JP2001060738A - 付与された自発的放出物を一体にフィルタリングするレーザ源 - Google Patents
付与された自発的放出物を一体にフィルタリングするレーザ源Info
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Abstract
た、追加的な同調したフィルタの使用を不要にすること
により、直接、キャビティの出力光ビームの残留ASE
をフィルタリングすべく外部キャビティレーザ源を改良
すること。 【解決手段】 本発明は、リットマン・メトカフ形態に
て後方反射型の分散系5、30が装着された増幅した自発放
出物を一体にフィルタリングする外部キャビティレーザ
源であって、第一の端反射器8から格子5まで伸長し且つ
第一の光束を発生させる増幅器媒質4を含む第一の能動
的アーム3を備える一方、第二の受動的アーム6が格子5
から第二の端反射器まで伸長し、該格子5が第一のビー
ムの回折により第二のビームを発生させる。第二の受動
的アームを閉じる反射器は部分反射型であり、光束を取
り出すことを可能にし、光学的手段13は第二のビームか
ら第三のビームを発生させ、該第三のビームは平行移動
され且つ非平行状態にあり、該ビームは格子に戻り、該
格子は、回折により第一のビームに対し平行移動され且
つ非平行状態とされた第四のビームを形成する。
Description
フ形態(Littman-Metcalf configuration)の後方反射
型(retroreflecting)の分散系が装着されたレーザ源
に関する。
とのできる光線の1つ又は幾つかをスペクトル的に選択
するため、共鳴レーザキャビティの後方反射系の1つを
形成すべく後方反射型の分散系が有利に使用されること
を知っている。
る型式の単モードレーザ源を記載するフランス国特許第
2,595,013号を知っている。伝送波長(transmission wa
velength)は、回折格子を含む後方反射型の分散系を備
える外部キャビティにて、増幅導波管の広いスペクトル
範囲内で選択される。従来技術のこの源の特別な場合、
分散装置の角度方向を変更する動作は、選択し且つレー
ザ源により伝送される波長を変更することを可能にす
る。
ビームが格子の法線に対する角度θ1を画成する、いわ
ゆるリットマン・メトカフ形態にて後方反射型分散組立
体(retroreflecting dispensing assembly)を具体化
する。追加の反射器がその法線が格子上にて角度θ2を
形成するように配置され、ρが格子の段である場合、条
件λ=ρ(sinθ1+sinθ2)を満たす波長λは、格子に
て角度θ2にて分散され、次に、前者に対して垂直な反
射器上にて後方に反射される。最後に、この波長は、再
度、戻る途中にて格子内に分散され、入射角度θ1の下
で外に出る。このため、波長λはキャビティにより選択
される。格子−反射器組立体の方向を変更することによ
り、即ち、θ1を変更することにより、又は反射器の方
向のみを変更することにより、即ち、θ2を変更するこ
とにより、或いは、グリッドの方向のみを変更すること
により、即ち、(θ1−θ2)を一定に保ちつつ、θ1、
θ2を変更することにより、この波長λを変更すること
が可能となる。
の系2が装着されたかかる外部キャビティレーザ源は、
例えば、半導体性ダイオードのような増幅ガイド4を含
む第一の能動的アーム3と、回折格子5と、第二の受動
的アーム6とを備え且つ反射器7により閉じられるもの
として図1に示してある。
ートとしてダイオード4の部分反射型の外面8を使用
し、次に、全反射器7は、第二のアーム6を閉じる。こ
の反射器は、図2に図示するように、平面鏡、又は二面
体とし、フランス国特許第2.595.013号に記載
されたように、キャビティを一次元的に自己整合させる
ことを保証する。自己整合とは、出力する光束の特性が
入力する光束に関して、系の方向又は位置に対し光学系
の性質が殆んど影響を受けない状態を意味するものであ
ることを想起する。自己整合は、二方向に、即ち入力す
るビームの方向に対して平行な全ての平面上にて、又は
一方向に、即ちこれら面の一方のみにて行うことが出
来、この後者の特性が我々にとって特に関心がある。
斂する光学系により形成されたコリメーションレンズ9
は、この導波管4から出るビームを平行にする。また、
増幅器ガイド4の全反射型外面8を有する出口ガイド8
´として格子5の零順序を使用することも提案されてい
る。その双方の場合、伝送された光は、増幅器ガイドか
ら直接送られ、残留する広帯域幅の連続的な背景(増幅
自発放出(ASE)と称される)と関係した、スペクト
ル高精度のレーザ光線を構成する。残留するASEパワ
