JP2002076509A - レーザ光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドップラシフト等による光信号の波長の揺ら
ぎの影響を受けることなく、安定した所望の波長で発振
するレーザ光源を提供することである。 【解決手段】 本発明のレーザ光源は、半導体レーザ光
源部と反射部２０とを備えている。反射部２０は、光音
響光学結晶２１を基板とし、その上面にくし形電極２２
が配置され、ＲＦ電源２３から印加される高周波信号の
周波数に応じた表面弾性波２０１を発生させる。表面弾
性波２０１は、端面２４で反射し反射表面弾性波２０２
となる。この表面弾性波２０１と反射表面弾性波２０２
との干渉により、定在波２０３が発生する。定在波２０
３は、その波長に対応した周期的屈折率変化を生じさせ
る。したがって、入力光信号は、定在波２０３による屈
折率変化の周期と一致する波長の光信号のみ反射され、
反射光信号となって半導体レーザ光源部に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光源に関
し、より特定的には、音響光学効果を用いてレーザ光源
の出力光信号の波長を制御することが可能なレーザ光源
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔレーザダ
イオードの一方の端面に無反射膜を施し、波長選択性の
ある素子を使用して上記レーザダイオードに帰還をかけ
ることにより、他方の端面との間で外部共振器を形成
し、利得条件と位相条件とが反射損失や散乱損失等の損
失にうち勝った場合に、上記レーザダイオードはレーザ
発振することが知られている。このような上記レーザダ
イオードから出射された出射光の中から、任意の波長の
レーザ光を上記レーザダイオードに帰還させることによ
り、上記レーザダイオードは可変波長レーザ光源にな
る。この可変波長レーザ光源は、簡単に所用の波長のレ
ーザ光を発生させることができるために、波長多重通信
や信号処理などの光周波数帯域利用光デバイスとして、
光通信・光情報処理システムへの適用が期待されてい
る。

【０００３】この可変波長レーザ光源の従来例として、
特開平９−２９８３３１号公報で開示されたレーザ光源
がある。当該レーザ光源においては、レーザ光源部から
の出射光を光音響光学結晶へ入射し、この光音響光学結
晶に音響波入力手段により音響波を入力することによ
り、レーザ光源部からの出射光の波長を選択するように
なっている。図９は、当該レーザ光源における波長選択
手段の構成を示す図である。以下、図９を用いて、当該
レーザ光源における波長選択手段について説明する。

【０００４】図９において、複屈折の性質を有する光音
響光学結晶１００の中に、入射光１０１が入射される。
さらに、光音響光学結晶１００の中に、周波数ωａの音
響波１０５を与えると、音響波１０５の周波数ωａに応
じた特定波長の回折光１０２が得られ、非回折光１０３
は外部に出射される。この光音響光学結晶１００で回折
される回折光１０２に対して、全反射ミラー１１０と所
定の透過性を有する出射側ミラー１２０とを配置する
と、全反射ミラー１１０と出射側ミラー１２０との間を
回折光１０２が往復するレーザ共振器が構成される。

【０００５】なお、回折光１０２の波長λｏは、光音響
光学結晶１００の中に発生する音響波１０５の周波数ω
ａによって決定される。例えば、光音響光学結晶１００
に圧電素子１３０を添着し、ＲＦ電源１４０により圧着
素子１３０を周波数ωａで駆動させて当該圧着素子１３
０に歪みを生じさせる。これにより、当該歪みに応じた
周波数ωａの音響波１０５が光音響光学結晶１００に発
生するため、ＲＦ電源１４０の周波数制御により回折光
１０２の波長λｏを可変制御することが可能である。し
たがって、レーザ出力光１０４の波長λｏは、ＲＦ電源
１４０の周波数制御により可変制御され、レーザ発振の
際の波長同調を高速に行うことができる。また、回折光
１０２の回折効率は音響波１０５の強度により決定され
るので、ＲＦ電源１４０の入力強度の制御によりレーザ
出力１０４の可変制御が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例においては、光音響光学結晶１００が作る音響波１
０５が進行波であるため、回折光１０２はドップラシフ
トを受ける。つまり、回折されるたびに、回折光１０２
はそれだけ波長λｏが変化する。すなわち、厳密な意味
では１つの波長では発振しないことになり、レーザ出力
光１０４は波長の揺らぎを持って発振するという課題を
有していた。

【０００７】それ故に、本発明の目的は、ドップラシフ
ト等による光信号の波長の揺らぎの影響を受けることな
く、レーザ光源に加える高周波信号の周波数を設定する
ことにより、安定した所望の波長で発振するレーザ光源
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特
徴を有している。第１の発明は、レーザ発振する光の波
長を可変するレーザ光源であって、レーザ発振し、光を
出力するレーザ光源部と、レーザ光源部からの光を、音
響光学効果による定在波に応じた屈折率変化によって反
射し、レーザ光源部に帰還させる反射部とを備える。

【０００９】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、レーザ光源部からの光と定在波とを、直交さ
せることを特徴とする。

【００１０】第１および第２の発明によれば、反射部で
は、光軸方向には進行しない定在波で光信号を反射する
ため、従来のレーザ光源で影響されたドップラシフトを
受けることなく、安定した波長で発振することができ
る。

【００１１】第３の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、反射部は、音響光学効果による進行波に応じ
た屈折率変化を生成する進行波生成手段と、進行波を反
射し、その反射波を発生させる端面とを備え、定在波
は、進行波と反射波とが交わり、互いに干渉することに
より生成されることを特徴とする。

【００１２】第３の発明によれば、１つの進行波生成手
段から発生する進行波と、端面で反射したその反射波と
の干渉により定在波が生成される。この進行波と反射波
とは、その周波数は同じになるので、容易に定在波を生
成することができる。

【００１３】第４の発明は、第３の発明に従属する発明
であって、レーザ発振する光の波長λｏは、進行波の波
長をΛｓとし、反射部の基板媒体に依存する定数をｋと
し、進行波の進行方向とレーザ光源部からの光の光軸と
の角度をαとし、自然数をｍとした場合、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） の関係式で表されることを特徴とする。

【００１４】第４の発明によれば、角度αを固定して考
えた場合、レーザ発振する光の波長λｏは、進行波の波
長Λｓに比例する。したがって、進行波の波長Λｓに応
じた波長λｏでレーザ発振することができる。

【００１５】第５の発明は、第３の発明に従属する発明
であって、進行波生成手段は、高周波電圧を加えられる
ことにより進行波を生成するくし形電極を備える。

【００１６】第６の発明は、第５の発明に従属する発明
であって、反射部の基板の上面には、光導波路が形成さ
れ、光導波路は、レーザ光源部からの光を伝搬すること
を特徴とする。

【００１７】第５および第６の発明によれば、定在波
は、くし形電極に高周波電圧を加えることにより発生す
る表面弾性波の干渉により生成される。この表面弾性波
および定在波は、光音響効果結晶の上面付近に発生する
ため、当該上面に光導波路を形成し、その内部に光信号
を伝搬させることにより、効率よく反射することができ
る。また、反射部を伝搬する光信号は、光導波路に閉じ
こめられるため、伝送に伴う損失も小さくすることがで
きる。

