CN1281979C - 体积型相位光栅及制造方法、光模块和半导体激光模块 - Google Patents

体积型相位光栅及制造方法、光模块和半导体激光模块 Download PDF

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Abstract

在本发明的体积型相位光栅中，在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使上述入射面和上述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅相对于上述入射面以规定的角度倾斜，入射光相对于上述入射面斜向入射，上述相位光栅相对于上述入射面的倾斜角度，被设定为斜向射入上述入射面的入射光经上述入射面折射后垂直射入上述相位光栅。

Description

体积型相位光栅及制造方法、光模块和半导体激光模块
技术领域
本发明涉及利用向入射光侧只反射并返回入射光中特定波长的光的布拉格反射的体积型相位光栅及其制造方法、使用该体积型相位光栅的光模块和半导体激光器模块。
背景技术
以往，在光纤内作为只将入射光中特定波长的光返回到入射光侧的部件，有光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，缩写为FBG)。该光纤布拉格光栅，如图12所示，在纤芯124内沿着其长度方向(光轴方向)具有周期性的折射率变化。该FBG可以采用向光纤110上边通过具有蔽光框间隔Λ(mask)的面蔽光框136照射紫外区的波长λuv的记录光130，借助于向光纤110上边复制形成由来自那里的±1次的衍射光125的相干产生的强度调制区的光感应折射率变化，在纤芯124内沿着其长度方向形成使之产生周期性折射率变化的相位光栅120的办法制作。该FBG中的呈现折射率变化周期的光栅间隔Λ(FBG)，具有如下关系。
Λ(mask)＝2×Λ(FBG)
象这样制作的FBG114的特性，由折射率的变化量、光栅间隔Λ(FBG)、以及FBG114本身的光轴方向的长度决定。折射率的变化量和FBG的长度会影响反射率和带宽，光栅间隔Λ(FBG)将影响中心波长。对于光纤110的长度方向，光栅间隔Λ(FBG)恒定的FBG114的反射中心波长λb，可以用下式表示。
λb＝2×n×Λ(FBG)
n：纤芯的实效折射率
如图11所示，如果通过在半导体激光器模块116的输出侧纤端117上构成FBG114，经过耦合用透镜117耦合，让从半导体激光器元件112出射的光的一部分(几％到10％左右)返回半导体激光器元件112那样让FBG作为外部谐振器发挥作用时，就可以使半导体激光器元件112的输出波长光谱特性窄带化，还可以实现其光谱特性的稳定化。此外，半导体激光器元件112的振荡光谱特性，大体上与作为外部谐振器的FBG114的反射中心波长λb一致。此外，还可以使相对于温度变化的输出波长光谱特性和输出特性稳定(参看特开平9-283847号公报)。
此外，还有这样的体积型相位光栅：在光纤110内，在SiO2或玻璃系材料上形成相位光栅而不是构成相位光栅状的反射体的FBG114，以使之具有周期性的折射率变化。在该体积型相位光栅中，特别是在进行使±1次的衍射光的出射角的衍射方向和反射光的角度的方向一致的使用方法的情况下，叫做体积型布拉格光栅(Volume Bragg Grating，缩写为VBG)。
图10A示出了体积型相位光栅的制造方法。即，向由已对上下面进行了光学研磨的厚度D的感应折射率介质(已向SiO2基底的氧化玻璃等内加入了银等填加物的介质)构成的相位光栅用基板103的表面122上边，在使从图中未画出的光束分裂器到相位光栅用基板103的表面122上边为止的光路长度分别正确一致的状态下，照射5分钟到30分钟的记录光130以使之曝光。该曝光时间，依赖于要使用的相位光栅用基板103的材料。此外，通过调整向相位光栅用基板103进行照射的记录光130的角度θ0，就可以任意设定光栅间隔P1。
另外，要向相位光栅用基板103上照射的记录光130，是在途中用光束分裂器等把相位一致的波长λuv的记录光(例如由氩激光器得到的紫外区的波长458到528nm的光)分离为2束，使每一光的光先由透镜使之成束，为了除去不要的折射光，在通过了设置在焦点位置上的针孔(直径：5到25微米)后，变成平行光的记录光。
现在，若设记录光130的波长为λuv，向相位光栅用基板130入射的角度为θ0，则根据斯奈尔法则，将是如下的关系
n0×sinθ0＝n1×sinθ2，
若设空气的折射率n0＝1，则相位光栅用基板103内的角度θ2，将变成为
θ2＝sin-1{sinθ0/n1}
n1：相位光栅用基板103的折射率
n0：空气的折射率(＝1)
此外，在波长λuv下的折射率n1的相位光栅用基板103内的波长λm，由于相位光栅用基板103内的光速Cm成为空气中的光速Cuv的1/n1(频率f恒定)，故变成为
Cm＝Cuv/n1
由于Cm＝f×λm，Cuv＝f×λuv，故将变成为
λm＝λuv/n1
当波长λm的2个振幅A的平面波的光在折射率n1的相位光栅用基板103内交叉时，相位光栅120的光栅间隔P1将根据其相干由各个平面波的合成振幅变成零的场所决定，相位光栅120，将变成为可以用
2A×[cos(2×π×Y×sinθ2)/λm]＝0
A：各个平面波的振幅，Y：Y轴的位置
Y(k)＝{(2×k+1)×λm}/(4×sinθ2)
(k是任意的整数)
表示的直线群。
因此各个相位光栅的光栅间隔P1可以用下式表示。
P1＝Y(k+1)-Y(k)
P1＝λm/{2×sinθ2}
即，可用上式表示的恒定周期的线将被曝光。如果将照射记录光130进行曝光后的相位光栅用基板103放置到500℃前后的高热环境下几个小时后，在相位光栅用基板103内将出现折射率周期性变化的折射率变化区。作为折射率的变化量Δn，可以得到约0.01到0.001左右的变化量。
然后，如图10B所示，通过从其上下面以宽度T垂直切断相位光栅用基板103，将得到图10C所示的那样的高度Dmm、切断宽度Tmm的多个体积型相位光栅137。然后，为了防止在入射面121上的反射，对光学研磨切断面126后得到的入射面121，施行由电介质多层膜形成的AR涂敷(Anti-Reflection Coat：防反射涂敷)。
