DE2506441A1 - Laserresonator - Google Patents

Description

25Q6441

BubÄingea, den 7. Februar 1975 pr-fr

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

!Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: WA 973 010

jLes eites onat or

Die Erfindung betrifft einen Laseifesonator mit automatischer Steuerung der Ausrichtung, der in besonders vorteilhafter Weise im Zusammenhang mit Halbleiterinjektionslasern und optischen Nachrichjtenübertragungssystemen verwendet werden kann. f

Stand der Technik:

.In der Literaturstelle "IEEE, Journal of Quantum Electronics, Vol. :QE-8, Juli 1972, Seiten 632-641 werden in einer Veröffentlichung von Elisabeth M. Phillipp-Rutz Halbleiterinjektionslaser beschrieben, die im Zusammenhang mit optischen Raumnavigationssystemen und 'optischen Nacbrichtungübertragungssystemen (beispielsweise über !dielektrische Lichtleiter) verwendet werden können und bei denen die Strahlung auf Transversalmoden niedriger Ordnung beschränkt jist. Zur Modensteuerung ist einer der beiden die Diode einschlie- | ßenden Spiegel als mit einem Antireflektionsschutz versehene Spalti Spiegelfläche ausgebildet, wobei die Diode mit einem externen op- · tischen Resonator zusammenarbeitet, in dem ein die Apertur begrenzender Schlitz zur Herabsetzung der Lebenszeiten aller Transversalmoden mit Ausnahme der Hoden der niedrigsten Ordnung angeordnet ist. Um einen guten 7/irkungsgrad sicherzustellen muß der externe optische Resonator eng mit dem Injektionslaser gekoppelt sein, wobei gewährleistet sein muß, daß der Querschnitt des sich selbst reproduzierenden Feldmusters innerhalb des Resonators mit der Form des aktiven Bereiches des pn-übergangs des Injektionslasers übereinstimmt.

50 9 841/0572

Sin in der obengenannten Literaturstelle beschriebener Injektionslaser mit einem halbkugelförmigen Resonator zur Erzeugung eines einzelnen Transversalmodes wird in Fig. 1 a dargestellt. Der Resonator besteht aus einem totalreflektierenden Planspiegel jl4, einer sphärischen Linse 8 und aus einer Injektionslaserdiode 12, die mit einer einen Spaltspiegel 4 aufweisenden Fläche versehen

ist. Die Spaltfläche 6 der Diode ist mit einem Antireflexüberzug versehen. Der ebene Spiegel 14 und die teilreflektierende Spiegelfläche 4 der Injektionslaserdiode 2 liegen in den beiden Brennebenen der im inneren des Resonators angeordneten Linse 8. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist besonders gut zur Verwendung im Zusammenhang mit optischen Nachrichtenübertragungssystemen über dielektrische Faserlichtleiter geeignet, da die optischen [Fasern unmittelbar an die nicht mit einem überzug versehene Fläche J4 der Laserdiode 2 angekoppelt werden kann.

iDie Transformation des Strahls in dem in Fig. 1 dargestellten Resonator wurde in der oben genannten Veröffentlichung zusammen mit den Anforderungen an eine genaue Ausrichtung beschrieben. Aus ■der Theorie über die Transformation eines kohärenten Lichtstrahles durch eine Linse ist zu schließen, daß eine ebene Wellenfront im Bereich der einen Brennebene der Linse in eine ebene Wellen-

front im Bereich der anderen Brennebene der Linse transformiert wird. Bei der in.Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird eine vom Injektionslaser ausgehende ebene Welle in eine im Bereich des Planspielgels liegende ebene Welle transformiert. Um ein sich selbsjt reproduzierendes Feldmuster zu erzeugen, bei dem der Querschnitt der Mode mit der Breite und der Höhe des aktiven Bereichs des pniibergangs 5 des Injekt ions lasers 2 übereinstimmt, muß die Mitte des pn-übergangs 5 der Laserdiode mit der optischen Achse der im Innern des Resonators angeordneten Linse 8 übereinstimmen, Darüberhinaus muß die Spaltspiegelfläche 4 der Laserdiode 2 und der äußere Planspiegel 14 senkrecht zur optischen Achse der Linse liegen. Dann wird eine vom p-n übergang ausgehende ebene Welle durch die Linse transformiert und so vom Planspiegel reflektiert, daß

