JP2006010499A - Wavelength determination device and wavelength determination method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength determination device and a wavelength determination method capable of determining a wavelength of a laser beam emitted from an external resonator type semiconductor laser, over a wide range. <P>SOLUTION: The laser beam emitted from the external resonator type semiconductor laser 50 is determined in two steps by two detectors 202, 203. The detector 202 is provided with an optical wedge 204, and light intensity of a reflected beam thereof is detected by a two-divided detector 206. The detector 203 is provided with an optical wedge 205, and light intensity of a reflected beam thereof is detected by a two-divided detector 207. Wedge angles and plate thicknesses of the two optical wedges 204, 205 are regulated to generate the substantially same interference fringe even when receiving respectively different wavelength ranges of laser beams. A rough wavelength range of the laser beam is determined thereby using a differential value from the two-divided detector 206, and a detail level of wavelength is determined thereafter using a differential value from the two-divided detector 207. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、外部共振器型半導体レーザを含むレーザ・システムに関し、より詳しくは、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を検出する波長判定装置、および波長判定方法に関する。   The present invention relates to a laser system including an external resonator type semiconductor laser, and more particularly to a wavelength determination device and a wavelength determination method for detecting the wavelength of laser light emitted from an external resonator type semiconductor laser.

近年、レーザ・システムは、小型でかつ低消費電力である等の理由から、情報機器に多く使われるようになってきた。たとえば、ホログラフィックデータストレージ(HDS:Holographic Data Storage)については、シングルモード・レーザが用いられる。HDSは、1本のレーザ光をビームスプリッタで2本に分けた後に記録メディア上で再び合わせ、その干渉によってデータを記憶する。   In recent years, laser systems have been widely used in information equipment because of their small size and low power consumption. For example, a single mode laser is used for holographic data storage (HDS). In the HDS, one laser beam is divided into two by a beam splitter and then recombined on a recording medium, and data is stored by the interference.

このような、ホログラム記録再生用の光源としては、シングルモードの光源であるガスレーザやSHGレーザが用いられることが多い。しかしながら、マルチモード発振である、レーザ・ダイオード(LD)のような半導体レーザでも、これを外部共振器と組み合わせることによってシングルモード化することができ、ホログラム記録再生用の光源として使用することが可能である。   As such a light source for hologram recording / reproduction, a gas laser or SHG laser which is a single mode light source is often used. However, even a semiconductor laser such as a laser diode (LD), which is multimode oscillation, can be made into a single mode by combining it with an external resonator, and can be used as a light source for hologram recording / reproduction. It is.

ここで、従来の代表的な外部共振型半導体レーザを含むリットロー型のレーザ・システムの構成を、図23を参照して説明する。図23は、レーザ・システム300の平面図である。このレーザ・システム300の構成は、非特許文献1に記載されたレーザ・システムの構成と同様のものである。   Here, a configuration of a Littrow type laser system including a conventional typical external cavity semiconductor laser will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a plan view of the laser system 300. The configuration of the laser system 300 is the same as the configuration of the laser system described in Non-Patent Document 1.

L. Ricci, et al. :"A compact grating-stabilized diode laser system for atomic physics", Optics Communications, 117 1995, pp541-549L. Ricci, et al .: "A compact grating-stabilized diode laser system for atomic physics", Optics Communications, 117 1995, pp541-549

レーザ・システム300では、レーザ・ダイオード301のような半導体レーザ素子から出射された縦多モードのレーザ光(発振光)がレンズ302によって平行に集められ、グレーティング(回折格子)303に入射される。グレーティング303は、入射した光の1次回折光を出力する。グレーティング303の配置角度に応じて特定の波長の1次回折光が、レンズ302を介してレーザ・ダイオード301に逆注入される。この結果、レーザ・ダイオード301が、注入された1次回折光に共振してシングルモードの光(矢印Fによって表された0次光)を出射するようになり、その光の波長は、グレーティング303から戻ってきた光の波長と同じになる。   In the laser system 300, longitudinal multimode laser light (oscillation light) emitted from a semiconductor laser element such as a laser diode 301 is collected in parallel by a lens 302 and is incident on a grating (diffraction grating) 303. The grating 303 outputs first-order diffracted light of incident light. First-order diffracted light having a specific wavelength according to the arrangement angle of the grating 303 is back-injected into the laser diode 301 through the lens 302. As a result, the laser diode 301 resonates with the injected first-order diffracted light and emits single-mode light (0th-order light represented by the arrow F). The wavelength of the light is from the grating 303. It becomes the same as the wavelength of the returned light.

この例では、ネジ305をピエゾ素子と組み合わせて、微妙なグレーティング303の角度を調整している。   In this example, the delicate angle of the grating 303 is adjusted by combining the screw 305 with the piezo element.

次に、図24のグラフを参照して、図23で説明したような外部共振器型のレーザ・システムから出力されるレーザ光のレーザパワーと波長の関係を説明する。図24に示すグラフの横軸はレーザパワーを示し、単位はmWである。一方、グラフの縦軸は波長を表しており、単位はnmである。図24から分かるように、レーザ光のレーザパワーの増加に伴って、レーザ光の波長は、概ね、のこぎり状の変化を示す。   Next, with reference to the graph of FIG. 24, the relationship between the laser power and the wavelength of the laser light output from the external resonator type laser system as described in FIG. 23 will be described. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 24 indicates the laser power, and the unit is mW. On the other hand, the vertical axis of the graph represents the wavelength, and the unit is nm. As can be seen from FIG. 24, as the laser power of the laser light increases, the wavelength of the laser light generally shows a saw-like change.

外部共振器型のレーザ・システムでは、レーザパワーの増加に伴って射出されたレーザ光の波長が徐々に大きくなる外部共振器モードホップの領域と、レーザパワーが増加した場合に、射出されたレーザ光の波長が急激に小さくなる、半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域が存在する。このように、レーザ光の波長は、レーザパワーの増加に伴い、ある程度離散的に推移する。   In the external cavity type laser system, the region of the external cavity mode hop where the wavelength of the emitted laser light gradually increases as the laser power increases, and the laser emitted when the laser power increases There is a mode hop region due to the laser chip in the semiconductor laser, where the wavelength of light rapidly decreases. As described above, the wavelength of the laser light changes discretely to some extent as the laser power increases.

また、たとえば、レーザパワーが30mW付近では単一の波長のレーザ光が射出されて完全なシングルモードとなっているが、レーザパワーが32mW付近では、3つのモード(3モード)の光が発生している。さらに、半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域にあたる、レーザパワーが35mWの付近においては、波長409.75nm付近で3モードの光が発生し、さらに波長409.715nm付近で3モードの光が発生し、全体として6モードの光が射出されている。   Also, for example, when the laser power is around 30 mW, a single wavelength laser beam is emitted and becomes a complete single mode, but when the laser power is around 32 mW, light of three modes (three modes) is generated. ing. Further, when the laser power in the vicinity of the mode hop by the laser chip in the semiconductor laser is about 35 mW, three-mode light is generated in the vicinity of a wavelength of 409.75 nm, and further, three-mode light is generated in the vicinity of a wavelength of 409.715 nm. As a whole, 6-mode light is emitted.

これらのレーザ光をHDSに用いる場合、レーザパワーが32mW付近で生じるような3モードの光や、2モードの光は、完全なシングルモードの光と同等の記録再生特性を示すので、シングルモードの光と同様に使用することができる。ここでは、たとえば、レーザパワーが30mW付近で発生するような完全なシングルモードと、たとえば、レーザパワーが32mW付近で生じるような3モードや2モードを総称して使用可能モードと呼ぶことにする。   When these laser lights are used for HDS, the three-mode light and the two-mode light that are generated when the laser power is around 32 mW exhibit the same recording / reproduction characteristics as the single-mode light. Can be used in the same way as light. Here, for example, a complete single mode in which the laser power is generated in the vicinity of 30 mW and a three mode or two mode in which the laser power is generated in the vicinity of 32 mW are collectively referred to as usable modes.

一方、たとえば、レーザパワーが35mW付近で生じるような6モード状態は、2つの3モードの組が、互いに約40pm(0.04nm)程度離れているために、良好なホログラム記録を実現することができない。ここでは、このようなモードを使用不可モードと呼ぶことにする。たとえば、使用可能モードでM/#が6.5のホログラムメディアに対して、使用不可モードのレーザ光を用いて記録を行うと、M/#は2.5に劣化してしまう。   On the other hand, for example, in a 6-mode state in which the laser power is generated in the vicinity of 35 mW, two sets of 3 modes are separated from each other by about 40 pm (0.04 nm), so that excellent hologram recording can be realized. Can not. Here, such a mode is referred to as an unusable mode. For example, when recording is performed using a laser beam in an unusable mode on a hologram medium having an M / # of 6.5 in the usable mode, M / # deteriorates to 2.5.

使用可能モードのレーザ光が得られる領域は、上述の、外部共振器モードホップの領域にほぼ対応し、使用不可モードのレーザ光が得られる領域は、上述の、半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域にほぼ対応する。図24のグラフから分かるように、一般的には、使用可能モードのレーザ光が得られる領域の方が、使用不可モードのレーザ光が得られる領域よりはるかに広いので、使用不可モードのレーザ光を効果的に排除できれば、HDSに外部共振器型半導体レーザを用いることは十分可能である。   The region where the usable mode laser light can be obtained substantially corresponds to the above-mentioned external cavity mode hop region, and the region where the unusable mode laser light can be obtained is the mode described above by the laser chip in the semiconductor laser. Almost corresponds to the hop area. As can be seen from the graph of FIG. 24, in general, the region in which the usable mode laser light is obtained is much wider than the region in which the unusable mode laser light is obtained. If this can be effectively eliminated, it is sufficiently possible to use an external cavity semiconductor laser for HDS.

また、図24に示すような、レーザパワーとレーザ光の波長の関係は、外部共振器型半導体レーザ内の温度によって変動する。たとえば、外部共振器型半導体レーザの半導体レーザの温度が一定でないと、使用不可モードとなるレーザパワーの位置が変化する。したがって、従来より、この外部共振器型半導体レーザ内の温度を、ほぼ一定に保ち(たとえば、10mK内の変動に抑え)、使用不可モードのレーザ光が得られる領域が変動しないようにしたうえで、その領域に属するレーザパワーの使用を回避するという手法がとられている。   Also, as shown in FIG. 24, the relationship between the laser power and the wavelength of the laser light varies depending on the temperature in the external cavity semiconductor laser. For example, if the temperature of the semiconductor laser of the external resonator type semiconductor laser is not constant, the position of the laser power at which the unusable mode is changed. Therefore, conventionally, the temperature in the external cavity semiconductor laser is kept almost constant (for example, suppressed within 10 mK), and the region where the laser beam in the unusable mode can be obtained is not changed. The technique of avoiding the use of the laser power belonging to that region has been taken.

しかしながら、上述した従来の手法により、使用不可モードのレーザ光が射出されないよう外部共振器型半導体レーザを制御するためには、外部共振器型半導体レーザ内の温度を、ほぼ一定に保ったうえで、レーザパワーを制御する必要があり、レーザ・システムの構造や制御が複雑なものとなる。   However, in order to control the external resonator type semiconductor laser so that the unusable mode laser beam is not emitted by the conventional method described above, the temperature in the external resonator type semiconductor laser is kept substantially constant. Therefore, it is necessary to control the laser power, and the structure and control of the laser system become complicated.

また、波長の検出結果を利用して、外部共振器型半導体レーザのレーザパワーを制御する方法も考えられるが、従来の波長検出装置は非常に大きく、高価なものであり、HDS等の用途には適合しない。   A method of controlling the laser power of the external cavity semiconductor laser using the wavelength detection result is also conceivable, but the conventional wavelength detection device is very large and expensive, and is used for applications such as HDS. Does not fit.

またさらに、外部共振器型半導体レーザでは、グレーティングの設置角度を変えることによって、射出されるレーザ光の波長を、たとえば数nm変化させることができ、そのように波長の変化したレーザ光においてそれぞれ、レーザパワーの変動による波長の微細な変化(たとえば、0.04nmの範囲の変化)が現れる。そのため、使用不可モードのレーザ光と、使用可能モードのレーザ光を、数nmの範囲の波長にわたって判定することができるレーザ・システムが必要となるが、現在、そのような機能を有するものは提案・開発されていない。   Furthermore, in the external resonator type semiconductor laser, the wavelength of the emitted laser light can be changed, for example, several nm by changing the installation angle of the grating, and in the laser light having such a wavelength changed, A minute change in wavelength (for example, a change in the range of 0.04 nm) due to a change in laser power appears. Therefore, there is a need for a laser system that can determine unusable mode laser light and usable mode laser light over a wavelength in the range of several nanometers. Currently, a laser system having such a function is proposed.・ Not developed.

したがって、この発明の目的は、簡単な構造を用いて外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を、数nmといった比較的広い範囲に亘って検出・判定する波長判定装置、および波長判定方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a wavelength determination device that detects and determines the wavelength of a laser beam emitted from an external cavity semiconductor laser using a simple structure over a relatively wide range of several nm, and a wavelength. It is to provide a determination method.

また、この発明のさらなる目的は、上記のような波長の検出結果に基づいて、レーザパワーを所定のレベルに制御し、ひいては、使用不可モードのレーザ光の使用を回避する波長判定装置、および波長判定方法を提供することにある。   A further object of the present invention is to control the laser power to a predetermined level based on the detection result of the wavelength as described above, and thus to avoid the use of the laser beam in the unusable mode, and the wavelength It is to provide a determination method.

この発明の第1の実施態様は、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、第1方向に関して異なる光強度分布を有する第1反射光を射出する第1反射手段と、第1反射手段からの第1反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第1光検出手段と、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、第2方向に関して異なる光強度分布を有する第2反射光を射出する第2反射手段と、第2反射手段からの第2反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第2光検出手段と、第1光検出手段の、少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第1差分値として求め、第2光検出手段の、少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第2差分値として求め、第1差分値および第2差分値に基づいて、レーザ光の波長の判定を行う波長判定手段とを有し、第1光検出手段および第2光検出手段は、それぞれ第1反射光と第2反射光の光強度分布の差に応じて、互いに異なる感度で光強度を検出するように構成された波長判定装置である。   According to a first embodiment of the present invention, a first reflection that receives at least a part of a laser beam emitted from an external cavity semiconductor laser and emits a first reflected light having a different light intensity distribution with respect to a first direction. Means, first light detecting means for detecting the light intensity of the first reflected light from the first reflecting means at at least two light receiving positions, and at least part of the laser light emitted from the external resonator type semiconductor laser. A second reflecting means for receiving and emitting a second reflected light having a different light intensity distribution with respect to the second direction; and a second reflecting means for detecting the light intensity of the second reflected light from the second reflecting means at at least two light receiving positions. The difference value of the detection signal at the at least two light receiving positions of the two light detection means and the first light detection means is obtained as the first difference value, and the difference value of the detection signal at the at least two light reception positions of the second light detection means. The Two difference values, and wavelength determining means for determining the wavelength of the laser light based on the first difference value and the second difference value, and the first light detecting means and the second light detecting means are respectively The wavelength determination device is configured to detect light intensities with different sensitivities according to the difference in light intensity distribution between the first reflected light and the second reflected light.

