DE69302749T2 - Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle - Google Patents

Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine abstimmbare Lichtquelle mit erweitertem Resonator und ein Verfahren zum Justieren einer solchen Lichtquelle.
  • Kontinuierlich abstimmbare Lichtquellen sind für zahlreiche verschiedene Anwendungen geeignet, insbesondere für die optische Telekommunikation, beispielsweise in kohärenten Mehrkanal-Kommunikationssystemen, bei der Durchführung spektroskopischer Messungen, bei der Laser-Charakterisierung oder der Charakterisierung von optischen Verstärkern.
  • Eine kontinuierlich abstimmbare Lichtquelle ist im französischen Patent FR-2 595 013 und in jüngerer Zeit in einem Artikel der Erfinder der vorliegenden Anmeldung beschrieben, der in der Zeitschrift "Electronics Letters" von 17. Januar 1991 (Bd. 27, Nr. 2, S. 183-184) veröffentlicht wurde.
  • Die in diesen Veröffentlichungen beschriebene Lichtquelle weist einen Halbleiterlaser auf, dessen erste Fläche eine Antireflex-Beschichtung aufweist.
  • Die zweite Fläche dieses Lasers bildet einen Resonanzhohlraum mit einem Beugungsgitter.
  • Die unter bestimmten Bedingungen erfolgende Verschiebung dieses Gitters, in kombinierter Drehung und seitlicher Verschiebung, ermöglicht es, eine kontinuierliche Abstimmung der Lichtquelle zu erhalten.
  • Diese Verschiebungsbedingungen des Gitters müssen mit großer Genauigkeit beachtet werden und erfordern nach der vollständigen Montage der Lichtquelle eine regelmäßige Nachregelung von mechanischen Elementen und vorzugsweise sogar eine häufige Nachregelung während des Gebrauchs.
  • Bis zum heutigen Tage wurde die Durchführung dieser Nachregelungen als besonders schwierig erachtet und es wurde bisher kein zufriedenstellendes Verfahren vorgeschlagen, das eine einfache und durchgehende Benutzung einer solchen Lichtquelle ermöglichen würde.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.
  • Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator, wobei die Quelle aufweist:
  • - einen durch einen injizierten Strom gesteuerten Laser mit einer optischen Achse und einer ersten und einer zweiten Fläche, wobei die erste Fläche einen geringen Reflektionskoeffizienten hat;
  • - ein in der Achse des Lasers auf der Seite der ersten Fläche angeordnetes Beugungsgitter, das entlang der Achse des Lasers verschiebbar und um eine die Achse des Lasers in rechtem Winkel schneidende Achse ausrichtbar ist, und das mit der zweiten Fläche des Lasers den erweiterten Resonator bildet;
  • - einen starr mit dem Gitter verbundenen Arm mit einem bewegbaren Ende, das in permanentem Kontakt mit einer zur optischen Achse des Lasers senkrechten Gleitebene steht;
  • - eine Einrichtung zur Feinjustierung der Gleitebene in bezug auf den Laser;
  • wobei die Abstimmung der Quelle durch Verschieben des Gitters erfolgt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß
  • a) eine annähemde Justierung der Ausrichtung und der Position der Gleitebene durchgeführt wird;
  • b) das Gitter gedreht und gleichzeitig die Emissionsleistung der Quelle in bezug zum injizierten Strom als Funktion der Verschiebung des Gitters gemessen wird;
  • c) die Zahl der Emissionsleistungssprunge in bezug auf den injizierten Strom während des Verschiebens des Gitters gezählt wird, wobei jedem Sprung ein von seiner Richtung abhängiges Vorzeichen zugeordnet wird;
  • d) die Feinjustierungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Zählergebnis betätigt wird;
  • e) die Schritte b), c) und d) wiederholt werden, bis das Ergebnis des Zählvorgangs Null ist.
