JPH0381318B2 - - Google Patents
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- JPH0381318B2 JPH0381318B2 JP61140378A JP14037886A JPH0381318B2 JP H0381318 B2 JPH0381318 B2 JP H0381318B2 JP 61140378 A JP61140378 A JP 61140378A JP 14037886 A JP14037886 A JP 14037886A JP H0381318 B2 JPH0381318 B2 JP H0381318B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S4/00—Devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in wave ranges other than those covered by groups H01S1/00, H01S3/00 or H01S5/00, e.g. phonon masers, X-ray lasers or gamma-ray lasers
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
レーザ発光装置であつて、レーザダイオードの
発光点を焦点とする放物面を備えた放物面体を備
え、これにさらに外部共振器、移相板、光検知器
等が一体に組み込まれ、レーザ出力の周波数を安
定化し、スペクトラムを狭帯域化し、小形・軽量
化が図れる等の利点が得られる。[Detailed Description of the Invention] [Summary] A laser emitting device, which includes a paraboloid with a paraboloid whose focal point is the light emitting point of a laser diode, and further includes an external resonator, a phase shift plate, and an optical Detectors etc. are integrated into the device, which provides advantages such as stabilizing the frequency of the laser output, narrowing the spectrum, and reducing size and weight.
本発明はレーザダイオードを発光源とするレー
ザ発光装置に関する。
The present invention relates to a laser light emitting device using a laser diode as a light emitting source.
コヒーレント光通信あるいはコヒーレント光応
用センサ等の実現にあたり、発光源たるレーザダ
イオードに加え、これと協働する外部共振器等が
必要となり、これらの構成要素が一体となつて１
つのレーザ発光装置を形成する。すなわち、レー
ザ光の単なるAM変調で十分であつた技術段階か
ら、さらにFM・PM変調を可能にする技術段階
へと移行しつつある現在、そのレーザ光としては
極めて高品位のものが要求されるようになり、こ
れに応えるための他の構成要素が不可欠となる。
ここに、単なるレーザダイオードに止まらずレー
ザ発光装置としてレーザダイオードを発展させる
必要性が生ずる。 In order to realize coherent optical communication or coherent optical applied sensors, in addition to a laser diode as a light emitting source, an external resonator etc. that cooperates with the laser diode is required, and these components are integrated into one.
A laser emitting device is formed. In other words, as we move from a technological stage where simple AM modulation of laser light was sufficient to a technological stage where FM/PM modulation is possible, extremely high-quality laser light is required. As such, other components are essential to meet this demand.
Here, there arises a need to develop laser diodes not only as simple laser diodes but also as laser light emitting devices.
第３図は従来知られているレーザ発光装置の一
例を示す図である。本図において、レーザ発光装
置１０は、レーザダイオード１１を中核としてな
り、その前方光が出力光Pputとなる。一方、その
後方光P′putは対物レンズ１２を通して平行光とな
つたのち、一定の空間Ｓを飛んでミラー１３に至
り、ここで反射して再び元のコースを戻る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventionally known laser emitting device. In this figure, a laser emitting device 10 has a laser diode 11 as its core, and its forward light becomes output light Pput . On the other hand, the backward light P'put passes through the objective lens 12 and becomes parallel light, then flies through a certain space S and reaches the mirror 13, where it is reflected and returns to its original course.
上記の構成のうち、対物レンズ１２、空間Ｓお
よびミラー１３はいわゆる外部共振器を形成する
ものであり、フイネス（Finesse）Q0を決定す
る。フイネスQ0が大である程、尖鋭度は大とな
り、スペクトラムの狭帯域化が図れる。スペクト
ラムの狭帯域化は既述のFM・PM変調にとつて
絶対不可欠な条件である。 In the above configuration, the objective lens 12, the space S, and the mirror 13 form a so-called external resonator, which determines the finesse Q 0 . The greater the finesse Q 0 , the greater the sharpness, and the narrower the spectrum. Narrowing the spectrum is an absolutely essential condition for the aforementioned FM/PM modulation.
上記第３図のレーザ発光装置１０によつてスペ
クトラムの狭帯域化は図れるが、周波数の選択性
あるいは安定性に欠ける。つまり、レーザの出力
光Pputの周波数を所望の周波数に設定し且つこれ
を保持する点に難がある。そのため第４図の装置
が提案されている。 Although the laser emitting device 10 shown in FIG. 3 can narrow the spectrum, it lacks frequency selectivity or stability. In other words, there is a problem in setting and maintaining the frequency of the output light P put of the laser at a desired frequency. Therefore, the device shown in FIG. 4 has been proposed.