WA 973 010

509841/0572

die Abbildung des Überganges mit dem Übergang selbst zusammenfällt,

In der Literaturstelle IEEE, Journal of Quantum Electronics, Vol. ;QE-9, Februar 1973, Seiten 282-290 werden in einer.Veröffentlichuni von Elisabeth M. Philipp-Rutz die Anforderungen diskutiert, die ian die Ausrichtung der einzelnen Elemente eines Homostruktur-Gallium Arsenide Lasers bei Raumtemperatur gestellt werden. Dabei fwird festgestellt, daß bei einem in der y-z Ebene liegenden pn-überjjgang 5 eine in der dazu senkrechten x-Richtung erfolgende Varschiejbung der durch die Linse 8 transformierten und am Spiegel 14 des !Resonators reflektierten Welle nicht größer als 1 um sein darf₅

I ■ I

»wenn die Funktion des Lasers nicht unterdrückt werden soll. Eine | I j

!Verschiebung in dieser Größenordnung kann auftreten, wenn der Plan-j (spiegel Ik aus seiner in bezug auf die optische Achse 10 der Linse

- _h

J8 (Brennweite 1 cm) senkrechten Lage um 0,5 χ 10 Radian gedreht (wird oder wenn der Mittelpunkt des pn-überganges 5 der Laserdiode |2 in bezug auf die optische Achse 10 der Linse 8 um 0,5 um verschoben wird.
!

pa die Länge des aktiven Bereichs des Injektionslasers 2 immer (größer als seine Breite ist, sind in dieser Richtung wesentlich größere Drehungen des Spiegels oder Verschiebungen der Diode zulässig.

;In der US-Patentanmeldung Ser. No. 266 904 wird eine Vorrichtung !zur Ausrichtung der Elemente eines derartigen Resonators beschrieben, bei der ein einen piezoelektrische Wandler enthaltender Elektrooptischer Rückkopplungskreis vorgesehen wird. Der zur Ausrichtung in einer zum pn-übergang der Laserdiode senkrechten Ebene jerforderliche technische Aufwand ist bei dieser Vorrichtung sehr hoch und der Bereich in dem die erforderlichen Korrekturen der !Ausrichtung durchgeführt werden können, relativ klein. Sie betragen, wenn keine mechanischen Vergrößerungen angewendet werden, weniger als + 10 um.

WA 973 010

5098 41/0572

-H- Aufgabe

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine einfache und wenig störanfällige Vorrichtung zur automatischen Ausrichtung einer Laserdiode in einem externen Resonator anzugeben. Insbesondere soll es auch möglich sein, die Vorrichtung so auszubilden, daß sie selbst möglichst keinen zusätzlichen Platz erfordert und auch durcl: ihre Anwendung keine Vergrößerung des gesamten Resonators zur Folge hat. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst.