また、この発明の第2の実施態様は、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、第1方向に関して異なる光強度分布を有する第1反射光を射出する第1反射手段からの第1反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第1光検出ステップと、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、第2方向に関して異なる光強度分布を有する第2反射光を射出する第2反射手段からの第2反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第2光検出ステップと、第1光検出ステップで検出された、少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第1差分値として求め、第2光検出ステップで検出された、少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第2差分値として求め、第1差分値および第2差分値に基づいて、レーザ光の波長の判定を行う波長判定ステップとを有し、第1光検出ステップおよび第2光検出ステップは、それぞれ第1反射光と第2反射光の光強度分布の差に応じて、互いに異なる感度で光強度を検出するように構成された波長判定方法である。   According to a second embodiment of the present invention, a first reflected light having at least a part of a laser beam emitted from an external cavity semiconductor laser and receiving a different light intensity distribution with respect to the first direction is emitted. A first light detecting step for detecting the light intensity of the first reflected light from one reflecting means at at least two light receiving positions; and at least a part of the laser light emitted from the external resonator type semiconductor laser; A second light detecting step for detecting the light intensity of the second reflected light from the second reflecting means for emitting the second reflected light having different light intensity distributions in the two directions at at least two light receiving positions; The difference value of the detection signal at the at least two light receiving positions detected in the step is obtained as the first difference value, and the detection signal at the at least two light receiving positions detected in the second light detection step A wavelength determination step of determining a difference value as a second difference value and determining a wavelength of the laser beam based on the first difference value and the second difference value, and a first light detection step and a second light detection step. Is a wavelength determination method configured to detect light intensities with different sensitivities according to the difference in light intensity distribution between the first reflected light and the second reflected light.

この発明に係る波長判定装置、および波長判定方法によって、簡単な構造を用いて外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を、数nmといった比較的広い範囲にわたって検出・判定することができる。また、このような検出結果に基づいて、半導体レーザのレーザパワーを制御し、レーザ光が、使用不可モードの波長となることを回避することができる。   The wavelength determination apparatus and the wavelength determination method according to the present invention can detect and determine the wavelength of laser light emitted from an external cavity semiconductor laser using a simple structure over a relatively wide range of several nm. it can. Further, based on such a detection result, the laser power of the semiconductor laser can be controlled so that the laser beam can be prevented from having an unusable mode wavelength.

この発明は、オプティカルウェッジのような反射手段を複数用いて、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を、数nmといった、比較的広い範囲にわたって検出・判定し、必要に応じて、その検出結果に基づき、半導体レーザのパワーを制御しようとするものである。   The present invention uses a plurality of reflecting means such as an optical wedge to detect and determine the wavelength of laser light emitted from an external cavity semiconductor laser over a relatively wide range such as several nm, and if necessary Based on the detection result, the power of the semiconductor laser is to be controlled.

この発明の具体的な形態について説明する前に、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を検出する、簡単な構造のレーザ・システムについて説明する。   Before describing specific embodiments of the present invention, a laser system having a simple structure for detecting the wavelength of laser light emitted from an external cavity semiconductor laser will be described.

最初に、当該レーザ・システムや、この発明の波長判定装置で用いられるオプティカルウェッジについて説明する。オプティカルウェッジとは、両面のなす角が数十分程度のガラス板である。これにレーザ光を約45度傾けて入射すると、ガラス板の表面と裏面で反射した光が干渉縞を形成する。   First, the optical wedge used in the laser system and the wavelength determination device of the present invention will be described. An optical wedge is a glass plate whose angle between both surfaces is about several tens of minutes. When laser light is incident on this at an angle of about 45 degrees, the light reflected by the front and back surfaces of the glass plate forms interference fringes.

図1は、オプティカルウェッジ1にレーザ光3が入射された様子を示す略線図である。レーザ光3は、オプティカルウェッジ1で反射し、曇りガラス2に入射する。オプティカルウェッジ1は、図1に示す座標のz軸方向に進むにつれて、厚さdが小さくなるように形成されている。z軸方向は、図1の記載面または表示面の手前から裏側に向かう方向である。また、x軸方向は、オプティカルウェッジ1の表面1aおよび裏面1bに平行でかつy軸と垂直な方向であり、y軸方向は、x軸とz軸に直行する方向である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a laser beam 3 is incident on an optical wedge 1. The laser beam 3 is reflected by the optical wedge 1 and enters the frosted glass 2. The optical wedge 1 is formed so that the thickness d becomes smaller as it proceeds in the z-axis direction of the coordinates shown in FIG. The z-axis direction is a direction from the front side of the description surface or the display surface of FIG. The x-axis direction is a direction parallel to the front surface 1a and the back surface 1b of the optical wedge 1 and perpendicular to the y-axis, and the y-axis direction is a direction perpendicular to the x-axis and the z-axis.

図2は、図1のような状況の場合に、曇りガラス2で観察することができる干渉縞の例を示す略線図である。レーザ光3は、オプティカルウェッジ1の表面1aで反射して曇りガラス2に入射するとともに、オプティカルウェッジ1の裏面1bで反射して曇りガラス2に入射するため、光路差が生じ、その結果、図2のような干渉縞10が発生する。図2では、それぞれの干渉縞10が、z軸とほぼ垂直の方向に発生するように示されているが、必ずしもこのような方向に発生するとは限らない。収差等の影響によって、z軸に垂直な方向とは、かなり異なる角度で干渉縞10が発生する場合もある。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of interference fringes that can be observed with the frosted glass 2 in the situation shown in FIG. The laser beam 3 is reflected by the front surface 1a of the optical wedge 1 and incident on the frosted glass 2 and is also reflected by the rear surface 1b of the optical wedge 1 and incident on the frosted glass 2. Therefore, an optical path difference occurs, and as a result, FIG. 2 is generated. In FIG. 2, each interference fringe 10 is shown to be generated in a direction substantially perpendicular to the z-axis, but is not necessarily generated in such a direction. Due to the influence of aberration or the like, the interference fringes 10 may be generated at a considerably different angle from the direction perpendicular to the z-axis.

後で説明するように、上記レーザ・システムでは、図2に示された干渉縞10を人間が肉眼で見る必要はないので、曇りガラス2はこの発明に必須の構成要素ではない。上記レーザ・システムでは、干渉縞10の検出に、少なくとも2つのディテクタを用いる。   As will be described later, in the above laser system, since it is not necessary for the human eye to see the interference fringes 10 shown in FIG. 2, the frosted glass 2 is not an essential component of the present invention. In the laser system, at least two detectors are used to detect the interference fringes 10.

ここで、オプティカルウェッジについてさらに詳細に説明を行う。図3に示すような、1本のレーザ中の光線A、Bがオプティカルウェッジ1に入射する場合を考える。ここで、オプティカルウェッジ1は、図1に示すものと同様であり、図に示すz軸方向に進むにつれて、オプティカルウェッジ1の厚さdが小さくなるように形成されている。   Here, the optical wedge will be described in more detail. Consider a case in which light rays A and B in one laser are incident on the optical wedge 1 as shown in FIG. Here, the optical wedge 1 is the same as that shown in FIG. 1, and is formed such that the thickness d of the optical wedge 1 decreases as it advances in the z-axis direction shown in the figure.

光線Aは、オプティカルウェッジ1の表面1aで反射して光線Cとなり、光線Bは、オプティカルウェッジ1の裏面1bで反射して、やはり光線Cとなるとする。このとき、光線Aと光線Bの光路差を求め、それを使って光線Cでの位相差を計算する。まず、Snellの法則より、以下の式1の関係が成り立つ。
sinθ/sinθ’=n ・・・(式1)
一方、Lgの長さは、以下の式2で表される。
Lg=2d*tanθ’*sinθ ・・・(式2)
また、光線Bが、オプティカルウェッジ1内を通過する距離Lpは、以下の式3で表される。
Lp=2(Lp/2)=2(d/cosθ’)=2d/cosθ’ ・・・(式3)
The light beam A is reflected by the front surface 1 a of the optical wedge 1 to become a light beam C, and the light beam B is reflected by the back surface 1 b of the optical wedge 1 and is also converted to the light beam C. At this time, the optical path difference between the light beam A and the light beam B is obtained, and the phase difference at the light beam C is calculated using the difference. First, the relationship of the following formula | equation 1 is formed from Snell's law.
sin θ / sin θ ′ = n (Expression 1)
On the other hand, the length of Lg is expressed by the following formula 2.
Lg = 2d * tan θ ′ * sin θ (Expression 2)
Further, the distance Lp through which the light beam B passes through the optical wedge 1 is expressed by the following Expression 3.
Lp = 2 (Lp / 2) = 2 (d / cos θ ′) = 2 d / cos θ ′ (Expression 3)

ここで、Lp’を、Lpの光学距離とすると、Lp’は以下の式4で表される。
Lp’=2nd/cosθ’ ・・・(式4)
Lp’とLgの光路差△Lは、以下の式5となる。
△L=Lp’−Lg=2nd/cosθ’−2d*tanθ’*sinθ=2d(n/cosθ’−sinθ*tanθ’) ・・・(式5)
△Lによる位相差△δは、以下の式6で表される。
△δ=2π*△L/λ+π ・・・(式6)
ただし、πは反射時の位相変化のために付加されている。
ここで、光強度Iは、以下の式7となる。
I=2(1+cos△δ) ・・・(式7)
ここで、重要でないファクタ「2」を除くと、光強度Iは、「1+cos△δ」と近似できる。
Here, when Lp ′ is an optical distance of Lp, Lp ′ is expressed by the following Expression 4.
Lp ′ = 2nd / cos θ ′ (Formula 4)
The optical path difference ΔL between Lp ′ and Lg is expressed by the following Equation 5.
ΔL = Lp′−Lg = 2nd / cos θ′−2d * tan θ ′ * sin θ = 2d (n / cos θ′−sin θ * tan θ ′) (Formula 5)
The phase difference Δδ due to ΔL is expressed by the following Equation 6.
Δδ = 2π * ΔL / λ + π (Formula 6)
However, π is added for the phase change at the time of reflection.
Here, the light intensity I is expressed by Equation 7 below.
I = 2 (1 + cosΔδ) (Expression 7)
Here, the light intensity I can be approximated to “1 + cos Δδ”, except for an unimportant factor “2”.

図3に示すオプティカルウェッジ1は、x軸に沿って見ると、先端部15が角度(ウエッジ角)αで構成されるくさび型をしており、この様子が図4に示されている。しかしながら、オプティカルウェッジ1は、先端部15までを有している必要はなく、通常は、先細の先端部分を含まない、およそ台形の形状で構成される。また、図4に示すように、オプティカルウェッジ1の厚さdは、z軸座標における変位zの関数となり、以下の式8のように表される。ここで、zは、z軸上における、先端部15からの距離である。
d=z*tanα ・・・(式8)
When the optical wedge 1 shown in FIG. 3 is viewed along the x-axis, the tip 15 has a wedge shape having an angle (wedge angle) α, and this state is shown in FIG. However, the optical wedge 1 does not need to have the tip portion 15 and is generally configured in an approximately trapezoidal shape that does not include a tapered tip portion. As shown in FIG. 4, the thickness d of the optical wedge 1 is a function of the displacement z in the z-axis coordinates, and is expressed as the following Expression 8. Here, z is the distance from the tip 15 on the z-axis.
d = z * tan α (Expression 8)

オプティカルウェッジ1は、入射される光の波長、光が入射されるオプティカルウェッジ1の位置(図4に示すオプティカルウェッジ1の先端部15からz軸方向への距離(z))等により異なった干渉縞を発生させる。   The optical wedge 1 has different interference depending on the wavelength of the incident light, the position of the optical wedge 1 on which the light is incident (distance (z) in the z-axis direction from the tip 15 of the optical wedge 1 shown in FIG. 4), and the like. Generate streaks.

ここで、オプティカルウェッジ1に入射される光は、外部共振器型半導体レーザからのレーザ光であり、図5に示すように、レーザパワーの変化に応じてのこぎり状の波長変化をするものとする。なお、これは、図24に示したグラフと同様の波長変化を概略的に表したものである。すなわち、レーザパワーの増加に伴って波長が約410.00nmから約410.04nmまで変化するが、レーザパワーがたとえば、23mWや35mW付近になると、急激に波長が変化して、410.00nmに戻り、この変化を周期的に繰り返す。また、この急激な変化が生じる際には、410.00nm付近の波長の光と410.04nm付近の波長の光とが混在して、ホログラム記録等には適さない光(使用不可モードの光)となる。   Here, the light incident on the optical wedge 1 is laser light from an external resonator type semiconductor laser, and, as shown in FIG. 5, changes in a sawtooth wavelength according to a change in laser power. . This schematically represents a change in wavelength similar to that of the graph shown in FIG. That is, as the laser power increases, the wavelength changes from about 410.00 nm to about 410.04 nm, but when the laser power becomes, for example, around 23 mW or 35 mW, the wavelength changes abruptly and returns to 410.00 nm. This change is repeated periodically. In addition, when this sudden change occurs, light having a wavelength of about 410.00 nm and light having a wavelength of about 410.04 nm are mixed and are not suitable for hologram recording or the like (unusable mode light). It becomes.

図6は、波長λ1の光と波長λ2の光が入射されるオプティカルウェッジ1の位置に応じて、反射光の強度がどのように変化するかを示すグラフであり、縦軸は相対的な光強度を表し、横軸はオプティカルウェッジ1の先端部15からの距離、すなわち、図4に示すオプティカルウェッジ1の先端部15からz軸方向への距離(z)を表している。   FIG. 6 is a graph showing how the intensity of the reflected light changes according to the position of the optical wedge 1 where the light of wavelength λ1 and the light of wavelength λ2 are incident, and the vertical axis indicates relative light. The horizontal axis represents the distance from the tip 15 of the optical wedge 1, that is, the distance (z) in the z-axis direction from the tip 15 of the optical wedge 1 shown in FIG.

また、この例において、オプティカルウェッジ1については、屈折率n=1.5、入射角θ=45度、オプティカルウェッジ1のウエッジ角α=0.01度、波長λ1は410.00nm、波長λ2は41.04nmとする。   In this example, for the optical wedge 1, the refractive index n = 1.5, the incident angle θ = 45 degrees, the wedge angle α of the optical wedge 1 = 0.01 degrees, the wavelength λ1 is 410.00 nm, and the wavelength λ2 is 41.04 nm.

図6は、波長λ1の光と波長λ2の光を、オプティカルウェッジ1の先端部15から3mm程度までの間に照射した場合の、反射光の強度の変化を表している。この場合、2つの波長λ1と波長λ2が非常に近接しており、さらに、それらの光がオプティカルウェッジ1の先端部15に近い部分に照射されているため、光路差もきわめて小さい。したがって、波長λ1の光の反射光の強度を表す曲線21と波長λ2の光の反射光の強度を表す曲線22は、ほぼ同一の周期的に変化する曲線となり、干渉縞は重なってはっきり見えることになる。   FIG. 6 shows a change in the intensity of reflected light when the light of wavelength λ1 and the light of wavelength λ2 are irradiated between the tip 15 of the optical wedge 1 and about 3 mm. In this case, since the two wavelengths λ1 and λ2 are very close to each other, and the light is irradiated on the portion close to the tip 15 of the optical wedge 1, the optical path difference is also extremely small. Therefore, the curve 21 representing the intensity of the reflected light of the wavelength λ1 and the curve 22 representing the intensity of the reflected light of the wavelength λ2 are substantially the same periodically changing curves, and the interference fringes are clearly visible. become.

