JP2008227407A - External-resonator wavelength variable light source and light source device - Google Patents

External-resonator wavelength variable light source and light source device Download PDF

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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
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diffraction grating
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Keisuke Asami
圭助 浅見
Akinari Ito
昭成 伊藤
Hiroshi Ando
洋 安藤
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Yokogawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an external-resonator wavelength variable light source capable of eliminating various conventionally necessary measures in execution, with a small size and having high wavelength stability. <P>SOLUTION: The external-resonator wavelength variable light source 1 includes a semiconductor laser 11, a collimate lens 12, a reflection mirror 13, a diffractive grating 14, and a planar mirror 15, with a resonator formed by an end face 11b of the semiconductor laser 11 and a reflection surface 15a of the planar mirror 15. A laser beam from the semiconductor laser 11 is reflected by the reflection mirror 13 to be incident to the diffractive grating 14 at a prescribed incident angle. The semiconductor laser 11 is positioned, with an end face 11a, on which a reflection preventive film 16 is applied, arranged toward the reflection mirror 13, so that an optical path length from the end face 11b up to the planar mirror 15 via the reflection mirror 13 and the diffractive grating 14 corresponds to the optical path length of the resonator when the semiconductor laser 11, the diffractive grating 14, and the planar mirror 15 are set in Littman arrangement. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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 tunable light source 100 includes a semiconductor laser 101, a collimating lens 102, a diffraction grating 103, and a plane mirror 104. The external resonator type tunable light source 100 shown in FIG. 12 is an external resonator type tunable light source having a Littman arrangement.

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 semiconductor laser 101 is a Fabry-Perot type semiconductor laser in which, for example, a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer are sequentially formed on a semiconductor substrate, and parallel end surfaces obtained by cleaving the semiconductor substrate are used as resonators. . The semiconductor laser 101 is provided with an antireflection film (AR coat) 105 on one end face forming a resonator. The semiconductor laser 101 is arranged with the end surface provided with the antireflection film 105 facing the collimating lens 102 side. The size of the semiconductor laser 101 is about 0.2 to 1 mm.

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 collimating lens 102 is positioned with respect to the semiconductor laser 101 so that one focal point is disposed at the laser light emission position on the end surface of the semiconductor laser 101 where the antireflection film 105 is applied. The collimator lens 102 collimates the laser light emitted from the semiconductor laser 101 and condenses the laser light diffracted by the diffraction grating 103 at the laser light emission position of the semiconductor laser 101. The semiconductor laser 101 and the collimating lens 12 are accommodated in the case 110.

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 planar diffraction surface 103a in which a grating is formed in a direction orthogonal to the paper surface, and the laser light collimated by the collimating lens 102 and the laser light reflected by the plane mirror 104 are obtained. Diffracts at an angle corresponding to the wavelength. In addition, the length of the diffraction grating 103 in the direction along the paper surface of the diffraction surface 103a is about several tens of millimeters. The plane mirror 104 reflects the laser light diffracted by the diffraction grating 103 and can rotate (swing) in the rotation directions D101 and D102 along the paper surface.

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 end face 101a of the semiconductor laser 101 where the antireflection film 105 is not applied to the diffraction grating 103 is P101, the incident position of the laser beam to the diffraction grating 103 is P102, and the plane mirror 104 The incident position of the laser beam with respect to is P103. The length (optical path length) from the optical position P101 of the end face 101a of the semiconductor laser 101 to the incident position P103 with respect to the flat mirror 104 through the incident position P102 with respect to the diffraction grating 103 is about 40 to 50 mm.

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 tunable light source 100 shown in FIG. 12, in order to change the wavelength while keeping the wave number constant, the optical position P101 of the end face 101a of the semiconductor laser 101, the incident position P102 with respect to the diffraction grating 103, and the plane It is necessary to rotate the plane mirror 104 so that the incident position P103 moves along the circumference of a circle R100 passing through the incident position P103 with respect to the mirror 104. At this time, as shown in FIG. 12, the center of rotation of the plane mirror 104 is a line extending perpendicularly to the optical axis starting from the optical position P101 of the end surface 101a, and a plane including the diffraction surface 103a of the diffraction grating 103. Need to be arranged at a point C101 where.

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 semiconductor laser 101 is converted into parallel light by the collimator lens 102, then enters the diffraction surface 103a of the diffraction grating 103, and is diffracted at an angle corresponding to the wavelength. Of the laser light diffracted by the diffraction grating 103, the laser light diffracted in the direction in which the plane mirror 104 is disposed is reflected by the plane mirror 104 and then enters the diffraction surface 103 a of the diffraction grating 103 again. This laser light is again diffracted by the diffraction grating 103 and travels in the reverse direction along the original optical path, and is condensed by the collimator lens 102 and enters the semiconductor laser 101. Part of the laser light incident on the semiconductor laser 101 is reflected by the end face 101a of the semiconductor laser 101, travels in the reverse direction inside the semiconductor laser 101, and is emitted again toward the collimator lens 102, and the rest is emitted from the end face 101a to the semiconductor laser. 101 is injected outside.

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 tunable light source 100 shown in FIG. 12 has a resonator formed by the end face 101 a of the semiconductor laser 101 and the plane mirror 104 provided outside the semiconductor laser 101. Here, when the plane mirror 104 constituting the resonator is rotated in the rotation direction D101 around the point C101 in the figure, the wavelength of the laser light can be continuously varied to the long wavelength side, and conversely, the point C101 is centered. As a result, the wavelength of the laser beam can be continuously varied to the short wavelength side. As a result, laser light having a narrow spectral line width and good wavelength stability can be obtained from the external resonator type wavelength tunable light source 100, and the wavelength can be continuously varied without causing mode hops.