【００１８】第７の発明は、第３の発明に従属する発明
であって、進行波生成手段は、高周波電圧を加えられる
ことにより進行波を生成する圧電素子を備える。

【００１９】第８の発明は、第７の発明に従属する発明
であって、レーザ光源部からの光は、平行光に変換され
た後、反射部に伝搬されることを特徴とする。

【００２０】第７および第８の発明によれば、定在波
は、圧電素子に高周波電圧を加えることにより発生する
音響波の干渉により生成される。この音響波および定在
波は、光音響効果結晶の内部に発生するため、光信号を
平行光に変換し、光音響効果結晶の内部に光信号を伝搬
させることにより、効率よく反射することができる。

【００２１】第９の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、反射部は、音響光学効果による第１の進行波
に応じた屈折率変化を生成する第１の進行波生成手段
と、音響光学効果による第２の進行波に応じた屈折率変
化を生成する第２の進行波生成手段とを備え、定在波
は、第１の進行波と第２の進行波とが交わり、互いに干
渉することにより生成されることを特徴とする。

【００２２】第９の発明によれば、２つの進行波生成手
段から発生するそれぞれの進行波同士を干渉させること
により、定在波が生成される。この定在波は、第３の発
明と比較すると、光信号と定在波とが交会する距離が長
くなり、光信号の反射効率が向上することから、第３の
発明より低損失なレーザ光源として用いることができ
る。

【００２３】第１０の発明は、第９の発明に従属する発
明であって、レーザ発振する光の波長λｏは、第１およ
び第２の進行波の波長をΛｓとし、反射部の基板媒体に
依存する定数をｋとし、第１および第２の進行波の進行
方向とレーザ光源部からの光の光軸との角度をαとし、
自然数をｍとした場合、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） の関係式で表されることを特徴とする。

【００２４】第１０の発明によれば、角度αを固定して
考えた場合、レーザ発振する光の波長λｏは、第１およ
び第２の進行波の波長Λｓに比例する。したがって、第
１および第２の進行波の波長Λｓに応じた波長λｏでレ
ーザ発振することができる。

【００２５】第１１の発明は、第９の発明に従属する発
明であって、第１の進行波生成手段は、高周波電圧を加
えられることにより第１の進行波を生成する第１のくし
形電極を備え、第２の進行波生成手段は、高周波電圧を
加えられることにより第２の進行波を生成する第２のく
し形電極を備える。

【００２６】第１２の発明は、第１１の発明に従属する
発明であって、反射部の基板の上面には、光導波路が形
成され、光導波路は、レーザ光源部からの光を伝搬する
ことを特徴とする。

【００２７】第１１および第１２の発明によれば、定在
波は、第１および第２のくし形電極に高周波電圧を加え
ることにより発生する２つの表面弾性波の干渉により生
成される。この２つの表面弾性波および定在波は、光音
響効果結晶の上面付近に発生するため、当該上面に光導
波路を形成し、その内部に光信号を伝搬させることによ
り、効率よく反射することができる。また、反射部を伝
搬する光信号は、光導波路に閉じこめられるため、伝送
に伴う損失も小さくすることができる。

【００２８】第１３の発明は、第９の発明に従属する発
明であって、第１の進行波生成手段は、高周波電圧を加
えられることにより第１の進行波を生成する第１の圧電
素子を備え、第２の進行波生成手段は、高周波電圧を加
えられることにより第２の進行波を生成する第２の圧電
素子を備える。

【００２９】第１４の発明は、第１３の発明に従属する
発明であって、レーザ光源部からの光は、平行光に変換
された後、反射部に伝搬されることを特徴とする。

【００３０】第１３および第１４の発明によれば、定在
波は、２つの圧電素子に高周波電圧を加えることにより
発生する２つの音響波の干渉により生成される。この２
つの音響波および定在波は、光音響効果結晶の内部に発
生するため、光信号を平行光に変換し、光音響効果結晶
の内部に光信号を伝搬させることにより、効率よく反射
することができる。

【００３１】第１５の発明は、第１の発明に従属する発
明であって、反射部は、定在波の波長を変える可変手段
をさらに備えている。

【００３２】第１５の発明によれば、定在波の波長を変
えることにより、反射する光信号の波長を変えることが
できるため、当該レーザ光源は可変波長レーザ光源とし
て用いることができる。

【００３３】第１６の発明は、第１５の発明に従属する
発明であって、反射部は、くし形電極と、その駆動周波
数を制御するＲＦ電源とを備え、可変手段は、ＲＦ電源
が制御する駆動周波数を変えることである。

【００３４】第１６の発明によれば、ＲＦ電源から印加
する高周波信号の周波数を制御することにより、くし形
電極から発生する進行波の波長を制御することができ
る。また、進行波の波長と定在波の波長とは比例関係に
ある。したがって、ＲＦ電源から印加する高周波信号の
周波数に応じた波長の光信号で発振することが可能であ
る。しかも、上記高周波信号の周波数を変えることによ
り、容易に発振波長を変えることが可能となる。

【００３５】第１７の発明は、第１５の発明に従属する
発明であって、反射部は、圧電素子と、その駆動周波数
を制御するＲＦ電源とを備え、可変手段は、ＲＦ電源が
制御する駆動周波数を変えることである。

【００３６】第１７の発明によれば、ＲＦ電源から印加
する高周波信号の周波数を制御することにより、圧電素
子から発生する進行波の波長を制御することができる。
また、進行波の波長と定在波の波長とは比例関係にあ
る。したがって、ＲＦ電源から印加する高周波信号の周
波数に応じた波長の光信号で発振することが可能であ
る。しかも、上記高周波信号の周波数を変えることによ
り、容易に発振波長を変えることが可能となる。

【００３７】第１８の発明は、第１の発明に従属する発
明であって、レーザ光源部は、半導体レーザであること
を特徴とする。

【００３８】第１８の発明によれば、半導体レーザを用
いることにより、波長制御が必要な波長多重伝送用の光
源のような光通信の場合に有効であり、また、レーザ光
源全体の小型化が可能である。

【００３９】第１９の発明は、第１の発明に従属する発
明であって、レーザ光源部と反射部とは、集積化される
ことを特徴とする。

【００４０】第１９の発明によれば、レーザ光源部と反
射部とを、単一部品として集積化する。集積化すること
により、レーザ光源部と反射部との光結合部を省略する
ことができ、レーザ光源部の光信号が反射部に効率よく
伝搬することができる。また、集積化により、さらに小
型化が可能となり、モジュール等への実装も容易とな
る。

【００４１】第２０の発明は、第１の発明に従属する発
明であって、レーザ光源部と反射部とは、光結合部を介
して結合されることを特徴とする。

【００４２】第２０の発明によれば、レーザ光源部と反
射部との間に光結合部を設けることによって、両者の結
合効率を上げ、光信号の損失を低減することができる。

【００４３】第２１の発明は、第１の発明に従属する発
明であって、レーザ光源部からの光は、光フィルタを介
して反射部に伝搬されることを特徴とする。

【００４４】第２１の発明によれば、反射部で反射され
る光信号の波長は、定在波の波長と一致する条件を満足
する波長の光信号が全て反射されるが、レーザ光源部で
発振できる波長は限定されているため、両者が満足する
波長で発振することになる。したがって、両者が満足す
る波長が単数である場合は、シングルモード発振するこ
とが可能である。しかし、両者が満足する波長が複数の
場合は、光信号が発振する経路の途中に、発振させたい
波長を中心波長にもつ波長選択性透過フィルタを挿入す
れば、前述同様にシングルモード発振が可能となる。