  • Vorzugsweise wird anschließend die Zahl der Sprünge unabhängig von ihrer Richtung gezählt und dann die Feinjustierungseinrichtung so lange betätigt, bis die Zahl der Sprünge Null ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise die folgenden Merkmale auf, die für sich oder in Kombination stehen können:
  • - Messen der Emissionsleistung durch Abgreifen eines Teils des emittierten Lichtflusses;
  • - Regeln der Emissionsleistung der Lichtquelle auf einen konstanten Wert und Messen des den Laser steuernden injizierten Stroms;
  • - Vorsehen eine automatischen Justierung, wobei die Feinjustierungseinrichtung durch eine automatische Einrichtung ausgehend von der Emissionsleistung in bezug zum injizierten Strom betätigt wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Lichtquelle, die ein einfaches Umsetzen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
  • Sie weist auf:
  • - einen durch einen injizierten Strom gesteuerten Laser mit einer optischen Achse und einer ersten und einer zweiten Fläche, wobei die erste Fläche einen geringen Reflektionskoeffizienten hat;
  • - ein in der Achse des Lasers auf der Seite der ersten Fläche angeordnetes Beugungsgiffer, das entlang der Achse des Lasers verschiebbar und um eine die Achse des Lasers in rechtem Winkel schneidende Achse ausrichtbar ist, und das mit der zweiten Fläche des Lasers den erweiterten Resonator bildet;
  • - einen starr mit dem Gitter verbundenen Arm mit einem bewegbaren Ende, das in permanentem Kontakt mit einer zur optischen Achse des Lasers senkrechten Gleitebene steht;
  • - eine Einrichtung zur Feinjustierung der Gleitebene in bezug auf den Laser;
  • - wobei die Abstimmung der Quelle durch Verschieben des Gitters erfolgt.
  • Gemäß der Erfindung weist die Lichtquelle auf:
  • - eine Einrichtung zum Abgreifen eines Teils des emittierten Flusses;
  • - einen Photodetektor, der den abgegriffenen Fluß empfängt;
  • - eine Einrichtung zum Verarbeiten des elektrischen Signals des Photodetektors;
  • - eine Einrichtung zum Steuern der Feinjustierungseinrichtung ausgehend von einem von der Verarbeitungseinrichtung erstellten Signals,
  • wobei die Verarbeitungseinrichtung die Emissionsleistung während des Justierens auf einen festen Wert regelt, durch:
  • a) Bewirken der Verschiebung des Gitters;
  • b) gleichzeitiges Messen der Emissionsleistung der Quelle;
  • c) Zählen der Emissionsleistungssprunge in bezug auf den injizierten Strom während des Drehens des Gitters, wobei jedem Sprung ein von seiner Richtung abhängiges Vorzeichen zugeordnet wird;
  • -d) Betätigen der Feinjustierungseinrichtung in Abhängigkeit von Ergebnis des Zählvorgangs;
  • e) Wiederholen der Schritte a) bis d) bis das Ergebnis des Zählvorgangs Null ist;
  • f) Zählen der Sprünge unabhängig von ihrer Richtung;
  • g) Betätigen der Feinjustierungseinrichtung bis die Zahl der Sprünge Null ist.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen genauer beschrieben, welche zeigen:
  • Figur 1 - eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator;
  • Figur 2 - eine Kurvendarstellung der Verstärkung der Lichtquelle in Abhängigkeit von der Wellenlänge;
  • Figur 3 - eine Darstellung der Emissionswellenlänge einer Lichtquelle mit erweitertem Resonator in Abhängigkeit von der Ausrichtung des Gitters um eine feststehende Achse;
  • Figuren 4 und 5 - Darstellungen der Verstärkung einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator in zwei Positionen und Ausrichtungen des Gitters;
  • Figur 6 - eine schematische Darstellung der Verschiebung des Gitters bei der Veränderung der Abstimmung;
  • Figur 7 - eine Darstellung der erfindungsgemäßen Lichtquelle.
  • Figur 1 zeigt eine Lichtquelle mit erweitertem Resonator. Ein durch eine Stromquelle 2 gesteuerter Laser 1 weist eine optische Achse 3 auf. Er weist eine erste, geringfügig reflektierende Fläche 4 und eine zweite, mit einer optischen Faser 6 verbundene Fläche 5 auf.
  • Der Laser 1 ist ein Halbleiterlaser und die erste Fläche 4 ist mit einer mehrschichtigen Antireflektionsbeschichtung versehen.
  • Ein Beugungsgitter 7 ist in der optischen Achse 3 des Lasers 1 auf der Seite der ersten Fläche 4 des Lasers angeordnet. Dieses Gitter bildet zusammen mit der Fläche 5 des Lasers 1 einen erweiterten Hohlraum mit einer äquivalenten optischen Länge L'.