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。
特開2003−289173号公報 特開2000−164980号公報 特開2000−164979号公報 特開平11−126943号公報
For details of the conventional external resonator type wavelength tunable light source, see, for example, Patent Documents 1 to 4 below.
JP 2003-289173 A JP 2000-164980 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164979 Japanese Patent Laid-Open No. 11-126943

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 tunable light source 100, in order to rotate the plane mirror 104 in the rotation directions D101 and D102 along the paper surface around the point C101, a predetermined rotation mechanism is required. For example, a rotation mechanism is provided that includes a rotation motor that passes through the point C101 and that has a rotation axis that is perpendicular to the paper surface, and a rotation arm that is attached to the rotation shaft of the rotation motor. The above rotation can be realized by attaching 104.

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 tunable light source 100, the optical path of the laser light is positioned between the rotation center (point C 101) of the plane mirror 104 and the plane mirror 104. For this reason, it is necessary to arrange the rotating arm so as to cross the optical path of the laser beam. The optical path of the laser beam is blocked by the rotating arm, or the rotating arm and the case 110 physically interfere with each other, and the wavelength on the long wavelength side. Inconveniences such as restriction of variable bandwidth occur. In order to eliminate such a problem, for example, the rotation surface of the rotation arm is shifted with respect to the plane including the circle R100 that prevents the optical path of the laser beam from being blocked or interferes with the case 110 by making the rotation arm hollow. Therefore, there is a problem that it is necessary to take practical measures such as preventing the interference by arranging them, or devising the shape of the flat mirror 104 to prevent the restriction of the wavelength variable band.

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 tunable light source 100 shown in FIG. 12, the semiconductor laser 101 and the collimating lens 102 are housed in the case 110, but in order to reduce the influence of the temperature change and to stabilize it. In addition to the semiconductor laser 101 and the collimating lens 102, it is desirable that the diffraction grating 103 is also housed in the case 110 to keep the temperature of the entire case 110 constant. However, in order to optimize wavelength selectivity and diffraction efficiency, the diffraction grating 103 needs to be disposed so as to be inclined so that the incident angle of the laser light from the semiconductor laser 101 is about 80 °. In order to accommodate 103, the shape of the case 110 is inevitably complicated. Furthermore, as described above, since the distance between the semiconductor laser 101 and the diffraction grating 103 cannot be reduced in order to avoid physical contact between the rotating arm and the case 110, it is difficult to reduce the size of the case 110. Such a complicated or large shape of the case 110 has a problem that it hinders cost reduction and stabilization.

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 tunable light source 100 of the Littman arrangement, in order to change the wavelength while keeping the wave number constant, as described above, the plane mirror 104 is set in the rotation directions D101 and D102 along the paper surface with the point C101 as the center. Basically it is rotated. In addition to the point C101, there is a point on the straight line (hereinafter referred to as a dead zone line) passing through the point C101 where the wave number shift is not so large. Therefore, if the center of rotation of the plane mirror 104 is moved along the dead zone line, the center of rotation of the plane mirror 104 can be precisely aligned with the point C101. However, since the dead zone line is usually not parallel to the optical axis of the semiconductor laser 101, there is a problem that adjustment takes time.

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 light source 1 according to the present embodiment includes a semiconductor laser 11 (light source), a collimator lens 12, a reflection mirror 13 (reflection element), a diffraction grating 14, and a plane mirror 15 (reflection mirror). ). A resonator is formed by the end face 11 b (second end face) of the semiconductor laser 11 and the reflecting face 15 a of the flat mirror 15.

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 semiconductor laser 11 includes, for example, a lower clad layer, an active layer, and an upper clad layer sequentially formed on a semiconductor substrate, and a pair of parallel end surfaces 11a (first end surfaces) and second end surfaces 11b obtained by cleaving the semiconductor substrate. This is a Fabry-Perot type semiconductor laser having a cavity as a resonator. An antireflection film (AR coating) 16 is provided on the end surface 11 a of the semiconductor laser 11. The semiconductor laser 11 is positioned so that the end surface 11a provided with the antireflection film 16 faces the reflection mirror 13, and a predetermined optical path length condition is satisfied. Details of the optical path length condition will be described later.

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 collimator lens 12 is disposed on the optical path between the semiconductor laser 11 and the reflection mirror 13, and one focal point is disposed at the laser beam emission position on the end surface 11 a on which the antireflection film 16 of the semiconductor laser 11 is applied. It is positioned with respect to the semiconductor laser 11. The collimating lens 12 converts the laser light emitted from the semiconductor laser 11 into parallel light, and the laser light diffracted by the diffraction grating 14 and passed through the reflection mirror 13 is emitted from the end face 11 a of the semiconductor laser 11. Condensed to

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 reflection mirror 13 reflects the laser light emitted from the semiconductor laser 11 and passing through the collimating lens 12 toward the diffraction grating 14 so that a predetermined incident angle condition is satisfied. Specifically, the laser light from the semiconductor laser 11 is reflected toward the diffraction grating 14 so that the laser light from the semiconductor laser 11 enters the diffraction grating 14 with a predetermined incident angle (for example, an incident angle of about 80 °). To do. The reflection mirror 13 reflects the laser light, which is diffracted by the laser light reflected by the flat mirror 15, incident on the diffraction grating 14 toward the collimating lens 12 and the semiconductor laser 11. In the example shown in FIG. 1, the reflection mirror 13 reflects the laser light from the semiconductor laser 11 at a substantially right angle so that the laser light from the semiconductor laser 11 is incident on the diffraction grating 14 at a predetermined angle. .

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 diffraction grating 14 has a planar diffraction surface 14 a in which gratings extending in a direction orthogonal to the paper surface are arranged, and is made parallel by the collimating lens 12, the laser light via the reflection mirror 13, and the plane mirror 15. The laser beam reflected by is diffracted at an angle corresponding to the wavelength. The plane mirror 15 reflects the laser light diffracted by the diffraction grating 14, and can be rotated (swinged) in the rotation directions D1 and D2 along the paper surface with the point C1 in the figure as the center of rotation.

