JPH098391A - Laser output light controller - Google Patents

Laser output light controller

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Publication number
JPH098391A
JPH098391A JP15969195A JP15969195A JPH098391A JP H098391 A JPH098391 A JP H098391A JP 15969195 A JP15969195 A JP 15969195A JP 15969195 A JP15969195 A JP 15969195A JP H098391 A JPH098391 A JP H098391A
Authority
JP
Japan
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light
optical
output
laser
laser light
Prior art date
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Pending
Application number
JP15969195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Maeda
稔 前田
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Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ando Electric Co Ltd filed Critical Ando Electric Co Ltd
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Publication of JPH098391A publication Critical patent/JPH098391A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain a laser output light controller in which the output light from a variable wavelength laser light source operating in a single longitudinal mode can be stabilized upon variation of wavelength. CONSTITUTION: An external resonator type variable wavelength LD light source comprises an LD(laser diode) 1 and a diffraction grating 2. Laser light emitted from an end face of the LD 1 is amplified through a TWA(traveling wave optical amplifier) 16 and branched through an optical branch unit 8 before one branched light is outputted. The other branched light is converted through a light receiving circuit 10 into an optical output signal being fed to one input terminal of a comparator circuit 11 having the other input terminal being fed with a reference signal from a reference circuit 12. The comparator circuit 11 compares two input signals and delivers the comparison results to a TWA drive circuit 17 which controls current supply to the TWA 16 thus controlling the optical amplification factor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、波長可変なレーザ光
源において、その出力光の変動を制御して安定化するレ
ーザ光出力制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser light output controller for controlling and stabilizing the fluctuation of output light in a laser light source having a variable wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LD(レーザダイオード)の外部
に反射鏡を設け、該外部反射鏡と該LDの端面とにより
共振器を構成して、LDの発振波長を安定化する外部共
振器型レーザが考案されている。この外部共振器型レー
ザはLDが定常状態、過渡状態のいずれにおいても縦単
一モードで動作する。従って、波長可変であり、かつ安
定な縦単一モードを必要とする光計測技術分野において
は、この外部共振器型レーザが必要不可欠な要素であ
る。図3は従来技術による外部共振器型レーザのレーザ
光出力制御装置の構成の一例を示す構成図である。1は
一方の端面1aにARコート(無反射コート)を施した
LDである。2はLD1の端面1a側の外部に設けられ
た回折格子であり、コリメートレンズ3を介して、LD
1の他方の端面1bと該回折格子2とにより共振器が構
成されている。この回折格子2は、LD1に対して特定
の縦単一モードで選択的にレーザ発振をさせるためのも
のである。尚、レーザ光は、その波長可変範囲がおよそ
1480〜1580nmであり、前述したLD1の端面
(以下、出射端面と称する)1bから出射する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a reflection mirror is provided outside an LD (laser diode), and a resonator is constituted by the external reflection mirror and the end face of the LD to stabilize the oscillation wavelength of the LD. A laser has been devised. This external resonator type laser operates in the longitudinal single mode in both the steady state and the transient state of the LD. Therefore, this external resonator type laser is an indispensable element in the field of optical measurement technology that requires a tunable wavelength and a stable longitudinal single mode. FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the configuration of a laser light output control device for an external resonator type laser according to the prior art. Reference numeral 1 is an LD having one end surface 1a coated with an AR coating (non-reflection coating). Reference numeral 2 denotes a diffraction grating provided outside the end face 1a side of the LD 1, and through the collimator lens 3, LD
The other end face 1b of 1 and the diffraction grating 2 constitute a resonator. The diffraction grating 2 is for selectively oscillating the LD 1 in a specific longitudinal single mode. The laser light has a variable wavelength range of approximately 1480 to 1580 nm and is emitted from the end face (hereinafter referred to as the emission end face) 1b of the LD1.

【0003】前述した回折格子2は角度調整駆動回路
4、及び位相調整駆動回路5によって制御される。角度
調整駆動回路4はLD1の出射端面1bに対する回折格
子2の角度を調節してLD1の発振波長を変化させるも
のである。また、位相調整駆動回路5は、前述した角度
調整駆動回路4によって選択した波長に対して、共振器
長が波長の1/2の整数倍となるようにして、共振条件を
満足させるものである。
The diffraction grating 2 described above is controlled by an angle adjustment drive circuit 4 and a phase adjustment drive circuit 5. The angle adjustment drive circuit 4 adjusts the angle of the diffraction grating 2 with respect to the emission end facet 1b of the LD1 to change the oscillation wavelength of the LD1. The phase adjustment drive circuit 5 satisfies the resonance condition by setting the resonator length to be an integral multiple of 1/2 of the wavelength with respect to the wavelength selected by the angle adjustment drive circuit 4 described above. .

