DE102005019848B4 - Stabilisierung der Emissions-Wellenlänge einer Breitstreifen-Laserdiode - Google Patents

Stabilisierung der Emissions-Wellenlänge einer Breitstreifen-Laserdiode Download PDF

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Abstract

Anordnung zur Stabilisierung der Emissions-Wellenlänge einer Laserdiode, umfassend
– eine Laserdiode (10),
– eine Lichtleitfaser (30),
– in welche die Emissionsstrahlung der Laserdiode (10) einkoppelbar ist,
– welche einen wellenlängen-selektiven Reflektor (31) enthält, welcher bei der gewünschten Emissions-Wellenlänge ein Reflexionsvermögen aufweist, und
– welche mindestens abschnittsweise als Multimode-Faser ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Lichtleitfaser (30) eingangsseitig ein Monomode-Faserstück (32) enthält, an welches eine Multimode-Faser (33) angrenzt, wobei der wellenlängen-selektive Reflektor (31) innerhalb der Monomode-Faser (32) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Stabilisierung der Emissions-Wellenlänge einer Laserdiode nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Es besteht ein zunehmender Bedarf an Hochleistungs-Halbleiterlasern, beispielsweise für das optische Pumpen von Faserverstärkern und Faserlasern. Derartige Hochleistungs-Diodenlaser sind üblicherweise als kantenemittierende Breitstreifen-Laserdioden aufgebaut. In der 1 ist eine derartige Breitstreifen-Laserdiode und ihre Abstrahlcharakteristik schematisch dargestellt. Das Verstärkermedium, also die aktive Halbleiterschicht in welcher die Laserstrahlung erzeugt wird, wird räumlich durch eine Wellenleiterstruktur begrenzt. In der transversalen Richtung wird die Begrenzung durch den p-n-Übergang bestimmt, während die Begrenzung in der lateralen Richtung durch die hergestellte Breite der aktiven Schicht und/oder durch die Breite der oberflächenseitigen Elektrodenschicht (Streifenbreite) bestimmt wird. Wenn die lateralen Dimensionen des Lasers nur wenige Mikrometer betragen, kann der Laser nur in einem lateralen Grundmode anschwingen, sodass ein derartiger Laser als Monomode-Laser bezeichnet wird. Die für einen derartigen Monomode-Laser erreichbare optische Ausgangsleistung ist auf einige 100 mW beschränkt. Wird dagegen der Laser in der lateralen Richtung verbreitert, so kann die Ausgangsleistung gesteigert werden. Dies wird allerdings mit einer lateral mehrmodigen Abstrahlung des Diodenlaser erkauft, wie in der 1 dargestellt ist. Die sogenannten Breitstreifen-Laserdioden weisen Emitterbreiten von typisch 10–500 μm auf und erreichen Ausgangsleistungen von 1–10 W.
  • Die Emissions-Wellenlänge von Laserdioden variiert bekanntermaßen mit der Ausgangsleistung der Emissionsstrahlung und der Temperatur des Chips. Diese Effekte sind bei Breitstreifen-Laserdioden mit hoher Leistung von über 1 W besonders stark ausgeprägt und können zu Wellenlängenverschiebungen von mehr als 10 nm führen. Viele Anwendungen von Breitstreifen-Laserdioden, insbesondere das bereits eingangs erwähnte Pumpen von Faserverstärkern und Faserlasern, benötigen aber häufig eine stabile Wellenlänge.
