JP2008227407A - External-resonator wavelength variable light source and light source device - Google Patents
External-resonator wavelength variable light source and light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008227407A JP2008227407A JP2007067266A JP2007067266A JP2008227407A JP 2008227407 A JP2008227407 A JP 2008227407A JP 2007067266 A JP2007067266 A JP 2007067266A JP 2007067266 A JP2007067266 A JP 2007067266A JP 2008227407 A JP2008227407 A JP 2008227407A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- diffraction grating
- external resonator
- semiconductor laser
- resonator type
- 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
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光通信分野又は光計測技術分野等で用いられる外部共振器型波長可変光源及び光源装置に関する。 The present invention relates to an external resonator type wavelength tunable light source and a light source device used in the field of optical communication or the field of optical measurement technology.
光通信又は光計測技術で使用される光源としては、単一モードで発振してスペクトル線幅が狭く、波長安定性が良いとともに、波長可変が可能な光源が要求される。波長が可変な光源の1つとして外部共振器型波長可変光源が開発されている。図12は、従来の外部共振器型波長可変光源の一例を示す平面図である。図12に示す通り、外部共振器型波長可変光源100は、半導体レーザ101、コリメートレンズ102、回折格子103、及び平面ミラー104を備える。尚、図12に示す外部共振器型波長可変光源100は、リットマン配置の外部共振器型波長可変光源である。
As a light source used in optical communication or optical measurement technology, a light source that oscillates in a single mode and has a narrow spectral line width, good wavelength stability, and variable wavelength is required. An external resonator type tunable light source has been developed as one of tunable light sources. FIG. 12 is a plan view showing an example of a conventional external resonator type wavelength tunable light source. As shown in FIG. 12, the external resonator type wavelength
半導体レーザ101は、例えば半導体基板上に下部クラッド層、活性層、及び上部クラッド層を順に形成し、半導体基板を劈開して得られる平行な端面を共振器として用いるファブリペロー型の半導体レーザである。この半導体レーザ101には共振器をなす端面の一方に反射防止膜(ARコート)105が施されている。半導体レーザ101は反射防止膜105が施された端面をコリメートレンズ102側に向けて配置されている。尚、半導体レーザ101の大きさは0.2〜1mm程度である。
The
コリメートレンズ102は、半導体レーザ101の反射防止膜105が施された端面におけるレーザ光の射出位置に、一方の焦点が配置されるよう半導体レーザ101に対して位置決めされている。このコリメートレンズ102は、半導体レーザ101から射出されるレーザ光を平行光にするとともに、回折格子103で回折されてきたレーザ光を半導体レーザ101のレーザ光の射出位置に集光する。尚、半導体レーザ101及びコリメートレンズ12はケース110内に収容されている。
The
回折格子103は、紙面に直交する方向に格子が形成された平面状の回折面103aを有しており、コリメートレンズ102によって平行にされたレーザ光、及び平面ミラー104によって反射されたレーザ光を、その波長に応じた角度で回折する。尚、回折格子103の回折面103aの紙面に沿う方向の長さは十数mm程度である。平面ミラー104は、回折格子103によって回折されたレーザ光を反射するものであり、紙面に沿う回転方向D101,D102に回転(揺動)可能である。
The diffraction grating 103 has a
ここで、図12に示す通り、半導体レーザ101の反射防止膜105が施されていない端面101aの回折格子103に対する光学的位置をP101、回折格子103に対するレーザ光の入射位置をP102、平面ミラー104に対するレーザ光の入射位置をP103とする。尚、半導体レーザ101の端面101aの光学的位置P101から回折格子103に対する入射位置P102を介して平面ミラー104に対する入射位置P103までの長さ(光路長)は40〜50mm程度である。
Here, as shown in FIG. 12, the optical position of the
図12に示す外部共振器型波長可変光源100において、波数を一定にしたまま波長を変化させるためには、半導体レーザ101の端面101aの光学的位置P101、回折格子103に対する入射位置P102、及び平面ミラー104に対する入射位置P103を通る円R100の円周に沿って入射位置P103が移動するよう平面ミラー104を回転させる必要がある。このとき、図12に示す通り、平面ミラー104の回転中心は、端面101aの光学的位置P101を起点にして光軸に対し垂直に延ばした線と、回折格子103の回折面103aを含む平面とが交差する点C101に配置されている必要がある。
In the external resonator type wavelength
上記構成において、半導体レーザ101から射出されたレーザ光は、コリメートレンズ102によって平行光に変換された後に回折格子103の回折面103aに入射し、波長に応じた角度で回折される。回折格子103で回折されたレーザ光のうち、平面ミラー104が配置されている方向へ回折されたレーザ光は、平面ミラー104で反射された後に再び回折格子103の回折面103aに入射する。このレーザ光は再び回折格子103で回折されて元の光路を逆向きに進み、コリメートレンズ102により集光されて半導体レーザ101に入射する。半導体レーザ101に入射したレーザ光のうち、一部が半導体レーザ101の端面101aで反射されて半導体レーザ101内部を逆向きに進んで再びコリメートレンズ102側に射出され、残りが端面101aから半導体レーザ101の外部に射出される。
In the above configuration, the laser light emitted from the
以上の通り、図12に示す従来の外部共振器型波長可変光源100は、半導体レーザ101の端面101aと、半導体レーザ101の外部に設けられた平面ミラー104とにより共振器が形成されている。ここで、共振器をなす平面ミラー104を図中の点C101を中心として回転方向D101に回転させるとレーザ光の波長を長波長側に連続的に可変することができ、逆に点C101を中心として回転方向D102に回転させるとレーザ光の波長を短波長側に連続的に可変することができる。これにより、外部共振器型波長可変光源100からは、スペクトル線幅が狭く波長安定性が良いレーザ光が得られ、しかもモードホップを生ずることなく波長を連続して可変することができる。
As described above, the conventional external resonator type wavelength
尚、従来の外部共振器型波長可変光源の詳細については、例えば以下の特許文献1〜4を参照されたい。
ところで、従来の外部共振器型波長可変光源100において、点C101を中心として紙面に沿う回転方向D101,D102に平面ミラー104を回転させるためには、所定の回転機構が必要になる。例えば、点C101を通って紙面に垂直な軸を回転軸とする回転モータと、この回転モータの回転軸に取り付けられた回転アームとを備える回転機構を設け、回転アームの所定の位置に平面ミラー104を取り付けることにより上記の回転が実現できる。
By the way, in the conventional external resonator type wavelength
しかしながら、図12に示す通り、従来の外部共振器型波長可変光源100は、平面ミラー104の回転中心(点C101)と平面ミラー104との間にレーザ光の光路が位置する。このため、レーザ光の光路を横切るように回転アームを配置する必要があり、回転アームによってレーザ光の光路が遮られたり、回転アームとケース110とが物理的に干渉して長波長側の波長可変帯域が制約される等の不具合が生ずる。かかる不具合を解消するためには、例えば、回転アームを中空状にしてレーザ光の光路の遮断或いはケース110との干渉を防止する、円R100が含まれる平面に対して回転アームの回転面をずらして配置して干渉等を防止する、又は平面ミラー104の形状を工夫して波長可変帯域の制約を防止する等の実施上の対策が必要になるという問題があった。
However, as shown in FIG. 12, in the conventional external resonator type wavelength
また、図12に示す外部共振器型波長可変光源100においては、半導体レーザ101とコリメートレンズ102とがケース110内に収容されているが、温度変化の影響を低減して安定化を図るために、半導体レーザ101及びコリメートレンズ102に加えて回折格子103もケース110内に収容してケース110全体を恒温化するのが望ましい。しかしながら、波長選択性や回折効率を最適にするために、回折格子103は半導体レーザ101からのレーザ光の入射角が80°程度となるように傾けて配置する必要があり、かかる配置の回折格子103を収容するにはケース110の形状の複雑化が避けられない。更には、前述の通り、回転アームとケース110の物理的な接触を避けるために半導体レーザ101と回折格子103との距離を縮めることができないことから、ケース110の小型化が困難である。こうしたケース110の形状の複雑化又は大型化は、コストの低減や安定化を図る上での妨げになるという問題があった。
Further, in the external resonator type wavelength
また、リットマン配置の外部共振器型波長可変光源100において、波数を一定にしたまま波長を変化させるには、前述した通り、点C101を中心として紙面に沿う回転方向D101,D102に平面ミラー104を回転させるのが基本である。この点C101以外にも、波数のずれがさほど大きくならない点が、点C101を通る直線(以下、不感帯ラインという)上に存在する。よって、平面ミラー104の回転中心を不感帯ラインに沿って移動させれば、最終的には平面ミラー104の回転中心を厳密に点C101に合わせることができる。しかしながら、不感帯ラインは、通常、半導体レーザ101の光軸に平行ではないため、調整に時間がかかるという問題もあった。
Further, in the external resonator type wavelength
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、従来必要であった種々の実施上の対策が不要であり、小型で高い波長安定性を有する外部共振器型波長可変光源、及び当該外部共振器型波長可変光源を備える光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not require various implementation measures that have been required in the past, and is a compact external resonator type wavelength tunable light source having high wavelength stability, and the external resonance. An object of the present invention is to provide a light source device including a model wavelength variable light source.