【００４５】第２２の発明は、第１の発明に従属する発
明であって、レーザ光源部は、温度安定化手段をさらに
備えている。

【００４６】第２３の発明は、第１の発明に従属する発
明であって、反射部は、温度安定化手段をさらに備えて
いる。

【００４７】第２２および第２３の発明によれば、レー
ザ光源部および反射部は、ともに周辺温度の影響を受
け、発振波長が変化する場合があるため、その場合、両
者の温度安定化を図ることにより、安定した波長でレー
ザ発振することができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の第１の実施形態に係るレーザ光源の構成を示す図で
ある。以下、図１を参照して、第１の実施形態について
説明する。

【００４９】図１において、当該レーザ光源１は、半導
体レーザ光源部１０と反射部２０とを備えている。半導
体レーザ光源部１０の光出力側端面１２は光を反射する
へき開面であり、半導体レーザ光源部１０と反射部２０
との間には、不要な光信号の反射を除去するための無反
射膜１１が設けられている。

【００５０】次に、当該レーザ光源１の動作について説
明する。図１において、半導体レーザ光源部１０は、励
起され、レーザ発振して光信号を出力する。この光信号
は、直接あるいは端面１２で反射した後、無反射面１１
を通過し、反射部２０に入射する。反射部２０は、入力
光信号の中から特定の波長の光信号を反射する機能を有
しており（反射部２０の構造、機能については後述す
る）、特定の波長の光信号が反射光信号として半導体レ
ーザ光源部１０に戻る。したがって、当該レーザ光源１
では、反射部２０と端面１２との間で、特定の波長の光
信号が発振し、出力光として端面１２から出力される。

【００５１】次に、反射部２０について説明する。図２
は、反射部２０の構造を示す図である。なお、図２
（ａ）は反射部２０の上面図であり、図２（ｂ）は図２
（ａ）の断面ａ−ａ’をｂ方向から見た断面図である。
以下、図２を参照して、反射部２０について説明する。

【００５２】図２において、反射部２０は、複屈折の性
質を有する光音響光学結晶２１を基板とし、その上面に
くし形電極２２が配置されている。光音響光学結晶２１
の材料としては、水晶、ＴｅＯ２、ＰｂＭｏＯ４、Ｉｎ
Ｐ、ＬｉＮｂＯ３、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ
２等が用いられる。くし形電極２２は、ＲＦ電源２３と
接続され、ＲＦ電源２３から印加される高周波信号の周
波数に応じた表面弾性波２０１を発生させる。また、表
面弾性波２０１の反射表面弾性波２０２が到達する光音
響光学結晶２１の側面には、吸収体２５が備えられてい
る。また、光音響光学結晶２１には、その上面に断面矩
形状の光導波路２６が設けられ、光導波路２６の光軸方
向と垂直に端面２４が形成されている。

【００５３】次に、反射部２０の動作について説明す
る。図２において、前述したように、くし形電極２２
は、ＲＦ電源２３から印加される高周波信号の周波数に
応じた表面弾性波２０１を発生させる。この表面弾性波
２０１は、光音響光学結晶２１の表面付近に、音響光学
効果によって表面弾性波２０１の波長に対応した屈折率
変化を生じさせる。表面弾性波２０１は、光音響光学結
晶２１の表面付近を伝搬した後、端面２４で反射し反射
表面弾性波２０２となる。反射表面弾性波２０２は、光
音響光学結晶２１の表面付近を伝搬した後、吸収体２５
に到達し吸収される。この表面弾性波２０１と反射表面
弾性波２０２との干渉により、定在波２０３が発生す
る。定在波２０３は、光音響光学結晶２１の表面付近に
端面２４に対して平行に発生し、表面弾性波２０１と反
射表面弾性波２０２とは同じ周波数であるため、光導波
路２６の光軸方向には進行しない。また、定在波２０３
も、表面弾性波２０１と同様に、その波長に対応した周
期的屈折率変化を生じさせる。なお、吸収体２５につい
ては、表面弾性波が反射を続け、定在波２０３に影響を
与えることを防止するために設けられているが、反射表
面弾性波２０２の減衰が大きく、定在波２０３に影響を
与えない場合はなくてもかまわない。

【００５４】一方、前述したように、半導体レーザ光源
部１０からの入力光信号が、反射部２０に入射する。こ
の入力光信号は、光導波路２６の端面２４と反対の面か
ら入射し、光導波路２６を伝搬した後、定在波２０３と
直交する。前述したように、定在波２０３は、光導波路
２６に音響光学効果による周期的屈折率変化を発生させ
ている。したがって、入力光信号は、屈折率変化の周期
と一致する波長の光信号のみ反射され、反射光信号とな
って半導体レーザ光源部１０に戻る。

【００５５】ここで、屈折率変化の周期と一致しない波
長の光信号は、端面２４で反射されることになるが、こ
の光信号はレーザ発振には不要であるので、端面２４に
光反射防止コーティング等を形成することにより反射を
防止し、上記周期と一致する波長の光信号のみが半導体
レーザ光源部１０に戻るようにする。

【００５６】ところで、反射光信号の波長λｏは、光音
響光学結晶２１の中に発生する定在波２０３の波長Λｑ
によって決定される。また、定在波２０３の波長Λｑ
は、表面弾性波２０１の波長Λｓに比例している。ここ
で、図２に示すように、表面弾性波２０１の進行方向と
光導波路２６の光軸との角度をαとすると、波長λｏ
は、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） ｋ：光音響光学結晶２１の媒質に依存する定数、ｍ：自
然数 の関係式で表される。また、表面弾性波２０１の波長Λ
ｓは、表面弾性波２０１の周波数ωａに反比例してい
る。すなわち、反射光信号の波長λｏは、表面弾性波２
０１の周波数ωａによって決定される。ここでは、光音
響光学結晶２１の上面に、ＲＦ電源２３により駆動され
るくし形電極２２を添着し、ＲＦ電源２３によりくし形
電極２２を周波数ωａで駆動させる。この駆動周波数ω
ａに応じた表面弾性波２０１が、光音響光学結晶２１に
発生するため、ＲＦ電源２３の周波数制御により反射光
信号の波長λｏを可変制御することが可能である。した
がって、レーザ発振する光信号の波長λｏは、ＲＦ電源
２３の周波数制御により可変制御される。

【００５７】また、反射部２０で反射される光信号の波
長λｏは、上記関係式と一致する波長の光信号が全て反
射されるが、半導体レーザ光源部１０で発振できる波長
は限定されているため、両者が満足する波長で発振する
ことになる。したがって、両者が満足する波長が単数で
ある場合は、シングルモード発振することが可能であ
る。また、両者が満足する波長が複数の場合は、光信号
が発振する経路の途中に、発振させたい波長を中心波長
にもつ波長選択性透過フィルタを挿入すれば、前述同様
にシングルモード発振が可能である。

