JP2000082864A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
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- JP2000082864A JP2000082864A JP10250866A JP25086698A JP2000082864A JP 2000082864 A JP2000082864 A JP 2000082864A JP 10250866 A JP10250866 A JP 10250866A JP 25086698 A JP25086698 A JP 25086698A JP 2000082864 A JP2000082864 A JP 2000082864A
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- semiconductor laser
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザの発振波長を、より容易に精度
良く所望の値とできるようにする。 【解決手段】 半導体レーザ１０１による外部共振器型
レーザにおいて、光ファイバ１０６と外部共振器を構成
するＦＧ１１０とは、サブマウント１１１を介して温度
制御部１１２上に配置される。そして、半導体レーザ１
０１は温度一定にされた状態で、温度制御部１１２によ
る光ファイバ１０６とＦＧ１１０との温度制御状態にと
もなってモードホップのない状態で発振波長が変化す
る。
良く所望の値とできるようにする。 【解決手段】 半導体レーザ１０１による外部共振器型
レーザにおいて、光ファイバ１０６と外部共振器を構成
するＦＧ１１０とは、サブマウント１１１を介して温度
制御部１１２上に配置される。そして、半導体レーザ１
０１は温度一定にされた状態で、温度制御部１１２によ
る光ファイバ１０６とＦＧ１１０との温度制御状態にと
もなってモードホップのない状態で発振波長が変化す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コヒーレント光
通信や光波長多重通信、および光計測などに利用される
外部共振器型レーザを用いたレーザ装置に関する。
通信や光波長多重通信、および光計測などに利用される
外部共振器型レーザを用いたレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コヒーレント光通信や光多重通信および
波長に関連した光計測では、発振波長を精密に制御しな
がら変化させる必要がある。特に、用途によっては、ス
ペクトル線幅を数１０ｋＨｚ程度以下に制御しつつ、所
定の発振波長に設定する必要がある（文献：Kouji Kiku
shima, Ko-ich Suto, Hiroshi Nakamoto, Hisao Yoshin
aga, Chisei Kishimoto, Masami Kawabe, Kiyomi Kumoz
aki, and Nori Shibata"Super-wide-band optical syst
ems", IEEE Photonics Technologies Letters,Vol.8,n
o.6,pp.839-841,1996）。従来、発振波長を精密に制御
することのできる光源としては、上記の文献に記載され
ている狭スペクトル線幅を有する半導体ＤＦＢレーザが
使用されている。この半導体ＤＦＢレーザの発振波長
は、温度とバイアス電流とを制御することで所望とする
値にしている。
波長に関連した光計測では、発振波長を精密に制御しな
がら変化させる必要がある。特に、用途によっては、ス
ペクトル線幅を数１０ｋＨｚ程度以下に制御しつつ、所
定の発振波長に設定する必要がある（文献：Kouji Kiku
shima, Ko-ich Suto, Hiroshi Nakamoto, Hisao Yoshin
aga, Chisei Kishimoto, Masami Kawabe, Kiyomi Kumoz
aki, and Nori Shibata"Super-wide-band optical syst
ems", IEEE Photonics Technologies Letters,Vol.8,n
o.6,pp.839-841,1996）。従来、発振波長を精密に制御
することのできる光源としては、上記の文献に記載され
ている狭スペクトル線幅を有する半導体ＤＦＢレーザが
使用されている。この半導体ＤＦＢレーザの発振波長
は、温度とバイアス電流とを制御することで所望とする
値にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その半
導体ＤＦＢレーザの発振波長を所定の値に制御するため
には、まず、製造上の歩留りが問題となる。その半導体
ＤＦＢレーザでは、活性層を構成している膜厚や幅、ま
た、ＤＦＢレーザのブラッググレーティングの形状が変
化すると、出力するレーザ光の波長が変化するので、所
望とする発振波長のものを製造するのが難しい。また、
その半導体ＤＦＢレーザの発振波長は、温度によって制
御はできるが、温度によって変化しやすく、その温度依
存性は０．１ｎｍ／℃である。このため、０．０１ｎｍ
程度以下の高精度な波長制御のもとに、所望の発振波長
とするためには、０．１℃以下の高精度な温度制御が必
要であった。
導体ＤＦＢレーザの発振波長を所定の値に制御するため
には、まず、製造上の歩留りが問題となる。その半導体
ＤＦＢレーザでは、活性層を構成している膜厚や幅、ま
た、ＤＦＢレーザのブラッググレーティングの形状が変
化すると、出力するレーザ光の波長が変化するので、所
望とする発振波長のものを製造するのが難しい。また、
その半導体ＤＦＢレーザの発振波長は、温度によって制
御はできるが、温度によって変化しやすく、その温度依
存性は０．１ｎｍ／℃である。このため、０．０１ｎｍ
程度以下の高精度な波長制御のもとに、所望の発振波長
とするためには、０．１℃以下の高精度な温度制御が必
要であった。
【０００４】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、レーザの発振波長を、よ
り容易に精度良く所望の値とできるようにすることを目
的とする。
るためになされたものであり、レーザの発振波長を、よ
り容易に精度良く所望の値とできるようにすることを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明のレーザ装置
は、光導波方向の一端に反射防止膜が形成されて所望と
する第１の温度に制御された半導体レーザと、その半導
体レーザの反射防止膜形成面側に光入射端面が配置され
てその反射防止膜より出射される光に結合して所望とす
る第２の温度に制御された光ファイバと、その光ファイ
バの光出射端面に結合して配置されてやはり第２の温度
に制御された特定の波長のみを選択的に反射するファイ
バグレーティングとを備え、ファイバグレーティングで
外部共振器が構成され、第１の温度は一定とされた状態
で第２の温度にともなって変化する任意の波長のレーザ