【0004】6はLD駆動回路であり、LD1へ注入す
る電流を制御して、LD1から出射するレーザ光の出力
強度を制御するものである。出射端面1bから出射する
レーザ光は、コリメートレンズ3を介して平行にされ
て、光アイソレータ7へ入射する。光アイソレータ7は
一方向のみに光を通すものであり、出射端面1bから出
射されるレーザー光が反射等により、再びLD1へ入射
することを防ぐものである。光アイソレータ7を通過し
たレーザー光は光分岐器8へ入射し、反射及び透過す
る。光分岐器8は入射した光を入射方向と同じ方向へ透
過させ、なおかつ入射した方向と垂直な方向へ反射させ
るものであり、透過したレーザ光は出力光として用いら
れる。また、反射光はレンズ9により集光され、受光回
路10へ入射する。受光回路10は入射光のパワーを検
出して、光出力信号を出力するものであり、該光出力信
号は比較回路11の一方の入力端へ入力される。
Reference numeral 6 denotes an LD drive circuit, which controls the current injected into the LD1 to control the output intensity of the laser light emitted from the LD1. The laser light emitted from the emission end face 1 b is collimated through the collimator lens 3 and enters the optical isolator 7. The optical isolator 7 allows light to pass through in only one direction, and prevents the laser light emitted from the emission end face 1b from entering the LD 1 again due to reflection or the like. The laser light passing through the optical isolator 7 enters the optical branching device 8, and is reflected and transmitted. The optical branching device 8 transmits the incident light in the same direction as the incident direction and reflects it in the direction perpendicular to the incident direction, and the transmitted laser light is used as output light. The reflected light is condensed by the lens 9 and enters the light receiving circuit 10. The light receiving circuit 10 detects the power of incident light and outputs a light output signal, and the light output signal is input to one input end of the comparison circuit 11.

【0005】また、12は出力光の基準となる信号を出
力する基準回路であり、出力された基準信号は比較回路
11の他方の入力端へ入力される。比較回路11は前述
した二つの入力信号を比較して差を検出し、この差に応
じた偏差信号をLD駆動回路6へ出力するものである。
そして、この偏差信号に基づいて、前述したLD駆動回
路6は、LD1へ注入する電流を制御して、出力光を制
御する。
Reference numeral 12 is a reference circuit for outputting a reference signal of the output light, and the output reference signal is input to the other input terminal of the comparison circuit 11. The comparator circuit 11 compares the two input signals described above to detect a difference, and outputs a deviation signal corresponding to the difference to the LD drive circuit 6.
Then, based on this deviation signal, the LD drive circuit 6 described above controls the current injected into the LD 1 to control the output light.

【0006】上記構成において、LD1の発振周波数を
変化させる場合は、まず、操作者が所望の周波数値を角
度調整駆動回路4へ入力する。この入力情報に基づき、
角度調整駆動回路4は、LD1の出射端面1bに対する
回折格子2の角度を変化させ、LD1へ再び入射する回
折光の波長を変える。次に、この回折光が共振条件を満
たすように、位相調整駆動回路5が共振器長を調整し
て、共振器内においてレーザ発振を起こさせる。出射端
面1bから出射したレーザ光はコリメートレンズ3を介
して平行光にされ、光アイソレータ7を通過した後、光
分岐器8において透過及び反射する。光分岐器8を透過
したレーザ光は出力光となり、反射光はレンズ9によっ
て集光され受光回路10へ入射する。以後、受光回路1
0、比較回路11、及びLD駆動回路6によりLD1に
フィードバックをかけ、回折格子2において選択した波
長の出力光を安定させる。
In the above configuration, when changing the oscillation frequency of the LD 1, the operator first inputs a desired frequency value to the angle adjustment drive circuit 4. Based on this input information,
The angle adjustment drive circuit 4 changes the angle of the diffraction grating 2 with respect to the emission end facet 1b of the LD1, and changes the wavelength of the diffracted light that is incident on the LD1 again. Next, the phase adjustment drive circuit 5 adjusts the resonator length so that the diffracted light satisfies the resonance condition, and causes laser oscillation in the resonator. The laser light emitted from the emission end face 1b is collimated through the collimator lens 3, passes through the optical isolator 7, and then is transmitted and reflected by the optical branching device 8. The laser light transmitted through the optical branching device 8 becomes output light, and the reflected light is condensed by the lens 9 and enters the light receiving circuit 10. After that, the light receiving circuit 1
0, the comparison circuit 11, and the LD drive circuit 6 feed back the LD1 to stabilize the output light of the wavelength selected in the diffraction grating 2.

【0007】また、他のレーザ光出力制御装置として、
図4に示した可変光減衰器によるレーザ光出力制御装置
が考案されている。図4は可変光減衰器によるレーザ光
出力制御装置の構成例を示す構成図である。尚、図3の
各部と共通する部分には同一の符号を付し、その説明を
省略する。図4において13は波長可変のLD光源であ
り、上述した外部共振器型LD光源と同様のものである
が、該LD光源13の構成要素であるLDは定電流で駆
動されている。14は入射光を減衰させる可変減衰器で
あり、NDフィルタ等の光学部品から構成されており、
該NDフィルタ等を機械的に動かすことで入射光の減衰
量を変化させる。また、15は可変減衰器14の一つの
構成部品であるNDフィルタを機械的に移動させ、可変
減衰器14内を伝搬する光の減衰量を制御するものであ
る。
As another laser light output control device,
A laser light output control device using a variable optical attenuator shown in FIG. 4 has been devised. FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration example of a laser light output control device using a variable optical attenuator. The same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 4, reference numeral 13 denotes a variable wavelength LD light source, which is similar to the external resonator type LD light source described above, but the LD which is a constituent element of the LD light source 13 is driven by a constant current. Reference numeral 14 is a variable attenuator that attenuates incident light, and is composed of optical components such as an ND filter,
The attenuation of incident light is changed by mechanically moving the ND filter or the like. Reference numeral 15 mechanically moves an ND filter, which is one component of the variable attenuator 14, to control the amount of attenuation of light propagating in the variable attenuator 14.