【００５８】なお、上記定在波２０３の波長は、温度の
影響を受けて変化する場合があり、その場合、反射部２
０で反射する波長も変化することになる。また、半導体
レーザ光源部１０の発振状態も温度の影響を受ける。し
たがって、必要な出力波長精度および周囲の環境条件等
を考慮して、必要に応じて、反射部２０あるいは半導体
レーザ光源部１０、もしくはレーザ光源１全体を温度安
定化する。これは、反射部２０あるいは半導体レーザ光
源部１０、もしくはレーザ光源１全体を、直接あるいは
マウントを介してペルチェ素子（図示しない）の上面に
配置し、当該ペルチェ素子を温度制御回路（図示しな
い）等で温度制御することにより、レーザ光源１の温度
安定化を図ることができる。

【００５９】このように、第１の実施形態に係るレーザ
光源では、ＲＦ電源２３から印加する高周波信号の周波
数を制御することにより、その周波数に応じた波長の光
信号をシングルモード発振することが可能である。しか
も、上記高周波信号の周波数を変えることにより、容易
に発振波長を変えることが可能であり、可変波長レーザ
光源として用いることができる。また、反射部２０で
は、光軸方向には進行しない定在波２０３で光信号を反
射するため、従来のレーザ光源で影響されたドップラシ
フトを受けることなく、安定した波長で発振することが
できる。さらに、定在波２０３は、光音響効果結晶２１
の上面付近に発生するため、当該上面に光導波路２６を
形成し、その内部に入力光信号を伝搬させることによ
り、効率よく反射することができる。また、反射部２０
を伝搬する入力光信号および反射光信号は、光導波路２
６に閉じこめられるため、伝送に伴う損失も小さくする
ことができる。

【００６０】なお、当該レーザ光源の光源部として半導
体レーザを用いたが、当該レーザ光源の光源部は、いず
れの方式のレーザを用いてもかまわない。半導体レーザ
は、波長制御が必要な波長多重伝送用の光源のような光
通信の場合に有効であり、小型化が可能な点を考慮して
有用な構成であるが、このような利点を期待しない場合
は、いずれの方式のレーザを光源として用いても、当該
レーザ光源は上述同様の効果を得ることが可能である。

【００６１】また、半導体レーザ光源部１０と反射部２
０とは、単一部品として集積化してもかまわない。集積
化することにより、半導体レーザ光源部１０と反射部２
０との光結合部を省略することができ、半導体レーザ光
源部１０の光信号を反射部２０に効率よく伝搬すること
ができる。また、集積化により、さらに小型化が可能と
なり、モジュール等への実装も容易となる。

【００６２】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係るレーザ光源の反射部２０の構造を示す
図であり、図３（ａ）は反射部２０の上面図、図３
（ｂ）は図３（ａ）の断面ｃ−ｃ’をｄ方向から見た断
面図である。なお、反射部２０以外の構成については、
上記第１の実施形態と同一であるので、説明を省略す
る。以下、図３を参照して、第２の実施形態について説
明する。

【００６３】図３において、反射部２０は、複屈折の性
質を有する光音響光学結晶２１を基板とし、その上面に
くし形電極２２−１および２２−２が配置されている。
光音響光学結晶２１の材料としては、水晶、ＴｅＯ２、
ＰｂＭｏＯ４、ＩｎＰ、ＬｉＮｂＯ３、Ａｓ２Ｓｅ３、
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等が用いられる。くし形電極２２
−１および２２−２は、それぞれＲＦ電源２３−１およ
び２３−２が接続され、ＲＦ電源２３−１および２３−
２から印加される高周波信号の周波数に応じた表面弾性
波２０１−１および２０１−２を発生させる。ここで、
ＲＦ電源２３−１から印加される高周波信号の周波数
と、ＲＦ電源２３−２から印加される高周波信号の周波
数とは同一にするため、表面弾性波２０１−１の波長と
表面弾性波２０１−２の波長とは同一になる。また、表
面弾性波２０１−１および２０１−２が到達する光音響
光学結晶２１の側面には、吸収体２５−１および２５−
２が備えられている。また、光音響光学結晶２１には、
その上面に断面矩形状の光導波路２６が設けられてい
る。

【００６４】次に、光導波路２６と表面弾性波２０１−
１および２０１−２との位置関係について説明する。な
お、図４は、説明を簡単にするために不要な部品を省略
し、当該位置関係を模式的に表した反射部２０の上面図
である。図４において、光導波路２６の光軸Ｘと表面弾
性波２０１−１の進行方向とは、角度αで交わってい
る。また、光導波路２６の光軸Ｘと表面弾性波２０１−
２の進行方向とは、角度βで交わっている。ここでは、
角度αと角度βとは、関係式α＝βとなるように、表面
弾性波２０１−１および２０１−２を発生させる。すな
わち、くし形電極２２−１および２２−２を、上記関係
式が満足するように配置する。また、前述したように、
表面弾性波２０１−１の波長と表面弾性波２０１−２の
波長とは同一である。これらにより、後述する定在波２
０３を、光軸Ｘに対して垂直に発生させることができ
る。

【００６５】次に、反射部２０の動作について説明す
る。図３において、前述したように、くし形電極２２−
１および２２−２は、それぞれＲＦ電源２３−１および
２３−２から印加される高周波信号の周波数に応じた表
面弾性波２０１−１および２０１−２を発生させる。こ
の表面弾性波２０１−１および２０１−２は、それぞれ
光音響光学結晶２１の表面付近に、音響光学効果によっ
て表面弾性波２０１−１および２０１−２の波長に対応
した屈折率変化を生じさせる。表面弾性波２０１−１お
よび２０１−２は、それぞれ光音響光学結晶２１の表面
付近を伝搬した後、吸収体２５−１および２５−２に到
達し吸収される。この表面弾性波２０１−１と２０１−
２との干渉により、定在波２０３が発生する。定在波２
０３は、くし形電極２２−１および２２−２を前述のよ
うに配置することにより、光音響光学結晶２１の表面付
近に光導波路２６の光軸方向に対して垂直に発生する。
また、前述したように、表面弾性波２０１−１と２０１
−２とは同じ周波数であるため、定在波２０３は光導波
路２６の光軸方向には進行しない。また、定在波２０３
も、表面弾性波２０１−１および２０１−２と同様に、
その波長に対応した周期的屈折率変化を生じさせる。な
お、吸収体２５−１および２５−２については、表面弾
性波が反射を続け、定在波２０３に影響を与えることを
防止するために設けられているが、表面弾性波２０１−
１および２０１−２の減衰が大きく、定在波２０３に影
響を与えない場合は、なくてもかまわない。

【００６６】一方、前述したように、半導体レーザ光源
部１０からの入力光信号が、反射部２０に入射する。こ
の入力光信号は、光導波路２６の端面２７と反対の面か
ら入射し、光導波路２６を伝搬した後、定在波２０３と
直交する。前述したように、定在波２０３は、光導波路
２６に音響光学効果による周期的屈折率変化を発生させ
ている。したがって、入力光信号は、屈折率変化の周期
と一致する波長の光信号のみ反射され、反射光信号とな
って半導体レーザ光源部１０に戻る。

【００６７】ここで、屈折率変化の周期と一致しない波
長の光信号は、端面２７で反射されることになるが、こ
の光信号はレーザ発振には不要であるので、端面２７に
光反射防止コーティング等を形成することにより反射を
防止し、上記周期と一致する波長の光信号のみが半導体
レーザ光源部１０に戻るようにする。