図7は、図6と同様に、オプティカルウェッジ1に入射した光の反射光の強度がどのように変化するかを示すものであるが、光の入射する位置が、オプティカルウェッジ1の先端部15から1000mm(1m)付近である場合について示したものである。オプティカルウェッジ1の先端部15からの距離が約1mといっても、1mの長さのオプティカルウェッジが必要なわけではない。上述のように、先端部15から1m付近の部分を台形に切り出して形成されるので、オプティカルウェッジ自体の大きさは小さくすることが可能である。   FIG. 7 shows how the intensity of the reflected light of the light incident on the optical wedge 1 changes in the same way as in FIG. 6. The position where the light enters is the tip 15 of the optical wedge 1. 1 to 1000 mm (1 m). Even if the distance from the tip 15 of the optical wedge 1 is about 1 m, an optical wedge having a length of 1 m is not necessarily required. As described above, since the portion near 1 m from the distal end portion 15 is cut out in a trapezoidal shape, the size of the optical wedge itself can be reduced.

この場合、オプティカルウェッジ1の先端部15から約1mの位置では、オプティカルウェッジ1の厚さdがかなり大きく、これによって、λ1とλ2の波長差0.04nmが蓄積され、曲線21と曲線22のわずかな位相差が生じてくる。しかしながら、位相差が小さいため、それぞれの場合に観察される縞模様はほとんど変わらない。   In this case, at a position of about 1 m from the tip 15 of the optical wedge 1, the thickness d of the optical wedge 1 is considerably large. As a result, a wavelength difference of 0.04 nm between λ1 and λ2 is accumulated. A slight phase difference occurs. However, since the phase difference is small, the striped pattern observed in each case hardly changes.

これは、波長λ1の光と、波長λ2の光を個別に照射して実験した結果であるが、この結果をもとに、図4に示すような、のこぎり状の波長変化を繰り返す光が、このオプティカルウェッジ1に照射されたと仮定する。ここで、上記波長変化における波長の下限はλ1であるとし、上限はλ2であるとする。そうすると、最初は、波長λ1の光の反射光による曲線21が現れる。その後、半導体レーザのレーザパワーを増加していくと、波長はλ1からλ2に徐々に変化して曲線22に近づく。その後、さらにレーザパワーを増加していくと、曲線21と曲線22の両方が存在する状態となり、その後、波長λ1の光の反射光による曲線21のみとなる。これ以降、レーザパワーの増大に伴って、上記のような干渉縞の変化(すなわち、光の強度分布)が周期的に観察されることになる。   This is the result of experimenting by individually irradiating light of wavelength λ1 and light of wavelength λ2, and based on this result, light that repeats a sawtooth wavelength change as shown in FIG. It is assumed that the optical wedge 1 is irradiated. Here, it is assumed that the lower limit of the wavelength in the wavelength change is λ1, and the upper limit is λ2. Then, first, a curve 21 due to the reflected light of the light having the wavelength λ1 appears. Thereafter, as the laser power of the semiconductor laser is increased, the wavelength gradually changes from λ1 to λ2 and approaches the curve 22. Thereafter, when the laser power is further increased, both the curve 21 and the curve 22 are present, and thereafter, only the curve 21 by the reflected light of the light having the wavelength λ1 is obtained. Thereafter, as the laser power increases, the above-described interference fringe change (that is, light intensity distribution) is periodically observed.

また、図7に示す状態で、ウエッジ角αを大きくすると、曲線21と曲線22の周期がどちらも小さくなり、同じ距離における縞の数が、図7に示すものより多くなる。このように、光を照射するオプティカルウェッジの位置や、ウエッジ角α等を調整することによって、干渉縞の間隔(光強度分布の周期)等をコントロールすることが可能となる。   Further, when the wedge angle α is increased in the state shown in FIG. 7, both the periods of the curve 21 and the curve 22 are reduced, and the number of fringes at the same distance becomes larger than that shown in FIG. 7. In this way, by adjusting the position of the optical wedge that irradiates light, the wedge angle α, and the like, it is possible to control the interval of interference fringes (period of light intensity distribution) and the like.

次に、図8を参照して、前述した外部共振器型半導体レーザからのレーザ光をオプティカルウェッジ1に照射した場合に発生する干渉縞を、2分割ディテクタ32で受光する場合について考える。図8は、光の入射する位置が、オプティカルウェッジ1の先端部15から3000mm(3m)付近である場合の干渉縞を表している。図8の上部は、オプティカルウェッジ1の表面と裏面で反射した光に対応する曲線30を示すグラフである。グラフの横軸は、図3に示すz軸に対応し、縦軸は、干渉縞を構成する光の光量(光強度)を示す。この曲線30は、ある波長のレーザ光を例に取ったものであるが、外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供するレーザパワーを変化させれば波長が変化し、それに応じて、曲線30の位相が変化する。図8の下部には、2分割ディテクタ32内のディテクタ32Aとディテクタ32Bが示されており、その位置において、曲線30で示された光の光量をそれぞれ検出する。   Next, with reference to FIG. 8, a case will be considered where interference fringes generated when the optical wedge 1 is irradiated with the laser light from the external cavity semiconductor laser described above are received by the two-divided detector 32. FIG. 8 shows the interference fringes when the light incident position is around 3000 mm (3 m) from the tip 15 of the optical wedge 1. The upper part of FIG. 8 is a graph showing a curve 30 corresponding to the light reflected by the front and back surfaces of the optical wedge 1. The horizontal axis of the graph corresponds to the z-axis shown in FIG. 3, and the vertical axis shows the amount of light (light intensity) constituting the interference fringes. This curve 30 is an example of a laser beam having a certain wavelength. However, if the laser power provided to the semiconductor laser in the external resonator type semiconductor laser is changed, the wavelength changes, and the curve changes accordingly. The phase of 30 changes. In the lower part of FIG. 8, a detector 32A and a detector 32B in the two-divided detector 32 are shown, and the amount of light indicated by the curve 30 is detected at that position.

曲線30で示された光のうち、光量の小さい部分は、領域31として示されており、この部分は、干渉縞(縞模様)の暗く見える部分に対応する。ここで、図8に示した曲線30は、波長が、たとえば、410.02nmのレーザ光を入射した場合のものであり、ディテクタ32Aとディテクタ32Bは、このときに、合計で最大の光量を受光するように位置調整されている。曲線30で示された光の位相は、上述のように、オプティカルウェッジ1に入射する光の波長が410.00nmから410.04nmまで変化すると、それに伴って変化し、上述の位置に設置されたディテクタ32Aとディテクタ32Bの受光光量も徐々に変化する。   Of the light indicated by the curve 30, a portion with a small amount of light is shown as a region 31, and this portion corresponds to a portion of the interference fringe (striped pattern) that appears dark. Here, the curve 30 shown in FIG. 8 is obtained when a laser beam having a wavelength of, for example, 410.02 nm is incident, and the detector 32A and the detector 32B receive the maximum light amount in total at this time. The position has been adjusted to As described above, when the wavelength of light incident on the optical wedge 1 changes from 410.00 nm to 410.04 nm, the phase of the light indicated by the curve 30 changes accordingly, and is set at the above position. The amount of light received by the detector 32A and the detector 32B also changes gradually.

また、ここで、ディテクタ32Aとディテクタ32Bの検出結果の差を求めることにより、プッシュプル値が求められ、これが図9に示されている。   Here, the push-pull value is obtained by obtaining the difference between the detection results of the detector 32A and the detector 32B, which is shown in FIG.

ただし、図9は、各波長の光が、単独でオプティカルウェッジ1の所定の位置zに照射された場合である。しかしながら、たとえば、図5に示すように、急激な波長の変化が生じる場合は、約410.00nmの波長(λ1)の光と約410.04nmの波長(λ2)の光とが混在しており、それぞれの波長に対応する光がほぼ逆相であるような場合には、干渉縞は現れず、上記プッシュプル値は0に近い値となる。   However, FIG. 9 is a case where the light of each wavelength is irradiated to the predetermined position z of the optical wedge 1 independently. However, for example, as shown in FIG. 5, when a sudden change in wavelength occurs, light having a wavelength (λ1) of approximately 410.00 nm and light having a wavelength (λ2) of approximately 410.04 nm are mixed. When the light corresponding to each wavelength is almost in reverse phase, no interference fringe appears and the push-pull value is close to zero.

なお、プッシュプル値は、通常、光ディスクのトラッキング制御に用いられるものであり、このプッシュプル値を示すプッシュプル信号に基づいて、ピックアップがプッシュまたはプルされる。このレーザ・システムでは、プッシュプル信号に基づいて、所定の構成要素がプッシュまたはプルされるものではないが、差信号としての共通性から、便宜的にこの用語を用いるものとする。   Note that the push-pull value is usually used for tracking control of an optical disc, and the pickup is pushed or pulled based on a push-pull signal indicating the push-pull value. In this laser system, a predetermined component is not pushed or pulled based on the push-pull signal, but this term is used for convenience because of the commonality as a difference signal.

また、こうして求められたプッシュプル値は、光量の増減によっても変化してしまうので、和信号を用いてノーマライズすることが望ましい。このようにノーマライズされたプッシュプル値と波長の関係が、図10に表されている。   Further, since the push-pull value obtained in this way also changes depending on the increase or decrease in the amount of light, it is desirable to normalize using the sum signal. The relationship between the push-pull value thus normalized and the wavelength is shown in FIG.

このように、上述のレーザ・システムにおいては、このプッシュプル値を算出することによって、それに対応する波長、すなわち、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を把握することできる。   As described above, in the above-described laser system, by calculating the push-pull value, the corresponding wavelength, that is, the wavelength of the laser light emitted from the external resonator type semiconductor laser can be grasped.

また、前述のように、ほぼ逆相のレーザ光が混在するような状態では、z軸に対して光量の変化が小さく、干渉縞ははっきりと現れない。上述の例では、波長が410.02nmの場合と、波長410.00nmと波長410.04nmが混在する場合には、2つのディテクタの検出結果の差がほとんど0となる。しかしながら、こうしたプッシュプル値の遷移を把握し、所定のしきいを設けて判定を行うことにより、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を検出・判定することができる。   Further, as described above, in a state where almost opposite phase laser beams are mixed, the change in the amount of light with respect to the z axis is small, and interference fringes do not appear clearly. In the above example, when the wavelength is 410.02 nm and when the wavelength 410.00 nm and the wavelength 410.04 nm are mixed, the difference between the detection results of the two detectors is almost zero. However, it is possible to detect and determine the wavelength of the laser light emitted from the external resonator type semiconductor laser by grasping such a transition of the push-pull value and making a determination with a predetermined threshold.

次に、このレーザ・システムの構成について説明する。図11に示したレーザ・システム51は、ビームスプリッタ52、およびオプティカルウェッジ53、さらに2分割ディテクタ54、およびレーザ制御部55を備える。レーザ・システム51のビームスプリッタ52は、外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光を受光する。外部共振器型半導体レーザ50は、たとえば、リットロー型のブルーレーザである。ビームスプリッタ52を通過した光56は、たとえばHDSに使用される。   Next, the configuration of this laser system will be described. A laser system 51 shown in FIG. 11 includes a beam splitter 52, an optical wedge 53, a two-divided detector 54, and a laser control unit 55. The beam splitter 52 of the laser system 51 receives the laser light from the external resonator type semiconductor laser 50. The external cavity semiconductor laser 50 is, for example, a Littrow blue laser. The light 56 that has passed through the beam splitter 52 is used for HDS, for example.

ビームスプリッタ52で反射した光57は、外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光の10%以下が望ましく、発振モードをモニタするために使用される。逆に、ビームスプリッタ52で反射する光をHDSとして用い、ビームスプリッタ52を通過する光をモニタ用としてもよい。ただし、この場合でも、モニタ用に使用する光は、外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光の10%以下が望ましい。これは単に、HDSのような、レーザ光の本来の目的に、より多くのパワーを配分するためである。   The light 57 reflected by the beam splitter 52 is preferably 10% or less of the laser light from the external resonator type semiconductor laser 50, and is used for monitoring the oscillation mode. Conversely, the light reflected by the beam splitter 52 may be used as HDS, and the light passing through the beam splitter 52 may be used for monitoring. However, even in this case, the light used for monitoring is desirably 10% or less of the laser light from the external resonator type semiconductor laser 50. This is simply to allocate more power to the original purpose of the laser light, such as HDS.

オプティカルウェッジ53は、ビームスプリッタ52で反射した光57が約45度の角度で入射するように配置される。オプティカルウェッジ53の厚さdが徐々に薄くなっていく方向は図中に示したz軸方向である。z軸方向は、図の記載面または表示面の手前から裏側に向かう方向である。オプティカルウェッジ53の表面と裏面で反射した光58は、2分割ディテクタ54によって受光される。2分割ディテクタ54は、隣接する2つの独立したディテクタを有する。干渉縞をモニタする2分割ディテクタ54内の2つのディテクタは、発生した干渉縞とほぼ垂直の方向に並んで配置される。干渉縞は、z軸に対して垂直の方向に発生するとは限らないので、上記2つのディテクタは、z軸方向に並んで配置されるとは限らない。   The optical wedge 53 is arranged so that the light 57 reflected by the beam splitter 52 enters at an angle of about 45 degrees. The direction in which the thickness d of the optical wedge 53 gradually decreases is the z-axis direction shown in the figure. The z-axis direction is a direction from the front side of the drawing surface or the display surface to the back side. The light 58 reflected by the front and back surfaces of the optical wedge 53 is received by the two-divided detector 54. The two-divided detector 54 has two adjacent independent detectors. Two detectors in the two-divided detector 54 for monitoring the interference fringes are arranged side by side in a direction substantially perpendicular to the generated interference fringes. Since the interference fringes are not always generated in the direction perpendicular to the z-axis, the two detectors are not necessarily arranged side by side in the z-axis direction.

レーザ制御部55は、2分割ディテクタ54の出力を元に、外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光の波長を把握し、使用不可モードのレーザ光が射出されないように、外部共振器型半導体レーザ50の半導体レーザに供給するレーザパワーを決定する。レーザ制御部55については、後で詳細に説明する。   The laser controller 55 grasps the wavelength of the laser beam from the external resonator type semiconductor laser 50 based on the output of the two-divided detector 54, and prevents the laser beam in the unusable mode from being emitted. The laser power supplied to the semiconductor laser of the laser 50 is determined. The laser control unit 55 will be described in detail later.

また、図11に示す例では、外部共振器型半導体レーザ50の外部にレーザ・システム51を配置しているが、レーザ・システム51を外部共振器型半導体レーザ50内に組み込むこともできる。   In the example shown in FIG. 11, the laser system 51 is arranged outside the external resonator type semiconductor laser 50, but the laser system 51 can also be incorporated in the external resonator type semiconductor laser 50.

次に、図12を参照して、ビームスプリッタ52を通過した光56がどのようにしてHDSに利用されるかを簡単に説明する。図12には、シングルモードのレーザ光源を用いてホログラム記録再生を行うホログラム記録再生システム60の構成が示されている。   Next, how the light 56 that has passed through the beam splitter 52 is used for HDS will be briefly described with reference to FIG. FIG. 12 shows a configuration of a hologram recording / reproducing system 60 that performs hologram recording / reproduction using a single-mode laser light source.

ホログラムの記録および再生は、シングルモード・レーザの光源を使用して、参照光と信号光をホログラム記録メディアに照射することによって行われる。   Hologram recording and reproduction are performed by irradiating the hologram recording medium with reference light and signal light using a light source of a single mode laser.