  • Die Druckschrift EP 1 145 392 B1 beschreibt eine Halbleiter-Lichtquelle mit einem Halbleiter-Verstärkungselement mit einem ersten Ende und einem Ausgangsende und einem Verstärkungsbereich, dessen Weite an dem Ausgangsende größer ist als an dem ersten Ende, sodass nur ein lateraler Ausbreitungsmodus, nämlich der laterale Grundmode emittiert wird. Die Halbleiter-Lichtquelle ist mit einer optischen Monomode-Lichtleitfaser gekoppelt, die einen wellenlängen-selektiven Reflektor in Form eines Faser-Bragg-Gitters enthält, um ein Reflexionsvermögen bei einer Wellenlänge bereitzustellen, die im Verstärkungsbereich der Halbleiter-Lichtquelle enthalten ist. Der wellenlängen-selektive Reflektor ist in einem Abstand von dem Halbleiter-Verstärkungselement angeordnet, der größer ist als die Kohärenzlänge der Laserstrahlung, sodass die Halbleiter-Lichtquelle in einem Regime außerhalb des sogenannten Kohärenzkollaps betrieben wird.
  • Die Druckschrift EP 1 241 751 B1 beschreibt eine Lichtquelle, die einen Halbleiter-Laser umfasst, der einen seitlich begrenzenden optischen Wellenleiter mit einem reflektierenden ersten Ende und einem zweiten Ende umfasst, wobei der optische Wellenleiter einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt aufweist und der erste Abschnitt eine derartige Weite aufweist, dass nur ein optischer lateraler Grundmode emittiert wird und höhere optische Lateralmoden gefiltert werden. Die Ausgangsstrahlung des Halbleiter-Lasers wird in eine einen wellenlängen-selektiven Reflektor enthaltende op tische Monomode-Lichtleitfaser eingekoppelt, wobei der wellenlängenselektive Reflektor um einen Abstand größer als die Kohärenzlänge von dem Halbleiter-Laser beabstandet ist.
  • Die Druckschrift US 5,715,263 A beschreibt eine Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Singlemode-Laserdiode mittels einer Lichtleitfaser, welche als Multimode-Faser ausgebildet sein kann und in welche die Emissionsstrahlung der Laserdiode einkoppelbar ist. Die Lichtleitfaser weist einen wellenlängenselektiven Reflektor auf, welcher bei der gewünschten Emissionswellenlänge der Laserdiode ein Reflexionsvermögen aufweist.
  • Die Druckschrift US 2003/0058905 A1 beschreibt in der 7 eine Ausführungsform eines Lasersystems umfassend einen optischen Lichtleiter, in welchem wellenlängenselektive reflektive Elemente in der Form schmalbandiger Filter aus einer dünnen Schicht oder einem Bragg-Gitter enthalten sind.
  • Die Druckschrift EP 1 241 751 A1 beschreibt in ihrer 8 eine Ausführungsform eines Lasersystems, welches einen Faserkoppler enthält, in welchen die Emissionsstrahlung einer Laserquelle eingekoppelt wird und welcher einen ersten und einen zweiten Faserausgang aufweist, wobei mit dem zweiten Faserausgang eine mit einem reflektierenden Element versehene Lichtleitfaser verbunden ist.
  • Die Druckschrift WO 2003/092131 A1 beschreibt eine Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode, welche eine Multimode-Laserdiode umfasst und bei welcher die Emissionsstrahlung der Laserdiode in den lichtführenden Kern einer Multimode-Faser eingekoppelt wird, wobei der Durchmesser des lichtführenden Kerns 90 μm beträgt.
  • Die Druckschrift US 5,706,301 A beschreibt eine Regelungseinrichtung zur Regelung der Ausgangswellenlänge einer Laserstrahlquelle, bei welcher die Emissionsstrahlung der Laser strahlquelle in einen Faserkoppler einkoppelbar ist, welcher einen ersten und einen zweiten Faserausgang aufweist, wobei mit dem zweiten Faserausgang eine mit einem reflektierenden Element versehene Lichtleitfaser verbunden ist.
  • Die Druckschrift EP 1 494 325 A1 beschreibt eine Laserstrahlquelle mit einstellbarer Emissions-Wellenlänge, bei welcher die Ausgangsstrahlung eines Fabry-Perot-Lasers in einen Wellenleiter eingekoppelt wird und ein Gitter am Ausgang des Wellenleiters angeordnet ist, durch welches ein Strahlungsbündel einer ausgewählten Wellenlänge in den Wellenleiter und somit in den Laser zurückgekoppelt werden kann.