【００６８】ところで、反射光信号の波長λｏは、光音
響光学結晶２１の中に発生する定在波２０３の波長Λｑ
によって決定される。また、定在波２０３の波長Λｑ
は、表面弾性波２０１−１および２０１−２の波長Λｓ
に比例している。ここで、図４に示すように、表面弾性
波２０１−１の進行方向と光軸Ｘとの角度をαとし、表
面弾性波２０１−２の進行方向と光軸Ｘとの角度をβと
すると、前述したようにα＝βであるので、波長λｏ
は、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） ｋ：光音響光学結晶２１の媒質に依存する定数、ｍ：自
然数 の関係式で表される。また、表面弾性波２０１−１およ
び２０１−２の波長Λｓは、表面弾性波２０１−１およ
び２０１−２の周波数ωａに反比例している。すなわ
ち、反射光信号の波長λｏは、表面弾性波２０１−１お
よび２０１−２の周波数ωａによって決定される。ここ
では、光音響光学結晶２１の上面に、それぞれＲＦ電源
２３−１および２３−２により駆動されるくし形電極２
２−１および２２−２を添着し、ＲＦ電源２３−１およ
び２３−２によりそれぞれくし形電極２２−１および２
２−２を同じ周波数ωａで駆動させる。この駆動周波数
ωａに応じた表面弾性波２０１−１および２０１−２
が、光音響光学結晶２１に発生するため、ＲＦ電源２３
−１および２３−２の周波数制御により反射光信号の波
長λｏを可変制御することが可能である。したがって、
レーザ発振する光信号の波長λｏは、ＲＦ電源２３−１
および２３−２の周波数制御により可変制御される。

【００６９】また、反射部２０で反射される光信号の波
長λｏは、上記関係式と一致する波長の光信号が全て反
射されるが、半導体レーザ光源部１０で発振できる波長
は限定されているため、両者が満足する波長で発振する
ことになる。したがって、両者が満足する波長が単数で
ある場合は、シングルモード発振することが可能であ
る。また、両者が満足する波長が複数の場合は、光信号
が発振する経路の途中に、発振させたい波長を中心波長
にもつ波長選択性透過フィルタを挿入すれば、前述同様
にシングルモード発振が可能である。

【００７０】なお、上記定在波２０３の波長は、温度の
影響を受けて変化する場合があり、その場合、反射部２
０で反射する波長も変化することになる。また、半導体
レーザ光源部１０の発振状態も温度の影響を受ける。し
たがって、必要な出力波長精度および周囲の環境条件等
を考慮して、必要に応じて、反射部２０あるいは半導体
レーザ光源部１０、もしくはレーザ光源１全体を温度安
定化する。これは、反射部２０あるいは半導体レーザ光
源部１０、もしくはレーザ光源１全体を、直接あるいは
マウントを介してペルチェ素子（図示しない）の上面に
配置し、当該ペルチェ素子を温度制御回路（図示しな
い）等で温度制御することにより、レーザ光源１の温度
安定化を図ることができる。

【００７１】このように、第２の実施形態に係るレーザ
光源では、ＲＦ電源２３−１および２３−２から印加す
る高周波信号の周波数を制御することにより、その周波
数に応じた波長の光信号をシングルモード発振すること
が可能である。しかも、上記高周波信号の周波数を変え
ることにより、容易に発振波長を変えることが可能であ
り、可変波長レーザ光源として用いることができる。ま
た、反射部２０では、光軸方向には進行しない定在波２
０３で光信号を反射するため、従来のレーザ光源で影響
されたドップラシフトを受けることなく、安定した波長
で発振することができる。さらに、定在波２０３は、光
音響効果結晶２１の上面付近に発生するため、当該上面
に光導波路２６を形成し、その内部に入力光信号を伝搬
させることにより、効率よく反射することができる。ま
た、反射部２０を伝搬する入力光信号および反射光信号
は、光導波路２６に閉じこめられるため、伝送に伴う損
失も小さくすることができる。さらに、第１の実施形態
と比較すると、入力光信号と定在波２０３とが交会する
距離が長くなり、入力光信号の反射効率が向上すること
から、第１の実施形態より低損失なレーザ光源として用
いることができる。

【００７２】なお、第２の実施形態においても、第１の
実施形態と同様に、当該レーザ光源の光源部は、いずれ
の方式のレーザを用いてもかまわない。半導体レーザ
は、波長制御が必要な波長多重伝送用の光源のような光
通信の場合に有効であり、小型化が可能な点を考慮して
有用な構成であるが、このような利点を期待しない場合
は、いずれの方式のレーザを光源として用いても、当該
レーザ光源は上述同様の効果を得ることが可能である。

【００７３】また、第２の実施形態においても、第１の
実施形態と同様に、半導体レーザ光源部１０と反射部２
０とは、単一部品として集積化してもかまわない。集積
化することにより、半導体レーザ光源部１０と反射部２
０との光結合部を省略することができ、半導体レーザ光
源部１０の光信号が反射部２０に効率よく伝搬すること
ができる。また、集積化により、さらに小型化が可能と
なり、モジュール等への実装も容易となる。

【００７４】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態に係るレーザ光源の構成を示す図である。以
下、図５を参照して、第３の実施形態について説明す
る。

【００７５】図５において、当該レーザ光源１は、半導
体レーザ光源部１０と反射部３０とコリメートレンズ４
０とを備えている。半導体レーザ光源部１０の光出力側
端面１２は光を反射するへき開面であり、半導体レーザ
光源部１０と反射部３０との間には、不要な反射を除去
するための無反射膜１１が設けられている。

【００７６】次に、当該レーザ光源１の動作について説
明する。図５において、半導体レーザ光源部１０は、励
起され、レーザ発振して光信号を出力する。この光信号
は、直接あるいは端面１２で反射した後、無反射面１１
を通過し、コリメートレンズ４０に入射する。光信号
は、コリメートレンズ４０により平行光に変換され、反
射部３０に入射する。反射部３０は、入力光信号の中か
ら特定の波長の光信号を反射する機能を有しており（反
射部３０の構造、機能については後述する）、特定の波
長の光信号が反射光信号として半導体レーザ光源部１０
に戻る。したがって、当該レーザ光源１では、反射部３
０と端面１２との間で、特定の波長の光信号が発振し、
出力光として端面１２から出力される。

【００７７】次に、反射部３０について説明する。図６
は、反射部３０の構造を示す図である。なお、図６
（ａ）は反射部３０の上面図であり、図６（ｂ）は図６
（ａ）の断面ｅ−ｅ’をｆ方向から見た断面図である。
以下、図６を参照して、反射部３０について説明する。

【００７８】図６において、反射部３０は、複屈折の性
質を有する光音響光学結晶３１を基板とし、その側面に
圧電素子３２が配置されている。光音響光学結晶３１の
材料としては、水晶、ＴｅＯ２、ＰｂＭｏＯ４、Ｉｎ
Ｐ、ＬｉＮｂＯ３、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ
２等が用いられる。圧電素子３２は、ＲＦ電源３３と接
続され、ＲＦ電源３３から印加される高周波信号の周波
数に応じた音響波３０１を発生させる。また、音響波３
０１の反射音響波３０２が到達する光音響光学結晶３１
の側面には、吸収体３５が備えられている。また、光音
響光学結晶３１には、半導体レーザ光源部１０からの入
力光信号の光軸方向と垂直に端面３４が形成されてい
る。

