FR2647974A1

FR2647974A1 - DEVICE FOR BACKCOUPLING THE RADIATION OF A LASER EFFECT DIODE

Info

Publication number: FR2647974A1
Application number: FR9006024A
Authority: FR
Inventors: Manfred Rothhardt; Hartmut Haensel; Hans-Juergen Dobschal
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1990-12-07
Also published as: DD294619A7; DE4005247A1

Abstract

Dispositif pour le rétrocouplage du rayonnement d'une diode à effet laser, dans lequel, à la sortie arrière de la diode à effet laser, est accouplé un résonnateur optique, qui contient un réseau de diffraction - réflexion pour sélectionner les longueurs d'onde, caractérisé en ce que le réseau de diffraction - réflexion, dont la normale est inclinée par rapport à la direction du rayon principal du rayonnement de la diode à effet laser, comporte sur lui-même, sur sa surface optiquement agissante, à côté d'un organe de dispersion, une optique de collimateur et une optique de correction, pour l'image de la sortie de forme non circulaire de la diode à effet laser.Device for the retrocoupling of radiation from a laser diode, in which, at the rear output of the laser diode, an optical resonator is coupled, which contains a diffraction - reflection grating for selecting wavelengths, characterized in that the diffraction - reflection grating, the normal of which is inclined with respect to the direction of the main ray of the radiation of the laser effect diode, has on itself, on its optically active surface, next to a dispersing member, a collimator optic and a correction optic, for the image of the non-circular shaped output of the laser effect diode.

Description

[ L'invention concerne un dispositif optique pour le rétrocouplage du[The invention relates to an optical device for the back coupling of the

rayonnement d'une diode à effet laser, propre à être mise en oeuvre dans les techniques radiation from a laser effect diode, suitable for use in techniques

de mesure interférométriques et les transmissions d'infor- interferometric measurement and information transmissions

mations cohérentes. Malgré différents avantages que possèdent les coherent statements. Despite the various advantages that

diodes à effet laser par rapport aux laser à gaz (minia- diodes with laser effect compared to gas lasers (minia-

turisation, faible tension de service, durée de vie élevée, facilité de modulation), leur mise en oeuvre dans les techniques de mesure interférométriques est encore jusqu'à maintenant insuffisamment résolue à cause de la turisation, low operating voltage, long service life, ease of modulation), their implementation in interferometric measurement techniques has so far been insufficiently resolved because of the

faible cohérence longitudinale.weak longitudinal coherence.

Tandis que, dans le cas des procédé connus de rétrocouplage électrique outre le coût de l'électronique un discriminateur optique est nécessaire, les procédés de rétrocouplage optique utilisent un résonateur extérieur pour augmenter la cohérence longitudinale du rayonnement de la diode à effet laser (Velitschanski, V.L.; Zibrov, A.S. Zh. Tekh. Fiz. Letts. 4 (1978) 1087). Le résonateur extérieur est constitué soit d'une optique de collimateur, liée à un miroir de déviation et un réseau plan de diffraction sur la face arrière d'un prisme, soit d'une optique de collimateur, en liaison avec un réseau plan de diffraction dans un montage de Littrow. Le réseau de diffraction sert à la sélection de mode du faisceau laser. Une image de la surface de sortie du laser comportant une qualité élevée en elle-même, qui assure une efficacité élevée du rétrocouplage, nécessite, d'autre part, une optique de collimateur corrigée, ce qui conduit à des coûts supplémentaires et va A l'encontre d'une solution compacte ayant une grande stabilité mécanique. La cohérence longitudinale élevée des solutions techniques connues est toutefois liée t des fluctuations d'intensité qui. sont provoquées par les interfaces While, in the case of known methods of electrical back-coupling in addition to the cost of electronics, an optical discriminator is necessary, optical back-coupling methods use an external resonator to increase the longitudinal coherence of the radiation of the laser effect diode (Velitschanski, VL; Zibrov, AS Zh. Tekh. Fiz. Letts. 4 (1978) 1087). The external resonator consists either of a collimator optic, linked to a deflection mirror and a flat diffraction grating on the rear face of a prism, or of a collimator optic, in connection with a flat diffraction grating in a montage of Littrow. The diffraction grating is used to select the mode of the laser beam. An image of the laser output surface having a high quality in itself, which ensures a high efficiency of the back-coupling, requires, on the other hand, a corrected collimator optic, which leads to additional costs and goes A l against a compact solution with high mechanical stability. The high longitudinal coherence of known technical solutions is however linked to intensity fluctuations which. are caused by interfaces

existant dans le résonateur externe. existing in the external resonator.

L'invention s'est fixé pour but, avec un coût faible et un rendement élevé, de réaliser un rayonnement de diode à effet laser présentant une grande cohérence longitudinale et qui est débarrassé de fluctuations d'intensité gênantes. The invention has set itself the aim, with a low cost and a high yield, of producing a laser effect diode radiation having a great longitudinal coherence and which is free from annoying intensity fluctuations.