Vorteile

Das gemäß der Erfindung als reflektierende Fläche vorgeschlagene Beugungsgitter hat die Eigenschaft, einen Strahl, insbesondere aber bestimmte BeugungsOrdnungen eines Strahls, in einer Richtung abzulenkenj wie eine Funktion der Wellenlänge des Strahls ist. Tritt somit eine Verschiebung des pn-übergangs der im Resonator untergebrachten Injektionslaserdiode oder eine Änderung der Winkellage des ihn gegenüberliegenden, als reflektierende Fläche dienenden Reflektionsgitters statt, so wird zwar die bisher in Richtung der optischen Achse zurückreflektierte, eine bestimmte Wellenlänge aufweisende Komponente der vom pn-übergang ausgehenden Strahlung in einer von der optischen Achse abweichenden Richtung reflektiert. Die vom pn-übergang ausgehende Strahlung enthält aber in der Regel auch noch eine Komponente, deren Wellenlänge so bemessen ist, daß am Gitter eine Reflektion in Richtung der optischen Achse erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß selbst bei den schmalen Emissionslinien eines Galliumarsenidinjektionslasers genügend Wellenlängen enthalten sind, um bei den geringfügigen in der Praxis vorkommenden EntJustierungen das Senden aufrechtzuerhalten. Aufgrund dieser Eigenschaften des als reflektierende Fläche für einen Resonator vorgeschlagenen Gitters wirkt dieses wie eine rückstrahlende Fläche, die sich bei Änderung der Wellenlänge des auffallenden Strahles dreht. Enthält der zu reflektierende Strahl nicht nur eine einzige Wellenlänge, sondern, was in der Praxis stets vorkommen wird, einen wenn auch schmalen

WA 973 010

509841/0572

|Wellenlängenbereich, so wird eine eine gewisse Grenze nicht überschreitende Winkeldrehung des reflektierenden Gitters eine virtulelle Drehung der durch das Gitter gebildeten reflektierenden Flä- :che in entgegengesetzter Richtung zur Folge haben, so daß das Senden des Lasers, zwar mit einer etwas verschiedenen Wellenlänge, aber doch ungestört weiter stattfindet. Die automatische Ausrichtung der Elemente des erfindungsgemäßen Resonators erfolgt demnach im Gegensatz zu den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art ohne jede noch so kleine Zeitkonstante und ohne jeden zusätzlichen technischen Aufwand. Anstelle der bisher erforderlichen, aus Mitteln zur Ableitung von eine auftretende Entjustierung anzeigenden Signalen, aus Mitteln zur Verstärkung dieser Signale und aus Mitteln zur Umwandlung dieser Signale in mechanische Bewegungen zum Rückgängigmachen der ermittelten EntJustierungen bestehenden Vorrichtungen, tritt ein einfaches Reflektionsgitter, das zum Rückigängigmachen von EntJustierungen keinerlei mechanische Verschiebungen und keinerlei diese Verschiebungen bewirkenden Kräfte benötigt. Diese Eigenschaft des gemäß der vorliegenden Erfindung vor- !geschlagenen, als reflektionsgitter ausgebildeten Resonatorspiegels ermöglicht nicht nur einen besonders einfachen kaum störanfäl- !ligen und keinen zusätzlichen Raum beanspruchenden Aufbau eines 'Laserresonators, sondern ermöglicht auch eine automatische Korrektur von auftretenden Störungen der Ausrichtung einzelner Resona- !torelemente, die nicht nur praktisch sondern auch theoretisch trägheitslos und ohne jede noch so kleine Zeitkonstante erfolgt.

!Erläuterung der Erfindung

Die Erfindung wird anschließend anhand der Pign. 1-4 erläutert. Ks zeigt:

WA 973 010

509841/OB72

ι ' ^C "

Pig. 1 a die schematische Darstellung eines zum Stande der

Technik gehörenden räumlich kohärenten Injektionslasers mit einem halbkugelförmigen optischen Resonator und einer transversalen Modensteuerung

Fig. 1 b die Ausrichtung des pn-übergang der in der Vorrichtung nach Fig. 1 a verwendeten Laserdiode

Fig. 2 a eine Schnittansicht in Richtung der xz-Ebene

eines Ausführungsbeispiels der Erfindung

Fig. 2 b eine Schnittansicht der in Fig. 2 a dargestellten

Anordnung in der yz-Ebene.

Fig. 2 c eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Lage des pn-Übergangs der in den Fign. 2 a und 2 b dargestellten Vorrichtung enthaltenen Laserdiode.

Fign. 3 a, 3 b und 4 das in den Fign. 2 a, 2 b dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Ausrichtzuständen.

