse position, and the magnet may be mounted on the tuning arm and the coil may be mounted on the base.

【0058】 同調アームの反対側の端部、即ち遠方側端部のところには、楔形干渉素子、即
ちエタロン920が取り付けられている。図示の実施形態では、干渉素子は、同
調アームの遠方側端部の上面と下面に取り付けられた透過性基板922及び補正
素子924を備えたエアギャップエタロンである。エタロンの反射性内面相互間
に構成されたエアギャップは楔形である。エタロン920は、ハウジング902
内の利得媒質と後部リトロレフレクタ914との間に構成された直交型空洞共振
器内で弧状運動をする。ハウジング902は、レーザビーム904をコーナーキ
ューブ908に差し向ける向きでベースに取り付けられており、このコーナーキ
ューブも又、ベースに取り付けられている。レーザビームがコーナーキューブ9
08に当たると、ベースに垂直は光路972に沿って上方に逸れる。この光路は
、エアギャップエタロン920の楔形エアギャップと交差している。エタロンが
ビーム経路と交差した平面内で同調アーム940によって弧状に動くと、エアギ
ャップの各側の対向した反射面相互間の厚さは、運動方向に応じて増減する。こ
れにより、コーナーキューブ908からの反射により利得媒質への選択波長のフ
ィードバックを介して空洞共振器内でレイジングが起こる特定の波長が選択され
る。エタロン922の透過性基板を通過した光は、リトロレフレクタ914に当
たる。軸線970に沿う利得媒質の後部フェーセット又は軸線972に沿うリト
ロレフレクタ914を通って出力ビームが得られる。
At the opposite end of the tuning arm, ie at the far end, a wedge-shaped interference element or etalon 920 is mounted. In the illustrated embodiment, the interference element is an air gap etalon with a transparent substrate 922 and a correction element 924 mounted on the top and bottom surfaces of the distal end of the tuning arm. The air gap formed between the reflective inner surfaces of the etalon is wedge-shaped. The etalon 920 is connected to the housing 902
In the orthogonal cavity formed between the gain medium and the rear retro-reflector 914, an arc-shaped motion is obtained. The housing 902 is attached to the base in a direction that directs the laser beam 904 to the corner cube 908, and the corner cube is also attached to the base. Laser beam is corner cube 9
When hitting 08, perpendicular to the base deflects upward along optical path 972. This optical path intersects the wedge-shaped air gap of the air gap etalon 920. As the etalon is moved in an arc by the tuning arm 940 in a plane intersecting the beam path, the thickness between the opposing reflective surfaces on each side of the air gap increases or decreases depending on the direction of motion. This selects a particular wavelength at which lasing occurs in the cavity via feedback of the selected wavelength to the gain medium by reflection from the corner cube 908. Light that has passed through the transparent substrate of the etalon 922 impinges on the retroreflector 914. The output beam is obtained through a rear facet of the gain medium along axis 970 or a retroreflector 914 along axis 972.

【0059】 本発明の変形実施形態では、透過性基板922の上面は、反射材料で被覆され
ており、かくして、リトロレフレクタとして働く。
In an alternative embodiment of the present invention, the upper surface of transmissive substrate 922 is coated with a reflective material, thus acting as a retroreflector.

【0060】 本発明の範囲から逸脱することなく、弧状同調式エタロン920の多くの変形
例を想到できる。図示のエタロンは、楔形エアギャップを備えている。本発明の
変形実施形態では、互いに斜めに向かい合った反射性外面を備えた楔形ソリッド
エタロンがアクチュエータの遠方側端部に取り付けられる。エアギャップエタロ
ン920を用いる本発明の更に別の実施形態では、エタロン構成要素のうち一方
だけ、即ち、透過性基板922又は補正素子924が、アクチュエータ、即ち同
調アーム940に取り付けられ、他方がベースに固定される。アクチュエータに
取り付けられたエタロン構成要素は、エタロンを同調させ、波長可変(チューナ
ブル)フィードバックを利得媒質、即ちレーザダイオードにもたらす。ただし、
アクチュエータに取り付けられたエタロン構成要素が、同調アームの回転平面か
らずれた平面内に位置する反射表面を有することが条件である。かくして、その
構成要素はその静止対応部材を横切ってアクチュエータによって掃引されると、
光路に沿うこれら2つ相互間の間隔、即ち厚さは変化することになる。これによ
り、利得媒質へのフィードバック波長が変化し、それにより、レーザを選択波長
に同調させる。
Many variations of the arc-tuned etalon 920 can be envisioned without departing from the scope of the present invention. The illustrated etalon has a wedge-shaped air gap. In an alternative embodiment of the invention, a wedge-shaped solid etalon with reflective outer surfaces obliquely facing each other is mounted on the distal end of the actuator. In yet another embodiment of the present invention using an air gap etalon 920, only one of the etalon components, ie, the transmissive substrate 922 or the correction element 924, is attached to an actuator or tuning arm 940, and the other to the base. Fixed. An etalon component mounted on the actuator tunes the etalon and provides tunable feedback to the gain medium, ie, the laser diode. However,
The condition is that the etalon component attached to the actuator has a reflective surface located in a plane that is offset from the plane of rotation of the tuning arm. Thus, when the component is swept by the actuator across its stationary counterpart,
The spacing between these two along the optical path, ie the thickness, will vary. This changes the feedback wavelength to the gain medium, thereby tuning the laser to the selected wavelength.

【0061】 図示の実施形態では、出力波長の選択は、ハウジング902内に設けられた光
学式読取り装置、即ちレーザによって行われる。このレーザは、ビーム906を
放出し、このビームは第2のコーナーキューブ910に当たり、このコーナーキ
ューブはこれを垂直方向上方に逸らして光学的に符号化されたストリップ(図1
0及び図11参照)に当てる。反射ビームは、エンコーダに記憶された情報を含
み、この情報は、これまたハウジング902内に収納された光学式読取り装置に
よって読み取られ、エタロン920の弧状位置と空洞共振器の出力波長との相関
関係が決定される。本発明の変形実施形態では、光学的に符号化されたストリッ
プは、ベースに取り付けられ、読取り装置は同調アームに結合されていて、レー
ザを同調させるときにストリップ上を通過する。
In the illustrated embodiment, the selection of the output wavelength is made by an optical reader, ie, a laser, provided in the housing 902. The laser emits a beam 906, which strikes a second corner cube 910 which deflects it vertically upwards into an optically encoded strip (FIG. 1).
0 and FIG. 11). The reflected beam includes information stored in the encoder, which information is also read by an optical reader housed within housing 902 and correlates the arc position of etalon 920 with the output wavelength of the cavity. Is determined. In an alternative embodiment of the invention, the optically encoded strip is mounted on a base and the reader is coupled to a tuning arm, which passes over the strip when tuning the laser.

【0062】 当業者には明らかなように、本発明の範囲から逸脱することなく、図示の幾何
学的形状の多くの変形例を想到できる。本発明の実施形態では、同調素子の弧状
運動はベースに垂直な平面内に位置するのがよい。この実施形態では、空洞共振
器は、直交型ではなく直線型であるのがよい。
As will be apparent to those skilled in the art, many variations on the illustrated geometries are possible without departing from the scope of the invention. In embodiments of the present invention, the arcuate movement of the tuning element may lie in a plane perpendicular to the base. In this embodiment, the cavity resonator may be linear rather than orthogonal.