  • Diese äquivalente optische Länge L' ist unmittelbar von der geometrischen Länge L zwischen dem Gitter und der zweiten Fläche 5 des Lasers 1 abhängig.
  • Das Gitter 7 ist um eine Achse 8 ausrichtbar, die die Achse 3 des Lasers in einem Winkel von 90º schneidet.
  • Unter Umständen ist ein optisches System 9 zwischen dem Laser 1 und dem Gitter 7 angeordnet, um die Kollimation des vom Laser emittierten Lichtflusses zu bewirken und eine geeignete Funktion des Gitters 7 zu gewährleisten.
  • Der von der Fläche 5 des Lasers 1 und dem Gitter 7, das beispielsweise einem Spiegel ähnlich ist, gebildete Hohlraum schwingt in Modi, deren Frequenzabstand durch die Formel
  • Δδ=c/2L'
  • ausgedrückt ist, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und L' die Länge des Resonators angibt. Diese Resonanzmodi sind auf die Frequenzen oder Wellenlängen zentriert, die in den Figuren 2 bis 5 allgemein mit dem Bezugszeichen 101 bezeichnet sind.
  • Ferner weist das Gitter 7 von der Wellenlänge oder der Lichtfrequenz abhängige Antwort auf, die in den Figuren 2 bis 5 durch das Bezugszeichen 102 wiedergegeben ist. Diese Kurve ist auf die Wellenlänge zentriert, die durch die folgende Formel ausgedrückt ist:
  • λ = 2a sin θ
  • wobei a die Stufung des Gitters und θ den Einfallwinkel des Lichtstrahls, das heißt den Winkel der Normalen auf das Gitter zur optischen Achse 3 des Lasers 1 bezeichnet.
  • In der Praxis bestimmt bei einer solchen Vorrichtung derjenige der Modi des Resonators, der am stärksten von dem Effekt des Gitters 103 profitiert, die Emissionswellenlänge λ der Lichtquelle.
  • Bei einer gegebenen optischen Länge L' des Hohlraums varueret diese Emissionswellenlänge λ somit bei einer kontinuierlichen Veränderung des Orientierungswinkels θ des Gitters 7 diskontinuierlich, wie dies in Figur 3 dargestellt ist.
  • Tatsächlich bewirkt die Drehung des Gitters 7 eine Verschiebung seiner Reaktionskurve 102 parallel zur Achse der λ, wodurch nacheinander verschiedene Modi 101 vorherrschen.
  • Bei einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle wird gleichzeitig mit der Drehung des Gitters 7, die die Verschiebung der Kurve 102 bewirkt, die optische Länge L' des Resonanzhohlraums derart verändert, daß der bevorzugt Modus 103 auf die Verschiebung der Kurve 102 folgt.
  • Diese gemeinsame Verschiebung wird durch Kombination der beiden zuvor genannten Formeln erhalten, wenn die Bedingung L' = ma sin θ berücksichtigt wird (wobei m eine ganze Zahl ist).
  • Wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, effolgt die Verschiebung des Gitters 7 aus einer ersten Position (Figur 4) in eine zweite Position (Figur 5). Die Reaktion 102 des Gitters 7 und der Resonanzmodus 103 des erweiterten Hohlraums verschieben sich gleichzeitig, wobei die Emissionswellenlänge der Lichtquelle ohne wesentliche Veränderung der Verstärkung (G&sub1; ≈ G&sub2;) von zu λ&sub0; zu λ&sub1; übergeht.
  • Es ist bekannt, daß ein Einhalten dieser Bedingung erreicht werden kann, indem das Gitter 7 starr an einem bewegbaren Arm 10 angebracht wird, dessen eines Ende 11 in permanentem Kontakt mit einer zur optischen Achse 3 senkrecht verlaufenden Gleitebene 12 gehalten ist.
  • L' ist somit der Abstand zwischen dem Schnittpunkt des Gitters 7 mit der Achse 3 des Lasers 1 und der Gleitebene 12 (Figur 6).