第４図は従来知られているレーザ発光装置の他
の一例を示す図である。本図において、レーザ発
光装置２０は、前述のミラー１３に代えて、必要
光波反射板、いわゆるグレーテイングミラー２１
を用いる。このグレーテイングミラーは、入射さ
れた平行光の周波数成分（f1、f2…fk…fo）のう
ち、所望の１つのみ（fk）を反射する機能を果
す。かくして、所望の周波数を安定に保持し且つ
そのスペクトラムが狭帯域（フイネスQ0＝fk／Δfが
大）である出力光Pputが得られる。 FIG. 4 is a diagram showing another example of a conventionally known laser emitting device. In this figure, the laser emitting device 20 includes a necessary light wave reflecting plate, a so-called grating mirror 21, in place of the above-mentioned mirror 13.
Use. This grating mirror functions to reflect only a desired one ( fk ) of the frequency components ( f1 , f2 ... fk ... fo ) of the incident parallel light. In this way, an output light P put which stably maintains the desired frequency and whose spectrum is narrow band (finesse Q 0 =f k /Δf is large) is obtained.
なお、レーザダイオード１１の前方光および後
方光のいずれに対しても外部共振器を設ける（空
間Ｓの他端に置かれるいずれか一方のミラー（グ
レーテイング）は半透過形のものとし出力光を取
り出す）という提案もある。さらに上記空間Ｓを
光フアイバで形成するという提案もある。 Note that an external resonator is provided for both the forward light and backward light of the laser diode 11 (one of the mirrors (gratings) placed at the other end of the space S is of a semi-transmissive type, and the output light is There is also a suggestion to take it out. Furthermore, there is also a proposal to form the space S with an optical fiber.
上述した従来のレーザ発光装置はいわゆるプロ
トタイプとしての域を脱しないものであり、これ
を実際の製品として組み立てたならば、かなり装
置は大形化し、あちこちで調整を必要とし、量産
に不向きとなる。また対物レンズ１２自身での反
射の問題、収差の問題がある。いずれにしても、
周波数安定度が高く、スペクトラムが狭帯域であ
るという高品位の出力光Pputを長期に亘つて保証
するには問題点が多過ぎる。
The conventional laser emitting device described above is nothing more than a so-called prototype, and if it were assembled into an actual product, the device would be considerably large and would require adjustments here and there, making it unsuitable for mass production. . Further, there are problems of reflection and aberration on the objective lens 12 itself. In any case,
There are too many problems to guarantee high quality output light P put with high frequency stability and narrow spectrum over a long period of time.
本発明は上記問題点を解決することのできるレ
ーザ発光装置を提供することを目的とするもので
ある。 An object of the present invention is to provide a laser emitting device that can solve the above problems.
上記目的を達成するために本発明は、レーザダ
イオードと、該レーザダイオードの前方および後
方の各発光点をそれぞれ焦点とする第１の放物面
および第２の放物面を有する第１放物面体および
第２放物面体と、を備えたレーザ発光装置におい
て、前記第２の放物面に入射され該第２の放物面
を透過した光を受光してその光強度を電気信号に
変換し、その電気信号によつて前記レーザダイオ
ードに電気的帰還をかける光検知器と、前記第２
の放物面に入射され該第２の放物面で反射された
平行光が入射され該レーザダイオードに光学的帰
還をかける必要光波反射板および該必要光波反射
板と前記第２の放物面との間に配置される移相板
と、を有し前記第１の放物面に入射され該第１の
放物面で反射された平行光を出力光とするように
構成するものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes a laser diode, a first paraboloid having a first paraboloid and a second paraboloid having respective focal points at the front and rear light emitting points of the laser diode. In a laser emitting device comprising a facepiece and a second paraboloid, light that is incident on the second paraboloid and transmitted through the second paraboloid is received, and the light intensity is converted into an electrical signal. a photodetector that applies electrical feedback to the laser diode using the electrical signal;
a necessary light wave reflecting plate for applying optical feedback to the laser diode upon which the parallel light incident on the paraboloid and reflected by the second paraboloid is incident; and the necessary light wave reflecting plate and the second paraboloid. and a phase shift plate disposed between the paraboloid and the paraboloid, and is configured to output parallel light that is incident on the first paraboloid and reflected by the first paraboloid. .
