JP2005079135A - 光導波路 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体レーザの発振波長を安定化することができる、低損失の波長安定化レーザを得る。
【解決手段】 半導体レーザ10と、この半導体レーザ10から発せられたレーザビーム11の一部を使用光として透過させ、残余は反射させて前記半導体レーザ10に戻すハーフミラー15と、このハーフミラー15と半導体レーザ10との間に配されて特定波長の光のみを通過させるバンドパスフィルター14とから波長安定化レーザを構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザから出射したレーザビームをバンドパスフィルターに通して、その発振波長を安定化するようにした波長安定化レーザに関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されているように、半導体レーザから出射したレーザビームを反射型グレーティング（回折格子）で反射させて半導体レーザにフィードバックすることにより、その発振波長を安定化させる波長安定化レーザが知られている。この波長安定化レーザにおいては、グレーティングによって波長選択されたレーザビームが半導体レーザに戻されることにより、半導体レーザの発振波長が安定化される。

また、例えば特許文献２に示されているように、半導体レーザから出射したレーザビームをバンドパスフィルターに通してから半導体レーザにフィードバックすることにより、その発振波長を安定化させる波長安定化レーザも知られている。この波長安定化レーザは基本的に、半導体レーザと、この半導体レーザから発せられたレーザビームを半導体レーザに戻す手段と、前記コリメーターレンズと集光レンズとの間に配されて特定波長の光のみを通過させるバンドパスフィルターとを備えてなるものである。

この波長安定化レーザにおいては、バンドパスフィルターによって波長選択されたレーザビームが半導体レーザに戻されることにより、半導体レーザの発振波長が安定化される。
特開平７−３８２０２号公報 特開平１０−１８６４２７号公報

上記引用文献１に示された波長安定化レーザにおいては、波長調整のためにグレーティングを回転させると光路が変わってしまうため、発振波長の調整が難しいという問題が認められる。

一方、引用文献２に示された波長安定化レーザにおいては、損失が多いという問題が認められる。すなわち、この種の波長安定化レーザにおいて、後方出射光をバンドパスフィルターに通した上で半導体レーザにフィードバックする構成が採用された場合は、多量の後方出射光が本来の用途に使用されなくなるので、消費電力対使用光出力が低いものとなってしまう。また、この種の波長安定化レーザにおいて、使用光である前方出射光をビームスプリッタで分岐し、分岐された一部のレーザビームをバンドパスフィルターに通した上で半導体レーザにフィードバックする構成が採用された場合は、ミラー等で反射して半導体レーザに戻るレーザビームが再度ビームスプリッタを通過するときに大きな光量損失が発生する。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、半導体レーザの発振波長を安定化することができる、低損失の波長安定化レーザを提供することを目的とする。

本発明による波長安定化レーザは、レーザビームを半導体レーザに戻すための反射手段としてハーフミラーを適用したことを特徴とするものであり、具体的には、
半導体レーザと、
この半導体レーザから発せられたレーザビームの一部を使用光として透過させ、残余は反射させて前記半導体レーザに戻すハーフミラーと、
このハーフミラーと前記半導体レーザとの間に配されて特定波長の光のみを通過させるバンドパスフィルターとを備えてなるものである。

なお上記ハーフミラーとしては、通常、反射率が３〜30％の範囲にあるものが用いられるのが望ましい。

また本発明の波長安定化レーザは、半導体レーザとしてＧａＮ系半導体レーザを用いて構成されることが望ましい。

さらに上記バンドパスフィルターとしては、通常、通過帯域が半値幅で0.5ｎｍ以下であるものが用いられるのが望ましい。

本発明による波長安定化レーザは、レーザビームを反射させる手段としてハーフミラーが適用されたものであるから、ここで反射したレーザビームは直接的に半導体レーザに戻るようになる。つまり、前述したビームスプリッタ等の光分岐手段を用いる場合と異なって、半導体レーザに戻るレーザビームが光分岐手段を２回通過することがなくなり、それにより、損失が低く抑えられるようになる。