  • Wenn diese Gleitebene 12 in geeigneter Weise positioniert ist, und zwar gleichzeitig hinsichtlich der Orientierung und der Position in bezug zur optischen Achse 3, ist das zuvor genannte Verhältnis zwischen dem Orientierungswinkel θ des Gitters 7 und der Länge L des Resonanzhohlraums bewahrt.
  • Die genaue Justierung dieser Ausrichtung und/oder dieser Position der Gleitebene 12 ist schwer durchführbar und bis heute wurde kein Vorschlag zur Vereinfachung dieser Justierung unterbreitet.
  • Da es bis zum heutigen Tage daher üblich war, die Veränderung der Emissionswellenlänge der Lichtquelle in bezug zum Orientierungswinkel des Gitters, wie in Figur 3 dargestellt, zu beobachten, bis durch aufeinanderfolgende Annäherungen eine kontinuierliche Abstimmung erreicht wurde, wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Messung der Emissionsleistung der Lichtquelle, in bezug auf den Strom und nicht in bezug auf die Wellelange, in Abhängigkeit von der Orientierung des Gitters eine einfache Ausführung dieser Justierung unter guten Bedingungen ermöglicht.
  • Zunächst erfolgt eine annäherungsweise Justierung der Orientierung der Position der Gleitebene. Diese annäherungsweise Justierung kann durch die mechanische Vorrichtung selbst erfolgen. Es können bei der Konstruktion der Lichtquelle ebenfalls grobe Justierungen vorgesehen sein, die endgültig festgelegt sind.
  • Die Lichtquelle weist eine Feinjustierungseinrichtung 13 auf, die die Orientierung und/oder die Position der Gleitebene 12 beeinflußt.
  • Diese Feinjustierungseinrichtung 13 weist ein Element 14 auf, das mittels einer Mikrometer-Schraube 16 um eine Achse 15 drehend bewegbar ist. Dieses Element 14 trägt die Gleitebene 12.
  • Im folgenden wird der Vorgang der Justierung der Lichtquelle beschrieben, der der Bedingung der kontinuierlichen Abstirrimbarkeit genügt.
  • Das Gitter 7 wird verschoben und es wird die Emissionsleistung der Lichtquelle in bezug zum injizierten Strom in Abhängigkeit von der Position des Gitters gemessen oder gegebenenfalls aufgezeichnet.
  • Es wurde festgestellt, daß die Emissionsleistung der Lichtquelle, oder genauer gesagt deren Bezug zu dem von der Stromquelle 2 injizierten Strom, beim Übergang der Resonanz des Hohlraums von einem Modus zu einem anderen Sprünge aufweist.
  • Es soll daher bei der Justierung die Ebene 12 derart eingestellt werden, daß diese Sprünge nicht mehr gegeben sind.
  • Zu diesem Zweck werden die Richtung und die Anzahl der Sprünge der Emissionsleistung in bezug zum injizierten Strom bei der Bewegung des Gitters 7 gemessen.
  • Die Zahl der Sprünge wird algebraisch gezählt, indem jedem der Sprünge ein von seiner Richtung abhängiges Vorzeichen zugeordnet wird.
  • Anschließend wird die Feinjustierungseinrichtung entsprechend dem Zählergebnis betätigt.
  • Es wurde in der Theorie vorausgesehen und durch die Erfahrung bestätigt, daß die Richtung der Sprünge, das heißt ihr Vorzeichen die Richtung der Verschiebung der Gleitebene 12 bestimmt, die zur Verringerung der Amplitude dieser Sprünge durchzuführen ist.
  • Nach der Durchführung dieser Justierung werden die vorgenannten Vorgänge erneut ausgeführt, das Gitter wird gedreht, das Vorzeichen und die Zahl der Sprünge werden ermittelt, die algebraische Summe aus diesen wird gebildet und eine neue Justierung wird vorgenommen bis das Ergebnis des Zählvorgangs null ist.
  • Diese Justierung kann jedoch zu einem multimodalen Resonanzmodus führen, bei dem die in einer Richtung erfolgenden Sprünge einer gegebenen Amplitude in der Summe durch in der anderen Richtung erfolgende Sprünge der gleichen Amplitude kompensiert werden.
