JP2000183453A

JP2000183453A - 外部共振器型光源

Info

Publication number: JP2000183453A
Application number: JP10359696A
Authority: JP
Inventors: Minoru Maeda; 稔前田
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】外部共振器型光源において、共振器長を長く
すること無しにスペクトル線幅を狭くする。さらに、波
長可変の際に生じる光学部品の角度変動の許容度を広げ
て、安定したレーザ発振で波長可変できるようにする。【解決手段】一方の端面に無反射膜１ａを施した光増
幅素子１と、光増幅素子１の無反射膜１ａ側の射出光軸
上に配置され波長選択性を有する回折格子２とを備えた
外部共振器型波長可変光源である。光増幅素子１から回
折格子２に入射し回折格子２で反射される０次回折光の
光軸上に配置されて０次回折光を反射する反射器３Ａ
と、反射器３Ａから回折格子２に入射し回折格子２で回
折される１次回折光の光軸上に配置されて１次回折光を
反射する反射器３Ｂと、反射器３Ａをその光軸方向に平
行移動する平行移動機構１４と、反射器３Ｂを回転する
回転機構１１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、光計測
技術分野で使用する外部共振器型光源に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光計測技術で使用する光源には、狭スペ
クトル線幅の単一モード発振で波長安定度が良く、かつ
波長可変が可能な光源が要求されている。従来技術にお
ける外部共振器型光源として、例えば、図５に示すよう
な外部共振器型波長可変光源が知られている。

【０００３】図５は、外部共振器型光源の第１の従来例
としての外部共振器型波長可変光源の構成を示すブロッ
ク図である。この外部共振器型波長可変光源は、光増幅
素子１、回折格子２、レンズ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、光アイ
ソレータ５、光増幅素子駆動回路１０、回転機構５１、
平行移動機構５４等から構成されている。光増幅素子１
は、ファブリ・ペロ型半導体レーザであり、片端面に無
反射膜１ａが施され、光増幅素子駆動回路１０からの注
入電流に応じて、両端面から光を射出する。光増幅素子
１の無反射膜１ａ側端面からの射出光は、レンズ４Ａで
平行光に変換され、回折格子２に入射する。回折格子２
は、波長選択反射器として使用され、入射される平行光
のうち入射角によって決まる特定の波長の光を反射する
機能を有する。また、回折格子２は、光増幅素子１の無
反射膜１ａが施されていない端面とで共振器を形成して
おり、この回折格子２で選択した光を光増幅素子１に再
入射させることで、レーザ発振させることが可能となっ
ている。レンズ４Ｂは、光増幅素子１の無反射膜１ａが
施されていない側の射出光軸上に配置され、光増幅素子
１の端面から射出される光を平行光に変換する。平行光
に変換された射出光は、光アイソレータ５に入射され
る。光アイソレータ５は、出力ファイバ６側からの反射
光が光増幅素子１に戻らないようにするためのもので、
この光アイソレータ５を透過した光は、レンズ４Ｃで集
光され、出力光として出力ファイバ６に入射される。

【０００４】このような、光増幅素子１と回折格子２の
光学配置で選択される波長は、次式で示される。 λ＝２×ｄ／Ｍ×sin(θ) ・・・（１）ここで、λは回折格子２で選択された波長、ｄは回折格
子２の溝間隔、Ｍは回折光の次数、θは回折格子２の法
線と光増幅素子１の射出光軸との角度（回折格子２への
入射角度）、をそれぞれ示している。回折格子２は、回
転機構５１により、入射光軸に対する角度を任意の角度
（θ）に調整でき、（１）式で求められる波長の回折光
のみを、入射光路と同一光路に回折して、光増幅素子１
に帰還させる。回転機構５１は、回転制御回路５３から
の信号に基づく回転制御手段５２の駆動により回転する
ように構成され、その回転に伴い、回折格子２の角度を
変化させて、回折格子２で選択される波長を変化させ
る。平行移動機構５４は、位置制御回路５６からの信号
に基づく位置制御手段５５の駆動により入射光軸と平行
に移動するように構成され、その移動により共振器長を
変化させて、共振波長を変化させる。

【０００５】このように構成される外部共振器型波長可
変光源において、スペクトル線幅を狭くするには、共振
器内の光子数を増やすために共振器長を長くする必要が
ある。しかし、共振器長を長くすると、単一モード発振
が得られ難いという問題点がある。また、上記光学配置
において、回折格子２で得られるフィルター特性を狭く
するには、ビーム径を広くする必要がある。しかし、ビ
ーム径を広くするには、焦点距離の長いレンズを使用す
ることになり、光学部品の角度変動の角度許容度が狭く
なるという問題点がある。角度許容度（Δ）は、次式で
近似できる。 Δ＝（ω／２）／ｆ・・・（２）ここで、ωは光増幅素子１の有効射出径、ｆはレンズの
焦点距離、をそれぞれ示している。