如图10C所示，当向由上述工艺得到的体积型相位光栅137上入射具有布拉格条件的波长λa和λb的入射光118时，只有波长λb的光进行反射，波长λa的光则变成为端面反射127。
此外，虽然图中未画出，但是当在以角度α倾斜的状态下使光入射时，对于所构成的相位光栅面，反射角与衍射方向一致，变成为布拉格衍射条件。其衍射效率，依赖于切断宽度T(相位光栅20的个数)。此外，当入射与布拉格衍射条件的波长不同的波长的光，或以不同的角度入射时，衍射效率将下降，衍射光的出射角度也将变化。
然而，在使用具有上述那样的特性的相位光栅的现有的构造例的相位光栅中，却存在着如下的缺点。即，如图11所示，在半导体激光器模块116中，当在半导体激光器元件112的输出侧纤端117上构成FBG114时，来自半导体激光器元件112的出射光以外的波长的光，特别是接近于半导体激光器元件112的振荡波长的光，直接进入到半导体激光器元件112中来的情况下，由于其影响，存在振荡波长变得不稳定，输出波长光谱特性和输出特性变得不稳定的问题。
为了排除该影响，虽然只要在半导体激光器元件112的输出侧安装除去这样的光的光隔离器即可，但是，在安装了光隔离器(图中未画出)的情况下，来自作为外部谐振器起作用的FBG114的向半导体激光器元件112反射的所需要的反射光119也将被切断，故结果就变成为不能把FBG114用做外部谐振器。
此外，为了除去这样的不要的反射光119，虽然只要在FBG114的输出侧安装上内嵌型光隔离器即可，但是成本变得昂贵，为了形成多个模块的组件构成，还需要部件空间。此外，还存在着这样的问题：输出侧纤端117内的FBG114的区域，由于通常要长到10mm前后，在具有大的温度变化的情况下，由于线膨胀，光栅间隔P1本身也要变动，故反射光119的波长会变化，同时，半导体激光器元件112的振荡波长也会变化。
此外，在使用现有的体积型相位光栅137的光模块或半导体激光器模块的情况下，存在着这样的缺点：如图10C所示，当将入射光118向体积型相位光栅137垂直入射时，即便是已对入射面121施行了AR涂敷，虽然很少一点但是无论如何也会产生端面反射127，连特定的布拉格条件以外的波长λa等的不要的光都进行反射，该不要的光的反射光保持原状地返回到半导体激光器元件112内，在半导体激光器元件112内引起不需要的振荡，使得输出波长光谱特性变得不稳定。
发明内容
本发明就是鉴于这样的事情而发明的，目的在于提供可以解决上述问题的体积型相位光栅及其制造方法、使用该体积型相位光栅的光模块和半导体激光器模块。
为了实现该目的，提供一种体积型相位光栅，其特征在于包括具有彼此相向的入射面和出射面的基板；和在所述基板的内部，使所述入射面和所述出射面之间产生周期性折射率变化的多个相位光栅，其中，所述多个相位光栅相对于所述入射面的角度，被设定成使斜向射入所述入射面的入射光在所述入射面经折射后垂直射入所述相位光栅。
依据该构成，若让入射光向体积型相位光栅的入射面以规定的入射角度斜向入射，则可以使在入射面折射后的入射光向相位光栅垂直入射。为此，不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧。因此，若用该体积型相位光栅构成半导体激光器模块，则可以使半导体激光器元件的振荡波长稳定化。
此外，本发明的光模块，其包括：具有彼此相向的入射面和出射面的基板和在所述基板的内部使所述入射面和所述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅的体积型相位光栅，和与该体积型相位光栅进行光学性耦合的光学部件，其中，在所述体积型相位光栅中，所述相位光栅相对于所述入射面的角度被设定成使斜向射入所述入射面的入射光在所述入射面经折射后垂直射入所述相位光栅。
依据该构成，若让入射光向体积型相位光栅的入射面以规定的入射角度斜向入射，则可以使在入射面折射后的入射光向相位光栅垂直入射。为此，可以容易地得到不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧的光模块。因此，当用该光模块构成半导体激光器模块时，就可以使半导体激光器元件的振荡波长稳定化。
此外，本发明的半导体激光器模块，包括：采用在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使上述入射面和上述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅相对于上述入射面以规定的角度倾斜的体积型相位光栅所构成的光模块；和在该光模块中配置在体积型相位光栅的入射面侧的半导体激光器元件。
依据该构成，由于不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧，故可以使半导体激光器元件的振荡波长稳定化，可以实现性能好的半导体激光器模块。
此外，本发明的用于制造在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使上述入射面和上述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅所形成的体积型相位光栅的制造方法，包括：准备用于构成多个体积型相位光栅的母基板的步骤；通过向上述所准备的母基板的表面从入射角度彼此不同的2个方向照射相位一致的紫外光，在上述母基板的内部形成相对于上述母基板的表面的法线呈倾斜状态的多个相位光栅的步骤。
依据该方法，由于从入射角度不同的2个方向向母基板的表面上照射紫外光，故可以在母基板的内部形成对基板的表面的法线倾斜的多个相位光栅，可以容易且确实地制造在入射面和出射面之间呈现周期性的折射率变化的体积型相位光栅。
附图说明
图1A是表示本发明的实施方式1的体积型相位光栅的剖面图。
图1B是表示图1A所示的体积型相位光栅的A部分的放大详细图。
图2是表示本发明的另一实施方式的体积型相位光栅的剖面图。
图3A是表示在图2所示的体积型相位光栅上耦合了光隔离器的光模块的剖面图。
