JP2003110192A - レーザ調整方法及び半導体レーザ - Google Patents
レーザ調整方法及び半導体レーザInfo
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- JP2003110192A JP2003110192A JP2001306599A JP2001306599A JP2003110192A JP 2003110192 A JP2003110192 A JP 2003110192A JP 2001306599 A JP2001306599 A JP 2001306599A JP 2001306599 A JP2001306599 A JP 2001306599A JP 2003110192 A JP2003110192 A JP 2003110192A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】波長安定化レーザの駆動電流に対する光出力特
性の直線性を改善する。 【解決手段】外部に設けられた反射部材と前方出射端面
とで構成された外部共振器を備えると共に、該外部共振
器内に波長選択素子を備え、前記波長選択素子により選
択された波長で発振する半導体レーザについて、外部共
振器による半導体レーザへの戻り光が減少するように、
外部共振器を構成する部材及び外部共振器内に配置され
る部材から選択された少なくとも１つの部材の配置位置
を微調整する。
性の直線性を改善する。 【解決手段】外部に設けられた反射部材と前方出射端面
とで構成された外部共振器を備えると共に、該外部共振
器内に波長選択素子を備え、前記波長選択素子により選
択された波長で発振する半導体レーザについて、外部共
振器による半導体レーザへの戻り光が減少するように、
外部共振器を構成する部材及び外部共振器内に配置され
る部材から選択された少なくとも１つの部材の配置位置
を微調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部共振器内に狭
域帯バンドパスフィルター等の波長選択素子を備え、該
波長選択素子により選択された波長に発振波長を安定化
（ロック）することができる半導体レーザ（波長安定化
レーザ）に関する。特に、この波長安定化レーザを構成
する部品の微調整を行なうレーザ調整方法とその方法に
より調整された半導体レーザとに関する。
域帯バンドパスフィルター等の波長選択素子を備え、該
波長選択素子により選択された波長に発振波長を安定化
（ロック）することができる半導体レーザ（波長安定化
レーザ）に関する。特に、この波長安定化レーザを構成
する部品の微調整を行なうレーザ調整方法とその方法に
より調整された半導体レーザとに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体レーザの外部共振器内に狭
域帯バンドパスフィルター等の波長選択素子を備え、該
波長選択素子により選択された波長に発振波長を安定化
することができる波長安定化レーザが種々提案されてい
る。
域帯バンドパスフィルター等の波長選択素子を備え、該
波長選択素子により選択された波長に発振波長を安定化
することができる波長安定化レーザが種々提案されてい
る。
【０００３】通常の半導体レーザは素子内に共振器構造
を備えているので、外部共振器を設けなくてもレーザビ
ームを発振することができるが、波長ロック前の半導体
レーザの発振波長は、数ｎｍの幅で変動し、駆動電流の
増加に伴い長波長側にシフトする。例えば、縦モードの
間隔が約０．２ｎｍで数本の縦モードを有する半導体レ
ーザを用いて、電流を５０から２００ｍＡまで変化させ
ると、図５に示すように、半導体レーザ自身の発熱のた
め発振中心波長が約５ｎｍも長波長側にシフトする。
を備えているので、外部共振器を設けなくてもレーザビ
ームを発振することができるが、波長ロック前の半導体
レーザの発振波長は、数ｎｍの幅で変動し、駆動電流の
増加に伴い長波長側にシフトする。例えば、縦モードの
間隔が約０．２ｎｍで数本の縦モードを有する半導体レ
ーザを用いて、電流を５０から２００ｍＡまで変化させ
ると、図５に示すように、半導体レーザ自身の発熱のた
め発振中心波長が約５ｎｍも長波長側にシフトする。
【０００４】これに対し上記の波長安定化レーザでは、
半導体レーザの発振波長を所定波長にロックすることが
できるので、駆動電流の増加に対しても発振波長を安定
化することができる。
半導体レーザの発振波長を所定波長にロックすることが
できるので、駆動電流の増加に対しても発振波長を安定
化することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
波長ロックを行っても、図５に示すように、半導体レー
ザの出力光量は駆動電流の増加に従い単調増加せず、増
減を繰り返しながら増加する。即ち、半導体レーザの駆
動電流に対する出力光量の変化を示すＩＬ特性に「うね
り」を生じる。このような「うねり」が発生すると、自
動出力制御（ＡＰＣ）により半導体レーザの出力光量を
正常に制御できなくなるばかりか、駆動電流を増減させ
て出力光を変調する場合に所望の出力光量に制御するこ
とが難しくなる。
波長ロックを行っても、図５に示すように、半導体レー
ザの出力光量は駆動電流の増加に従い単調増加せず、増
減を繰り返しながら増加する。即ち、半導体レーザの駆
動電流に対する出力光量の変化を示すＩＬ特性に「うね
り」を生じる。このような「うねり」が発生すると、自
動出力制御（ＡＰＣ）により半導体レーザの出力光量を
正常に制御できなくなるばかりか、駆動電流を増減させ
て出力光を変調する場合に所望の出力光量に制御するこ
とが難しくなる。
【０００６】発明者等は、「うねり」を発生させる主な
原因の１つが半導体レーザへの戻り光であるとの知見に
基づき、特開２０００−２２３４３１号公報に示すよう
に、波長をロックする際に、外部共振器の共振器長を基
本波のコヒーレント長より長くすることにより、戻り光
による干渉を防止しＩＬ特性の直線性の改善を図ってい
る。外部共振器を備えた構造では、外部共振器からの戻
り光など光路長が異なる光が合成されて出射光になる
が、光路長の異なる光は互いに干渉するので、光の干渉
状態が変化するとＩＬ特性の直線性が悪化する場合があ
る。外部共振器の共振器長を基本波のコヒーレント長よ
り長くすると、外部共振器の共振器長が多少変動しても
半導体レーザの発振波長に大きな影響を与えないように
なり、波長安定化レーザのＩＬ特性の直線性が改善され
る。
原因の１つが半導体レーザへの戻り光であるとの知見に
基づき、特開２０００−２２３４３１号公報に示すよう
に、波長をロックする際に、外部共振器の共振器長を基
本波のコヒーレント長より長くすることにより、戻り光
による干渉を防止しＩＬ特性の直線性の改善を図ってい
る。外部共振器を備えた構造では、外部共振器からの戻
り光など光路長が異なる光が合成されて出射光になる
が、光路長の異なる光は互いに干渉するので、光の干渉
状態が変化するとＩＬ特性の直線性が悪化する場合があ
る。外部共振器の共振器長を基本波のコヒーレント長よ
り長くすると、外部共振器の共振器長が多少変動しても
半導体レーザの発振波長に大きな影響を与えないように
なり、波長安定化レーザのＩＬ特性の直線性が改善され
る。
【０００７】しかしながら、「うねり」を発生させる原
因は他にも存在するため、波長安定化レーザのＩＬ特性
の直線性は未だ改善の余地がある。また、「うねり」の
程度は、半導体レーザの特性、半導体レーザに施された
コートの反射率、及びバンドパスフィルターの線幅や透
過率等の部品固有の特性値のばらつきにより変動する
が、総ての部品について特性値のばらつきを無くすこと
は極めて困難である。
因は他にも存在するため、波長安定化レーザのＩＬ特性
の直線性は未だ改善の余地がある。また、「うねり」の
程度は、半導体レーザの特性、半導体レーザに施された
コートの反射率、及びバンドパスフィルターの線幅や透
過率等の部品固有の特性値のばらつきにより変動する
が、総ての部品について特性値のばらつきを無くすこと
は極めて困難である。
【０００８】以上の通り、ＩＬ特性の「うねり」は半導
体レーザの出力光量の制御を阻害するにも拘らず、「う
ねり」の無い良好なＩＬ特性を備えた波長安定化レーザ
を安定に製造することは難しい、という問題があった。
体レーザの出力光量の制御を阻害するにも拘らず、「う
ねり」の無い良好なＩＬ特性を備えた波長安定化レーザ
を安定に製造することは難しい、という問題があった。
【０００９】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたものであり、本発明の目的は、波長安定化レーザの
駆動電流に対する光出力特性の直線性を改善することが
できるレーザ調整方法を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、駆動電流に対する光出力特性の直線
性が改善された半導体レーザ（波長安定化レーザ）を提
供することにある。
れたものであり、本発明の目的は、波長安定化レーザの
駆動電流に対する光出力特性の直線性を改善することが