ーは、光線パワーの数パーセントに達し、このことは、
同調可能なレーザの分光的適用例における限界を画す
る。次に、放出導波管にて同調させたフィルタを出力側
に追加する必要があるが、源の放出波長上にてフィルタ
の波長を同期化させることは極めて困難である。
伴うことなく、また、追加的な同調したフィルタの使用
を不要にすることにより、直接、キャビティの出力光ビ
ームの残留ASEをフィルタリングすべくかかるレーザ
源を改良することである。
器から格子まで伸長し、第一の光ビームを発生させる増
幅器媒質を保持する第一の能動的アームを備える一方に
て、第二の能動的アームが格子から第二の端反射器まで
伸長し、上記格子が第一のビームを回折することにより
第二のビームを発生させる、リットマン・メトカフ形態
の後方反射型の分散系が装着された増幅自発放出を一体
にフィルタリングする外部キャビティレーザ源に関する
ものである。
能動的アームを閉じる反射器が、部分反射型であり、光
束を取り出すことを可能にし、光学手段が第二のビーム
から第三のビームを発生させ、この第三のビームは、平
行移動し且つ非平行状態とされ、これらのビームが格子
に戻るようにし、該格子は、回折により、第一のビーム
に対して平行移動し且つ非平行状態とされた、第四のビ
ームを発生させる。
定の有利な点を提供し、また、技術的に可能な多数の形
態に従って組み合わせることができる。上記光学ASE
フィルタリング手段は、第二のアームの部分反射型の反
射器と継がったビームの経路上に配置され、キャビティ
を去った後、そのビームを第二のアームの方向と平行な
方向に格子まで戻す。
わせた源の第二のアーム内に配置され、再度、格子を通
って進み、部分反射型反射器にて終わる。レーザ源は、
増幅器媒質を形成する導波管を備え、該導波管の全反射
型の外面は、第一のアームにて終わる。
回転により同調可能な波長を有している。反射器は、一
方が伝送(transmitted)され、もう一方が反射され
る、2つの二次的ビームを入射ビームから発生させる部
分反射型光学的構成要素であり、全反射型の第一の平坦
面と、第一の面に対して垂直な部分反射型の第二の平坦
面と、全反射型の第三の平坦面と、を備え、これによ
り、第一及び第三の面は同一の平面内に配置され、この
構成要素は、反射されたビームが入射ビームと一次元的
に自己整合することを確実にし、これにより、それぞれ
伝送されたビーム及び反射されたビームは、各々、適合
する波先又は波面(wave fronts)を有する2つの半ビ
ーム(semi-beams)から成っている。
第二の面が同一の第一のプリズムの面であり、第三の面
が第一のプリズムの第二の面と接触した第四の面を支持
する第二のプリズムにより支持されるようにする。好ま
しくは、これら双方のプリズムは、同一の屈折率を有す
る。
に対して平行な第五の面を備える一方、伝送されたビー
ムは、入射ビームと同一の方向に向け平行に戻される。
部分反射型の光学的構成要素は、第二の面に対し平行な
第五の面を備える一方、伝送されたビームは、入射ビー
ムに対し平行に且つ反対方向に戻される。
第二のプリズムが互いに対して固定され且つ一体のブロ
ックを形成し、これにより、互いに対するその面の方向
は、それらが属するプリズムに関係なく制御されるよう
にする。
二及び第四の面の各々に部分的反射処理が施されるよう
にする。それぞれ参照番号A、B、Cで示した第一のア
ーム及び第二のアームに対して平行な平面図及び側面図
に分割された添付図面を参照しつつ、本発明を以下によ
り詳細に説明する。
要素は同一の参照番号で示してある。本発明の装置は、
レーザダイオード4の外面8と少なくとも部分的反射型
の装置との間に形成されたキャビティを備えている。こ
のキャビティは、それぞれ参照番号3、6で示した2つ
のアームから成っており、キャビティ内に配置された格
子5は、放出波長を選択する。
は、増幅器媒質、好ましくは、レーザダイオードの外面
8から格子5まで伸長し、レーザ源のキャビティの第一
の端反射器として機能する光路を意味する。格子5から
第二の端反射器まで伸長する光路は、その形状に関係な
く、第二のアーム6と称される。特に、本発明の特定の
実施の形態において、該第二のアームは、それ自体、1
つ又は幾つかの反射器を備えている。
ルタリングされたASEのレーザビーム11は、2回目
に該レーザに戻され、このビームは、波長に関係なく、
キャビティの第一のアーム3に対し平行な一定の方向の
出力ビーム12を発生させる。
とにより発生されたビームの歪像は、2回目にパスする
間に補償される。更に、この2回目のパスは、格子上に
てASEを拒否する程度を向上させる。
て、光束をレーザキャビティから取り出した後、このビ