图3B是表示在图3A所示的光模块的两端上配置了耦合透镜的光模块的剖面图。
图4是表示在本发明的体积型相位光栅的两端上配置了耦合透镜的光模块的剖面图。
图5A是表示将本发明的体积型相位光栅安装在内部的内嵌型光模块的实施方式。
图5B是表示将本发明的体积型相位光栅安装在内部的内嵌型光模块的另一实施方式。
图5C是表示与环行器一起把本发明的体积型相位光栅安装在内部的内嵌型光模块的实施方式。
图6A是表示装配了由本发明的体积型相位光栅和光隔离器构成的光模块后的半导体激光器模块的主要部分剖面图。
图6B是表示装配了由本发明的体积型相位光栅和耦合透镜构成的光模块后的半导体激光器模块的主要部分剖面图。
图7A是表示用来说明本发明的体积型相位光栅的用光学相干法进行的制造方法的构成图。
图7B是表示用来切断体积型相位光栅用基板得到图1、图2所示的体积型相位光栅的切断条件的构成图。
图7C是表示本发明的图1、图2所示的实施例的体积型相位光栅的构成图。
图8是表示使用本发明的体积型相位光栅的半导体激光器模块的输出光的光谱特性。
图9是表示使用本发明的体积型相位光栅的半导体激光器模块和使用现有的FBG的半导体激光器模块的由外部温度产生的波长漂移量的曲线图。
图10A是表示现有的光模块用元件的用光学相干法进行的制造方法的构成图。
图10B是表示用来切断体积型相位光栅用基板得到现有的体积型相位光栅的切断条件的构成图。
图10C是表示现有的光模块用元件的构成图。
图11是表示现有的带FBG的半导体激光器模块的剖面图。
图12是表示现有的FBG的制造方法的例子。
具体实施方式
图1A是表示本发明的实施方式的体积型相位光栅1的剖面，图1B是表示其X部分的放大概略图。
体积型相位光栅1构成为，在具有以相互平行的状态相向的入射面21和出射面28、和与这些入射面21和出射面28垂直相交并且以相互平行的状态相向的上面(表面)22和下面(背面)23的基板24的内部，具有在入射面21和出射面28间的方向上呈现周期性的折射率变化的多个相位光栅20，使各个相位光栅20相对于入射面21倾斜一个角度β，按照让布拉格条件的入射光18的波长λb的光反射那样设定光栅间隔P2。使象这样构成的体积型相位光栅1倾斜，使含有波长λa和λb的入射光18对于入射面21以角度α(相对于入射面21的法线的角度α)进行入射。
在这里，要把相位光栅20对入射面21的倾斜角度β设定为使得在入射光18以角度α入射到入射面21时，向入射面21入射的入射光18在基板25的入射面上进行折射后垂直入射到光栅间隔P2的相位光栅20。此外，要把该光栅间隔P2设定为使得只有波长λb的光才满足布拉格条件。为此，由于对于波长λb的光具有高的反射率，故结果就变成为只有波长λb的光被反射，返回到原来的光路。其余的波长λa的光则照原样前进，以角度β向相反侧的出射面28入射，从出射面28以角度α出射出射光29。在这里，入射面21和出射面28由于彼此平行，虽然体积型相位光栅1的入射光18和出射光29彼此平行，但是，会产生可用下式表示的光轴偏移Δ1。
Δ1＝T1×tanγ/cosα
T1：体积型相位光栅1的宽度
在这里，γ是角度α和角度β的差，可用下式表示。
γ＝α-β
β＝sin-1{(sinα)/n1}
如上所述，在用上述条件设定角度α、β的情况下，对于入射面21斜向(角度α)入射进来的入射光18将对相位光栅20垂直入射，只有波长λb的光才能够进行布拉格反射，返回原来的光路。此外，入射光18，由于以规定的角度α对入射面21进行入射而不是垂直入射，故结果就变成为在入射面21处的反射光向与入射光18的入射方向不同的方向反射，布拉格反射产生的反射光19不会受体积型相位光栅1在入射面21处进行的端面反射27的影响，因而可以只有波长λb的的光返回原来的光路。
另外，在体积型相位光栅1的折射率n1处于1.5到2.0的范围内的情况下，角度β具有α＞β＞γ的关系。
图2取代图1A及图1B中所示的体积型相位光栅1，示出了被切割成从基板24的侧面看的形状变成为平行四边形的体积型相位光栅2。即，基板24被形成为使得入射面21和出射面28，以及上面(表面)22和下面(背面)23在彼此平行的状态下分别相向，使得入射面21和出射面28对于上面(表面)22和下面(背面)23变成为斜向。在该体积型相位光栅2中相位光栅20对呈现周期性的折射率变化的体积型相位光栅的上面22的角度为γ。在该情况下的入射光18和出射光29之间的光轴偏移Δ2，可以用下式表示。
Δ2＝T2×tanγ
T2：体积型相位光栅2的宽度。
在该情况下，体积型相位光栅2，可以照原样地装载到装配用的基板上边而无须使之倾斜。
图7A示出了图1A、图1B和图2的本发明的体积型相位光栅1、2的制造方法。
首先，准备相位光栅用基板3(已向SiO2基底的玻璃板内加入了银、Na、K等的基板)，对该相位光栅用基板3的上面22进行研磨加工成光会透过的平面，把它固定到基板保持器(图中未画出)上。另外，该相位光栅用基板3要形成为使得其上面22和下面23彼此平行。
然后，向相位光栅用基板3的上面22，从相对于上面22的垂直轴的图中左方向的A方向以角度θ0进行入射，同时从图中右方向的B方向以角度θ1进行入射的波长λuv的记录光30，某一恒定时间(数十秒到数十分)照射相等强度的平面波的紫外光，使之在相位光栅用基板3内产生光学相干，进行曝光记录。
在这里，由来自A、B两方向的记录光30的角度θ0、θ1形成的在介质内的各自折射的角度θ2、θ3，假设空气的折射率为n0(n0＝1)，基板的折射率为n1，则根据斯奈尔的法则可用下式表示。
θ2＝sin-1{(sinθ0)/n1}
θ3＝sin-1{(sinθ1)/n1}
此外，相位光栅用基板3内的记录光的波长λm，可用下式表示。
λm＝λuv/n1
这时，图2中的角度β，则变成为
β＝|(θ3-θ2)|/2      (θ3＞θ2)
其次，把曝光记录后的相位光栅用基板3放入到电炉内，以500℃前后的温度加热。这样，沿着长度方向(光轴方向)形成多个相位光栅20。即，由于未进行紫外光照射的部分的折射率与进行紫外光的照射后形成的相位光栅20部分的折射率比起来小，故可以沿着长度方向交互地形成折射率小的区域和大的区域，产生周期性的正弦波状的折射率变化。另外，人们还知道当相位光栅用基板3是SiO2基板的情况下，采用在紫外光的照射前进行由氢等进行的加压处理的办法，增大折射率变化量。为此，只要根据需要施行这样的处理即可。