【0063】 図9A及び図9Bに示す実施形態では、同調アーム940の基端側端部946
及び遠方側端部942の慣性モーメントが実質的に等しくなるように装置設計を
行うと、或る程度の耐衝撃性が得られる。本発明のさらに別の実施形態では、レ
ーザを同調アームとベースとの間に位置決めすることにより形状係数を減少させ
ることが可能になる。形状係数を一段と減少させるには、アクチュエータコイル
950と磁石960,962の両方を同調アームの遠方側端部942に取り付け
、それにより、同調アームの基端側端部が不要になる(衝撃のバランスをどのよ
うにしてとるかの検討はこれとは別である)。ECDL同調素子のクローズドループ制御のためのプログラマブルエンコーダ 図10A及び図10Bは、それぞれ、図9A及び図9Bと関連して上述した正
確に同調可能な干渉フィルタの平面図及び側面図である。さらに、図10A及び
図10Bの両方では、正確に同調される干渉フィルタを利用するための関連の校
正及び制御回路が示されている。図10A及び図10Bの両方では、チューナ1
000が、干渉素子同調式ECDLのレーザ、アクチュエータ及び読取り書込み
エンコーダヘッドに結合された状態で示されている。チューナは、プロセッサ1
002、記憶装置1004、位置決め論理回路1008及び読取り又は読取り書
込み論理回路1010を有している。記憶装置1004内に記憶されたプログラ
ムコード1006は、プロセッサの動作を制御する。図示の実施形態では、エタ
ロン920の位置決めは、エンコーダ1030によって得られる出力波長のクロ
ーズドループフィードバックと関連して位置決め論理回路1008によってアク
チュエータ950に送られる駆動信号によって制御される。エンコーダ1030
は、エアギャップエタロンの下側プレート924の下面に取り付けられている。
エンコーダは、空洞共振器内のエンコーダの各位置に対応した出力波長を有して
いる。ハウジング902内に収納された光学式読取り装置が、レーザビームを出
し、このレーザビームは、コーナーキューブ910に当たって上方に逸れてエン
コーダに当たる。エンコーダからの反射信号は、エタロンの各位置に対応した波
長情報を有しており、この波長情報は、これまたハウジング902内に収納され
た光学式読取り装置によって読み取られる。この情報は読取り論理回路1010
に送られ、ここで、フィードバック制御ループの一部として用いられて、プロセ
ッサ1002及び位置決め論理回路1008がアクチュエータコイル950を適
当に付勢することができるようにする。
In the embodiment shown in FIGS. 9A and 9B, the proximal end 946 of the tuning arm 940 is shown.
If the device is designed such that the moments of inertia of the distal end 942 are substantially equal to each other, a certain degree of impact resistance can be obtained. In yet another embodiment of the present invention, positioning the laser between the tuning arm and the base allows the shape factor to be reduced. To further reduce the form factor, both the actuator coil 950 and the magnets 960, 962 are mounted at the distal end 942 of the tuning arm, thereby eliminating the need for the proximal end of the tuning arm (impact balance). Is a different consideration. ECDL programmable encoder view 10A and 10B for the closed-loop control of the tuning elements are respectively a plan view and a side view of a precisely tunable interference filter described above in connection with FIGS. 9A and 9B. Further, in both FIGS. 10A and 10B, associated calibration and control circuitry for utilizing a precisely tuned interference filter is shown. In both FIG. 10A and FIG.
000 is shown coupled to the laser, actuator and read / write encoder head of the interferometer tuned ECDL. The tuner is processor 1
002, storage 1004, positioning logic 1008, and read or read / write logic 1010. The program code 1006 stored in the storage device 1004 controls the operation of the processor. In the illustrated embodiment, the positioning of the etalon 920 is controlled by a drive signal sent to the actuator 950 by the positioning logic 1008 in connection with the closed-loop feedback of the output wavelength provided by the encoder 1030. Encoder 1030
Is attached to the lower surface of the lower plate 924 of the air gap etalon.
The encoder has an output wavelength corresponding to each position of the encoder within the cavity. An optical reader housed within the housing 902 emits a laser beam that deflects upwards on a corner cube 910 and impinges on an encoder. The reflected signal from the encoder has wavelength information corresponding to each position of the etalon, and this wavelength information is read by an optical reader housed in the housing 902. This information is read by the read logic 1010.
Where it is used as part of a feedback control loop to enable processor 1002 and positioning logic 1008 to properly energize actuator coil 950.

【0064】 図示の実施形態では、アクチュエータアーム940は、アクチュエータと永久
磁石の組立体によって時計回りの方向と反時計回りの方向の両方に付勢される。
本発明の変形実施形態では、戻り力を時計回りの方向又は反時計回りの方向のい
ずれかに生じさせてもよく、これは本発明の範囲から逸脱しない。上記技術、即
ち、線形/弧状ボイスコイルチューナをECDL同調素子、例えば回折素子及び
リトロレフレクタに適用しても同一の利点が得られ、これは本発明の範囲から逸
脱しない。
In the illustrated embodiment, the actuator arm 940 is biased by the actuator and permanent magnet assembly in both clockwise and counterclockwise directions.
In alternative embodiments of the invention, the return force may be generated in either a clockwise or counterclockwise direction, without departing from the scope of the invention. Applying the above technique, ie, a linear / arc shaped voice coil tuner, to an ECDL tuning element, such as a diffractive element and a retroreflector, achieves the same advantages without departing from the scope of the present invention.

【0065】 図示の実施形態では、位置フィードバックは、光学式エンコーダによって達成
される。当業者には明らかなように、別形式のエンコーダを用いても同じ利点が
得られ、かかるエンコーダとしては、電気式及び磁気式エンコーダが挙げられる
。本発明のさらに別の実施形態では、位置フィードバックを電気式、光学式又は
磁気式位置センサによって達成してもよい。
In the illustrated embodiment, position feedback is achieved by an optical encoder. As will be apparent to those skilled in the art, the same advantages can be achieved using other types of encoders, including electrical and magnetic encoders. In yet another embodiment of the present invention, position feedback may be achieved by electrical, optical or magnetic position sensors.

【0066】 エンコーダを利用する本発明の実施形態では、当該ECDLの所与の選択され
た出力波長と実際の出力波長との間の種々の正確度は、符号化の実施方法に応じ
て得ることができる。本発明の第1の実施形態では、標準型エンコーダが、モデ
ル又は製造ライン内でECDLの全てに取り付けられる。この実施形態では、エ
ンコーダは、特定の指標及び(又は)データが記憶された読取り専用媒体であり
、かかるデータから位置及び(又は)出力波長を統計的平均のECDLについて
決定することができる。この方法の正確さは、各ECDLの統計偏差と共に標準
から見てばらつきをもつことになろう。加うるに、もしECDLが統計標準に迫
る同調特性を有していても、エンコーダ及び読取り装置を正確に取り付けること
が依然として必要である。その目的は、実際の出力波長と符号化された波長/位
置との間の所要の関係を得ることにある。
In embodiments of the invention utilizing an encoder, various degrees of accuracy between a given selected output wavelength of the ECDL and the actual output wavelength may be obtained depending on how the encoding is performed. Can be. In a first embodiment of the invention, a standard encoder is attached to all of the ECDLs in a model or production line. In this embodiment, the encoder is a read-only medium on which certain indices and / or data are stored, from which the position and / or output wavelength can be determined for a statistically averaged ECDL. The accuracy of this method will vary from standard with the statistical deviation of each ECDL. In addition, even if the ECDL has tuning properties approaching statistical standards, it is still necessary to accurately mount encoders and readers. Its purpose is to obtain the required relationship between the actual output wavelength and the encoded wavelength / position.