Bei den in den Fign. 2 a, 2 b beschriebenen Ausführungsbeispiel j der Erfindung wird eines der beiden den Resonator einschließenden Elemente, die bei dem zum Stande der Technik gehörenden Resonator aus spiegelnden Flächen bestehen, als Echelettegitter ausgebildet, das nach Art eines Littrowprismas wirkt. Die Steuerung der Ausrichtung des optischen Resonators erfolgt unter Ausnutzung der Änderung der räumlichen Lage der von Null verschiedenen Beugungsordnungen der am Gitter reflektierten Strahlung als Funktion der Wellenlänge. ι

Es ist zwar bekannt ein reflektierendes Element eines optischen

!Laserresonators durch ein Gitter zu ersetzen. Diese Maßnahme er-, folgte aber bisher ausschließlich um die optische Bandbreite

WA 973 010

$09841/0572

herabzusetzen und eine Abstimmung der Laserstrahlung zu ermöglichen.

Bei dem in den Fign. 2 a und 2 b dargestellten Ausfüllungsbeispiel der Erfindung dient das ein reflektierendes Element ersetzende Beugugungsgitter dagegen zur automatischen Ausrichtung in einer zum pn-übergang des Lasers senkrechten Ebene.

Das in der Brennebene der Linse 8 angeordnete Gitter 16 besteht aus parallel und äquidistant angeordneten Furchen, die parallel zum pn-übergang 5 der Laserdiode 2, d. h. in y-Richtung verlaufen. In der zur pn-übergang senkrecht liegenden xz-Ebene ist das Gitter 16 um den Winkel maximaler Intensität θ gekippt. Die

Wirkungscharkteristik des Θ-Gitters kann am besten durch seine Intensitätsfunktion definiert werden. Diese Intensitätsfunktion ist gleich der Interferenzfunktion einer Abordnung von N gleichen, äquidistanten und parallelen Furchen, die durch die Wirkung einer einzelnen Furche dargestellten Intensitätsfunktion moduliert ist. Diese Eigenschaften werden in der Literaturstelle "Principles of Optics", von M. Born und E. Wolf, Pergamon Press, I965, Seite näher beschrieben. Die Maxima der Interferenzfunktion' sind mit Ausnahme des Maximums nullter Ordnung Wellenlängenabhängig. Bei dem verwendeten Gitter 16 fällt das Maximum der Intensitätsfunktion einer einzelnen Furche mit einer der von Null verschiedenen Maxima der Interferenzfunktion der gesamten Anordnung zusammen. Der Winkel mawird r Intensität θ wird von der Richtung dieses Maximums der von null verschiedenenOrdnung mit einer zur Gitterfläche senkrechten Linie gebildet.

Fällt eine ebene Welle auf das Gitter 16 aus einer Richtung ein, die mit der Gitternormalen 18 einen Winkel θ einschließt, so tfird sie in einer Richtung abgestrahlt, die mit der Gitternortnalen 18 einen Winkel α einschließt. Diese Winkel sind mit den jitterparametern durch die Bezeichnung

λ sin θ + sin α = m ~

WA 973 010

509841/0572

verknüpft, wobei d der Abstand zwischen den Furchen,λ die WeI-lenlänge im Vakuum und m = - 1, - 2, ... ist. Bei einer bestimmten !Wellenlänge λ wird eine auf das Gitter unter einem Winkele ,auftreffende Strahlung in der gleichen Richtung zurückgestrahlt jso daß Gleichung (1) übergeht

j _θ = _m _°£ (2)

ß?ällt die ebene Welle, beispielsweise wegen einer falschen Ausjrichtung der Diode 6 in x-Richtung, unter einem anderen WinkelG-lein, so bleibt Gleichung 2 dennoch gültig, jedoch für eine andere Wellenlänge λ _fi. Somit wirkt das Beugungsgitter für m t 0 (als ein rückstrahlender ebener Reflektor der sich bei Änderung der Wellenlänge der auffallenden Strahlung um die y-Achse dreht. Ein