光が出力されるようにした。このように構成したので、
半導体レーザの温度を固定して、光ファイバとファイバ
グレーティングの温度を変化させることで、発振するレ
ーザ光の波長はモードホップのない状態で変化する。ま
た、この発明のレーザ装置は、光導波方向の一端に反射
防止膜が形成された半導体レーザと、その半導体レーザ
を所望とする温度に制御する第１の温度制御手段と、半
導体レーザの反射防止膜形成面側に光入射端面が配置さ
れてその反射防止膜より出射される光に結合した光ファ
イバと、その光ファイバの光出射端面に結合して配置さ
れて特定の波長のみを選択的に反射するファイバグレー
ティングと、光ファイバおよびファイバグレーティング
を所望とする温度に制御する第２の温度制御手段とを備
え、ファイバグレーティングで外部共振器が構成され、
第１の温度制御手段が温度一定に制御した状態で第２の
温度制御手段の温度制御状態にともなって変化する任意
の波長のレーザが出力されるようにした。このように構
成したので、第１の温度制御手段により半導体レーザの
温度を固定した状態で、第２の温度制御手段により光フ
ァイバとファイバグレーティングの温度を変化させるこ
とで、発振するレーザ光の波長はモードホップのない状
態で変化する。
は、光導波方向の一端に反射防止膜が形成されて所望と
する第１の温度に制御された半導体レーザと、その半導
体レーザの反射防止膜形成面側に光入射端面が配置され
てその反射防止膜より出射される光に結合して所望とす
る第２の温度に制御された光ファイバと、その光ファイ
バの光出射端面に結合して配置されてやはり第２の温度
に制御された特定の波長のみを選択的に反射するファイ
バグレーティングとを備え、ファイバグレーティングで
外部共振器が構成され、第１の温度は一定とされた状態
で第２の温度にともなって変化する任意の波長のレーザ
光が出力されるようにした。このように構成したので、
半導体レーザの温度を固定して、光ファイバとファイバ
グレーティングの温度を変化させることで、発振するレ
ーザ光の波長はモードホップのない状態で変化する。ま
た、この発明のレーザ装置は、光導波方向の一端に反射
防止膜が形成された半導体レーザと、その半導体レーザ
を所望とする温度に制御する第１の温度制御手段と、半
導体レーザの反射防止膜形成面側に光入射端面が配置さ
れてその反射防止膜より出射される光に結合した光ファ
イバと、その光ファイバの光出射端面に結合して配置さ
れて特定の波長のみを選択的に反射するファイバグレー
ティングと、光ファイバおよびファイバグレーティング
を所望とする温度に制御する第２の温度制御手段とを備
え、ファイバグレーティングで外部共振器が構成され、
第１の温度制御手段が温度一定に制御した状態で第２の
温度制御手段の温度制御状態にともなって変化する任意
の波長のレーザが出力されるようにした。このように構
成したので、第１の温度制御手段により半導体レーザの
温度を固定した状態で、第２の温度制御手段により光フ
ァイバとファイバグレーティングの温度を変化させるこ
とで、発振するレーザ光の波長はモードホップのない状
態で変化する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 実施の形態１ 図１は、この発明の第１の実施の形態におけるレーザ装
置の構成を示す構成図である。このレーザ装置は、ま
ず、次に示す部分から構成されたレーザモジュール１０
０を備えている。まず、例えば、発振波長１．５μｍ帯
の半導体レーザ１０１を備えている。この半導体レーザ
１０１は、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の化合物
半導体から各層を構成し、活性層に圧縮比が１％程度で
ある厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰからなる井戸層と、厚
さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰからなるバリア層とが８組
重ねられた多重量子井戸構造の、素子長３００μｍの半
導体レーザを用いればよい。そして、この半導体レーザ
１０１は、その一方の端面に反射防止膜１０２が形成さ
れている。なお、１．３μｍ帯など他の発振波長の半導
体レーザを用いるようにしても良い。
参照して説明する。 実施の形態１ 図１は、この発明の第１の実施の形態におけるレーザ装
置の構成を示す構成図である。このレーザ装置は、ま
ず、次に示す部分から構成されたレーザモジュール１０
０を備えている。まず、例えば、発振波長１．５μｍ帯
の半導体レーザ１０１を備えている。この半導体レーザ
１０１は、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の化合物
半導体から各層を構成し、活性層に圧縮比が１％程度で
ある厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰからなる井戸層と、厚
さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰからなるバリア層とが８組
重ねられた多重量子井戸構造の、素子長３００μｍの半
導体レーザを用いればよい。そして、この半導体レーザ
１０１は、その一方の端面に反射防止膜１０２が形成さ
れている。なお、１．３μｍ帯など他の発振波長の半導
体レーザを用いるようにしても良い。
【０００７】また、その半導体レーザ１０１は、サブマ
ウント１０３を介して温度制御部１０４上に配置されて
いる。この温度制御部１０４は、半導体レーザ１０１
を、例えば、室温２５℃程度に一定に制御する。この実
施の形態１では、温度制御部１０４をペルチェ素子から
構成した。また、半導体レーザ１０１の反射防止膜１０
２形成面側には結合用レンズ１０５が配置されている。
ウント１０３を介して温度制御部１０４上に配置されて
いる。この温度制御部１０４は、半導体レーザ１０１
を、例えば、室温２５℃程度に一定に制御する。この実
施の形態１では、温度制御部１０４をペルチェ素子から
構成した。また、半導体レーザ１０１の反射防止膜１０
２形成面側には結合用レンズ１０５が配置されている。
【０００８】また、以上のように構成されたレーザモジ
ュール１００の結合用レンズ１０５外側には、光ファイ
バ１０６が、その先端を結合用レンズ１０５方向に向け
て配置されている。この先端は斜めに切断されることに
より、光が入射する面が、半導体レーザ１０１方向に垂
直とならないようにしている。このようにすることで、
半導体レーザ１０１からの光が、その光ファイバ１０６
端面で反射し、半導体レーザ１０１に戻らないようにし
ている。
ュール１００の結合用レンズ１０５外側には、光ファイ
バ１０６が、その先端を結合用レンズ１０５方向に向け
て配置されている。この先端は斜めに切断されることに
より、光が入射する面が、半導体レーザ１０１方向に垂
直とならないようにしている。このようにすることで、
半導体レーザ１０１からの光が、その光ファイバ１０６
端面で反射し、半導体レーザ１０１に戻らないようにし
ている。
【０００９】また、その光ファイバ１０６の他端に、光