【0067】 選択された出力波長と実際の出力波長との間に高い正確さが必要である場合、
ブランク読取り書込みプログラマブルエンコーダを同調素子、例えばエアギャッ
プエタロンに取り付けることが有利な場合がある。本発明のこの実施形態では、
波長可変データは、波長又は位置の何れに関する記憶データをも持たないでエン
コーダを同調素子に取り付けた状態で製作される。ハウジング902内には、読
取り書込みエンコーダヘッドが設けられている。このヘッドは、エンコーダスト
リップ1030にある情報を符号化する電気式、磁気式又は光学式書込み機能を
利用できる。ECDLを校正するため、ECDLの出力ビームに結合された波長
計器1020によって得られるデータを用いてエンコーダをプログラムする。波
長計器は、次の校正段階中にのみ利用され、ECDLそれ自体と共に移送する必
要はない。その代わり、出力波長に関する情報又は出力波長と相関できる位置情
報を直接エンコーダ上に記憶させる。この結果、当該機器における形状係数のコ
スト及び複雑さが減少することになる。
If high accuracy is required between the selected output wavelength and the actual output wavelength,
It may be advantageous to attach a blank read / write programmable encoder to a tuning element, such as an air gap etalon. In this embodiment of the invention,
The tunable data is produced with the encoder attached to the tuning element without any stored data on wavelength or position. Within the housing 902, a read / write encoder head is provided. The head may utilize an electrical, magnetic or optical writing function that encodes the information on the encoder strip 1030. To calibrate the ECDL, the encoder is programmed with data obtained by the wavelength meter 1020 coupled to the output beam of the ECDL. The wavemeter is only used during the next calibration phase and does not need to be transported with the ECDL itself. Instead, information about the output wavelength or position information that can be correlated with the output wavelength is stored directly on the encoder. As a result, the cost and complexity of the shape factor in the device is reduced.

【0068】 ECDLを校正するため、位置決め論理回路1008は、エアギャップエタロ
ンを同調範囲全体にわたって掃引し、同調範囲に沿って小刻みに休止し、波長計
器が出力波長を測定できるようにすると共に読取り書込みエンコーダによるエン
コーダストリップ1030の適当な半径方向又は直線セグメントへの関連波長の
書込みを可能にする。この段階の終りに、エンコーダストリップは、その長さに
沿って装置専用の出力波長情報を有する。このようにエンコーダ内に波長情報を
埋め込んだ状態で、チューナ1000だけを装備し、波長計器1020を省いた
状態で波長可変レーザを輸送する。動作にあたり、エンコーダストリップにある
装置専用の情報により、選択波長と出力波長の間の高い正確度が可能になる。
To calibrate the ECDL, the positioning logic 1008 sweeps the air gap etalon over the tuning range, pauses along the tuning range, allowing the wavelength meter to measure the output wavelength and reading and writing. Allows the encoder to write the relevant wavelength on the appropriate radial or straight segment of the encoder strip 1030. At the end of this stage, the encoder strip has device specific output wavelength information along its length. With the wavelength information embedded in the encoder, only the tuner 1000 is provided, and the wavelength tunable laser is transported with the wavelength meter 1020 omitted. In operation, device-specific information on the encoder strip allows for high accuracy between the selected wavelength and the output wavelength.

【0069】 本発明のさらに別の実施形態では、読取り専用機能を優先して、当該ユニット
中の読取り書込み機能を備えることと関連したコストを省くことができる。ただ
し、工場における校正中、波長計器によって得られる情報をプログラマブルエン
コーダストリップ1030上に組み込むのに適した光学式、電気式又は磁気式符
号化機能が発揮されることを条件とする。
In yet another embodiment of the present invention, the read-only function can be prioritized, eliminating the costs associated with providing a read-write function in the unit. Provided that during calibration at the factory, an optical, electrical or magnetic encoding function suitable for incorporating information obtained by the wavelength meter onto the programmable encoder strip 1030 is performed.

【0070】 当業者には明らかなように、上述の符号化技術は、外部共振器レーザの交互に
並んだ同調素子と関連して利用することができ、これにより同等の利点が得られ
、これは本発明の範囲から逸脱しない。かかる同調素子としては、リトロレフレ
クタ及び回折素子が挙げられるが、これらには限定されない。ECDL用の弧状同調式干渉フィルタ 図11は、図9及び図10に示すハウジング902及びエタロン920の詳細
側面図である。ハウジング902内に収納された利得媒質が、ビーム904を出
し、このビームはコーナーキューブ908に当たる。このビームは、エタロン9
22を通過して経路972に沿って上方に直角に逸れる。エアギャップエタロン
は、向かい合ったレフレクタ1110,1112相互間に構成されていて、これ
らレフレクタは、透過性基板922及び補正素子924の互いに向かい合った内
面にそれぞれ取り付けられている。エタロンを通過した光は、リトロレフレクタ
914の反射素子1100に当たる。楔形エタロンがビーム経路972を正確に
切って進むと、エアギャップの厚さが変わり、それにより、ハウジング902内
の利得媒質へのフィードバックが起こる特定の波長が選択される。この結果、空
洞共振器の同調が行われる。図示の実施形態では、エンコーダ1030は、補正
素子924の底面に取り付けられている。図示の実施形態では、エンコーダは、
出射及び戻り光線906によって光学的に読取り可能であり、この光線は、ハウ
ジング902内の光学検出器から出る。このエンコーダは、図10と関連して上
述したクローズドループフィードバックが行われる上述の位置及び(又は)波長
情報を有している。
As will be apparent to those skilled in the art, the encoding techniques described above can be utilized in conjunction with alternating tuning elements of an external cavity laser, which provide equivalent advantages. Does not depart from the scope of the invention. Such tuning elements include, but are not limited to, retroreflectors and diffractive elements. Arc Tuned Interference Filter for ECDL FIG. 11 is a detailed side view of the housing 902 and etalon 920 shown in FIGS. The gain medium contained within housing 902 emits beam 904, which strikes corner cube 908. This beam is the etalon 9
22 and deviates upwards along path 972 at right angles. The air gap etalon is configured between opposing reflectors 1110 and 1112, which are mounted on opposing inner surfaces of the transmissive substrate 922 and the correction element 924, respectively. Light that has passed through the etalon impinges on the reflection element 1100 of the retroreflector 914. As the wedge-shaped etalon travels exactly through beam path 972, the thickness of the air gap changes, thereby selecting a particular wavelength at which feedback to the gain medium in housing 902 occurs. This results in tuning of the cavity resonator. In the illustrated embodiment, the encoder 1030 is mounted on the bottom surface of the correction element 924. In the illustrated embodiment, the encoder is
It is optically readable by an output and return beam 906, which exits an optical detector in housing 902. This encoder has the above-mentioned position and / or wavelength information at which the closed-loop feedback described above with reference to FIG. 10 is performed.

【0071】 本発明の変形実施形態では、レンズ系が、ビームをエタロン上に合焦させるた
めにハウジング902内の利得媒質、例えばレーザダイオードとエタロン920
との間の光路内に設けられている。図4〜図7と関連して上述したように、レン
ズ系は、レーザビームのウエスト領域をエタロン上に合焦させて、これが長軸上
で細長く且つ短軸に沿って圧縮され、その結果実質的に楕円形の横断面プロフィ
ールが得られるようになる。ビームの圧縮が行われる短軸は、実質的にエタロン
の弧状経路に接している。
In an alternative embodiment of the present invention, the lens system includes a gain medium, such as a laser diode and an etalon 920, in the housing 902 to focus the beam on the etalon.
Are provided in the optical path between them. As described above in connection with FIGS. 4-7, the lens system focuses the waist region of the laser beam on the etalon, which is elongated on the long axis and compressed along the short axis, so that substantially As a result, an elliptical cross-sectional profile can be obtained. The short axis at which the compression of the beam takes place is substantially tangent to the etalon arc path.