在象上述那样加工后的相位光栅用基板3中，呈现周期性的折射率变化的相位光栅20的光栅间隔P2，可用下式表示。
P2＝λm/[2×sin{(θ2+θ3)/2}]
其次，如图7B所示，以切断宽度T1在垂直方向上切断已形成了多个相位光栅20的相位光栅用基板3。这样，如图7C的左方所示，得到把一方的切断面26当作光的入射面21，把另一方的切断面26当作出射面28的图1所示的体积型相位光栅1。此外，如图7B同时所示，若在角度α的方向上以切断宽度T2切断相位光栅用基板3，则可以得到如图7B的右方所示，把一方的切断面26当作入射面21，把另一方的切断面26当作出射面28的图2所示的体积型相位光栅2。
另外，由切断宽度T1、T2，决定相位光栅20的层数，并根据该层数设定折射效率。即，由于切断宽度T1、T2越薄，相位光栅20的层数将少，故折射效率越小，反射率下降。在作为半导体激光器用外部谐振器使用时，折射效率约为10％左右即可，切断宽度T1、T2可以小，但是，在作为WDM传送用的插分(add-drop)用滤波器使用时，由于必须让衍射效率接近100％，故切断宽度T1、T2要比作为半导体激光器用外部谐振器使用时更大。通常，在半导体激光器用外部谐振器中使用时的切断宽度T1、T2约为1mm左右，在插分模块中使用时的切断宽度T1、T2则为约4到5mm左右。
其次，对上述那样得到的体积型相位光栅1、2的切断面26进行光学研磨。然后，在空间上独立使用时，为了防止在端面上进行的反射，在进行了光学研磨之后施行由电介质多层膜等形成的AR涂敷层。经由上述的工艺制作的本发明的体积型相位光栅1、2，可以在各种光模块上使用。
图3A、3B表示把图2所示的本发明的体积型相位光栅2装配到光隔离器15的单侧上构成的光隔离器模块40。该光隔离器模块40，是把光隔离器15配置在体积型相位光栅2的出射面28侧上的模块，体积型相位光栅2的入射面21侧被设置成朝向图中未画出的半导体激光器元件的出射侧，使半导体激光器元件的出射波长附近的波长范围的出射光透过，遮断来自外部的反射光。这样，可以防止半导体激光器元件的振荡状态成不稳定状态。另外，光隔离器15，一般由用偏振片5夹持由石榴石材料构成的法拉第转子4的构成所构成，设置有向法拉第转子4施加饱和磁场的磁铁6。
在这里，图3A表示把体积型相位光栅2与光隔离器15一起安装固定到基板8上边的光隔离器模块40，图3A的左图是侧视图，图3A的右图是正视图。该模块虽然是采用透光性的粘接剂或玻璃焊料将各个构成要素一体化的办法构成，但是也可以构成为分离固定各个构成元件。此外，磁铁6配置在光隔离器15的左右两侧(与图3A的光轴垂直相交的方向的胸前侧和纵深侧)，当在要使用的法拉第转子4中使用磁性石榴石材料时虽然不需要，但是就算是加上也没有问题。
此外，图3B表示将耦合透镜7耦合固定到图3A所示的光隔离器模块40的基板8上边的两侧的构造例，例如，适用于图6A所示的半导体激光器模块16中。即，在构成半导体激光器模块16的容器内，把具备耦合透镜7的光隔离器模块40设置为使得体积型相位光栅2侧朝向半导体激光器元件12，并固定到珀尔帖元件50上的基板8上。此外，把体积型相位光栅2的布拉格反射波长设定到半导体激光器元件12的振荡波长光谱宽度内。通过这样的构成，就可以用耦合用透镜7把来自半导体激光器元件12的出射光变换成平行光，首先向体积型相位光栅2入射。这样，反射来自半导体激光器元件12的入射光的一部分(输出的10％左右)。
如该构造例所示，光隔离器模块40与半导体激光器元件12同样，由于可以采用设置在珀尔帖元件23上边的办法进行温度控制，故即便是在温度变化大的环境的情况下，体积型相位光栅2的折射率变化的周期也不会因温度变化所产生的线膨胀而受到影响，半导体激光器元件12也可以进行稳定的振荡。
另外，在图3B的构成例中，耦合透镜7既可以只设置在体积型相位光栅2的入射面21侧，也可以只设置在光隔离器15的出射面侧。
一般地说，作为体积型相位光栅2的反射率被设定为5到10％左右，这样的体积型相位光栅2，用做半导体激光器元件12的外部谐振器。通过这样，激光振荡就被与体积型相位光栅2的布拉格反射光的波长特性相等的波长牵引，使得在该范围内可以进行稳定的光谱特性的振荡。
此外，半导体激光器模块16，如图6B所示，与半导体激光器元件12同样，也可以构成为在珀尔帖元件50上设置把耦合透镜7耦合固定到体积型相位光栅2的两侧的构造的光模块(详细情况将参看图4，将在后边说明)。由于即便是在该情况下，也可以进行温度控制，故即便是在温度变化大的环境的情况下，体积型相位光栅2的折射率变化的周期也不会因温度变化所产生的线膨胀而受到影响，半导体激光器元件12也可以进行稳定的振荡。
但是，在图6B所示构造中，当通过输出侧纤端17使来自外部的不要的反射光19，特别是半导体激光器元件12的振荡波长附近的波长范围的反射光19返回半导体激光器12时，由于其影响，振荡将变得不稳定，输出波长光谱特性将变得不稳定，在使用上不能令人满意。为此，只要将图3A等中所示的光隔离器15在与体积型相位光栅2隔离开来的状态下安装到输出侧纤端17上即可。这样，就可以除去来自光纤10的反射光19。
另外，在图6A所示的半导体激光器模块16中，由于光隔离器15把来自外部的不要的反射光遮断，故半导体激光器元件12的振荡，完全不会因来自外部的不要的反射光19而受影响。
相对于此，在图11的现有的带FBG的半导体激光器模块116中，FBG114在装配到套圈131上的输出侧纤端117上构成，故成为易于受周围的温度变化所带来的影响的构成。此外，来自光纤110的反射光119，通过在FBG114内构成的多个相位光栅120向半导体激光器元件112入射，特别是当半导体激光器元件112的振荡波长附近的波长范围的反射光119返回后，振荡将变成为不稳定，该波长输出光谱特性紊乱而不稳定。
特别是在DWM传送用光放大器用的激励光源用时，要求高输出化、波长多重化，偏波多重化，由于振荡波长的稳定化、光谱宽度的窄带化就变成为必不可少，故使用上述本发明的体积型相位光栅1、2的半导体激光器模块是有效的。