前記第２の放物面で反射された平行光を受ける
必要光波反射板と移相板によつてレーザダイオー
ドに光学的帰還をかけると同時にその第２の放物
面を透過した光を受ける光検知器からの出力信号
によつてレーザダイオードに電気的帰還をかけ
る。
Light that receives the parallel light reflected by the second paraboloid and applies optical feedback to the laser diode by a light wave reflection plate and a phase shift plate, and at the same time receives the light transmitted through the second paraboloid. The output signal from the detector provides electrical feedback to the laser diode.
上記の光学的および電気的帰還が同時にかけら
れたレーザダイオードからの本来の出力光は、前
記第１の放物面で反射された平行光として得られ
る。 The original output light from the laser diode to which the above-described optical and electrical feedback is simultaneously applied is obtained as parallel light reflected by the first paraboloid.
かくして得られた出力光（平行光）は、時に、
必要光波反射板と移相板の働きによつてフイネス
Q0を増大させ、スペクトラムの狭帯域化が図れ
る。 The output light (parallel light) obtained in this way is sometimes
finesse by the functions of the necessary light wave reflector and phase shift plate.
By increasing Q 0 , the spectrum can be narrowed.
第１図は本発明に基づく実施例を示す図であ
る。本図において、レーザ発光装置３０は、まず
レーザダイオード１１をその中心に備えてなる。
さらに、レーザダイオード１１の発光点Ｌおよび
L′をそれぞれ焦点とする第１および第２の放物面
をそれぞれ有する放物面体３１および３２が設け
られる。放物面体３２の放物面（第２の放物面）
で反射された反射光は、移相板３３ならびに外部
共振器をなす必要光波反射板、いわゆるグレーテ
イングミラー２１に入射され、再び反射されて元
の発光点L′へ戻る。発光点L′からの出射光のう
ち、一部は第２の放物面を透過し、光検知器３４
へ入射される。一方、レーザダイオード１１の他
の発光点Ｌからの出射光は、第１の放物面を備え
た放物面体３１で反射されて、平行光をなす出力
光Pputとなる。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment based on the present invention. In this figure, a laser emitting device 30 first includes a laser diode 11 at its center.
Furthermore, the light emitting point L of the laser diode 11 and
Paraboloids 31 and 32 are provided having first and second paraboloids, respectively, each having a focal point at L'. Paraboloid of paraboloid 32 (second paraboloid)
The reflected light is incident on the phase shift plate 33 and a necessary light wave reflecting plate forming an external resonator, the so-called grating mirror 21, and is reflected again to return to the original light emitting point L'. A part of the light emitted from the light emitting point L' passes through the second paraboloid and is detected by the photodetector 34.
is incident on the On the other hand, the light emitted from the other light emitting point L of the laser diode 11 is reflected by the paraboloid 31 having the first paraboloid, and becomes output light P put in the form of parallel light.
さらに上記の構成部材は密封体３５および３６
により密封され、気密封止される。 Furthermore, the above-mentioned structural members are sealed bodies 35 and 36.
It is sealed and hermetically sealed.
またレーザダイオード１１からの出射光の一部
は光検知器３４に入射され、ここでその光強度を
電気信号に変換する。すなわちレーザダイオード
自身への電気的帰還入力をここで生成する。この
光検知器３４としてはPINダイオードを用いる。
このため、放物面体３２の放物面には90％反射ミ
ラーコートを形成しておくのが好ましい。このミ
ラーコートとしてはCr−Auメツキあるいは誘電
体多層膜を用いることができる。90％反射ミラー
コートを透過した光が光検知器３４に到達するた
めには当然、放物面体３２が透明体であることを
要し、そのために、該放物面体はゼロデユア、石
英、シリカ等で作られる。なお、放物面体３１の
放物面は完全な鏡面とする。 Further, a part of the light emitted from the laser diode 11 is incident on the photodetector 34, where the light intensity is converted into an electrical signal. That is, an electrical feedback input to the laser diode itself is generated here. As this photodetector 34, a PIN diode is used.