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 light source 1 of the present embodiment is for rotating the plane mirror 15 around the point C1 in the rotation directions D1 and D2 along the paper surface. A predetermined rotation mechanism is provided. The rotation mechanism includes, for example, a rotation motor having a rotation axis that is an axis that passes through the point C1 and is perpendicular to the paper surface, and a rotation arm attached to the rotation shaft of the rotation motor. The plane mirror 15 is attached to the above, thereby realizing the above rotation.

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 semiconductor laser 11, the collimating lens 12, the reflecting mirror 13, the diffraction grating 14, and the plane mirror 15 will be described in detail. The external resonator type wavelength tunable light source 1 of this embodiment is based on the concept of Littman arrangement, and has problems that arise in the case of Littman arrangement while taking advantage of the Littman arrangement (for example, between the rotating arm and the semiconductor laser 11 described above). Interference). For this reason, first, the case where the semiconductor laser 11, the diffraction grating 14, and the reflection mirror 15 are in the Littman arrangement will be considered. That is, consider a case where the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are respectively disposed at positions Q1 and Q2 in FIG. 1 and the reflection mirror 13 is omitted.

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 diffraction grating 14 of the end surface of the semiconductor laser (hereinafter referred to as the semiconductor laser 11 ') which is supposed to be arranged at the position Q1 is not applied to the diffraction grating 14. The incident position of the laser beam on the grating 14 is P2, and the incident position of the laser beam on the flat mirror 15 is P3. When the semiconductor laser 11 ', the diffraction grating 14, and the plane mirror 15 are in a Littman arrangement, the optical position P1, the incident position P2, and the incident position P3 are arranged on the circumference of a circle R1 indicated by a broken line. Is done. The point C1, which is the center of rotation of the plane mirror 15, is a point where the line extending perpendicularly to the optical axis starting from the optical position P1 and the plane including the diffraction grating 14 and the diffraction surface 14a intersect. Become.

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L、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Lとする。 Now, the incident angle of the laser light emitted from the semiconductor laser 11 ′ to the diffraction grating 14 is α, the emission angle is β, the wavelength of the laser light is λ, the grating constant of the diffraction grating 14 is d, and the diameter of the circle R1 is D. And Further, in the case of the Littman arrangement, the wave number of the laser light in the external resonator type wavelength tunable light source is k, and the optical path length between the semiconductor laser 11 'and the diffraction grating 14 (the optical position P1 and the incident position). Let L i be the distance between P2 and L o be the optical path length between the diffraction grating 14 and the plane mirror 15 (the distance between the incident position P2 and the incident position P3).

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。

Figure 2008227407
When the semiconductor laser 11 ′, the diffraction grating 14, and the plane mirror 15 are in a Littman arrangement, the following equation (1) is established.
Figure 2008227407

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 diffraction grating 14 and the plane mirror 15 included in the external resonator type wavelength tunable light source 1 of the present embodiment are arranged in the same manner as in the Littman arrangement. The center of rotation of the plane mirror 15 coincides with the point C1 set in the case of the Littman arrangement. The reflection mirror 13 is disposed on the optical path between the Littman-arranged semiconductor laser 11 ′ and the diffraction grating 14, and the semiconductor laser 11 is disposed with the end surface 11 a provided with the antireflection film 16 facing the reflection mirror 13. The The angle of the reflection mirror 13 with respect to the laser beam from the semiconductor laser 11 is set so that the incident angle of the laser beam with respect to the diffraction grating 14 becomes the above-described incident angle α.

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(L+L: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L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 semiconductor laser 11 has an optical path length (L i + L o :) when the optical path length from the end face 11b to the plane mirror 15 via the collimating lens 12, the reflecting mirror 13, and the diffraction grating 14 is a Littman arrangement. Positioning is performed so that the optical path length condition of (see (1) above) is satisfied. As described above, the diffraction grating 14 and the plane mirror 15 are arranged in the same manner as in the Littman arrangement. Therefore, the semiconductor laser 11 can be referred to the collimator from the end face 11b lens 12, the optical path length of the optical path to the reflecting mirror 13 and the diffraction grating 14, it is positioned so as to be equal to the above-mentioned optical path length L i.

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 diffraction grating 14 are satisfied, the positions where the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are positioned are not limited. However, in order to avoid interference with an arm (not shown) for rotating the plane mirror 15, the optical path from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 is between the point C1 and the diffraction grating 14, as shown in FIG. It is desirable to position the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 so as to pass.

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 semiconductor laser 11 and the collimator lens 12 may be positioned at a position deviated from the plane including the circle R1 in FIG. 1 as long as the above-described optical path length condition and the incident angle condition with respect to the diffraction grating 14 are satisfied. Is possible. When such positioning is performed, the laser light emitted from the semiconductor laser 11 is incident on the plane including the circle R1 from an oblique direction or a vertical direction. In order to be satisfied, it is necessary to appropriately adjust the reflecting mirror 13 according to the incident direction.

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 semiconductor laser 11 is converted into parallel light by the collimator lens 12, and then travels on the optical path passing between the point C 1 and the diffraction grating 14 and enters the reflection mirror 14. Reflected toward the diffraction surface 14 a of the diffraction grating 14. The laser beam reflected by the reflection mirror 13 is incident on the diffraction surface 14a of the diffraction grating 14 with a predetermined incident angle and is diffracted at an angle corresponding to the wavelength.