【0008】LD光源13から出射したレーザ光は可変
減衰器14へ入射し、伝搬する間に減衰を受ける。そし
て、光分岐器8において透過及び反射され、透過光は出
力光となる。また、反射したレーザ光はレンズ9により
集光され、受光回路10でそのパワーが検出され、光出
力信号が出力される。この光出力信号は比較回路11に
入力され、基準回路12から比較回路11に入力される
基準信号と比較される。比較回路11は、その比較結果
に応じた偏差信号を減衰器駆動回路15へ出力し、該偏
差信号に基づいて減衰器駆動回路15は可変減衰器14
を制御して、出力光が一定となるようにする。
The laser light emitted from the LD light source 13 enters the variable attenuator 14 and is attenuated while propagating. Then, the light is transmitted and reflected by the optical branching device 8, and the transmitted light becomes output light. Further, the reflected laser light is condensed by the lens 9, its power is detected by the light receiving circuit 10, and an optical output signal is output. This optical output signal is input to the comparison circuit 11 and compared with the reference signal input from the reference circuit 12 to the comparison circuit 11. The comparison circuit 11 outputs a deviation signal according to the comparison result to the attenuator drive circuit 15, and the attenuator drive circuit 15 outputs the variable attenuator 14 based on the deviation signal.
Is controlled so that the output light becomes constant.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図3に示さ
れたレーザ光出力制御装置において、波長掃引を行う場
合は、連続して上記動作が繰り返されるが、回折格子2
の反射特性及び発振位相条件の変動、又はLD1の端面
1aの残留反射率等による発振条件変化のため、出射端
面1bから出射するレーザ光は周期的に変動を伴う。こ
の変動を制御するために、受光回路10、比較回路1
1、及びLD駆動6がLD1へフィードバックをかけ、
LD1へ注入する電流を制御している。しかし、LD1
へ注入される電流が変化すると、LD1内のキャリア密
度が変化し、該キャリア密度の変化に伴い、LD1内の
屈折率も変化する。従って、実効的な光学長が変化し、
発振条件からずれ、レーザ光の発振周波数が変化してし
まい、精密な発振周波数設定が不可能となるという問題
がある。
By the way, in the laser light output control device shown in FIG. 3, when wavelength sweeping is performed, the above operation is repeated continuously.
Of the laser light emitted from the emission end face 1b is periodically changed due to a change in the reflection characteristics and the oscillation phase condition or a change in the oscillation condition due to the residual reflectance of the end face 1a of the LD1. In order to control this fluctuation, the light receiving circuit 10 and the comparison circuit 1
1, and LD drive 6 feeds back to LD1,
The current injected into LD1 is controlled. But LD1
When the current injected into the LD1 changes, the carrier density in the LD1 changes, and the refractive index in the LD1 also changes with the change in the carrier density. Therefore, the effective optical length changes,
There is a problem that the oscillation frequency of the laser beam changes due to deviation from the oscillation conditions, making it impossible to set the oscillation frequency precisely.

【0010】また、図4に示された光減衰器によるレー
ザ光出力制御装置においては、図3の構成において問題
となったLD1の直接駆動は行われていないので、キャ
リア密度の変化による共振器長の変化に基づく発振波長
変化の問題は無い。しかし、レーザ光を減衰させ、この
減衰量を制御して出力光を安定化しているので、LD光
源13の出力強度が弱い場合には、使用できないという
問題がある。また、レーザ光の減衰量を制御する際に、
可変減衰器14の一つの構成要素であるNDフィルタを
機械的に動かしているので、制御時間が数十msecで
あり、高速応答の光出力制御はできないという問題があ
る。
Further, in the laser light output control apparatus using the optical attenuator shown in FIG. 4, since the LD 1 which is a problem in the configuration of FIG. 3 is not directly driven, the resonator due to the change in carrier density is used. There is no problem of oscillation wavelength change due to change in length. However, since the laser light is attenuated and the amount of this attenuation is controlled to stabilize the output light, there is a problem that it cannot be used when the output intensity of the LD light source 13 is weak. Also, when controlling the attenuation of the laser light,
Since the ND filter, which is one component of the variable attenuator 14, is mechanically moved, there is a problem that the control time is several tens of msec and the optical output control with high-speed response cannot be performed.