ファイバ１０６と同一材料からなるファイバーグレーテ
ィング（Fiber Grating:ＦＧ）１１０を融着して備える
ようにした。このＦＧ１１０は、例えば、光ファイバ１
０６と同一の光ファイバのコアに周期的な屈折率変調を
形成したものである。すなわち、光ファイバー長手方向
に膨大な数のグレーティング層を形成したものであり、
特定波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみを反射する光フィ
ルターとして機能する。ここで、ＦＧ１１０の反射率は
１０％とし、その反射する波長の帯域幅は０．１ｎｍで
ある。なお、ＦＧ１１０の先端には、光ファイバ１０６
ａが融着されて延在している。
ファイバ１０６と同一材料からなるファイバーグレーテ
ィング（Fiber Grating:ＦＧ）１１０を融着して備える
ようにした。このＦＧ１１０は、例えば、光ファイバ１
０６と同一の光ファイバのコアに周期的な屈折率変調を
形成したものである。すなわち、光ファイバー長手方向
に膨大な数のグレーティング層を形成したものであり、
特定波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみを反射する光フィ
ルターとして機能する。ここで、ＦＧ１１０の反射率は
１０％とし、その反射する波長の帯域幅は０．１ｎｍで
ある。なお、ＦＧ１１０の先端には、光ファイバ１０６
ａが融着されて延在している。
【００１０】そして、この実施の形態１では、その光フ
ァイバ１０６とＦＧ１１０も、サブマウント１１１を介
して温度制御部１１２上に配置されているようにした。
ここでは、その温度制御部１１２は、光ファイバ１０６
とＦＧ１１０の温度を変化させるように制御する。そし
て、その温度制御部１１２の温度制御により、光ファイ
バ１０６ａに得られるレーザの波長制御を行うようにし
た。なお、温度制御部１１２は、ペルチェ素子から構成
した。
ァイバ１０６とＦＧ１１０も、サブマウント１１１を介
して温度制御部１１２上に配置されているようにした。
ここでは、その温度制御部１１２は、光ファイバ１０６
とＦＧ１１０の温度を変化させるように制御する。そし
て、その温度制御部１１２の温度制御により、光ファイ
バ１０６ａに得られるレーザの波長制御を行うようにし
た。なお、温度制御部１１２は、ペルチェ素子から構成
した。
【００１１】そのレーザ装置では、半導体レーザ１０１
の反射防止膜１０２形成面から出射された光は、結合用
レンズ１０５を通して光ファイバ１０６に結合される。
その光ファイバ１０６に結合された光パワーの一部はＦ
Ｇ１１０により反射され、半導体レーザ１０１の反射防
止膜１０２が形成されていない面で再び反射される。こ
のように、半導体レーザ１０１の反射防止膜１０２が形
成されていない面と、ＦＧ１１０との間で、外部共振器
が構成されている。ここで、ここの実施の形態１では、
その共振器長を２８ｃｍとした。
の反射防止膜１０２形成面から出射された光は、結合用
レンズ１０５を通して光ファイバ１０６に結合される。
その光ファイバ１０６に結合された光パワーの一部はＦ
Ｇ１１０により反射され、半導体レーザ１０１の反射防
止膜１０２が形成されていない面で再び反射される。こ
のように、半導体レーザ１０１の反射防止膜１０２が形
成されていない面と、ＦＧ１１０との間で、外部共振器
が構成されている。ここで、ここの実施の形態１では、
その共振器長を２８ｃｍとした。
【００１２】ここで、そのレーザ装置の電流−出力特性
（ａ）とスペクトル特性（ｂ）とを図２に示す。まず、
このレーザ装置は、しきい値電流２８ｍＡでレーザ発振
を始めた。また、供給した電流が〜１００ｍＡの範囲に
おいて、レーザ出力が変動するなどのキンクのない良好
な状態のレーザ発振が得られた。これは、半導体レーザ
１０１において、反射防止膜１０２形成面などにおい
て、不要な反射がほとんど発生していないことを示して
いる。また、このときの微分効率は０．２（ｍＷ／ｍ
Ａ）であった。また、発振波長は、１５５２．４ｎｍで
あり、サイドモード抑圧比が５０ｄＢ以下のシングルモ
ード発振が得られた。
（ａ）とスペクトル特性（ｂ）とを図２に示す。まず、
このレーザ装置は、しきい値電流２８ｍＡでレーザ発振
を始めた。また、供給した電流が〜１００ｍＡの範囲に
おいて、レーザ出力が変動するなどのキンクのない良好
な状態のレーザ発振が得られた。これは、半導体レーザ
１０１において、反射防止膜１０２形成面などにおい
て、不要な反射がほとんど発生していないことを示して
いる。また、このときの微分効率は０．２（ｍＷ／ｍ
Ａ）であった。また、発振波長は、１５５２．４ｎｍで
あり、サイドモード抑圧比が５０ｄＢ以下のシングルモ
ード発振が得られた。
【００１３】上述したようなＦＧを用いた外部共振器型
レーザの発振波長は、ＦＧと半導体レーザ後端面との光
路長（共振器長）で決定される共振器縦モードの１つ
を、ＦＧの反射率の波長選択性におけるピーク波長λFG
で選択することにより決定される。ＦＧはブラッグ反射
条件に当てはまる波長のみを反射する特性があり、これ
はその特性を用いたものである。このようなＦＧの特性
を利用し、これを外部共振器として用いた。そして、こ
の実施の形態１では、前述した温度制御部１０４により
半導体レーザ１０１を一定温度に制御し、ＦＧ１１０の
温度を温度制御部１１２で変化させるようにした。この
結果、この実施の形態１の半導体レーザは、温度制御部
１１２によるＦＧ１１０の温度制御により、光ファイバ
１０６ａに得られるレーザの発振波長を、モードホップ
のない状態で精密に制御できる。
レーザの発振波長は、ＦＧと半導体レーザ後端面との光
路長（共振器長）で決定される共振器縦モードの１つ
を、ＦＧの反射率の波長選択性におけるピーク波長λFG
で選択することにより決定される。ＦＧはブラッグ反射
条件に当てはまる波長のみを反射する特性があり、これ
はその特性を用いたものである。このようなＦＧの特性
を利用し、これを外部共振器として用いた。そして、こ
の実施の形態１では、前述した温度制御部１０４により
半導体レーザ１０１を一定温度に制御し、ＦＧ１１０の
温度を温度制御部１１２で変化させるようにした。この
結果、この実施の形態１の半導体レーザは、温度制御部
１１２によるＦＧ１１０の温度制御により、光ファイバ
１０６ａに得られるレーザの発振波長を、モードホップ
のない状態で精密に制御できる。
【００１４】半導体レーザでは、温度を変化させると発
振波長が変化する。ここで、半導体レーザ１０１部分の
温度Ｔa ，光倍が１０６からＦＧ１１０までの部分の温
度Ｔf とし、次の条件でレーザ出力の測定を行った。ま
ず、第１の条件としては、Ｔa を２５℃に一定とし、Ｔ
f を１０〜３０℃の範囲で変化させる。第２の条件とし
ては、Ｔa およびＴf を同時に１０〜３０℃の範囲で変
化させる。第３の条件としては、Ｔa を１０〜３０℃の
範囲で変化させ、Ｔf ２５℃に一定とする。
振波長が変化する。ここで、半導体レーザ１０１部分の
温度Ｔa ，光倍が１０６からＦＧ１１０までの部分の温
度Ｔf とし、次の条件でレーザ出力の測定を行った。ま
