JPH09246642A - 狭スペクトル線幅レーザ光源 - Google Patents
狭スペクトル線幅レーザ光源Info
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- JPH09246642A JPH09246642A JP8049240A JP4924096A JPH09246642A JP H09246642 A JPH09246642 A JP H09246642A JP 8049240 A JP8049240 A JP 8049240A JP 4924096 A JP4924096 A JP 4924096A JP H09246642 A JPH09246642 A JP H09246642A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速波長掃引や高速波長制御の可能な狭スペ
クトル線幅レーザ光源を提供すること。 【解決手段】 レーザダイオード２０から出力される光
が、光カプラ１で分岐され、一方が出力光２７として出
力される。また、分岐されたもう一方の光は、光ファイ
バ等を経て、導波路型ファブリ・ペロー共振器２へ導か
れる。これにより、共振器内部で共振する波長の光だけ
がレーザダイオード２０に帰還され、レーザダイオード
２０の発振波長は帰還された光の共振波長に引き込まれ
て出力光２７が狭スペクトル線幅化される。この時、帰
還光の共振波長は共振波長調整用電極８および９からＬ
ｉＮｂＯ3 光導波路６，７に印加する電界強度を制御す
ることによって調整でき、また、帰還光の位相は帰還光
位相調整用電極１１からＬｉＮｂＯ3 光導波路１０に印
加する電界強度を制御することによって調整できる。
クトル線幅レーザ光源を提供すること。 【解決手段】 レーザダイオード２０から出力される光
が、光カプラ１で分岐され、一方が出力光２７として出
力される。また、分岐されたもう一方の光は、光ファイ
バ等を経て、導波路型ファブリ・ペロー共振器２へ導か
れる。これにより、共振器内部で共振する波長の光だけ
がレーザダイオード２０に帰還され、レーザダイオード
２０の発振波長は帰還された光の共振波長に引き込まれ
て出力光２７が狭スペクトル線幅化される。この時、帰
還光の共振波長は共振波長調整用電極８および９からＬ
ｉＮｂＯ3 光導波路６，７に印加する電界強度を制御す
ることによって調整でき、また、帰還光の位相は帰還光
位相調整用電極１１からＬｉＮｂＯ3 光導波路１０に印
加する電界強度を制御することによって調整できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光源から出射
される光を狭スペクトル線幅化する狭スペクトル線幅レ
ーザ光源に関する。
される光を狭スペクトル線幅化する狭スペクトル線幅レ
ーザ光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の狭スペクトル線幅レーザ光源の構
成を図７に示す。この図における狭スペクトル線幅レー
ザ光源では、レーザダイオード２０の出力光をハーフミ
ラー２１で分岐し、一方を出力光２７として出力する。
そして、もう一方をミラー２２を介して球面ミラー２３
および２４からなる共焦点型ファブリ・ペロー共振器に
導く。球面ミラー２３に入射した光は、共焦点型ファブ
リ・ペロー共振器内部において、例えば図７中、Ａを球
面ミラー２３の反射点、Ｂ，Ｃをそれぞれ球面ミラー２
４の反射点とした場合、 Ａ→Ｂ→Ａ Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａ Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａ 等の光路を経由した光が干渉し、共振器内において共振
する波長の光だけがレーザダイオード２０に帰還され
る。その結果、レーザダイオード２０の発振波長が、共
焦点型ファブリ・ペロー共振器の共振波長に引き込まれ
て出力光２７が狭スペクトル線幅化される。
成を図７に示す。この図における狭スペクトル線幅レー
ザ光源では、レーザダイオード２０の出力光をハーフミ
ラー２１で分岐し、一方を出力光２７として出力する。
そして、もう一方をミラー２２を介して球面ミラー２３
および２４からなる共焦点型ファブリ・ペロー共振器に
導く。球面ミラー２３に入射した光は、共焦点型ファブ
リ・ペロー共振器内部において、例えば図７中、Ａを球
面ミラー２３の反射点、Ｂ，Ｃをそれぞれ球面ミラー２
４の反射点とした場合、 Ａ→Ｂ→Ａ Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａ Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａ 等の光路を経由した光が干渉し、共振器内において共振
する波長の光だけがレーザダイオード２０に帰還され
る。その結果、レーザダイオード２０の発振波長が、共
焦点型ファブリ・ペロー共振器の共振波長に引き込まれ
て出力光２７が狭スペクトル線幅化される。
【０００３】ここで、共焦点型ファブリ・ペロー共振器
の共振波長は、共振波長調整用ＰＺＴ（piezoelectric
transducer；電歪トランジューサ）２５によって球面ミ
ラー２３と２４の間隔を調節することにより調整でき
る。また、この時、帰還光の位相が変動するとレーザダ
イオード２０の発振状態が不安定になるので、帰還光位
相調整用ＰＺＴ２６によってミラー２２の位置を、図７
中、矢印アの方向に調節することによって、帰還光の位
相が安定するように調整する。
の共振波長は、共振波長調整用ＰＺＴ（piezoelectric
transducer；電歪トランジューサ）２５によって球面ミ
ラー２３と２４の間隔を調節することにより調整でき
る。また、この時、帰還光の位相が変動するとレーザダ
イオード２０の発振状態が不安定になるので、帰還光位
相調整用ＰＺＴ２６によってミラー２２の位置を、図７
中、矢印アの方向に調節することによって、帰還光の位
相が安定するように調整する。
【０００４】次に、従来の狭スペクトル線幅レーザ光源