レーザ光源61は、ここでは、図11に示した外部共振器型半導体レーザ50とレーザ・システム51を含むものに対応し、レーザ光源61から射出されたレーザ光70は、図11に示した光56に対応する。ホログラムの記録においては、所定の最適な時間だけ、所定のパワーのレーザ光をホログラム記録メディアに照射する必要があるが、そのような制御は、外部共振器型半導体レーザ50内の半導体レーザに提供する電流(電圧)を制御することによって可能となる。また、レーザ光源61の隣にシャッターを設け、そのシャッターによってレーザ光を照射するタイミングを制御するように構成してもよい。   Here, the laser light source 61 corresponds to the one including the external cavity semiconductor laser 50 and the laser system 51 shown in FIG. 11, and the laser light 70 emitted from the laser light source 61 is the light shown in FIG. 56. In hologram recording, it is necessary to irradiate the hologram recording medium with laser light having a predetermined power for a predetermined optimum time. Such control is provided to the semiconductor laser in the external resonator type semiconductor laser 50. This is made possible by controlling the current (voltage) to be generated. Further, a shutter may be provided next to the laser light source 61, and the timing of irradiating the laser beam with the shutter may be controlled.

レーザ光源61から射出されたレーザ光70は、ビームエキスパンダ62に向けて射出され、そこでビーム径の拡大されたレーザ光71となる。レーザ光71は次に、ビームスプリッタ63に入射し、2つのレーザ光に分けられる。   The laser beam 70 emitted from the laser light source 61 is emitted toward the beam expander 62, where it becomes a laser beam 71 having an enlarged beam diameter. Next, the laser beam 71 enters the beam splitter 63 and is divided into two laser beams.

直進したレーザ光72は、ミラー64で反射され、さらにレンズ65で集光され、参照光としてホログラム記録メディア69に照射される。他方のレーザ光73は、液晶素子等で構成される空間変調器66で変調された信号光74となる。信号光74は、ミラー67で反射され、記録用レンズ68で集光され、ホログラム記録メディア69上に照射される。このとき、信号光74は、参照光72がホログラム記録メディア69上に照射される場所と同じ場所に照射され、これにより、ホログラム記録メディア69にホログラムパターンが記録される。   The straightly traveling laser beam 72 is reflected by the mirror 64, further collected by the lens 65, and applied to the hologram recording medium 69 as reference light. The other laser beam 73 becomes signal light 74 modulated by a spatial modulator 66 composed of a liquid crystal element or the like. The signal light 74 is reflected by the mirror 67, collected by the recording lens 68, and irradiated on the hologram recording medium 69. At this time, the signal light 74 is applied to the same place as the place where the reference light 72 is applied onto the hologram recording medium 69, whereby a hologram pattern is recorded on the hologram recording medium 69.

このようなホログラム記録再生システム60では、ホログラム記録メディア69の同一領域を用いて多重記録・再生が可能である。ホログラム記録メディア69に対して異なる入射角度の参照光を用いてホログラムを記録すれば、それぞれのホログラムは、記録時と同じ入射角度の参照光によって再生される。空間変調器66では、複数画素を有する液晶素子が用いられるが、それぞれの信号光74に対して異なる透過・遮蔽パターンの画素を用意することによって、ホログラム記録メディア69に所望のデータを多重記録することができる(角度多重)。   In such a hologram recording / reproducing system 60, multiplex recording / reproduction can be performed using the same area of the hologram recording medium 69. If holograms are recorded on the hologram recording medium 69 using reference light having different incident angles, the respective holograms are reproduced by reference light having the same incident angle as at the time of recording. In the spatial modulator 66, a liquid crystal element having a plurality of pixels is used. By preparing pixels with different transmission / shielding patterns for each signal light 74, desired data is multiplexed and recorded on the hologram recording medium 69. Can be (angle multiplexed).

次に、このレーザ・システム51のレーザ制御部55の構成を、図13を参照して説明する。レーザ制御部55は、2分割ディテクタ54と外部共振器型半導体レーザ50内の半導体レーザ94に接続される。また、レーザ制御部55は、NS判定回路91、レーザパワー補正回路92、半導体レーザ駆動回路93を含む。   Next, the configuration of the laser controller 55 of the laser system 51 will be described with reference to FIG. The laser control unit 55 is connected to the two-divided detector 54 and the semiconductor laser 94 in the external resonator type semiconductor laser 50. The laser control unit 55 includes an NS determination circuit 91, a laser power correction circuit 92, and a semiconductor laser drive circuit 93.

レーザ制御部55のNS判定回路91には、2分割ディテクタ54のディテクタ54Aとディテクタ54Bが入射光のレーザパワーに応じて出力するそれぞれの電流が提供される。そこで、NS判定回路91は、ディテクタ54Aの出力とディテクタ54Bの出力との差(差信号)、および和(和信号)を求める。次に、ノーマライズした差信号(以降、これをNSと呼ぶことにする)を求める。NSは、以下の式9によって求めることができる。
NS=差信号/和信号 ・・・(式9)
The NS determination circuit 91 of the laser control unit 55 is provided with respective currents output from the detector 54A and the detector 54B of the two-divided detector 54 according to the laser power of the incident light. Therefore, the NS determination circuit 91 obtains a difference (difference signal) and a sum (sum signal) between the output of the detector 54A and the output of the detector 54B. Next, a normalized difference signal (hereinafter referred to as NS) is obtained. NS can be obtained by Equation 9 below.
NS = difference signal / sum signal (Equation 9)

その後、NSの値を、前もって設定した範囲と比較し、NSの値がその範囲内の値であればディジタル値1を、NSの値が範囲外となっていればディジタル値0を出力する。設定範囲は、たとえば、−0.4から0.4の間とする。前述の図10の例では、NS(ノーマライズされたプッシュプル値)の値が、0.5に近づいた場合に、不安定な使用不可モードとなり、波長の急激な変化が生じることが認められるからである。ただし、上記のようなしきい値は、ディテクタの位置や、オプティカルウェッジからの反射光の変化特性に応じて適宜調整することができる。このようなしきい値を用いることによって、外部共振器モードホップの領域で発生する波長の光が、外部共振器型半導体レーザに含まれる半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域で発生する波長の光に遷移する境界を判定することができ、結果的に使用不可モードのレーザ光の射出を回避することができる。   Thereafter, the NS value is compared with a preset range, and if the NS value is within the range, the digital value 1 is output, and if the NS value is out of the range, the digital value 0 is output. The setting range is, for example, between −0.4 and 0.4. In the example of FIG. 10 described above, it is recognized that when the value of NS (normalized push-pull value) approaches 0.5, it becomes an unstable unusable mode and a sudden change in wavelength occurs. It is. However, the threshold value as described above can be appropriately adjusted according to the position of the detector and the change characteristic of the reflected light from the optical wedge. By using such a threshold value, light having a wavelength generated in the external resonator mode hop region has a wavelength generated in the mode hop region by the laser chip in the semiconductor laser included in the external resonator semiconductor laser. The boundary of transition to light can be determined, and as a result, the emission of laser light in the unusable mode can be avoided.

NS判定回路91の出力が0である場合、レーザパワー補正回路92は、半導体レーザ駆動回路93に、半導体レーザ94のレーザパワーを変えるよう指示する。たとえば、最初に、半導体レーザ94のレーザパワーが33mWとなるようにし、NS判定回路91で0が出力されるたびに、レーザパワーを3mW下げる制御とレーザパワーを3mW上げる制御とを交互に繰り返すようにする。   When the output of the NS determination circuit 91 is 0, the laser power correction circuit 92 instructs the semiconductor laser drive circuit 93 to change the laser power of the semiconductor laser 94. For example, first, the laser power of the semiconductor laser 94 is set to 33 mW, and each time 0 is output from the NS determination circuit 91, the control for lowering the laser power by 3 mW and the control for increasing the laser power by 3 mW are alternately repeated. To.

半導体レーザ駆動回路93は、APC(Auto Power Control)を行う回路として既知のものであり、ここでは、これを流用することができる。   The semiconductor laser drive circuit 93 is known as a circuit that performs APC (Auto Power Control), and can be used here.

このような半導体レーザ94に関するフィードバック制御によって、動的に使用可能モードになるよう半導体レーザ94のレーザパワーをコントロールすることができる。このことは、たとえば、外部共振器型半導体レーザ50や半導体レーザ94の温度コントロールを行わない(あるいは、厳密な温度コントロールを行わない)ために、半導体レーザ94の温度が変化して使用不能モードとなるレーザパワーに近づいた場合でも、自動的に使用可能モードへの復帰が実現される。   By such feedback control regarding the semiconductor laser 94, the laser power of the semiconductor laser 94 can be controlled so as to dynamically enter the usable mode. This is because, for example, the temperature control of the external resonator type semiconductor laser 50 and the semiconductor laser 94 is not performed (or the strict temperature control is not performed), so that the temperature of the semiconductor laser 94 changes and the unusable mode is set. Even when the laser power approaches, the return to the usable mode is automatically realized.

上述の例では、レーザパワー補正回路92は、NS判定回路91の出力に応じて、レーザパワーを約10%変化させるよう制御を行う(たとえば、33mWを30mWに、または、30mWを33mWに変更する)が、この程度のレーザパワーの変化は、HDSの用途については問題とならない。HDSでは、ホログラム記録メディアへの照射パワーではなく、照射エネルギー(レーザパワー×記録時間)が問題となるので、レーザパワーが10%減少した場合は、記録時間を約11%(1/0.9=1.111)増加させればよいことになる。また、レーザパワー補正回路92の仕様を変更して、変化幅をより小さくしてもよい。   In the above example, the laser power correction circuit 92 performs control to change the laser power by about 10% according to the output of the NS determination circuit 91 (for example, 33 mW is changed to 30 mW or 30 mW is changed to 33 mW). However, this change in laser power is not a problem for HDS applications. In HDS, not the irradiation power to the hologram recording medium but the irradiation energy (laser power × recording time) becomes a problem. Therefore, when the laser power is reduced by 10%, the recording time is about 11% (1 / 0.9). = 1.111) It should be increased. The change width may be made smaller by changing the specifications of the laser power correction circuit 92.

また、レーザパワーを徐々に増加させてホログラム記録を行うような場合は、NS判定回路91の出力が0となった場合、レーザパワー補正回路92は、半導体レーザ駆動回路93に、通常の規則的なレーザパワー増加ルーチンとは別に、半導体レーザ94のレーザパワーを数mW(たとえば、1ないし3mW程度)上げるよう指示し、波長が不安定となる使用不可モードをスキップするように制御することができる。   Further, in the case where hologram recording is performed by gradually increasing the laser power, when the output of the NS determination circuit 91 becomes 0, the laser power correction circuit 92 sends a normal regularity to the semiconductor laser driving circuit 93. Independent of the laser power increase routine, the laser power of the semiconductor laser 94 can be instructed to be increased by several mW (for example, about 1 to 3 mW), and the unusable mode in which the wavelength becomes unstable can be controlled to be skipped. .

たとえば、外部共振器型半導体レーザからのレーザ光が、レーザパワーの増加によって図5のような変化をすると仮定すると(この時、半導体レーザの温度変化による波長の変化はないものとする)、最初に約18mWのレーザパワーを提供することによって410.02nmのレーザ光が射出され、それがレーザパワーの増加とともに、大きな波長となり、410.04nmに接近する。そうすると、2つのディテクタの検出結果から計算されたNSが−0.4以下となって、波長の不安定となる領域が近づいているという判断がされ、レーザパワー補正回路92は、半導体レーザ駆動回路93に、半導体レーザ94のレーザパワーを数mW一気に上げるよう指示する。その結果、24mW付近の領域はスキップされ、レーザ光は、安定した、410.00nmを少し越えた波長となる。   For example, assuming that the laser light from an external cavity semiconductor laser changes as shown in FIG. 5 due to an increase in laser power (assuming that there is no change in wavelength due to temperature change of the semiconductor laser). By providing a laser power of about 18 mW, a 410.02 nm laser beam is emitted, which increases with increasing laser power and approaches 400.04 nm. Then, it is determined that NS calculated from the detection results of the two detectors is −0.4 or less and the region where the wavelength becomes unstable is approaching, and the laser power correction circuit 92 is a semiconductor laser driving circuit. 93 is instructed to increase the laser power of the semiconductor laser 94 several mW at a stroke. As a result, the region near 24 mW is skipped, and the laser light has a stable wavelength slightly exceeding 410.00 nm.

その後、レーザパワーが徐々に増加して35mWに近づくと、再び、2つのディテクタの検出結果から計算されたNSが−0.4以下となって、波長の不安定となる領域が近づいているという判断がされ、レーザパワー補正回路92は、半導体レーザ駆動回路93に、半導体レーザ94のレーザパワーを一気に数mW上げるよう指示する。その結果、35mW付近の領域はスキップされ、レーザ光は、安定した、410.00nmを少し越えた波長となり、以降、同様の制御が繰り返される。   After that, when the laser power gradually increases and approaches 35 mW, the NS calculated from the detection results of the two detectors becomes −0.4 or less, and the region where the wavelength becomes unstable is approaching. The laser power correction circuit 92 instructs the semiconductor laser drive circuit 93 to increase the laser power of the semiconductor laser 94 by several mW at a stroke. As a result, the region near 35 mW is skipped, and the laser light has a stable wavelength slightly exceeding 410.00 nm, and thereafter the same control is repeated.

上述したレーザ制御部55内の各回路は、CPUおよびメモリを含むマイコンによる制御によって実現することもできる。この場合、各回路の動作は、メモリにロードされたプログラムによってコントロールされる。そのプログラムは必要に応じて変更することが可能であり、CD−ROMのような可搬型記録媒体やネットワークを経由して、マイコン内の記録装置やメモリに記録させることができる。   Each circuit in the laser control unit 55 described above can also be realized by control by a microcomputer including a CPU and a memory. In this case, the operation of each circuit is controlled by a program loaded in the memory. The program can be changed as necessary, and can be recorded in a recording device or memory in the microcomputer via a portable recording medium such as a CD-ROM or a network.

次に、上記レーザ・システム51の変形例について説明する。図14に示したレーザ・システム101は、ビームスプリッタ102、オプティカルウェッジ103、2分割ディテクタ104、レーザ制御部105、およびディテクタ106を備える。   Next, a modified example of the laser system 51 will be described. A laser system 101 shown in FIG. 14 includes a beam splitter 102, an optical wedge 103, a two-divided detector 104, a laser control unit 105, and a detector 106.

レーザ・システム51と比べると、ディテクタ106が追加になっている。オプティカルウェッジ103の厚さdが小さくなる方向は、レーザ・システム51と同様である。この例では、オプティカルウェッジ103を透過した光110を、総光量の代わりに用いることができる。たとえば、ディテクタ106で検出された結果を、上述した式9の分母である和信号として用いたり、半導体レーザ駆動回路93でAPCを行う際の信号として用いることができる。   Compared to the laser system 51, a detector 106 is added. The direction in which the thickness d of the optical wedge 103 decreases is the same as that of the laser system 51. In this example, the light 110 transmitted through the optical wedge 103 can be used instead of the total light amount. For example, the result detected by the detector 106 can be used as a sum signal, which is the denominator of the above-described equation 9, or as a signal when APC is performed by the semiconductor laser driving circuit 93.