ず、第１の条件としては、Ｔa を２５℃に一定とし、Ｔ
f を１０〜３０℃の範囲で変化させる。第２の条件とし
ては、Ｔa およびＴf を同時に１０〜３０℃の範囲で変
化させる。第３の条件としては、Ｔa を１０〜３０℃の
範囲で変化させ、Ｔf ２５℃に一定とする。
【００１５】この測定結果を図３に示す。図３では、黒
丸が第１の条件の結果を示し、「×」が第２の条件の結
果を示し、「＋」が第３の条件の結果を示している。半
導体レーザ１０１とＦＧ１１０に同時に温度変化を与え
る第２の条件では、数℃毎に波長が不連続に変化するモ
ードホップが観測される。また、ＦＧ１１０に温度変化
を与えていない第３の条件では、波長変化量が小さく、
かつモードホップに基づく波長不連続点が存在してい
る。一方、半導体レーザ１０１に温度変化を与えずに、
ＦＧ１１０に温度変化を与えた第１の条件では、不連続
に波長が変化するモードホップがなく、温度変化に対し
てほぼリニアな波長変化が得られている。さらに、波長
変化量は、約０．０１３ｎｍ／℃であり、ＤＦＢレーザ
の波長変化の温度依存性（約０．１ｎｍ／℃）と比較し
て一桁小さく、高精度な波長制御が可能であることがわ
かる。
丸が第１の条件の結果を示し、「×」が第２の条件の結
果を示し、「＋」が第３の条件の結果を示している。半
導体レーザ１０１とＦＧ１１０に同時に温度変化を与え
る第２の条件では、数℃毎に波長が不連続に変化するモ
ードホップが観測される。また、ＦＧ１１０に温度変化
を与えていない第３の条件では、波長変化量が小さく、
かつモードホップに基づく波長不連続点が存在してい
る。一方、半導体レーザ１０１に温度変化を与えずに、
ＦＧ１１０に温度変化を与えた第１の条件では、不連続
に波長が変化するモードホップがなく、温度変化に対し
てほぼリニアな波長変化が得られている。さらに、波長
変化量は、約０．０１３ｎｍ／℃であり、ＤＦＢレーザ
の波長変化の温度依存性（約０．１ｎｍ／℃）と比較し
て一桁小さく、高精度な波長制御が可能であることがわ
かる。
【００１６】ここで、外部共振器型レーザの発振波長の
温度依存性について考察する。まず、ＦＧを用いた外部
共振器型レーザの発振波長は、ＦＧと半導体レーザ後端
面との光路長で決定される共振器縦モードの１つを、Ｆ
Ｇの反射率の波長選択特性におけるピーク波長λFGで選
択することにより決定される。ここで、半導体レーザ１
０１部分の温度Ｔa ，をＴ1 からＴ2 に変化させた場合
における、半導体レーザ１０１部分の光路長変化にとも
なう波長変化をΔλaとする。また、光ファイバ１０６
からＦＧ１１０までの部分の温度Ｔf を、それぞれＴ1
からＴ2 に変化させた場合、それらの光路長変化にとも
なう波長変化をΔλf とする。
温度依存性について考察する。まず、ＦＧを用いた外部
共振器型レーザの発振波長は、ＦＧと半導体レーザ後端
面との光路長で決定される共振器縦モードの１つを、Ｆ
Ｇの反射率の波長選択特性におけるピーク波長λFGで選
択することにより決定される。ここで、半導体レーザ１
０１部分の温度Ｔa ，をＴ1 からＴ2 に変化させた場合
における、半導体レーザ１０１部分の光路長変化にとも
なう波長変化をΔλaとする。また、光ファイバ１０６
からＦＧ１１０までの部分の温度Ｔf を、それぞれＴ1
からＴ2 に変化させた場合、それらの光路長変化にとも
なう波長変化をΔλf とする。
【００１７】さらに、温度Ｔa ，をＴ1 からＴ2 に変化
させた場合における、ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG
の変化をΔλFGとする。なお、上述の場合、Ｔ1 ＝１０
℃，Ｔ2 ＝３０℃である。このとき、Δλa およびΔλ
FGは、光ファイバ１０６およびＦＧ１１０を構成してい
るファイバ材質の屈折率の温度依存性により決定され
る。従って、この実施の形態１において、光ファイバ１
０６とＦＧ１１０とは同一材料なので、Δλf ＝ΔλFG
が成立する。そして、レーザ発振したｍ番目の外部共振
器縦モード（波長λm ）の波長変化量をΔλm とする
と、Δλm＝Δλa＋Δλf となる。
させた場合における、ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG
の変化をΔλFGとする。なお、上述の場合、Ｔ1 ＝１０
℃，Ｔ2 ＝３０℃である。このとき、Δλa およびΔλ
FGは、光ファイバ１０６およびＦＧ１１０を構成してい
るファイバ材質の屈折率の温度依存性により決定され
る。従って、この実施の形態１において、光ファイバ１
０６とＦＧ１１０とは同一材料なので、Δλf ＝ΔλFG
が成立する。そして、レーザ発振したｍ番目の外部共振
器縦モード（波長λm ）の波長変化量をΔλm とする
と、Δλm＝Δλa＋Δλf となる。
【００１８】ここで、図４（ａ）に、半導体レーザ１０
１部分の温度Ｔa を一定とし、光ファイバ１０６からＦ
Ｇ１１０までの部分の温度Ｔf を変化させた場合につい
て示す。これは、前述の第１の条件である。この場合、
ＦＧ１１０の反射ピーク波長が、温度変化にともなって
破線で示すλFGから実線で示すλFG＋ΔλFGに変化す
る。そして、同時に、外部共振器縦モードｍの波長は、
破線のピークで示すλmから黒く塗りつぶしたピークで
示すλm ＋Δλm に変化する。ここで、半導体レーザ１
０１においては波長変化がないのでΔλa ＝０であり、
外部共振器縦モードｍの波長λm の変化は、Δλm＝Δ
λfとなる。そして、この共振器縦モードｍの波長変化
Δλmは、前述したように、Δλf ＝ΔλFGなので、Ｆ
Ｇ１１０の反射ピーク波長の変化ΔλFGとほぼ一致す
る。
１部分の温度Ｔa を一定とし、光ファイバ１０６からＦ
Ｇ１１０までの部分の温度Ｔf を変化させた場合につい
て示す。これは、前述の第１の条件である。この場合、
ＦＧ１１０の反射ピーク波長が、温度変化にともなって
破線で示すλFGから実線で示すλFG＋ΔλFGに変化す
る。そして、同時に、外部共振器縦モードｍの波長は、
破線のピークで示すλmから黒く塗りつぶしたピークで
示すλm ＋Δλm に変化する。ここで、半導体レーザ１
０１においては波長変化がないのでΔλa ＝０であり、
外部共振器縦モードｍの波長λm の変化は、Δλm＝Δ
λfとなる。そして、この共振器縦モードｍの波長変化
Δλmは、前述したように、Δλf ＝ΔλFGなので、Ｆ
Ｇ１１０の反射ピーク波長の変化ΔλFGとほぼ一致す
る。
【００１９】すなわち、温度変化にともなって変化し
た、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG＋ΔλFG」と
「外部共振器縦モードｍの波長λm ＋Δλm 」とが等し
くなる。この結果、上述した第１の条件においては、外
部共振器であるＦＧ１１０より出射するレーザは縦モー
ドｍのままであり、モードホップをともなわずにその波
長をλm からλm ＋Δλm まで変化させられることにな
る。従って、その第１の条件では、モードホップをとも
なわないので、温度変化に対応して連続的に発振長を変
化させることができる。
た、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG＋ΔλFG」と