【０００６】図６に、外部共振器型光源の第２の従来例
としての外部共振器型波長可変光源の構成を示す。この
外部共振器型波長可変光源は、光増幅素子１、回折格子
２、レンズ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、光アイソレータ５、反射
器７、光増幅素子駆動回路１０、回転機構６１等から構
成されている。なお、図６において、前述した図５と同
一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【０００７】このような、光増幅素子１と回折格子２と
反射器７の光学配置で選択される波長は、次式で示され
る。 λ＝ｄ／Ｍ×[sin(α)＋sin(β)] ・・・（３）ここで、λは回折格子２で選択された波長、ｄは回折格
子２の溝間隔、Ｍは回折光の次数、αは回折格子２の法
線と光増幅素子１の射出光軸との角度（回折格子２への
入射角度）、βは回折格子２の法線と回折格子２で回折
した光の反射光軸との角度（回折格子２からの反射角
度）、をそれぞれ示している。回折格子２は、光増幅素
子１の無反射膜１ａ側端面からの射出光が入射角度αで
入射される位置に配置され、図には現れない光学ベース
台に固定されている。反射器７は、回転機構６１上に配
置され、（３）式で求められる回折格子２からの回折光
の内、反射器７に垂直に入射した波長の光のみを、入射
光路と同一光路に反射して、光増幅素子１に帰還させ、
レーザ発振させる。反射器７に垂直入射しない波長の光
は、入射光路と異なった光路に反射されるため、光増幅
素子１に帰還しない。回転機構６１は、回転制御回路６
３の制御による回転制御手段６２の駆動により支点Ｃ１
を中心に回動するように構成され、その回動に伴い、反
射器７の角度を変化させて、回折格子２により選択され
る波長を変化させる。

【０００８】このように構成される外部共振器型波長可
変光源において、スペクトル線幅を狭くするには、前述
の第１の従来例（図５）と同様に、共振器長を長くする
必要があり、そのため、単一モード発振が得られ難いと
いう問題点がある。しかし、上記光学配置では、前述の
第１の従来例（図５）と異なり、光増幅素子１から射出
した光の回折格子２への入射角度αが大きくなるため回
折格子２の有効溝本数が増え、さらに、光増幅素子１か
ら射出した光が回折格子２を２回反射して光増幅素子１
に帰還するようになっているため、ビーム径を広くしな
くても回折格子２で得られるフィルター特性を狭くでき
る。そのため、焦点距離の短いレンズを使用でき、光学
部品の角度変動の角度許容度が広いという利点がある。

【０００９】図７に、外部共振器型光源の第３の従来例
としての外部共振器型波長可変光源（特開平０６-１１
２５８３）の構成を示す。この外部共振器型波長可変光
源は、光増幅素子１、回折格子２、レンズ４Ａ、４Ｂ、
４Ｃ、光アイソレータ５、反射器８、ビームスプリッタ
（以下、ビームスプリッタをＢＳと略称する）９、光増
幅素子駆動回路１０、回転機構７１、平行移動機構７４
等から構成されている。なお、図７において、前述した
図５及び図６と同一部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００１０】このような光学配置で選択される波長は、
前述した（１）式で示される。光増幅素子１からの平行
光は、ＢＳ９に入射し、ＢＳ９の反射率分だけの光が反
射器８に反射され、反射されない平行光は、ＢＳ９を透
過する。反射器８は、入射光軸に対して、垂直になるよ
うに配置されている。そのため、反射器８に入射した平
行光は、反射器８で反射され、再度同一光路を通ってＢ
Ｓ９に再入射し、反射する光と透過する光に分けられ
る。反射器８からＢＳ９に入射した光のうち、ＢＳ９で
反射した光は、光増幅素子１に再入射するが、回折格子
２を経由せずに光増幅素子１に戻ってきた光のみでは、
光強度が弱いので、レーザ発振はしない。反射器８から
ＢＳ９に入射した光のうち、ＢＳ９を透過した光は、回
折格子２に入射し、（１）式で求められる波長の光のみ
が、入射光路と同一光路でＢＳ９に戻る。回折格子２で
回折した光は、ＢＳ９で再度反射する光と透過する光に
分けられる。回折格子２からＢＳ９に入射した光のう
ち、ＢＳ９を反射した光は、光増幅素子１には戻らな
い。回折格子２からＢＳ９に入射した光のうち、ＢＳ９
を透過した光は、再度反射器８に入射する。以降、反射
器８とＢＳ９と回折格子２の間で、上記と同様のことが
繰り返され、（１）式で求められる波長の光のみが、反
射器８とＢＳ９と回折格子２から形成される共振器で共
振することになる。この反射器８とＢＳ９と回折格子２
から形成される共振器は、光増幅素子１に対して、反射
率変化が急峻な波長反射特性を持つ外部反射器となる。
即ち、光増幅素子１から射出した光を、この外部反射器
として機能する共振器で反射して、光増幅素子１に帰還
させることで、レーザ発振させることができる。そし
て、急峻な波長反射特性の長波長側傾きによって、スペ
クトル線幅が狭窄される。この共振特性を反射特性に変
換する機能的構造は、ＲＯＲ（Resonant OpticalReflec
tor）構造と呼ばれ、光導波路で研究され、報告（例え
ば、「IEEE J. Quantum Electron., Vol.QE-23, PP.141
9-1425,1987.」や「Appl. Phys. Lett., Vol.58, PP.44
9-451, 1991.」など）されているものを、光学素子で形
成したものである。