  • Die Druckschrift US 2003/0169987 A1 beschreibt eine optische Fasereinrichtung zur Steuerung der Ausbreitung von Licht innerhalb von Lichtleitern. Es wird erwähnt, dass zur Steuerung der Lichtausbreitung Gitter verwendet werden können, die typischerweise innerhalb eines Faserstücks angeordnet sind und in Form einer Vielzahl von im Wesentlichen gleichmäßig beabstandeten Gitterelementen wie Brechungsindex-Änderungen, Schlitzen oder Gräben vorliegen können.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode, insbesondere einer mehrere laterale Ausbreitungs-Moden emittierenden Breitstreifen-Laserdiode, anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie verschiedene Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in der Kopplung der zu stabilisierenden Laserdiode mit einer Lichtleitfaser, die einen wellenlängenselektiven Reflektor enthält und mindestens abschnittsweise als Multi-Mode-Faser ausgebildet ist.
  • Die Laserdiode ist insbesondere als eine kantenemittierende Laserdiode ausgebildet, wobei die laterale Breite der aktiven Schicht vorzugsweise in einem Bereich von 10 μm bis 500 μm liegt, sodass die Laserdiode als Breitstreifen-Laserdiode bezeichnet werden kann. Bei derartigen Streifenbreiten ist mit der Emission mehrerer lateraler Ausbreitungsmoden zu rechnen.
  • Der wellenlängenselektive Reflektor dient zur Einstellung einer gewünschten Emissionswellenlänge und weist zu diesem Zweck ein optisches Reflexionsvermögen in einem Wellenlängenbereich auf, der innerhalb des Verstärkungsbereichs der Laserdiode liegt. Das Reflexionsvermögen des wellenlängenselektiven Reflektors kann insbesondere ein ausgeprägtes Maximum bei einer gewünschten Emissionswellenlänge aufweisen, sodass durch Rückkopplung der an dem wellenlängenselektiven Reflektor reflektierten Emissionsstrahlung in die Laserdiode diese auf die gewünschte Emissionswellenlänge eingestellt und stabilisiert wird.
  • Es ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung insbesondere nicht notwendig, dass der wellenlängenselektive Reflektor in einem Abstand von der Laserdiode angeordnet ist, der größer als die Kohärenzlänge der Laserstrahlung ist. Für die vorliegende Erfindung spielt dieser Abstand vielmehr keine wesentliche Rolle. Es ist eher von Vorteil, wenn dieser Abstand geringer als die Kohärenzlänge, also insbesondere geringer als 1 m ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Abstand lediglich wenige Millimeter beträgt, um Instabilitäten durch die Faserbewegung zu vermeiden. Der Abstand kann beispielsweise kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 20 mm, insbesondere kleiner als 10 mm, insbesondere kleiner als 5 mm, insbesondere 1–2 mm betragen. Der Abstand bezieht sich dabei auf den Ausbreitungspfad der von der Laserdiode emittierten Strahlung von der Austrittsfläche der Laserdiode zu dem wellenlängenselektiven Reflektor.
  • Der wellenlängenselektive Reflektor kann ein Faser-Bragg-Gitter (FBG) sein, welches in an sich bekannter Weise in den Kern der Lichtleitfaser an einer definierten Position eingeprägt oder eingeschrieben wird. Der wellenlängenselektive Reflektor kann jedoch auch eine andere Art Reflektor sein, z. B. eine dielektrische Beschichtung, die auf der Eintrittsfläche der Lichtleitfaser aufgebracht ist.