上記課題を解決するために、本発明の外部共振器型波長可変光源は、一対の端面のうちの第1端面(11a)に反射防止膜(16)が施された光源(11)と、当該光源からの光が所定の入射角をもって入射される回折格子(14)と、当該回折格子で回折された光のうちの一部を前記回折格子に向けて反射する回転可能な反射鏡(15、40)とを備え、前記光源の前記第1端面とは異なる第2端面(11b)と前記反射鏡とが共振器をなす外部共振器型波長可変光源(1〜5、1′〜4′)において、前記光源からの光を反射して前記回折格子に対して前記所定の入射角をもって入射させる反射素子(13、31)を備え、前記光源は、前記反射防止膜が施された第1端面を前記反射素子に向けて配置され、且つ前記第2端面から前記反射素子及び前記回折格子を介して前記反射鏡に至る光路長が、前記光源、前記回折格子、及び前記反射鏡がリットマン配置である場合の共振器の光路長となるように位置決めされることを特徴としている。
この発明によると、光源から射出された光は反射素子によって反射され、所定の入射角をもって回折格子に入射して波長に応じた角度で回折される。回折格子で回折された回折光のうち、反射鏡が配置された方向へ回折された光は共振器の一部をなす反射鏡で反射されて再び回折格子に入射して回折される。回折格子で回折された光のうち、反射素子が配置された方向へ回折された光は、反射素子によって光源に向けて反射される。こうして回折格子により往復2回の回折を受けたこの光のうち反射鏡に垂直に入射した波長成分の光は、光源の第1端面から光源内に入射して第2端面で反射される。このように、光源からの光が、光源、回折格子、及び反射鏡がリットマン配置である場合の共振器の光路長に設定された光路を進むことによりレーザ発振が生じてレーザ光が得られる。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記反射鏡の回転中心が、前記光源、前記回折格子、及び前記反射鏡がリットマン配置である場合における前記第2端面の前記回折格子に対する光学的位置(P1、P1′)を起点にして光軸に対し垂直に延ばした線と、前記回折格子の回折面(14a)を含む面との交点に設定されることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記光源が、前記光源から前記反射素子に至る光路が、前記反射鏡の回転中心(C1、C1′)と前記回折格子との間を通るように位置決めされることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記光源から前記反射素子に至る光路が、前記回折格子の回折面の法線(PL)と平行であることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記光源を収容するケース(20〜22)を備え、前記反射素子及び前記回折格子の少なくとも一方は、前記ケースに固定保持されることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記反射素子は、入射した光のうちの一部の光を反射し、残りの光を透過する素子であることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記回折格子から前記反射素子に入射する光のうち、前記反射素子を透過した光を外部に射出する出力光とすることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記反射素子から前記光源に至る光路に沿う方向に、前記反射素子を透過した光を反射して前記出力光とする反射部材(32)を備えることを特徴としている。
更に、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記反射鏡は、互いに直交する2つの反射面(40a、40b)を有し、当該反射面の各々に直交する面が前記回折格子の回折方向に対して交差するよう配置されたレトロリフレクタであることを特徴としている。
本発明の光源装置は、波長が可変であるレーザ光を射出する光源装置(50)において、上記の何れかに記載の外部共振器型波長可変光源と、前記外部共振器型波長可変光源が備える前記反射鏡の回転量を制御して、前記レーザ光の波長を可変させる波長可御部(55)とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, an external resonator type wavelength tunable light source of the present invention includes a light source (11) having an antireflection film (16) applied to a first end face (11a) of a pair of end faces, A diffraction grating (14) into which light from a light source is incident with a predetermined incident angle, and a rotatable reflecting mirror (15, 15) that reflects a part of the light diffracted by the diffraction grating toward the diffraction grating. 40), and an external resonator type wavelength tunable light source (1-5, 1'-4 ') in which a second end face (11b) different from the first end face of the light source and the reflecting mirror form a resonator. The light source includes a reflection element (13, 31) that reflects light from the light source and enters the diffraction grating with the predetermined incident angle, and the light source has a first end face on which the antireflection film is applied. Is disposed toward the reflective element, and the anti-reflection The optical path length reaching the reflecting mirror through the element and the diffraction grating is positioned so as to be the optical path length of the resonator when the light source, the diffraction grating, and the reflecting mirror are in a Littman arrangement. It is said.
According to the present invention, the light emitted from the light source is reflected by the reflecting element, is incident on the diffraction grating with a predetermined incident angle, and is diffracted at an angle corresponding to the wavelength. Of the diffracted light diffracted by the diffraction grating, the light diffracted in the direction in which the reflecting mirror is disposed is reflected by the reflecting mirror forming a part of the resonator, and is incident again on the diffraction grating and is diffracted. Of the light diffracted by the diffraction grating, the light diffracted in the direction in which the reflective element is disposed is reflected by the reflective element toward the light source. Of the light that has been diffracted twice by the diffraction grating in this way, the light of the wavelength component that is perpendicularly incident on the reflecting mirror enters the light source from the first end face of the light source and is reflected by the second end face. As described above, laser light is generated as the light from the light source travels along the optical path set to the optical path length of the resonator when the light source, the diffraction grating, and the reflecting mirror are in the Littman arrangement, and laser light is obtained.
In the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention, the optical axis of the second end face with respect to the diffraction grating when the rotation center of the reflection mirror is the light source, the diffraction grating, and the reflection mirror is a Littman arrangement. It is characterized in that it is set at the intersection of a line extending perpendicularly to the optical axis starting from the target position (P1, P1 ′) and a plane including the diffraction surface (14a) of the diffraction grating.