【００１１】このように構成される外部共振器型波長可
変光源では、スペクトル線幅を狭くするために共振器長
を長くする必要がないので、単一モード発振が得られ易
いという利点がある。しかし、上記光学配置において、
回折格子２で得られるフィルター特性を狭くするには、
前述の第１の従来例（図５）と同様に、ビーム径を広く
する必要があり、光学部品の角度変動の角度許容度が狭
くなるという問題点がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
第１の従来例（図５）及び第３の従来例（図７）として
示した外部共振器型波長可変光源の光学配置では、回折
格子２で得られるフィルター特性を狭くするために、平
行光のビーム径を広くする必要がある。しかし、ビーム
径を広くするために、レンズ４Ａの焦点距離を長くする
と、反射光の角度変化許容度（回折格子２を回転すると
きの回転面と垂直な方向の角度許容度）が狭くなり、回
折格子２を回転させたときの角度変動が問題になり、安
定したレーザ発振で波長可変が得にくい、という問題点
がある。また、第１の従来例（図５）及び第２の従来例
（図６）として示した外部共振器型波長可変光源では、
スペクトル線幅を狭くするために、共振器長を長くする
と、縦モード間隔が狭くなり、単一モード発振が得られ
難くなる、という問題点がある。

【００１３】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、波長可変の際に生じる光学部品
の角度変動の許容度が広く、安定したレーザ発振で波長
可変することが可能であると共に、共振器長を長くする
こと無しにスペクトル線幅を狭くすることが可能な外部
共振器型光源を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、一方の端面に無反射膜を
施した光増幅素子と、前記光増幅素子の無反射膜側の射
出光軸上に配置され、波長選択性を有する回折格子と、
を備えた外部共振器型光源において、前記光増幅素子か
ら前記回折格子に入射し前記回折格子で反射される０次
回折光の光軸上に配置されて、前記０次回折光を反射す
る第１の反射器と、前記第１の反射器から前記回折格子
に入射し前記回折格子で回折される１次回折光の光軸上
に配置されて、前記１次回折光を反射する第２の反射器
と、を備えた構成とした。

【００１５】この請求項１記載の発明によれば、光増幅
素子から回折格子に入射し回折格子で反射される０次回
折光の光軸上に配置されて０次回折光を反射する第１の
反射器と、第１の反射器から回折格子に入射し回折格子
で回折される１次回折光の光軸上に配置されて１次回折
光を反射する第２の反射器と、を備えたため、光増幅素
子から回折格子に入射した光のうち、特定の波長の光の
みを、第１の反射器と第２の反射器に垂直入射させて、
第１の反射器と第２の反射器と回折格子とからなる共振
器で共振させることができる。この場合、上記共振器
が、光増幅素子に対して、反射率変化の急峻な波長反射
特性を持つ外部反射器となるため、光増幅素子から射出
した光を、この外部反射器として機能する共振器で反射
して光増幅素子に帰還させることで、共振器長を長くす
ること無しに、狭スペクトル線幅のレーザ発振を得るこ
とができる。また、第１の反射器と第２の反射器を備え
たことにより、光増幅素子から射出した光の回折格子へ
の入射角度を大きくして回折格子の有効溝本数を増やす
ことができ、また、光増幅素子に帰還する光が、帰還す
るまでに少なくとも２回以上回折格子を回折するため、
平行光の光ビーム径が小さくても、回折格子のフィルタ
ー特性を狭くでき、単一モード性を良くすることができ
る。従って、平行光変換用レンズに、焦点距離の短いレ
ンズを使用することができ、波長可変の際に生じる光学
部品の角度変動の許容度を広くして、安定したレーザ発
振で波長可変することが可能になる。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
外部共振器型光源において、前記第１の反射器をその光
軸方向に平行移動する平行移動機構と、前記平行移動機
構を駆動する位置制御手段と、を備えた構成とした。