できるレーザ調整方法を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、駆動電流に対する光出力特性の直線
性が改善された半導体レーザ（波長安定化レーザ）を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザ調整方法は、外部に設けられた反射
部材と前方出射端面とで構成された外部共振器を備える
と共に、該外部共振器内に波長選択素子を備え、前記波
長選択素子により選択された波長で発振する半導体レー
ザの調整を行なうレーザ調整方法であって、前記外部共
振器による半導体レーザへの戻り光が減少するように、
外部共振器を構成する部材及び外部共振器内に配置され
る部材から選択された少なくとも１つの部材の配置位置
を微調整することを特徴とする。
に、本発明のレーザ調整方法は、外部に設けられた反射
部材と前方出射端面とで構成された外部共振器を備える
と共に、該外部共振器内に波長選択素子を備え、前記波
長選択素子により選択された波長で発振する半導体レー
ザの調整を行なうレーザ調整方法であって、前記外部共
振器による半導体レーザへの戻り光が減少するように、
外部共振器を構成する部材及び外部共振器内に配置され
る部材から選択された少なくとも１つの部材の配置位置
を微調整することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の半導体レーザは、外部に設
けられた反射部材と前方出射端面とで構成された外部共
振器を備えると共に、該外部共振器内に波長選択素子を
備え、前記波長選択素子により選択された波長で発振す
る半導体レーザであって、前記外部共振器による半導体
レーザへの戻り光が減少するように、外部共振器を構成
する部材及び外部共振器内に配置される部材から選択さ
れた少なくとも１つの部材の配置位置が微調整されたこ
とを特徴とする。
けられた反射部材と前方出射端面とで構成された外部共
振器を備えると共に、該外部共振器内に波長選択素子を
備え、前記波長選択素子により選択された波長で発振す
る半導体レーザであって、前記外部共振器による半導体
レーザへの戻り光が減少するように、外部共振器を構成
する部材及び外部共振器内に配置される部材から選択さ
れた少なくとも１つの部材の配置位置が微調整されたこ
とを特徴とする。
【００１２】半導体レーザの発振波長を詳細に観察する
と、図６に示すように、半導体レーザの発振波長はバン
ドパスフィルターの中心透過波長付近で所定幅（例え
ば、約０．２ｎｍ）の変動を繰り返している。即ち、駆
動電流が増加するに従い、発振波長はバンドパスフィル
ターの透過波長の範囲内を短波長側から長波長側に徐々
に移動し、右端（長波長側）に来ると左端（短波長側）
に発振波長がホップし、この発振波長のホップが繰り返
される。この波長ホップによりＩＬ特性が増減を繰り返
すようになると推測される。
と、図６に示すように、半導体レーザの発振波長はバン
ドパスフィルターの中心透過波長付近で所定幅（例え
ば、約０．２ｎｍ）の変動を繰り返している。即ち、駆
動電流が増加するに従い、発振波長はバンドパスフィル
ターの透過波長の範囲内を短波長側から長波長側に徐々
に移動し、右端（長波長側）に来ると左端（短波長側）
に発振波長がホップし、この発振波長のホップが繰り返
される。この波長ホップによりＩＬ特性が増減を繰り返
すようになると推測される。
【００１３】発明者等の考察によれば、上記の波長ホッ
プは、以下の現象により発生すると考えられる。半導体
レーザは、レーザ素子の両端面を共振器としてレーザ発
振しているのであり、発振波長のスペクトルは何本か観
測される。この発振は半導体レーザのファブリペローモ
ード（ＦＰモード）による発振であり、スペクトルが２
本以上の発振の場合、いわゆる縦モードがマルチモード
であると呼ばれる。縦モードがマルチモードの場合に、
上記の通り外部共振器を用いて波長ロックを行うと、Ｆ
Ｐモードによる発振波長が、バンドパスフィルターの透
過率が一番高い中心透過波長と一致した場合にのみレー
ザ発振が起き、波長がロックできる。
プは、以下の現象により発生すると考えられる。半導体
レーザは、レーザ素子の両端面を共振器としてレーザ発
振しているのであり、発振波長のスペクトルは何本か観
測される。この発振は半導体レーザのファブリペローモ
ード（ＦＰモード）による発振であり、スペクトルが２
本以上の発振の場合、いわゆる縦モードがマルチモード
であると呼ばれる。縦モードがマルチモードの場合に、
上記の通り外部共振器を用いて波長ロックを行うと、Ｆ
Ｐモードによる発振波長が、バンドパスフィルターの透
過率が一番高い中心透過波長と一致した場合にのみレー