In the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention, an optical path from the light source to the reflection element passes between the rotation center (C1, C1 ′) of the reflection mirror and the diffraction grating. It is characterized by being positioned as follows.
Moreover, the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention is characterized in that an optical path from the light source to the reflective element is parallel to a normal line (PL) of a diffraction surface of the diffraction grating.
In addition, the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention includes a case (20-22) for housing the light source, and at least one of the reflective element and the diffraction grating is fixedly held by the case. It is said.
In the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention, the reflecting element is an element that reflects part of incident light and transmits the remaining light.
Moreover, the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention is characterized in that out of the light incident on the reflective element from the diffraction grating, the light transmitted through the reflective element is output as the output light.
Moreover, the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention includes a reflecting member (32) that reflects light transmitted through the reflecting element in a direction along an optical path from the reflecting element to the light source to generate the output light. It is characterized by providing.
Furthermore, in the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention, the reflecting mirror has two reflecting surfaces (40a, 40b) orthogonal to each other, and the surface orthogonal to each of the reflecting surfaces is diffracted by the diffraction grating. It is characterized by being a retro-reflector arranged so as to intersect the direction.
A light source device according to the present invention includes a light source device (50) that emits laser light having a variable wavelength, the external resonator type wavelength variable light source according to any one of the above, and the external resonator type wavelength variable light source. A wavelength control unit (55) that controls the amount of rotation of the reflecting mirror to vary the wavelength of the laser light is provided.
本発明によれば、リットマン配置とは異なる位置に光源を配置するとともに、光源からの光を反射して所定の入射角をもって回折格子に入射させる反射素子を設け、光源の第2端面から反射素子及び回折格子を介して反射鏡に至る光路長が、光源、回折格子、及び反射鏡がリットマン配置である場合の共振器の光路長となるように光源を位置決めしているため、従来必要であった種々の実施上の対策を不要にできるとともに、小型で高い波長安定性を実現することができ、更にはモードホップを生ずることなく安定して波長を連続的に変化させることができるという効果がある。 According to the present invention, the light source is arranged at a position different from the Littman arrangement, the reflection element that reflects the light from the light source and enters the diffraction grating with a predetermined incident angle, and the reflection element from the second end face of the light source is provided. Since the light source is positioned so that the optical path length to the reflecting mirror through the diffraction grating becomes the optical path length of the resonator when the light source, the diffraction grating, and the reflecting mirror are in the Littman arrangement, this is conventionally necessary. In addition, it is possible to eliminate the need for various implementation measures, to realize a small and high wavelength stability, and to change the wavelength stably without causing a mode hop. is there.
以下、図面を参照して本発明の実施形態による外部共振器型波長可変光源及び光源装置について詳細に説明する。 Hereinafter, an external resonator type tunable light source and a light source device according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1施形態による外部共振器型波長可変光源の構成を示す平面図である。図1に示す通り、本実施形態による外部共振器型波長可変光源1は、半導体レーザ11(光源)、コリメートレンズ12、反射ミラー13(反射素子)、回折格子14、及び平面ミラー15(反射鏡)を備える。尚、半導体レーザ11の端面11b(第2端面)と平面ミラー15の反射面15aとによって共振器が形成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an external resonator type wavelength tunable light source according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the external resonator type wavelength tunable
半導体レーザ11は、例えば半導体基板上に下部クラッド層、活性層、及び上部クラッド層を順に形成し、半導体基板を劈開して得られる一対の平行な端面11a(第1端面)及び第2端面11bを共振器としたファブリペロー型の半導体レーザである。この半導体レーザ11の端面11aには反射防止膜(ARコート)16が施されている。半導体レーザ11は反射防止膜16が施された端面11aを反射ミラー13に向けて配置されるとともに、所定の光路長の条件が満たされるよう位置決めされる。尚、この光路長の条件の詳細については後述する。
The
コリメートレンズ12は、半導体レーザ11と反射ミラー13との間の光路上に配置され、半導体レーザ11の反射防止膜16が施された端面11aにおけるレーザ光の射出位置に、一方の焦点が配置されるよう半導体レーザ11に対して位置決めされている。このコリメートレンズ12は、半導体レーザ11から射出されるレーザ光を平行光にするとともに、回折格子14で回折されて反射ミラー13を介したレーザ光を半導体レーザ11の端面11aにおけるレーザ光の射出位置に集光する。
The
反射ミラー13は、半導体レーザ11から射出されてコリメートレンズ12を介したレーザ光を、所定の入射角の条件が満たされるように回折格子14に向けて反射する。具体的には、半導体レーザ11からのレーザ光が所定の入射角(例えば、80°程度の入射角)をもって回折格子14に入射するよう半導体レーザ11からのレーザ光を回折格子14に向けて反射する。また、反射ミラー13は、平面ミラー15で反射されたレーザ光が回折格子14に入射して回折されたレーザ光を、コリメートレンズ12及び半導体レーザ11に向けて反射する。図1に示す例では、反射ミラー13は、半導体レーザ11からのレーザ光を略直角に反射することにより、半導体レーザ11からのレーザ光を回折格子14に対して所定の角度をもって入射させている。
The
回折格子14は、紙面に直交する方向に延びる格子が配列された平面状の回折面14aを有しており、コリメートレンズ12によって平行にされ、反射ミラー13を介したレーザ光、及び平面ミラー15によって反射されたレーザ光を、その波長に応じた角度で回折する。平面ミラー15は、回折格子14によって回折されたレーザ光を反射するものであり、図中の点C1を回転中心として紙面に沿う回転方向D1,D2に回転(揺動)可能である。
The
尚、図1においては図示を省略しているが、本実施形態の外部共振器型波長可変光源1は、点C1を中心として紙面に沿う回転方向D1,D2に平面ミラー15を回転させるための所定の回転機構を備える。この回転機構は、例えば、点C1を通って紙面に垂直な軸を回転軸とする回転モータと、この回転モータの回転軸に取り付けられた回転アームとを備えており、回転アームの所定の位置に平面ミラー15が取り付けられることにより、上記の回転を実現するものである。