【0011】さらに、最近、光ファイバ増幅器を飽和状
態で使用して出力光を安定化する装置も考案されている
が、この装置を構成するダミーLD光源、励起用ポンプ
LD光源、ファイバカプラ、ファイバ増幅器等は非常に
高価であり、装置の製造コストが上昇してしまうという
問題がある。また、前述した装置の一つの構成要素であ
る励起用ポンプLD光源の駆動には、数百mAの電流が
必要となり、消費電力が大きくなるという問題がある。
さらに、この装置による出力光の可変波長範囲は、15
30nm〜1570nmであり、図3中のLD1の可変
波長範囲よりも狭いため使用範囲が狭められるという問
題がある。
Further, recently, an apparatus for stabilizing the output light by using an optical fiber amplifier in a saturated state has been devised, and a dummy LD light source, a pump LD light source for pumping, a fiber coupler, and a fiber which constitute this apparatus have been devised. The amplifier and the like are very expensive, and there is a problem that the manufacturing cost of the device increases. In addition, a current of several hundred mA is required to drive the pumping LD light source for excitation, which is one of the components of the above-mentioned device, and there is a problem that power consumption increases.
Furthermore, the variable wavelength range of the output light by this device is 15
It is 30 nm to 1570 nm, which is narrower than the variable wavelength range of LD1 in FIG.

【0012】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、簡便な構成で安定な出力光が得られ、ま
た、ノイズの無い出力光が得られるレーザ光出力制御装
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-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide a laser light output control device capable of obtaining stable output light with a simple structure and obtaining output light without noise. To aim.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
得ようとする出力光のパワーを表す基準信号を出力する
基準回路と、前記外部共振器型波長可変LD光源から出
射したレーザ光を注入電流に応じた増幅率で増幅する進
行波型光増幅器と、前記進行波型光増幅器から出射した
レーザ光を二方向へ分岐し、一方の分岐光を出力光とす
る光分岐器と、前記光分岐器の他方の分岐光を受光し電
気信号へ変換し、光出力信号として出力する受光回路
と、前記光出力信号と前記基準信号とを比較し、比較結
果を出力する比較回路と、前記比較回路の比較結果に基
づいて前記注入電流を制御する進行波型光増幅器駆動回
路とを具備するレーザ光出力制御装置である。請求項2
記載の発明は、請求項1記載のレーザ光出力制御装置に
おいて、前記反射器は、前記一方の分岐光を入射し、前
記外部共振器型波長可変LD光源から出射されるレーザ
光の波長のみからなる出力光を出射することを特徴とす
るものである。
According to the first aspect of the present invention,
A reference circuit for outputting a reference signal indicating the power of output light to be obtained, and a traveling wave type optical amplifier for amplifying the laser light emitted from the external resonator type wavelength tunable LD light source with an amplification factor according to the injection current. An optical branching device that splits the laser light emitted from the traveling wave type optical amplifier in two directions and outputs one of the branched lights as an output light, and the other branched light of the optical branching device is received and converted into an electric signal. A light receiving circuit that outputs as a light output signal, a comparison circuit that compares the light output signal and the reference signal and outputs a comparison result, and a traveling wave that controls the injected current based on the comparison result of the comparison circuit Type optical amplifier drive circuit, and a laser light output control device. Claim 2
In the laser light output control device according to claim 1, the invention described in claim 1 is based on only the wavelength of the laser light emitted from the external resonator type wavelength tunable LD light source into which the one branch light is incident. It is characterized in that the following output light is emitted.

【0014】[0014]