ザ発振が起き、波長がロックできる。
【００１４】一方、半導体レーザのＦＰモードは、駆動
電流が増加すると、発生した熱により長波長側に徐々に
シフトする。このため、波長ロックした状態でも、微細
にはバンドパスフィルターの透過波長範囲内で半導体レ
ーザのＦＰモードがシフトする。このように１本のＦＰ
モードが長波長側に動き、１本のＦＰモードに対するバ
ンドパスフィルターの透過率が低くなって発振モードが
停止すると、次の短波長側に隣接するＦＰモードが、バ
ンドパスフィルターの透過波長範囲内に入ってきて、そ
のＦＰモードがレーザ発振する。このため、駆動電流が
増減すると、半導体レーザのＦＰモード間隔に一致した
間隔（上記の例では０．２ｎｍ）で発振波長がホップを
繰り返す、と考えられる。
電流が増加すると、発生した熱により長波長側に徐々に
シフトする。このため、波長ロックした状態でも、微細
にはバンドパスフィルターの透過波長範囲内で半導体レ
ーザのＦＰモードがシフトする。このように１本のＦＰ
モードが長波長側に動き、１本のＦＰモードに対するバ
ンドパスフィルターの透過率が低くなって発振モードが
停止すると、次の短波長側に隣接するＦＰモードが、バ
ンドパスフィルターの透過波長範囲内に入ってきて、そ
のＦＰモードがレーザ発振する。このため、駆動電流が
増減すると、半導体レーザのＦＰモード間隔に一致した
間隔（上記の例では０．２ｎｍ）で発振波長がホップを
繰り返す、と考えられる。
【００１５】本発明では、外部共振器を構成する部材及
び外部共振器内に配置される部材から選択された少なく
とも１つの部材の配置位置が微調整されて、外部共振器
による半導体レーザへの戻り光が減少するので、波長ロ
ックが弱くなり、半導体レーザは許容波長帯域内に複数
の縦モードスペクトルを含むレーザビームを出射するよ
うになる。このため、いずれかの発振スペクトルにおい
て波長ホップが起きても、他の発振スペクトルには波長
ホップは起きておらず、ＩＬ特性の直線性が改善され
る。
び外部共振器内に配置される部材から選択された少なく
とも１つの部材の配置位置が微調整されて、外部共振器
による半導体レーザへの戻り光が減少するので、波長ロ
ックが弱くなり、半導体レーザは許容波長帯域内に複数
の縦モードスペクトルを含むレーザビームを出射するよ
うになる。このため、いずれかの発振スペクトルにおい
て波長ホップが起きても、他の発振スペクトルには波長
ホップは起きておらず、ＩＬ特性の直線性が改善され
る。
【００１６】半導体レーザへの戻り光を減少させるため
に、例えば、外部共振器内に、前記半導体レーザから出
射したレーザビームを平行光化するコリメータレンズ、
及び該コリメータレンズにより平行光化されたレーザビ
ームを集光する集光レンズを配置し、コリメータレンズ
から出射されるレーザビームが所定角度で拡がるよう
に、コリメータレンズの配置位置を微調整することがで
きる。また、コリメータレンズから出射されるレーザビ
ームが所定角度で窄まるように、コリメータレンズの配
置位置を微調整してもよい。出射されるレーザビームが
所定角度で拡がるようにコリメータレンズを微調整する
方が、戻り光を減少させる効果が大きく、ビームの拡が
り角度θは０°＜θ＜３０°の範囲が好ましい。このよ
うにコリメータレンズの配置位置を微調整してＩＬ特性
の直線性を改善する場合には、半導体レーザの最大出力
光量は減少するが、構成部品の位置ずれに対するトレラ
ンス（耐性）が向上する。
に、例えば、外部共振器内に、前記半導体レーザから出
射したレーザビームを平行光化するコリメータレンズ、
及び該コリメータレンズにより平行光化されたレーザビ
ームを集光する集光レンズを配置し、コリメータレンズ
から出射されるレーザビームが所定角度で拡がるよう
に、コリメータレンズの配置位置を微調整することがで
きる。また、コリメータレンズから出射されるレーザビ
ームが所定角度で窄まるように、コリメータレンズの配
置位置を微調整してもよい。出射されるレーザビームが
所定角度で拡がるようにコリメータレンズを微調整する
方が、戻り光を減少させる効果が大きく、ビームの拡が
り角度θは０°＜θ＜３０°の範囲が好ましい。このよ
うにコリメータレンズの配置位置を微調整してＩＬ特性
の直線性を改善する場合には、半導体レーザの最大出力
光量は減少するが、構成部品の位置ずれに対するトレラ
ンス（耐性）が向上する。
【００１７】また、外部共振器内に、半導体レーザから
出射したレーザビームを平行光化するコリメータレン
ズ、及び該コリメータレンズにより平行光化されたレー
ザビームを集光する集光レンズを配置し、外部共振器を