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 diffraction grating 14, the laser light diffracted in the direction in which the plane mirror 15 is arranged is reflected by the plane mirror 15 and then enters the diffraction surface 14 a of the diffraction grating 14 again. This laser light is again diffracted by the diffraction grating 14 and travels in the reverse direction along the original optical path, and is reflected by the reflection mirror 13 toward the collimating lens 12 and the semiconductor laser 11 and passes between the point C 1 and the diffraction grating 14. The light travels in the opposite direction on the road and enters the collimating lens 12, is condensed by the collimating lens 12, and enters the semiconductor laser 11. Part of the laser light incident on the semiconductor laser 11 is reflected by the end surface 11b of the semiconductor laser 11, travels in the reverse direction inside the semiconductor laser 11, and is emitted again to the collimator lens 12, and the rest is transmitted from the end surface 11b to the semiconductor laser. 11 is injected outside.

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 mirror 15 is rotated around the point C1 in the direction indicated by the symbol D1 in FIG. 1, the wavelength of the laser beam can be continuously varied to the long wavelength side without changing the wave number. . On the other hand, when the reflecting mirror 15 is rotated around the point C1 in the direction indicated by the symbol D2 in FIG. 1, the wavelength of the laser beam can be continuously varied to the short wavelength side without changing the wave number. .

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 light source 1 of the present embodiment, a laser beam having a narrow spectral line width and good wavelength stability can be obtained, and the wavelength can be continuously varied without causing a mode hop. it can. Further, since the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are positioned so that the optical path from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 passes between the point C1 and the diffraction grating 14, for example, for rotating the plane mirror 15 Various implementation measures that have been conventionally required, such as measures for preventing interference between the rotary arm and the semiconductor laser 11, etc., become unnecessary.

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 light source 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the external resonator type wavelength tunable light source 1 ′ includes a semiconductor laser 11, a collimating lens 12, a reflection mirror 13, a diffraction grating 14, and a plane mirror 15. The external resonator type wavelength light source 1 ′ shown in FIG. The configuration is the same as that of the wavelength tunable light source 1. However, these arrangements are different, and the optical path length from the end face 11b of the semiconductor laser 11 to the plane mirror 15 via the collimating lens 12, the reflecting mirror 13, and the diffraction grating 14 is set to a shorter optical path length.

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 semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are arranged at positions Q1 'and Q2' closer to the diffraction grating 14 than the positions Q1 and Q2 shown in FIG. Here, the optical position with respect to the diffraction grating 14 of the end surface of the semiconductor laser (hereinafter referred to as semiconductor laser 11 ″) which is supposed to be arranged at the position Q1 ′ is not defined as P1 ′. In the case where the diffraction grating 14 and the plane mirror 15 are in the Littman arrangement, the optical position P1 ′, the incident position P2, and the incident position P3 are indicated by broken lines smaller than the circle R1 shown in FIG. It arrange | positions on the periphery of circle | round | yen R1 ', respectively. The point C1 ′, which is the center of rotation of the plane mirror 15, intersects the line extending perpendicularly to the optical axis starting from the optical position P1 ′ and the plane including the diffraction grating 14 and the diffraction surface 14a. It becomes a point.

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 light source 1 ′ shown in FIG. 1, the semiconductor laser 11 has an optical path length from the end face 11 b to the plane mirror 15 via the collimator lens 12, the reflection mirror 13, and the diffraction grating 14. Is positioned so as to be equal to the optical path length from the semiconductor laser 11 ″ to the plane mirror 15 through the diffraction grating 14. The diffraction grating 14 and the plane mirror 15 are shown in the case of the Littman arrangement and FIG. The semiconductor laser 11 has the same optical path length from the end face 11b to the collimating lens 12, the reflecting mirror 13, and the diffraction grating 14 in the optical position described above. It can be said that it is positioned to be equal to the distance between P1 ′ and the incident position P2 of the diffraction grating 14.

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 light source 1 ′ of this modification, similarly to the external resonator type tunable light source 1 according to the first embodiment, laser light having a narrow spectral line width and good wavelength stability can be obtained. In addition, the wavelength can be continuously varied stably without causing a mode hop. In addition, the external resonator type wavelength tunable light source 1 ′ of this modification can be downsized.

〔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 light source 2 of the present embodiment includes the semiconductor laser 11, the collimating lens 12, the reflection mirror 13, the diffraction grating 14, and the plane mirror 15, and the external resonance shown in FIG. 1. This is the same as the model wavelength variable light source 1. Further, the optical path length from the end face 11b of the semiconductor laser 11 to the incident position P2 of the diffraction grating 14 via the collimating lens 12 and the reflection mirror 13 is the optical position P1 ′ and the incident position P2 of the diffraction grating 14 in FIG. 1 is common to the external resonator type wavelength tunable light source 1 shown in FIG. 1 in that the optical path length condition is satisfied.

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 semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are positioned so that the optical path from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 is parallel to the normal line PL of the diffraction surface 14a of the diffraction grating 14, and the incident angle The difference is that the angle of the reflection mirror 13 with respect to the optical path is adjusted in order to satisfy the conditions. By making the optical path from the semiconductor laser 11 to the reflecting mirror 13 parallel to the normal line PL of the diffraction surface 14a of the diffraction grating 14, adjustments such as optical axis alignment can be easily performed.

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 light source 2 according to the second embodiment of the present invention. The external resonator type wavelength tunable light source 2 ′ shown in FIG. 4 extends from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 in the modification 1 ′ of the external resonator type wavelength tunable light source 1 according to the second embodiment shown in FIG. The semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are positioned so that the optical path is parallel to the normal line PL of the diffraction surface 14a of the diffraction grating 14, and the same components as those shown in FIG. It is.