【0072】 図12A及び図12Bは、干渉素子、例えばエアギャップエタロン920の変
形実施形態のところでレーザの位置から内方に見た側面端面図である。コーナー
キューブ908,910、ベース900、リトロレフレクタ914、同調アーム
942の遠方側端部がこれら両方の図に示されている。図12Aに示す第1の実
施形態では、透過性基板920は、光路972と直交している。補正素子924
と透過性基板922の内側反射面は、同調角度で互いに分かれている。エタロン
の一端側のエアギャップの厚さ1200と補正素子の厚さ1202は共に、エタ
ロンの他端部のエアギャップの厚さ1204と補正素子の厚さ1206よりも小
さい。同調角は、エタロンの長さ全体にわたりエアギャップの変化を定める。こ
れは、ECDLの同調可能な範囲と相関している。図1〜図3と関連して上述し
た原理は、図12Aに示す正確に同調可能な干渉素子に具体化でき、得られる利
点はほぼ同じである。
12A and 12B are side end views of a modified embodiment of an interferometric element, for example, an air gap etalon 920, viewed inward from the laser. The corner cubes 908, 910, the base 900, the retroreflector 914, and the distal end of the tuning arm 942 are shown in both of these figures. In the first embodiment shown in FIG. 12A, the transmissive substrate 920 is orthogonal to the optical path 972. Correction element 924
And the inner reflective surface of the transmissive substrate 922 are separated from each other at a tuning angle. Both the thickness 1200 of the air gap at one end of the etalon and the thickness 1202 of the correction element are smaller than the thickness 1204 of the air gap at the other end of the etalon and the thickness 1206 of the correction element. The tuning angle determines the change in the air gap over the length of the etalon. This correlates with the tunable range of the ECDL. The principles described above in connection with FIGS. 1-3 can be embodied in the precisely tunable interferometric element shown in FIG. 12A, and the advantages obtained are substantially the same.

【0073】 図12Aでは、補正素子924は、一様な屈折率を有するのがよい。本発明の
この実施形態では、補正素子の厚さは、エアギャップの厚さと対応して増大し、
かくして、同調範囲全体にわたり一様な光路長が得られる。変形例として、補正
素子は、一様な厚さ及び直線的に変化する屈折率を有していてもよく、このよう
にしても、同調範囲全体にわたり一様な光路長が得られる。
In FIG. 12A, the correction element 924 may have a uniform refractive index. In this embodiment of the invention, the thickness of the correction element increases correspondingly with the thickness of the air gap,
Thus, a uniform optical path length is obtained over the entire tuning range. As a variant, the correction element may have a uniform thickness and a linearly varying index of refraction, so that a uniform optical path length is obtained over the entire tuning range.

【0074】 図12Bに示す本発明の変形実施形態では、透過性基板922と補正素子92
4の両方を含むエタロン920は、Z軸回りの回転の度合いを表す傾斜角で配向
している。エタロンをこのように配向させることにより、図4〜図7と関連して
上述したように、偽干渉及び利得媒質へのフィードバックが減少する。
In a modified embodiment of the present invention shown in FIG. 12B, the transparent substrate 922 and the correction element 92
The etalon 920 containing both of them is oriented at a tilt angle that indicates the degree of rotation about the Z axis. This orientation of the etalon reduces spurious interference and feedback to the gain medium, as described above in connection with FIGS.

【0075】 本発明の変形実施形態では、エタロンは、互いに広がってゆく関係をなす反射
外面を備えた弧状ソリッドウェッジである。
In an alternative embodiment of the present invention, the etalon is an arcuate solid wedge with reflective outer surfaces that extend in relation to one another.

【0076】 図13は、外部共振器ダイオードレーザを同調させるためのグレーティング及
びリトロレフレクタを備えた弧状アクチュエータの実施形態の等角側面図である
。リトロレフレクタ1302は、弧状アクチュエータ940の遠方側端部942
に結合されている。レーザ1306及び回折素子、例えばグレーティング130
4が、ベース900に結合されている。レーザは、ビーム1310をかすめ角で
グレーティングに放出する。このビームは、符号1312で示すように反射され
てリトロレフレクタに差し向けられる。レーザへの波長フィードバックは、レー
ザ、グレーティング及びリトロレフレクタの向きで決まる。アクチュエータのピ
ボットは、本発明の実施形態では、同調範囲全体にわたり外部共振器内に半波長
の実質的に一定の整数倍を維持するよう位置決めされている。これにより、モー
ドホッピングが減少する。有用な出力ビーム1314が得られる。本発明の変形
実施形態では、同調は、リトロレフレクタに代えて、回折素子によって行われる
。弧状ボイスコイルアクチュエータにより、FM同調又は線形FM掃引に対応す
る迅速な位置決めが可能になる。光学式読取り書込み素子を、プレート924に
取り付けられた記録媒体と関連して用いてレーザの同調を上述したように制御し
てもよい。
FIG. 13 is an isometric side view of an embodiment of an arcuate actuator with a grating and a retroreflector for tuning an external cavity diode laser. The retroreflector 1302 is connected to the distal end 942 of the arcuate actuator 940.
Is joined to. Laser 1306 and diffraction element, eg, grating 130
4 are coupled to the base 900. The laser emits a beam 1310 at a grazing angle to the grating. This beam is reflected as shown at 1312 and directed to the retroreflector. The wavelength feedback to the laser depends on the orientation of the laser, grating and retro-reflector. The actuator pivot is, in embodiments of the present invention, positioned to maintain a substantially constant integer multiple of half-wavelengths in the external resonator over the entire tuning range. This reduces mode hopping. A useful output beam 1314 is obtained. In an alternative embodiment of the invention, tuning is performed by a diffractive element instead of a retroreflector. The arcuate voice coil actuator allows for rapid positioning corresponding to FM tuning or linear FM sweep. An optical read / write element may be used in conjunction with a recording medium mounted on plate 924 to control the tuning of the laser as described above.

【0077】 本発明の好ましい実施形態の上記説明は、例示のために行ったものである。本
発明は開示した形態そのものに限定されるものではない。当業者であれば多くの
設計変更例及び改造例が想到できることは明らかである。本発明の範囲は、特許
請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等範囲によって定められる。
The above description of a preferred embodiment of the invention has been presented for purposes of illustration. The present invention is not limited to the disclosed form itself. Obviously, many modifications and alterations in the art will occur to those skilled in the art. The scope of the present invention is defined by the scope of the present invention described in the claims and the equivalents thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1A】 本発明の波長可変外部共振器レーザの等角図である。FIG. 1A is an isometric view of a tunable external cavity laser of the present invention.

【図1B】 本発明の波長可変外部共振器レーザの平面図である。FIG. 1B is a plan view of a wavelength-tunable external cavity laser of the present invention.

【図2A】 図1A及び図1Bに示すエタロン及び補正素子の分解側面図である。FIG. 2A is an exploded side view of the etalon and the correction element shown in FIGS. 1A and 1B.

【図2B】 図2Aに示すエタロン及び補正素子の変形実施形態を示す図である。FIG. 2B is a diagram showing a modified embodiment of the etalon and the correction element shown in FIG. 2A.

【図2C】 図2Aに示すエタロン及び補正素子の変形実施形態を示す図である。FIG. 2C is a diagram showing a modified embodiment of the etalon and the correction element shown in FIG. 2A.

【図2D】 図2Aに示すエタロン及び補正素子の変形実施形態を示す図である。FIG. 2D is a diagram showing a modified embodiment of the etalon and the correction element shown in FIG. 2A.

【図2E】 図2Aに示すエタロン及び補正素子の変形実施形態を示す図である。FIG. 2E is a diagram showing a modified embodiment of the etalon and the correction element shown in FIG. 2A.

【図3A】 図示の外部共振器レーザのモードホッピングを示すグラフ図である。FIG. 3A is a graph illustrating mode hopping of the illustrated external cavity laser.

【図3B】 図示の外部共振器レーザの位相連続同調状態を示すグラフ図である。FIG. 3B is a graph showing a continuous phase tuning state of the illustrated external cavity laser.