  • Die Lichtleitfaser enthält an ihrem vorderen Ende, also dem Lichteintrittsende, ein Stück einer Monomode-Faser und eine daran angrenzende Multimode-Faser, wobei der wellenlängenselektive Reflektor innerhalb der Monomode-Faser angeordnet ist. Die Länge der Monomode-Faser beträgt dabei vorzugsweise 1–5 mm. Falls als wellenlängenselektiver Reflektor ein Faser-Bragg-Gitter verwendet wird, so weist dieses vorzugsweise eine Reflektivität von 5–100% bei der gewünschten Emissionswellenlänge der Anordnung auf.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Breitstreifen-Laserdiode und ihre Abstrahlcharakteristik;
  • 2A ein Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung mit einer durchgängigen Multimode-Faser;
  • 2B ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Monomode-Faserstück und einer daran angrenzenden Multimode-Faser;
  • 2C ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung mit einer Doppelmantel-Multimode-Faser;
  • 2D ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung mit zwei Multimode- Faserabschnitten und einer dielektrischen Schicht als wellenlängenselektiver Reflektor;
  • 2E ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung mit einer Multimode-Faser, einem Mehrmoden-Faserkoppler und einer dielektrischen Schicht als wellenlängenselektiver Reflektor; und
  • 2F ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung mit einer Multimode-Faser und einer periodischen Modulation als wellenlängenselektiver Reflektor.
  • Die 2A zeigt ein Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung in einer schematischen Darstellung. Eine kantenemittierende Laserdiode 10 ist als sogenannte Breitstreifen-Laserdiode ausgebildet und weist demzufolge in einer Richtung lateral zur Abstrahlrichtung eine Breite der aktiven Schicht in einem Bereich 10 μm bis 500 μm auf. Sie emittiert ein Strahlungsbündel 15, welches auf eine gewünschte Emissionswellenlänge eingestellt und stabilisiert werden soll.
  • In einem geringen Abstand von der Laserdiode 10 ist eine Lichtleitfaser 20 angeordnet, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als durchgängige Multimode-Faser ausgebildet ist. Die Lichtleitfaser 20 weist einen inneren Kern 20.1 und einen den inneren Kern 20.1 umschließenden Mantel 20.2 auf. In den inneren Kern 20.1 ist als wellenlängenselektiver Reflektor 21 ein Faser-Bragg-Gitter (FBG) über den gesamten Durchmesser des inneren Kerns 20.1 in an sich bekannter Weise eingeschrieben oder eingeprägt. Das FBG besitzt eine Reflexionscharakteristik, bei der ein ausgeprägtes Reflexionsmaximum bei der gewünschten Emissionswellenlänge vorhanden ist. Das FBG 21 reflektiert einen Teil des Laserlichts bei dieser vorgegebenen Emissionswellenlänge in die Laserdiode zurück, sodass der Betrieb der Laserdiode auf die durch das FBG 21 definierte Emissionswellenlänge eingestellt und stabilisiert wird. Die Reflektivität des FBG 21 liegt im Bereich zwischen 0,5% und 50%.
  • Das FBG 21 ist, wie dargestellt, nahe dem Lichteintrittsende der Lichtleitfaser 20 in den inneren Kern 20.1 eingeprägt. Der Abstand zwischen dem FBG 21 und der Lichtaustrittsfläche der Laserdiode 10 beträgt vorzugsweise nur wenige Millimeter, um Instabilitäten durch die Faserbewegung zu vermeiden. Der Abstand kann beispielsweise 10 mm oder weniger betragen. Insbesondere kann der Abstand 5 mm oder weniger betragen, wobei ein besonders bevorzugter Wert für den Abstand bei 1–2 mm liegt. Ferner kann die Lichtleitfaser 20 von einer äußeren Umhüllung 26 umgeben sein, die in Längsrichtung der Faser von dem Lichteintrittsende beabstandet ist.
  • Aus der Lichtleitfaser 20 kann die bei der gewünschten Emissionswellenlänge stabilisierte Emissionsstrahlung 25 der Laserdiode 10 entnommen werden.