の別の構成を図８に示す。この図における狭スペクトル
線幅レーザ光源では、レーザダイオード３０の一方の端
面３０ａを減反射コートし、その端面３０ａからの出力
光を回折格子３１に導く。これにより、回折格子３１内
において共振する波長の光だけが、レーザダイオード３
０に帰還される。その結果、レーザダイオード３０の発
振波長が回折格子３１の共振波長に引き込まれ、端面３
０ａの反対側の端面から出射される出力光２７が狭スペ
クトル線幅化される。ここで、回折格子３１の共振波長
は、回折格子回転用ＰＺＴ３４によって回折格子用マウ
ント３２の角度を調節することにより調整できる。この
時、帰還光位相と共振波長とが同じ割合でシフトするよ
うに、図８中、符号３３によって示される点を支点とし
て、回折格子用マウント３２の角度を調整することによ
り、モードホップ無しで出力光２７の波長を可変でき
る。
の別の構成を図８に示す。この図における狭スペクトル
線幅レーザ光源では、レーザダイオード３０の一方の端
面３０ａを減反射コートし、その端面３０ａからの出力
光を回折格子３１に導く。これにより、回折格子３１内
において共振する波長の光だけが、レーザダイオード３
０に帰還される。その結果、レーザダイオード３０の発
振波長が回折格子３１の共振波長に引き込まれ、端面３
０ａの反対側の端面から出射される出力光２７が狭スペ
クトル線幅化される。ここで、回折格子３１の共振波長
は、回折格子回転用ＰＺＴ３４によって回折格子用マウ
ント３２の角度を調節することにより調整できる。この
時、帰還光位相と共振波長とが同じ割合でシフトするよ
うに、図８中、符号３３によって示される点を支点とし
て、回折格子用マウント３２の角度を調整することによ
り、モードホップ無しで出力光２７の波長を可変でき
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
狭スペクトル線幅レーザ光源の出力光２７の波長を掃引
したり、波長の基準となる原子・分子の吸収線に安定化
する場合、共振波長調整用ＰＺＴ２５および帰還光位相
調整用ＰＺＴ２６の印加電圧を変化させ、球面ミラー２
３と２４の間隔を調節したり、ミラー２２の位置を図中
矢印アの方向に調節する必要がある。このため、これら
の機械的可動部分の機械的応答速度によって、出力光２
７の波長の掃引や上記吸収線への安定化に関する応答速
度が制限されてしまう。
狭スペクトル線幅レーザ光源の出力光２７の波長を掃引
したり、波長の基準となる原子・分子の吸収線に安定化
する場合、共振波長調整用ＰＺＴ２５および帰還光位相
調整用ＰＺＴ２６の印加電圧を変化させ、球面ミラー２
３と２４の間隔を調節したり、ミラー２２の位置を図中
矢印アの方向に調節する必要がある。このため、これら
の機械的可動部分の機械的応答速度によって、出力光２
７の波長の掃引や上記吸収線への安定化に関する応答速
度が制限されてしまう。
【０００６】また、図８に示す狭スペクトル線幅レーザ
光源においても同様に、出力光２７の波長を掃引した
り、波長の基準となる原子・分子の吸収線に安定させる
場合、回折格子回転用ＰＺＴ３４の印加電圧を変化させ
て回折格子用マウント３２の角度を変化させる必要があ
り、上記波長の掃引および安定化の応答速度は、これら
の機械的可動部分の機械的応答速度によって制限されて
しまう。さらに、従来の狭スペクトル線幅レーザ光源
は、上述した機械的可動部分の調節により波長の掃引等
を調整を行っているため、該機械的可動部分にストレス
がかかり、装置の信頼性を向上させることが困難であっ
た。
光源においても同様に、出力光２７の波長を掃引した
り、波長の基準となる原子・分子の吸収線に安定させる
場合、回折格子回転用ＰＺＴ３４の印加電圧を変化させ
て回折格子用マウント３２の角度を変化させる必要があ
り、上記波長の掃引および安定化の応答速度は、これら
の機械的可動部分の機械的応答速度によって制限されて
しまう。さらに、従来の狭スペクトル線幅レーザ光源
は、上述した機械的可動部分の調節により波長の掃引等
を調整を行っているため、該機械的可動部分にストレス
がかかり、装置の信頼性を向上させることが困難であっ
た。
【０００７】本発明は、以上のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、高速波長掃引や高速波長制御の可能な
狭スペクトル線幅レーザ光源を提供することを目的とす
る。
れたものであり、高速波長掃引や高速波長制御の可能な
狭スペクトル線幅レーザ光源を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、レーザ光源と、該レーザ光源の出力光の波長が共振
波長と合致する場合に出力光の一部を帰還光として該レ
ーザ光源に帰還する光帰還手段と、該帰還光の波長を調
整する帰還光波長調整手段と、該帰還光の位相を調整す
る帰還光位相調整手段とを有する狭スペクトル線幅レー
ザ光源において、前記帰還光波長調整手段は、電気光学
効果を用いて前記帰還光の波長調整を行うことを特徴と
する狭スペクトル線幅レーザ光源である。
は、レーザ光源と、該レーザ光源の出力光の波長が共振
波長と合致する場合に出力光の一部を帰還光として該レ
ーザ光源に帰還する光帰還手段と、該帰還光の波長を調
整する帰還光波長調整手段と、該帰還光の位相を調整す
る帰還光位相調整手段とを有する狭スペクトル線幅レー
ザ光源において、前記帰還光波長調整手段は、電気光学
効果を用いて前記帰還光の波長調整を行うことを特徴と
する狭スペクトル線幅レーザ光源である。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記帰還光位
相調整手段は、電気光学効果を用いて前記帰還光の位相
調整行うことを特徴とする。
の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記帰還光位
相調整手段は、電気光学効果を用いて前記帰還光の位相
調整行うことを特徴とする。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記
帰還光の光パワーを、電気光学効果を用いて調整する帰