【図4A】 偽干渉と偽反射の両方を抑制するエタロン及び補正素子の変形実施形態の等角
図である。
FIG. 4A is an isometric view of a modified embodiment of an etalon and a correction element that suppresses both spurious interference and spurious reflection.

【図4B】 偽干渉と偽反射の両方を抑制するエタロン及び補正素子の変形実施形態の平面
図である。
FIG. 4B is a plan view of a modified embodiment of an etalon and a correction element that suppress both spurious interference and spurious reflection.

【図5A】 図4A及び図4Bに示す新規なエタロン及び補正素子に用いられるのに適した
レンズ系の実施形態を有する外部共振器ダイオードレーザの詳細等角図である。
FIG. 5A is a detailed isometric view of an external cavity diode laser having an embodiment of a lens system suitable for use in the novel etalons and correction elements shown in FIGS. 4A and 4B.

【図5B】 図4A及び図4Bに示す新規なエタロン及び補正素子に用いられるのに適した
レンズ系の実施形態を有する外部共振器ダイオードレーザの平面図である。
FIG. 5B is a plan view of an external cavity diode laser having an embodiment of a lens system suitable for use in the novel etalons and correction elements shown in FIGS. 4A and 4B.

【図6A】 図4A及び図4Bに示す新規なエタロン及び補正素子に用いられるのに適した
レンズ系の別の実施形態を有する外部共振器ダイオードレーザの平面図である。
FIG. 6A is a plan view of an external cavity diode laser having another embodiment of a lens system suitable for use in the novel etalons and correction elements shown in FIGS. 4A and 4B.

【図6B】 図4A及び図4Bに示す新規なエタロン及び補正素子に用いられるのに適した
レンズ系の別の実施形態を有する外部共振器ダイオードレーザの平面図である。
FIG. 6B is a plan view of an external cavity diode laser having another embodiment of a lens system suitable for use in the novel etalons and correction elements shown in FIGS. 4A and 4B.

【図7A】 図4A及び図4Bに示す新規なエタロン及び補正素子に用いられるのに適した
レンズ系の更に別の実施形態を有する外部共振器ダイオードレーザの平面図であ
る。
FIG. 7A is a plan view of an external cavity diode laser having yet another embodiment of a lens system suitable for use in the novel etalons and correction elements shown in FIGS. 4A and 4B.

【図7B】 図4A及び図4Bに示す新規なエタロン及び補正素子に用いられるのに適した
レンズ系の更に別の実施形態を有する外部共振器ダイオードレーザの平面図であ
る。
FIG. 7B is a plan view of an external cavity diode laser having yet another embodiment of a lens system suitable for use in the novel etalons and correction elements shown in FIGS. 4A and 4B.

【図8A】 干渉フィルタ同調式外部共振器ダイオードレーザのためのボイスコイルアクチ
ュエータを含む本発明の実施形態の等角側面図である。
FIG. 8A is an isometric side view of an embodiment of the present invention including a voice coil actuator for an interference filter tuned external cavity diode laser.

【図8B】 図8Aの波長可変レーザのボイスコイルアクチュエータ、位置センサ及び制御
回路の詳細断面側面図である。
FIG. 8B is a detailed sectional side view of a voice coil actuator, a position sensor, and a control circuit of the tunable laser of FIG. 8A.

【図9A】 波長可変外部共振器ダイオードレーザの弧状アクチュエータの実施形態の等角
側面図である。
FIG. 9A is an isometric side view of an embodiment of an arcuate actuator for a tunable external cavity diode laser.

【図9B】 波長可変外部共振器ダイオードレーザの弧状アクチュエータの実施形態の等角
側面図である。
FIG. 9B is an isometric side view of an embodiment of a tunable external cavity diode laser arc actuator.

【図10A】 関連の校正及び制御回路を含む図9A及び図9Bの弧状同調式外部共振器ダイ
オードレーザの平面図である。
10A is a plan view of the arc-tuned external cavity diode laser of FIGS. 9A and 9B including associated calibration and control circuitry.

【図10B】 関連の校正及び制御回路を含む図9A及び図9Bの弧状同調式外部共振器ダイ
オードレーザの側面図である。
10B is a side view of the arc-tuned external cavity diode laser of FIGS. 9A and 9B including associated calibration and control circuitry.

【図11】 図9及び図10の波長可変外部共振器ダイオードレーザの共振器部分の実施形
態の詳細側面図である。
11 is a detailed side view of an embodiment of the resonator portion of the tunable external cavity diode laser of FIGS. 9 and 10. FIG.

【図12A】 図11に示す空洞共振器の干渉フィルタ同調素子の変形実施形態の端面側面図
である。
FIG. 12A is a side view of an end face of a modified embodiment of the interference filter tuning element of the cavity resonator shown in FIG. 11;

【図12B】 図11に示す空洞共振器の干渉フィルタ同調素子の変形実施形態の端面側面図
である。
FIG. 12B is a side view of an end face of a modified embodiment of the interference filter tuning element of the cavity resonator shown in FIG. 11;

【図13】 外部共振器ダイオードレーザを同調させるためにグレーティング(格子)及び
リトロレフレクタを備えた弧状アクチュエータの実施形態の等角側面図である。
FIG. 13 is an isometric side view of an embodiment of an arcuate actuator with a grating and a retroreflector to tune an external cavity diode laser.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/342,342 (32)優先日 平成11年6月29日(1999.6.29) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD ,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL, PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,S L,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 チャップマン ウィリアム ビー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94086 サニーヴェイル サウス パスト リア アベニュー 421 (72)発明者 ジェンク マイケル ワイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95070 サラトーガ クレムソン アベニ ュー 18339 Fターム(参考) 5F072 AB13 JJ20 KK01 KK06 KK08 KK18 KK26 KK30 PP07 YY15 5F073 AA67 AA83 AB25 AB29 BA01 EA29 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (31) Priority claim number 09 / 342,342 (32) Priority date June 29, 1999 (June 29, 1999) (33) Priority claim country United States (US) ( 81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, R, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK , SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Chapman William B United States 94086 Sunnyvale South Pastria Rear Avenue 421 (72) Invention Jennifer Michael Y. United States of America 95070 Saratoga Clemson Avenue 18339 F-term (reference) 5F072 AB13 JJ20 KK01 KK06 KK08 KK18 KK26 KK30 PP07 YY15 5F073 AA67 AA83 AB25 AB29 BA01 EA29