ここで、オプティカルウェッジの具体的な構成について、図15を参照して説明する。図9および図10に示すようなプッシュプル値は、図15に示すオプティカルウェッジ120が用いられている。このとき、2つのディテクタの幅はそれぞれ0.2mmである。ここで、図15に示す、x軸、y軸、z軸方向は、たとえば、図11に示すx軸、y軸、z軸方向に対応する。オプティカルウェッジ120のウエッジ角αは0.01度であり、z軸方向の長さは10.0mmである。オプティカルウェッジ120のy軸方向の長さ(厚さ)は、一方の端部から他方に向かって(z軸方向に沿って)徐々に小さくなり、最も小さい端部におけるy軸方向の長さ(板厚)は、0.5mmである。ウエッジ角αは、オプティカルウェッジ120の2つの反射面121、122をそれぞれ延長した平面のなす角である。   Here, a specific configuration of the optical wedge will be described with reference to FIG. For the push-pull values as shown in FIGS. 9 and 10, the optical wedge 120 shown in FIG. 15 is used. At this time, the widths of the two detectors are each 0.2 mm. Here, the x-axis, y-axis, and z-axis directions shown in FIG. 15 correspond to, for example, the x-axis, y-axis, and z-axis directions shown in FIG. The wedge angle α of the optical wedge 120 is 0.01 degrees, and the length in the z-axis direction is 10.0 mm. The length (thickness) of the optical wedge 120 in the y-axis direction gradually decreases from one end toward the other (along the z-axis direction), and the length in the y-axis direction at the smallest end ( (Plate thickness) is 0.5 mm. The wedge angle α is an angle formed by a plane obtained by extending the two reflecting surfaces 121 and 122 of the optical wedge 120, respectively.

上述した、図11に示す外部共振器型半導体レーザ50の波長変動幅は、図5に示すように0.04nm(410.00nmから410.04nm)であったが、仮に、波長変動が0.12nmであるとすると、410.00nmにおけるプッシュプル値(差信号)は、410.12nmにおけるプッシュプル値と同じになり、両者を区別することができない。これは、干渉縞に周期性があるためである。しかしながら、このような場合でも、オプティカルウェッジのウエッジ角αや板厚を変更することにより、410.00nmから410.12nmの範囲において、それぞれ異なるプッシュプル値をとるように調整することができる。   The wavelength variation range of the external cavity semiconductor laser 50 shown in FIG. 11 described above was 0.04 nm (410.00 nm to 410.04 nm) as shown in FIG. If it is 12 nm, the push-pull value (difference signal) at 410.00 nm is the same as the push-pull value at 410.12 nm, and the two cannot be distinguished. This is because the interference fringes have periodicity. However, even in such a case, by changing the wedge angle α and the plate thickness of the optical wedge, it is possible to adjust so as to have different push-pull values in the range of 410.00 nm to 410.12 nm.

ところで、通常、HDSでは、単一の波長を用いるが、複数の波長を用いて波長多重を行う方法がある(一方、前述の多重方法は角度多重である)。たとえば、ホログラム材料のある1カ所に、410.00nmの波長で記録し、次に410.10nmで記録し、というぐあいに、0.10nmごとに414.00nmまで多重記録する。この場合、ホログラム材料の同一場所に41回の波長多重記録が可能となる。しかしながら、この方法は、未だに実用化されていない。   By the way, normally, HDS uses a single wavelength, but there is a method of performing wavelength multiplexing using a plurality of wavelengths (in contrast, the aforementioned multiplexing method is angle multiplexing). For example, recording is performed at a certain location of the hologram material at a wavelength of 410.00 nm, then at 410.10 nm, and in other words, multiplex recording is performed every 0.10 nm up to 414.00 nm. In this case, 41 times of wavelength multiplex recording is possible at the same location of the hologram material. However, this method has not been put into practical use yet.

この方法が実用化されていない主要な理由のひとつは、波長を容易に変えられる半導体レーザがないことであったが、波長変更が可能な半導体レーザ(チューナブル・レーザ)も開発が進んでおり、上述のような波長多重が実現される日も近い。   One of the main reasons why this method has not been put to practical use is that there is no semiconductor laser that can easily change the wavelength, but development of a semiconductor laser that can change the wavelength (tunable laser) is also progressing. The day when the wavelength multiplexing as described above is realized is also near.

なお、このように波長変更が可能な半導体レーザにおける波長変更の方法は、外部共振器型半導体レーザの構成部品であるグレーティングの角度を変えることによって行われる。この態様について、図16を参照して説明する。   The wavelength changing method in the semiconductor laser capable of changing the wavelength in this way is performed by changing the angle of the grating, which is a component of the external resonator type semiconductor laser. This aspect will be described with reference to FIG.

図16は、外部共振器型半導体レーザの構成部品であるグレーティング130、レンズ131、および半導体レーザ132を示している。グレーティング130は、半導体レーザ132からレーザ光133を受光すると、様々な波長の1次光134(134A、134B、134C等)を射出し、ちょうど半導体レーザ132に戻る1次光の波長でシングルモードとなり、0次光135がグレーティング130から外部に射出される。   FIG. 16 shows a grating 130, a lens 131, and a semiconductor laser 132, which are components of an external cavity semiconductor laser. When the grating 130 receives the laser beam 133 from the semiconductor laser 132, it emits primary light 134 (134A, 134B, 134C, etc.) of various wavelengths, and becomes single mode at the wavelength of the primary light just returning to the semiconductor laser 132. , 0th-order light 135 is emitted from the grating 130 to the outside.

ここで、たとえば、グレーティング130を回転軸136を中心に矢印方向に(動的に)回転させることによって、グレーティング130が半導体レーザ132からのレーザ光を受光する角度を変えると、半導体レーザ132に入射する1次光134の波長が変化し、グレーティング130から外部に射出されるレーザ光135の発振波長を変えることができる。また、このような波長変更がされた後も、図5に示したような微細な波長変動は生じる。たとえば、グレーティング130を回転軸136を中心に回転させることによって、411.00nmのレーザ光が射出されるように調整されている場合に、レーザパワーを変えると、その波長を含む0.04nmの波長幅の中で、レーザ光の波長が変動する。   Here, for example, when the angle at which the grating 130 receives laser light from the semiconductor laser 132 is changed by rotating the grating 130 around the rotation axis 136 in the direction of the arrow (dynamically), the light enters the semiconductor laser 132. The wavelength of the primary light 134 to be changed changes, and the oscillation wavelength of the laser light 135 emitted from the grating 130 to the outside can be changed. Further, even after such a wavelength change, the minute wavelength fluctuation as shown in FIG. 5 occurs. For example, when the laser beam is changed by rotating the grating 130 about the rotation axis 136 so that a laser beam of 411.00 nm is emitted, a wavelength of 0.04 nm including the wavelength is changed. Within the width, the wavelength of the laser light varies.

したがって、このような、グレーティングの回転によって動的な波長変更が可能な外部共振器型半導体レーザを有するレーザ・システムでは、たとえば、4nmといった、比較的大きい変動幅でレーザ光の波長を変動させることができる。この場合においても、前述したレーザ・システムについて、オプティカルウェッジのウエッジ角αや板厚を変更することにより、これらの波長幅にわたって波長を検出するように構成することができる。しかしながら、このような構成のレーザ・システムでは、波長検出の精度が粗すぎて、射出されるレーザ光が使用可能モードであるか、使用不可モードであるかの判別をするような用途には適さない。   Therefore, in such a laser system having an external cavity semiconductor laser capable of dynamically changing the wavelength by rotating the grating, the wavelength of the laser beam can be varied with a relatively large fluctuation range, for example, 4 nm. Can do. Even in this case, the laser system described above can be configured to detect the wavelength over these wavelength widths by changing the wedge angle α or the plate thickness of the optical wedge. However, the laser system having such a configuration is not suitable for an application in which the wavelength detection accuracy is too coarse and it is determined whether the emitted laser light is in a usable mode or an unusable mode. Absent.

そこで、この発明では、光検出器を2つ備えて2段構成とし、一方がnmオーダーで波長検出を行い、他方が0.01nmオーダーで波長検出を行うようにする。すなわち、2つの光検出器が、それぞれ異なる感度で光強度を検出することによって、広い波長範囲にわたって、精度の高い波長検出を行おうとするものである。図17には、この発明の波長判定装置を含むレーザ・システムの構成が示されている。   Therefore, in the present invention, two photodetectors are provided to have a two-stage configuration, one of which performs wavelength detection on the order of nm, and the other performs wavelength detection on the order of 0.01 nm. In other words, the two photodetectors detect the light intensity with different sensitivities, thereby performing highly accurate wavelength detection over a wide wavelength range. FIG. 17 shows the configuration of a laser system including the wavelength determination device of the present invention.

図17に示すレーザ・システム200は、図11に示したものと同様の外部共振器型半導体レーザ50、および波長判定装置201からなる。波長判定装置201は、第1検出器202と第2検出器203とを有し、第1検出器202は、オプティカルウェッジ204と2分割ディテクタ206を備える。第2検出器203も第1検出器202と同様の構成であり、オプティカルウェッジ205と2分割ディテクタ207を備える。波長判定装置201はさらに、レーザ制御部208を備え、第1検出器202の出力と第2検出器203の出力を受信する。また、ここで、z軸方向は、図17の記載面または表示面の手前から裏側に向かう方向である。また、x軸方向は、それぞれのオプティカルウェッジの反射面に平行でかつy軸と垂直な方向であり、y軸方向は、x軸とz軸に直行する方向である(y軸に沿ったオプティカルウェッジの厚さが板厚である)。   A laser system 200 shown in FIG. 17 includes an external resonator type semiconductor laser 50 similar to that shown in FIG. The wavelength determination device 201 includes a first detector 202 and a second detector 203, and the first detector 202 includes an optical wedge 204 and a two-divided detector 206. The second detector 203 has the same configuration as the first detector 202, and includes an optical wedge 205 and a two-divided detector 207. The wavelength determination apparatus 201 further includes a laser control unit 208, and receives the output of the first detector 202 and the output of the second detector 203. Here, the z-axis direction is a direction from the front side of the description surface or the display surface of FIG. 17 toward the back side. The x-axis direction is a direction parallel to the reflecting surface of each optical wedge and perpendicular to the y-axis, and the y-axis direction is a direction perpendicular to the x-axis and the z-axis (optical along the y-axis). The thickness of the wedge is the plate thickness).

第1検出器202は、外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光の波長をnmのオーダーで測定できるが、精度よく(たとえば、0.01nmのオーダーで)検出するのは難しく、0.01nmのオーダーで変化する使用可能モードと使用不可モードの判定を行うことはできない。一方、第2検出器203は、0.01nmのオーダーで外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光の波長を測定できるが、前述のように、波長が0.12nm異なるレーザ光を区別することができない。   The first detector 202 can measure the wavelength of the laser beam from the external resonator type semiconductor laser 50 in the order of nm, but it is difficult to detect with high accuracy (for example, in the order of 0.01 nm). The usable mode and the unusable mode that change according to the order cannot be determined. On the other hand, the second detector 203 can measure the wavelength of the laser light from the external cavity semiconductor laser 50 on the order of 0.01 nm, but distinguishes laser light having a wavelength different by 0.12 nm as described above. I can't.

第2検出器203では、図15で示した構造と同様のオプティカルウェッジ205を用い、2分割ディテクタ207も、図11で示した2分割ディテクタ54と同様のものを使用する。ここで、それぞれのディテクタの幅は、たとえば0.2mmである。このような構成を採用することにより、前述のように、0.01nmのオーダーで波長検出ができる。   In the second detector 203, an optical wedge 205 similar to the structure shown in FIG. 15 is used, and the two-divided detector 207 is also the same as the two-divided detector 54 shown in FIG. Here, the width of each detector is 0.2 mm, for example. By adopting such a configuration, as described above, wavelength detection can be performed on the order of 0.01 nm.

一方、第1検出器202では、外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光の波長が、4nm変化した場合の縞模様の変化を、第2検出器203において外部共振器型半導体レーザ50からのレーザ光の波長が0.04nm変化した場合と同じになるように、オプティカルウェッジ204のウエッジ角αや板厚等を調整する。   On the other hand, in the first detector 202, the change in the stripe pattern when the wavelength of the laser light from the external resonator type semiconductor laser 50 is changed by 4 nm is detected in the second detector 203 from the external resonator type semiconductor laser 50. The wedge angle α, the plate thickness, etc. of the optical wedge 204 are adjusted so as to be the same as when the wavelength of the laser beam changes by 0.04 nm.

具体的には、オプティカルウェッジ204のウエッジ角αを、図15のオプティカルウェッジ120と同じく0.01度とする。また、入射光の波長が4nm変化したときの干渉縞の移動量が、第2検出器203のオプティカルウェッジ205で0.04nm変化したときの干渉縞の移動量とほぼ同じになるように、オプティカルウェッジ204の板厚を、オプティカルウェッジ205の板厚の1/100としている。これは、0.04nm/4nm=1/100の比による。   Specifically, the wedge angle α of the optical wedge 204 is set to 0.01 degrees as in the optical wedge 120 of FIG. Further, the amount of movement of the interference fringes when the wavelength of the incident light changes by 4 nm is substantially the same as the amount of movement of the interference fringes when the optical wedge 205 of the second detector 203 changes by 0.04 nm. The plate thickness of the wedge 204 is set to 1/100 of the plate thickness of the optical wedge 205. This is due to the ratio of 0.04 nm / 4 nm = 1/100.

なお、この例では、オプティカルウェッジ204で、4nm変化したときの干渉縞の移動量は、オプティカルウェッジ205で0.04nm変化したときの干渉縞の移動量とほぼ同じになるように調整されているが、これは、各オプティカルウェッジで反射した光の光強度分布の周期がほぼ同じであることを示している。しかしながら、この移動量(すなわち、光強度分布の周期)が厳密に同じである必要はない。対応する2分割ディテクタによって、プッシュプル値を適切に検出できる限り、これらを、異なる周期となるように調整してもよい。したがって、2つのオプティカルウェッジの反射光の周期については、一定の範囲の差が許容される。また、この例では、2つのオプティカルウェッジで、100倍の違いがある波長範囲(4nmと0.04nm)について、同様の干渉縞の移動態様となるように調整しているが、使用するレーザ光の波長範囲や検出の必要性に鑑み、どのような差の波長範囲についても、同様の干渉縞を生成するように、2つのオプティカルウェッジ等を調整可能である。たとえば、数倍から10倍、数十倍といった差を有する波長範囲を対象とすることもできる。   In this example, the movement amount of the interference fringe when the optical wedge 204 is changed by 4 nm is adjusted to be substantially the same as the movement amount of the interference fringe when the optical wedge 205 is changed by 0.04 nm. However, this indicates that the period of the light intensity distribution of the light reflected by each optical wedge is almost the same. However, the amount of movement (that is, the period of the light intensity distribution) does not have to be exactly the same. As long as the push-pull values can be appropriately detected by the corresponding two-divided detectors, they may be adjusted to have different periods. Therefore, a certain range of difference is allowed for the period of the reflected light of the two optical wedges. Further, in this example, the two optical wedges are adjusted to have the same interference fringe movement mode in the wavelength range (4 nm and 0.04 nm) having a difference of 100 times. In view of the wavelength range and the necessity of detection, the two optical wedges and the like can be adjusted so as to generate similar interference fringes in any difference wavelength range. For example, a wavelength range having a difference of several times to 10 times or several tens of times can be targeted.

オプティカルウェッジ204の板厚(厚さが小さい方の板厚)は、前述の1/100の比より、0.5mm/100=5μmとなる。このことは、図6ないし図8から分かるように、オプティカルウェッジの板厚が小さい部分にレーザ光が入射されると、板厚の大きな場合に比べて、そのレーザ光の波長の変化に対する縞模様の変位の度合いが小さいという現象を利用するものである。また、ここで、板厚の調整は、実際には、オプティカルウェッジのウエッジ角αの先端部分からどれくらい離れた位置にレーザ光を受光するかを調整することに他ならない。先端部分は、オプティカルウェッジの2つの反射面を延長した平面が(仮想的に)交差する部分である。   The thickness of the optical wedge 204 (thickness of the smaller thickness) is 0.5 mm / 100 = 5 μm from the ratio of 1/100 described above. As can be seen from FIGS. 6 to 8, when a laser beam is incident on a portion where the optical wedge has a small plate thickness, a stripe pattern corresponding to a change in the wavelength of the laser beam compared to a case where the plate thickness is large. This utilizes the phenomenon that the degree of displacement is small. In this case, the adjustment of the plate thickness is actually an adjustment of how far the laser light is received from the tip portion of the wedge angle α of the optical wedge. The tip portion is a portion where a plane obtained by extending the two reflecting surfaces of the optical wedge intersects (virtually).