  • In der 2B ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 schematisch dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Lichtleitfaser 30 aus zwei verschiedenen Faserabschnitten aufgebaut. Im vorderen Bereich an der Eingangsseite befindet sich ein kurzes Stück einer Monomode-Faser 32, welche das Lichteintrittsende enthält. Die Monomode-Faser 32 weist einen inneren Kern 32.1 und einen äußeren Mantel 32.2 auf. In den inneren Kern 32.1 ist ein Faser-Bragg-Gitter (FBG) 31 eingeprägt. Über den Abstand des FBG 31 von der Austrittsfläche der Laserdiode 10 gilt dasselbe wie bei der Anordnung gemäß 2A. Die Monomode-Faser 32 weist eine Länge von 1–5 mm auf. Sie grenzt an eine Multimode-Faser 33, die einen inneren Kern 33.1 und einen äußeren Mantel 33.2 enthält. Die Multimode-Faser 33 ist, beginnend in einem Abstand von der Grenze zwischen der Monomode-Faser 32 und der Multimode-Faser 33 von einer äußeren Umhüllung 36 umgeben. Der wesentliche Teil des von der Laserdiode 10 emit tierten Lichtes wird über den inneren Kern 32.1 und den Mantel 32.2 der Monomode-Faser 32 in die Multimode-Faser 33 geführt. Die Monomode-Faser 32 ist aufgrund ihrer kurzen Länge in der Lage die verschiedenen lateralen Ausbreitungsmoden der Laserdiode 10 bis zu der Multimode-Faser 33 zu führen, da das Emissionslicht der Laserdiode 10 auch in dem Mantel 32.2 geführt wird, sodass aufgrund der kurzen Länge der Monomode-Faser 32 die Verluste hingenommen werden können. Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Lichteintrittsende der Monomode-Faser 32 in Form einer Linse angeschliffen ist.
  • Die Ausführungsform gemäß der 2B hat gegenüber der Anordnung der 2A den Vorteil, dass es leichter ist, das FBG 31 in den inneren Kern 32.1 der Monomode-Faser 32 einzuschreiben. Bei der Anordnung der 2A ist es schwieriger, das FBG 32 über den gesamten Durchmesser des inneren Kerns 20.1 der Multimode-Faser 20 einzuschreiben.
  • Die aus der Lichtleitfaser 30 austretende Laserstrahlung 35 weist eine konstante Wellenlänge auf.
  • Ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist in der 2C dargestellt. Bei dieser Anordnung ist die Lichtleitfaser 40 als Zweifach-Mantel-Faser ausgebildet. Der innere Kern 42 der Lichtleitfaser 40 weist vorzugsweise einen sehr kleinen Durchmesser von ca. 3–20 μm auf. In den inneren Kern 42 ist das FBG 41 eingeschrieben. Bezüglich des Abstands des FBG 41 von der Lichtaustrittsfläche der Laserdiode 10 und des Abstands von der Lichteintrittsfläche der Lichtleitfaser 40 gilt das zu der Anordnung der 2A gesagte. Der innere Kern 42 ist von einem ersten Mantel 43 umgeben, der einen niedrigeren Brechungsindex als der innere Kern 42 aufweist. Der erste Mantel 43 ist von einem zweiten Mantel 44 umgeben, der einen niedrigeren Brechungsindex als der erste Mantel 43 aufweist. Der zweite Mantel 44 ist von einer in einem Abstand von dem Lichtein trittsende der Lichtleitfaser 40 beginnenden äußeren Umhüllungs- oder Pufferschicht 46 umgeben, die einen niedrigeren Brechungsindex als der zweite Mantel 44 aufweist.