Although not shown in FIG. 1, the external resonator type wavelength tunable
次に、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、反射ミラー13、回折格子14、及び平面ミラー15の配置について詳細に説明する。本実施形態の外部共振器型波長可変光源1は、リットマン配置の考え方を基本とし、リットマン配置の利点を生かしつつリットマン配置の場合に生ずる問題点(例えば、上記の回転アームと半導体レーザ11との干渉等)を解消するものである。このため、まず半導体レーザ11、回折格子14、及び反射ミラー15がリットマン配置である場合について考える。即ち、半導体レーザ11及びコリメートレンズ12が図1中の位置Q1,Q2にそれぞれ配置され、反射ミラー13が省略されている場合を考える。
Next, the arrangement of the
ここで、図1に示す通り、位置Q1に配置されるとしている半導体レーザ(以下、半導体レーザ11′という)の反射防止膜が施されていない端面の回折格子14に対する光学的位置をP1、回折格子14に対するレーザ光の入射位置をP2、平面ミラー15に対するレーザ光の入射位置をP3とする。半導体レーザ11′、回折格子14、及び平面ミラー15がリットマン配置である場合には、上記の光学的位置P1、入射位置P2、及び入射位置P3がそれぞれ破線で示す円R1の円周上に配置される。また、平面ミラー15の回転中心である点C1は、上記の光学的位置P1を起点にして光軸に対し垂直に延ばした線と、回折格子14回折面14aを含む平面とが交差する点となる。
Here, as shown in FIG. 1, the optical position with respect to the
いま、半導体レーザ11′から射出されたレーザ光の回折格子14に対する入射角をα、射出角をβとし、レーザ光の波長をλ、回折格子14の格子定数をd、円R1の直径をDとする。また、リットマン配置である場合の外部共振器型波長可変光源内のレーザ光の波数をk、半導体レーザ11′と回折格子14との間の光路長(上記の光学的位置P1と上記の入射位置P2との間の距離)をLi、回折格子14と平面ミラー15との間の光路長(入射位置P2と入射位置P3との間の距離)をLoとする。
Now, the incident angle of the laser light emitted from the
半導体レーザ11′、回折格子14、及び平面ミラー15がリットマン配置である場合には、以下の(1)式が成り立つ。
次に、本実施形態の外部共振器型波長可変光源1が備える回折格子14及び平面ミラー15は、リットマン配置の場合と同様の配置である。尚、平面ミラー15の回転中心は、リットマン配置の場合に設定される点C1と一致する。反射ミラー13は、リットマン配置の半導体レーザ11′と回折格子14との間の光路上に配置され、半導体レーザ11は、反射防止膜16が施された端面11aを反射ミラー13に向けて配置される。尚、反射ミラー13は、回折格子14に対するレーザ光の入射角が上記の入射角αとなるように、半導体レーザ11からのレーザ光に対する角度が設定される。
Next, the
半導体レーザ11は、その端面11bからコリメートレンズ12、反射ミラー13、及び回折格子14を介して平面ミラー15に至る光路長が、リットマン配置である場合の共振器の光路長(Li+Lo:上記(1)参照)と等しくなる、という光路長の条件が満たされるように位置決めされる。尚、上述の通り、回折格子14及び平面ミラー15はリットマン配置の場合と同様の配置である。このため、半導体レーザ11は、その端面11bからコリメートレンズ12、反射ミラー13、及び回折格子14に至る光路の光路長が上記の光路長Liと等しくなるように位置決めされるということができる。
The
ここで、以上説明した光路長の条件及び回折格子14に対する入射角の条件が満たされれば、半導体レーザ11及びコリメートレンズ12が位置決めされる位置は制限されない。但し、平面ミラー15を回転させるための不図示のアームとの干渉を避けるために、図1に示す通り、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路が、点C1と回折格子14との間を通るように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12を位置決めするのが望ましい。
Here, as long as the above-described optical path length condition and incident angle condition with respect to the
また、上記の光路長の条件及び回折格子14に対する入射角の条件が満たされている限り、図1の円R1が含まれる面からずれた位置に半導体レーザ11及びコリメートレンズ12を位置決めすることも可能である。かかる位置決めをした場合には、半導体レーザ11から射出されたレーザ光が、円R1が含まれる面に対して斜め方向又は垂直方向から入射することになるが、回折格子14に対する入射角の条件が満足されるよう、その入射方向に応じて反射ミラー13を適宜調整する必要がある。
Further, the
上記構成において、半導体レーザ11から射出されたレーザ光は、コリメートレンズ12によって平行光に変換された後に、点C1と回折格子14との間を通る光路上を進んで反射ミラー14に入射して回折格子14の回折面14aに向けて反射される。反射ミラー13で反射されたレーザ光は、所定の入射角をもって回折格子14の回折面14aに入射して波長に応じた角度で回折される。
In the above configuration, the laser light emitted from the
回折格子14で回折されたレーザ光のうち、平面ミラー15が配置されている方向へ回折されたレーザ光は、平面ミラー15で反射された後に再び回折格子14の回折面14aに入射する。このレーザ光は再び回折格子14で回折されて元の光路を逆向きに進み、反射ミラー13でコリメートレンズ12及び半導体レーザ11に向けて反射され、点C1と回折格子14との間を通る光路上を逆向きに進んでコリメートレンズ12に入射し、コリメートレンズ12により集光されて半導体レーザ11に入射する。半導体レーザ11に入射したレーザ光のうち、一部が半導体レーザ11の端面11bで反射されて半導体レーザ11内部を逆向きに進んで再びコリメートレンズ12側に射出され、残りが端面11bから半導体レーザ11の外部に射出される。
Of the laser light diffracted by the
ここで、点C1を中心として反射ミラー15を図1中の符号D1を付した方向に回転させると、波数を変化させずにレーザ光の波長を長波長側に連続的に可変することができる。逆に、点C1を中心として反射ミラー15を図1中の符号D2を付した方向に回転させると、波数を変化させずにレーザ光の波長を短波長側に連続的に可変することができる。
Here, when the reflecting
以上の通り、本実施形態の外部共振器型波長可変光源1によれば、スペクトル線幅が狭く波長安定性が良いレーザ光が得られ、しかもモードホップを生ずることなく波長を連続可変することができる。また、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路が、点C1と回折格子14との間を通るように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12を位置決めされているため、例えば平面ミラー15を回転させるための回転アームと半導体レーザ11との干渉等を防止する対策等の従来必要であった種々の実施上の対策が不要になる。
As described above, according to the external resonator type wavelength tunable
図2は、本発明の第1実施形態による外部共振器型波長可変光源1の変形例を示す図である。図2に示す通り、外部共振器型波長可変光源1′は、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、反射ミラー13、回折格子14、及び平面ミラー15を備えており、図1に示す外部共振器型波長可変光源1と同様の構成である。しかしながら、これらの配置が異なっており、半導体レーザ11の端面11bからコリメートレンズ12、反射ミラー13、及び回折格子14を介して平面ミラー15に至る光路長がより短い光路長に設定されている。
FIG. 2 is a diagram showing a modification of the external resonator type wavelength tunable
つまり、半導体レーザ11及びコリメートレンズ12は、リットマン配置とした場合に、図1に示す位置Q1,Q2よりも回折格子14に近い位置Q1′,Q2′に配置される。ここで、位置Q1′に配置されるとしている半導体レーザ(以下、半導体レーザ11″という)の反射防止膜が施されていない端面の回折格子14に対する光学的位置をP1′とする。半導体レーザ11″、回折格子14、及び平面ミラー15がリットマン配置である場合には、上記の光学的位置P1′、入射位置P2、及び入射位置P3は、図1に示した円R1よりも小さな破線で示す円R1′の円周上にそれぞれ配置される。また、平面ミラー15の回転中心である点C1′は、上記の光学的位置P1′を起点にして光軸に対し垂直に延ばした線と、回折格子14回折面14aを含む平面とが交差する点となる。
That is, the
図1に示す外部共振器型波長可変光源1′において、半導体レーザ11は、その端面11bからコリメートレンズ12、反射ミラー13、及び回折格子14を介して平面ミラー15に至る光路長が、リットマン配置である場合の半導体レーザ11″から回折格子14を介して平面ミラー15に至るまでの光路長と等しくなるように位置決めされる。尚、回折格子14及び平面ミラー15は、リットマン配置の場合と図2に示す配置の場合とで同様の配置である。このため、半導体レーザ11は、その端面11bからコリメートレンズ12、反射ミラー13、及び回折格子14に至る光路の光路長が上記の光学的位置P1′と回折格子14の入射位置P2との間の距離と等しくなるよう位置決めされる、ということができる。
In the external resonator type wavelength tunable
本変形例の外部共振器型波長可変光源1′によれば、第1実施形態による外部共振器型波長可変光源1と同様に、スペクトル線幅が狭く波長安定性が良いレーザ光が得られ、しかもモードホップを生ずることなく安定して波長を連続可変することができる。これに加えて、本変形例の外部共振器型波長可変光源1′は、小型化を実現することができる。
According to the external resonator type tunable
〔第2実施形態〕
図3は、本発明の第2施形態による外部共振器型波長可変光源の構成を示す平面図である。尚、図3においては、図1に示す構成と同一の構成には同一の符号を付してある。図3に示す通り、本実施形態の外部共振器型波長可変光源2は、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、反射ミラー13、回折格子14、及び平面ミラー15を備える点において図1に示す外部共振器型波長可変光源1と同様である。また、半導体レーザ11の端面11bからコリメートレンズ12及び反射ミラー13を介して回折格子14の入射位置P2に至る光路長が、図3中の光学的位置P1′と回折格子14の入射位置P2との間の距離と等しい長さに設定されており、光路長の条件が満たされている点において図1に示す外部共振器型波長可変光源1と共通する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of an external resonator type wavelength tunable light source according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 3, the external resonator type wavelength tunable