For this reason, it is preferable to form a 90% reflective mirror coat on the paraboloid of the paraboloid 32. As this mirror coat, Cr--Au plating or a dielectric multilayer film can be used. In order for the light transmitted through the 90% reflective mirror coat to reach the photodetector 34, the paraboloid 32 must be transparent, and for that purpose, the paraboloid must be made of zero duure, quartz, silica, etc. Made with. Note that the paraboloid of the paraboloid 31 is a perfect mirror surface.
密封体３５は、サフアイヤガラス、石英、透明
セラミツクス等で作られ、外部共振器をなす必要
光波反射板（グレーテイングミラー）２１との光
の行き来を容易にし、又、出力光Pputの送出を容
易にする。ただし、グレーテイングミラー２１は
密封体３５の内側に設けることも可能である。 The sealing body 35 is made of sapphire glass, quartz, transparent ceramics, etc., and facilitates the passage of light to and from the necessary light wave reflecting plate (grating mirror) 21 forming an external resonator, and also transmits the output light Pput . Make it easier. However, the grating mirror 21 can also be provided inside the sealing body 35.
又、サフアイヤガラス等からなる密封体３５は
その上面と下面が相互に不平行であることが望ま
しい。この密封体３５そのものでの反射光は不要
光であるから、この反射不要光が発光点L′に戻ら
ないようにするためである。 Further, it is desirable that the upper and lower surfaces of the sealing body 35 made of sapphire glass or the like are non-parallel to each other. Since the reflected light from the sealing body 35 itself is unnecessary light, this is to prevent this reflected unnecessary light from returning to the light emitting point L'.
密封体３６はヒートシンク板とするのが実用的
である。これはレーザダイオード１１の発熱を十
分に吸収するためであり、例えばCu板からなり、
ペルチエ効果を示す素子（図示せず）を、その
Cu板に貼り付けておく。 It is practical that the sealing body 36 is a heat sink plate. This is to sufficiently absorb the heat generated by the laser diode 11, and is made of, for example, a Cu plate.
A device exhibiting the Peltier effect (not shown) is
Paste it on the Cu board.
さらに、グレーテイングミラー２１と発光点
L′との間の光路中に移相板３３を挿入する。これ
は薄いガラス板であり、このガラス板を僅かに傾
けて光の位相を僅かに微調整し、目的の周波数を
高精度で選択するのに有益である。一方、前記の
必要光波反射板（グレーテイングミラー）２１
は、そのような微調整は行えないが、周波数の選
択に際し、粗い調整をするのに有益である。かく
して、必要光波反射板２１と移相板３３によつ
て、レーザダイオード１１への光学的帰還入力が
生成される。 Furthermore, the grating mirror 21 and the light emitting point
A phase shift plate 33 is inserted in the optical path between L' and L'. This is a thin glass plate that can be tilted slightly to slightly fine tune the phase of the light and is useful for selecting the desired frequency with high precision. On the other hand, the above-mentioned necessary light wave reflecting plate (grating mirror) 21
cannot make such fine adjustments, but is useful for making coarse adjustments in frequency selection. Thus, the required light wave reflector 21 and phase shift plate 33 produce an optical feedback input to the laser diode 11.
第２図は本発明に係るレーザ発光装置の斜視図
であり、特にレーザダイオード近辺の状態が分る
ように描いてある。本図において、密封板３６は
ヒートシンク板であり、その上にレーザダイオー
ド１１が載置され固定される。そして一対の放物
面を備えた孔を有する、例えば石英板４３がさら
にヒートシンク板３６上に載置され固定される。
この孔はエツチングによつて形成できる。この場
合、石英板４３の厚さＷは例えば250μ、レーザ
ダイオード１１の長さＬは例えば200μである。
この第２図の構造からも分るように、本発明のレ
ーザ発光装置は全体にリジツド（rigid）な構造
を有し、また、積み上げで組み立てられるからア
ライメントが容易である。なお、４２は、一端に
ワイヤボンデイング４４を有するレーザダイオー
ド駆動用のストリツプライン（導体片）であり、
もう一方の駆動線はヒートシンク板３６で兼用で
きる。ただし本図は、グレーテイングミラー２
１、密封板３５および移相板３３の装着前の状態
である。 FIG. 2 is a perspective view of the laser emitting device according to the present invention, and is drawn so that the state in the vicinity of the laser diode can be seen in particular. In this figure, the sealing plate 36 is a heat sink plate, on which the laser diode 11 is placed and fixed. Then, for example, a quartz plate 43 having a hole with a pair of paraboloids is placed and fixed on the heat sink plate 36.