還光パワー調整手段を具備することを特徴とする。
２に記載の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記
帰還光の光パワーを、電気光学効果を用いて調整する帰
還光パワー調整手段を具備することを特徴とする。
【００１１】請求項４に記載の発明は、レーザ光源から
出射される光を狭スペクトル線幅化する狭スペクトル線
幅レーザ光源において、レーザ光源と、該レーザ光源か
ら出射された光を分岐して、一方の光を前記狭スペクト
ル線幅レーザ光源の出力光として出射する分岐手段と、
電気光学効果を有する結晶からなり、前記分岐手段によ
り分岐された他方の光が一端に入射される第１の光導波
路と、主経路および副経路を有してなり、該主経路を通
過する光の一部をカップリング部を介して該副経路へ結
合する光カプラであって、該主経路の一端に前記第１の
光導波路の他端から出射される光が入射される光カプラ
と、電気光学効果を有する結晶からなる第２，第３の光
導波路であって、該光導波路の各々の一端が前記光カプ
ラの副経路の両端にそれぞれ接続され、各々の他端が反
射面となっている第２，第３の光導波路と、前記第２，
第３の光導波路にそれぞれ電界を印加する第１，第２の
電極とを具備することを特徴とする狭スペクトル線幅レ
ーザ光源である。
出射される光を狭スペクトル線幅化する狭スペクトル線
幅レーザ光源において、レーザ光源と、該レーザ光源か
ら出射された光を分岐して、一方の光を前記狭スペクト
ル線幅レーザ光源の出力光として出射する分岐手段と、
電気光学効果を有する結晶からなり、前記分岐手段によ
り分岐された他方の光が一端に入射される第１の光導波
路と、主経路および副経路を有してなり、該主経路を通
過する光の一部をカップリング部を介して該副経路へ結
合する光カプラであって、該主経路の一端に前記第１の
光導波路の他端から出射される光が入射される光カプラ
と、電気光学効果を有する結晶からなる第２，第３の光
導波路であって、該光導波路の各々の一端が前記光カプ
ラの副経路の両端にそれぞれ接続され、各々の他端が反
射面となっている第２，第３の光導波路と、前記第２，
第３の光導波路にそれぞれ電界を印加する第１，第２の
電極とを具備することを特徴とする狭スペクトル線幅レ
ーザ光源である。
【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記第１の光
導波路に電界を印加する第３の電極を具備することを特
徴とする。
の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記第１の光
導波路に電界を印加する第３の電極を具備することを特
徴とする。
【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記
光カプラのカップリング部に電界を印加する第４の電極
を具備することを特徴とする。
５に記載の狭スペクトル線幅レーザ光源において、前記
光カプラのカップリング部に電界を印加する第４の電極
を具備することを特徴とする。
【００１４】請求項７に記載の発明は、レーザ光源から
出射される光を狭スペクトル線幅化する狭スペクトル線
幅レーザ光源において、レーザ光源と、該レーザ光源か
ら出射された光を分岐して、一方を前記狭スペクトル線
幅レーザ光源の出力光として出射する分岐手段と、電気
光学効果を有する結晶からなり、前記分岐手段により分
岐された他方の光が一端に入射される光導波路と、電気
光学効果を有する結晶からなり、かつ、導波路に回折格
子が形成された回折格子付き光導波路であって、その一
端が前記光導波路に接続された回折格子付き光導波路
と、前記光導波路および回折格子付き光導波路に電界を
印加する電極とを具備することを特徴とする狭スペクト
ル線幅レーザ光源である。
出射される光を狭スペクトル線幅化する狭スペクトル線
幅レーザ光源において、レーザ光源と、該レーザ光源か
ら出射された光を分岐して、一方を前記狭スペクトル線
幅レーザ光源の出力光として出射する分岐手段と、電気
光学効果を有する結晶からなり、前記分岐手段により分
岐された他方の光が一端に入射される光導波路と、電気
光学効果を有する結晶からなり、かつ、導波路に回折格
子が形成された回折格子付き光導波路であって、その一
端が前記光導波路に接続された回折格子付き光導波路
と、前記光導波路および回折格子付き光導波路に電界を
印加する電極とを具備することを特徴とする狭スペクト
ル線幅レーザ光源である。
【００１５】
〔発明の特徴と従来技術との差異〕本発明では、ファブ
リ・ペロー共振器あるいは回折格子の共振波長および帰
還光位相を電気光学効果によって制御する。このため、
機械的可動部分を必要としないので、波長掃引や波長制
御を高速化することができる。また、機械的可動部分に
ストレスがかかることがないので、装置の信頼性を高め
ることができる。
リ・ペロー共振器あるいは回折格子の共振波長および帰
還光位相を電気光学効果によって制御する。このため、
機械的可動部分を必要としないので、波長掃引や波長制
御を高速化することができる。また、機械的可動部分に
ストレスがかかることがないので、装置の信頼性を高め
ることができる。
【００１６】以下に図面を参照して本発明による狭スペ
クトル線幅レーザ光源の実施の形態について説明する。 〔第１実施形態〕図１に、第１実施形態における狭スペ
クトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここで、この図に
おいて、図７に示す狭スペクトル線幅レーザ光源の各部
に対応するものについては同一の符号を付し、その説明
を省略する。この図において、１は光カプラであり、レ
ーザダイオード２０から出射された光を２系統に分岐
し、そのうち一方の系統の光を出力光２７として出射す
る。２は導波路型ファブリ・ペロー共振器であり、光カ
プラ１より入射される他方の系統の光を共振させ、所定
の共振波長を有する光を帰還光としてレーザダイオード
２０へ帰還させる。
クトル線幅レーザ光源の実施の形態について説明する。 〔第１実施形態〕図１に、第１実施形態における狭スペ
クトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここで、この図に
おいて、図７に示す狭スペクトル線幅レーザ光源の各部
に対応するものについては同一の符号を付し、その説明
を省略する。この図において、１は光カプラであり、レ
ーザダイオード２０から出射された光を２系統に分岐
し、そのうち一方の系統の光を出力光２７として出射す
る。２は導波路型ファブリ・ペロー共振器であり、光カ
プラ１より入射される他方の系統の光を共振させ、所定
の共振波長を有する光を帰還光としてレーザダイオード
２０へ帰還させる。
【００１７】この導波路型ファブリ・ペロー共振器２
は、各両端に入出力ポートを有する主経路３ａと副経路
３ｂを有し、主経路から入射された光の一部をカップリ
ング部３ｃを介して副経路に結合する光カプラ３と、こ
の光カプラ３の各ポートに接続されたＬｉＮｂＯ3 （ニ
オブ酸リチウム）光導波路とを有し、光カプラ３の副経
路３ｂの両端にそれぞれ接続されたＬｉＮｂＯ3 光導波
路６，７の先端は、各々の光導波路に入射された光を反
射させる反射端面４，５になっている。そして、光カプ
ラ１によって分岐された光は、光ファイバ等を通してＬ
ｉＮｂＯ3 光導波路１０に入射され、また、上述した所
定の共振波長を有する帰還光は、ＬｉＮｂＯ3 光導波路
１０から光カプラ１へ出射される。
は、各両端に入出力ポートを有する主経路３ａと副経路
３ｂを有し、主経路から入射された光の一部をカップリ
ング部３ｃを介して副経路に結合する光カプラ３と、こ
の光カプラ３の各ポートに接続されたＬｉＮｂＯ3 （ニ
オブ酸リチウム）光導波路とを有し、光カプラ３の副経
路３ｂの両端にそれぞれ接続されたＬｉＮｂＯ3 光導波
路６，７の先端は、各々の光導波路に入射された光を反
射させる反射端面４，５になっている。そして、光カプ
ラ１によって分岐された光は、光ファイバ等を通してＬ
ｉＮｂＯ3 光導波路１０に入射され、また、上述した所
定の共振波長を有する帰還光は、ＬｉＮｂＯ3 光導波路
１０から光カプラ１へ出射される。
【００１８】ここで、上述した光カプラ３に接続される
各光導波路としては、ＬｉＮｂＯ3光導波路に限らず、
電気光学結晶からなるものであれば良く、例えばＰＬＺ
Ｔ（チタン酸ジルコン酸鉛にＬａを添加した金属酸化
物）等を用いることができる。さらに、ＬｉＮｂＯ3 光
導波路６，７の近傍にはそれぞれ共振波長調整用電極
８，９が、また、ＬｉＮｂＯ3 光導波路１０の近傍には
帰還光位相調整用電極１１が設けられており、各電極
は、図示せぬ電圧制御装置から供給される電圧に応じた
電界を各々対応するＬｉＮｂＯ3 光導波路に印加する。
各光導波路としては、ＬｉＮｂＯ3光導波路に限らず、
電気光学結晶からなるものであれば良く、例えばＰＬＺ
Ｔ（チタン酸ジルコン酸鉛にＬａを添加した金属酸化
物）等を用いることができる。さらに、ＬｉＮｂＯ3 光
導波路６，７の近傍にはそれぞれ共振波長調整用電極
８，９が、また、ＬｉＮｂＯ3 光導波路１０の近傍には
帰還光位相調整用電極１１が設けられており、各電極
は、図示せぬ電圧制御装置から供給される電圧に応じた
電界を各々対応するＬｉＮｂＯ3 光導波路に印加する。
【００１９】上述した狭スペクトル線幅レーザ光源にお
いては、まず、レーザダイオード２０から出力される光
は、光カプラ１で分岐され、一方が出力光２７として出
力される。また、分岐されたもう一方の光は、光ファイ
バ等を経て、導波路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉ
ＮｂＯ3 光導波路１０に導かれる。これにより、ＬｉＮ
ｂＯ3 光導波路１０に入射された光は、導波路型ファブ
リ・ペロー共振器２内部において、 光カプラ３→反射端面４→光カプラ３ 光カプラ３→反射端面４→光カプラ３→反射端面５→
光カプラ３→反射端面４→光カプラ３ 光カプラ３→反射端面４→光カプラ３→反射端面５→
光カプラ３→反射端面４→光カプラ３→反射端面５→光
カプラ３→反射端面４→光カプラ３ 等の光路を経由し、これらの光路を経由した光が互いに
干渉して、共振する波長の光だけがレーザダイオード２
０に帰還される。その結果、レーザダイオード２０の発
振波長が、導波路型ファブリ・ペロー共振器２の共振波
長に引き込まれて出力光２７が狭スペクトル線幅化され
る。
いては、まず、レーザダイオード２０から出力される光
は、光カプラ１で分岐され、一方が出力光２７として出
力される。また、分岐されたもう一方の光は、光ファイ
バ等を経て、導波路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉ
ＮｂＯ3 光導波路１０に導かれる。これにより、ＬｉＮ
ｂＯ3 光導波路１０に入射された光は、導波路型ファブ
リ・ペロー共振器２内部において、 光カプラ３→反射端面４→光カプラ３ 光カプラ３→反射端面４→光カプラ３→反射端面５→
光カプラ３→反射端面４→光カプラ３ 光カプラ３→反射端面４→光カプラ３→反射端面５→
光カプラ３→反射端面４→光カプラ３→反射端面５→光
カプラ３→反射端面４→光カプラ３ 等の光路を経由し、これらの光路を経由した光が互いに
干渉して、共振する波長の光だけがレーザダイオード２
０に帰還される。その結果、レーザダイオード２０の発
振波長が、導波路型ファブリ・ペロー共振器２の共振波
長に引き込まれて出力光２７が狭スペクトル線幅化され
る。
【００２０】この時、導波路型ファブリ・ペロー共振器
２の共振波長は、ＬｉＮｂＯ3 光導波路６，７に電界を
印加することによって生じる電気光学効果により、光導
波路の屈折率を変化させることで調整可能となる。すな
わち、共振波長調整用電極８および９からＬｉＮｂＯ3
光導波路６，７に印加する電界強度を図示せぬ電圧制御
装置によって制御することで、導波路型ファブリ・ペロ
ー共振器２の共振波長の調整を行うことができる。ま
た、帰還光の位相が変動するとレーザダイオード２０の
発振状態が不安定になるので、上述した共振波長調整と
同様に、帰還光位相調整用電極１１からＬｉＮｂＯ3 光
導波路１０に印加する電界強度を制御し、これにより生