ただし、オプティカルウェッジ204を、このような薄い構造とすると、耐久性が低下する危険性がある。そこで、この発明の一実施形態においては、図18に示すようなオプティカルウェッジ204を用いる。ここでは、図18のような構造の反射手段についても、便宜上、オプティカルウェッジと呼ぶことにする。   However, if the optical wedge 204 has such a thin structure, there is a risk that durability will be reduced. Therefore, in one embodiment of the present invention, an optical wedge 204 as shown in FIG. 18 is used. Here, the reflecting means having the structure as shown in FIG. 18 is also called an optical wedge for convenience.

図18のオプティカルウェッジ204は、2枚のガラス220を0.01度傾けて併置し、ガラスの内側222の間隔が、最も狭いところで7.5μmとなるようにしたものである。このガラスの内側222が、オプティカルウェッジの2つの反射面に相当する。2枚のガラス220の間には、空隙部223が形成される。2枚のガラス220の間隔は、前述の板厚の5μmに相当するが、この例で7.5μmとしているのは、図15のようなオプティカルウェッジ120では、空隙部223がガラスで構成され、その屈折率が1.5であるのに対し、図18のオプティカルウェッジ204の空隙部223は、空気であるため、その点を考慮して板厚が少し厚めに調整されている。2枚のガラス220の外面221には無反射コーティングがされ、そこでは無用な反射が起きないようにしてある。   The optical wedge 204 shown in FIG. 18 is obtained by arranging two pieces of glass 220 at an angle of 0.01 degrees so that the distance between the inner sides 222 of the glass is 7.5 μm at the narrowest position. The inner side 222 of this glass corresponds to the two reflecting surfaces of the optical wedge. A gap 223 is formed between the two glasses 220. The interval between the two glasses 220 corresponds to the aforementioned plate thickness of 5 μm. In this example, the gap is set to 7.5 μm. In the optical wedge 120 as shown in FIG. 15, the gap 223 is made of glass. Whereas the refractive index is 1.5, the gap 223 of the optical wedge 204 in FIG. 18 is air, so that the plate thickness is adjusted to be a little thicker in consideration of this point. The outer surface 221 of the two glasses 220 is coated with an anti-reflective coating so that unnecessary reflection does not occur.

このようなオプティカルウェッジ204の構成により、2枚のガラスの一方の内側222で反射する光と、他方の内側222で反射する光との間に位相差が生じ、干渉縞が発生する。   With such a configuration of the optical wedge 204, a phase difference is generated between the light reflected on one inner side 222 of the two sheets of glass and the light reflected on the other inner side 222, and interference fringes are generated.

こうして、図18のオプティカルウェッジ204は、比較的厚いガラスによって構成されるため、一定の耐久性を確保することができ、使用に際してのリスクを減らすことができる。また、2枚のガラス220の間(たとえば、間隔の最も狭い部分(7.5μm間隔の部分)と間隔の最も広い部分の2カ所)には、適宜スペーサとして任意の材料からなる物体(不図示)を挿入して固定し、ガラス220の間隔を一定に保持するようにすることができる。   In this way, since the optical wedge 204 of FIG. 18 is comprised with comparatively thick glass, fixed durability can be ensured and the risk at the time of use can be reduced. In addition, an object (not shown) made of any material as appropriate spacers is provided between the two glasses 220 (for example, two portions of a portion having the narrowest interval (a portion having a 7.5 μm interval) and a portion having the widest interval). ) Can be inserted and fixed so that the distance between the glasses 220 is kept constant.

図18のオプティカルウェッジ204によって、波長、約410nmのレーザ光を受光した場合に、上述した第1検出器202の2分割ディテクタ206では、図19のような光強度分布の光(縞模様)が観察される。ここで、2分割ディテクタ206のそれぞれのディテクタの幅は0.2mmであり、2分割ディテクタ206は、オプティカルウェッジ204のウエッジ角αの先端部分からの距離が32mm程度の位置に配置される。ただし、オプティカルウェッジ204のウエッジ角αの先端部分は、前述したように、仮想的な先端である。   When the optical wedge 204 in FIG. 18 receives laser light having a wavelength of about 410 nm, the two-divided detector 206 of the first detector 202 described above emits light having a light intensity distribution as shown in FIG. Observed. Here, the width of each detector of the two-divided detector 206 is 0.2 mm, and the two-divided detector 206 is disposed at a position where the distance from the tip portion of the wedge angle α of the optical wedge 204 is about 32 mm. However, the tip portion of the wedge angle α of the optical wedge 204 is a virtual tip as described above.

たとえば、チューナブルレーザからのレーザ光の波長が遷移して409nmとなった場合に、2分割ディテクタ206は、それぞれのディテクタで検出される光量が等しい位置に配置され、その場合、前述のプッシュプル値は0となる。このように、2分割ディテクタ206を、オプティカルウェッジ204のウエッジ角αの先端から比較的近い位置に配置することによって、2分割ディテクタ206によるプッシュプル値の変化を、大きな波長の変化に対応付けることができる。たとえば、プッシュプル値0.58が波長407nmに対応し、プッシュプル値0が波長409nmに対応し、プッシュプル値−0.58が波長411nmに対応する。   For example, when the wavelength of the laser beam from the tunable laser is changed to 409 nm, the two-divided detector 206 is arranged at a position where the light amounts detected by the respective detectors are equal. The value is 0. In this way, by arranging the two-divided detector 206 at a position relatively close to the tip of the wedge angle α of the optical wedge 204, the push-pull value change by the two-divided detector 206 can be associated with a large wavelength change. it can. For example, the push-pull value 0.58 corresponds to the wavelength 407 nm, the push-pull value 0 corresponds to the wavelength 409 nm, and the push-pull value −0.58 corresponds to the wavelength 411 nm.

次に、別のオプティカルウェッジ204’によって、波長、約410nmのレーザ光を受光した場合の例について説明する。この場合は、第1検出器202の2分割ディテクタ206では、図20のような縞模様が観察される。ここで、オプティカルウェッジ204’のウエッジ角αは0.02度、ガラスの内側222の間隔は、図18に示すように、最も狭いところで7.5μmとなるようにする。また、2分割ディテクタ206のそれぞれのディテクタの幅は0.2mmであり、2分割ディテクタ206は、オプティカルウェッジ204’のウエッジ角αの先端からの距離が16mm程度の位置に配置される。ウエッジ角αが大きくなったことにより、縞の間隔は、ウエッジ角αが0.01度のときより狭くなる(すなわち、周期が短くなる)が、依然として、0.2mm幅のディテクタによって光の波長を区別することが可能である。   Next, an example in which a laser beam having a wavelength of about 410 nm is received by another optical wedge 204 'will be described. In this case, the two-divided detector 206 of the first detector 202 observes a striped pattern as shown in FIG. Here, the wedge angle α of the optical wedge 204 ′ is 0.02 degrees, and the distance between the inner sides 222 of the glass is set to 7.5 μm at the narrowest position as shown in FIG. 18. The width of each detector of the two-divided detector 206 is 0.2 mm, and the two-divided detector 206 is disposed at a position where the distance from the tip of the wedge angle α of the optical wedge 204 ′ is about 16 mm. Due to the increased wedge angle α, the fringe spacing is narrower than when the wedge angle α is 0.01 degrees (ie, the period is shorter), but the wavelength of the light is still reduced by the 0.2 mm wide detector. Can be distinguished.

たとえば、チューナブルレーザからのレーザ光の波長が遷移して409nmとなった場合に、2分割ディテクタ206は、それぞれのディテクタで検出される光量が等しい位置に配置され、その場合、前述のプッシュプル値は0となる。このように、2分割ディテクタ206を、オプティカルウェッジ204’のウエッジ角αの先端から比較的近い位置に配置することによって、2分割ディテクタ206によるプッシュプル値の変化を、大きな波長の変化に対応付けることができる。たとえば、プッシュプル値0.58が波長407nmに対応し、プッシュプル値0が波長409nmに対応し、プッシュプル値−0.58が波長411nmに対応する。   For example, when the wavelength of the laser beam from the tunable laser is changed to 409 nm, the two-divided detector 206 is arranged at a position where the light amounts detected by the respective detectors are equal. The value is 0. In this way, by arranging the two-divided detector 206 at a position relatively close to the tip of the wedge angle α of the optical wedge 204 ′, the push-pull value change by the two-divided detector 206 is associated with a large wavelength change. Can do. For example, the push-pull value 0.58 corresponds to the wavelength 407 nm, the push-pull value 0 corresponds to the wavelength 409 nm, and the push-pull value −0.58 corresponds to the wavelength 411 nm.

今度は、さらに別のオプティカルウェッジ204’’によって、波長、約410nmのレーザ光を受光した場合の例について説明する。この場合は、第1検出器202の2分割ディテクタでは、図21のような縞模様が観察される。ここで、オプティカルウェッジ204’’のウエッジ角αは0.03度、ガラスの内側222の間隔は、最も狭いところで12.0μmとなるようにする。2分割ディテクタのそれぞれのディテクタの幅は0.1mmであり(以降、2分割ディテクタ206’と称する)、2分割ディテクタ206’は、オプティカルウェッジ204’’のウエッジ角αの先端からの距離が16mm程度の位置に配置される。ウエッジ角αが大きくなったことにより、縞の間隔はさらに狭くなり、0.2mm幅のディテクタでは、隣の干渉縞の影響を受けて波長を検出できない。そこで、2分割ディテクタ206’を、0.1mm幅のディテクタを備えるように構成すると、適切な波長検出が可能となる。   Next, an example in which a laser beam having a wavelength of about 410 nm is received by another optical wedge 204 ″ will be described. In this case, a striped pattern as shown in FIG. 21 is observed with the two-divided detector of the first detector 202. Here, the wedge angle α of the optical wedge 204 ″ is 0.03 degrees, and the distance between the inner sides 222 of the glass is 12.0 μm at the narrowest place. The width of each detector of the two-divided detector is 0.1 mm (hereinafter, referred to as “two-divided detector 206 ′”). It is arranged at a position of about. Since the wedge angle α is increased, the interval between the fringes is further narrowed, and a detector having a width of 0.2 mm cannot detect the wavelength due to the influence of the adjacent interference fringes. Therefore, if the two-divided detector 206 'is configured to include a detector having a width of 0.1 mm, an appropriate wavelength can be detected.

たとえば、チューナブルレーザからのレーザ光の波長が遷移して409nmとなった場合に、2分割ディテクタ206’は、それぞれのディテクタで検出される光量が等しい位置に配置され、その場合、前述のプッシュプル値は0となる。このように、2分割ディテクタ206’を、オプティカルウェッジ204’’のウエッジ角αの先端から比較的近い位置に配置することによって、2分割ディテクタ206’によるプッシュプル値の変化を、大きな波長の変化に対応付けることができる。たとえば、プッシュプル値0.72が波長407nmに対応し、プッシュプル値0が波長409nmに対応し、プッシュプル値−0.72が波長411nmに対応する。   For example, when the wavelength of the laser beam from the tunable laser is changed to 409 nm, the two-divided detector 206 ′ is arranged at a position where the amount of light detected by each detector is equal. The pull value is 0. In this way, by arranging the two-divided detector 206 ′ at a position relatively close to the tip of the wedge angle α of the optical wedge 204 ″, the change of the push-pull value by the two-divided detector 206 ′ is changed by a large wavelength change. Can be associated. For example, push-pull value 0.72 corresponds to wavelength 407 nm, push-pull value 0 corresponds to wavelength 409 nm, and push-pull value −0.72 corresponds to wavelength 411 nm.

次に、図17に示したレーザ制御部208の詳細について、図22を参照して説明する。レーザ制御部208は、2つの2分割ディテクタ206、207と外部共振器型半導体レーザ50内の半導体レーザ214に接続される。また、レーザ制御部208は、NS判定回路210、レーザパワー補正回路211、および半導体レーザ駆動回路212を含む。   Next, details of the laser control unit 208 shown in FIG. 17 will be described with reference to FIG. The laser control unit 208 is connected to the two split detectors 206 and 207 and the semiconductor laser 214 in the external resonator type semiconductor laser 50. The laser control unit 208 includes an NS determination circuit 210, a laser power correction circuit 211, and a semiconductor laser drive circuit 212.

NS判定回路210は、第1検出器202の2分割ディテクタ206内の2つのディテクタから、それぞれ光量の検出結果を取得し、その差信号と和信号からNSを求める。NSを求める方法は、前述した方法と同様である。第1検出器202では、前述のとおり、たとえば、波長410nmのレーザ光から波長414nmのレーザ光を受けた場合に、縞模様の位置が変位し、2つのディテクタによって得られる光量が変化する。したがって、原則的には、これらのディテクタから求められたNSの値によって、上記波長の1の位を求めることができる。また、入射波長が、たとえば、418nmから422nmまで変化する場合は、波長の1の位と10の位が求められる。   The NS determination circuit 210 acquires the light quantity detection results from the two detectors in the two-divided detector 206 of the first detector 202, and calculates NS from the difference signal and the sum signal. The method for obtaining NS is the same as that described above. As described above, in the first detector 202, for example, when a laser beam having a wavelength of 414 nm is received from a laser beam having a wavelength of 410 nm, the position of the striped pattern is displaced, and the amount of light obtained by the two detectors changes. Therefore, in principle, the 1's place of the wavelength can be obtained from the NS value obtained from these detectors. Further, when the incident wavelength changes from, for example, 418 nm to 422 nm, the first and tenth positions of the wavelength are required.

また、NS判定回路210は、第2検出器203の2分割ディテクタ207内の2つのディテクタから、それぞれ光量の検出結果を取得し、その差信号と和信号からNSを求める。その後、NSの値を、前もって設定した範囲と比較し、NSの値がその範囲内の値であればディジタル値1を、NSの値が範囲外となっていればディジタル値0を出力する。設定範囲は、たとえば、−0.4から0.4の間であり、これらの処理は、図13に示すNS判定回路91の処理と同じである。   In addition, the NS determination circuit 210 acquires the light quantity detection results from the two detectors in the two-divided detector 207 of the second detector 203, and calculates NS from the difference signal and the sum signal. Thereafter, the NS value is compared with a preset range, and if the NS value is within the range, the digital value 1 is output, and if the NS value is out of the range, the digital value 0 is output. The setting range is, for example, between −0.4 and 0.4, and these processes are the same as those of the NS determination circuit 91 shown in FIG.

さらに、NS判定回路210は、第2検出器203の2分割ディテクタ207内の2つのディテクタから求められたNSから、入射されたレーザ光の波長の小数点以下第1位の数と、小数点以下第2位の数を求める。この例では、前述したように、波長の1の位や10の位の数は、第1検出器202の2分割ディテクタ206の検出結果から求め、小数点以下の位の数は、第2検出器203の2分割ディテクタ207内の検出結果から求められるが、このように、桁ごとに求める処理は必須ではない。   Further, the NS determination circuit 210 calculates the number of the first decimal place of the wavelength of the incident laser beam from the NS obtained from the two detectors in the two-divided detector 207 of the second detector 203, and the decimal places. Find the 2nd place number. In this example, as described above, the number of 1's and 10's of the wavelength are obtained from the detection result of the two-divided detector 206 of the first detector 202, and the number of decimal places is the second detector. Although it is calculated | required from the detection result in the 2 division | segmentation detector 207 of 203, the process calculated | required for every digit is not essential in this way.