Claims (35)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波長可変外部共振器レーザであって、ビームを放出する利得
媒質と、選択された波長を利得媒質にフィードバックするようビームの経路内に
可動状態で位置決めされる同調素子と、前記同調素子に結合されていて、電気信
号に応答して前記同調素子をビームの経路内に位置決めして選択された波長を利
得媒質にフィードバックし、それにより波長可変レーザを同調させるボスコイル
アクチュエータとを有することを特徴とする波長可変外部共振器レーザ。
1. A tunable external cavity laser, comprising: a gain medium for emitting a beam; a tuning element movably positioned in a beam path to feed back a selected wavelength to the gain medium; A boss coil actuator coupled to the tuning element and responsive to the electrical signal for positioning the tuning element in the path of the beam and feeding back the selected wavelength to the gain medium, thereby tuning the tunable laser. A tunable external cavity laser, comprising:
【請求項2】 前記同調素子は、干渉素子と、回折素子と、リトロレフレク
タのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1記載の波長可変外部共
振器レーザ。
2. The tunable external cavity laser according to claim 1, wherein the tuning element includes at least one of an interference element, a diffraction element, and a retroreflector.
【請求項3】 前記同調素子は、互いに角度をなして結合された対向関係に
ある第1のレフレクタと第2のレフレクタを備えたエタロンから成ることを特徴
とする請求項1記載の波長可変外部共振器レーザ。
3. The tunable external device according to claim 1, wherein said tuning element comprises an etalon having a first reflector and a second reflector which are coupled at an angle to each other and are opposed to each other. Cavity laser.
【請求項4】 前記第1及び第2のレフレクタは、これらの間に楔形のギャ
ップを形成していることを特徴とする請求項3記載の波長可変外部共振器レーザ
4. The tunable external cavity laser according to claim 3, wherein said first and second reflectors have a wedge-shaped gap formed therebetween.
【請求項5】 互いに反対側に位置した第1の面と第2の面との間に、ウェ
ッジを構成する楔形基板を更に有し、第1及び第2のレフレクタは、それぞれ前
記第1の面及び第2の面に取り付けられていることを特徴とする請求項3記載の
波長可変外部共振器レーザ。
5. A wedge-shaped substrate forming a wedge between a first surface and a second surface located on opposite sides of each other, wherein the first and second reflectors each include the first and second reflectors. 4. The tunable external cavity laser according to claim 3, wherein the laser is attached to the surface and the second surface.
【請求項6】 前記第1のレフレクタと前記第2のレフレクタのうち少なく
とも一方に結合されていて、波長可変外部共振器レーザの同調中、モードホッピ
ングを抑制するよう共振器の光学的長さを変化させる補正素子を更に有すること
を特徴とする請求項3記載の波長可変外部共振器レーザ。
6. The optical length of the resonator coupled to at least one of the first reflector and the second reflector to reduce mode hopping during tuning of the tunable external cavity laser. 4. The tunable external cavity laser according to claim 3, further comprising a correction element for changing the wavelength.
【請求項7】 補正素子は、一様な屈折率及びビームの経路に平行な軸線に
沿って定められる直線的に変化する厚さを有する基板を更に有していることを特
徴とする請求項6記載の波長可変外部共振器レーザ。
7. The correction element further comprising a substrate having a uniform refractive index and a linearly varying thickness defined along an axis parallel to the beam path. 7. The tunable external cavity laser according to 6.
【請求項8】 補正素子は、ビームの経路を横切って定められる勾配付き屈
折率を有する基板を更に有していることを特徴とする請求項5記載の波長可変外
部共振器レーザ。
8. The tunable external cavity laser of claim 5, wherein the correction element further comprises a substrate having a graded refractive index defined across the beam path.
【請求項9】 補正素子は、受けた電気信号に応じて屈折率が変化する光学
素子を更に有することを特徴とする請求項5記載の波長可変外部共振器レーザ。
9. The tunable external cavity laser according to claim 5, wherein the correction element further includes an optical element whose refractive index changes according to the received electric signal.
【請求項10】 前記利得媒質は、レーザダイオードであることを特徴とす
る請求項1記載の波長可変外部共振器レーザ。
10. The tunable external cavity laser according to claim 1, wherein said gain medium is a laser diode.
【請求項11】 前記ボイスコイルアクチュエータは、電気信号に応答して
磁界を発生させるボイスコイルと、前記ボイスコイルに結合された磁気回路と、
前記ボイスコイルを前記磁気回路に対して位置決めするよう電気信号を制御する
コントローラとを有し、前記磁気回路と前記ボイスコイルのうち一方は、前記同
調素子をビームの経路内に可動状態で位置決めするよう前記同調素子に結合され
ていることを特徴とする請求項1記載の波長可変外部共振器レーザ。
11. A voice coil that generates a magnetic field in response to an electric signal, a voice circuit coupled to the voice coil,
A controller for controlling an electrical signal to position the voice coil with respect to the magnetic circuit, wherein one of the magnetic circuit and the voice coil movably positions the tuning element in a beam path. 2. The tunable external cavity laser of claim 1, wherein said tunable external cavity laser is coupled to said tuning element.
【請求項12】 前記磁気回路は、電気信号が前記ボイスコイルを前記磁気
回路に対して直線的に位置決めするよう前記ボイスコイルを少なくとも部分的に
包囲した環状体を構成していることを特徴とする請求項11記載の波長可変外部
共振器レーザ。
12. The magnetic circuit, wherein the magnetic circuit comprises an annular body at least partially surrounding the voice coil such that an electrical signal linearly positions the voice coil relative to the magnetic circuit. The tunable external cavity laser according to claim 11.
【請求項13】 前記同調素子と前記磁気回路及び前記ボイスコイルのうち
一方との両方が取り付けられた弧状同調アームを更に有し、電気信号は、前記ボ
イスコイルを前記磁気回路に対して弧状に位置決めするようになっていることを
特徴とする請求項11記載の波長可変外部共振器レーザ。
13. An arc-shaped tuning arm to which both the tuning element and one of the magnetic circuit and the voice coil are mounted, wherein the electric signal causes the voice coil to be arcuate with respect to the magnetic circuit. The tunable external cavity laser according to claim 11, wherein the laser is positioned.
【請求項14】 前記同調素子の位置とビームの選択された波長のうち少な
くとも一方に対応したフィードバック信号を前記コントローラに送るフィードバ
ック回路を更に有し、前記コントローラは、前記同調素子の位置決めを制御して
ビームの選択された波長を維持するようフィードバック信号を用いる論理回路を
更に有することを特徴とする請求項11記載の波長可変外部共振器レーザ。
14. A feedback circuit for sending a feedback signal corresponding to at least one of a position of the tuning element and a selected wavelength of a beam to the controller, wherein the controller controls the positioning of the tuning element. The tunable external cavity laser of claim 11, further comprising a logic circuit that uses a feedback signal to maintain the selected wavelength of the beam.
【請求項15】 前記同調素子の位置決めを制御して選択された波長を維持
するフィードバック信号に応答し、前記同調素子を位置決めするよう電気信号を
制御するコントローラと、前記同調素子の位置とビームの選択された波長のうち
少なくとも一方に対応したフィードバック信号を前記コントローラに送るフィー
ドバック回路とを更に有することを特徴とする請求項1記載の波長可変外部共振
器レーザ。
15. A controller responsive to a feedback signal controlling the positioning of the tuning element to maintain a selected wavelength, and controlling an electrical signal to position the tuning element; and a position of the tuning element and a beam position. 2. The tunable external cavity laser according to claim 1, further comprising a feedback circuit that sends a feedback signal corresponding to at least one of the selected wavelengths to the controller.
【請求項16】 前記フィードバック回路は、エンコーダを更に有し、前記
エンコーダは、その長さに沿って、前記同調素子の位置とビームの選択された波
長のうち少なくとも一方に対応した指標を記録し、前記フィードバック回路は、
前記指標を読み取って、前記エンコーダから読み取った指標に対応するフィード
バック信号を記録する読取り装置を更に有し、前記エンコーダと前記読取り装置
のうち一方は、前記同調素子に結合されていることを特徴とする請求項15記載
の波長可変外部共振器レーザ。
16. The feedback circuit further comprises an encoder, the encoder recording, along its length, an indicator corresponding to at least one of a position of the tuning element and a selected wavelength of the beam. , The feedback circuit comprises:
A reading device that reads the indicator and records a feedback signal corresponding to the indicator read from the encoder, wherein one of the encoder and the reading device is coupled to the tuning element. The tunable external cavity laser according to claim 15.
【請求項17】 前記エンコーダは、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ
及び電気式エンコーダのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項16
記載の波長可変外部共振器レーザ。
17. The encoder according to claim 16, wherein the encoder includes at least one of an optical encoder, a magnetic encoder, and an electric encoder.
A tunable external cavity laser as described.
【請求項18】 指標を前記エンコーダに書き込むための書込み装置を更に
有することを特徴とする請求項15記載の波長可変外部共振器レーザ。
18. The wavelength tunable external cavity laser according to claim 15, further comprising a writing device for writing an index into said encoder.
【請求項19】 前記書込み装置は、光学式書込み装置、磁気式書込み装置
及び電気式書込み装置のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項18
記載の波長可変外部共振器レーザ。
19. The writing device according to claim 18, wherein the writing device includes at least one of an optical writing device, a magnetic writing device, and an electric writing device.
A tunable external cavity laser as described.
【請求項20】 波長可変外部共振器レーザであって、ビームを放出する利
得媒質と、選択された波長を利得媒質にフィードバックするようビームの経路内
に可動状態で位置決めされる同調素子と、エンコーダとを有し、前記エンコーダ
は、その長さに沿って、前記同調素子の位置とビームの選択された波長のうち少
なくとも一方に対応した指標を記録し、前記波長可変外部共振器レーザは、前記
指標を読み取って、前記エンコーダから読み取った指標に対応するフィードバッ
ク信号を記録する読取り装置を更に有し、前記エンコーダと前記読取り装置のう
ち一方は、前記同調素子に結合されており、前記波長可変外部共振器レーザは更
に、前記同調素子に結合されていて、前記同調素子をビームの経路内に位置決め
して選択された波長を利得媒質にフィードバックして波長可変レーザを同調させ
るポジショナを有し、前記ポジショナは、前記読取り装置によって読みとられた
指標が実質的に選択された波長に一致するように前記同調素子を位置決めするこ
とを特徴とする波長可変外部共振器レーザ。