じる電気光学効果によってＬｉＮｂＯ3 光導波路１０の
屈折率を変化させ、レーザダイオード２０の発振状態が
安定するよう調整する。
２の共振波長は、ＬｉＮｂＯ3 光導波路６，７に電界を
印加することによって生じる電気光学効果により、光導
波路の屈折率を変化させることで調整可能となる。すな
わち、共振波長調整用電極８および９からＬｉＮｂＯ3
光導波路６，７に印加する電界強度を図示せぬ電圧制御
装置によって制御することで、導波路型ファブリ・ペロ
ー共振器２の共振波長の調整を行うことができる。ま
た、帰還光の位相が変動するとレーザダイオード２０の
発振状態が不安定になるので、上述した共振波長調整と
同様に、帰還光位相調整用電極１１からＬｉＮｂＯ3 光
導波路１０に印加する電界強度を制御し、これにより生
じる電気光学効果によってＬｉＮｂＯ3 光導波路１０の
屈折率を変化させ、レーザダイオード２０の発振状態が
安定するよう調整する。
【００２１】〔第２実施形態〕図２に、第２実施形態に
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここ
で、この図において、図１に示す狭スペクトル線幅レー
ザ光源の各部に対応するものについては同一の符号を付
し、その説明を省略する。図２に示す狭スペクトル線幅
レーザ光源が図１のものと異なる点は、光カプラ３のカ
ップリング部３ｃに、帰還光パワー調整用電極１２を設
けた点である。
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここ
で、この図において、図１に示す狭スペクトル線幅レー
ザ光源の各部に対応するものについては同一の符号を付
し、その説明を省略する。図２に示す狭スペクトル線幅
レーザ光源が図１のものと異なる点は、光カプラ３のカ
ップリング部３ｃに、帰還光パワー調整用電極１２を設
けた点である。
【００２２】すなわち、この帰還光パワー調整用電極１
２によってカップリング部３ｃに電界を印加すると、電
気光学効果により光カプラ３のカップリング率が変化
し、これにより、カップリング部３ｃに印加する電界強
度を制御することで反射端面３，４に入射する光パワー
や、帰還光の光パワーを調整することができる。一般
に、帰還光パワーを考慮せずに外部共振器による光帰還
を行った場合、モードホップ等が発生し、出力光の波長
安定性が損なわれてしまう。これを避けるために、上述
した方法により光カプラ３のカップリング率を制御し、
反射端面３，４への入射光や上記帰還光の光パワーを調
整することで、狭スペクトル線幅レーザ光源の発振安定
化を図ることができる。
２によってカップリング部３ｃに電界を印加すると、電
気光学効果により光カプラ３のカップリング率が変化
し、これにより、カップリング部３ｃに印加する電界強
度を制御することで反射端面３，４に入射する光パワー
や、帰還光の光パワーを調整することができる。一般
に、帰還光パワーを考慮せずに外部共振器による光帰還
を行った場合、モードホップ等が発生し、出力光の波長
安定性が損なわれてしまう。これを避けるために、上述
した方法により光カプラ３のカップリング率を制御し、
反射端面３，４への入射光や上記帰還光の光パワーを調
整することで、狭スペクトル線幅レーザ光源の発振安定
化を図ることができる。
【００２３】〔第３実施形態〕図３に、第３実施形態に
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここ
で、この図において、図１に示す狭スペクトル線幅レー
ザ光源の各部に対応するものについては同一の符号を付
し、その説明を省略する。図３に示す狭スペクトル線幅
レーザ光源が図１のものと異なる点は、図８のレーザダ
イオード３０を用い、端面３０ａから出射された光を導
波路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉＮｂＯ3 光導波
路１０に光ファイバ等を通して導く点である。
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここ
で、この図において、図１に示す狭スペクトル線幅レー
ザ光源の各部に対応するものについては同一の符号を付
し、その説明を省略する。図３に示す狭スペクトル線幅
レーザ光源が図１のものと異なる点は、図８のレーザダ
イオード３０を用い、端面３０ａから出射された光を導
波路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉＮｂＯ3 光導波
路１０に光ファイバ等を通して導く点である。
【００２４】この場合、減反射コートされた端面３０ａ
から出射されたレーザダイオード３０からの光が、導波
路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉＮｂＯ3 光導波路
１０に導かれ、導波路型ファブリ・ペロー共振器２にお
いて共振する波長の光だけがレーザダイオード２０に帰
還される。その結果、レーザダイオード２０の発振波長
が、導波路型ファブリ・ペロー共振器２の共振波長に引
き込まれ、端面３０ａの反対の端面から出射される出力
光２７が狭スペクトル線幅化される。また、レーザダイ
オード２０への帰還光の共振波長の調整は、図示せぬ電
圧制御装置により、共振波長調整用電極８，９からそれ
ぞれＬｉＮｂＯ3 光導波路６，７に印加される電界強度
を制御することによって行われる。本実施形態における
狭スペクトル線幅レーザ光源においては、図１に示すも
のに比べ、光カプラ１を必要としないため、構成の簡略
化を図ることができる。
から出射されたレーザダイオード３０からの光が、導波
路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉＮｂＯ3 光導波路
１０に導かれ、導波路型ファブリ・ペロー共振器２にお
いて共振する波長の光だけがレーザダイオード２０に帰
還される。その結果、レーザダイオード２０の発振波長
が、導波路型ファブリ・ペロー共振器２の共振波長に引
き込まれ、端面３０ａの反対の端面から出射される出力
光２７が狭スペクトル線幅化される。また、レーザダイ