しかしながら、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路が、回折格子14の回折面14aの法線PLと平行となるように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12が位置決めされている点、及び、入射角の条件を満足させるために上記光路に対する反射ミラー13の角度が調整されている点において相違する。半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路と回折格子14の回折面14aの法線PLとを平行にすることで、光軸合わせ等の調整を容易に行うことが可能となる。
However, the
図4は、本発明の第2実施形態による外部共振器型波長可変光源2の変形例を示す図である。尚、図4に示す外部共振器型波長可変光源2′は、図2に示す第2実施形態による外部共振器型波長可変光源1の変形例1′において、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路を回折格子14の回折面14aの法線PLと平行となるように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12を位置決めしたものであり、図2に示す構成と同一のものには同一の符号を付してある。
FIG. 4 is a view showing a modification of the external resonator type wavelength tunable
図4に示す外部共振器型波長可変光源2′は、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び反射ミラー13を収容し、温度制御装置(図示省略)によって恒温化されるケース20を備える。このケース20は、半導体レーザ11及びコリメートレンズ12を収容する直方体形状の本体部20aと、反射ミラー13を収容し、半導体レーザ11から反射ミラー13に向かう方向に本体部20aから突出してして設けられた直方体形状の突出部20bとからなる。上記の本体部20aと突出部20bとは連通しており、突出部20bの回折格子14と対向する面にはレーザ光が入出力される開口部(図示省略)が形成されている。
The external resonator type wavelength tunable
ケース20は、突出部20bが設けられている面及びこれに対向する面が、半導体レーザ11と反射ミラー13との間の光路に対して垂直となり、且つこれ以外の面が半導体レーザ11と反射ミラー13との間の光路に対して平行となるように、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び反射ミラー13を収容する。また、本体部20aの上記突出部20bが設けられた面には、回折格子14が固定保持される。
In the
以上の構成にすることで、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び反射ミラー13をケース20の内部に収容するとともに回折格子14をケース20上に固定保持することができるため、小型且つ簡素な構成にすることができる。また、かかる構成にすることでケース20を恒温化しやすくなり、これによって波長安定性を更に高めることができる。また、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路と回折格子14の回折面14aの法線PLとが平行であるため、調整を容易に行うことができる。
With the above configuration, the
〔第3実施形態〕
図5は、本発明の第3施形態による外部共振器型波長可変光源の構成を示す平面図である。尚、図5においては、図1に示す構成と同一の構成には同一の符号を付してある。図5に示す通り、本実施形態の外部共振器型波長可変光源3も、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、反射ミラー13、回折格子14、及び平面ミラー15を備えており、光路長の条件が満たされている点において図1に示す外部共振器型波長可変光源1と共通する。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of an external resonator type wavelength tunable light source according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. As shown in FIG. 5, the external resonator type wavelength tunable
しかしながら、本実施形態では、平面ミラー15の回転中心が点C1からずれても波数のずれがさほど大きくならない点が存在する不感帯ラインSLに対して、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路が略垂直となるように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12が位置決めされている点、及び、入射角の条件を満足させるために上記光路に対する反射ミラー13の角度が調整されている点において相違する。半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路を不感帯ラインSLに対して略垂直にすることで、光軸合わせ等の調整を容易に行うことが可能となる。
However, in the present embodiment, the optical path from the
次に、不感帯ラインSLについて説明する。図6は、不感帯ラインSLを説明するための図である。尚、ここでは、説明の簡単のために、半導体レーザ11、回折格子14、及び平面ミラー15がリットマン配置である場合について考える。図6(a)に示す通り、半導体レーザの反射防止膜が施されていない端面の回折格子14に対する光学的位置P1、回折格子14に対するレーザ光の入射位置P2、及び平面ミラー15に対するレーザ光の入射位置P3(位置P11,P12)が直径D1の円周上に配置されるとする。
Next, the dead zone line SL will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the dead zone line SL. Here, for simplicity of explanation, a case where the
平面ミラー15の回転中心が点C1と一致する場合には、光学的位置P1と入射位置P2との間の光路長(距離)は、D1・sinα1で表される。また、レーザ光の波長をλSとするために、平面ミラー15が図中の位置P11に配置されている場合には、回折格子14の入射位置P2と平面ミラー15の位置P11との光路長(距離)はD1・sinβS1で表される。更に、レーザ光の波長をλLとするために、平面ミラー15が図中の位置P12に配置されている場合には、回折格子14の入射位置P2と平面ミラー15の位置P12との光路長(距離)はD1・sinβL1で表される。平面ミラー15が位置P11,P12の何れに配置されていても、外部共振器型波長可変光源中における波数は変化しないため、以下の(2)式が成り立つ。
次に、平面ミラー15の回転中心が点C1からずれた点C2に設定された場合について考える。図6(b)に示す通り、点C1と回折格子14の入射位置P2とを結ぶ直線と、点C2と回折格子14の入射位置P2とを結ぶ直線のなす角をθ1とする。また、回折格子14に対するレーザ光の入射位置P2、及び平面ミラー15に対するレーザ光の入射位置P3(位置P13,P14)が直径D2の円周上に配置されるとする。いま、回折格子14の単位長当たりの溝本数をNとし、次数(回折次数)をmとすると、図6(a)に示す各角度と図6(b)に示す各角度は以下の(3)式で表される。
半導体レーザ11と回折格子14との相対的な位置関係、及び回折格子14に対するレーザ光の入射角を変えずに、平面ミラー15を点C2の周りで回転させた場合に、外部共振器型波長可変光源中において波数の変化が生じないためには、以下の(4)式が満たされる必要がある。
上記(4)式が満たされる円の直径D2は、(4)式を変形して以下の(5)式で表される。
上記(5)式を基に、半導体レーザの端面の光学的位置P1と回折格子14の入射位置P2とを結ぶ直線と不感帯ラインSLとのなす角度θXは、以下の(6)式で表される。
ここで、回折格子14の単位長当たりの溝本数N=1000本/mm、次数m=1、回折格子14に対するレーザ光の入射角α1=80°、短波長側の波長λs=1500nm、長波長側の波長λL=1600nmとすると、上記の(6)式から不感帯ラインSLの角度θXは、およそ17.6°になる。尚、不感帯ラインSLの角度θXは、回折格子14の溝本数Nや回折格子14に対するレーザ光の入射角α1によって決定されるが、レーザ光の波長によっても僅かに変化する。このため、平面ミラー15の回転中心が不感帯ラインSLの上に配置されているといっても、点C1からずれるに従って波長の変化に応じた変化量が大きくなると考えられる。よって、平面ミラー15の回転中心は、点C1に極力近い位置に設定するのが望ましい。
Here, the number N of grooves per unit length of the
図7は、本発明の第3実施形態による外部共振器型波長可変光源3の変形例を示す図である。尚、図7に示す外部共振器型波長可変光源3′は、図2に示す第2実施形態による外部共振器型波長可変光源1の変形例1′において、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路を不感帯ラインSLに対して略垂直となるように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12を位置決めしたものであり、回折格子14の回折面14aの法線PLと平行となるように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12を位置決めしたものであり、図2に示す構成と同一のものには同一の符号を付してある。
FIG. 7 is a view showing a modification of the external resonator type wavelength tunable
図7に示す外部共振器型波長可変光源3′は、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び反射ミラー13を収容し、温度制御装置(図示省略)によって恒温化される略直方体のケース21を備える。このケース21には、反射ミラー13が近接する一側面に凹部21aが形成されている。この凹部21aには回折格子14が固定保持されており、また回折格子14と対向する面にはレーザ光が入出力される開口部(図示省略)が形成されている。
An external resonator type wavelength tunable
ケース21は、凹部21aが形成された面に対向する面が半導体レーザ11と反射ミラー13との間の光路に対して垂直となり、且つ凹部21aが形成された面に直交する4つの面が半導体レーザ11と反射ミラー13との間の光路に対して平行となるように、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び反射ミラー13を収容する。尚、回折格子14は、反射ミラー13で反射されたレーザ光が所定の入射角で入射されるよう、半導体レーザ11と反射ミラー13との間の光路に対して所定の角度をもって凹部21aに固定保持される。