【作用】本発明のレーザ光出力制御装置においては、外
部共振器型波長可変LD光源から出射したレーザ光を進
行波型光増幅器で増幅し、この増幅したレーザ光を二方
向へ分岐させ、一方の分岐光を出力光とし、他方の分岐
光を電気信号へ変換し光出力信号を得て、該光出力信号
と目的とする出力光のパワーを表す基準信号とを比較
し、この比較結果に基づいて前記進行波型光増幅器の増
幅率を制御している。これにより、外部共振器型波長可
変LD光源から出射するレーザ光が変動した場合でも、
安定な出力光が得られる。また、本発明のレーザ光出力
制御装置においては、上記出力光を波長選択性を有する
反射器へ入射させ、反射光を出力光として得ているの
で、レーザ光が進行波型光増幅器を通過する際に混入さ
れる自然放出光を取り除くことができ、ノイズの無い出
力光を得ることができる。
In the laser light output control device of the present invention, the laser light emitted from the external resonator type wavelength tunable LD light source is amplified by the traveling wave type optical amplifier, and the amplified laser light is branched in two directions. Of the branched light as an output light, the other branched light is converted into an electric signal to obtain an optical output signal, and the optical output signal is compared with a reference signal representing the power of the target output light, and the comparison result is Based on this, the amplification factor of the traveling wave optical amplifier is controlled. Thereby, even when the laser light emitted from the external resonator type wavelength tunable LD light source changes,
Stable output light can be obtained. Further, in the laser light output control device of the present invention, since the output light is made incident on the reflector having wavelength selectivity and the reflected light is obtained as the output light, the laser light passes through the traveling wave type optical amplifier. It is possible to remove spontaneous emission light that is mixed in at that time, and obtain output light without noise.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。 〔第1実施例〕図1は本発明の第1実施例によるレーザ
光出力制御装置の構成を示す構成図であり、この図にお
いて、図3及び図4と共通する部分には同一の符号を付
し、その説明を省略する。図1において、16はTWA
(進行波型光増幅素子)であり、LD(レーザダイオー
ド)1と同様な、活性層及び該活性層を挟む二層のクラ
ッド層からなる二重へテロ構造を有するものであり、そ
の利得増幅動作電流は十数mA〜数十mAである。TW
A16はTWA駆動回路17から電流が注入されてお
り、該TWA16が有する活性層中を光が通過すると誘
導放出により光増幅が行われる。また、TWA16の両
端面はARコート(無反射コート)が施されており、こ
れは、両端面が共振器を形成し、共振条件を満たす波長
に対してのみ光増幅が行われることを防止するものであ
る。従って、TWA16へ入射する光の波長がTWA1
6の利得範囲内であれば、該入射光が増幅されることと
なる。尚、TWA16の構造は、端面に窓構造を取り入
れた構造、又は端面に対して光を斜めに入射させる構造
でも良い。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of a laser light output control apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this figure, parts common to those in FIGS. The description is omitted. In FIG. 1, 16 is TWA
(Traveling-wave type optical amplification element) having a double hetero structure including an active layer and two clad layers sandwiching the active layer, similar to the LD (laser diode) 1, and gain amplification thereof. The operating current is a dozen mA to several tens mA. TW
A16 has a current injected from the TWA drive circuit 17, and when light passes through the active layer of the TWA16, optical amplification is performed by stimulated emission. Further, both end surfaces of the TWA 16 are AR-coated (non-reflective coating), which prevents the both end surfaces from forming a resonator and performing optical amplification only for wavelengths satisfying the resonance condition. It is a thing. Therefore, the wavelength of the light incident on the TWA 16 is TWA 1
Within the gain range of 6, the incident light will be amplified. The TWA 16 may have a structure in which a window structure is incorporated in the end surface or a structure in which light is obliquely incident on the end surface.

【0016】TWA駆動回路17は比較回路17から出
力される信号に基づいて、前述したTWA16へ注入さ
れる電流を制御するものである。尚、図1の装置は、図
3に示した装置の構成において、以下のように再構成し
たものである。まず、LD駆動回路6を比較回路11か
ら切り離して独立させる。次に、光アイソレータ7と光
分岐器8との間に、光アイソレータ7の出射端側から順
にコリメートレンズ3、TWA16、コリメートレンズ
3、及び光アイソレータ7を、元の光軸(以下、この光
軸を第1光軸と称する)上に挿入する。そして、比較回
路11の出力をTWA駆動回路17へ、該TWA駆動回
路17の出力をTWA16へ入力するよう構成したもの
である。
The TWA drive circuit 17 controls the current injected into the TWA 16 based on the signal output from the comparison circuit 17. The apparatus shown in FIG. 1 is obtained by reconfiguring the apparatus shown in FIG. 3 as follows. First, the LD drive circuit 6 is separated from the comparison circuit 11 to be independent. Next, between the optical isolator 7 and the optical branching device 8, the collimator lens 3, the TWA 16, the collimator lens 3 and the optical isolator 7 are arranged in this order from the emission end side of the optical isolator 7 to the original optical axis (hereinafter, this optical axis). The axis is referred to as the first optical axis). The output of the comparison circuit 11 is input to the TWA drive circuit 17, and the output of the TWA drive circuit 17 is input to the TWA 16.

【0017】上記構成において、LD駆動回路6から電
流が注入され、回折格子2で選択された波長における共
振条件が満たされるように、位相調整駆動回路5により
共振器長が調整されると、レーザ発振がおこる。出射端
面1bから出射されたレーザ光は、コリメートレンズ3
において平行光となり、光アイソレータ7を通過した
後、レンズ9により集光されTWA16の一方の端16
aから入射し、光増幅を受け他方の端16bから出射す
る。TWA16から出射したレーザ光はコリメートレン
ズ3において平行になり、光アイソレータ7を通過後、
光分岐器8において反射及び透過を受ける。この反射光
は出力光として出力され、透過光はレンズ9で集光され
た後、受光回路10においてそのパワーが検出され、光
出力信号が出力される。
In the above-described structure, when the current is injected from the LD drive circuit 6 and the resonator length is adjusted by the phase adjustment drive circuit 5 so that the resonance condition at the wavelength selected by the diffraction grating 2 is satisfied, the laser is changed. Oscillation occurs. The laser light emitted from the emission end face 1b is collimated by the collimator lens 3
At the end 16 of the TWA 16 which is collimated by the lens 9 and is condensed by the lens 9 after passing through the optical isolator 7.
The light enters from a, undergoes optical amplification, and exits from the other end 16b. The laser light emitted from the TWA 16 becomes parallel in the collimator lens 3, and after passing through the optical isolator 7,
The light is reflected and transmitted by the optical branching device 8. The reflected light is output as output light, and the transmitted light is condensed by the lens 9, and then its power is detected by the light receiving circuit 10, and an optical output signal is output.