構成する反射部材が集光レンズによるレーザビームの収
束位置からずれるように、反射部材の位置を微調整する
ようにしてもよい。
出射したレーザビームを平行光化するコリメータレン
ズ、及び該コリメータレンズにより平行光化されたレー
ザビームを集光する集光レンズを配置し、外部共振器を
構成する反射部材が集光レンズによるレーザビームの収
束位置からずれるように、反射部材の位置を微調整する
ようにしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 （波長安定化レーザ）図１に、本発明のレーザ調整方法
を適用する波長安定化レーザの概略構成を示す。この波
長安定化レーザは、半導体レーザ１０、この半導体レー
ザ１０の後方出射端面から発散光状態で出射したレーザ
ビーム（後方出射光）１１Ｒを平行光化するコリメータ
レンズ１２、平行光化されたレーザビーム１１Ｒを収束
させる集光レンズ１３、これらのコリメータレンズ１２
及び集光レンズ１３の間に配置された波長選択素子とし
ての狭帯域バンドパスフィルター１４、及び上記集光レ
ンズ１３によるレーザビーム１１Ｒの収束位置に配置さ
れたミラー２０を備えている。半導体レーザ１０は、半
導体レーザ用の駆動回路４０に接続されている。
施の形態について説明する。 （波長安定化レーザ）図１に、本発明のレーザ調整方法
を適用する波長安定化レーザの概略構成を示す。この波
長安定化レーザは、半導体レーザ１０、この半導体レー
ザ１０の後方出射端面から発散光状態で出射したレーザ
ビーム（後方出射光）１１Ｒを平行光化するコリメータ
レンズ１２、平行光化されたレーザビーム１１Ｒを収束
させる集光レンズ１３、これらのコリメータレンズ１２
及び集光レンズ１３の間に配置された波長選択素子とし
ての狭帯域バンドパスフィルター１４、及び上記集光レ
ンズ１３によるレーザビーム１１Ｒの収束位置に配置さ
れたミラー２０を備えている。半導体レーザ１０は、半
導体レーザ用の駆動回路４０に接続されている。
【００１９】半導体レーザ１０は、ファブリペロー型
（ＦＰ型）の単峰性の空間モード（横シングルモード）
を有する通常の半導体レーザ（レーザダイオード）であ
り、半導体レーザ１０の両端面（劈開面）には、発振波
長の光に対するＬＲ（低反射率）コート２４Ａ、２４Ｂ
が施されている。例えば、ＬＲコート２４Ａの基本波に
対する反射率を３０％、ＬＲコート２４Ｂの基本波に対
する反射率を３０％とすることができる。
（ＦＰ型）の単峰性の空間モード（横シングルモード）
を有する通常の半導体レーザ（レーザダイオード）であ
り、半導体レーザ１０の両端面（劈開面）には、発振波
長の光に対するＬＲ（低反射率）コート２４Ａ、２４Ｂ
が施されている。例えば、ＬＲコート２４Ａの基本波に
対する反射率を３０％、ＬＲコート２４Ｂの基本波に対
する反射率を３０％とすることができる。
【００２０】次に、この波長安定化レーザの動作につい
て説明する。半導体レーザ１０から出射した後方出射光
１１Ｒがミラー２０で反射され、半導体レーザ１０にフ
ィードバックされる。つまりこの装置では、半導体レー
ザ１０の前方出射端面とミラー２０とによって半導体レ
ーザ１０の外部共振器が構成されている。
て説明する。半導体レーザ１０から出射した後方出射光
１１Ｒがミラー２０で反射され、半導体レーザ１０にフ
ィードバックされる。つまりこの装置では、半導体レー
ザ１０の前方出射端面とミラー２０とによって半導体レ
ーザ１０の外部共振器が構成されている。
【００２１】ミラー２０と半導体レーザ１０の前方出射
端面とによって構成される外部共振器の共振器長が、半
導体レーザから出射される基本波のコヒーレント長より
も長くなるように、半導体レーザ１０とミラー２０とが
配置されている。基本波のコヒーレント長Ｌは、そのレ
ーザビーム固有の可干渉距離であり、レーザビームの波
長をλ、スペクトル幅をΔλとすると、下記式に従い算
出することができる。
端面とによって構成される外部共振器の共振器長が、半
導体レーザから出射される基本波のコヒーレント長より
も長くなるように、半導体レーザ１０とミラー２０とが
配置されている。基本波のコヒーレント長Ｌは、そのレ
ーザビーム固有の可干渉距離であり、レーザビームの波
長をλ、スペクトル幅をΔλとすると、下記式に従い算
出することができる。
【００２２】Ｌ＝λ2／２πｎΔλ
基本波のコヒーレント長Ｌは、一般には１００ｍｍ程度
であるので、外部共振器の共振器長を１００ｍｍを超え
る長さとすることができる。例えば、半導体レーザ１０
の後方出射端面からミラー２０の表面までの光学長を１
５０ｎｍとすることができる。