The
以上の構成にすることで、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び反射ミラー13をケース21の内部に収容するとともに回折格子14をケース21上に固定保持することができるため、小型且つ簡素な構成にすることができる。また、かかる構成にすることでケース21を恒温化しやすくなり、これによって波長安定性を更に高めることができる。更に、半導体レーザ11から反射ミラー13に至る光路が不感帯ラインSLに対して略直角に設定され、ケース21の側面が不感帯ラインSLに垂直又は平行となるため、調整を極めて簡単に短時間で行うことができる。
With the above configuration, the
つまり、ケース21の側面を不感帯ラインSLに垂直又は平行とすることで、ケース21の側面に平行な直交する2つの方向d1,d2にケース21を移動させるだけで調整を行うことができる。しかも、調整に高い精度が必要になるのは方向d2のみであり、方向d1についてはさほど高い精度を要しないため、調整機構のコストを低減することもできる。
That is, by making the side surface of the
〔第4実施形態〕
図8は、本発明の第4施形態による外部共振器型波長可変光源の構成を示す平面図である。尚、図8においては、図3に示す構成と同一の構成には同一の符号を付してある。図8に示す通り、本実施形態の外部共振器型波長可変光源4は、図3に示す反射ミラー13に代えてビームスプリッタ31を備える点において相違する。尚、前述した光路長の条件及び回折格子14に対する入射角の条件が満たされている点、並びに、半導体レーザ11からビームスプリッタ31に至る光路が、回折格子14の回折面14aの法線PLと平行となるように半導体レーザ11及びコリメートレンズ12が位置決めされている点については、図3に示す外部共振器型波長可変光源2と同様である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a plan view showing a configuration of an external resonator type wavelength tunable light source according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 8, the external resonator type wavelength tunable
ビームスプリッタ31は、入射する光の一部を反射するとともに残りを透過することで、入射する光を所定の分岐比で分岐する。ここで、発振効率の低下を防止する観点から、ビームスプリッタ31は、反射率が80〜90%程度であり透過率が10〜20%程度であるのが望ましい。また、ビームスプリッタ31の形状が平行平板形状であると、ビームスプリッタ30の内部で多重反射が生じてノイズやモードホップが生ずる虞がある。このため、ビームスプリッタ31は楔形状であるのが望ましい。
The
半導体レーザ11から射出されたレーザ光がビームスプリッタ31に入射すると、一部がビームスプリッタ31で反射されて残りがビームスプリッタ31を透過する。ビームスプリッタ31で反射されたレーザ光は所定の入射角で回折格子14に入射して波長に応じた角度で回折される。回折格子14で回折されたレーザ光のうち、平面ミラー15が配置されている方向へ回折されたレーザ光は、平面ミラー15で反射された後に再び回折格子14の回折面14aに入射する。このレーザ光は再び回折格子14で回折されて元の光路を逆向きに進んでビームスプリッタ31に入射し、一部がビームスプリッタ31で反射されてコリメートレンズ12及び半導体レーザ11に向けて反射される。一方、ビームスプリッタ31を透過した残りのレーザ光は、出力光として外部に射出される。
When laser light emitted from the
半導体レーザ11の反射防止膜16が施されていない端面11bから射出されるレーザ光を出力光とすると、半導体レーザ11で生じた自然放出光も出力光として射出されてスペクトル線幅が広がることが懸念される。しかしながら、本実施形態の外部共振器型波長可変光源4は、ビームスプリッタ31を透過したレーザ光(回折格子14で回折されることにより波長選択されたレーザ光)を出力光としているため、スペクトル線幅が狭いレーザ光を得ることができる。また、図3に示す外部共振器型波長可変光源4と同様に、調整を容易に行うことができる。尚、上記のビームスプリッタ31に代えてハーフミラーを用いることも可能である。
If the laser light emitted from the
図9は、本発明の第4実施形態による外部共振器型波長可変光源4の変形例を示す図である。尚、図9に示す外部共振器型波長可変光源4′は、図4に示す第2実施形態による外部共振器型波長可変光源2の変形例2′において、反射ミラー13に代えて図8に示すビームスプリッタ31を設けるとともにケース20に代えてケース22を設け、更に、反射ミラー32(反射部材)、集光レンズ33、及び光ファイバ34を設けたものであり、図4に示す構成と同一のものには同一の符号を付してある。
FIG. 9 is a view showing a modification of the external resonator type wavelength tunable
ケース22は、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及びビームスプリッタ31に加えて、反射ミラー32、集光レンズ33、及び光ファイバ34の入射端を収容し、不図示の温度制御装置によって恒温化される。このケース22は、半導体レーザ11及びコリメートレンズ12並びに集光レンズ33及び光ファイバ34の入射端を収容する直方体形状の本体部22aと、ビームスプリッタ31及び反射ミラー32を収容し、半導体レーザ11からビームスプリッタ31に向かう方向に本体部22aから突出してして設けられた直方体形状の突出部22bとからなる。上記の本体部22aと突出部22bとは連通しており、突出部22bの回折格子14と対向する面にはレーザ光が入出力される開口部(図示省略)が形成されている。
The
ケース22は、突出部22bが設けられている面及びこれに対向する面が、半導体レーザ11とビームスプリッタ31との間の光路に対して垂直となり、且つこれ以外の面が半導体レーザ11とビームスプリッタ31との間の光路に対して平行となるように、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及びビームスプリッタ31を収容する。また、本体部22aの上記突出部22bが設けられた面には、回折格子14が固定保持される。
In the
このケース22の内部において、反射ミラー32は、回折格子14で回折されてビームスプリッタ31を透過したレーザ光が進む光路上に配置されており、ビームスプリッタ31を透過した光を、ビームスプリッタ31から半導体レーザ11に至る光路に沿う方向に反射するよう角度が調整され位置決めされている。集光レンズ33は、反射ミラー32で反射されたレーザ光が進む光路上に配置されており、そのレーザ光を光ファイバ34の入射端に集光する。光ファイバ34は、集光レンズ33で集光されたレーザ光を外部共振器型波長可変光源4′の外部に導く。
Inside the
以上の通り、外部共振器型波長可変光源4′では、ビームスプリッタ31を透過したレーザ光を反射ミラー32でビームスプリッタ31から半導体レーザ11に至る光路に沿う方向に反射しているため、平面ミラー15を回転させる回転アーム(図示省略)の回転動作が妨げられるのを防止することができるとともに、ケース22の形状を小型且つ簡素にすることができる。また、図8に示す外部共振器型波長可変光源4と同様に、スペクトル線幅が狭いレーザ光を得ることができる。
As described above, in the external resonator type wavelength tunable
尚、図8に示す外部共振器型波長可変光源4と同様に、ビームスプリッタ31に代えてハーフミラーを設けることも可能である。更に、半導体レーザ11の反射防止膜16が施されていない端面11bから射出されるレーザ光、又は回折格子14で回折される0次光を集光する集光レンズと、この集光レンズで集光されたレーザ光を外部に導く光ファイバとを備えた構成とし、光ファイバで外部に導かれたレーザ光を二次出力光として利用したり、波長安定化のためのモニタ光として利用しても良い。
In addition, it is also possible to provide a half mirror in place of the
〔第5実施形態〕
図10は、本発明の第5施形態による外部共振器型波長可変光源の要部構成を示す斜視図である。本実施形態の外部共振器型波長可変光源5は、第1実施形態の外部共振器型波長可変光源1と同様に、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、反射ミラー13、及び回折格子14を備えるが、平面ミラー15に代えてレトロリフレクタ40を備える点が相違する。尚、前述した光路長の条件及び回折格子14に対する入射角の条件が満たされている点は、第1実施形態の外部共振器型波長可変光源1と同様である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 10 is a perspective view showing a main configuration of an external resonator type wavelength tunable light source according to the fifth embodiment of the present invention. The external resonator type wavelength tunable
レトロリフレクタ40は、互いに直交する2つの反射面40a,40bを備えており、これら反射面40a,40bの各々に直交する面(直交面)が回折格子14の回折方向(回折面14aに沿う方向であって格子が配列された方向)に対して交差するよう配置される。尚、レトロリフレクタ40としては、例えば直角三角柱プリズム、或いは直交二面鏡を用いることができる。このレトロリフレクタ40は、外部共振器型波長可変光源5の波長分解能を高めるために、直交面に直交する方向の長さが所定の長さ以下に設定されており、図1に示す平面ミラー15と同様に、回転アーム(図示省略)等によって図1中の点C1の周りで回転可能である。
The
平面ミラー15を備える外部共振器型波長可変光源1においては、半導体レーザ11の端面11bと平面ミラー15の反射面15aとによって構成される共振器の共振効率を最大とするために平面ミラー15の傾きの調整を厳密に行う必要がある。これに対し、レトロリフレクタ40は入射する光を正確に逆の方向に反射するという性質を有するため、平面ミラー15を備える場合の厳密な調整は不要となり、簡便な調整で容易に共振器の共振効率を最大にすることができる。上記のレトロリフレクタ40は、図1に示す第1実施形態による外部共振器型波長可変光源1のみに適用可能な訳ではなく、第2〜第4実施形態及びその変形例にも適用可能である。
In the external resonator type wavelength tunable
以上説明した通り、第1〜第5実施形態の外部共振器型波長可変光源によれば、スペクトル線幅が狭く波長安定性が良いレーザ光が得られ、しかもモードホップを生ずることなく波長を連続可変することができるとともに、小型化を実現することができる。また、平面ミラー15やレトロリフレクタ40を回転させるための回転アームと半導体レーザ11との干渉等を防止する対策等の従来必要であった種々の実施上の対策を不要とすることができる。