Le problème réside dans la suppression de l'in- The problem lies in removing the information.

fluence néfaste des interfaces provoquant des réflexions, se trouvant dans le résonateur extérieur, et dans la réalisation de caractéristiques d'image corrigées, que garantit une disposition compacte, de stabilité mécanique harmful fluence of the interfaces causing reflections, being in the external resonator, and in the realization of corrected image characteristics, which guarantees a compact arrangement, of mechanical stability

élevée et de faible consommation d'énergie. high and low power consumption.

Ce problème est résolu selon l'invrention, par un dispositif optique pour le rétrocouplage du rayonnement d'une diode A effet laser, dans lequel, A la sortie arrière de la diode à effet laser, est accouplé un This problem is solved according to the invention, by an optical device for back-coupling the radiation of a laser effect diode, in which, at the rear output of the laser effect diode, is coupled a

résonnateur optique, qui contient un réseau de diffrac- optical resonator, which contains a network of diffrac-

tion - réflexion pour sélectionner les longueurs d'onde, tandis que le réseau de diffraction - réflexion, dont la normale est inclinée par rapport à la direction du rayon principal du rayonnement de la diode A effet laser, tion - reflection to select the wavelengths, while the diffraction grating - reflection, the normal of which is inclined with respect to the direction of the main ray of the radiation of the laser effect diode,

comporte sur lui-même, sur sa surface optiquement agis- has on itself, on its optically acting surface

sante, à côté d'un organe de dispersion, une optique de collimateur et une optique de correction pour l'image de health, alongside a dispersing device, a collimator optic and a correction optic for the image of

sortie de forme non circulaire de la diode A effet laser. non-circular output of the laser effect diode.

Avantageusement, on peut monter un réseau concave hologra- Advantageously, one can mount a concave network hologra-

phique correcteur de l'image.image correction phique.

On décrira ci-après l'invention plus en détail, à l'aide du dessin schématique annexé. La figure unique montre une diode à effet laser comportant un résonnateur The invention will be described below in more detail, using the attached schematic drawing. The single figure shows a laser effect diode comprising a resonator

extérieur accouplé.outside coupled.

Du côté de la sortie 3 d'une diode A effet laser 1, comportant une couche active 2, est accouplé un résonateur extérieur se présentant sous la forme d'un réseau concave 4. Le réseau concave 4, dont la normale N est inclinée d'un angle al par rapport au rayon principal dirigé suivant l'axe optique 0 - 0 et dont le sommet S est A une distance LA de la sortie 3, dirige sur la sortie 3 le rayonnement de la diode à effet laser, sélectionné en longueur d'onde. La section du faisceau On the side of the output 3 of a laser effect diode 1, comprising an active layer 2, an external resonator is coupled in the form of a concave network 4. The concave network 4, the normal of which is inclined d 'an angle al with respect to the main ray directed along the optical axis 0 - 0 and the apex S of which is A distance LA from the outlet 3, directs the radiation of the laser effect diode, selected in length, to the outlet 3 wave. Beam section

rayonnant diffracté est ajusté sur la section non circu- diffracted beam is adjusted to the uncircular section

laire de la sortie 3.exit area 3.

Dans ce but, le réseau concave 4 comporte dans sa surface optiquement agissante, outre un organe de dispersion et une optique de collimateur, une optique For this purpose, the concave network 4 comprises in its optically active surface, in addition to a dispersing member and a collimator optic, an optic

correctrice de l'image.image corrector.

Par exemple, les caractéristiques de l'image sont obtenues pour une distance LA = 50 mm et un angle al = ,521 grades, au moyen d'un réseau concave, qui a été construit avec les paramètres suivants: R = 33,115 mm LC = 55,17 mm LD = 33,11 mm ga = 39,871 grades de = 0 grade Les paramètres ont la signification suivante: R = rayon du support du réseau servant à la réalisation du réseau LC = longueur entre le sommet du support du réseau et une première source de lumière ponctuelle C servant à la réalisation LD = longueur entre le sommet du support du réseau et une deuxième source de lumière ponctuelle D servant à la réalisation ga = angle entre le rayon principal de la source de lumière ponctuelle C et la normale au sommet du For example, the image characteristics are obtained for a distance LA = 50 mm and an angle al =, 521 grades, by means of a concave network, which has been constructed with the following parameters: R = 33.115 mm LC = 55.17 mm LD = 33.11 mm ga = 39.871 grades of = 0 grade The parameters have the following meaning: R = radius of the network support used to make the network LC = length between the top of the network support and a first point light source C used for the realization LD = length between the top of the network support and a second point light source D used for the realization ga = angle between the main radius of the point light source C and the normal to summit of

support du réseau.network support.

de = angle entre le rayon principal de la source de lumière ponctuelle D et la normale au sommet du de = angle between the main radius of the point light source D and the normal at the top of the

support du réseau.network support.

Claims

1. Device for back-coupling the spoke

ment of a laser effect diode. in which, at the rear output of the laser effect diode, is coupled an optical resonator, which contains a diffraction-reflection network to select the wavelengths,

characterized in that the diffraction grating - reflects -

xion, the normal of which is inclined with respect to the direction of the principal ray of the radiation of the laser effect diode, comprises on itself, on its optically active surface, next to a dispersing member, a collimator optic and correction optics, for the image of the non-circular output of the

diode with laser effect.

2. Device according to claim 1, charac-

terized in that the diffraction - reflection grating is

a concave holographic network, image corrector.