「外部共振器縦モードｍの波長λm ＋Δλm 」とが等し
くなる。この結果、上述した第１の条件においては、外
部共振器であるＦＧ１１０より出射するレーザは縦モー
ドｍのままであり、モードホップをともなわずにその波
長をλm からλm ＋Δλm まで変化させられることにな
る。従って、その第１の条件では、モードホップをとも
なわないので、温度変化に対応して連続的に発振長を変
化させることができる。
【００２０】つぎに、図４（ｂ）に、半導体レーザ１０
１部分の温度Ｔa と、光ファイバ１０６からＦＧ１１０
までの部分の温度Ｔf を同時に変化させた場合について
示す。これは、前述の第２の条件である。この場合、Ｆ
Ｇ１１０の反射ピーク波長が、温度変化にともなって破
線で示すλFGから実線で示すλFG＋ΔλFGに変化する。
そして、同時に、外部共振器縦モードｍの波長は、破線
のピークで示すλm から黒く塗りつぶしたピークで示す
λm ＋Δλm に変化する。しかしこの場合、半導体レー
ザ１０１においても波長変化が起こるので、外部共振器
縦モードｍの波長λm の変化は、Δλm ＝Δλf ＋Δλ
a となる。すなわち、この場合、この共振器縦モードｍ
の波長変化Δλmは、ＦＧ１１０の反射ピーク波長の変
化ΔλFGに一致しない。
１部分の温度Ｔa と、光ファイバ１０６からＦＧ１１０
までの部分の温度Ｔf を同時に変化させた場合について
示す。これは、前述の第２の条件である。この場合、Ｆ
Ｇ１１０の反射ピーク波長が、温度変化にともなって破
線で示すλFGから実線で示すλFG＋ΔλFGに変化する。
そして、同時に、外部共振器縦モードｍの波長は、破線
のピークで示すλm から黒く塗りつぶしたピークで示す
λm ＋Δλm に変化する。しかしこの場合、半導体レー
ザ１０１においても波長変化が起こるので、外部共振器
縦モードｍの波長λm の変化は、Δλm ＝Δλf ＋Δλ
a となる。すなわち、この場合、この共振器縦モードｍ
の波長変化Δλmは、ＦＧ１１０の反射ピーク波長の変
化ΔλFGに一致しない。
【００２１】従って、この場合は、温度変化にともなっ
て変化した、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG＋Δλ
FG」と「外部共振器縦モードｍの波長λm ＋Δλm 」と
が等しくならない。そして、「ＦＧ１１０の反射ピーク
波長λFG＋ΔλFG」は、モードが異なる「外部共振器縦
モードｍ−１の波長λm-1 ＋Δλm 」に等しくなり、異
なるモードのレーザ発振となる。この結果、この場合、
すなわち前述した第２の条件の場合、図３の「×」に示
すように、温度を変化させることにより発振波長が変化
していく中で、モードホップが起こることになる。この
結果、温度変化に対応して不連続に発振波長が変化する
ことになるので、この第２の条件に場合では、精密な波
長制御ができない。
て変化した、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG＋Δλ
FG」と「外部共振器縦モードｍの波長λm ＋Δλm 」と
が等しくならない。そして、「ＦＧ１１０の反射ピーク
波長λFG＋ΔλFG」は、モードが異なる「外部共振器縦
モードｍ−１の波長λm-1 ＋Δλm 」に等しくなり、異
なるモードのレーザ発振となる。この結果、この場合、
すなわち前述した第２の条件の場合、図３の「×」に示
すように、温度を変化させることにより発振波長が変化
していく中で、モードホップが起こることになる。この
結果、温度変化に対応して不連続に発振波長が変化する
ことになるので、この第２の条件に場合では、精密な波
長制御ができない。
【００２２】次に、図４（ｃ）に、半導体レーザ１０１
部分の温度Ｔa の温度Ｔf を変化させ、光ファイバ１０
６からＦＧ１１０までの部分の温度Ｔf を一定にした場
合について示す。これは、前述の第３の条件である。こ
の場合、ＦＧ１１０の反射ピーク波長は、温度変化がな
いので、破線で示す反射スペクトルも実線で示す反射ス
ペクトルも、そのピークはλFGと変化しない。一方で、
外部共振器縦モードｍの波長は、破線のピークで示すλ
m から黒く塗りつぶしたピークで示すλm ＋Δλm に変
化する。この場合、半導体レーザ１０１において波長変
化が起こり、光ファイバ１０６では波長変化が起こらな
いので、外部共振器縦モードｍの波長λm の変化は、Δ
λm ＝Δλa となる。すなわち、この場合でも、この共
振器縦モードｍの波長変化Δλmは、ＦＧ１１０の反射
ピーク波長の変化ΔλFGに一致しない。
部分の温度Ｔa の温度Ｔf を変化させ、光ファイバ１０
６からＦＧ１１０までの部分の温度Ｔf を一定にした場
合について示す。これは、前述の第３の条件である。こ
の場合、ＦＧ１１０の反射ピーク波長は、温度変化がな
いので、破線で示す反射スペクトルも実線で示す反射ス
ペクトルも、そのピークはλFGと変化しない。一方で、
外部共振器縦モードｍの波長は、破線のピークで示すλ
m から黒く塗りつぶしたピークで示すλm ＋Δλm に変
化する。この場合、半導体レーザ１０１において波長変
化が起こり、光ファイバ１０６では波長変化が起こらな
いので、外部共振器縦モードｍの波長λm の変化は、Δ
λm ＝Δλa となる。すなわち、この場合でも、この共
振器縦モードｍの波長変化Δλmは、ＦＧ１１０の反射
ピーク波長の変化ΔλFGに一致しない。
【００２３】従って、この場合も、温度変化にともなっ
て変化した、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG」と
「外部共振器縦モードｍの波長λm ＋Δλm 」とが等し
くならない。そして、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λ
FG＋ΔλFG」は、モードが異なる「外部共振器縦モード
ｍ−１の波長λm-1 ＋Δλm 」に等しくなり、異なるモ
ードのレーザ発振となる。この結果、この場合、すなわ
ち前述した第３の条件の場合、温度を変化させることに
よりモードホップが起こることになる。そして、この場
合、図３の「＋」で示すように、発振波長はほとんど変
化しないなかで、モードホップが起こることになる。こ
のように、第３の条件でも、精密な波長制御ができな
い。
て変化した、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λFG」と
「外部共振器縦モードｍの波長λm ＋Δλm 」とが等し
くならない。そして、「ＦＧ１１０の反射ピーク波長λ
FG＋ΔλFG」は、モードが異なる「外部共振器縦モード
ｍ−１の波長λm-1 ＋Δλm 」に等しくなり、異なるモ
ードのレーザ発振となる。この結果、この場合、すなわ
ち前述した第３の条件の場合、温度を変化させることに
よりモードホップが起こることになる。そして、この場
合、図３の「＋」で示すように、発振波長はほとんど変
化しないなかで、モードホップが起こることになる。こ
のように、第３の条件でも、精密な波長制御ができな
い。
【００２４】ここで、モードホップの温度間隔について