ームは回折格子5に戻される。外部レーザキャビティの
第二の反射器を構成する部分的に透明なブレード30
は、ビーム11の一部分をキャビティ内に戻し、一部分
を吸引して、出力(outgoing)ビームを形成する。次
に、出力ビームは、光学的構成要素13によりレーザキ
ャビティの第二のアーム6に対し平行な平行移動した方
向に格子5まで向けられる。構成要素13は、入射ビー
ムに対し出るビームが一次元的に自己整合することを確
実にする二面体であることが好ましい。出力される光束
は、その波長に対応する角度の下、格子により受け取ら
れ、キャビティの第一のアーム3に対し平行な方向への
回折を可能にする。
フィルタリングを確実にすることで、それ以前にこの格
子に起因する歪像を補償することを可能にし、波長に関
係なく、キャビティが可変波長型式であるときを含ん
で、出る(emerging)光束の方向を保つことを可能にす
る。
具体化が可能である。図4には、全反射型の第一の平坦
面16と、部分反射型で且つ第一の平坦面16に対し垂
直な第二の平坦面17と、を備える光学的構成要素19
を使用する装置の好ましい実施の形態が図示されてい
る。
の平面上に保持された全反射型の第三の平坦面18も備
えている。このように、後方反射ビーム15は、それぞ
れ双方の垂直面16、17上にて2つの連続的な反射に
より入射ビーム11から形成されている。図2に関して
説明したように、かかる状態下にて、入射ビーム11に
対してビーム15により形成された角度は、双方の面1
6、17により形成された角度の2倍の180°であ
る、すなわち、この入射ビーム11は、ビーム自体と平
行で且つその方向と反対方向に戻される。
16及び第三の面18上への反射により形成される。構
成要素19は、出る(emerging)ビーム14がその上で
1回以上、反射される第五の面20を備えている。この
面20は、構成要素の第二の面17に対して平行であ
り、出るビーム14の方向は入射ビーム11の方向に平
行で且つその方向と反対の方向である。
らの構成要素に割り当てられた2つの機能、即ち、一方
にて、入射ビーム11から一次元的に自己整合した反射
ビーム15を形成し、他方にて、入射ビーム11から該
入射ビームに対し平行な方向に格子上にて戻される伝送
(transmitted)されたビーム14を形成する機能を果
たす。
は、部分反射型面17の反射比によって決まる。好まし
くは、第一の面16及び第二の面17は、第一のプリズ
ムの面であり、第三の面18は、第一のプリズムの第二
の面17と接触した第四の面及び第五の面20を有する
別のプリズムにより支持されている。
14、15の双方は、各々が互いに対し同一位相にある
2つの半ビームにより形成され、即ち、後方反射ビーム
15については、半ビーム151、152の双方の波先は
適合する。このことは、取り出した(extracted)ビー
ム14を形成する半ビーム141、142についても当て
嵌まる。換言すれば、入力ビーム11は、この構成要素
により遮断される一方、2つの半ビーム151、15
2は、それぞれ、後方反射した半ビーム141及び取り出
した半ビーム142の双方を形成する。一方にて、半ビ
ーム151、152、他方にて、半ビーム141、142は
同一位相とされ、その波先は適合し、このことは、単モ
ードファイバ又は単モード導波管内にてこれらのビーム
が効率良く再接続することを可能にする。
て、増幅された光束11はキャビティから取り出される
前に、格子に2回目に戻される。次に、完全自己整合し
た反射器13をキャビティの第二のアーム6上に配置
し、増幅した光束を入射ビーム11の方向に平行で且つ
その反対の方向に向けて戻す。このように、その2回目
のパスの間、格子5へのビームの入射角度は最初のパス
のときの角度と同一である。
り、又は、図6に示した好ましい実施の形態における如
く、既に上述したものと同様の自己整合した部分反射型
の光学的構成要素26により、形成された部分反射型の
構成要素により、光束の取り出しが行われる。既に上述
した構成要素は、一次元的な自己整合した後方へ反射す
る機能、及びビームの一部分を取り出す機能を果たす。
この実施の形態において、この構成要素26は、平行な
完全反射型の面16、18、27を有することが好まし
い一方、出力光束は入射光束と同一の方向を有する。
要素を備える、本発明の第一の実施の形態の特別な場合
の図である。
要素を備える、本発明の第二の実施の形態の特別な場合
の図である。
ード/増幅器導波管 5 格子 6 キャビティの
第二のアーム 8 レーザダイオードの外面 8´ 出口ガイド 9 リメーションレンズ 10 増幅器導波
管の内面 11 ASEのレーザビーム/入射ビーム/光束 12 出力ビーム 13 光学的構成