  • Um ein Justieren der Lichtquelle auf eine multimodale Resonanz zu vermeiden, ist es daher erwünscht, ebenfalls die Absolutwerte der Zahl der Sprünge zu kumulieren und die Justiereinrichtungen so zu betätigen, daß diese Kumulation minimiert oder gar null wird. Diese neue Justierung beeinflußt, wenn sie erforderlich ist, nicht die vorhergehende Justierung.
  • Auf diese Weise erhält man durch Drehen und Verschieben des Gitters 7 eine kontinuierlich abstimmbare Lichtquelle.
  • Es wurde zuvor angegeben, daß die Justierung der Lichtquelle unter Berücksichtigung der Emissionsleistung im Verhältnis zum injizierten Strom erfolgt. Diese beiden Parameter sind in der Tat voneinander abhangig.
  • In der Praxis wird es bevorzugt, die Emissionsleistung durch Regeln konstant zu halten und den injizierten Strom zu messen.
  • Es kann ebenfalls der injizierte Strom festgelegt und die Emissionsleistung gemessen werden.
  • Die Kurven, die jeweils den injizierten Strom in Abhängigkeit von der Orientierung und der Position des Gitters 7 bei konstanter Leuchtkraft und die Leuchtkralt, ebenfalls in Abhängigkeit von der Orientierung und der Position des Gitters 7, darstellen, sind komplementär.
  • Das Verfahren zum Justieren der abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator kann vorteilhafterweise automatisiert sein, wobei die Feinjustierungseinrichtung 13 entsprechend von der Emissionsleistung in bezug zum injizierten Strom betatigt wird.
  • Die in der Figur 7 dargestellte Lichtquelle weist einen von einer elektrischen Quelle 2 gesteuerten Laser 5, ein Gitter 7 und ein optisches System 9 auf.
  • Die Gleitebene 12 ist an dem Element 14 der durch die Mikrometer-Schraube 16 betätigten Positionierungseinrichtung 13 angebracht.
  • Das Gitter 7 ist von einer Drehplaffe 21 gestützt, die fest mit dem Arm 10 verbunden ist. Eine Feder 22 ist an einem Ende mittels einer Befestigungseinrichtung 23 an der Basis 24 der Lichtquelle und an ihrem anderen Ende an einem Finger 25 angebracht, der an der Drehplatte 21 befestigt ist.
  • Die Wirkung der Feder 22 hält das Ende 11 des Arms 10 in Kontakt mit der Ebene 12. Die Drehplatte 21 ist ihrerseits auf einer Translationsbewegungseinrichtung mit einem Sockel 26, der auf der Basis 24 befestigt ist, und einem bewegbaren Element 27 angebracht, das die Dreh platte 21 trägt.
  • Der die Schneckenstange 29 steuemde Motor 28 ist in der Lage, die Verschiebung der Translationseinrichtung 26, 27 zu bewirken, indem er gegen den fest mit dem Translationselement 27 verbundenen Finger 30 druckt.
  • Es ist somit ersichtlich, daß der Motor 28, der die Verschiebung des Translationselements 27 bewirkt, das Gitter 7 antreibt, wodurch die Länge des Resonanzhohlraums der Lichtquelle verändert wird. Gleichzeitig bewirkt der an der Bezugsebene 12 anliegende Arm 10 die Drehung des Gitters 7 um dessen Achse 8 und dadurch die Verschiebung der Übertragungskurve 102.
  • Die Feinjustierung der Lichtquelle, das heißt der Position der Gleitebene 12, ist vorteilhafterweise automatisiert.
  • Zu diesem Zweck greift ein Separator 31 einen Teil des von der Lichtquelle emittierten Flusses ab und richtet ihn auf den Photodetektor 32. Das von dem Photodetektor erzeugte elektrische Signal wird einer Verarbeitungseinheit 33 zugesandt, die einerseits die elektrische Quelle 2 steuert und den in den Laser injizierten Strom bestimmt, und zwar derart, daß die Intensität des Lichtflusses der Lichtquelle ungeachtet der Position des Gitters 7 konstant ist.