第1検出器202の検出結果により、波長の概略的な値(範囲)を求め、その後、第2検出器203の検出結果により、当該概略的な値をさらに詳細に特定するようにしてもよい。たとえば、入射されうるレーザ光の波長を0.04nm刻みに複数グループに分け、第1検出器202の2分割ディテクタ206の検出結果から、その複数のグループのうち、どのグループに属するかを決定し、その後、第2検出器203の2分割ディテクタ207の検出結果から、その決定されたグループ(0.04nmの幅のグループ)の中のどの波長に相当するかを、0.01nmのオーダーで決定するような手順をとることもできる。   The approximate value (range) of the wavelength may be obtained based on the detection result of the first detector 202, and then the approximate value may be specified in more detail based on the detection result of the second detector 203. . For example, the wavelength of the laser beam that can be incident is divided into a plurality of groups in increments of 0.04 nm, and from the detection result of the two-divided detector 206 of the first detector 202, the group belonging to the plurality of groups is determined. After that, from the detection result of the two-divided detector 207 of the second detector 203, which wavelength in the determined group (0.04 nm wide group) corresponds to the order of 0.01 nm is determined. You can also take the following steps:

レーザパワー補正回路211は、NS判定回路210から、波長を表す数字の各桁に関する情報を取得し、その情報からレーザ光の波長を特定する。次に、レーザパワー補正回路211は、特定された波長の情報をもとに、半導体レーザ駆動回路212に所定の制御を行うよう指示し、半導体レーザ駆動回路212は、その指示に基づいて、半導体レーザ214のレーザパワーを変える等の制御を実行する。   The laser power correction circuit 211 acquires information about each digit of the number representing the wavelength from the NS determination circuit 210 and specifies the wavelength of the laser light from the information. Next, the laser power correction circuit 211 instructs the semiconductor laser drive circuit 212 to perform predetermined control based on the specified wavelength information, and the semiconductor laser drive circuit 212 performs semiconductor control based on the instruction. Control such as changing the laser power of the laser 214 is executed.

また、レーザパワー補正回路211は、NS判定回路210からディジタル値0を受信した場合、半導体レーザ駆動回路212に、半導体レーザ214のレーザパワーを変えるよう指示する。たとえば、最初に、半導体レーザ214のレーザパワーが33mWとなるようにし、NS判定回路210で0が出力されるたびに、レーザパワーを3mW下げる制御とレーザパワーを3mW上げる制御とを交互に繰り返すようにする。これらの処理は、図13に関連して説明した処理と同様である。   Further, when the digital value 0 is received from the NS determination circuit 210, the laser power correction circuit 211 instructs the semiconductor laser drive circuit 212 to change the laser power of the semiconductor laser 214. For example, first, the laser power of the semiconductor laser 214 is set to 33 mW, and every time 0 is output from the NS determination circuit 210, the control for decreasing the laser power by 3 mW and the control for increasing the laser power by 3 mW are alternately repeated. To. These processes are the same as those described with reference to FIG.

また、半導体レーザ駆動回路212は、APC(Auto Power Control)を行う回路として既知のものであり、ここでは、これを流用することができる。上述したレーザ制御部208内の各回路は、CPUおよびメモリを含むマイコンによる制御によって実現することもできる。この場合、各回路の動作は、メモリにロードされたプログラムによってコントロールされる。そのプログラムは必要に応じて変更することが可能であり、CD−ROMのような可搬型記録媒体やネットワークを経由して、マイコン内の記録装置やメモリに記録させることができる。   The semiconductor laser drive circuit 212 is known as a circuit for performing APC (Auto Power Control), and can be used here. Each circuit in the laser control unit 208 described above can also be realized by control by a microcomputer including a CPU and a memory. In this case, the operation of each circuit is controlled by a program loaded in the memory. The program can be changed as necessary, and can be recorded in a recording device or memory in the microcomputer via a portable recording medium such as a CD-ROM or a network.

この発明の波長判定装置においては、半導体レーザとしてブルーレーザを例に説明してきたが、オプティカルウェッジのウエッジ角αや板厚をさらに変更することによって、これ以外のレーザにも適用することが可能である。また、上述の例では、2枚のガラスを組み合わせてオプティカルウェッジ204を構成したが、このような構造を必須のものとするわけではない。強度が実用的であれば、通常の構成のオプティカルウェッジを用いてもよいし、他の様々な方法によって入射光から所定の縞模様を発生させるようにしてもよい。   In the wavelength determination apparatus of the present invention, the blue laser has been described as an example of the semiconductor laser. However, it can be applied to other lasers by further changing the wedge angle α and the plate thickness of the optical wedge. is there. In the above example, the optical wedge 204 is configured by combining two glasses, but such a structure is not necessarily required. If the intensity is practical, an optical wedge having a normal configuration may be used, or a predetermined stripe pattern may be generated from incident light by various other methods.

この発明で用いるオプティカルウェッジのウエッジ角αはたとえば、0.01度で、2分割ディテクタ内のそれぞれのディテクタは0.2mm幅であるが、この発明の波長判定装置では、そのような条件に限定されるものではなく、様々なバリエーションを考えることができる。また、ウエッジ角αは、2つのオプティカルウェッジ204、205で、異なるように設定してもよい。また、実施例では、第1検出器202がレーザ光を受光した後に、第2検出器203がそのレーザ光を受光するような2段構成になっているが、第1検出器202と第2検出器203の順序を入れ替えることもできるし、第1検出器202と第2検出器203が、個別にレーザ光を受光するように構成することもできる。   The wedge angle α of the optical wedge used in the present invention is, for example, 0.01 degrees, and each detector in the two-divided detector is 0.2 mm wide. However, the wavelength determination device of the present invention is limited to such conditions. Various variations are not conceivable. Further, the wedge angle α may be set to be different between the two optical wedges 204 and 205. In the embodiment, the first detector 202 receives the laser beam and then the second detector 203 receives the laser beam. However, the first detector 202 and the second detector The order of the detectors 203 can be switched, and the first detector 202 and the second detector 203 can be configured to individually receive the laser light.

また、この発明の説明では、オプティカルウェッジで反射したレーザ光を2分割ディテクタで受光し、それぞれ光量を検出していたが、2分割ディテクタ以外のディテクタを用いてこの発明を実現することができる。たとえば、2つの独立したディテクタによって、2箇所の光量を検出することができる。また、オプティカルウェッジで反射したレーザ光について、3カ所以上の光量を検知して、波長を判断することができる。   In the description of the present invention, the laser beam reflected by the optical wedge is received by the two-divided detector and the amount of light is detected. However, the present invention can be realized using a detector other than the two-divided detector. For example, the amount of light at two locations can be detected by two independent detectors. In addition, the wavelength of the laser light reflected by the optical wedge can be determined by detecting three or more light quantities.

また、この例では、プッシュプル値を用いて波長の判断を行っているが、これは光ディスクのトラッキングを制御するためのプッシュプル回路を応用したものである。したがって、3スポットトラッキング方法やその他のトラッキング方法を実現する、他の光ディスクのトラッキング回路も流用することが可能である。   In this example, the wavelength is determined using the push-pull value, which is an application of a push-pull circuit for controlling the tracking of the optical disk. Therefore, it is possible to divert the tracking circuit of another optical disc that realizes the three-spot tracking method and other tracking methods.

この発明で使用するディテクタは、たとえばフォトダイオードのような光検出器である。しかしながら、干渉縞をCCD(Charge Coupled Device)のような1次元または2次元のディテクタアレイで受光してもよい。干渉縞は、z軸方向に発生するので、1次元ディテクタを用いる場合は、z軸方向にディテクタを配置する。たとえば、1次元CCDアレイを用いて複数箇所における光量の検出を行うことができる。   The detector used in the present invention is a photodetector such as a photodiode. However, the interference fringes may be received by a one-dimensional or two-dimensional detector array such as a CCD (Charge Coupled Device). Since interference fringes are generated in the z-axis direction, when using a one-dimensional detector, the detector is arranged in the z-axis direction. For example, the amount of light at a plurality of locations can be detected using a one-dimensional CCD array.

さらに、いままで、この発明の外部共振器型半導体レーザにリットロー型を用いるものとして説明してきたが、たとえば、リットマン型のような、他の外部共振器型半導体レーザを用いることもできる。   Furthermore, the external resonator type semiconductor laser of the present invention has been described as being of the Littrow type, but other external resonator type semiconductor lasers such as the Littman type can also be used.

また、この発明においては、一部オプティカルウェッジの使用を前提として実施例を説明しているが、オプティカルウェッジと同等の効果が得られる他の光学部品を用いることもでき、この発明の範囲を、オプティカルウェッジを必ず含むものと限定して解釈すべきではない。   Further, in the present invention, the embodiment has been described on the premise that a part of the optical wedge is used, but other optical components that can obtain the same effect as the optical wedge can also be used. It should not be construed as necessarily including an optical wedge.

たとえば、オプティカルウェッジの代わりに、両面がフラットなガラスを用いた場合、レーザ光がわずかでも拡散光あるいは収束光であれば、オプティカルウェッジと同様に、波長の変化に伴って縞模様が変化する。入射レーザ光と両面がフラットなガラスの角度によって、縞模様の各縞は、ほぼ直線の形状となったり、湾曲した形状となったりする。   For example, when glass with flat surfaces is used instead of the optical wedge, the striped pattern changes with the change of the wavelength, as with the optical wedge, even if the laser light is slightly diffused light or convergent light. Depending on the angle of the incident laser beam and the glass whose both surfaces are flat, each striped stripe has a substantially linear shape or a curved shape.

拡散光あるいは収束光のレーザ光が入射された場合、波面が平面でないため、両面がフラットなガラスが所定の角度で入射光を受光すると、(たとえば、反射光を受光する曇りガラスには)同心円の縞模様が現れる。このときに、波長が変化すると同心円の縞模様は外に広がったり、内側に集まったりする。そこで、フラットなガラスの角度を変えると、(たとえば、同じ位置にある曇りガラスには)同心円の中心から離れた縞模様が現れ、この場合に、各縞が湾曲した縞模様となる。一方、フラットなガラスの角度をさらに調整すると、同心円の中心からさらに離れた縞模様が現れ、この場合に、各縞がほぼ直線の縞模様となる。   When diffused or convergent laser light is incident, the wavefront is not flat, so if glass with flat surfaces receives incident light at a predetermined angle (for example, for frosted glass that receives reflected light), it is concentric. The striped pattern appears. At this time, when the wavelength changes, concentric stripes spread outward or gather inside. Therefore, when the angle of the flat glass is changed, a striped pattern away from the center of the concentric circle appears (for example, in the frosted glass at the same position), and in this case, the striped pattern becomes a curved striped pattern. On the other hand, when the angle of the flat glass is further adjusted, a striped pattern further away from the center of the concentric circle appears, and in this case, each strip becomes a substantially straight striped pattern.

オプティカルウェッジを説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating an optical wedge. オプティカルウェッジで反射することによって発生する干渉縞の態様を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the aspect of the interference fringe produced | generated by reflecting with an optical wedge. オプティカルウェッジの光路差を計算するための略線図である。It is a basic diagram for calculating the optical path difference of an optical wedge. オプティカルウェッジをx軸方向に沿って見た略線図である。It is the basic diagram which looked at the optical wedge along the x-axis direction. 外部共振器型半導体レーザにおいて、レーザパワーの変化によって変化するレーザ光の波長を概略的に示した略線図である。In an external resonator type semiconductor laser, it is an approximate line figure showing roughly a wavelength of laser light which changes with change of laser power. 所定の波長の2つレーザ光をオプティカルウェッジの所定の位置に入射した場合の光量を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the light quantity when two laser beams of a predetermined wavelength enter into the predetermined position of an optical wedge. 所定の波長の2つレーザ光をオプティカルウェッジの所定の位置に入射した場合の光量を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the light quantity when two laser beams of a predetermined wavelength enter into the predetermined position of an optical wedge. 2つのディテクタと干渉縞との位置関係について説明する略線図である。It is a basic diagram explaining the positional relationship of two detectors and interference fringes. 2つのディテクタからの検出値をもとに計算されたプッシュプル値の遷移を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the transition of the push pull value calculated based on the detected value from two detectors. 図7に示すプッシュプル値をノーマライズした値を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the value which normalized the push pull value shown in FIG. レーザ・システムの一例の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of an example of a laser system. 図11に示したレーザ・システムを利用するホログラム記録再生システムの構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of the hologram recording / reproducing system using the laser system shown in FIG. 図11に示したレーザ・システムのレーザ制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the laser control part of the laser system shown in FIG. 図11に示したレーザ・システムの変形例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the modification of the laser system shown in FIG. オプティカルウェッジの構成例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structural example of an optical wedge. グレーティングの回転によってレーザ光の波長が変化する原理を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the principle in which the wavelength of a laser beam changes with rotation of a grating. この発明の一実施形態に係る波長判定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wavelength determination apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. オプティカルウェッジの他の構成例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the other structural example of an optical wedge. オプティカルウェッジによる反射光を2分割ディテクタで受けた場合の光強度の分布を示す略線図である。It is a basic diagram which shows distribution of the light intensity at the time of receiving the reflected light by an optical wedge with a 2 division detector. 別の形態のオプティカルウェッジによる反射光を2分割ディテクタで受けた場合の光強度の分布を示す略線図である。It is a basic diagram which shows distribution of the light intensity at the time of receiving the reflected light by the optical wedge of another form with a 2 division detector. さらに別の形態のオプティカルウェッジによる反射光を2分割ディテクタで受けた場合の光強度の分布を示す略線図である。It is a basic diagram which shows distribution of the light intensity at the time of receiving the reflected light by the optical wedge of another form with a 2 division detector. 図17に示した波長判定装置のレーザ制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the laser control part of the wavelength determination apparatus shown in FIG. リットロー型の外部共振器型半導体レーザの構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of a Littrow type external resonator type semiconductor laser. 外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長をレーザパワーの変化に応じて示した略線図である。It is the basic diagram which showed the wavelength of the laser beam inject | emitted from an external resonator type semiconductor laser according to the change of laser power.