  • Das FBG 41 weist eine Reflektivität von 5–100% bei der gewünschten Emissionswellenlänge auf. Die Lichtleitfaser 40 wird derart relativ zu der Laserdiode 10 justiert, dass der wesentliche Teil des emittierten Lichts in den inneren, ersten Mantel 43 der Lichtleitfaser 40 gekoppelt wird. Ein relativ kleiner Teil des Lichtes wird auch in den inneren Kern 42 der Doppelmantelfaser gekoppelt. Ein wesentlicher Teil des in den inneren Kern 42 der Lichtleitfaser 40 gekoppelten Anteils des Lichts wird durch das FBG 41 in die Laserdiode 10 zurückgekoppelt. Dies führt wie bei den vorhergehenden Anordnungen dazu, dass die Breitstreifen-Laserdiode bei der durch das FBG 41 definierten Wellenlänge eingestellt und stabilisiert wird. Das aus der Lichtleitfaser 40 entnehmbare Ausgangslicht 45 weist somit eine stabile Wellenlänge auf.
  • Ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist in der 2D dargestellt. Bei dieser Anordnung ist die Lichtleitfaser 50 aus zwei Faserabschnitten aufgebaut, nämlich aus einer ersten Multimode-Faser 52, welche einen inneren Kern 52.1 und einen den inneren Kern 52.1 umschließenden äußeren Mantel 52.2 aufweist und in welche die Emissionsstrahlung 15 der Laserdiode 10 eingekoppelt wird, und eine zweite Multimode-Faser 53, welche ebenfalls einen inneren Kern 53.1 und einen den inneren Kern 53.1 umschließenden äußeren Mantel 53.2 aufweist. Die zweite Multimode-Faser 53 ist mit der ersten Multimode-Faser 52 durch Stoßkopplung verbunden. Die zweite Multimode-Faser 53 ist an ihrem der ersten Multimode-Faser 52 zugewandten Ende mit einer dielektrischen Beschichtung 51 versehen, welche bei der vorliegenden Anordnung die Rolle des wellenlängenselektiven Reflektors übernimmt. Die dielektrische Beschichtung 51 kann beispielsweise aus einer Anzahl von Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex aufgebaut sein und solchermaßen ein Reflexionsspektrum mit einer definierten schmalbandigen Reflexion bei einer gewünschten Emissionswellenlänge liefern. Ein relativ kleiner Anteil der Emissionsstrahlung der Laserdiode 10 wird bei der durch die dielektrische Beschichtung 51 festgelegten Wellenlänge in die Laserdiode zurückgekoppelt. Dies führt wieder dazu, dass die Laserdiode 10 bei der durch die dielektrische Beschichtung 51 definierten Wellenlänge eingestellt und stabilisiert wird, sodass die aus der zweiten Multimode-Faser 53 entnommene Ausgangsstrahlung 55 eine stabile Wellenlänge aufweist. Die Lichtleitfaser 50 kann zudem von einer in einem Abstand von dem Lichteintrittsende der ersten Multimode-Faser 52 beginnenden äußeren Umhüllung 56 umgeben sein. Der Abstand der dielektrischen Beschichtung 51 von der Lichtaustrittsfläche der Laserdiode 10 liegt vorzugsweise im Bereich weniger Millimeter, beispielsweise kleiner als 20 mm oder kleiner als 10 mm.
  • Ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist in der 2E dargestellt. Bei dieser Anordnung weist die Lichtleitfaser 60 eine erste Multimode-Faser 62 auf, welche einen inneren Kern 62.1 und einen den inneren Kern 62.1 umschließenden äußeren Mantel 62.2 enthält. Die erste Multimode-Faser 62 ist beginnend in einem Abstand von dem Lichteintrittsende der ersten Multimode-Faser 62 von einer äußeren Umhüllung 66 umgeben. An einem hinteren Ende der ersten Multimode-Faser 62 ist ein Mehrmoden-Faserkoppler 61 angeschlossen, durch welchen die von der ersten Multimode-Faser 62 eingekoppelte Strahlung zu einem relativ großen Anteil, beispielsweise 95%, in eine als Ausgangsfaser dienende zweite Multimode-Faser 61.1 und zu einem relativ kleinen Anteil, beispielsweise 5%, in eine dritte Multimode-Faser 61.2 eingekoppelt wird. Die dritte Multimode-Faser 61.2 ist an ihrem äußeren Ende mit einer hochreflektierenden dielektrischen Beschichtung 61.3 versehen, durch die Licht der gewünschten Emissionswellenlänge in die Laserdiode 10 zurückgekoppelt wird. Dies führt wieder dazu, dass die Laserdiode 10 bei der durch die dielektrische Beschichtung 61.3 eingestellten Wellenlänge eingestellt und stabilisiert wird, sodass die Ausgangsstrahlung 65 eine stabile Wellenlänge aufweist.