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 light source 2 ′ shown in FIG. 4 includes a semiconductor laser 11, a collimating lens 12, and a reflection mirror 13, and includes a case 20 that is kept constant by a temperature control device (not shown). The case 20 houses a rectangular parallelepiped main body 20 a that houses the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12, and a reflection mirror 13. The case 20 protrudes from the main body 20 a in a direction from the semiconductor laser 11 toward the reflection mirror 13. And a rectangular parallelepiped protrusion 20b. The main body 20a and the protrusion 20b communicate with each other, and an opening (not shown) through which laser light is input and output is formed on the surface of the protrusion 20b facing the diffraction grating 14.

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 case 20, the surface on which the protruding portion 20 b is provided and the surface opposite to the surface are perpendicular to the optical path between the semiconductor laser 11 and the reflection mirror 13, and the other surfaces are reflected from the semiconductor laser 11. The semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the reflection mirror 13 are accommodated so as to be parallel to the optical path between the mirror 13. In addition, the diffraction grating 14 is fixedly held on the surface of the main body 20a where the protrusion 20b is provided.

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 semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the reflection mirror 13 can be accommodated inside the case 20 and the diffraction grating 14 can be fixedly held on the case 20. Can be. In addition, such a configuration makes it easier to keep the case 20 at a constant temperature, thereby further improving the wavelength stability. Further, since the optical path from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 and the normal line PL of the diffraction surface 14a of the diffraction grating 14 are parallel, adjustment can be easily performed.

〔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 light source 3 of this embodiment also includes a semiconductor laser 11, a collimating lens 12, a reflection mirror 13, a diffraction grating 14, and a plane mirror 15, and the optical path length condition is as follows. It is common with the external resonator type wavelength tunable light source 1 shown in FIG.

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 semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 is substantially the same with respect to the dead band SL where there is a point where the deviation of the wave number does not increase so much even if the rotation center of the plane mirror 15 is deviated from the point C1. The semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are positioned so as to be vertical, and the angle of the reflection mirror 13 with respect to the optical path is adjusted in order to satisfy the incident angle condition. By making the optical path from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 substantially perpendicular to the dead zone line SL, adjustments such as optical axis alignment can be easily performed.

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D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 semiconductor laser 11, the diffraction grating 14, and the plane mirror 15 are in a Littman arrangement is considered. As shown in FIG. 6A, the optical position P1 of the end face of the semiconductor laser that is not provided with the antireflection film, the optical position P1 with respect to the diffraction grating 14, the incident position P2 of the laser light with respect to the diffraction grating 14, and the laser light with respect to the plane mirror 15 incident position P3 (position P11, P12) is to be arranged on the circumference of the diameter D 1.

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、D・sinαで表される。また、レーザ光の波長をλ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D・sinβS1で表される。更に、レーザ光の波長をλ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D・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。

Figure 2008227407
When the rotation center of the plane mirror 15 coincides with the point C1, the optical path length (distance) between the optical position P1 and the incident position P2 is represented by D 1 · sin α 1 . Further, when the plane mirror 15 is disposed at the position P11 in the drawing in order to set the wavelength of the laser beam to λ S , the optical path length between the incident position P2 of the diffraction grating 14 and the position P11 of the plane mirror 15 is shown. (Distance) is represented by D 1 · sin β S1 . Further, in order to set the wavelength of the laser beam to λ L , when the plane mirror 15 is arranged at the position P12 in the figure, the optical path length between the incident position P2 of the diffraction grating 14 and the position P12 of the plane mirror 15 (Distance) is represented by D 1 · sin β L1 . Since the wave number in the external resonator type wavelength tunable light source does not change regardless of whether the plane mirror 15 is disposed at the positions P11 and P12, the following equation (2) is established.
Figure 2008227407

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θ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D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。

Figure 2008227407
Next, consider the case where the center of rotation of the plane mirror 15 is set at a point C2 that is deviated from the point C1. As shown in FIG. 6 (b), and the straight line connecting the points C1 and incident position P2 of the diffraction grating 14, the angle of a straight line connecting the point C2 and the incident position P2 of the diffraction grating 14 and theta 1. Further, the incident position of the laser beam P3 (position P13, P14) are disposed on the circumference of diameter D 2 with respect to the incident position of the laser beam P2 and a plane mirror 15, with respect to the diffraction grating 14. Now, assuming that the number of grooves per unit length of the diffraction grating 14 is N and the order (diffraction order) is m, each angle shown in FIG. 6A and each angle shown in FIG. ) Expression.
Figure 2008227407

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。

Figure 2008227407
When the plane mirror 15 is rotated around the point C2 without changing the relative positional relationship between the semiconductor laser 11 and the diffraction grating 14 and the incident angle of the laser beam on the diffraction grating 14, the external resonator wavelength In order that the wave number does not change in the variable light source, the following expression (4) needs to be satisfied.
Figure 2008227407

上記(4)式が満たされる円の直径Dは、(4)式を変形して以下の(5)式で表される。

Figure 2008227407
The diameter D 2 of a circle equation (4) is satisfied is represented by (4) deformed by the following equation (5) the formula.
Figure 2008227407

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θは、以下の(6)式で表される。

Figure 2008227407
Based on the above equation (5), an angle θ X formed by a straight line connecting the optical position P1 of the end face of the semiconductor laser and the incident position P2 of the diffraction grating 14 and the dead band SL is expressed by the following equation (6). Is done.
Figure 2008227407

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α=80°、短波長側の波長λ=1500nm、長波長側の波長λ=1600nmとすると、上記の(6)式から不感帯ラインSLの角度θは、およそ17.6°になる。尚、不感帯ラインSLの角度θ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α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 diffraction grating 14 is N = 1000 / mm, the order is m = 1, the incident angle α 1 of the laser light with respect to the diffraction grating 14 is α 1 = 80 °, the wavelength λ s is 1500 nm on the short wavelength side, If the wavelength λ L on the long wavelength side is 1600 nm, the angle θ X of the dead zone line SL is approximately 17.6 ° from the above equation (6). The angle θ X of the dead band SL is determined by the number N of grooves of the diffraction grating 14 and the incident angle α 1 of the laser light with respect to the diffraction grating 14, but slightly changes depending on the wavelength of the laser light. For this reason, even if it says that the rotation center of the plane mirror 15 is arrange | positioned on the dead zone line SL, it is thought that the variation | change_quantity according to the change of a wavelength becomes large as it deviates from the point C1. Therefore, it is desirable to set the rotation center of the plane mirror 15 as close as possible to the point C1.