图4表示把本发明的体积型相位光栅2配置在筒状容器42内，在容器42中用耦合用透镜7把光模块用元件2的两端光学性耦合起来的构成的光模块。该光模块，如上所述，是配置在半导体激光器元件12的出射侧使用，通过衍射反射入射光18的一部分，可以作为外部谐振器作用。这样，就可以使半导体激光器元件12的振荡波长稳定化。另外，耦合透镜7既可以只在体积型相位光栅2的出射面28侧配置，也可以只在入射面21侧配置。
图5A表示将体积型相位光栅2与配置在其单侧上而进行光学性耦合的耦合用透镜7一起装配到筒状容器44内部的光模块的光纤准直仪33的构成例。图5B表示将体积型相位光栅2与配置在其两侧上而进行光学性耦合的耦合用透镜7一起装配到筒状容器44内部的光模块的光纤准直仪33的内嵌型光模块34的构成例。
这些光模块在入射多个波长的光时，可以作为将与体积型相位光栅2的折射率变化对应的某一特定波长的光反射的带通滤波器使用。与FBG型的带通滤波器比较，由于元件长度短到2到3mm，由温度变化产生的线膨胀小，且光栅间隔几乎没有变动，故与FBG方式比较起来对于温度变化具有稳定的特性，且可以实现小型装配构造。
图5C表示在图5B所示构成例中进一步配置了光环行器元件11所构成的光环行器35的构成例。在该环行器35中，没有必要象现有技术那样为构成插分电路而要另外安装FBG14。此外，还可以构成为温度特性也稳定的元件。本发明的体积型相位光栅2，并不限定于此，可以用于所有方式的光模块中。
[实施例]
其次，对按照图7A、7B和7C中说明的工艺制作图1A所示的本发明的体积型相位光栅1时的更具体的实施例进行说明。
首先，准备已对上下面进行了研磨的由直径2英寸、厚度2mm的SiO2基底的光感应折射率材料构成的、图7A所示的相位光栅用基板3(折射率n1＝1.525)。作为相干的光源，使用水冷式的波长488nm、功率3W的氩激光器。把氩激光器和相干曝光用光学系统设置到防震台上边，在途中由光束分裂器按照等强度将激光器输出光分离，让光束经过透镜，利用设置在其聚束位置上的直径10微米的针孔排除不要的衍射光。然后，由准直仪用透镜系统变成为外径35mm(峰值强度的1/e2)的平行光，通过2光束干涉法(全息法)，采用在暗室内向相位光栅用基板上边照射10分钟左右的由该平行光构成的记录光，进行曝光记录(以上情况图中未画出)。
各个记录光的角度，设为θ0＝47度，θ1＝54度，由于
β＝|(θ2-θ3)|/2
θ2＝sin-1{(sinθ0)/n1}
θ3＝sin-1{(sinθ1)/n1}故相位光栅用基板3内的角度，就变成为θ2＝28.7度，θ3＝32度，
在该情况下，对在图1A等中所示的入射面21的相位光栅20的角度β变成为β＝1.65度，入射光的入射角度α，根据α＝sin-1(n1×sinβ)，设定为α＝2.5度。
然后，把已进行了曝光记录的相位光栅用基板3从保持器中取出来，在电炉内在450℃到600℃左右的范围内加热3到4个小时，使已曝光的部分的折射率下降，使相位光栅用基板3内产生周期性的折射率变化。然后，使得宽度T变成为1mm那样垂直切断相位光栅用基板3，对其切断面26进行光学研磨，采用向该面上蒸镀AR涂敷层用的电介质多层膜的办法，制作体积型相位光栅1。
象这样得到的体积型相位光栅1，其输出波长光谱特性处于1475nm±1nm的范围内，反射率为10％左右。然后，以角度α＝2.5度使该体积型相位光栅1倾斜，用耦合用透镜把两端挟持起来，固定到基板上边，作为光模块。
如图6B所示，把该光模块固定装配到具有在25℃2下振荡波长为1475nm的半导体激光器元件12的半导体激光器模块16的珀尔帖元件50的基板上。
另外，在这里，使用了安装上体积型相位光栅1的输出侧纤端的衍射效率约为10％的光纤，使用了具有对在外部温度为25℃下的输出功率的峰值的半值宽度约1.5nm的图8所示的输出波长光谱特性的半导体激光器元件。
在温度变化条件为-20℃到60℃之间，给半导体激光器元件加上APC(自动功率控制的缩写)和由珀尔帖元件50进行的温度控制的状态下，对象这样地构成的半导体激光器模块的功率以及输出光谱特性进行了监控。图9示出了其输出功率的峰值波长的波长漂移量，在已附加上本发明的体积型相位光栅1的情况下(实线)，几乎不产生波长漂移，得到了其特性几乎不变化的稳定的振荡状态。
相对于此，在使用现有的FBG的情况下(虚线)，由于起因于其构造而不能进行由APC或珀尔帖元件进行的温度控制，故FBG因外部温度的影响而进行线膨胀，反射波长就向长波长区漂移，因此，半导体激光器元件的振荡波长也被其牵引而向长波长区漂移。
如上所述，已经实际证明：本发明的体积型相位光栅1即便是在具有大的温度变化的地方，也可作为外部谐振器充分稳定地发挥作用，可以实现具有稳定特性的半导体激光器模块。另外，已经确认：即便是使用图2等所示的体积型相位光栅2，也可以实现与体积型相位光栅1具有同样稳定特性的半导体激光器模块。
如上所述，本发明的体积型相位光栅，是让在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使上述入射面和上述出射面之间产生周期性折射率变化的多个相位光栅、相对于上述入射面以规定的角度倾斜。
这样，若入射光相对于体积型相位光栅的入射面以规定的入射角度斜向入射，则在基板的入射面折射后的入射光可以向相位光栅垂直入射。为此，不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧。
此外，在本发明的体积型相位光栅中，上述基板的入射面和出射面相互平行。
依据该构成，则可以使来自体积型相位光栅的出射面的出射光的方向与向入射面入射的入射光的方向一致，在构成光模块的情况下用起来很方便。
此外，在本发明的体积型相位光栅中，上述基板也可以具有把上述入射面和上述出射面连结起来的彼此平行的上面和下面。
依据该构成，通过把体积型相位光栅的下面载置到装配基板等上，就可以容易构成光模块。
此外，在本发明的体积型相位光栅中，上述基板的入射面和出射面相对于上述上面和下面呈倾斜状态。
依据该构成，采用把其下面保持原状不变地载置到装配基板等上而无须使体积型相位光栅倾斜，故可以使入射光相对于入射面以规定的角度倾斜的状态下入射，可以容易构成光模。