【0018】この光出力信号は比較回路11へ入力さ
れ、ここで基準回路12から入力される基準信号と比較
されて差が検出され、この差に応じた偏差信号が、比較
回路11からTWA駆動回路17へ入力される。TWA
駆動回路17はこの偏差信号に基づいてTWA16へ注
入される電流を制御する。そして、TWA16へ注入さ
れる電流の変化は、即、TWA16のキャリア変化とな
り、TWA16内の活性層内における光増幅利得が変化
するため、TWA16における光増幅率が制御される。
このようにして、LD1の出射端面1bから出射したレ
ーザ光を増幅させ、光増幅率を制御することにより出力
光の安定化が行われる。
This optical output signal is input to the comparison circuit 11, where it is compared with the reference signal input from the reference circuit 12 to detect a difference, and a deviation signal corresponding to this difference is TWA driven from the comparison circuit 11. It is input to the circuit 17. TWA
The drive circuit 17 controls the current injected into the TWA 16 based on this deviation signal. Then, the change in the current injected into the TWA 16 immediately changes the carrier in the TWA 16, and the optical amplification gain in the active layer in the TWA 16 changes, so the optical amplification factor in the TWA 16 is controlled.
In this way, the laser light emitted from the emission end facet 1b of the LD1 is amplified and the optical amplification factor is controlled to stabilize the output light.

【0019】〔第2実施例〕図2は本発明の第2実施例
によるレーザ光出力制御装置の構成を示す構成図であ
り、この図において、図3、図4、及び図1と共通する
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図2
において、18はミラーであり、入射した光を反射する
働きをするものである。又、19は、図1及び図3中の
回折格子2と同様な回折格子である。尚、図2のレーザ
光出力制御装置は、図1のものにおいて、光アイソレー
タ7と光分岐器8との間に第1光軸が直角に曲げられる
ようにミラー10を配置し、この曲げられた光軸上(以
下、この光軸を第2光軸と称する)に光分岐器8、レン
ズ9、及び受光回路10を再配置したものである。ま
た、上記光分岐器8は、該分岐器8において反射された
レーザ光のなす光軸(以下第3光軸と称する)と、第1
光軸とが平行になり、かつ該反射光が回折格子19へ入
射するように配置される。
[Second Embodiment] FIG. 2 is a block diagram showing the arrangement of a laser light output control apparatus according to the second embodiment of the present invention, which is common to FIGS. 3, 4, and 1. The same reference numerals are given to the parts, and the description thereof will be omitted. FIG.
In the above, reference numeral 18 is a mirror, which functions to reflect incident light. Reference numeral 19 is a diffraction grating similar to the diffraction grating 2 shown in FIGS. The laser light output control device of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that a mirror 10 is arranged between the optical isolator 7 and the optical branching device 8 so that the first optical axis can be bent at a right angle. Further, the optical branching device 8, the lens 9, and the light receiving circuit 10 are rearranged on the optical axis (hereinafter, this optical axis is referred to as the second optical axis). The optical branching device 8 has a first optical axis and an optical axis formed by the laser light reflected by the branching device 8 (hereinafter referred to as a third optical axis).
It is arranged so that the optical axis becomes parallel and the reflected light enters the diffraction grating 19.

【0020】上記構成において、LD1の出射端面1b
から出射したレーザ光はコリメートレンズ3、光アイソ
レータ7、及びレンズ9を介してTWA16へ入射す
る。そしてTWA16を通過する際に増幅されたレーザ
光は、コリメートレンズ3を介し光アイソレータ7を通
過する。光アイソレータ7から出射したレーザ光は、ミ
ラー18で反射され、その光軸が直角に曲げられ光分岐
器8に入射し、透過及び反射をする。光分岐器8におい
て透過したレーザ光はレンズ9を介し受光回路10へ入
射し、そのパワーが検出される。そして受光回路10は
この検出信号を光出力信号として出力し、該光出力信号
がフィードバックされる。フィードバックについては図
1において説明したものと同様であるのでその説明を省
略する。
In the above structure, the emitting end face 1b of the LD1
The laser light emitted from the laser beam enters the TWA 16 via the collimating lens 3, the optical isolator 7, and the lens 9. The laser light amplified when passing through the TWA 16 passes through the collimator lens 3 and the optical isolator 7. The laser light emitted from the optical isolator 7 is reflected by the mirror 18, its optical axis is bent at a right angle, enters the optical branching device 8, and is transmitted and reflected. The laser light transmitted through the optical branching device 8 enters the light receiving circuit 10 through the lens 9 and its power is detected. Then, the light receiving circuit 10 outputs this detection signal as an optical output signal, and the optical output signal is fed back. The feedback is the same as that described with reference to FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