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 light source 3 according to the third embodiment of the present invention. The external resonator type wavelength tunable light source 3 ′ shown in FIG. 7 extends from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 in the modification 1 ′ of the external resonator type wavelength tunable light source 1 according to the second embodiment shown in FIG. The semiconductor laser 11 and the collimator lens 12 are positioned so that the optical path is substantially perpendicular to the dead zone line SL, and the semiconductor laser 11 and the collimator are parallel to the normal line PL of the diffraction surface 14a of the diffraction grating 14. The lens 12 is positioned, and the same components as those shown in FIG.

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 light source 3 ′ shown in FIG. 7 includes a semiconductor laser 11, a collimating lens 12, and a reflection mirror 13, and includes a substantially rectangular parallelepiped case 21 that is kept constant by a temperature control device (not shown). . In this case 21, a recess 21a is formed on one side surface where the reflecting mirror 13 is close. A diffraction grating 14 is fixedly held in the recess 21a, and an opening (not shown) through which laser light is input and output is formed on the surface facing the diffraction grating 14.

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 case 21 has a surface facing the surface on which the recess 21a is formed perpendicular to the optical path between the semiconductor laser 11 and the reflection mirror 13, and four surfaces orthogonal to the surface on which the recess 21a is formed are semiconductors. The semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the reflection mirror 13 are accommodated so as to be parallel to the optical path between the laser 11 and the reflection mirror 13. The diffraction grating 14 is fixed to the recess 21a at a predetermined angle with respect to the optical path between the semiconductor laser 11 and the reflection mirror 13 so that the laser beam reflected by the reflection mirror 13 is incident at a predetermined incident angle. Retained.

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 semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the reflection mirror 13 can be accommodated in the case 21, and the diffraction grating 14 can be fixedly held on the case 21, so that the configuration is small and simple. Can be. Further, such a configuration makes it easy to keep the case 21 at a constant temperature, thereby further improving the wavelength stability. Further, since the optical path from the semiconductor laser 11 to the reflection mirror 13 is set at a substantially right angle to the dead zone line SL, and the side surface of the case 21 is perpendicular or parallel to the dead zone line SL, adjustment is performed very easily in a short time. be able to.

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 case 21 perpendicular or parallel to the dead zone line SL, adjustment can be performed simply by moving the case 21 in two orthogonal directions d1 and d2 parallel to the side surface of the case 21. In addition, since only the direction d2 requires high accuracy for adjustment, and the direction d1 does not require high accuracy, the cost of the adjustment mechanism can be reduced.

〔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 light source 4 of the present embodiment is different in that a beam splitter 31 is provided instead of the reflection mirror 13 shown in FIG. Note that the above-described optical path length condition and incident angle condition with respect to the diffraction grating 14 are satisfied, and the optical path from the semiconductor laser 11 to the beam splitter 31 is the normal line PL of the diffraction surface 14 a of the diffraction grating 14. The semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are positioned so as to be parallel to each other, similar to the external resonator type wavelength tunable light source 2 shown in FIG.

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 beam splitter 31 reflects a part of the incident light and transmits the rest, thereby branching the incident light at a predetermined branching ratio. Here, from the viewpoint of preventing a decrease in oscillation efficiency, the beam splitter 31 desirably has a reflectance of about 80 to 90% and a transmittance of about 10 to 20%. If the shape of the beam splitter 31 is a parallel plate shape, multiple reflections may occur inside the beam splitter 30 and noise and mode hops may occur. For this reason, it is desirable that the beam splitter 31 has a wedge shape.

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 semiconductor laser 11 enters the beam splitter 31, a part of the laser light is reflected by the beam splitter 31 and the rest passes through the beam splitter 31. The laser beam reflected by the beam splitter 31 enters the diffraction grating 14 at a predetermined incident angle and is diffracted at an angle corresponding to the wavelength. Of the laser light diffracted by the diffraction grating 14, the laser light diffracted in the direction in which the plane mirror 15 is arranged is reflected by the plane mirror 15 and then enters the diffraction surface 14 a of the diffraction grating 14 again. The laser light is again diffracted by the diffraction grating 14, travels in the opposite direction along the original optical path, and enters the beam splitter 31. A part of the laser light is reflected by the beam splitter 31 and reflected toward the collimating lens 12 and the semiconductor laser 11. The On the other hand, the remaining laser light transmitted through the beam splitter 31 is emitted to the outside as output light.

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 end face 11b of the semiconductor laser 11 that is not provided with the antireflection film 16 is used as output light, spontaneous emission light generated by the semiconductor laser 11 is also emitted as output light, and the spectral line width is increased. Concerned. However, since the external resonator type wavelength tunable light source 4 of the present embodiment uses laser light that has passed through the beam splitter 31 (laser light that has been wavelength-selected by being diffracted by the diffraction grating 14) as output light. A narrow laser beam can be obtained. Further, the adjustment can be easily performed as in the external resonator type wavelength tunable light source 4 shown in FIG. A half mirror can be used instead of the beam splitter 31 described above.

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 light source 4 according to the fourth embodiment of the present invention. The external resonator type wavelength tunable light source 4 ′ shown in FIG. 9 is the same as that of the modification 2 ′ of the external resonator type wavelength tunable light source 2 according to the second embodiment shown in FIG. A beam splitter 31 is provided, a case 22 is provided instead of the case 20, and a reflecting mirror 32 (reflecting member), a condensing lens 33, and an optical fiber 34 are further provided. The configuration is the same as that shown in FIG. Are given the same reference numerals.