であるので、外部共振器の共振器長を１００ｍｍを超え
る長さとすることができる。例えば、半導体レーザ１０
の後方出射端面からミラー２０の表面までの光学長を１
５０ｎｍとすることができる。
【００２３】そして、この外部共振器の中に配された狭
帯域バンドパスフィルター１４により、狭帯域バンドパ
スフィルター１４を透過するレーザビームの波長が選択
される。半導体レーザ１０はこの選択された波長で発振
し、半導体レーザ１０の前方出射端面からレーザビーム
１１が出射される。
帯域バンドパスフィルター１４により、狭帯域バンドパ
スフィルター１４を透過するレーザビームの波長が選択
される。半導体レーザ１０はこの選択された波長で発振
し、半導体レーザ１０の前方出射端面からレーザビーム
１１が出射される。
【００２４】選択波長は狭帯域バンドパスフィルター１
４の回転位置（矢印Ａ方向の回転位置）に応じて変化す
るので、この狭帯域バンドパスフィルター１４を適宜回
転させることにより、半導体レーザ１０の発振波長を、
狭帯域バンドパスフィルター１４の透過中心波長に選
択、ロックすることができる。
４の回転位置（矢印Ａ方向の回転位置）に応じて変化す
るので、この狭帯域バンドパスフィルター１４を適宜回
転させることにより、半導体レーザ１０の発振波長を、
狭帯域バンドパスフィルター１４の透過中心波長に選
択、ロックすることができる。
【００２５】（レーザ調整方法）次に、図２及び図３を
参照して、上記波長安定化レーザを構成する部品の微調
整を行なう２つの調整方法について説明する。図２及び
図３は図１に示す波長安定化レーザの一部の構成部品の
配置位置を微調整した後の配置を示す光軸に沿った断面
図である。図２及び図３において図１と同じ構成部分に
は同じ符号を付して説明を省略する。
参照して、上記波長安定化レーザを構成する部品の微調
整を行なう２つの調整方法について説明する。図２及び
図３は図１に示す波長安定化レーザの一部の構成部品の
配置位置を微調整した後の配置を示す光軸に沿った断面
図である。図２及び図３において図１と同じ構成部分に
は同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】第１の調整方法では、図２に示すように、
コリメータレンズ１２から出射されるビームの拡がり角
度θが例えば２０°となるように、コリメータレンズ１
２を光軸に沿って半導体レーザ１０側に僅かに寄せる。
これにより、半導体レーザ１０への戻り光が減少して波
長ロックが弱くなりＩＬ特性の直線性が改善される。半
導体レーザ１０への戻り光が減少する理由としては、集
光レンズ１３に入射するビームがレンズ性能が低い集光
レンズ１３の外周部を透過するため収差が大きくなるこ
と、ビームの拡がりにより集光レンズ１３で蹴られが発
生すること等が挙げられる。ビームの拡がり角度θは０
°＜θ＜３０°の範囲が好ましい。
コリメータレンズ１２から出射されるビームの拡がり角
度θが例えば２０°となるように、コリメータレンズ１
２を光軸に沿って半導体レーザ１０側に僅かに寄せる。
これにより、半導体レーザ１０への戻り光が減少して波
長ロックが弱くなりＩＬ特性の直線性が改善される。半
導体レーザ１０への戻り光が減少する理由としては、集
光レンズ１３に入射するビームがレンズ性能が低い集光
レンズ１３の外周部を透過するため収差が大きくなるこ
と、ビームの拡がりにより集光レンズ１３で蹴られが発
生すること等が挙げられる。ビームの拡がり角度θは０
°＜θ＜３０°の範囲が好ましい。
【００２７】また、図４に実線で示すように、コリメー
タレンズ１２から出射されるビームの拡がり角度θが０
°の場合には、半導体レーザ１０の出力光量が最大とな
るが、この最大出力が得られる最適位置から少しずれた
位置に構成部品（集光レンズ１３、ミラー２０）が配置
されると半導体レーザ１０の出力光量が著しく低下す
る。即ち、構成部品の位置ずれに対するトレランス（耐
性）が低い、一方、図４に破線で示すように、ビームの
拡がり角度θが０°＜θとなる場合には、半導体レーザ
１０の最大出力光量は減少するが、構成部品の位置ずれ
に対するトレランスが向上する。
タレンズ１２から出射されるビームの拡がり角度θが０
°の場合には、半導体レーザ１０の出力光量が最大とな
るが、この最大出力が得られる最適位置から少しずれた
位置に構成部品（集光レンズ１３、ミラー２０）が配置
されると半導体レーザ１０の出力光量が著しく低下す
る。即ち、構成部品の位置ずれに対するトレランス（耐
性）が低い、一方、図４に破線で示すように、ビームの
拡がり角度θが０°＜θとなる場合には、半導体レーザ
１０の最大出力光量は減少するが、構成部品の位置ずれ