【0021】また、光分岐器8において反射したレーザ
光は第3光軸上を伝搬し、回折格子19へ入射して回折
され、第3光軸を反対方向に伝搬し、再び光分岐器8へ
入射して反射及び透過を受ける。光分岐器8において反
射したレーザ光は第2光軸上を伝搬し、ミラー18で反
射され、第1光軸上をTWA16の方向へ伝搬する。し
かし、この方向へ伝搬するレーザ光はアイソレータ7に
よりカットされるので、この反射光がTWA16及びL
D1へ与える影響はない。また、光分岐器8において透
過したレーザ光は出力光として出力される。
Further, the laser beam reflected by the optical branching device 8 propagates on the third optical axis, enters the diffraction grating 19 and is diffracted, propagates in the opposite direction on the third optical axis, and again the optical branching device 8 And is reflected and transmitted. The laser light reflected by the optical splitter 8 propagates on the second optical axis, is reflected by the mirror 18, and propagates on the first optical axis in the direction of the TWA 16. However, since the laser light propagating in this direction is cut by the isolator 7, this reflected light is reflected by the TWA 16 and L.
There is no effect on D1. Further, the laser light transmitted through the optical branching device 8 is output as output light.

【0022】第1実施例及び第2実施例で説明したレー
ザ光出力制御装置において、LD1を定電流で駆動し、
出力光の制御はLD1の外部に配置されたTWA16で
行っている。従って、発振周波数を変化させた場合でも
LD1に注入される電流は一定であり、注入電流の変化
に伴う共振条件の変化は起きないので、精密な発振周波
数設定が可能で安定な出力光を得ることができるという
効果がある。また、出力光の安定化はTWA16へ注入
する電流を制御して行っており、nsecオーダーで制
御可能である。従って、従来のように部品を機械的に制
御している場合と異なり、μsecオーダーの高速な出
力光変動に対しても光出力制御が可能となる効果があ
る。また、出力光の制御は、TWA16を用いレーザ光
を増幅して行っているために、TWA16及びその他の
光学部品を挿入したことによる光損失を補償できるとい
う効果がある。
In the laser light output control device described in the first and second embodiments, LD1 is driven by a constant current,
The output light is controlled by the TWA 16 arranged outside the LD1. Therefore, even when the oscillation frequency is changed, the current injected into the LD1 is constant, and the resonance condition is not changed due to the change of the injection current. Therefore, precise oscillation frequency setting is possible and stable output light is obtained. The effect is that you can. The output light is stabilized by controlling the current injected into the TWA 16 and can be controlled in the order of nsec. Therefore, unlike the conventional case where the parts are mechanically controlled, there is an effect that the light output control can be performed even for a high-speed output light fluctuation of the order of μsec. Further, since the output light is controlled by amplifying the laser light using the TWA 16, there is an effect that the optical loss due to the insertion of the TWA 16 and other optical components can be compensated.

【0023】また、TWA16の二重へテロ構造は基本
的にLD1の二重へテロ構造と同じであり、LD1がレ
ーザ発振可能な波長範囲と同等の100nm程度の波長
範囲で光増幅が可能である。よって、従来の光ファイバ
増幅器を飽和状態で使用して出力光を安定化する装置の
ように、出力光の可変波長範囲が限定されずに、LD1
の発振波長の全波長帯において出力光の安定化が可能と
なる効果がある。また、TWA16は利得増幅動作電流
が十数mA〜数十mAであり、従来の光ファイバ増幅器
を飽和状態で使用してレーザ光を安定化する装置のよう
に、動作電流が数百mAである励起用ポンプLD光源を
必要としないので、低電力で動作可能であるという効果
がある。また、本発明の構成はLD1、TWA16、数
個の光学部品、及び数個の電気回路から構成されてお
り、従来のようにダミーLD光源、励起用ポンプLD光
源、ファイバカプラ、ファイバ増幅器等の高価な部材を
必要とせず、装置の製造コストの上昇を抑制できるとい
う効果がある。
The double hetero structure of TWA16 is basically the same as the double hetero structure of LD1, and optical amplification is possible in a wavelength range of about 100 nm, which is equivalent to the wavelength range in which LD1 can perform laser oscillation. is there. Therefore, the variable wavelength range of the output light is not limited as in the device for stabilizing the output light by using the conventional optical fiber amplifier in the saturated state, and the LD1
There is an effect that the output light can be stabilized in all wavelength bands of the oscillation wavelength. Further, the TWA 16 has a gain amplification operating current of a dozen mA to several tens mA, and an operating current of several hundred mA like a device for stabilizing laser light by using a conventional optical fiber amplifier in a saturated state. Since the pump LD light source for excitation is not required, there is an effect that it can operate with low power. Further, the structure of the present invention is composed of the LD 1, the TWA 16, several optical parts, and several electric circuits, and as in the conventional case, a dummy LD light source, a pump LD light source for pumping, a fiber coupler, a fiber amplifier, etc. There is an effect that an expensive member is not required and an increase in the manufacturing cost of the device can be suppressed.