此外，在本发明的体积型相位光栅中，上述相位光栅相对于上述入射面的角度，可以设定为斜向射入上述入射面的入射光在上述入射面经折射后垂直射入上述相位光栅。
依据该构成，结果就变成为当使入射光对于体积型相位光栅的入射面以规定的入射角度斜向地入射时，在入射面处折射后的入射光向相位光栅垂直入射。为此，不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧。
此外，在本发明的体积型相位光栅中，当设定上述相位光栅相对于上述入射面的角度为β，斜向射入上述入射面的入射光的入射角度为α，上述基板的折射率为n1时，上述相位光栅相对于上述入射面的角度β，可以用下式表示。
β＝sin-1{(sinα)/n1}        (α＞β)
依据该构成，结果就变成为当使入射光对于体积型相位光栅的入射面以角度α入射时，在入射面折射后的入射光相对于与入射面的倾斜角度为β的相位光栅垂直入射。不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧。
此外，本发明是包括在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使上述入射面和上述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅相对于上述入射面以规定的角度倾斜所形成的体积型相位光栅、和与该体积型相位光栅进行光学性耦合的光学部件的光模块，在上述体积型相位光栅中，上述相位光栅相对于上述入射面的角度可设定为斜向射入上述入射面的入射光经上述入射面折射后垂直入射上述相位光栅。
依据该构成，则当使入射光对于体积型相位光栅以规定的入射角度斜向入射时，结果就变成为在入射面处折射后的入射光向相位光栅垂直入射。为此，可以容易地得到不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧的光模块。
此外，在本发明的体积型相位光栅中，当设定上述相位光栅相对于上述入射面的角度为β，斜向射入上述入射面的入射光的入射角度为α，上述基板的折射率为n1时，上述相位光栅相对于上述入射面的角度β，可以用下式表示。
β＝sin-1{(sinα)/n1}      (α＞β)
依据该构成，结果就变成为当使入射光对于体积型相位光栅的入射面以角度α入射时，在入射面处折射后的入射光对于对入射面的倾斜角度为β的相位光栅垂直地入射。为此，就可以容易地得到不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧的光模块。
此外，在本发明的光模块中，也可以把光隔离器配设这上述体积型相位光栅的出射面侧。
依据该构成，由于在可以使规定的波长的光向体积型相位光栅和光隔离器透过的同时，还可以用光隔离器遮断来自外部的不要的反射光，可以作成为使得来自其外部的不要的反射光不返回向体积型相位光栅的入射面入射的入射光侧，故可以实现作为性能好的外部谐振器作用的光模块。
此外，本发明的光模块，除去配置在上述体积型相位光栅的出射面侧的光隔离器之外，还可以把耦合透镜配设在上述体积型相位光栅的入射面侧。
依据该构成，由于除去在可以使规定的波长的光向体积型相位光栅和光隔离器透过的同时，还可以用光隔离器遮断来自外部的不要的反射光，可以作成为使得来自其外部的不要的反射光不返回向体积型相位光栅的入射面入射的入射光侧之外，还可以对具有扩展的入射光进行聚光后再向体积型相位光栅的入射面入射，故可以实现作为性能好的外部谐振器作用的光模块。
此外，在本发明的光模块中，除去已配设在上述体积型相位光栅的入射面侧的耦合透镜之外，还可以把耦合透镜也配设在上述光隔离器的出射面侧。
依据该构成，由于除去在可以使规定的波长的光向体积型相位光栅和光隔离器透过的同时，还可以用光隔离器遮断来自外部的不要的反射光，可以作成为使得来自其外部的不要的反射光不返回向体积型相位光栅的入射面入射的入射光侧之外，还可以对具有扩展的入射光进行聚光后再向体积型相位光栅的入射面入射，故可以实现作为性能好的外部谐振器作用的光模块。
此外，在本发明的光模块中，也可以在上述体积型相位光栅的出射面侧配设耦合透镜。
依据该构成，则可以把透过了体积型相位光栅后的出射光进行聚光后再向外部出射。
此外，在本发明的光模块中，除去已配设在上述体积型相位光栅的出射面侧的耦合透镜之外，还可以把耦合透镜也配设在上述体积型相位光栅的入射面侧。
依据该构成，则除去可以把透过了体积型相位光栅后的出射光进行聚光后再向外部出射之外，还可以把具有扩展的入射光聚光后再向体积型相位光栅的入射面入射。
此外，在本发明的光模块中，也可以在上述体积型相位光栅的入射面侧配设光环行器。
依据该构成，由于通过采用光环行器遮断从体积型相位光栅侧反射过来的不要的反射光，可以不让不要的反射光向入射光的入射方向侧返回，故可以构成作为性能好的外部谐振器作用的光模块。
此外，在本发明的光模块中，也可以在上述光环行器的入射面侧和上述体积型相位光栅的出射面侧分别配设耦合透镜。
依据该构成，则除去可以使入射光聚光后再向光环行器入射之外，还可以使通过了光环行器和体积型相位光栅后的透过光聚光后再向外部出射，故可以构成作为性能好的外部谐振器作用的光模块。
此外，本发明的半导体激光器模块包括：采用在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使上述入射面和上述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅相对于上述入射面以规定的角度倾斜所形成的体积型相位光栅所构成的光模块；和配置在该光模块中的体积型相位光栅的入射面侧的半导体激光器元件。
依据该构成，由于不仅可以只让所需要的波长的光由相位光栅反射后返回到入射光的入射方向侧，而且可以让在入射面的端面的反射光不返回到入射光的入射方向侧，故可以使半导体激光器元件的振荡波长稳定化，可以实现性能好的半导体激光器模块。