示す。波長変化が不連続に起こるモードホップは、温度
による発振波長の変化量とＦＧの反射波長の変化量との
差が、レーザの縦モード間隔δλと等しくなったときに
起こるとすると、次の（１）式が成り立つ。 δλ＝｛（Δｎa・Ｌa）／（ｎa・Ｌa＋ｎf・Ｌf）ΔＴa ＋（Δｎf・Ｌf）／（ｎa・Ｌa＋ｎf・Ｌf）ΔＴf ＋（Δｎf）／（ｎf）ΔＴf｝・λ0 ・・・（１） ここで、λ0 は初期状態の発振波長、ΔＴa は半導体レ
ーザ１０１（レーザの活性領域）における温度変化量、
ΔＴf はＦＧ１１０における温度変化量、ｎaは半導体
レーザ１０１の屈折率、ｎf はＦＧ１１０の屈折率、そ
して、Δｎa は半導体レーザ１０１の温度による屈折率
変化量、Δｎf はＦＧ１１０の温度による屈折率変化量
である。また、Ｌa は半導体レーザ１０１における光路
長、Ｌfは光ファイバ１０６における光路長である。
示す。波長変化が不連続に起こるモードホップは、温度
による発振波長の変化量とＦＧの反射波長の変化量との
差が、レーザの縦モード間隔δλと等しくなったときに
起こるとすると、次の（１）式が成り立つ。 δλ＝｛（Δｎa・Ｌa）／（ｎa・Ｌa＋ｎf・Ｌf）ΔＴa ＋（Δｎf・Ｌf）／（ｎa・Ｌa＋ｎf・Ｌf）ΔＴf ＋（Δｎf）／（ｎf）ΔＴf｝・λ0 ・・・（１） ここで、λ0 は初期状態の発振波長、ΔＴa は半導体レ
ーザ１０１（レーザの活性領域）における温度変化量、
ΔＴf はＦＧ１１０における温度変化量、ｎaは半導体
レーザ１０１の屈折率、ｎf はＦＧ１１０の屈折率、そ
して、Δｎa は半導体レーザ１０１の温度による屈折率
変化量、Δｎf はＦＧ１１０の温度による屈折率変化量
である。また、Ｌa は半導体レーザ１０１における光路
長、Ｌfは光ファイバ１０６における光路長である。
【００２５】ここで、前述した第１の条件において、す
なわち、ΔＴa ＝０，ΔＴf ＝２０の時は、その式
（１）を満たすΔＴf とΔｎf は互いに異符号となる。
ＦＧの屈折率の変化量が温度の変化量と異符号であるこ
とは物理的に存在しない。従って、前述した第１の条件
においては、モードホップを起こす状態となる式（１）
を満たす解が存在しないことになる。すなわち、前述し
た第１の条件においては、モードホップが起きないこと
になる。これに対し、前述した第２，３の条件において
は、式（１）を満たす物理的に存在する解が得られる。
すなわち、前述した第２，３の条件においては、モード
ホップが起きることになる。これらのことは、前述した
ことに一致している。
なわち、ΔＴa ＝０，ΔＴf ＝２０の時は、その式
（１）を満たすΔＴf とΔｎf は互いに異符号となる。
ＦＧの屈折率の変化量が温度の変化量と異符号であるこ
とは物理的に存在しない。従って、前述した第１の条件
においては、モードホップを起こす状態となる式（１）
を満たす解が存在しないことになる。すなわち、前述し
た第１の条件においては、モードホップが起きないこと
になる。これに対し、前述した第２，３の条件において
は、式（１）を満たす物理的に存在する解が得られる。
すなわち、前述した第２，３の条件においては、モード
ホップが起きることになる。これらのことは、前述した
ことに一致している。
【００２６】以上説明したように、この実施の形態１で
は、まず、半導体レーザ１０１による外部共振器型レー
ザにおいて、半導体レーザ１０１と、光ファイバ１０６
および外部共振器を構成するＦＧ１１０とは、個別に温
度制御するようにした。そして、半導体レーザ１０１の
温度は固定した状態で、光ファイバ１０６およびＦＧ１
１０の温度を変化させれば、レーザ装置の発振波長は、
その温度変化に対応して連続的に変化させることができ
る。この結果、この実施の形態１によれば、たとえ半導
体レーザ１０１自信の発振波長が、製造バラツキなどで
所望と値となっていなくても、レーザ装置の発振波長
を、精度良くかつ容易に所望の値とすることができる。
は、まず、半導体レーザ１０１による外部共振器型レー
ザにおいて、半導体レーザ１０１と、光ファイバ１０６
および外部共振器を構成するＦＧ１１０とは、個別に温
度制御するようにした。そして、半導体レーザ１０１の
温度は固定した状態で、光ファイバ１０６およびＦＧ１
１０の温度を変化させれば、レーザ装置の発振波長は、
その温度変化に対応して連続的に変化させることができ
る。この結果、この実施の形態１によれば、たとえ半導
体レーザ１０１自信の発振波長が、製造バラツキなどで
所望と値となっていなくても、レーザ装置の発振波長
を、精度良くかつ容易に所望の値とすることができる。
【００２７】実施の形態２ 以下、この発明の第２の実施の形態について説明する。
図５は、この発明の第２の実施の形態におけるレーザ装
置の構成を示す構成図である。このレーザ装置は、ま
ず、次に示す部分から構成されたレーザモジュール５０
０を備えている。まず、図５（ａ）に示すように、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の化合物半導体から各層が構成さ
れ、活性層に多重量子井戸構造が用いられた発振波長
１．５μｍ帯の半導体レーザ５０１を備えている。この
半導体レーザ５０１には、スポットサイズ変換器が集積
されている（文献：界 義久他著、１９９５年電子情報
通信学会，Ｃ−３６５、「スポットサイズ変換付きＬＤ
のＰＬＣとの結合及び動特性」）。そして、この半導体
レーザ５０１は、その一方の端面に反射防止膜５０２が
形成されている。
図５は、この発明の第２の実施の形態におけるレーザ装
置の構成を示す構成図である。このレーザ装置は、ま
ず、次に示す部分から構成されたレーザモジュール５０
０を備えている。まず、図５（ａ）に示すように、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の化合物半導体から各層が構成さ
れ、活性層に多重量子井戸構造が用いられた発振波長
１．５μｍ帯の半導体レーザ５０１を備えている。この
半導体レーザ５０１には、スポットサイズ変換器が集積
されている（文献：界 義久他著、１９９５年電子情報
通信学会，Ｃ−３６５、「スポットサイズ変換付きＬＤ
のＰＬＣとの結合及び動特性」）。そして、この半導体
レーザ５０１は、その一方の端面に反射防止膜５０２が
形成されている。
【００２８】この、半導体レーザ５０１は、図５（ｂ）
に模式的に示すように、その断面方向から見た場合、圧
縮比が１％程度である厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰから
なる井戸層と、厚さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰからなる
バリア層とが８組重ねられた多重量子井戸構造の活性層
５０１ａに引き続いて、スポットサイズ変換器５０１ｂ
を備えるようにしたものである。このスポットサイズ変
換器５０１ｂは、組成１．１μｍのＩｎＧａＡｓＰのバ
ルク状態から構成され、活性層５０１ａとの接合部分よ
り、光が出射される反射防止膜５０２方向に向かって、
徐々に膜厚が薄くなるように形成されているものであ