derartiger Fall tritt ein, wenn die die Strahlung aussendende Diode in y-Riehtung entjustiert ist. Wird in einem Laser einer der ebenen Reflektoren durch ein Beugungsgitter ersetzt, so entsteht pin sich selbst reproduzierendes Feldmuster wenn die auf das Beugugngsgitter unter dem Winkel 6 auffallende Welle unter dem gleibhen Winkel Θ reflektiert wird, Diese Verhältnisse liegen jedoch fiur dann vor, wenn die Wellenlänge λ mit dem Winkel0 durch die Gleichung (2) verknüpft ist und innerhalb der Floreszenzbandbrexte des Lasermaterials liegt. Bei einer Störung der optischen Komponenten des Lasers wird die vom pn-übergang ausgehende und durch die Linse transformierte ebene Wellenfront auf das Gitter unter einem anderen Winkel « auftreffen. In diesem Fall wird ein sich

Δ
selbst reproduzierendes Feldmuster durch die reflektierte Welle

unter dem gleichen Winkel θ_Δ entstehen, wobei der Laser im Bereich einer anderen, durch die Gleichung (2) definierten Wellenlänge senden wird. Der Umfang der scheinbaren Drehung der durch das Gitter simulierten Fläche und somit der Umfang der automatischen Ausrichtung wird durch die Breite der Fluoreszenzlinie der Gallium-Arsenit-Laserdiode begrenzt.

973 010

509841/0572

- s ■

Wird im Resonator ein Gitter mit einer Reflektxonsrichtung maximaler Intensität verwendet, bei dem das Maximum der Intensitätsfunktion einer einzelnen Furche mit dem Maximum der m-ten Ordnung
der Gitterfunktion zusammenfällt, so ist das Gitter um einen V/in-
®_c in den x-z Ebene senkrecht zum pn-übergang 5 zu kippen,
0Q definiert wird durch

j sin θ _ _oc (2a)

^c " ^m 2d

wobei λ die Wellenlänge in der Mitte der Fluoreszenzlinie des
!Injektionslaser 2 ist. Für diesen Kippwinkel θ des Gitters wird
jbei einer Wellenlänge λ ein sich selbst reproduzierendes FeId-Wster im halbkugelförmigen Resonator des Lasers erzeugt.

durch äußere Einwirkungen, beispielsweise durch Stoß oder j Erschütterung, der Mittelpunkt des pn-überganges 5 der Laser- I diode 2 aus dem Bereich der optischen Achse 10 der Linse 8, wie in _; Fig. 3b dargestellt, um den Betrag Δ verschoben, so wird der v/in- j kel θ unter dem die Welle auf das Beugungsgitter 16 auffällt, \

zu θ = θ ± Δ χ f, wobei f die Brennweite der Linse 8-ist. ^:

C * j

Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich, daß das sich selbst rejproduzierende Feldmuster, bei dem die Welle in Richtung der ein- ; fallenden Welle zurückgestrahlt wird, wieder entstehen kann, je- : doch mit einer anderen 'Wellenlänge λ ., die mit der Verschiebung Δ durch die Beziehung

λ .

sin (Θ ± Δ χ f) = m -^ (3)

^c 2d

verknüpft ist.

Gleichung (3) kann wie folgt vereinfacht werden

οΔ ~ sin Θ
_ 2d ^c (4)

- Δ f cos 0_c

WA 973 Ü10

509841/0572

_250644

- IC -

wenn ^L

Es kann demnach geschlossen werden, daß durch die Drehung der durchj idas Gitter simulierten reflektierenden Fläche bei der Wellenlänge :^λ0_Δ eine automatische Kompensierung einer zufälligen Entjustierung Λ der Laservorreichung bewirkt wird. Der Umfang der i