  • Ein weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist in der 2F dargestellt. Bei dieser Anordnung ist die Lichtleitfaser 70 als eine Multimode-Faser 72 ausgebildet, welche einen inneren Kern 72.1 und einen den inneren Kern 72.1 umschließenden äußeren Mantel 72.2 aufweist. Die Multimode-Faser 72 ist beginnend in einem Abstand von ihrem Lichteintrittsende von einer äußeren Umhüllung 76 umgeben. Der wellenlängenselektive Reflektor 71 ist bei dieser Anordnung durch einen wellenlängenselektiv reflektierende periodische Modulation auf oder nahe der Grenzfläche zwischen dem Kern 72.1 und dem Mantel 72.2 gebildet. Diese periodische Modulation kann eine durch lithographisches Einschreiben oder mechanisches Einbringen von Gräben in den inneren Kern 72.1 erzeugte periodische Verformung oder eine sonstiger Modulation sein, die zu einer lokalen periodischen Modulation des Brechungsindex in der Multimode-Faser 72 führt. Die Gräben sind in der 2F im Querschnitt zu sehen und verlaufen in Umfangsrichtung um den inneren Kern 72.1. Diese periodische Modulation 71 ist spektral selektiv und über die Periode der Modulation kann die gewünschte Emissionswellenlänge definiert werden. Das an der periodischen Modulation 71 zurückreflektierte Licht kann somit wieder zur Einstellung und Stabilisierung der Emissionswellenlänge der Laserdiode 10 genutzt werden, sodass die Ausgangsstrahlung 75 eine konstante Wellenlänge aufweist. Der Abstand der periodischen Modulation 71 von der Lichtaustrittsfläche der Laserdiode 10 liegt vorzugsweise im Bereich weniger Millimeter, beispielsweise kleiner als 20 mm oder kleiner als 10 mm.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere geeignet für Anwendungen als Pump-Laser in Faserverstärkern wie Erbiumdotierten Faserverstärkern und in Faserlasern.

Claims (5)

  1. Anordnung zur Stabilisierung der Emissions-Wellenlänge einer Laserdiode, umfassend – eine Laserdiode (10), – eine Lichtleitfaser (30), – in welche die Emissionsstrahlung der Laserdiode (10) einkoppelbar ist, – welche einen wellenlängen-selektiven Reflektor (31) enthält, welcher bei der gewünschten Emissions-Wellenlänge ein Reflexionsvermögen aufweist, und – welche mindestens abschnittsweise als Multimode-Faser ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Lichtleitfaser (30) eingangsseitig ein Monomode-Faserstück (32) enthält, an welches eine Multimode-Faser (33) angrenzt, wobei der wellenlängen-selektive Reflektor (31) innerhalb der Monomode-Faser (32) angeordnet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Länge des Monomode-Faserstückes (32) 1–5 mm beträgt.
  3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der wellenlängen-selektive Reflektor (31) eine Reflektivität von 5–100% bei der gewünschten Emissionswellenlänge der Anordnung aufweist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der wellenlängen-selektive Reflektor (31) ein Faser-Bragg-Gitter ist.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Laserdiode (10) eine kantenemittierende Laserdiode ist und eine aktive Schicht enthält, welche lateral zur Abstrahlrichtung eine Breite im Bereich 10 μm–500 μm aufweist.
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