This hole can be formed by etching. In this case, the thickness W of the quartz plate 43 is, for example, 250μ, and the length L of the laser diode 11 is, for example, 200μ.
As can be seen from the structure of FIG. 2, the laser emitting device of the present invention has a rigid structure as a whole, and alignment is easy because it can be assembled by stacking. Note that 42 is a stripline (conductor piece) for driving a laser diode, which has wire bonding 44 at one end.
The other drive line can also be used by the heat sink plate 36. However, this diagram shows the grating mirror 2.
1. This is the state before the sealing plate 35 and phase shift plate 33 are attached.
以上説明したように本発明によれば、従来の対
物レンズを排除して、該対物レンズに起因する反
射、収差、あるいは調整を一切不要とするととも
に、外部共振器、移相板、光検知器等を一体にリ
ジツドな構造として小形、コンパクトに組み立て
ることを可能とする。このため、周波数の高安定
化、スペクトラムの狭帯域化あるいは量産化が容
易に実現される。
As explained above, according to the present invention, the conventional objective lens is eliminated, and there is no need for reflection, aberration, or adjustment caused by the objective lens, and the external resonator, phase shift plate, and photodetector are etc. can be assembled into a small and compact unit as a rigid structure. Therefore, highly stable frequencies, narrow spectrums, and mass production can be easily achieved.
第１図は本発明に基づく実施例を示す図、第２
図は本発明に係るレーザ発光装置の斜視図、第３
図は従来知られているレーザ発光装置の一例を示
す図、第４図は従来知られているレーザ発光装置
の他の一例を示す図である。
１１……レーザダイオード、２１……必要光波
反射板（グレーテイングミラー）、３０……レー
ザ発光装置、３１，３２……放物面体、３３……
移相板、３４……光検知器、３５，３６……密封
体。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment based on the present invention, and FIG.
The figure is a perspective view of a laser emitting device according to the present invention.
This figure shows an example of a conventionally known laser emitting device, and FIG. 4 is a diagram showing another example of a conventionally known laser emitting device. 11... Laser diode, 21... Necessary light wave reflecting plate (grating mirror), 30... Laser emitting device, 31, 32... Paraboloid, 33...
Phase shift plate, 34... photodetector, 35, 36... sealed body.
Claims (1)
点をそれぞれ焦点とする第１の放物面および第２
の放物面を有する第１放物面体３１および第２放
物面体３２と、を備えたレーザ発光装置におい
て、 前記第２の放物面に入射され該第２の放物面を
透過した光を受光してその光強度を電気信号に変
換し、その電気信号によつて前記レーザダイオー
ドに電気的帰還をかける光検知器３４と、 前記第２の放物面に入射され該第２の放物面で
反射された平行光が入射され該レーザダイオード
に光学的帰還をかける必要光波反射板２１および
該必要光波反射板と前記第２の放物面との間に配
置される移相板３３と、を有し 前記第１の放物面に入射され該第１の放物面で
反射された平行光を出力光Pputとすることを特徴
とするレーザ発光装置。[Claims] 1. A laser diode 11, a first paraboloid and a second paraboloid whose focal points are the front and rear light emitting points of the laser diode, respectively.
In a laser emitting device comprising a first paraboloid 31 and a second paraboloid 32 having a paraboloid, light that is incident on the second paraboloid and transmitted through the second paraboloid a photodetector 34 that receives the light, converts the light intensity into an electrical signal, and applies electrical feedback to the laser diode using the electrical signal; A necessary light wave reflecting plate 21 on which parallel light reflected by an object surface is incident and optically returns to the laser diode, and a phase shift plate 33 disposed between the necessary light wave reflecting plate and the second paraboloid. A laser emitting device characterized in that the parallel light incident on the first paraboloid and reflected by the first paraboloid is used as output light Pput .
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|---|---|---|---|
| JP61140378A JPS62298194A (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Laser light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP61140378A JPS62298194A (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Laser light emitting device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS62298194A JPS62298194A (en) | 1987-12-25 |
| JPH0381318B2 true JPH0381318B2 (en) | 1991-12-27 |
Family
ID=15267428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61140378A Granted JPS62298194A (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Laser light emitting device |
Country Status (1)
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|---|---|
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