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 case 22 accommodates the incident end of the reflecting mirror 32, the condensing lens 33, and the optical fiber 34 in addition to the semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the beam splitter 31, and is kept at a constant temperature by a temperature control device (not shown). The The case 22 houses a rectangular parallelepiped main body 22 a that houses the semiconductor laser 11, the collimating lens 12, the condenser lens 33, and the incident end of the optical fiber 34, a beam splitter 31, and a reflection mirror 32. It consists of a rectangular parallelepiped protruding portion 22 b provided protruding from the main body portion 22 a in the direction toward the beam splitter 31. The main body 22a and the protrusion 22b communicate with each other, and an opening (not shown) through which laser light is input and output is formed on the surface of the protrusion 22b that faces the diffraction grating 14.

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 case 22, the surface on which the protruding portion 22 b is provided and the surface facing the surface are perpendicular to the optical path between the semiconductor laser 11 and the beam splitter 31, and the other surfaces are the same as the semiconductor laser 11 and the beam. The semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the beam splitter 31 are accommodated so as to be parallel to the optical path between the splitter 31. In addition, the diffraction grating 14 is fixedly held on the surface of the main body 22a where the protrusion 22b is provided.

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 case 22, the reflection mirror 32 is disposed on the optical path along which the laser light diffracted by the diffraction grating 14 and transmitted through the beam splitter 31 travels. The light transmitted through the beam splitter 31 is transmitted from the beam splitter 31. The angle is adjusted and positioned so as to reflect in the direction along the optical path to the semiconductor laser 11. The condensing lens 33 is disposed on the optical path along which the laser light reflected by the reflecting mirror 32 travels, and condenses the laser light on the incident end of the optical fiber 34. The optical fiber 34 guides the laser beam condensed by the condenser lens 33 to the outside of the external resonator type wavelength variable light source 4 '.

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 light source 4 ′, the laser beam transmitted through the beam splitter 31 is reflected by the reflection mirror 32 in the direction along the optical path from the beam splitter 31 to the semiconductor laser 11. The rotation of a rotating arm (not shown) that rotates 15 can be prevented from being hindered, and the shape of the case 22 can be made small and simple. Further, similarly to the external resonator type wavelength tunable light source 4 shown in FIG. 8, laser light having a narrow spectral line width can be obtained.

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 beam splitter 31 as in the external resonator type wavelength tunable light source 4 shown in FIG. Further, a condensing lens that condenses laser light emitted from the end surface 11b of the semiconductor laser 11 on which the antireflection film 16 is not applied or zero-order light diffracted by the diffraction grating 14, and a condensing lens. It is configured to include an optical fiber that guides the emitted laser light to the outside, and the laser light guided to the outside by the optical fiber is used as secondary output light or as monitor light for wavelength stabilization. Also good.

〔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 light source 5 of the present embodiment includes a semiconductor laser 11, a collimator lens 12, a reflection mirror 13, and a diffraction grating 14, similarly to the external resonator type wavelength tunable light source 1 of the first embodiment. The difference is that a retro-reflector 40 is provided instead of the plane mirror 15. Note that the optical path length condition and the incident angle condition with respect to the diffraction grating 14 are satisfied in the same manner as in the external resonator type wavelength tunable light source 1 of the first embodiment.

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 retroreflector 40 includes two reflecting surfaces 40a and 40b orthogonal to each other, and a surface (orthogonal surface) orthogonal to each of the reflecting surfaces 40a and 40b is a diffraction direction of the diffraction grating 14 (a direction along the diffraction surface 14a). In the direction in which the grids are arranged). As the retroreflector 40, for example, a right triangular prism or an orthogonal dihedral mirror can be used. In the retro reflector 40, the length in the direction orthogonal to the orthogonal plane is set to a predetermined length or less in order to increase the wavelength resolution of the external resonator type tunable light source 5, and the plane mirror 15 shown in FIG. In the same manner as described above, it can be rotated around a point C1 in FIG. 1 by a rotating arm (not shown) or the like.

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 light source 1 including the plane mirror 15, in order to maximize the resonance efficiency of the resonator constituted by the end surface 11 b of the semiconductor laser 11 and the reflection surface 15 a of the plane mirror 15, It is necessary to strictly adjust the tilt. On the other hand, since the retroreflector 40 has the property of accurately reflecting incident light in the opposite direction, strict adjustment when the plane mirror 15 is provided is unnecessary, and the resonance of the resonator can be easily performed with simple adjustment. Efficiency can be maximized. The retro-reflector 40 is not only applicable to the external resonator type wavelength tunable light source 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, but can also be applied to the second to fourth embodiments and modifications thereof. .

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 flat mirror 15 and the retroreflector 40 and the semiconductor laser 11.

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 light source device 50 of the present embodiment includes a wavelength variable light source 51, a beam splitter 52, a light receiver 53, an LD drive circuit 54, a rotation mechanism drive circuit 55 (wavelength variable unit), a temperature control circuit 56, and A CPU (central processing unit) 57 is provided.

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 light source 51 is any one of the external resonator type wavelength tunable light sources 1 to 5 according to the first to fifth embodiments described above and external resonator type wavelength tunable light sources 1 ′ to 4 ′ according to modifications thereof. The beam splitter 52 reflects a part (for example, about several percent) of the laser light L0 emitted from the wavelength variable light source 51 and transmits the rest. The laser beam L1 that has passed through the beam splitter 52 is output from the light source device 50 to the outside.