符号の説明Explanation of symbols

50・・・外部共振器型半導体レーザ、200・・・レーザ・システム、201・・・波長判定装置、202・・・第1検出器、203・・・第2検出器、204,205・・・オプティカルウェッジ、206,207・・・2分割ディテクタ、208・・・レーザ制御部、210・・・NS判定回路、211・・・レーザパワー補正回路、212・・・半導体レーザ駆動回路、214・・・半導体レーザ DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... External cavity type semiconductor laser, 200 ... Laser system, 201 ... Wavelength determination apparatus, 202 ... First detector, 203 ... Second detector, 204, 205 ... Optical wedge, 206, 207, 2-divided detector, 208, laser control unit, 210, NS determination circuit, 211, laser power correction circuit, 212, semiconductor laser drive circuit, 214 ..Semiconductor laser

Claims (28)

外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、第1方向に関して異なる光強度分布を有する第1反射光を射出する第1反射手段と、
前記第1反射手段からの前記第1反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第1光検出手段と、
前記外部共振器型半導体レーザから射出される前記レーザ光の少なくとも一部を受光し、第2方向に関して異なる光強度分布を有する第2反射光を射出する第2反射手段と、
前記第2反射手段からの前記第2反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第2光検出手段と、
前記第1光検出手段の、前記少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第1差分値として求め、前記第2光検出手段の、前記少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第2差分値として求め、前記第1差分値および前記第2差分値に基づいて、前記レーザ光の波長の判定を行う波長判定手段とを有し、
前記第1光検出手段および前記第2光検出手段は、それぞれ前記第1反射光と前記第2反射光の光強度分布の差に応じて、互いに異なる感度で光強度を検出することを特徴とする波長判定装置。
First reflecting means for receiving at least a part of laser light emitted from an external cavity semiconductor laser and emitting first reflected light having a different light intensity distribution with respect to the first direction;
First light detection means for detecting light intensity of the first reflected light from the first reflection means at at least two light receiving positions;
Second reflecting means for receiving at least a part of the laser light emitted from the external cavity semiconductor laser and emitting second reflected light having a different light intensity distribution with respect to the second direction;
Second light detection means for detecting light intensity of the second reflected light from the second reflection means at at least two light receiving positions;
The difference value of the detection signal at the at least two light receiving positions of the first light detection means is obtained as a first difference value, and the difference value of the detection signal at the at least two light reception positions of the second light detection means is calculated as a first difference value. 2 as a difference value, and based on the first difference value and the second difference value, and having a wavelength determination means for determining the wavelength of the laser beam,
The first light detection means and the second light detection means detect light intensities with different sensitivities according to the difference in light intensity distribution between the first reflected light and the second reflected light, respectively. Wavelength determination device.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記第1反射手段は、前記第1反射光の光強度分布が第1波長範囲にわたり、前記第1方向に沿って周期的に変化するよう構成され、
前記第2反射手段は、前記第2反射光の光強度分布が前記第1波長範囲より狭い第2波長範囲にわたり、前記第2方向に沿って周期的に変化するよう構成され、
前記第1反射光の変化の周期と前記第2反射光の変化の周期の差が所定の範囲内であることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
The first reflecting means is configured such that the light intensity distribution of the first reflected light changes periodically along the first direction over a first wavelength range,
The second reflecting means is configured such that the light intensity distribution of the second reflected light changes periodically along the second direction over a second wavelength range narrower than the first wavelength range,
A wavelength determination apparatus, wherein a difference between a change period of the first reflected light and a change period of the second reflected light is within a predetermined range.
請求項2に記載の波長判定装置において、
前記第1波長範囲の幅は、前記第2波長範囲の幅の少なくとも10倍以上であることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus according to claim 2,
The width of the first wavelength range is at least 10 times greater than the width of the second wavelength range.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記波長判定手段は、前記第1差分値によって、前記レーザ光の前記波長を概略的な値として特定し、前記第2差分値によって、前記レーザ光の前記波長をより詳細な値として特定することを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
The wavelength determination means specifies the wavelength of the laser light as a rough value by the first difference value, and specifies the wavelength of the laser light as a more detailed value by the second difference value. A wavelength determination device characterized by the above.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記第1反射手段および前記第2反射手段は、それぞれ2つの反射面を有し、前記2つの反射面のそれぞれの延長平面が所定の角度をなすように構成され、前記それぞれの延長平面が交差する部分から所定の距離だけ離れた位置で前記レーザ光を受光するよう配置され、さらに、
前記第1反射手段および前記第2反射手段の前記所定の角度および前記所定の距離は、前記レーザ光の前記波長を特定することが可能なように、個別に調整されることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
Each of the first reflecting means and the second reflecting means has two reflecting surfaces, each extending plane of the two reflecting surfaces is formed at a predetermined angle, and each extending plane intersects. Arranged to receive the laser beam at a position away from the portion to be a predetermined distance,
The predetermined angle and the predetermined distance of the first reflecting means and the second reflecting means are individually adjusted so that the wavelength of the laser light can be specified. Judgment device.
請求項5に記載の波長判定装置において、
前記第1反射手段の前記所定の距離は、前記第2反射手段の前記所定の距離より小さいことを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus according to claim 5,
The wavelength determining apparatus according to claim 1, wherein the predetermined distance of the first reflecting means is smaller than the predetermined distance of the second reflecting means.
請求項6に記載の波長判定装置において、
少なくとも前記第1反射手段および前記第2反射手段のいずれかが、オプティカルウェッジであることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength judgment device according to claim 6,
At least one of the first reflecting means and the second reflecting means is an optical wedge.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記第1差分値および前記第2差分値が、それぞれ対応する、前記少なくとも2つの受光位置で得られた検出信号の合計値によってノーマライズされていることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
The wavelength determination apparatus according to claim 1, wherein the first difference value and the second difference value are normalized by corresponding total values of detection signals obtained at the at least two light receiving positions, respectively.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記第1光検出手段および前記第2光検出手段は、それぞれ、1つまたは複数の光検出器を有し、
前記検出信号が、前記1つまたは複数の光検出器によって得られることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
Each of the first light detection means and the second light detection means has one or more light detectors,
The wavelength determination device, wherein the detection signal is obtained by the one or more photodetectors.
請求項9に記載の波長判定装置において、
前記光検出器がフォトダイオードまたはCCDであることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength judgment device according to claim 9,
The wavelength determination device, wherein the photodetector is a photodiode or a CCD.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供する電流値を、前記第2差分値に基づき、所定の値だけ増加または減少させる制御手段をさらに備えることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
The wavelength determination apparatus further comprising a control unit that increases or decreases a current value provided to the semiconductor laser in the external cavity semiconductor laser by a predetermined value based on the second difference value.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記第1反射手段は、前記第2反射手段を透過した前記レーザ光を受光するよう構成され、または、
前記第2反射手段は、前記第1反射手段を透過した前記レーザ光を受光するよう構成されることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
The first reflecting means is configured to receive the laser light transmitted through the second reflecting means, or
The wavelength determining apparatus, wherein the second reflecting means is configured to receive the laser light transmitted through the first reflecting means.
請求項1に記載の波長判定装置において、
前記第1光検出手段の、前記少なくとも2つの受光位置は、前記第1方向と平行な方向に沿って設定され、
前記第2光検出手段の、前記少なくとも2つの受光位置は、前記第2方向と平行な方向に沿って設定されることを特徴とする波長判定装置。
In the wavelength determination apparatus of Claim 1,
The at least two light receiving positions of the first light detection means are set along a direction parallel to the first direction,
The wavelength determination device according to claim 1, wherein the at least two light receiving positions of the second light detection means are set along a direction parallel to the second direction.
請求項13に記載の波長判定装置において、
前記少なくとも2つの受光位置の間隔は、前記第1反射光と前記第2反射光の光強度分布に応じ、有効な前記第1差分値および前記第2差分値が求められるように調整されることを特徴とする波長判定装置。
The wavelength determination device according to claim 13,
An interval between the at least two light receiving positions is adjusted so that an effective first difference value and second difference value are obtained according to a light intensity distribution of the first reflected light and the second reflected light. A wavelength determination device characterized by the above.
外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、第1方向に関して異なる光強度分布を有する第1反射光を射出する第1反射手段からの前記第1反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第1光検出ステップと、
前記外部共振器型半導体レーザから射出される前記レーザ光の少なくとも一部を受光し、第2方向に関して異なる光強度分布を有する第2反射光を射出する第2反射手段からの前記第2反射光の光強度を、少なくとも2つの受光位置で検出する第2光検出ステップと、
前記第1光検出ステップで検出された、前記少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第1差分値として求め、前記第2光検出ステップで検出された、前記少なくとも2つの受光位置における検出信号の差分値を第2差分値として求め、前記第1差分値および前記第2差分値に基づいて、前記レーザ光の波長の判定を行う波長判定ステップとを有し、
前記第1光検出ステップおよび前記第2光検出ステップは、それぞれ前記第1反射光と前記第2反射光の光強度分布の差に応じて、互いに異なる感度で光強度を検出することを特徴とする波長判定方法。
The light of the first reflected light from the first reflecting means that receives at least part of the laser light emitted from the external cavity semiconductor laser and emits the first reflected light having a different light intensity distribution with respect to the first direction. A first light detection step for detecting the intensity at at least two light receiving positions;
The second reflected light from the second reflecting means that receives at least a part of the laser light emitted from the external cavity semiconductor laser and emits second reflected light having a different light intensity distribution in the second direction. A second light detection step of detecting the light intensity at at least two light receiving positions;
A difference value between detection signals at the at least two light receiving positions detected at the first light detection step is obtained as a first difference value, and detection at the at least two light reception positions detected at the second light detection step. Obtaining a signal difference value as a second difference value, and determining a wavelength of the laser beam based on the first difference value and the second difference value; and
The first light detection step and the second light detection step detect light intensities with different sensitivities according to the difference in light intensity distribution between the first reflected light and the second reflected light, respectively. Wavelength determination method to be performed.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記第1反射手段は、前記第1反射光の光強度分布が第1波長範囲にわたり、前記第1方向に沿って周期的に変化するよう構成され、
前記第2反射手段は、前記第2反射光の光強度分布が前記第1波長範囲より狭い第2波長範囲にわたり、前記第2方向に沿って周期的に変化するよう構成され、
前記第1反射光の変化の周期と前記第2反射光の変化の周期の差が所定の範囲内であることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
The first reflecting means is configured such that the light intensity distribution of the first reflected light changes periodically along the first direction over a first wavelength range,
The second reflecting means is configured such that the light intensity distribution of the second reflected light changes periodically along the second direction over a second wavelength range narrower than the first wavelength range,
A wavelength determination method, wherein a difference between a change period of the first reflected light and a change period of the second reflected light is within a predetermined range.
請求項16に記載の波長判定方法において、
前記第1波長範囲の幅は、前記第2波長範囲の幅の少なくとも10倍以上であることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 16, wherein
The wavelength determination method, wherein the width of the first wavelength range is at least 10 times the width of the second wavelength range.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記波長判定ステップは、前記第1差分値によって、前記レーザ光の前記波長を概略的な値として特定し、前記第2差分値によって、前記レーザ光の前記波長をより詳細な値として特定することを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
The wavelength determination step specifies the wavelength of the laser light as a rough value by the first difference value, and specifies the wavelength of the laser light as a more detailed value by the second difference value. A wavelength determination method characterized by the above.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記第1反射手段および前記第2反射手段は、それぞれ2つの反射面を有し、前記2つの反射面のそれぞれの延長平面が所定の角度をなすように構成され、前記それぞれの延長平面が交差する部分から所定の距離だけ離れた位置で前記レーザ光を受光するよう配置され、さらに、
前記第1反射手段および前記第2反射手段の前記所定の角度および前記所定の距離は、前記レーザ光の前記波長を特定することが可能なように、個別に調整されることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
Each of the first reflecting means and the second reflecting means has two reflecting surfaces, each extending plane of the two reflecting surfaces is formed at a predetermined angle, and each extending plane intersects. Arranged to receive the laser beam at a position away from the portion to be a predetermined distance,
The predetermined angle and the predetermined distance of the first reflecting means and the second reflecting means are individually adjusted so that the wavelength of the laser light can be specified. Judgment method.
請求項19に記載の波長判定方法において、
前記第1反射手段の前記所定の距離は、前記第2反射手段の前記所定の距離より小さいことを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 19,
The wavelength determination method according to claim 1, wherein the predetermined distance of the first reflecting means is smaller than the predetermined distance of the second reflecting means.
請求項20に記載の波長判定方法において、
少なくとも前記第1反射手段および前記第2反射手段のいずれかが、オプティカルウェッジであることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 20,
At least one of the first reflecting means and the second reflecting means is an optical wedge.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記第1差分値および前記第2差分値が、それぞれ対応する、前記少なくとも2つの受光位置で得られた検出信号の合計値によってノーマライズされていることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
The wavelength determination method, wherein the first difference value and the second difference value are normalized by a total value of detection signals obtained at the at least two light receiving positions corresponding to each other.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記第1光検出ステップおよび前記第2光検出ステップは、それぞれ、1つまたは複数の光検出器を使用して光検出を行うことを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
In the wavelength determination method, the first light detection step and the second light detection step each perform light detection using one or a plurality of light detectors.
請求項23に記載の波長判定方法において、
前記光検出器がフォトダイオードまたはCCDであることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 23, wherein
The wavelength determination method, wherein the photodetector is a photodiode or a CCD.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供する電流値を、前記第2差分値に基づき、所定の値だけ増加または減少させる制御ステップをさらに備えることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
The wavelength determination method further comprising a control step of increasing or decreasing a current value provided to the semiconductor laser in the external cavity semiconductor laser by a predetermined value based on the second difference value.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記第1反射手段は、前記第2反射手段を透過した前記レーザ光を受光するよう構成され、または、
前記第2反射手段は、前記第1反射手段を透過した前記レーザ光を受光するよう構成されることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
The first reflecting means is configured to receive the laser light transmitted through the second reflecting means, or
The wavelength determining method, wherein the second reflecting means is configured to receive the laser light transmitted through the first reflecting means.
請求項15に記載の波長判定方法において、
前記第1光検出ステップの、前記少なくとも2つの受光位置は、前記第1方向と平行な方向に沿って設定され、
前記第2光検出ステップの、前記少なくとも2つの受光位置は、前記第2方向と平行な方向に沿って設定されることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 15,
The at least two light receiving positions of the first light detection step are set along a direction parallel to the first direction,
The wavelength determination method according to claim 2, wherein the at least two light receiving positions of the second light detection step are set along a direction parallel to the second direction.
請求項27に記載の波長判定方法において、
前記少なくとも2つの受光位置の間隔は、前記第1反射光と前記第2反射光の光強度分布に応じ、有効な前記第1差分値および前記第2差分値が求められるように調整されることを特徴とする波長判定方法。
The wavelength determination method according to claim 27,
An interval between the at least two light receiving positions is adjusted so that an effective first difference value and second difference value are obtained according to a light intensity distribution of the first reflected light and the second reflected light. A wavelength determination method characterized by the above.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007200973A (en) * 2006-01-24 2007-08-09 Sony Corp Laser beam oscillation mode detector and laser device utilizing the same
JP2007200386A (en) * 2006-01-24 2007-08-09 Sony Corp Laser device and hologram recording/reproducing device
JP2008112940A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Sony Corp Laser apparatus, and modal control method of laser apparatus
WO2008120618A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Sharp Kabushiki Kaisha Oscillation mode judging apparatus and laser light source apparatus
EP2180301A2 (en) 2008-10-24 2010-04-28 Canon Kabushiki Kaisha Wavelength shift measuring apparatus, optical source apparatus, interference measuring apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN112268520A (en) * 2020-09-30 2021-01-26 西安理工大学 Non-contact flexible measurement method for gear tooth surface shape error

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007200973A (en) * 2006-01-24 2007-08-09 Sony Corp Laser beam oscillation mode detector and laser device utilizing the same
JP2007200386A (en) * 2006-01-24 2007-08-09 Sony Corp Laser device and hologram recording/reproducing device
JP2008112940A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Sony Corp Laser apparatus, and modal control method of laser apparatus
WO2008120618A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Sharp Kabushiki Kaisha Oscillation mode judging apparatus and laser light source apparatus
EP2180301A2 (en) 2008-10-24 2010-04-28 Canon Kabushiki Kaisha Wavelength shift measuring apparatus, optical source apparatus, interference measuring apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US8416387B2 (en) 2008-10-24 2013-04-09 Canon Kabushiki Kaisha Wavelength shift measuring apparatus, optical source apparatus, interference measuring apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN112268520A (en) * 2020-09-30 2021-01-26 西安理工大学 Non-contact flexible measurement method for gear tooth surface shape error

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