【００１７】この請求項２記載の発明によれば、第１の
反射器をその光軸方向に平行移動する平行移動機構と、
平行移動機構を駆動する位置制御手段とを備えたため、
位置制御手段が平行移動機構を駆動することによって、
第１の反射器をその光軸方向に平行移動することができ
る。従って、第１の反射器と回折格子と第２の反射器と
で形成される共振器の共振器長を変化させて、共振波長
を変化させることができる。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
記載の外部共振器型光源において、前記第２の反射器を
回転する回転機構と、前記回転機構を駆動する回転制御
手段と、を備えた構成とした。

【００１９】この請求項３記載の発明によれば、第２の
反射器を回転する回転機構と、回転機構を駆動する回転
制御手段とを備えたため、回転制御手段が回転機構を駆
動することによって、第２の反射器を回転することがで
きる。従って、回折格子で選択されるブラック波長を変
化させることができる。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１に記載の
外部共振器型光源において、前記第１の反射器をその光
軸方向に平行移動する平行移動機構と、前記平行移動機
構を駆動する位置制御手段と、前記第１の反射器の平行
移動によって、前記第２の反射器を回転させる回転機構
と、を備えた構成とした。

【００２１】この請求項４記載の発明によれば、第１の
反射器をその光軸方向に平行移動する平行移動機構と、
平行移動機構を駆動する位置制御手段と、第１の反射器
の平行移動によって第２の反射器を回転させる回転機構
とを備えたため、位置制御手段が平行移動機構を駆動す
ることによって、第１の反射器をその光軸方向に平行移
動することができ、同時に、この第１の反射器の平行移
動によって、第２の反射器を回転させることができる。
即ち、位置制御手段を制御することによって、第１の反
射器の位置と第２の反射器の回転角度を同時に制御する
ことができるため、波長可変の制御方法が簡単になる。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項１に記載の
外部共振器型光源において、前記第２の反射器を回転す
る回転機構と、前記回転機構を駆動する回転制御手段
と、前記第２の反射器の回転によって、前記第１の反射
器をその光軸方向に平行移動させる平行移動機構と、を
備えた構成とした。

【００２３】この請求項５記載の発明によれば、第２の
反射器を回転する回転機構と、回転機構を駆動する回転
制御手段と、第２の反射器の回転によって第１の反射器
をその光軸方向に平行移動させる平行移動機構とを備え
たため、回転制御手段が回転機構を駆動することによっ
て、第２の反射器を回転することができ、同時に、第２
の反射器の回転によって、第１の反射器をその光軸方向
に平行移動させることができる。即ち、回転制御手段を
制御することによって、第２の反射器の回転角度と第１
の反射器の位置を同時に制御することができるため、波
長可変の制御方法が簡単になる。

【００２４】請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何
れかに記載の外部共振器型光源において、前記第１の反
射器が、直角プリズムを使用したダイヘドラルミラーで
ある構成とした。

【００２５】この請求項６記載の発明によれば、第１の
反射器が直角プリズムを使用したダイヘドラルミラーで
あるため、第１の反射器を平行移動したときに、第１の
反射器の反射面の向きに変化が生じたとしても、第１の
反射器に入射した光を入射光路と同一光路に反射するこ
とができ、レーザ発振が不安定になることがない。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項１〜５の何
れかに記載の外部共振器型光源において、前記第１の反
射器が、コーナーキューブプリズムである構成とした。

【００２７】この請求項７記載の発明によれば、第１の
反射器が、コーナーキューブプリズムであるため、第１
の反射器を平行移動したときに第１の反射器の反射面の
向きに変化が生じたとしても、第１の反射器に入射した
光を入射光路と同一光路に反射することができ、レーザ
発振が不安定になることがない。

【００２８】請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何
れかに記載の外部共振器型光源において、前記第２の反
射器が、直角プリズムを使用したダイヘドラルミラーで
ある構成とした。