【００７９】次に、反射部３０の動作について説明す
る。図６において、前述したように、圧電素子３２は、
ＲＦ電源３３から印加される高周波信号の周波数に応じ
た音響波３０１を発生させる。この音響波３０１は、光
音響光学結晶３１の内部に、音響光学効果によって音響
波３０１の波長に対応した屈折率変化を生じさせる。音
響波３０１は、光音響光学結晶３１の内部を伝搬した
後、端面３４で反射し反射音響波３０２となる。反射音
響波３０２は、光音響光学結晶３１の内部を伝搬した
後、吸収体３５に到達し吸収される。この音響波３０１
と反射音響波３０２との干渉により、定在波３０３が発
生する。定在波３０３は、光音響光学結晶３１の内部に
端面３４に対して平行に発生し、音響波３０１と反射音
響波３０２とは同じ周波数であるため、入力光信号の光
軸方向には進行しない。また、定在波３０３も、音響波
３０１と同様に、その波長に対応した周期的屈折率変化
を生じさせる。なお、吸収体３５については、音響波が
反射を続け、定在波３０３に影響を与えることを防止す
るために設けられているが、反射音響波３０２の減衰が
大きく、定在波３０３に影響を与えない場合は、なくて
もかまわない。

【００８０】一方、前述したように半導体レーザ光源部
１０からの入力光信号が、反射部３０に入射する。この
入力光信号は、平行光に変換されて光音響光学結晶３１
の端面３４と反対の面から入射し、光音響光学結晶３１
を伝搬した後、定在波３０３と直交する。前述したよう
に、定在波３０３は、光音響光学結晶３１に音響光学効
果による周期的屈折率変化を発生させている。したがっ
て、入力光信号は、屈折率変化の周期と一致する波長の
光信号のみ反射され、反射光信号となって半導体レーザ
光源部１０に戻る。

【００８１】ここで、屈折率変化の周期と一致しない波
長の光信号は、端面３４で反射されることになるが、こ
の光信号はレーザ発振には不要であるので、端面３４に
光反射防止コーティング等を形成することにより反射を
防止し、上記周期と一致する波長の光信号のみが半導体
レーザ光源部１０に戻るようにする。

【００８２】ところで、反射光信号の波長λｏは、光音
響光学結晶３１の中に発生する定在波３０３の波長Λｑ
によって決定される。また、定在波３０３の波長Λｑ
は、音響波３０１の波長Λｓに比例している。ここで、
図６に示すように、音響波３０１の進行方向と入力光信
号の光軸との角度をαとすると、波長λｏは、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） ｋ：光音響光学結晶３１の媒質に依存する定数、ｍ：自
然数 の関係式で表される。また、音響波３０１の波長Λｓ
は、音響波３０１の周波数ωａに反比例している。すな
わち、反射光信号の波長λｏは、音響波３０１の周波数
ωａによって決定される。ここでは、光音響光学結晶３
１の側面に、ＲＦ電源３３により駆動される圧電素子３
２を添着し、ＲＦ電源３３により圧電素子３２を周波数
ωａで駆動させる。この駆動周波数ωａに応じた音響波
３０１が、光音響光学結晶３１に発生するため、ＲＦ電
源３３の周波数制御により反射光信号の波長λｏを可変
制御することが可能である。したがって、レーザ発振す
る光信号の波長λｏは、ＲＦ電源３３の周波数制御によ
り可変制御される。

【００８３】また、反射部３０で反射される光信号の波
長λｏは、上記関係式と一致する波長の光信号が全て反
射されるが、半導体レーザ光源部１０で発振できる波長
は限定されているため、両者が満足する波長で発振する
ことになる。したがって、両者が満足する波長が単数で
ある場合は、シングルモード発振することが可能であ
る。また、両者が満足する波長が複数の場合は、光信号
が発振する経路の途中に、発振させたい波長を中心波長
にもつ波長選択性透過フィルタを挿入すれば、前述同様
にシングルモード発振が可能である。

【００８４】なお、上記定在波３０３の波長は、温度の
影響を受けて変化する場合があり、その場合、反射部３
０で反射する波長も変化することになる。また、半導体
レーザ光源部１０の発振状態も温度の影響を受ける。し
たがって、必要な出力波長精度および周囲の環境条件等
を考慮して、必要に応じて、反射部３０あるいは半導体
レーザ光源部１０、もしくはレーザ光源１全体を温度安
定化する。これは、反射部３０あるいは半導体レーザ光
源部１０、もしくはレーザ光源１全体を、直接あるいは
マウントを介してペルチェ素子（図示しない）の上面に
配置し、当該ペルチェ素子を温度制御回路（図示しな
い）等で温度制御することにより、レーザ光源１の温度
安定化を図ることができる。

【００８５】このように、第３の実施形態に係るレーザ
光源では、ＲＦ電源３３から印加する高周波信号の周波
数を制御することにより、その周波数に応じた波長の光
信号をシングルモード発振することが可能である。しか
も、上記高周波信号の周波数を変えることにより、容易
に発振波長を変えることが可能であり、可変波長レーザ
光源として用いることができる。また、反射部３０で
は、光軸方向には進行しない定在波３０３で光信号を反
射するため、従来のレーザ光源で影響されたドップラシ
フトを受けることなく、安定した波長で発振することが
できる。

【００８６】なお、当該レーザ光源の光源部として、半
導体レーザを用いたが、当該レーザ光源の光源部は、い
ずれの方式のレーザを用いてもかまわない。半導体レー
ザは、波長制御が必要な波長多重伝送用の光源のような
光通信の場合に有効であり、小型化が可能な点を考慮し
て有用な構成であるが、このような利点を期待しない場
合は、いずれの方式のレーザを光源として用いても、当
該レーザ光源は上述同様の効果を得ることが可能であ
る。

【００８７】（第４の実施形態）図７は、本発明の第４
の実施形態に係るレーザ光源の反射部３０の構造を示す
図であり、図７（ａ）は反射部３０の上面図、図７
（ｂ）は図７（ａ）の断面ｇ−ｇ’をｈ方向から見た断
面図である。なお、反射部３０以外の構成については、
上記第３の実施形態と同一であるので、説明を省略す
る。以下、図７を参照して、第４の実施形態について説
明する。

【００８８】図７において、反射部３０は、複屈折の性
質を有する光音響光学結晶３１を基板とし、その側面に
圧電素子３２−１および３２−２が配置されている。光
音響光学結晶３１の材料としては、水晶、ＴｅＯ２、Ｐ
ｂＭｏＯ４、ＩｎＰ、ＬｉＮｂＯ３、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａ
ｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等が用いられる。圧電素子３２−１
および３２−２は、それぞれＲＦ電源３３−１および３
３−２が接続され、ＲＦ電源３３−１および３３−２か
ら印加される高周波信号の周波数に応じた音響波３０１
−１および３０１−２を発生させる。ここで、ＲＦ電源
３３−１から印加される高周波信号の周波数と、ＲＦ電
源３３−２から印加される高周波信号の周波数とは同一
とするため、音響波３０１−１の波長と音響波３０１−
２の波長とは同一になる。また、音響波３０１−１およ
び３０１−２が到達する光音響光学結晶３１の側面に
は、吸収体３５−１および３５−２が備えられている。