また本発明による波長安定化レーザは、使用光を透過させるハーフミラーでレーザビームを一部反射させ、それをフィードバック光として使用するように構成されているから、光フィードバックのために半導体レーザの後方出射光を使用する必要がなくなり、よって、後方出射光を使用することによる損失も生じない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による波長安定化レーザの概略側面形状を示すものである。図示されるようにこの波長安定化レーザは、半導体レーザ10と、この半導体レーザ10から発散光状態で出射したレーザビーム11を平行光化するコリメーターレンズ12と、平行光化されたレーザビーム11を収束させる集光レンズ13と、この集光レンズ13によるレーザビーム11の収束位置に部分反射面が位置するように配されたハーフミラー15と、レンズ12および13の間に配された狭帯域のバンドパスフィルター14とを有している。

本実施形態において、上記半導体レーザ10としては、例えば青色領域のレーザビーム11を発するＧａＮ系半導体レーザが用いられている。バンドパスフィルター14の通過帯域（半値幅）は0.4ｎｍであり、中心波長が例えば390〜450ｎｍ程度の範囲にあるレーザビーム11はこのバンドパスフィルター14によって波長選択される。こうして波長選択されたレーザビーム11の一部はハーフミラー15透過し、所定の用途に用いられる。

一方、波長選択されたレーザビーム11の残余はハーフミラー15で反射して半導体レーザ10に戻り、いわゆる光フィードバックがなされることにより、半導体レーザ10の発振波長が安定化される。なお本実施形態においてハーフミラー15の反射率は10％であるが、該反射率はこの値に限らず適宜設定され得るものであり、一般には３〜30％の範囲にあれば、良好な光フィードバックがなされ得る。また、半導体レーザ10の発振波長を良好に安定化させる上で、バンドパスフィルター14の通過帯域（半値幅）は通常0.5ｎｍ以下であることが望ましい。

次に図２を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。なおこの図２において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。

図２は、本発明の第２の実施形態による波長安定化レーザの概略側面形状を示すものである。図示されるようにこの波長安定化レーザは、図１に示したものと比べると、集光レンズ13が省かれて、レーザビーム11が平行光状態のままハーフミラー15に入射するように構成された点が異なり、その他の部分は基本的に図１の装置と同様とされている。このようにレーザビーム11を平行光状態のままハーフミラー15に入射させても、第１の実施形態におけるのと同様に光フィードバックがなされ、半導体レーザ10の発振波長を安定化させることができる。

以上、半導体レーザとしてＧａＮ系半導体レーザを用いる実施形態について説明したが、本発明はその他の半導体レーザを用いる場合にも、さらにはモードホップ防止のために高周波重畳駆動する場合等にも同様に適用可能であり、そしてそのような場合でも、基本的に上記各実施形態におけるのと同様の効果を奏するものである。

本発明の第１の実施形態による波長安定化レーザを示す概略側面図 本発明の第２の実施形態による波長安定化レーザを示す概略側面図

符号の説明

10 半導体レーザ
11 レーザビーム
12 コリメーターレンズ
13 集光レンズ
14 狭帯域バンドパスフィルター
15 ハーフミラー

Claims (4)

1. 半導体レーザと、
   この半導体レーザから発せられたレーザビームの一部を使用光として透過させ、残余は反射させて前記半導体レーザに戻すハーフミラーと、
   このハーフミラーと前記半導体レーザとの間に配されて特定波長の光のみを通過させるバンドパスフィルターとを備えてなる波長安定化レーザ。
2. 前記ハーフミラーの反射率が３〜30％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の波長安定化レーザ。
3. 前記半導体レーザがＧａＮ系半導体レーザであることを特徴とする請求項１または２記載の波長安定化レーザ。
4. 前記バンドパスフィルターの通過帯域が0.5ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の波長安定化レーザ。

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