【0024】また、第2実施例に示されたレーザ光出力
制御装置において、LD1の出射端面から出射したレー
ザ光は回折格子2で選択された波長における縦単一モー
ドであるが、TWA16を通過する際に自然放出光の雑
音が混入してしまう。そこで、TWA16を通過したレ
ーザ光が第3光軸を伝搬するようにして回折格子2へ入
射させて、自然放出光をカットしている。よって、ノイ
ズの無い縦単一モードの出力光が得られるという効果が
ある。
Further, in the laser light output control apparatus shown in the second embodiment, the laser light emitted from the emitting end face of the LD1 is a longitudinal single mode at the wavelength selected by the diffraction grating 2, but passes through the TWA16. When doing so, noise of spontaneous emission light is mixed. Therefore, the laser light that has passed through the TWA 16 is made incident on the diffraction grating 2 so as to propagate along the third optical axis, and the spontaneous emission light is cut off. Therefore, there is an effect that a vertical single mode output light without noise can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるレ
ーザ光出力制御装置によれば、簡素な構成で安定な出力
光が得られる効果がある。また請求項2記載の発明によ
れば、出力光から自然放出光を取り除くことができ、簡
素な構成でノイズの無い出力光が得られる効果がある。
As described above, according to the laser light output control device of the present invention, stable output light can be obtained with a simple structure. Further, according to the invention described in claim 2, there is an effect that the spontaneous emission light can be removed from the output light, and the output light without noise can be obtained with a simple configuration.

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

【図1】本発明の第1実施例によるレーザ光出力制御装
置の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a laser light output control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例によるレーザ光出力制御装
置の構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a laser light output control device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来技術による外部共振器型レーザのレーザ光
出力制御装置の構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a laser light output control device for an external resonator type laser according to a conventional technique.

【図4】従来技術による可変光減衰器によるレーザ光出
力制御装置の構成例を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration example of a laser light output control device using a variable optical attenuator according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 LD(レーザダイオード) 2,19 回折格子 4 角度調整駆動回路 5 位相調整駆動回路 6 LD駆動回路 8 光分岐器 10 受光回路 11 比較回路 12 基準回路 16 TWA(進行波型光増幅素子) 17 TWA駆動回路 1 LD (laser diode) 2, 19 Diffraction grating 4 Angle adjustment drive circuit 5 Phase adjustment drive circuit 6 LD drive circuit 8 Optical branching device 10 Light receiving circuit 11 Comparison circuit 12 Reference circuit 16 TWA (traveling wave type optical amplification element) 17 TWA Drive circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方の端面に無反射膜が施されたLD
(レーザダイオード)と、前記LDの無反射膜側に波長
選択性を有する反射器が配置され、該反射器と前記LD
の他方の端面とが共振器を形成しており、該反射器の波
長選択調整を行う手段と、前記共振器の共振器長を調整
する手段とを備えた外部共振器型波長可変LD光源を有
し、所望のパワーの出力光を得るレーザ光出力制御装置
において、 得ようとする出力光のパワーを表す基準信号を出力する
基準回路と、 前記外部共振器型波長可変LD光源から出射したレーザ
光を注入電流に応じた増幅率で増幅する進行波型光増幅
器と、 前記進行波型光増幅器から出射したレーザ光を二方向へ
分岐し、一方の分岐光を出力光とする光分岐器と、 前記光分岐器の他方の分岐光を受光し電気信号へ変換
し、光出力信号として出力する受光回路と、 前記光出力信号と前記基準信号とを比較し、比較結果を
出力する比較回路と、 前記比較回路の比較結果に基づいて前記注入電流を制御
する進行波型光増幅器駆動回路とを具備するレーザ光出
力制御装置。
1. An LD having an antireflection film on one end surface
(Laser diode) and a reflector having wavelength selectivity on the non-reflection film side of the LD, and the reflector and the LD
An external resonator type wavelength tunable LD light source having a resonator formed with the other end surface of the resonator, and comprising means for adjusting the wavelength of the reflector and means for adjusting the resonator length of the resonator. A laser light output control device for obtaining output light of desired power; a reference circuit for outputting a reference signal representing the power of output light to be obtained; and a laser emitted from the external resonator type wavelength tunable LD light source. A traveling-wave optical amplifier that amplifies light with an amplification factor according to the injection current, and an optical branching device that splits the laser light emitted from the traveling-wave optical amplifier in two directions, and uses one of the branched lights as output light. A light receiving circuit that receives the other branched light of the optical branching device and converts it into an electric signal, and outputs it as an optical output signal; and a comparison circuit that compares the optical output signal with the reference signal and outputs a comparison result. , Based on the comparison result of the comparison circuit Laser output control apparatus comprising a traveling wave type optical amplifier drive circuit for controlling the injection current.
【請求項2】 前記反射器は、前記一方の分岐光を入射
し、前記外部共振器型波長可変LD光源から出射される
レーザ光の波長のみからなる出力光を出射することを特
徴とする請求項1記載のレーザ光出力制御装置。
2. The reflector receives the one branched light and emits output light having only the wavelength of the laser light emitted from the external resonator type wavelength tunable LD light source. Item 2. A laser light output control device according to item 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086429A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Yokogawa Electric Corp Wavelength variable light source

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