【００８９】次に、入力光信号と音響波３０１−１およ
び３０１−２との位置関係について説明する。なお、図
８は、説明を簡単にするために不要な部品を省略し、当
該位置関係を模式的に表した反射部３０の上面図であ
る。図８において、入力光信号の光軸Ｘと音響波３０１
−１の進行方向とは、角度αで交わっている。また、入
力光信号の光軸Ｘと音響波３０１−２の進行方向とは、
角度βで交わっている。ここでは、角度αと角度βと
は、関係式α＝βとなるように、音響波３０１−１およ
び３０１−２を発生させる。すなわち、圧電素子３２−
１および３２−２を、上記関係式が満足するように配置
する。また、前述したように、音響波３０１−１の波長
と音響波３０１−２の波長とは同一である。これらによ
り、後述する定在波３０３を、光軸Ｘに対して垂直に発
生させることができる。

【００９０】次に、反射部３０の動作について説明す
る。図７において、前述したように、圧電素子３２−１
および３２−２は、それぞれＲＦ電源３３−１および３
３−２から印加される高周波信号の周波数に応じた音響
波３０１−１および３０１−２を発生させる。この音響
波３０１−１および３０１−２は、それぞれ光音響光学
結晶３１の内部に、音響光学効果によって音響波３０１
−１および３０１−２の波長に対応した屈折率変化を生
じさせる。音響波３０１−１および３０１−２は、それ
ぞれ光音響光学結晶３１の内部を伝搬した後、吸収体３
５−１および３５−２に到達し吸収される。この音響波
３０１−１と３０１−２との干渉により、定在波３０３
が発生する。定在波３０３は、圧電素子３２−１および
３２−２を前述のように配置することにより、光音響光
学結晶３１の内部に入力光信号の光軸方向に対して垂直
に発生する。また、音響波３０１−１と３０１−２とは
同じ周波数であるため、定在波３０３は入力光信号の光
軸方向には進行しない。また、定在波３０３も、音響波
３０１−１および３０１−２と同様に、その波長に対応
した周期的屈折率変化を生じさせる。なお、吸収体３５
−１および３５−２については、音響波が反射を続け、
定在波３０３に影響を与えることを防止するために設け
られているが、音響波３０１−１および３０１−２の減
衰が大きく、定在波３０３に影響を与えない場合は、な
くてもかまわない。

【００９１】一方、前述したように半導体レーザ光源部
１０からの入力光信号が、平行光に変換された後、反射
部３０に入射する。この入力光信号は、光音響光学結晶
３１の端面３７と反対の面から入射し、光音響光学結晶
３１の内部を伝搬した後、定在波３０３と直交する。前
述したように、定在波３０３は、光音響光学結晶３１の
内部に音響光学効果による周期的屈折率変化を発生させ
ている。したがって、入力光信号は、屈折率変化の周期
と一致する波長の光信号のみ反射され、反射光信号とな
って半導体レーザ光源部１０に戻る。

【００９２】ここで、屈折率変化の周期と一致しない波
長の光信号は、端面３７で反射されることになるが、こ
の光信号はレーザ発振には不要であるので、端面３７に
光反射防止コーティング等を形成することにより反射を
防止し、上記周期と一致する波長の光信号のみが半導体
レーザ光源部１０に戻るようにする。

【００９３】ところで、反射光信号の波長λｏは、光音
響光学結晶３１の中に発生する定在波３０３の波長Λｑ
によって決定される。また、定在波３０３の波長Λｑ
は、音響波３０１−１および３０１−２の波長Λｓに比
例している。ここで、図８に示すように、音響波３０１
−１の進行方向と光軸Ｘとの角度をαとし、音響波３０
１−２の進行方向と光軸Ｘとの角度をβとすると、前述
したようにα＝βであるので、波長λｏは、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） ｋ：光音響光学結晶３１の媒質に依存する定数、ｍ：自
然数 の関係式で表される。また、音響波３０１−１および３
０１−２の波長Λｓは、音響波３０１−１および３０１
−２の周波数ωａに反比例している。すなわち、反射光
信号の波長λｏは、音響波３０１−１および３０１−２
の周波数ωａによって決定される。ここでは、光音響光
学結晶３１の側面に、それぞれＲＦ電源３３−１および
３３−２により駆動される圧電素子３２−１および３２
−２を添着し、ＲＦ電源３３−１および３３−２により
それぞれ圧電素子３２−１および３２−２を同じ周波数
ωａで駆動させる。この駆動周波数ωａに応じた音響波
３０１−１および３０１−２が、光音響光学結晶３１に
発生するため、ＲＦ電源３３−１および３３−２の周波
数制御により反射光信号の波長λｏを可変制御すること
が可能である。したがって、レーザ発振する光信号の波
長λｏは、ＲＦ電源３３−１および３３−２の周波数制
御により可変制御される。

【００９４】また、反射部３０で反射される光信号の波
長λｏは、上記関係式と一致する波長の光信号が全て反
射されるが、半導体レーザ光源部１０で発振できる波長
は限定されているため、両者が満足する波長で発振する
ことになる。したがって、両者が満足する波長が単数で
ある場合は、シングルモード発振することが可能であ
る。また、両者が満足する波長が複数の場合は、光信号
が発振する経路の途中に、発振させたい波長を中心波長
にもつ波長選択性透過フィルタを挿入すれば、前述同様
にシングルモード発振が可能である。

【００９５】なお、上記定在波３０３の波長は、温度の
影響を受けて変化する場合があり、その場合、反射部３
０で反射する波長も変化することになる。また、半導体
レーザ光源部１０の発振状態も温度の影響を受ける。し
たがって、必要な出力波長精度および周囲の環境条件等
を考慮して、必要に応じて、反射部３０あるいは半導体
レーザ光源部１０、もしくはレーザ光源１全体を温度安
定化する。これは、反射部３０あるいは半導体レーザ光
源部１０、もしくはレーザ光源１全体を、直接あるいは
マウントを介してペルチェ素子（図示しない）の上面に
配置し、当該ペルチェ素子を温度制御回路（図示しな
い）等で温度制御することにより、レーザ光源１の温度
安定化を図ることができる。

【００９６】このように、第４の実施形態に係るレーザ
光源では、ＲＦ電源３３−１および３３−２から印加す
る高周波信号の周波数を制御することにより、その周波
数に応じた波長の光信号をシングルモード発振すること
が可能である。しかも、上記高周波信号の周波数を変え
ることにより、容易に発振波長を変えることが可能であ
り、可変波長レーザ光源として用いることができる。ま
た、反射部３０では、光軸方向には進行しない定在波３
０３で光信号を反射するため、従来のレーザ光源で影響
されたドップラシフトを受けることなく、安定した波長
で発振することができる。さらに、第３の実施形態と比
較すると、入力光信号と定在波３０３とが交会する距離
が長くなり、入力光信号の反射効率が向上することか
ら、第３の実施形態より低損失なレーザ光源として用い
ることができる。