20. A tunable external cavity laser, comprising: a gain medium for emitting a beam; a tuning element movably positioned in a beam path to feed back a selected wavelength to the gain medium; and an encoder. And the encoder records, along its length, an index corresponding to at least one of the position of the tuning element and a selected wavelength of the beam, and the wavelength-tunable external cavity laser includes: A reading device for reading the index and recording a feedback signal corresponding to the index read from the encoder, wherein one of the encoder and the reading device is coupled to the tuning element; The resonator laser is further coupled to the tuning element to position the tuning element in the path of the beam and to gain a selected wavelength. A positioner that feeds back to the medium to tune the tunable laser, wherein the positioner positions the tuning element such that the index read by the reader substantially matches the selected wavelength. Characteristic tunable external cavity laser.
【請求項21】 前記エンコーダは、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ
及び電気式エンコーダのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項20
記載の波長可変外部共振器レーザ。
21. The encoder according to claim 20, wherein the encoder includes at least one of an optical encoder, a magnetic encoder, and an electric encoder.
A tunable external cavity laser as described.
【請求項22】 指標を前記エンコーダに書き込むための書込み装置を更に
有することを特徴とする請求項20記載の波長可変外部共振器レーザ。
22. The tunable external cavity laser according to claim 20, further comprising a writing device for writing an index into said encoder.
【請求項23】 前記書込み装置は、光学式書込み装置、磁気式書込み装置
及び電気式書込み装置のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項19
記載の波長可変外部共振器レーザ。
23. The writing device according to claim 19, wherein the writing device includes at least one of an optical writing device, a magnetic writing device, and an electric writing device.
A tunable external cavity laser as described.
【請求項24】 外部共振器レーザの出力波長を制御する方法であって、外
部共振器レーザは、ベースと、ビームを放出する利得媒質と、選択された出力波
長を利得媒質にフィードバックさせて外部共振器レーザを同調させるようビーム
の経路内に可変的に位置決めされる同調素子とを有し、前記制御方法は、同調素
子を位置範囲の端から端までの連続した位置に移動させる段階と、前記移動段階
に応答して位置範囲の端から端までの連続した位置の各々で対応の出力波長を測
定する段階と、前記測定段階に応答して、ベース及び同調素子のうち選択された
一方に結合された符号化媒質の長さに沿って対応の出力波長の指示値を記録する
段階と、ベースと同調素子のうち選択されなかった一方から、前記記憶段階で符
号化媒質上に記録された対応の出力波長の指示値を読み取る段階と、同調素子を
、前記読み取り段階で読みとられた対応の出力波長の指示値が選択された波長に
一致する選択された位置に移動させる段階とを有することを特徴とする制御方法
24. A method for controlling an output wavelength of an external cavity laser, comprising: a base, a gain medium for emitting a beam, and a selected output wavelength fed back to the gain medium to provide an external wavelength. A tuning element variably positioned in the path of the beam to tune the resonator laser, the method comprising: moving the tuning element to a continuous position across a position range; Measuring a corresponding output wavelength at each successive position from end to end of the position range in response to said moving step; and, in response to said measuring step, to a selected one of a base and a tuning element. Recording an indication of the corresponding output wavelength along the length of the combined encoding medium; and, from the unselected one of the base and the tuning element, recorded on the encoding medium in the storing step. versus Reading the corresponding output wavelength indication and moving the tuning element to a selected position where the corresponding output wavelength indication read in the reading step matches the selected wavelength. A control method characterized in that:
【請求項25】 光路長を変化させて外部共振器レーザの同調中、モードホ
ッピングを抑制する段階を更に有することを特徴とする請求項24記載の制御方
法。
25. The control method according to claim 24, further comprising the step of suppressing mode hopping during tuning of the external cavity laser by changing an optical path length.
【請求項26】 波長可変外部共振器レーザであって、ビームを放出する利
得媒質と、ビームの経路中に設けられたリトロレフレクタと、利得媒質とリトロ
レフレクタとの間でビームの経路中において互いに向かい合って且つ互いに角度
をなして位置決めされていて、選択された波長を利得媒質にフィードバックして
レーザを同調させる第1のレフレクタ及び第2のレフレクタと、ビームの経路に
沿う前記レフレクタ相互間の間隔を変化させ、それによりレーザを同調させるよ
う前記第1のレフレクタと前記第2のレフレクタのうち少なくとも一方を位置決
めするポジショナとを有することを特徴とする波長可変外部共振器レーザ。
26. A tunable external cavity laser, comprising: a gain medium that emits a beam; a retroreflector provided in a beam path; and a beam path between the gain medium and the retroreflector facing each other in the beam path. And changing the spacing between the first and second reflectors, which are positioned at an angle to each other and feed back the selected wavelength to the gain medium to tune the laser, and the reflectors along the beam path. A tunable external cavity laser comprising: a positioner for positioning at least one of said first reflector and said second reflector so as to tune the laser.
【請求項27】 前記ポジショナは、ビームの経路と交わる平面内に前記第
1のレフレクタと前記第2のレフレクタとのうち少なくとも一方正確に位置決め
して利得媒質を同調させることを特徴とする請求項26記載の波長可変外部共振
器レーザ。
27. The positioner according to claim 27, wherein at least one of the first reflector and the second reflector is accurately positioned in a plane intersecting a beam path to tune the gain medium. 27. The tunable external cavity laser according to 26.
【請求項28】 前記第1のレフレクタと前記第2のレフレクタは、互いに
結合されていることを特徴とする請求項27記載の波長可変外部共振器レーザ。
28. The tunable external cavity laser according to claim 27, wherein said first reflector and said second reflector are coupled to each other.
【請求項29】 前記第1のレフレクタ及び前記第2のレフレクタにそれぞ
れ結合された角度をなして互いに反対側に位置する第1及び第2の面を備えた楔
形透過性基板を更に有することを特徴とする請求項27記載の波長可変外部共振
器レーザ。
29. The apparatus further comprises a wedge-shaped transmissive substrate having first and second surfaces at opposite angles that are coupled to the first reflector and the second reflector, respectively. A tunable external cavity laser according to claim 27.
【請求項30】 前記第1及び第2のレフレクタは、これらの間に楔形のギ
ャップを形成していることを特徴とする請求項27記載の波長可変外部共振器レ
ーザ。
30. The tunable external cavity laser according to claim 27, wherein the first and second reflectors have a wedge-shaped gap formed therebetween.
【請求項31】 外部共振器レーザの同調中、モードホッピングを抑制する
ようビームの経路内でポジショナに結合された補正素子を更に有し、前記ポジシ
ョナは、更に、レーザの光学的長さを変化させて外部共振器レーザの同調中、モ
ードホッピングを抑制するよう前記補正素子を位置決めするようになっているこ
とを特徴とする請求項27記載の波長可変外部共振器レーザ。
31. A tuning device coupled to a positioner in the path of the beam to suppress mode hopping during tuning of the external cavity laser, the positioner further changing the optical length of the laser. 28. The tunable external cavity laser according to claim 27, wherein the correction element is positioned so as to suppress mode hopping during tuning of the external cavity laser.
【請求項32】 補正素子は、一様な屈折率及びビームの経路に平行な軸線
に沿って定められる直線的に変化する厚さを備えた基板を更に有し、基板は、ビ
ームの経路を横切って位置してレーザ増幅器の同調中、モードホッピングを抑制
するようポジショナに結合されていることを特徴とする請求項31記載の波長可
変外部共振器レーザ。
32. The correction element further comprises a substrate having a uniform refractive index and a linearly varying thickness defined along an axis parallel to the beam path, the substrate comprising a beam path. 32. The tunable external cavity laser of claim 31, wherein the tunable external cavity laser is coupled transversely to a positioner to suppress mode hopping during tuning of the laser amplifier.
【請求項33】 ビームの経路を横切って延びる並進軸線に沿って定められ
る勾配付きの屈折率を備えた基板を更に有し、基板は、ビームの経路を横切って
並進してレーザ増幅器の同調中、モードホッピングを抑制するよう並進機構に結
合されていることを特徴とする請求項31記載の波長可変外部共振器レーザ。
33. A substrate having a graded index of refraction defined along a translation axis extending across a path of the beam, wherein the substrate is translated across the path of the beam during tuning of the laser amplifier. 32. The tunable external cavity laser of claim 31, wherein the tunable external cavity laser is coupled to a translation mechanism to suppress mode hopping.
【請求項34】 前記第1及び前記第2のレフレクタは、ビームの経路と傾
斜角をなして交差するよう位置決めされており、それにより、ビームの偽干渉及
び偽反射を減少させることを特徴とする請求項26記載の波長可変外部共振器レ
ーザ。
34. The first and second reflectors are positioned to intersect the path of the beam at an oblique angle, thereby reducing spurious interference and spurious reflection of the beam. The tunable external cavity laser according to claim 26.
【請求項35】 前記ポジショナは、ビームの経路と交差する平面内に前記
第1のレフレクタ及び前記第2のレフレクタのうち少なくとも一方を直線的に位
置決めし、それにより利得媒質を同調させることを特徴とする請求項26記載の
波長可変外部共振器レーザ。
35. The positioner linearly positions at least one of the first reflector and the second reflector in a plane intersecting a beam path, thereby tuning a gain medium. 27. The tunable external cavity laser according to claim 26.
JP2000577743A 1998-10-16 1999-10-15 Continuous wavelength tunable external cavity laser Pending JP2002528902A (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10444898P 1998-10-16 1998-10-16
US12078099P 1999-02-19 1999-02-19
US09/342,342 1999-06-29
US09/342,342 US6108355A (en) 1998-10-16 1999-06-29 Continuously-tunable external cavity laser
US60/120,780 1999-06-29
US60/104,448 1999-06-29
PCT/US1999/024137 WO2000024095A1 (en) 1998-10-16 1999-10-15 Continuously-tunable external cavity laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002528902A true JP2002528902A (en) 2002-09-03