に対するトレランスが向上する。
【００２８】第２の調整方法では、図３に示すように、
ミラー２０の配置位置が集光レンズ１３の焦点位置から
ずれるように、ミラー２０を光軸に沿って半導体レーザ
１０側に僅かに寄せる。これにより、半導体レーザ１０
への戻り光が減少してＩＬ特性の直線性が改善される。
ミラー２０の配置位置が集光レンズ１３の焦点位置から
ずれるように、ミラー２０を光軸に沿って半導体レーザ
１０側に僅かに寄せる。これにより、半導体レーザ１０
への戻り光が減少してＩＬ特性の直線性が改善される。
【００２９】以上の通り、上記のレーザ調整方法では、
波長ロックを行う際に、外部共振器による半導体レーザ
への戻り光が減少するように、反射ミラー等の外部共振
器を構成する部材や、コリメータレンズ等の外部共振器
内に配置される部材の配置位置を微調整するので、部品
固有の特性値にばらつきがある場合でも、部品を交換等
することなく、波長ロックを弱めてＩＬ特性の直線性を
改善することができる。
波長ロックを行う際に、外部共振器による半導体レーザ
への戻り光が減少するように、反射ミラー等の外部共振
器を構成する部材や、コリメータレンズ等の外部共振器
内に配置される部材の配置位置を微調整するので、部品
固有の特性値にばらつきがある場合でも、部品を交換等
することなく、波長ロックを弱めてＩＬ特性の直線性を
改善することができる。
【００３０】特に、波長をロックする際に、外部共振器
の共振器長を基本波のコヒーレント長より長くして戻り
光による干渉を防止すると共に、外部共振器による半導
体レーザへの戻り光が減少するように、外部共振器を構
成する部材や外部共振器内に配置される部材の配置位置
を微調整することにより、ＩＬ特性の直線性を大幅に改
善することができる。
の共振器長を基本波のコヒーレント長より長くして戻り
光による干渉を防止すると共に、外部共振器による半導
体レーザへの戻り光が減少するように、外部共振器を構
成する部材や外部共振器内に配置される部材の配置位置
を微調整することにより、ＩＬ特性の直線性を大幅に改
善することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、波長安定化レーザの駆
動電流に対する光出力特性の直線性を改善することがで
きる。
動電流に対する光出力特性の直線性を改善することがで
きる。
【図１】本発明の波長安定化レーザの光軸に沿った断面
図である。
図である。
【図２】本発明の第１の調整方法を説明するための図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２の調整方法を説明するための図で
ある。
ある。
【図４】構成部品の最適位置からのずれ量に対する出力
光量の変化を表すグラフである。
光量の変化を表すグラフである。
【図５】駆動電流が増加した場合の波長ロック前の半導
体レーザの発振スペクトルの変化を示すグラフである。
体レーザの発振スペクトルの変化を示すグラフである。
【図６】駆動電流が増加した場合の波長ロック後の半導
体レーザの発振スペクトルの変化を示すグラフである。
体レーザの発振スペクトルの変化を示すグラフである。
１０ 半導体レーザ
１１Ｒ レーザビーム（後方出射光）
１２ コリメータレンズ
１３ 集光レンズ
１４ 狭帯域バンドパスフィルター
２０ ミラー
２４Ａ、２４Ｂ ＬＲ（低反射率）コート
４０ 駆動回路
Claims (5)
- 【請求項１】外部に設けられた反射部材と前方出射端面
とで構成された外部共振器を備えると共に、該外部共振
器内に波長選択素子を備え、前記波長選択素子により選
択された波長で発振する半導体レーザの調整を行なうレ
ーザ調整方法であって、 前記外部共振器による半導体レーザへの戻り光が減少す
るように、外部共振器を構成する部材及び外部共振器内
に配置される部材から選択された少なくとも１つの部材
の配置位置を微調整するレーザ調整方法。 - 【請求項２】前記外部共振器内に、前記半導体レーザか
ら出射したレーザビームを平行光化するコリメータレン
ズ、及び該コリメータレンズにより平行光化されたレー
ザビームを集光する集光レンズを配置し、前記コリメー
タレンズから出射されるレーザビームが所定角度で拡が
るように、前記コリメータレンズの配置位置を微調整す
る請求項１に記載のレーザ調整方法。 - 【請求項３】前記外部共振器内に、前記半導体レーザか
ら出射したレーザビームを平行光化するコリメータレン
ズ、及び該コリメータレンズにより平行光化されたレー
ザビームを集光する集光レンズを配置し、前記コリメー
タレンズから出射されるレーザビームが所定角度で窄ま