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 light receiver 53 receives the laser beam L2 reflected by the beam splitter 52 and outputs a monitor signal S1 corresponding to the intensity of the laser beam L2. The LD drive circuit 54 drives the semiconductor laser 11 included in the wavelength tunable light source 51 using the monitor signal S1 from the light receiver 53 under the control of the CPU 57. The semiconductor laser 11 is feedback controlled by the LD drive circuit 54.

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 mechanism drive circuit 55 rotates to rotate the flat mirror 15 (see FIGS. 1 to 5 and FIGS. 7 to 9) or the retroreflector 40 (see FIG. 10) included in the variable wavelength light source 51 under the control of the CPU 57. A mechanism (not shown) is driven to vary the wavelength of the laser light L0 emitted from the wavelength variable light source 51. The temperature control circuit 56 controls the temperature control device (not shown) under the control of the CPU 57 to keep the temperature of the cases 20 to 22 (see FIGS. 4, 7, and 9) accommodating the semiconductor laser 11 and the like. .

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 CPU 57 comprehensively controls the LD drive circuit 54, the rotation mechanism drive circuit 55, and the temperature control circuit 56 described above to emit laser light with a narrow spectral line width and good wavelength stability, and the wavelength of the laser light is continuously increased. Variable. The light source device 50 described above is used, for example, as a light source for performing optical communication or a light source used in optical measurement technology, but can also be used in various fields where the wavelength needs to be varied.

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 reflection mirror 13 is accommodated in the cases 20 and 21 and the beam splitter 31 is accommodated in the case 22. May be fixedly held outside the case. In these drawings, the diffraction grating 14 is fixedly held in the cases 20 to 23. However, the diffraction grating 14 may be arranged separately from the case. However, considering the ease of adjustment and miniaturization, it is desirable to hold the diffraction grating 14 fixed to the case.

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。It is a top view which shows the structure of the external resonator type | mold wavelength variable light source by 1st Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the modification of the external resonator type | mold wavelength variable light source 1 by 1st Embodiment of this invention. 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。It is a top view which shows the structure of the external resonator type | mold wavelength variable light source by 2nd Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the modification of the external resonator type | mold wavelength variable light source 2 by 2nd Embodiment of this invention. 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。It is a top view which shows the structure of the external resonator type | mold wavelength variable light source by 3rd Embodiment of this invention. 不感帯ラインSLを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a dead zone line SL. 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。It is a figure which shows the modification of the external resonator type | mold wavelength variable light source 3 by 3rd Embodiment of this invention. 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。It is a top view which shows the structure of the external resonator type | mold wavelength variable light source by 4th Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the modification of the external resonator type | mold wavelength variable light source 4 by 4th Embodiment of this invention. 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。It is a perspective view which shows the principal part structure of the external resonator type | mold wavelength variable light source by 5th Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the structure of the light source device by one Embodiment of this invention. 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。It is a top view which shows an example of the conventional external resonator type | mold wavelength variable light source.

符号の説明Explanation of symbols

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 light source 11 Semiconductor laser 11a, 11b End surface 13 Reflection mirror 14 Diffraction grating 14a Diffraction surface 15 Planar mirror 16 Antireflection film 20-22 Case 31 Beam splitter 32 Reflecting mirror 40 Retro reflector 40a, 40b Reflecting surface 50 Light source device 55 Rotating mechanism drive circuit C1, C1 'Point P1, P1' Optical position PL Normal line

Claims (10)

一対の端面のうちの第1端面に反射防止膜が施された光源と、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とを備え、前記光源の前記第1端面とは異なる第2端面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.
前記反射鏡の回転中心は、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を含む面との交点に設定されることを特徴とする請求項1記載の外部共振器型波長可変光源。   The rotation center of the reflecting mirror extends perpendicular to the optical axis starting from the optical position of the second end face with respect to the diffraction grating when the light source, the diffraction grating, and the reflecting mirror are in a Littman arrangement. The external resonator type wavelength tunable light source according to claim 1, wherein the external resonator type wavelength tunable light source is set at an intersection of a line and a plane including a diffraction plane of the diffraction grating. 前記光源は、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する請求項2記載の外部共振器型波長可変光源。   3. The external resonator type wavelength according to claim 2, wherein the light source is positioned so that an optical path from the light source to the reflecting element passes between a rotation center of the reflecting mirror and the diffraction grating. Variable light source. 前記光源から前記反射素子に至る光路は、前記回折格子の回折面の法線と平行であることを特徴とする請求項3記載の外部共振器型波長可変光源。   4. An external resonator type wavelength tunable light source according to claim 3, wherein an optical path from the light source to the reflection element is parallel to a normal line of a diffraction surface of the diffraction grating. 前記光源を収容するケースを備え、
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.
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する請求項1から請求項5の何れか一項に記載の外部共振器型波長可変光源。   6. The external resonance according to claim 1, wherein the reflection element is an element that reflects a part of incident light and transmits the remaining light. 6. Type wavelength tunable light source. 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する請求項6記載の外部共振器型波長可変光源。   7. The external resonator type wavelength tunable light source according to claim 6, wherein out of light incident on the reflective element from the diffraction grating, light transmitted through the reflective element is output as output light. 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を備えることを特徴とする請求項7記載の外部共振器型波長可変光源。   8. The external resonator type wavelength tunable according to claim 7, further comprising: a reflecting member that reflects light transmitted through the reflecting element into the output light in a direction along an optical path from the reflecting element to the light source. light source. 前記反射鏡は、互いに直交する2つの反射面を有し、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する請求項1から請求項8の何れか一項に記載の外部共振器型波長可変光源。   The reflecting mirror is a retro-reflector having two reflecting surfaces orthogonal to each other and arranged so that a surface orthogonal to each of the reflecting surfaces intersects the diffraction direction of the diffraction grating. The external resonator type wavelength tunable light source according to any one of claims 1 to 8. 波長が可変であるレーザ光を射出する光源装置において、
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.
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