Family

ID=27379731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000577743A Pending JP2002528902A (en) 1998-10-16 1999-10-15 Continuous wavelength tunable external cavity laser

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1129513A1 (en)
JP (1) JP2002528902A (en)
AU (1) AU6432399A (en)
WO (1) WO2000024095A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006080412A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Sony Corp Laser system
JP2008066636A (en) * 2006-09-11 2008-03-21 Opnext Japan Inc Wavelength variable laser light source

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001292973A1 (en) * 2000-09-22 2002-04-02 Blue Leaf, Inc. Optical transmitter comprising a stepwise tunable laser
US6556599B1 (en) 2000-10-17 2003-04-29 Bookham Technology Plc External cavity laser using angle-tuned filter and method of making same
JP2002190642A (en) * 2000-12-21 2002-07-05 Ando Electric Co Ltd Variable wavelength light source
US6901088B2 (en) 2001-07-06 2005-05-31 Intel Corporation External cavity laser apparatus with orthogonal tuning of laser wavelength and cavity optical pathlength
IL152195A0 (en) 2002-10-09 2003-05-29 Lambda Crossing Ltd Tunable laser
GB0904247D0 (en) * 2009-03-12 2009-04-22 Cip Technologies Ltd Hybrid integrated tuneable laser
JP5738271B2 (en) 2009-04-03 2015-06-24 エグザロス・アクチェンゲゼルシャフトExalos Ag Optical module

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5103457A (en) * 1990-02-07 1992-04-07 Lightwave Electronics Corporation Elliptical mode cavities for solid-state lasers pumped by laser diodes
US5412474A (en) * 1992-05-08 1995-05-02 Smithsonian Institution System for measuring distance between two points using a variable frequency coherent source
US5321717A (en) * 1993-04-05 1994-06-14 Yoshifumi Adachi Diode laser having minimal beam diameter and optics

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006080412A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Sony Corp Laser system
JP2008066636A (en) * 2006-09-11 2008-03-21 Opnext Japan Inc Wavelength variable laser light source

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000024095A1 (en) 2000-04-27
AU6432399A (en) 2000-05-08
EP1129513A1 (en) 2001-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6282215B1 (en) Continuously-tunable external cavity laser
US7130320B2 (en) External cavity laser with rotary tuning element
US6026100A (en) External cavity-type of wavelength tunable semiconductor laser light source and method for tuning wavelength therefor
US6614829B1 (en) Mechanically grounded tunable laser
US6018535A (en) External cavity type wavelength-tunable light source
CN103633558B (en) Adopt the wideband adjustable outside cavity gas laser of small-sized MEMS mirror
US6108355A (en) Continuously-tunable external cavity laser
US6901088B2 (en) External cavity laser apparatus with orthogonal tuning of laser wavelength and cavity optical pathlength
US8929409B2 (en) External cavity tunable laser with an air gap etalon comprising wedges
JPH0964439A (en) Laser light source apparatus
JP7199393B2 (en) laser device
EP0491777B1 (en) Method for ascertaining mode hopping free tuning of resonance frequency and the q-value of an optical resonator and a device for carrying out the method
JP2002528902A (en) Continuous wavelength tunable external cavity laser
US20070127539A1 (en) Narrow band laser with wavelength stability
US8107509B2 (en) Monolithic folded F-P cavity and semiconductor laser using the same
CN101505033B (en) Semiconductor laser
CN102780158B (en) Tunable external-cavity semiconductor laser
US20050129073A1 (en) Tunable external cavity laser with adjustable cavity length and mode-hop suppression
US20050068996A1 (en) External cavity tunable optical transmitters
US20220390756A1 (en) Laser interferometer and method for controlling laser interferometer
US4048585A (en) Tuning type laser oscillator apparatus and laser radar system and laser communication system using the same
US20080181264A1 (en) Laser light source device
JPH08195520A (en) Solid state laser oscillator
EP1730823A1 (en) Improved mode selection and frequency tuning of a laser cavity
JPH0774421A (en) Variable wavelength semiconductor laser light source