As described above, according to the external resonator type wavelength tunable light source of the first to fifth embodiments, a laser beam having a narrow spectral line width and good wavelength stability can be obtained, and the wavelength is continuously generated without causing a mode hop. In addition to being variable, downsizing can be realized. In addition, it is possible to eliminate the various practical measures required in the past, such as measures for preventing interference between the rotating arm for rotating the
次に、以上説明した実施形態の外部共振器型波長可変光源を備える光源装置について説明する。図11は、本発明の一実施形態による光源装置の構成を示すブロック図である。図11に示す通り、本実施形態の光源装置50は、波長可変光源51、ビームスプリッタ52、受光器53、LD駆動回路54、回転機構駆動回路55(波長可変部)、温度制御回路56、及びCPU(中央処理装)57を備える。
Next, a light source device including the external resonator type wavelength tunable light source according to the embodiment described above will be described. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a light source device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the
波長可変光源51は、前述した第1〜第5実施形態による外部共振器型波長可変光源1〜5及びその変形例による外部共振器型波長可変光源1′〜4′の何れかである。ビームスプリッタ52は、波長可変光源51から射出されるレーザ光L0の一部(例えば、数%程度)を反射し、残りを透過する。ビームスプリッタ52を透過したレーザ光L1は光源装置50から外部に出力される。
The wavelength tunable
受光器53は、ビームスプリッタ52で反射されたレーザ光L2を受光してレーザ光L2の強度に応じたモニタ信号S1を出力する。LD駆動回路54は、CPU57の制御の下で、受光器53からのモニタ信号S1を用いて波長可変光源51が備える半導体レーザ11を駆動する。尚、半導体レーザ11は、LD駆動回路54によってフィードバック制御される。
The
回転機構駆動回路55は、CPU57の制御の下で、波長可変光源51が備える平面ミラー15(図1〜図5,図7〜図9参照)又はレトロリフレクタ40(図10参照)を回転させる回転機構(図示省略)を駆動し、波長可変光源51から射出されるレーザ光L0の波長を可変させる。温度制御回路56は、CPU57の制御の下で、温度制御装置(図示省略)を制御して半導体レーザ11等を収容するケース20〜22(図4,図7,図9参照)を恒温化する。
The rotation
CPU57は、上記のLD駆動回路54、回転機構駆動回路55、及び温度制御回路56を統括的に制御してスペクトル線幅が狭く波長安定性が良いレーザ光を射出させ、レーザ光の波長を連続的に可変させる。尚、以上説明した光源装置50は、例えば光通信を行うための光源、或いは光計測技術で使用される光源として用いられるが、波長を可変する必要のある種々の分野においても用いることができる。
The
以上、本発明の実施形態による外部共振器型波長可変光源及び光源装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、図4,図7,図9に示す例では、反射ミラー13がケース20,21内に収容され、ビームスプリッタ31がケース22内に収容されるとしていたが、反射ミラー13又はビームスプリッタ31はケースの外部に固定保持されていても良い。また、これらの図においては、回折格子14がケース20〜23に固定保持されるとしていたが、回折格子14をケースとは分離して配置した構成であっても良い。但し、調整の容易さ及び小型化を考えると、回折格子14をケースに固定保持するのが望ましい。
As described above, the external resonator type wavelength tunable light source and the light source device according to the embodiment of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be freely changed within the scope of the present invention. . For example, in the example shown in FIGS. 4, 7, and 9, the
1〜5 外部共振器型波長可変光源
1′〜4′ 外部共振器型波長可変光源
11 半導体レーザ
11a,11b 端面
13 反射ミラー
14 回折格子
14a 回折面
15 平面ミラー
16 反射防止膜
20〜22 ケース
31 ビームスプリッタ
32 反射ミラー
40 レトロリフレクタ
40a,40b 反射面
50 光源装置
55 回転機構駆動回路
C1,C1′ 点
P1,P1′ 光学的位置
PL 法線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-5 External resonator type | mold wavelength-tunable light source 1'-4 'External resonator type | mold wavelength variable
Claims (10)
前記光源からの光を反射して前記回折格子に対して前記所定の入射角をもって入射させる反射素子を備え、
前記光源は、前記反射防止膜が施された第1端面を前記反射素子に向けて配置され、且つ前記第2端面から前記反射素子及び前記回折格子を介して前記反射鏡に至る光路長が、前記光源、前記回折格子、及び前記反射鏡がリットマン配置である場合の共振器の光路長となるように位置決めされる
ことを特徴とする外部共振器型波長可変光源。 One of a light source having an antireflection film applied to a first end surface of a pair of end surfaces, a diffraction grating on which light from the light source is incident at a predetermined incident angle, and light diffracted by the diffraction grating An external resonator-type wavelength tunable light source including a rotatable reflecting mirror that reflects a portion toward the diffraction grating, and a second end face different from the first end face of the light source and the reflecting mirror. ,
A reflection element that reflects light from the light source and makes the diffraction grating enter the diffraction grating at the predetermined incident angle;
The light source is disposed with the first end face provided with the antireflection film facing the reflection element, and the optical path length from the second end face to the reflection mirror via the reflection element and the diffraction grating is, An external resonator type wavelength tunable light source, wherein the light source, the diffraction grating, and the reflecting mirror are positioned so as to have an optical path length of a resonator when the Littman arrangement is employed.
前記反射素子及び前記回折格子の少なくとも一方は、前記ケースに固定保持されることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の外部共振器型波長可変光源。 A case for accommodating the light source;
5. The external resonator type wavelength tunable light source according to claim 1, wherein at least one of the reflection element and the diffraction grating is fixedly held on the case. 6.
請求項1から請求項9の何れか一項に記載の外部共振器型波長可変光源と、
前記外部共振器型波長可変光源が備える前記反射鏡の回転量を制御して、前記レーザ光の波長を可変させる波長可御部と
を備えることを特徴とする光源装置。 In a light source device that emits laser light having a variable wavelength,
An external resonator type wavelength tunable light source according to any one of claims 1 to 9,
A light source device comprising: a wavelength control unit that controls a rotation amount of the reflecting mirror included in the external resonator type wavelength tunable light source to vary a wavelength of the laser light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007067266A JP2008227407A (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | External-resonator wavelength variable light source and light source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007067266A JP2008227407A (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | External-resonator wavelength variable light source and light source device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008227407A true JP2008227407A (en) | 2008-09-25 |