此外，本发明是用于制造在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使上述入射面和上述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅的体积型相位光栅的制造方法，包括：准备用于构成多个体积型相位光栅的母基板的步骤；通过向上述所准备的母基板的表面上从入射角度彼此不同的2个方向照射相位一致的紫外光，在上述母基板的内部形成对母基板的表面的法线呈倾斜状态的多个相位光栅的步骤。
依据该方法，由于要从入射角度不同的2个方向向母基板的表面上照射紫外光，故可以在母基板的内部形成对基板的表面的法线倾斜的多个相位光栅，可以容易且确实地制造在入射面和出射面之间呈现周期性的折射率变化的体积型相位光栅。
此外，在本发明的体积型相位光栅的制造方法中，当设定上述紫外光的2个方向的入射角度为θ0、θ1，以入射角度θ0入射的紫外光在所述母基板的内部的入射角度为θ2，以入射角度θ1入射的紫外光在上述母基板的内部的入射角度为θ3，上述相位光栅相对于上述母基板的表面的法线的倾斜角度为β，上述母基板的折射率为n1时，上述相位光栅相对于上述母基板的表面的法线的倾斜角度β，以入射角度θ0入射的紫外光在所述母基板的内部的入射角度为θ2，以及以入射角度θ1入射的紫外光在上述母基板的内部的入射角度θ3，可以用下式表示。
β＝|(θ2-θ3)|/2
θ2＝sin-1{(sinθ0)/n1}
θ3＝sin-1{(sinθ1)/n1}
依据该方法，由于从入射角度θ0、θ1的2个方向对母基板的表面上照射紫外光，故可以在母基板的内部形成对基板的表面的法线倾斜角度β的多个相位光栅，可以容易且确实地制造在入射面和出射面之间呈现周期性的折射率变化的体积型相位光栅。
此外，在本发明的体积型相位光栅的制造方法中，还包括通过对已经过上述紫外光的照射的母基板进行加热，在母基板的内部形成相位光栅的步骤。
依据该方法，由于要对已进行了上述紫外光的照射的母基板进行加热，故可以在母基板的内部确实地形成相位光栅。
此外，在本发明的体积型相位光栅的制造方法中，还可以包括：对于上述表面的法线以规定的角度切断形成有上述相位光栅的母基板以获得多个子基板的步骤；研磨上述子基板的切断面的步骤；为了把上述子基板的研磨后的切断面用作入射光的入射面而形成反射防止膜的步骤。
依据该方法，通过对采用切断母基板的方法得到的子基板的切断面进行研磨后形成反射防止膜，故可以有效地减少在入射面上的入射光的端面反射。

Claims (19)

1.一种体积型相位光栅，其特征在于包括：
具有彼此相向的入射面(21)和出射面(28)的基板(24)；和
在所述基板(24)的内部，使所述入射面和所述出射面之间产生周期性折射率变化的多个相位光栅(20)，其中，
所述多个相位光栅(20)相对于所述入射面(21)的角度，被设定成使斜向射入所述入射面(21)的入射光(18)在所述入射面(21)经折射后垂直射入所述相位光栅(20)。
2.根据权利要求1所述的体积型相位光栅，其特征在于：所述基板的所述入射面和所述出射面相互平行。
3.根据权利要求2所述的体积型相位光栅，其特征在于：所述基板，具有把所述入射面和所述出射面连结起来的彼此平行的上面和下面。
4.根据权利要求3所述的体积型相位光栅，其特征在于：所述基板中，所述入射面和所述出射面相对于所述上面和所述下面呈倾斜状态。
5.根据权利要求1所述的体积型相位光栅，其特征在于：当设定所述相位光栅相对于所述入射面的角度为β，斜向射入所述入射面的入射光的入射角为α，所述基板的折射率为n1时，所述相位光栅相对于所述入射面的角度β，可以用式
β＝sin-1{(sinα)/n1}    (α＞β)表示。
6.一种光模块，其特征在于包括：具有彼此相向的入射面和出射面的基板和在所述基板的内部使所述入射面和所述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅的体积型相位光栅，和与该体积型相位光栅进行光学性耦合的光学部件，其中，
在所述体积型相位光栅中，所述相位光栅相对于所述入射面的角度被设定成使斜向射入所述入射面的入射光在所述入射面经折射后垂直射入所述相位光栅。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于：当设定所述体积型相位光栅的所述相位光栅相对于所述入射面的角度为β，斜向射入所述入射面的入射光的入射角为α，所述基板的折射率为n1时，所述相位光栅相对于所述入射面的角度β，可以用式
β＝sin-1{(sinα)/n1}    (α＞β)表示。
8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于：在所述体积型相位光栅的出射面侧配设有光隔离器。
9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于：在所述体积型相位光栅的入射面侧配设有耦合透镜。
10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于：在所述光隔离器的出射面侧配设有耦合透镜。
11.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于：在所述体积型相位光栅的出射面侧配设有耦合透镜。
12.根据权利要求11所述的光模块，其特征在于：在所述体积型相位光栅的入射面侧配设有耦合透镜。
13.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于：在所述体积型相位光栅的入射面侧配设有光环行器。
14.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于：在所述光环行器的入射面侧和所述体积型相位光栅的出射面侧分别配设有耦合透镜。
15.一种半导体激光器模块，其特征在于包括：采用具有彼此相向的入射面和出射面的基板和在所述基板的内部使所述入射面和所述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅的体积型相位光栅所构成的光模块；和在该光模块中配置在所述体积型相位光栅的入射面侧的半导体激光器元件，其中，