オード２０への帰還光の共振波長の調整は、図示せぬ電
圧制御装置により、共振波長調整用電極８，９からそれ
ぞれＬｉＮｂＯ3 光導波路６，７に印加される電界強度
を制御することによって行われる。本実施形態における
狭スペクトル線幅レーザ光源においては、図１に示すも
のに比べ、光カプラ１を必要としないため、構成の簡略
化を図ることができる。
【００２５】〔第４実施形態〕図４に、第４実施形態に
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここ
で、この図において、図３に示す狭スペクトル線幅レー
ザ光源の各部に対応するものについては同一の符号を付
し、その説明を省略する。図４に示す狭スペクトル線幅
レーザ光源が図３のものと異なる点は、光カプラ３のカ
ップリング部３ｃに帰還光パワー調整用電極１２を設け
た点である。
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。ここ
で、この図において、図３に示す狭スペクトル線幅レー
ザ光源の各部に対応するものについては同一の符号を付
し、その説明を省略する。図４に示す狭スペクトル線幅
レーザ光源が図３のものと異なる点は、光カプラ３のカ
ップリング部３ｃに帰還光パワー調整用電極１２を設け
た点である。
【００２６】図４に示す狭スペクトル線幅レーザ光源で
は、減反射コートされた端面３０ａから出射された光
が、導波路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉＮｂＯ3
光導波路１０に導かれ、導波路型ファブリ・ペロー共振
器２において共振する波長の光だけがレーザダイオード
２０に帰還される。この時、レーザダイオード２０への
帰還光の共振波長は、共振波長調整用電極８，９からそ
れぞれＬｉＮｂＯ3 光導波路６，７に印加される電界強
度を制御することによって調整され、また、反射端面
３，４への入射光や帰還光の光パワーは、帰還光パワー
調整用電極１２によってカップリング部３ｃに印加する
電界強度を制御することによって調整される。これによ
り、出力光２７の波長が調整されると共に、狭スペクト
ル線幅レーザ光源の発振安定化を図ることができる。
は、減反射コートされた端面３０ａから出射された光
が、導波路型ファブリ・ペロー共振器２のＬｉＮｂＯ3
光導波路１０に導かれ、導波路型ファブリ・ペロー共振
器２において共振する波長の光だけがレーザダイオード
２０に帰還される。この時、レーザダイオード２０への
帰還光の共振波長は、共振波長調整用電極８，９からそ
れぞれＬｉＮｂＯ3 光導波路６，７に印加される電界強
度を制御することによって調整され、また、反射端面
３，４への入射光や帰還光の光パワーは、帰還光パワー
調整用電極１２によってカップリング部３ｃに印加する
電界強度を制御することによって調整される。これによ
り、出力光２７の波長が調整されると共に、狭スペクト
ル線幅レーザ光源の発振安定化を図ることができる。
【００２７】〔第５実施形態〕第５実施形態における狭
スペクトル線幅レーザ光源の構成を図５に示す。この図
に示す狭スペクトル線幅レーザ光源は、ＬｉＮｂＯ3 光
導波路１３と、導波路に回折格子が形成されたＬｉＮｂ
Ｏ3 回折格子付光導波路１４と、これらＬｉＮｂＯ3 光
導波路１３およびＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４
に電界を印加する共振波長・帰還光位相調整用電極１５
とからなる共振器にレーザダイオード３０の端面３０ａ
から出射された光を入射するものである。
スペクトル線幅レーザ光源の構成を図５に示す。この図
に示す狭スペクトル線幅レーザ光源は、ＬｉＮｂＯ3 光
導波路１３と、導波路に回折格子が形成されたＬｉＮｂ
Ｏ3 回折格子付光導波路１４と、これらＬｉＮｂＯ3 光
導波路１３およびＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４
に電界を印加する共振波長・帰還光位相調整用電極１５
とからなる共振器にレーザダイオード３０の端面３０ａ
から出射された光を入射するものである。
【００２８】これにより、レーザダイオード３０の端面
３０ａから出射された光は、ＬｉＮｂＯ3 光導波路１３
に光ファイバ等を通して導かれ、ＬｉＮｂＯ3 光導波路
１３を通過した光のうち、ＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導
波路１４において共振する波長の光だけがレーザダイオ
ード３０に帰還される。その結果、レーザダイオード３
０の発振波長がＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４の
共振波長に引き込まれて、端面３０ａの反対の端面から
出射される出力光２７が狭スペクトル線幅化される。
３０ａから出射された光は、ＬｉＮｂＯ3 光導波路１３
に光ファイバ等を通して導かれ、ＬｉＮｂＯ3 光導波路
１３を通過した光のうち、ＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導
波路１４において共振する波長の光だけがレーザダイオ
ード３０に帰還される。その結果、レーザダイオード３
０の発振波長がＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４の
共振波長に引き込まれて、端面３０ａの反対の端面から
出射される出力光２７が狭スペクトル線幅化される。
【００２９】また、図示せぬ電圧制御装置から供給され
る電圧により、共振波長・帰還光位相調整用電極１５か
らＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４へ印加する電界
強度を制御し、光導波路の屈折率を変化させることでＬ
ｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４における共振波長の
調整が可能となる。この時、ＬｉＮｂＯ3 光導波路１３
にも同じ電界が印加され、帰還光位相と共振波長とを同