る。このようにすることで、出射光のスポットサイズを
拡大して光ファイバのスポットサイズに近づけることが
でき、結合レンズなしでも低損失で光ファイバにレーザ
光を結合させることができる。なお、活性層５０１ａも
スポットサイズ変換器５０１ｂも、ともに光路長は３０
０μｍとした。
に模式的に示すように、その断面方向から見た場合、圧
縮比が１％程度である厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰから
なる井戸層と、厚さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰからなる
バリア層とが８組重ねられた多重量子井戸構造の活性層
５０１ａに引き続いて、スポットサイズ変換器５０１ｂ
を備えるようにしたものである。このスポットサイズ変
換器５０１ｂは、組成１．１μｍのＩｎＧａＡｓＰのバ
ルク状態から構成され、活性層５０１ａとの接合部分よ
り、光が出射される反射防止膜５０２方向に向かって、
徐々に膜厚が薄くなるように形成されているものであ
る。このようにすることで、出射光のスポットサイズを
拡大して光ファイバのスポットサイズに近づけることが
でき、結合レンズなしでも低損失で光ファイバにレーザ
光を結合させることができる。なお、活性層５０１ａも
スポットサイズ変換器５０１ｂも、ともに光路長は３０
０μｍとした。
【００２９】また、図５（ａ）に示すように、その半導
体レーザ５０１は、サブマウント５０３を介して温度制
御部１０５上に配置されている。この温度制御部５０４
は、半導体レーザ５０１を、例えば、室温２５℃程度に
一定に制御する。この実施の形態２では、温度制御部５
０４をペルチェ素子から構成した。また、レーザモジュ
ール５００の反射防止膜５０２形成面側には、光ファイ
バ５０６が、その先端を反射防止膜５０２形成面方向に
向けて配置されている。また、この実施の形態２におい
ても、その先端は斜めに切断されることにより、光が入
射する面が、半導体レーザ５０１方向に垂直とならない
ようにしている。このようにすることで、半導体レーザ
５０１からの光が、その光ファイバ５０６端面で反射
し、半導体レーザ５０１に戻らないようにしている。
体レーザ５０１は、サブマウント５０３を介して温度制
御部１０５上に配置されている。この温度制御部５０４
は、半導体レーザ５０１を、例えば、室温２５℃程度に
一定に制御する。この実施の形態２では、温度制御部５
０４をペルチェ素子から構成した。また、レーザモジュ
ール５００の反射防止膜５０２形成面側には、光ファイ
バ５０６が、その先端を反射防止膜５０２形成面方向に
向けて配置されている。また、この実施の形態２におい
ても、その先端は斜めに切断されることにより、光が入
射する面が、半導体レーザ５０１方向に垂直とならない
ようにしている。このようにすることで、半導体レーザ
５０１からの光が、その光ファイバ５０６端面で反射
し、半導体レーザ５０１に戻らないようにしている。
【００３０】また、以上のように構成されたレーザモジ
ュール５００に結合された光ファイバ５０６の先端に、
光ファイバ５０６と同一材料からなるファイバーグレー
ティング（Fiber Grating：ＦＧ）５１０を融着して備
えるようにした。これは、前述した実施の形態１と同様
であり、ここでも、ＦＧ５１０の反射率は１０％とし、
その反射する波長の帯域幅は０．１ｎｍとした。なお、
ＦＧ５１０の先端には、光ファイバ５０６ａが融着され
て延在している。
ュール５００に結合された光ファイバ５０６の先端に、
光ファイバ５０６と同一材料からなるファイバーグレー
ティング（Fiber Grating：ＦＧ）５１０を融着して備
えるようにした。これは、前述した実施の形態１と同様
であり、ここでも、ＦＧ５１０の反射率は１０％とし、
その反射する波長の帯域幅は０．１ｎｍとした。なお、
ＦＧ５１０の先端には、光ファイバ５０６ａが融着され
て延在している。
【００３１】そして、この実施の形態２でも、その光フ
ァイバ５０６からＦＧ５１０までを、サブマウント５１
１を介して温度制御部５１２上に配置されているように
した。ここでは、その温度制御部５１２は、光ファイバ
５０６からＦＧ５１０までの温度を変化させるように制
御する。そして、その温度制御部５１２の温度制御によ
り、光ファイバ５０６ａに得られるレーザの波長制御を
行うようにした。なお、温度制御部５１２は、ペルチェ
素子から構成した。
ァイバ５０６からＦＧ５１０までを、サブマウント５１
１を介して温度制御部５１２上に配置されているように
した。ここでは、その温度制御部５１２は、光ファイバ
５０６からＦＧ５１０までの温度を変化させるように制
御する。そして、その温度制御部５１２の温度制御によ
り、光ファイバ５０６ａに得られるレーザの波長制御を
行うようにした。なお、温度制御部５１２は、ペルチェ
素子から構成した。
【００３２】この結果、この実施の形態２におけるレー
ザ装置においても、温度制御部５１２による光ファイバ
５０６からＦＧ５１０までの温度制御により、光ファイ
バ５０６ａに得られるレーザの発振波長を、モードホッ
プのない状態で精密に制御できる。このとき、温度制御
部５１４により、半導体レーザ５０１は、例えば２５℃
と、室温程度に一定に制御しておく。この結果、この実
施の形態２においても、レーザ装置の発振波長を、精度
良くかつ容易に所望の値とすることができる。そして、
この実施の形態２では、結合用レンズを省略できるの
で、前述した実施の形態１より小型化が可能となる。
ザ装置においても、温度制御部５１２による光ファイバ
５０６からＦＧ５１０までの温度制御により、光ファイ
バ５０６ａに得られるレーザの発振波長を、モードホッ
プのない状態で精密に制御できる。このとき、温度制御
部５１４により、半導体レーザ５０１は、例えば２５℃
と、室温程度に一定に制御しておく。この結果、この実
施の形態２においても、レーザ装置の発振波長を、精度
良くかつ容易に所望の値とすることができる。そして、
この実施の形態２では、結合用レンズを省略できるの
で、前述した実施の形態１より小型化が可能となる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、光
導波方向の一端に反射防止膜が形成されて所望とする温
度に制御された半導体レーザと、その半導体レーザの反
射防止膜形成面側に光入射端面が配置されてその反射防
止膜より出射される光に結合して所望とする温度に制御
された光ファイバと、その光ファイバの光出射端面に結
合して配置されて光ファイバと同一温度に制御された特
定の波長のみを選択的に反射するファイバグレーティン
グとを備え、ファイバグレーティングで外部共振器が構
成され、半導体レーザの温度は一定とされた状態で光フ
ァイバおよびファイバグレーティングの温度にともなっ
て変化する任意の波長のレーザ光が出力されるようにし
た。このように構成したので、半導体レーザの温度を固
定して、光ファイバとファイバグレーティングの温度を
変化させると、発振するレーザ光は波長をモードホップ
することなく連続的に変化する。従って、温度によっ
て、精度良く容易に発振波長を制御できるので、この発