  • Andererseits ist die Verarbeitungseinheit 33 in der Lage, Eichungsvorgänge zu steuern, nach denen durch Einwirken des Motors 28 die Translations- und Rotationsverschiebung des Gitters 7, die Messung des von der Stromquelle 2 in Abhängigkeit von der Ausrichtung des Gitters 7 injizierten Stroms, das Zählen und algebraische Kumulieren der Vorzeichen und der Anzahl der Sprünge des injizierten Stroms sowie das Anlegen eines Signals durch die Verarbeitungseinrichtung 33 in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kumulierung an die Steuereinheit 40 der Mikrometer-Schraube 16 zum Minimieren der Summe der Zahl der Sprünge erfolgt.
  • Wie bei der Beschreibung des Verfahrens zuvor erwannt, bewirkt die Verarbeitungseinrichtung 33 vorteilhafterweise ein Kumulieren des Absolutwerts der Zahl der Sprünge, derart, daß die Mikrometer-Schraube 16 über die Steuereinrichtung 40 gesteuert und eine multimodale Resonanz des Hohlraums vermieden wird.
  • Die Erfindung schlägt somit ein besonders einfaches Verfahren zum Justieren einer abstimmbaren Lichtquelle vor.
  • Als Beispiel sei angeführt, daß eine Lichtquelle ausgebildet wurde, die, bei einem etwa 1540 Nanometer emittierenden Halbleiterlaser, auf 82 Nanometer eine von Modussprüngen freie Abstimmbarkeit der Wellenlänge erreichte.
  • Der Reflektionskoeffizient der ersten Fläche 4 des Lasers ist zwischen 1500 und 1580 mm geringer als 10&supmin;³.
  • Der Reflektionskoeffizient der zweiten Fläche 5 des Lasers liegt in der Größenordnung von 0,32.
  • Das Gitter ist ein ebenes Gitter mit ungefahr 1200 Strichen pro Millimeter.
  • Das optische System 9 hat eine Brennweite von 6 mm.
  • Es sind verschiedene Modifikationen des Justierverfahrens und der Lichtquelle möglich, ohne von dem Rahmen der Erfindung abzuweichen, insbesondere kann das optische System 9 vorteilhafierweise ein katadioptrisches System sein.
  • Die nach den technischen Merkmalen in den Ansprüchen eingefügten Bezugszeichen dienen lediglich dem besseren Verständnis der technischen Merkmale und begrenzen deren Umfang in keiner Weise.

Claims (7)

1. Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator, wobei die Quelle aufweist:
- einen durch einen injizierten Strom gesteuerten Laser (1) mit einer optischen Achse (3) und einer ersten und einer zweiten Fläche (4, 5), wobei die erste Fläche (4) einen geringen Reflektionskoeffizienten hat;
- ein in der Achse (3) des Lasers (1) auf der Seite der ersten Fläche (4) angeordnetes Beugungsgitter (7), das entlang der Achse (3) des Lasers verschiebbar und um eine die Achse (3) des Lasers in rechtem Winkel schneidende Achse (8) ausrichtbar ist, und das mit der zweiten Fläche (5) des Lasers (1) den erweiterten Resonator bildet;
- einen starr mit dem Gitter (7) verbundenen Arm (10) mit einem bewegbaren Ende (11), das in permanentem Kontakt mit einer zur optischen Achse (3) des Lasers (1) senkrechten Gleitebene (12) steht;
- eine Einrichtung (13) zur Feinjustierung der Gleitebene (12) in bezug auf den Laser (1);
wobei die Abstimmung der Quelle durch Verschieben des Gitters (7) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß:
a) eine annähemde Justierung der Ausrichtung und der Position der Gleitebene (12) durchgeführt wird;
b) das Gitter (7) gedreht und gleichzeitig die Emissionsleistung der Quelle in bezug zum injizierten Strom als Funktion der Verschiebung des Gitters (7) gemessen wird;
c) die Zahl der Emissionsleistungssprünge in bezug auf den inuzierten Strom während des Verschiebens des Gitters gezählt wird, wobei jedem Sprung ein von seiner Richtung abhängiges Vorzeichen zugeordnet wird;
d) die Feinjustierungseinrichtung (13) in Abhängigkeit von dem Zählergebnis betätigt wird;
e) die Schritte b), c) und d) wiederholt werden, bis das Ergebnis des Zählvorgangs Null ist.
2. Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Zahl der Sprünge unabhängig von ihrer Richtung gezählt wird;
- die Feinjustierungseinrichtung (13) so lange betätigt wird, bis die Zahl der Sprünge Null ist.
3. Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstinimbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Emissionsleistung durch Abgreifen eines Teils des emittierten Lichtflusses erfolgt.
4. Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsleistung der Lichtquelle auf einen konstanten Wert geregelt wird, und daß der den Laser steuernde injizierte Strom gemessen wird.
5. Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierung automatisiert ist, wobei die Feinjustierungseinrichtung (13) durch eine automatische Einrichtung ausgehend von der Emissionsleistung in bezug zum injizierten Strom betatigt wird.
6. Verfahren zum Justieren einer kontinuierlich abstimmbaren Lichtquelle mit erweitertem Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierung während des Betriebs der Quelle fortlaufend gewährleistet ist.
7. Kontinuierlich abstimmbare Lichtquelle mit erweitertem Resonator, mit:
- einem durch einen injizierten Strom gesteuerten Laser (1) mit einer optischen Achse (3) und einer ersten und einer zweiten Fläche (4, 5), wobei die erste Fläche (4) einen geringen Reflektionskoeffizienten hat;
- einem in der Achse (3) des Lasers (1) auf der Seite der ersten Fläche (4) angeordnetes Beugungsgitter (7), das entlang der Achse (3) des Lasers verschiebbar und um eine die Achse (3) des Lasers in rechtem Winkel schneidende Achse (8) ausrichtbar ist, und das mit der zweiten Fläche (5) des Lasers (1) den erweiterten Resonator bildet;
- einem starr mit dem Gitter (7) verbundenen Arm (10) mit einem bewegbaren Ende (11), das in permanentem Kontakt mit einer zur optischen Achse (3) des Lasers (1) senkrechten Gleitebene (12) steht;
- einer Einrichtung (13) zur Feinjustierung der Gleitebene (12) in bezug auf den Laser (1);
- wobei die Abstimmung der Quelle durch Verschieben des Gitters (7) erfolgt,
dadurch gekermzeichnet, daß sie aufweist:
- eine Einrichtung (14) zum Abgreifen eines Teils des emittierten Flusses;
- einen Photodetektor (15), der den abgegriffenen Fluß empfängt;
- eine Einrichtung (16) zum Verarbeiten des elektrischen Signals des Photodetektors;
- eine Einrichtung (17) zum Steuem der Feinjustierungseinrichtung (13) ausgehend von einem von der Verarbeitungseinrichtung erstellten Signals,
wobei die Verarbeitungseinrichtung (16) die Emissionsleistung wänrend des Justierens auf einen festen Wert regelt, durch:
a) Bewirken der Verschiebung des Gitters (7);
b) gleichzeitiges Messen der Emissionsleistung der Quelle;
c) Zählen der Emissionsleistungssprunge in bezug auf den injizierten Strom während des Drehens des Gitters, wobei jedem Sprung ein von seiner Richtung abhängiges Vorzeichen zugeordnet wird;
d) Betätigen der Feinjustierungseinrichtung (13) in Abhängigkeit von Ergebnis des Zählvorgangs;
e) Wiederholen der Schritte a) bis d) bis das Ergebnis des Zählvorgangs Null ist;
f) Zählen der Sprünge unabhängig von ihrer Richtung;
g) Betätigen der Feinjustierungseinrichtung (13) bis die Zahl der Sprünge Null ist.