要素/反射器 14 ビーム 141、142、1
51、152 半ビーム 15 後方反射ビーム 16 全反射型の第一の平坦面/第一のプリズムの面 17 部分反射型の第二の平坦面/構成要素の第二の面
/第一のプリズムの面 18 全反射型の第三の平坦面 19 光学的構成
要素 20 第五の面 25 部分反射型
の薄い金属板金 26 光学的構成要素 27 完全反射型
の面 30 ブレード
Claims (11)
- 【請求項1】 第一の端反射器(8)から格子(5)ま
で伸長し且つ第一の光束を発生させる増幅器媒質(4)
を保持する第一の能動的アーム(3)を備える一方、第
二の受動的アーム(6)が格子(5)から第二の端反射
器まで伸長し、該格子(5)が第一のビームの回折によ
り第二のビームを発生させる、リットマン・メトカフ形
態にて後方反射型の分散系(5、30)が装着された増
幅した自発放出物を一体にフィルタリングする外部キャ
ビティレーザ源において、 第二の受動的アームを閉じる反射器が部分反射型であり
且つ光束を取り出すことを可能にし、 光学的手段(13)が、第二のビームから第三のビーム
を発生させ、該第三のビームが平行移動され且つ非平行
状態とされ、格子に戻るようにし、該格子が、回折によ
り、第一のビームに対し平行移動し且つ非平行状態にあ
る第四のビームを形成することを特徴とする外部キャビ
ティレーザ源。 - 【請求項2】 請求項1によるレーザ源において、前記
光学的手段(13)が、第二のアームの部分反射型の反
射器(30)により継がれたビームの経路上に配置さ
れ、キャビティを去った後、ビームを第二のアームの方
向と平行な方向に向けて戻すことを特徴とする、レーザ
源。 - 【請求項3】 請求項1によるレーザ源において、前記
光学的手段(13)が、それ自体に対し平行に重ね合わ
せた源の第二のアーム内に配置され、再度、格子(5)
を通って進み、部分反射型の反射器(25)にて終わる
ことを特徴とする、レーザ源。 - 【請求項4】 請求項1乃至3の何れか1つによるレー
ザ源において、増幅器媒質を形成する導波管を備え、そ
の内面がぎらつき防止被覆を有し且つコリメーションレ
ンズの焦点に配置されることと、完全反射型であるその
外面が第一のアームにて終わることとを特徴とする、レ
ーザ源。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の何れか1つによるレー
ザ源において、同調可能な波長を有することを特徴とす
る、レーザ源。 - 【請求項6】 請求項1乃至5の何れか1つによるレー
ザ源において、部分反射型反射器が、一方が伝送され、
他方が反射される2つの二次的ビームを入射ビームから
形成し、 完全反射型の第一の平坦面と、 部分反射型で、第一の平坦面に対して垂直な第二の平坦
面と、 完全反射型の第三の平坦面と、を備え、 これにより、第一及び第三の面が同一の平面上に配置さ
れる一方、該構成要素が、反射されたビームが入射ビー
ムと一次元的に自己整合することを確実にし、これによ
り、それぞれ伝送されたビーム及び反射されたビームが
各々適合する波先を有する2つの半ビームにて形成され
ることを特徴とする、レーザ源。 - 【請求項7】 請求項6によるレーザ源において、部分
反射型の光学的構成要素が、第一及び第二の面が同一の
第一のプリズムの面であり、第三の面が第一のプリズム
の第二の面と接触する第四の面を支持する第二のプリズ
ムにより支持されることを特徴とする、レーザ源。 - 【請求項8】 請求項7によるレーザ源において、部分
反射型の光学的構成要素が、第三の面に対して平行な第
五の面を備える一方、伝送されたビームが入射ビームと
同一の方向に向け平行に戻されることを特徴とする、レ
ーザ源。 - 【請求項9】 請求項7によるレーザ源において、部分
反射型の光学的構成要素が、第二の面に対し平行な第五
の面を備える一方、伝送されたビームが入射ビームに対
して平行に且つ反対方向に向けて戻されることを特徴と
する、レーザ源。 - 【請求項10】 請求項7乃至9の何れか1つによるレ
ーザ源において、部分反射型の光学的構成要素が、第一
及び第二のプリズムが互いに対し固定され且つ一体のブ
ロックを形成し、これにより、互いに対するその面の方
向が、それらが属するプリズムに関係なく、制御される
ことを特徴とする、レーザ源。 - 【請求項11】 請求項7乃至10の何れか1つによる
レーザ源において、部分反射型の光学的構成要素が、第
二及び第四の面の一方には、部分反射型の処理が施され
ることを特徴とする、レーザ源。
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