Family
ID=39845620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007067266A Pending JP2008227407A (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | External-resonator wavelength variable light source and light source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008227407A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010169625A (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Anritsu Corp | Gas detector |
JP2010219315A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Anritsu Corp | Wavelength sweeping light source |
JP2013004769A (en) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Anritsu Corp | Multi-mode wavelength sweeping light source |
JP2017216371A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日亜化学工業株式会社 | Light source device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02307285A (en) * | 1989-05-23 | 1990-12-20 | Komatsu Ltd | Controller for wavelength of laser |
JPH11103124A (en) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Ando Electric Co Ltd | External resonator type light source |
JP2000164981A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Anritsu Corp | Variable wavelength light source |
JP2000286503A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-13 | Anritsu Corp | Laser light source device |
JP2005284125A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Anritsu Corp | Variable wavelength light source |
JP2006049785A (en) * | 2004-06-29 | 2006-02-16 | Anritsu Corp | Wavelength variable light source, and distortion measurement equipment using the same |
JP2007515769A (en) * | 2003-09-29 | 2007-06-14 | アジレント・テクノロジーズ・インク | Laser angle control |
-
2007
- 2007-03-15 JP JP2007067266A patent/JP2008227407A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02307285A (en) * | 1989-05-23 | 1990-12-20 | Komatsu Ltd | Controller for wavelength of laser |
JPH11103124A (en) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Ando Electric Co Ltd | External resonator type light source |
JP2000164981A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Anritsu Corp | Variable wavelength light source |
JP2000286503A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-13 | Anritsu Corp | Laser light source device |
JP2007515769A (en) * | 2003-09-29 | 2007-06-14 | アジレント・テクノロジーズ・インク | Laser angle control |
JP2005284125A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Anritsu Corp | Variable wavelength light source |
JP2006049785A (en) * | 2004-06-29 | 2006-02-16 | Anritsu Corp | Wavelength variable light source, and distortion measurement equipment using the same |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010169625A (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Anritsu Corp | Gas detector |
JP2010219315A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Anritsu Corp | Wavelength sweeping light source |
JP2013004769A (en) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Anritsu Corp | Multi-mode wavelength sweeping light source |
JP2017216371A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日亜化学工業株式会社 | Light source device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9331457B2 (en) | Semiconductor laser apparatus | |
US9236712B2 (en) | Frequency tuneable laser device | |
JP2008130805A (en) | External resonator wavelength variable light source | |
JP2005085942A (en) | Optical module and optical transmitter | |
US7813398B2 (en) | Semiconductor optical element for external cavity laser | |
JPH11163450A (en) | Wavelength variable light source | |
JP2017204530A (en) | External cavity diode laser device | |
JP2008071798A (en) | Laser light source apparatus | |
JP2008227407A (en) | External-resonator wavelength variable light source and light source device | |
CN108780239B (en) | Optical modulation device | |
US20040218250A1 (en) | Miniaturized external cavity laser (ECL) implemented with acoustic optical tunable filter | |
US6731661B2 (en) | Tuning mechanism for a tunable external-cavity laser | |
US7706425B2 (en) | Littrow external oscillator semiconductor laser optical axis deviation correction method and device | |
JP2005175049A (en) | External resonator semiconductor laser | |
JP3069643B2 (en) | Tunable light source | |
JPH04146681A (en) | Semiconductor laser device | |
JP2005159000A (en) | Semiconductor laser | |
US20020163643A1 (en) | Optical interference apparatus and method | |
JP2010225932A (en) | Wavelength variable light source | |
JP4984537B2 (en) | External resonator type tunable light source | |
JP2009094206A (en) | External resonator-type wavelength variable light source, and light source apparatus | |
US6885793B2 (en) | Cleaving laser diode bars having gratings | |
JP7453519B2 (en) | Oscillation adjustment method | |
JP2011018779A (en) | Wavelength variable light source | |
JP4303427B2 (en) | Wavelength stabilized laser and optical wavelength conversion module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20091208 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20111213 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20120202 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120403 |