じ割合でシフトさせることができるため、モードホップ
無しで出力光２７の波長を可変とすることができる。
る電圧により、共振波長・帰還光位相調整用電極１５か
らＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４へ印加する電界
強度を制御し、光導波路の屈折率を変化させることでＬ
ｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４における共振波長の
調整が可能となる。この時、ＬｉＮｂＯ3 光導波路１３
にも同じ電界が印加され、帰還光位相と共振波長とを同
じ割合でシフトさせることができるため、モードホップ
無しで出力光２７の波長を可変とすることができる。
【００３０】〔第６実施形態〕図６に、第６実施形態に
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。この
図において、図５に示す狭スペクトル線幅レーザ光源の
各部に対応するものについては同一の符号を付し、その
説明を省略する。図６に示す狭スペクトル線幅レーザ光
源が図５のものと異なる点は、光源としてレーザダイオ
ード２０を用い、該レーザダイオード２０から出射され
た光を光ファイバ等により光カプラ１６へ導いて、上記
光カプラ１６により分岐された一方の出射光を前述した
ＬｉＮｂＯ3 光導波路１３に入射し、他方の出射光を出
力光２７として出力する点である。
おける狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を示す。この
図において、図５に示す狭スペクトル線幅レーザ光源の
各部に対応するものについては同一の符号を付し、その
説明を省略する。図６に示す狭スペクトル線幅レーザ光
源が図５のものと異なる点は、光源としてレーザダイオ
ード２０を用い、該レーザダイオード２０から出射され
た光を光ファイバ等により光カプラ１６へ導いて、上記
光カプラ１６により分岐された一方の出射光を前述した
ＬｉＮｂＯ3 光導波路１３に入射し、他方の出射光を出
力光２７として出力する点である。
【００３１】この図に示す狭スペクトル線幅レーザ光源
おいては、レーザダイオード２０から出射された光は、
光カプラ１６の一方の出力ポートからＬｉＮｂＯ3 光導
波路１３へ導かれ、ＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１
４において共振する波長の光だけが上記一方の出力ポー
トから入力ポートを経てレーザダイオード２０に帰還さ
れる。その結果、レーザダイオード２０の発振波長がＬ
ｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４の共振波長に引き込
まれて、光カプラ１６の他方の出力ポートから出力され
る出力光２７が狭スペクトル線幅化される。また、第５
実施形態と同様、共振波長・帰還光位相調整用電極１５
からＬｉＮｂＯ3 光導波路１３およびＬｉＮｂＯ3 回折
格子付光導波路１４へ印加する電界強度を制御すること
により、ＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４の共振波
長を調整すると共に、帰還光位相と共振波長とが同じ割
合でシフトされるため、モードホップ無しで出力光２７
の波長を可変とすることができる。
おいては、レーザダイオード２０から出射された光は、
光カプラ１６の一方の出力ポートからＬｉＮｂＯ3 光導
波路１３へ導かれ、ＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１
４において共振する波長の光だけが上記一方の出力ポー
トから入力ポートを経てレーザダイオード２０に帰還さ
れる。その結果、レーザダイオード２０の発振波長がＬ
ｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４の共振波長に引き込
まれて、光カプラ１６の他方の出力ポートから出力され
る出力光２７が狭スペクトル線幅化される。また、第５
実施形態と同様、共振波長・帰還光位相調整用電極１５
からＬｉＮｂＯ3 光導波路１３およびＬｉＮｂＯ3 回折
格子付光導波路１４へ印加する電界強度を制御すること
により、ＬｉＮｂＯ3 回折格子付光導波路１４の共振波
長を調整すると共に、帰還光位相と共振波長とが同じ割
合でシフトされるため、モードホップ無しで出力光２７
の波長を可変とすることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明の狭スペクトル線
幅レーザ光源によれば、機械的可動部分の調整によら
ず、電気光学効果を用いて狭スペクトル線幅レーザ光源
の波長掃引や波長制御を行うので、高速な波長掃引およ
び波長制御が可能となる。また、機械的可動部分を一切
有さないので、装置の信頼性を向上させることができ
る。
幅レーザ光源によれば、機械的可動部分の調整によら
ず、電気光学効果を用いて狭スペクトル線幅レーザ光源
の波長掃引や波長制御を行うので、高速な波長掃引およ
び波長制御が可能となる。また、機械的可動部分を一切
有さないので、装置の信頼性を向上させることができ
る。
【図１】 本発明の第１実施形態における狭スペクトル
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
【図２】 本発明の第２実施形態における狭スペクトル
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
【図３】 本発明の第３実施形態における狭スペクトル
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
【図４】 本発明の第４実施形態における狭スペクトル
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
【図５】 本発明の第５実施形態における狭スペクトル
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