【００２９】この請求項８記載の発明によれば、第２の
反射器が、直角プリズムを使用したダイヘドラルミラー
であるため、第２の反射器を回転したときに、その回転
軸が傾く方向に、第２の反射器の反射面の向きが変化し
たとしても、第２の反射器に入射した光を入射光路と同
一光路に反射することができ、レーザ発振が不安定にな
ることがない。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る外部共振器
型光源の各実施の形態例について、図１〜図４の図面を
参照しながら詳細に説明する。

【００３１】＜第１の実施の形態例＞図１は本発明に係
る外部共振器型光源の第１の実施の形態例としての外部
共振器型波長可変光源の構成を示すブロック図である。
図２は、光増幅素子、反射器３Ａ（第１の反射器）、反
射器３Ｂ（第２の反射器）から回折格子に入射する各光
の入射角度と反射角度（回折方向）の関係を説明するた
めの図である。

【００３２】この外部共振器型波長可変光源は、光増幅
素子１、回折格子２、反射器３Ａ、３Ｂ、光増幅素子１
の射出光軸上に配置されるレンズ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、光
アイソレータ５、光増幅素子駆動回路１０、回転機構１
１、平行移動機構１４等から構成されている。

【００３３】光増幅素子１は、ファブリ・ペロ型半導体
レーザであり、片端面に無反射膜１ａが施されている。
光増幅素子１は、光増幅素子駆動回路１０と接続され、
この光増幅素子駆動回路１０からの注入電流に応じて、
両端面から光を射出する。レンズ４Ａは、光増幅素子１
の無反射膜１ａ側の射出光軸上に配置され、光増幅素子
１の無反射膜１ａ側端面から射出される光を平行光に変
換する。平行光に変換された射出光は、回折格子２に入
射される。

【００３４】回折格子２は、光増幅素子１の無反射膜１
ａ側端面からの射出光が入射角度αで入射される位置に
配置されている。回折格子２は、通常波長選択反射器と
して機能し、図２に示すように、光増幅素子１から入射
角度αで入射された平行光のうち、前述した（３）式で
示される波長の光の大半（反射率分）を１次回折光とし
て角度βで回折する一方、（３）式で示される波長の光
で回折されない光を、０次回折光として角度α’（α’
＝α）で反射する。

【００３５】反射器３Ａは、光増幅素子１から回折格子
２に入射されて角度α’で反射された０次回折光が垂直
に入射される位置に配置され、光増幅素子１から回折格
子２に入射されて角度α’で反射された０次回折光を、
再度同一光軸上に反射する。反射器３Ａで反射されて再
度回折格子２に入射した平行光のうち、（３）式で示さ
れる波長の光の大半は、１次回折光として角度β’
（β’＝β）で回折される一方、（３）式で示される波
長の光で回折されない光は、０次回折光として角度αで
反射されて光増幅素子１に帰還する。

【００３６】反射器３Ｂは、反射器３Ａから回折格子２
に入射されて角度β’で回折された１次回折光が垂直に
入射される位置に配置され、反射器３Ａから回折格子２
に入射されて角度β’で回折された１次回折光を、再度
同一光軸上に反射する。反射器３Ｂで反射されて再度回
折格子２に入射した平行光のうち、（３）式で示される
波長の光の大半は、１次回折光として角度α’で回折さ
れて反射器３Ａに戻る一方、（３）式で示される波長の
光で回折されない光は、０次回折光として角度βで反射
される。

【００３７】以降、反射器３Ａと回折格子２と反射器３
Ｂの間で、上記と同様のことが繰り返され、光増幅素子
１から回折格子２に入射角度αで入射した平行光のう
ち、（３）式で示される波長の光のみが、反射器３Ａと
反射器３Ｂに垂直入射して、反射器３Ａと回折格子２と
反射器３Ｂから形成される共振器で共振することにな
る。一方、反射器３Ａと反射器３Ｂに垂直入射しない波
長の光は、反射器３Ａ、３Ｂで入射光路と異なる光路に
反射されるため、共振することはない。この反射器３Ａ
と回折格子２と反射器３Ｂから形成される共振器は、光
増幅素子１に対して、反射率変化が急峻な波長反射特性
を持つ外部反射器となる。即ち、光増幅素子１から射出
した光を、この外部反射器として機能する共振器で反射
して光増幅素子１に帰還させることで、レーザ発振させ
ることができる。そして、急峻な波長反射特性の長波長
側傾きによって、スペクトル線幅が狭窄される。