るように、前記コリメータレンズの配置位置を微調整す
る請求項１に記載のレーザ調整方法。 - 【請求項４】前記外部共振器内に、前記半導体レーザか
ら出射したレーザビームを平行光化するコリメータレン
ズ、及び該コリメータレンズにより平行光化されたレー
ザビームを集光する集光レンズを配置し、前記反射部材
が前記集光レンズによるレーザビームの収束位置からず
れるように、前記反射部材の位置を微調整する請求項１
〜３のいずれか１項に記載のレーザ調整方法。 - 【請求項５】外部に設けられた反射部材と前方出射端面
とで構成された外部共振器を備えると共に、該外部共振
器内に波長選択素子を備え、前記波長選択素子により選
択された波長で発振する半導体レーザであって、 前記外部共振器による半導体レーザへの戻り光が減少す
るように、外部共振器を構成する部材及び外部共振器内
に配置される部材から選択された少なくとも１つの部材
の配置位置が微調整された半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306599A JP2003110192A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | レーザ調整方法及び半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306599A JP2003110192A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | レーザ調整方法及び半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003110192A true JP2003110192A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19126211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001306599A Pending JP2003110192A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | レーザ調整方法及び半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003110192A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005099054A1 (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | コヒーレント光源および光学装置 |
| JP2019029428A (ja) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | 昭和オプトロニクス株式会社 | 外部共振器型半導体レーザ装置 |
-
2001
- 2001-10-02 JP JP2001306599A patent/JP2003110192A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005099054A1 (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | コヒーレント光源および光学装置 |
| US7463664B2 (en) | 2004-04-09 | 2008-12-09 | Panasonic Corporation | Coherent light source and optical device |
| JP2019029428A (ja) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | 昭和オプトロニクス株式会社 | 外部共振器型半導体レーザ装置 |
| JP7086537B2 (ja) | 2017-07-27 | 2022-06-20 | 京セラＳｏｃ株式会社 | 外部共振器型半導体レーザ装置 |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061107 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070109 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070109 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070213 |