【図６】 本発明の第６実施形態における狭スペクトル
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
線幅レーザ光源の構成を示す図である。
【図７】 従来の狭スペクトル線幅レーザ光源の構成を
示す図である。
示す図である。
【図８】 従来の狭スペクトル線幅レーザ光源の他の構
成を示す図である。
成を示す図である。
１，３……光カプラ、２……導波路型ファブリ・ペロー
共振器、３ａ……主経路、３ｂ……副経路、３ｃ……カ
ップリング部、４，５……反射端面、６，７，１０，１
３……ＬｉＮｂＯ3 光導波路、８，９……共振波長調整
用電極、１１……帰還光位相調整用電極、１２……帰還
光パワー調整用電極、１４……ＬｉＮｂＯ3 回折格子付
光導波路、１５……共振波長・帰還光位相調整用電極、
２０，３０……レーザダイオード、２７……出力光、３
０ａ……端面。
共振器、３ａ……主経路、３ｂ……副経路、３ｃ……カ
ップリング部、４，５……反射端面、６，７，１０，１
３……ＬｉＮｂＯ3 光導波路、８，９……共振波長調整
用電極、１１……帰還光位相調整用電極、１２……帰還
光パワー調整用電極、１４……ＬｉＮｂＯ3 回折格子付
光導波路、１５……共振波長・帰還光位相調整用電極、
２０，３０……レーザダイオード、２７……出力光、３
０ａ……端面。
Claims (7)
- 【請求項１】 レーザ光源と、 該レーザ光源の出力光の波長が共振波長と合致する場合
に出力光の一部を帰還光として該レーザ光源に帰還する
光帰還手段と、 該帰還光の波長を調整する帰還光波長調整手段と、 該帰還光の位相を調整する帰還光位相調整手段と を有する狭スペクトル線幅レーザ光源において、 前記帰還光波長調整手段は、電気光学効果を用いて前記
帰還光の波長調整を行うことを特徴とする狭スペクトル
線幅レーザ光源。 - 【請求項２】 前記帰還光位相調整手段は、 電気光学効果を用いて前記帰還光の位相調整を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の狭スペクトル線幅レーザ
光源。 - 【請求項３】 前記帰還光の光パワーを、電気光学効果
を用いて調整する帰還光パワー調整手段を具備すること
を特徴とする請求項１または２に記載の狭スペクトル線
幅レーザ光源。 - 【請求項４】 レーザ光源から出射される光を狭スペク
トル線幅化する狭スペクトル線幅レーザ光源において、 レーザ光源と、 該レーザ光源から出射された光を分岐して、一方の光を
前記狭スペクトル線幅レーザ光源の出力光として出射す
る分岐手段と、 電気光学効果を有する結晶からなり、前記分岐手段によ
り分岐された他方の光が一端に入射される第１の光導波
路と、 主経路および副経路を有してなり、該主経路を通過する
光の一部をカップリング部を介して該副経路へ結合する
光カプラであって、該主経路の一端に前記第１の光導波
路の他端から出射される光が入射される光カプラと、 電気光学効果を有する結晶からなる第２，第３の光導波
路であって、該光導波路の各々の一端が前記光カプラの
副経路の両端にそれぞれ接続され、各々の他端が反射面
となっている第２，第３の光導波路と、 前記第２，第３の光導波路にそれぞれ電界を印加する第
１，第２の電極とを具備することを特徴とする狭スペク
トル線幅レーザ光源。 - 【請求項５】 前記第１の光導波路に電界を印加する第
３の電極を具備することを特徴とする請求項４に記載の
狭スペクトル線幅レーザ光源。 - 【請求項６】 前記光カプラのカップリング部に電界を
印加する第４の電極を具備することを特徴とする請求項
４または５に記載の狭スペクトル線幅レーザ光源。 - 【請求項７】 レーザ光源から出射される光を狭スペク
トル線幅化する狭スペクトル線幅レーザ光源において、 レーザ光源と、 該レーザ光源から出射された光を分岐して、一方を前記
狭スペクトル線幅レーザ光源の出力光として出射する分
岐手段と、 電気光学効果を有する結晶からなり、前記分岐手段によ
り分岐された他方の光が一端に入射される光導波路と、 電気光学効果を有する結晶からなり、かつ、導波路に回
折格子が形成された回折格子付き光導波路であって、そ
の一端が前記光導波路に接続された回折格子付き光導波
路と、 前記光導波路および回折格子付き光導波路に電界を印加
する電極とを具備することを特徴とする狭スペクトル線
幅レーザ光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8049240A JPH09246642A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 狭スペクトル線幅レーザ光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8049240A JPH09246642A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 狭スペクトル線幅レーザ光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246642A true JPH09246642A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12825357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8049240A Pending JPH09246642A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 狭スペクトル線幅レーザ光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09246642A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-03-06 JP JP8049240A patent/JPH09246642A/ja active Pending
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