【００３８】また、反射器３Ａは、平行移動機構１４上
に配置されている。平行移動機構１４は、位置制御回路
１６からの信号に基づく位置制御手段１５の駆動により
反射器３Ａの入射光軸方向に平行移動するように構成さ
れ、その移動により、反射器３Ａ、３Ｂと回折格子２で
形成される共振器の共振器長を変化させて、共振波長を
変化させる。反射器３Ａは、通常、平面ミラーを使用し
ている。しかし、反射器３Ａを、直角プリズムを使用し
たダイヘドラルミラーや、コーナーキューブプリズムに
より構成すると、反射器３Ａの反射面の向きに変化が生
じたとしても、反射器３Ａに入射した光を入射光路と同
一光路に反射できるようになる。

【００３９】また、反射器３Ｂは、回転機構１１上に配
置されている。回転機構１１は、回転制御回路１３から
の信号に基づく回転制御手段１２の駆動により回転する
ように構成され、その回転に伴い、回折格子２に対する
反射器３Ｂの角度を変化させて、回折格子２で選択され
る波長を変化させる。反射器３Ｂは、通常、平面ミラー
を使用している。しかし、反射器３Ｂを、直角プリズム
を使用したダイヘドラルミラーにより構成すると、反射
器３Ｂを回転したときに、その回転軸が傾く方向に反射
器３Ｂの反射面の向きが変化したとしても、反射器３Ｂ
に入射した光を入射光路と同一光路に反射できるように
なる。

【００４０】レンズ４Ｂは、光増幅素子１の無反射膜１
ａが施されていない側の射出光軸上に配置され、光増幅
素子１の端面から射出される光を平行光に変換する。平
行光に変換された射出光は、光アイソレータ５に入射さ
れる。光アイソレータ５は、出力ファイバ６側からの反
射光が光増幅素子１に戻らないようにするためのもの
で、この光アイソレータ５を透過した光は、レンズ４Ｃ
で集光され、出力光として出力ファイバ６に入射され
る。

【００４１】以上のように、第１の実施の形態例の外部
共振器型波長可変光源によれば、光増幅素子１から回折
格子２に入射し回折格子２で反射される０次回折光の光
軸上に配置されて０次回折光を反射する反射器３Ａと、
この反射器３Ａから回折格子２に入射し回折格子２で回
折される１次回折光の光軸上に配置されて１次回折光を
反射する反射器３Ｂとを備えたため、光増幅素子１から
回折格子２に入射角度αで入射した平行光のうち、前述
した（３）式で示される波長の光のみを、反射器３Ａと
反射器３Ｂに垂直入射させて、反射器３Ａと反射器３Ｂ
と回折格子２とからなる共振器で共振させることができ
る。この場合、上記共振器が、光増幅素子１に対して、
反射率変化の急峻な波長反射特性を持つ外部反射器とな
るため、光増幅素子１から射出した光を、この外部反射
器として機能する共振器で反射して光増幅素子１に帰還
させることで、共振器長を長くすること無しに、狭スペ
クトル線幅のレーザ発振を得ることができる。また、上
記構成の外部共振器型波長可変光源によれば、光増幅素
子１から射出した光の回折格子２への入射角度αを大き
くして回折格子２の有効溝本数を増やすことができ、ま
た、光増幅素子１に帰還する光が、帰還するまでに少な
くとも２回以上回折格子２で回折されるため、平行光の
光ビーム径が小さくても、回折格子２のフィルター特性
を狭くでき、単一モード性を良くすることができる。従
って、平行光変換用のレンズ４Ａに、焦点距離の短いレ
ンズを使用することができ、波長可変の際に生じる光学
部品の角度変動の許容度を広くして、安定したレーザ発
振で波長可変することが可能になる。

【００４２】＜第２の実施の形態例＞図３は、本発明に
係る外部共振器型光源の第２の実施の形態例としての外
部共振器型波長可変光源の構成を示すブロック図であ
る。なお、図３において、前述した図１と同一部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施の形
態例の外部共振器型波長可変光源では、回転機構２１
が、平行移動機構２４の平行移動に従属して回転角度変
化する構成としている。

【００４３】反射器３Ａは、前述の第１の実施の形態例
と同様に、光増幅素子１から回折格子２に入射されて角
度α’で反射された０次回折光が垂直に入射される位置
に、配置されている。そして、反射器３Ａは、その入射
光軸に対して平行に移動可能な平行移動機構２４上に設
けられて、平行移動機構２４と一体に移動可能となって
いる。平行移動機構２４は、位置制御回路２６からの信
号に基づく位置制御手段２５の駆動により、反射器３Ａ
の入射光軸方向に平行移動し、該移動により、反射器３
Ａ、３Ｂと回折格子２で形成される共振器の共振器長を
変化させて、共振波長を変化させる。