Kompensation der Ausrichtung einer ein Beugungsgitter enthaltenden Laservorrichtung wird jedoch durch die Bandbreite der Flore-

szenzlmie des Injektionslasers begrenzt. Um den Umfang der Entjustierungen zu bestimmen, die mit Hilfe eines im Laserresonator angeordneten Beugungsgitters kompensiert werden kann, wurden die Verhältnisse für einen bei Zimmertemperatur betriebenen Homostruktur-Gallumarsinidlaser untersucht. Das spontane Emissionsspektrum eines Gallium-Arsinidxnjektionslasers bei Raumtemperatur hat !eine Breite von etwa 125 A (siehe beispielsweise C. H. Gooch, Gallium Arsinid Lasers, Wiley - Inter Sciences, 1969, S. 102,) da jdie die Strahlung bewirkende^Rekonibinationen zwischen Energiebändern und weniger zwischen diskreten Niveaus stattfinden. Im pochdotierten Halbleiter auftretende Elektronen-Elektronen und JLöcher-Löcher Zusammenstöße führen dazu, daß die Elektronen und jLöcher einander sehr schnell thermalisieren. Die temperaturverbreiteten Linien können als homogen verbreitet betrachted werden, j
iso daß ein Löcherbrennen vernachlässigt werden kann.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurde ein Beugungsgitter l6 mit 6OO iFurchen pro Millimeter verwendet, das für ein Intensitätsmaximum der 2. Ordnung im Bereich von 9OOO Angström ausgelegt war. Dieses Gitter wurde in der 2. Brennebene der im Innern des Resonators befindlichen Linse 8 (siehe Fig. 2a) angeordnet und um einen Winkel von 32 42' gekippt, wobei ein sich selbst reproduzierendes Feldmuster erzeugt wurde, das bei \ =9000A zentriert war. Die Bandbreite der stimulierten Laserstrahlung war

Δλ _ ^- ο (5)

m Ng

WA 973 010

509841/0572

wobei N die Anzahl der durch den Strahl im optischen Resonator beleuchteten Furchen des Beugungsgitters 16 ist. Der Strahldurchmesser 2W- in der xz-Ebene senkrecht zum pn-übergang in der¹ 2. Brennebene der Linse 8 ist mit der Höhe des dielektrischen Wellenleitermode 2W in der Laserdiode verknüpft durch die Beziehung

jFür f = 1 cm und unter der Annahme daß 2VJ = 3 μηι, ist gemäß llESE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-9, Feb. 1973, Saiten 282-290, 2VZ₁ = 0.38 cm, die Anzahl der beleuchteten Furchen N I= 2280; wobei eine Strahlungsbandbreite von Δλ = 22 erzielt wird. Die räumliche Veränderung des keulenförmigen Maxiraums 2. Ordnung des Gitters über eine Bandbreite von 125 8 (mit der Mittellinie bei 9000A) ist * 0,0038 Radian, wobei ein Korrekturumfang für ei- Xie zufällige Ent Justierung des pn-übergangs 5 der Laserdiode 2 in Bezug auf die optische Achse 10 der Linse 8 (gemäß Gleichung 4) von - 38 μιη möglich ist. (Die räumliche Veränderung des keulenförmigen Maximums der 1. Ordnung würde den halben Korrekturbereich liefern.

Die Messung der Strahlung im räumlich-kohärenten Gallium-Arsenid-Laser mit dem Beugungsgitter in der 2. Brennebene der verwendeten Linse ergab bei einer Bandbreite in der Nähe von 2 8 und bei linearer Polarisation, daß die durch das Gitter simulierte Ebene um einen Winkel q = + O,öO38 Radian, entsprechend einer Floreszenzlinienbandbreite von 125 Angström gekippt werden konnte, ohne daß eine Veränderung der Ausgangsleistung des Lasers in diesem Bereich festzustellen war. Daraus ergibt sich, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Abweichungen der Ausrichtung im Bereich von + 38 pm automatisch korrigiert werden können.