【００９７】なお、第４の実施形態においても、第３の
実施形態と同様に、当該レーザ光源の光源部は、いずれ
の方式のレーザを用いてもかまわない。半導体レーザ
は、波長制御が必要な波長多重伝送用の光源のような光
通信の場合に有効であり、小型化が可能な点を考慮して
有用な構成であるが、このような利点を期待しない場合
は、いずれの方式のレーザを光源として用いても、当該
レーザ光源は上述同様の効果を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ光源を示
す図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係るレーザ光源の反
射部を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係るレーザ光源の反
射部を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係るレーザ光源の反
射部における、２つの表面弾性波と光導波路の光軸との
位置関係を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係るレーザ光源を示
す図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係るレーザ光源の反
射部を示す図である。

【図７】本発明の第４の実施形態に係るレーザ光源の反
射部を示す図である。

【図８】本発明の第４の実施形態に係るレーザ光源の反
射部における、２つの音響波と入力光信号の光軸との位
置関係を示す図である。

【図９】従来の音響波による波長選択手段の構成を示す
図である。

【符号の説明】

１…レーザ光源 １０…半導体レーザ光源部 １１…無反射膜 １２、２４、２７、３４、３７…端面 ２０、３０…反射部 ２１、３１…光音響光学結晶 ２２…くし形電極 ２３、３３…ＲＦ電源 ２５、３５…吸収体 ２６…光導波路 ３２…圧電素子 ４０…コリメートレンズ ２０１…表面弾性波 ２０２…反射表面弾性波 ２０３、３０３…定在波 ３０１…音響波 ３０２…反射音響波

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振する光の波長を可変するレー
   ザ光源であって、 レーザ発振し、光を出力するレーザ光源部と、 前記レーザ光源部からの光を、音響光学効果による定在
   波に応じた屈折率変化によって反射し、前記レーザ光源
   部に帰還させる反射部とを備える、レーザ光源。
2. 【請求項２】 前記レーザ光源部からの光と前記定在波
   とを、直交させることを特徴とする、請求項１に記載の
   レーザ光源。
3. 【請求項３】 前記反射部は、音響光学効果による進行
   波に応じた屈折率変化を生成する進行波生成手段と、 前記進行波を反射し、その反射波を発生させる端面とを
   備え、 前記定在波は、前記進行波と前記反射波とが交わり、互
   いに干渉することにより生成されることを特徴とする、
   請求項１に記載のレーザ光源。
4. 【請求項４】 前記レーザ発振する光の波長λｏは、前
   記進行波の波長をΛｓとし、前記反射部の基板媒体に依
   存する定数をｋとし、前記進行波の進行方向と前記レー
   ザ光源部からの光の光軸との角度をαとし、自然数をｍ
   とした場合、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） の関係式で表されることを特徴とする、請求項３に記載
   のレーザ光源。
5. 【請求項５】 前記進行波生成手段は、高周波電圧を加
   えられることにより前記進行波を生成するくし形電極を
   備える、請求項３に記載のレーザ光源。
6. 【請求項６】 前記反射部の基板の上面には、光導波路
   が形成され、 前記光導波路は、前記レーザ光源部からの光を伝搬する
   ことを特徴とする、請求項５に記載のレーザ光源。
7. 【請求項７】 前記進行波生成手段は、高周波電圧を加
   えられることにより前記進行波を生成する圧電素子を備
   える、請求項３に記載のレーザ光源。
8. 【請求項８】 前記レーザ光源部からの光は、平行光に
   変換された後、前記反射部に伝搬されることを特徴とす
   る、請求項７に記載のレーザ光源。
9. 【請求項９】 前記反射部は、音響光学効果による第１
   の進行波に応じた屈折率変化を生成する第１の進行波生
   成手段と、 音響光学効果による第２の進行波に応じた屈折率変化を
   生成する第２の進行波生成手段とを備え、 前記定在波は、前記第１の進行波と前記第２の進行波と
   が交わり、互いに干渉することにより生成されることを
   特徴とする、請求項１に記載のレーザ光源。
10. 【請求項１０】 前記レーザ発振する光の波長λｏは、
    前記第１および第２の進行波の波長をΛｓとし、前記反
    射部の基板媒体に依存する定数をｋとし、前記第１およ
    び第２の進行波の進行方向と前記レーザ光源部からの光
    の光軸との角度をαとし、自然数をｍとした場合、 λｏ＝（ｋ・Λｓ）／（ｍ・ｃｏｓα） の関係式で表されることを特徴とする、請求項９に記載
    のレーザ光源。
11. 【請求項１１】 前記第１の進行波生成手段は、高周波
    電圧を加えられることにより前記第１の進行波を生成す
    る第１のくし形電極を備え、 前記第２の進行波生成手段は、高周波電圧を加えられる
    ことにより前記第２の進行波を生成する第２のくし形電
    極を備える、請求項９に記載のレーザ光源。
12. 【請求項１２】 前記反射部の基板の上面には、光導波
    路が形成され、 前記光導波路は、前記レーザ光源部からの光を伝搬する
    ことを特徴とする、請求項１１に記載のレーザ光源。
13. 【請求項１３】 前記第１の進行波生成手段は、高周波
    電圧を加えられることにより前記第１の進行波を生成す
    る第１の圧電素子を備え、 前記第２の進行波生成手段は、高周波電圧を加えられる
    ことにより前記第２の進行波を生成する第２の圧電素子
    を備える、請求項９に記載のレーザ光源。
14. 【請求項１４】 前記レーザ光源部からの光は、平行光
    に変換された後、前記反射部に伝搬されることを特徴と
    する、請求項１３に記載のレーザ光源。
15. 【請求項１５】 前記反射部は、前記定在波の波長を変
    える可変手段をさらに備えている、請求項１に記載のレ
    ーザ光源。
16. 【請求項１６】 前記反射部は、くし形電極と、その駆
    動周波数を制御するＲＦ電源とを備え、 前記可変手段は、前記ＲＦ電源が制御する前記駆動周波
    数を変えることである、請求項１５に記載のレーザ光
    源。
17. 【請求項１７】 前記反射部は、圧電素子と、その駆動
    周波数を制御するＲＦ電源とを備え、 前記可変手段は、前記ＲＦ電源が制御する前記駆動周波
    数を変えることである、請求項１５に記載のレーザ光
    源。
18. 【請求項１８】 前記レーザ光源部は、半導体レーザで
    あることを特徴とする、請求項１に記載のレーザ光源。
19. 【請求項１９】 前記レーザ光源部と前記反射部とは、
    集積化されることを特徴とする、請求項１に記載のレー
    ザ光源。
20. 【請求項２０】 前記レーザ光源部と前記反射部とは、
    光結合部を介して結合されることを特徴とする、請求項
    １に記載のレーザ光源。
21. 【請求項２１】 前記レーザ光源部からの光は、光フィ
    ルタを介して前記反射部に伝搬されることを特徴とす
    る、請求項１に記載のレーザ光源。
22. 【請求項２２】 前記レーザ光源部は、温度安定化手段
    をさらに備えている、請求項１に記載のレーザ光源。
23. 【請求項２３】 前記反射部は、温度安定化手段をさら
    に備えている、請求項１に記載のレーザ光源。