【００４４】反射器３Ｂは、前述の第１の実施の形態例
と同様に、反射器３Ａから回折格子２に入射されて角度
β’で回折された１次回折光が垂直に入射される位置
に、配置されている。そして、反射器３Ｂは、回折格子
２の回折面上の支点Ｃ０を中心に回動可能な回転機構２
１上に設けられて、回転機構２１と一体に回動可能とな
っている。回転機構２１は、平行移動機構２４の移動に
伴い、その先端部が平行移動機構２４の一辺（平行移動
機構２４の移動方向に対して垂直な一辺）に沿って摺動
して、回折格子２の回折面上の支点Ｃ０を中心に回動す
る。そして、その回動に伴い、回折格子２に対する反射
器３Ｂの角度を変化させて、回折格子２で選択される波
長を変化させるようになっている。

【００４５】即ち、位置制御回路２６からの信号に基づ
く位置制御手段２５の駆動により、平行移動機構２４が
反射器３Ａの入射光軸に対して平行に移動して、共振器
長が変化すると共に、平行移動機構２４の移動により回
転機構２１が回折格子２の回折面上の支点Ｃ０を中心に
回動して、回折格子２で選択される波長が変化する。

【００４６】第２の実施の形態例の外部共振器型波長可
変光源によれば、位置制御回路２６による位置制御手段
２５の駆動制御により、光増幅素子１に対する反射器３
Ａの位置と、回折格子２に対する反射器３Ｂの回転角度
を同時に制御できるため、波長可変の電気制御方法が簡
単になる。

【００４７】＜第３の実施の形態例＞図４は、本発明に
係る外部共振器型光源の第３の実施の形態例としての外
部共振器型波長可変光源の構成を示すブロック図であ
る。なお、図４において、前述した図１と同一部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。第３の実施の形
態例の外部共振器型波長可変光源では、平行移動機構
が、回転機構の回転角度変化に従属して平行移動する構
成としている。

【００４８】反射器３Ｂは、前述の第１の実施の形態例
と同様に、反射器３Ａから回折格子２に入射されて角度
β’で回折された１次回折光が垂直に入射される位置
に、配置されている。そして、反射器３Ｂは、回折格子
２の回折面上の支点Ｃ０を中心に回動可能な回転機構３
１上に設けられて、回転機構３１と一体に回動可能とな
っている。回転機構３１は、回転制御回路３３からの信
号に基づく回転制御手段３２の駆動により、回折格子２
の回折面上の支点Ｃ０を中心に回動し、その回動に伴
い、回折格子２に対する反射器３Ｂの角度を変化させ
て、回折格子２で選択される波長を変化させるようにな
っている。

【００４９】反射器３Ａは、前述の第１の実施の形態例
と同様に、光増幅素子１から回折格子２に入射されて角
度α’で反射された０次回折光が垂直に入射される位置
に、配置されている。そして、反射器３Ａは、その入射
光軸と平行に移動可能な平行移動機構３４上に設けられ
て、平行移動機構３４と一体に移動可能となっている。
平行移動機構３４は、その移動方向に対して垂直な一辺
に、回転機構３１の先端部が当接した状態となってい
て、回転機構３１の回転に伴い、回転機構３１の先端部
に押圧又は引張られて、反射器３Ａの入射光軸に対して
平行に移動する。そして、その移動により、反射器３
Ａ、３Ｂと回折格子２で形成される共振器の共振器長を
変化させて、共振波長を変化させるようになっている。

【００５０】即ち、回転制御回路３３からの信号に基づ
く回転制御手段３２の駆動により、回転機構３１が回折
格子２の回折面上の支点Ｃ０を中心に回動して、回折格
子２で選択される波長が変化すると共に、回転機構３１
の回動により、平行移動機構３４が反射器３Ａの入射光
軸に対して平行に移動して、共振器長が変化する。

【００５１】第３の実施の形態例の外部共振器型波長可
変光源によれば、回転制御回路３３による回転制御手段
３２の駆動制御により、回折格子２に対する反射器３Ｂ
の回転角度と、光増幅素子１に対する反射器３Ａの位置
を同時に制御できるため、波長可変の電気制御方法が簡
単になる。

【００５２】なお、以上の各実施の形態例では、光増幅
素子１として、半導体レーザを例示したが、これに限ら
れるものではなく、例えば、固体レーザ、気体レーザ、
ファイバレーザなどとしても良い。