■Wegen der Asymmetrie der Halbleiter pn-übergangs laser, deren aktiver Bereich in Richtung des Übergangs relativ lang und senk-

dk 973 Olü

^: 0 9 3 U ^Λ- ! V- i; 7 2

recht dazu relativ eng ist, eignet sich die vorliegende Erfindung besonders gut zur Verwendung im Zusammenhang mit derartigen Lasern. Wegen dieser Asymmetrie muß die Ausrichtung senkrecht zum !pn-übergang mit wesentlich größerer Genauigkeit als parallel zu diesem Übergang eingehalten werden. Da ein Beugungsgitter seiner Natur nach eine Korrektur der Ausrichtung nur in einer Ebene liefern kann, sind derartige Vorrichtungen besonders vorteilhaft für die automatische Korrektur der Ausrichtung in Einzel-Transversalmodenhalbleiter-pn-übergangslasern zu verwenden, bei denen die Korrektur in einer zum pn-übergang senkrechten Ebene zu erfolgen hat. Durch die relativ breite Floreszenzlinie des Halbleiterlasers können Korrekturen in relativ weiten Bereichen durchgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei Einzel-Transversalmodenhalbleiterlasern vorteilhaft, die Einzel- oder Doppelheterostrukturlaserdioden verwenden und bei denen die Höhe des dielektrischen Wellenleiters kleiner als die des Homostrukturlasers ist. Wegen der kleineren Modenhöhe des nur sehr wenig Raum beanspruchenden Lasers wird eine automatische Ausrichtkorrektur noch wichtiger sein als in den Fällen, in denen Homostrukturlaserdioden im optischen Resonator der Laservorrichtung verwendet werden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist an der Fläche 4 der Diode 2 des externen Resonatorinjektionslasers mit automatischer Ausrichtsteuerung ein optisches Faserbündel 22 mit Hilfe eines die Brechzahl anpassenden optischen Kittes 24 befestigt, der eine Dicke einer viertel Wellenlänge aufweist. Diese aus einem Laser und einem optischen Faserlichtleiter bestehende Vorrichtung kann besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit optischen Nachrichtenübertragungssystem verwendet werden.

WA 973 010

509841 /0572

Claims (1)

1. J-J-

   PATENTA N SPRÜCHE

   Laserresonator mit automatischer Steuerung der Ausrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der den Resonator einschließenden reflektierenden Elemente als Gitter (16) ausgebildet ist, bei dem die Richtung des Maximums bestimmter BeugungsOrdnungen eine Funktion der Wellenlänge ist.

   Laserresonator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Innern des Resonators angeordnete Linse (8), in deren Brennpunkten die den Resonator einschließenden reflektierenden Elemente (16, 4) liegen.

   Laserresonator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Elemente spaltförmig ausgebildet sind.

   Laserresonator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der reflektierenden Elemente eine spaltförmige Blende (12) vorgeschaltet ist.

   Laserresonator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der den Resonator einschließenden reflektierenden Elemente mit einem Lichtleiter zur Auskopplung der im Resonator entstehenden Strahlung versehen ist.

   Laserresonator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Resonator ein Halbleiterlaser angeordnet ist.

   Laserresonator nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß im Resonator eine Gallium-Arsenid-Laserdiode (2) angeordnet ist.

   V/A 973 010

   509841 /0572

   _ -ι Ij _

   8. Laserresonator nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das als reflektierende Fläche wirkende Gitter

   (16) als Echelette-Gitter mit einem Bereich maximaler In- ! tensität und zum pn-übergang der Laserdiode parallel liegenden Gitterlinien ausgebildet ist.

   9. Laserresonator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Echelette-Gitter aus einer Anzahl (N) äquidistanter Gitterfurchen besteht, deren Intensitätsfunktion der Wirkung einer einzelnen Furche derart entspricht, daß das Maximum der Intensitätsfunktion einer einzigen Gitterfurche mit dem Maximum der Interferenzfunktion einer von 0 verschiedenen Ordnung des ganzen Gitters gleich ist.

   10. Laserresonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitternormale mit der optischen Achse einen Winkel θ = m t£2- einschließt, wobei χ die Wellenlänge in der

   c da Oc

   Mitte der Floreszenzlinie der Laserdiode, d die Gitterkonstante und m = + 1, +2, ... ist.

   λΑ 973 010

   509841/0572