在所述体积型相位光栅中，所述相位光栅相对于所述入射面的角度被设定成使斜向射入所述入射面的入射光在所述入射面经折射后垂直射入所述相位光栅。
16.一种体积型相位光栅的制造方法，用于制造在具有彼此相向的入射面和出射面的基板内部使所述入射面和所述出射面之间产生周期性的折射率变化的多个相位光栅，其特征在于包括以下的步骤：
准备用于构成多个体积型相位光栅的母基板的步骤；
通过向上述所准备的母基板的表面从入射角度彼此不同的2个方向照射相位一致的紫外光在所述母基板的内部形成相对于所述母基板的表面的法线呈倾斜状态的多个相位光栅的步骤；
相对于所述表面的法线以规定的角度切断形成有所述相位光栅的母基板以获得多个子基板，并将切断面用作入射光的入射面的步骤；
调整所述多个相位光栅相对于所述入射面的角度，使斜向射入所述入射面的入射光在所述入射面经折射后垂直射入所述相位光栅的步骤。
17.根据权利要求16所述的体积型相位光栅的制造方法，其特征在于：当设定所述紫外光的2个方向的入射角度为θ0、θ1，以入射角度θ0入射的紫外光在所述母基板的内部的入射角度为θ2，以入射角度θ1入射的紫外光在所述母基板的内部的入射角度为θ3，所述相位光栅相对于所述母基板的表面的法线的倾斜角度为β，所述母基板的折射率为n1时，所述相位光栅相对于所述母基板的表面的法线的倾斜角度β；以入射角度θ0入射的紫外光在所述母基板的内部的入射角度为θ2；以及以入射角度θ1入射的紫外光在所述母基板的内部的入射角度θ3；可以用式
β＝|(θ2-θ3)|/2
θ2＝sin-1{(sinθ0)/n1}
θ3＝sin-1{(sinθ1)/n1}表示。
18.根据权利要求17所述的体积型相位光栅的制造方法，其特征在于：还包括通过对已经过所述紫外光照射的母基板进行加热，在母基板的内部形成相位光栅的步骤。
19.根据权利要求18所述的体积型相位光栅的制造方法，其特征在于：还包括研磨所述子基板的切断面，把所述子基板的研磨后的切断面用作入射光的入射面而形成反射防止膜的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7321466B2 (en) * 2005-02-11 2008-01-22 Wasatch Photonics, Inc. High dispersion diffraction grating including multiple holographic optical elements
US7672346B1 (en) * 2005-10-26 2010-03-02 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Narrow spectral width lasers optimized and temperature stabilized with volume Bragg grating mirrors
US20130048600A1 (en) * 2011-08-22 2013-02-28 Cybernetic Industrial Corporation Of Georgia Volumetric optically variable devices and methods for making same
CN103078250B (zh) * 2013-01-18 2014-12-31 中国科学院半导体研究所 基于非对称相移光栅的窄线宽dfb半导体激光器
CN105790067A (zh) * 2016-05-27 2016-07-20 昆山华辰光电科技有限公司 波长锁定半导体激光器
CN108318963B (zh) * 2018-02-11 2022-02-22 西安交通大学 一种平行多角度倾斜光纤布拉格光栅及其制备方法
CN108459367B (zh) * 2018-02-27 2021-12-17 封建胜 高对比度啁啾体光栅及其提高啁啾脉冲对比度的控制方法
WO2020046629A2 (en) * 2018-08-21 2020-03-05 Battelle Memorial Institute Stabilized diode laser
CN109445024B (zh) * 2018-12-22 2021-10-26 复旦大学 一种平顶带型的光学带通滤波器
CN112327398B (zh) * 2020-11-20 2022-03-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器的制备方法
GB2606400A (en) * 2021-05-07 2022-11-09 Metamaterial Tech Canada Inc Device for suppressing specular reflection
CN113589434A (zh) * 2021-08-04 2021-11-02 南京科天光电工程研究院有限公司 新型偏振无关的光隔离器
DE102022115317A1 (de) 2022-06-20 2023-12-21 Trumpf Laser Gmbh Laservorrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4714902A (en) * 1985-06-17 1987-12-22 Avco Everett Research Laboratory, Inc. Gaseous non linear dispersion laser beam control
JP3120828B2 (ja) 1996-04-08 2000-12-25 住友電気工業株式会社 半導体レーザモジュール
US6673497B2 (en) * 2000-01-04 2004-01-06 University Of Central Florida High efficiency volume diffractive elements in photo-thermo-refractive glass

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