【００５３】

【発明の効果】本発明に係る外部共振器型光源によれ
ば、光増幅素子から回折格子に入射し回折格子で反射さ
れる０次回折光の光軸上に配置されて０次回折光を反射
する第１の反射器と、第１の反射器から回折格子に入射
し回折格子で回折される１次回折光の光軸上に配置され
て１次回折光を反射する第２の反射器と、を備えたた
め、光増幅素子から回折格子に入射した光のうち、特定
の波長の光のみを、第１の反射器と第２の反射器に垂直
入射させて、第１の反射器と第２の反射器と回折格子と
からなる共振器で共振させることができる。この場合、
上記共振器が、光増幅素子に対して、反射率変化の急峻
な波長反射特性を持つ外部反射器となるため、光増幅素
子から射出した光を、この外部反射器として機能する共
振器で反射して光増幅素子に帰還させることで、共振器
長を長くすること無しに、狭スペクトル線幅のレーザ発
振を得ることができる。また、第１の反射器と第２の反
射器を備えたことにより、光増幅素子から射出した光の
回折格子への入射角度を大きくして回折格子の有効溝本
数を増やすことができ、また、光増幅素子に帰還する光
が、帰還するまでに少なくとも２回以上回折格子を回折
するため、平行光の光ビーム径が小さくても、回折格子
のフィルター特性を狭くでき、単一モード性を良くする
ことができる。従って、平行光変換用レンズに、焦点距
離の短いレンズを使用することができ、波長可変の際に
生じる光学部品の角度変動の許容度を広くして、安定し
たレーザ発振で波長可変することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る外部共振器型光源の第１の実施の
形態例としての外部共振器型波長可変光源の構成を示す
ブロック図である。

【図２】光増幅素子、反射器３Ａ（第１の反射器）、反
射器３Ｂ（第２の反射器）から回折格子に入射する各光
の入射角度と反射角度（回折方向）の関係を説明するた
めの図である。

【図３】本発明に係る外部共振器型光源の第２の実施の
形態例としての外部共振器型波長可変光源の構成を示す
ブロック図である。

【図４】本発明に係る外部共振器型光源の第３の実施の
形態例としての外部共振器型波長可変光源の構成を示す
ブロック図である。

【図５】外部共振器型光源の第１の従来例としての外部
共振器型波長可変光源の構成を示すブロック図である。

【図６】外部共振器型光源の第２の従来例としての外部
共振器型波長可変光源の構成を示すブロック図である。

【図７】外部共振器型光源の第３の従来例としての外部
共振器型波長可変光源の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１光増幅素子１ａ無反射膜２回折格子３Ａ反射器（第１の反射器）３Ｂ反射器（第２の反射器）４Ａ、４Ｂ、４Ｃレンズ５光アイソレータ６光ファイバ１０光増幅素子駆動回路１１、２１、３１回転機構１２、３２回転制御手段１３、３３回転制御回路１４、２４、３４平行移動機構１５、２５位置制御手段１６、２６位置制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の端面に無反射膜を施した光増幅素子
と、前記光増幅素子の無反射膜側の射出光軸上に配置され、
波長選択性を有する回折格子と、を備えた外部共振器型光源において、前記光増幅素子から前記回折格子に入射し前記回折格子
で反射される０次回折光の光軸上に配置されて、前記０
次回折光を反射する第１の反射器と、前記第１の反射器から前記回折格子に入射し前記回折格
子で回折される１次回折光の光軸上に配置されて、前記
１次回折光を反射する第２の反射器と、を備えたことを特徴とする外部共振器型光源。
【請求項２】前記第１の反射器をその光軸方向に平行移
動する平行移動機構と、前記平行移動機構を駆動する位置制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の外部共振器型
光源。
【請求項３】前記第２の反射器を回転する回転機構と、前記回転機構を駆動する回転制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の外部
共振器型光源。
【請求項４】前記第１の反射器をその光軸方向に平行移
動する平行移動機構と、前記平行移動機構を駆動する位置制御手段と、前記第１の反射器の平行移動によって、前記第２の反射
器を回転させる回転機構と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の外部共振器型
光源。
【請求項５】前記第２の反射器を回転する回転機構と、前記回転機構を駆動する回転制御手段と、前記第２の反射器の回転によって、前記第１の反射器を
その光軸方向に平行移動させる平行移動機構と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の外部共振器型
光源。
【請求項６】前記第１の反射器は、直角プリズムを使用
したダイヘドラルミラーであることを特徴とする請求項
１〜５の何れかに記載の外部共振器型光源。
【請求項７】前記第１の反射器は、コーナーキューブプ
リズムであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに
記載の外部共振器型光源。
【請求項８】前記第２の反射器は、直角プリズムを使用
したダイヘドラルミラーであることを特徴とする請求項
１〜７の何れかに記載の外部共振器型光源。