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799359A (ja) * 1993-09-27 1995-04-11 Ando Electric Co Ltd 外部共振器型周波数可変半導体レーザ光源
DE59709418D1 (de) * 1996-04-10 2003-04-10 Joachim Sacher Abstimmvorrichtung
JPH10341057A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Ando Electric Co Ltd 外部共振器型波長可変半導体レーザー光源およびその波長可変方法
JPH11163450A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Ando Electric Co Ltd 波長可変光源
FR2775390B1 (fr) * 1998-02-20 2000-05-05 Photonetics Source laser monomode continument accordable en longueur d'onde
JPH11307864A (ja) * 1998-04-23 1999-11-05 Ando Electric Co Ltd 外部共振器型波長可変光源
US6388782B1 (en) 1998-06-01 2002-05-14 Sarnoff Corporation Multi-wavelength dense wavelength division multiplexed optical switching systems
US6014237A (en) * 1998-06-01 2000-01-11 Sarnoff Corporation Multiwavelength mode-locked dense wavelength division multiplexed optical communication systems
AU6142399A (en) 1998-09-11 2000-04-03 New Focus, Inc. Tunable laser
US6192058B1 (en) 1998-09-18 2001-02-20 Sarnoff Corporation Multiwavelength actively mode-locked external cavity semiconductor laser
CA2363560C (en) * 1999-02-19 2008-09-02 Radians Innova Ab Device and method for tuning the wavelength of the light in an external cavity laser
US6879619B1 (en) 1999-07-27 2005-04-12 Intel Corporation Method and apparatus for filtering an optical beam
US6853654B2 (en) 1999-07-27 2005-02-08 Intel Corporation Tunable external cavity laser
US6856632B1 (en) 1999-09-20 2005-02-15 Iolon, Inc. Widely tunable laser
US6847661B2 (en) * 1999-09-20 2005-01-25 Iolon, Inc. Tunable laser with microactuator
US6625183B1 (en) * 2000-01-31 2003-09-23 New Focus, Inc. External cavity laser apparatus
US7209498B1 (en) 2000-05-04 2007-04-24 Intel Corporation Method and apparatus for tuning a laser
US7120176B2 (en) 2000-07-27 2006-10-10 Intel Corporation Wavelength reference apparatus and method
US6706162B1 (en) 2000-09-25 2004-03-16 Applera Corporation High speed, high resolution compositions, methods, and kits for capillary electrophoresis
GB0101985D0 (en) * 2001-01-25 2001-03-14 Marconi Comm Ltd Optical component
US6658031B2 (en) * 2001-07-06 2003-12-02 Intel Corporation Laser apparatus with active thermal tuning of external cavity
US6710914B2 (en) 2001-05-22 2004-03-23 Lightwave Electronics Tunable light source employing optical parametric oscillation near degeneracy
US6804278B2 (en) 2001-07-06 2004-10-12 Intel Corporation Evaluation and adjustment of laser losses according to voltage across gain medium
US6901088B2 (en) * 2001-07-06 2005-05-31 Intel Corporation External cavity laser apparatus with orthogonal tuning of laser wavelength and cavity optical pathlength
US6822979B2 (en) 2001-07-06 2004-11-23 Intel Corporation External cavity laser with continuous tuning of grid generator
US6724797B2 (en) 2001-07-06 2004-04-20 Intel Corporation External cavity laser with selective thermal control
US7230959B2 (en) 2002-02-22 2007-06-12 Intel Corporation Tunable laser with magnetically coupled filter
JP4083464B2 (ja) * 2002-05-02 2008-04-30 富士通株式会社 波長可変光源装置およびそれを用いた光増幅器
US7653094B2 (en) * 2005-03-24 2010-01-26 Mitutoyo Corporation External cavity laser with flexure tuning element
US7903704B2 (en) * 2006-06-23 2011-03-08 Pranalytica, Inc. Tunable quantum cascade lasers and photoacoustic detection of trace gases, TNT, TATP and precursors acetone and hydrogen peroxide
US7822096B2 (en) 2008-12-12 2010-10-26 Corning Incorporated Alignment and wavelength selection in external cavity lasers
US9608408B2 (en) 2012-09-26 2017-03-28 Pranalytica, Inc. Long wavelength quantum cascade lasers based on high strain composition
CN104393486B (zh) * 2014-12-22 2018-04-27 厦门大学 一种外腔半导体激光器光路调整装置及调整方法
WO2022133439A1 (en) 2020-12-17 2022-06-23 Hongene Biotech Corporation Compositions and kits comprising interpenetrating networks for capillary electrophoresis
DE102021127767A1 (de) 2021-10-26 2023-04-27 Trumpf Scientific Lasers Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem, und Kurzpulslasersystem

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2595013B1 (fr) * 1986-02-24 1989-06-02 Favre Francois Source lumineuse continument accordable

Also Published As

Publication number Publication date
FR2690012A1 (fr) 1993-10-15
FR2690012B1 (fr) 1994-07-08
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US5347527A (en) 1994-09-13
DE69302749D1 (de) 1996-06-27
JPH06140705A (ja) 1994-05-20
JP3481646B2 (ja) 2003-12-22
EP0566434A1 (de) 1993-10-20

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