明によれば、レーザ装置の発振波長を、より容易に精度
良く所望の値とできる。
導波方向の一端に反射防止膜が形成されて所望とする温
度に制御された半導体レーザと、その半導体レーザの反
射防止膜形成面側に光入射端面が配置されてその反射防
止膜より出射される光に結合して所望とする温度に制御
された光ファイバと、その光ファイバの光出射端面に結
合して配置されて光ファイバと同一温度に制御された特
定の波長のみを選択的に反射するファイバグレーティン
グとを備え、ファイバグレーティングで外部共振器が構
成され、半導体レーザの温度は一定とされた状態で光フ
ァイバおよびファイバグレーティングの温度にともなっ
て変化する任意の波長のレーザ光が出力されるようにし
た。このように構成したので、半導体レーザの温度を固
定して、光ファイバとファイバグレーティングの温度を
変化させると、発振するレーザ光は波長をモードホップ
することなく連続的に変化する。従って、温度によっ
て、精度良く容易に発振波長を制御できるので、この発
明によれば、レーザ装置の発振波長を、より容易に精度
良く所望の値とできる。
【図１】 この発明の第１の実施の形態におけるレーザ
装置の構成を示す構成図である。
装置の構成を示す構成図である。
【図２】 図１のレーザ装置の電流−出力特性（ａ）と
スペクトル特性（ｂ）とを示す特性図である。
スペクトル特性（ｂ）とを示す特性図である。
【図３】 図１のレーザ装置の温度を変化にともなう発
振波長の変化の状態を示す特性図である。
振波長の変化の状態を示す特性図である。
【図４】 半導体レーザ１０１部分の温度Ｔa と光ファ
イバ１０６からＦＧ１１０までの部分の温度Ｔf との変
化と、それぞれにおける反射スペクトルと共振器縦モー
ドの波長の変化について示す説明図である。
イバ１０６からＦＧ１１０までの部分の温度Ｔf との変
化と、それぞれにおける反射スペクトルと共振器縦モー
ドの波長の変化について示す説明図である。
【図５】 この発明の第２の実施の形態におけるレーザ
装置の構成を示す構成図である。
装置の構成を示す構成図である。
１０１…半導体レーザ、１０２…反射防止膜、１０３…
サブマウント、１０４…温度制御部、１０５…結合用レ
ンズ、１０６…光ファイバ、１０６ａ…光ファイ、１１
０…ファイバーグレーティング。
サブマウント、１０４…温度制御部、１０５…結合用レ
ンズ、１０６…光ファイバ、１０６ａ…光ファイ、１１
０…ファイバーグレーティング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 安弘 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 三上 修 神奈川県平塚市北金目1117 学校法人東海 大学内 (72)発明者 山田 和則 神奈川県平塚市北金目1117 学校法人東海 大学内 Ｆターム(参考） 2H049 AA06 AA59 AA62 5F073 AA63 AA74 AA83 AB25 AB27 AB28 BA02 BA09 CA12 EA03 EA04 EA16 EA18 FA25
Claims (5)
- 【請求項１】 光導波方向の一端に反射防止膜が形成さ
れて所望とする第１の温度に制御された半導体レーザ
と、 その半導体レーザの前記反射防止膜形成面側に光入射端
面が配置されてその反射防止膜より出射される光に結合
して所望とする第２の温度に制御された光ファイバと、 その光ファイバの光出射端面に結合して配置されて前記
第２の温度に制御された特定の波長のみを選択的に反射
するファイバグレーティングとを備え、 前記ファイバグレーティングで外部共振器が構成され、 前記第１の温度は一定とされた状態で前記第２の温度に
ともなって変化する任意の波長のレーザ光が出力される
ことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ装置において、 前記半導体レーザの温度を制御する第１の温度制御手段
と、 前記光ファイバをおよび前記ファイバグレーティングの
温度を制御する第２の温度制御手段とを備えたことを特
徴とするレーザ装置。 - 【請求項３】 光導波方向の一端に反射防止膜が形成さ
れた半導体レーザと、 その半導体レーザを所望とする温度に制御する第１の温
度制御手段と、 前記半導体レーザの前記反射防止膜形成面側に光入射端
面が配置されてその反射防止膜より出射される光に結合
した光ファイバと、 その光ファイバの光出射端面に結合して配置されて特定
の波長のみを選択的に反射するファイバグレーティング
と、 前記光ファイバおよび前記ファイバグレーティングを所
望とする温度に制御する第２の温度制御手段とを備え、 前記ファイバグレーティングで外部共振器が構成され、 前記第１の温度制御手段が温度一定に制御した状態で前
記第２の温度制御手段の温度制御状態にともなって変化
する任意の波長のレーザが出力されることを特徴とする
レーザ装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３いずれか１項記載のレーザ
装置において、 前記反射防止膜形成面より出射した光を前記光ファイバ
に結合するための結合レンズが前記半導体レーザの反射
防止膜形成面と前記光ファイバの前記光入射端面との間
に配置されたことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項５】 請求項１〜３いずれか１項記載のレーザ
装置において、 前記半導体レーザは、前記反射防止膜形成面側に出射す
る光のスポットサイズを大きくする変換器を備えたこと
を特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10250866A JP2000082864A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | レーザ装置 |
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|---|---|---|---|
| JP10250866A JP2000082864A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | レーザ装置 |
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|---|---|
| JP2000082864A true JP2000082864A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17214184
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|---|---|---|---|
| JP10250866A Pending JP2000082864A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | レーザ装置 |
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