JP2006128656A - 外部共振型半導体レーザ - Google Patents
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Abstract
高出力かつスペクトル幅が極めて狭いレーザ光を出力することが可能であり、かつ構成を複雑化させず部品点数の少ない外部共振型半導体レーザを提供すること。
【解決手段】
同一端面より少なくとも2方向にレーザ光を出射する半導体レーザ素子30と、出射する該レーザ光の一部を外部共振用レーザ光35とし、その他の該レーザ光を出力用レーザ光36とする外部共振型半導体レーザにおいて、該外部共振用レーザ光と出力用レーザ光との各光路に跨って配置される少なくとも一つ以上のビーム整形素子31,32と、該外部共振用レーザ光のみを反射する反射ミラー34と、該ビーム整形素子と該反射ミラーとの間に配置されると共に、該外部共振用レーザ光と出力用レーザ光との各光路に跨って配置される特定波長透過フィルタ33とを有することを特徴とする。
【選択図】図4
Description
Volker Raab,etal., "External resonator design for high-power laser diodes that yield 400 mW of TEM00 power", p167-169, Vol.27, No.3, OPTICS LETTERS, February 1,2002 Volker Raab,etal., "Tuning high-power laser diodes with as much as 0.38 W of power and M2=1.2 over a range of 32 nm with 3-GHz bandwidth", p1995-1997, Vol.27, No.22, OPTICS LETTERS, November 15,2002
図4は、本発明に係る外部共振型半導体レーザの概略を示す図である。
30は、半導体レーザ素子であり、本発明においては、同一端面から少なくとも2方向にレーザ光を出射する、利得導波路型半導体レーザを利用する。利得導波路型半導体レーザとは、レーザの活性層がp型半導体およびn型半導体との接合面に沿って50μm〜400μm程度の広い幅を持つものである。この半導体レーザは、駆動電流の増加に伴い活性層の両端部の屈折率が高くなるため、活性層自身が凹レンズの効果を持ち、出射するレーザ光が2方向に曲げられるという特性を持つ。
誘電体多層膜フィルタは、波長選択性が温度変化の影響を受けにくく、しかも部品の製造が容易であり部品自体もコンパクトに形成できるため、装置全体を安価に構成することが可能となる。他方、透過型ファブリ・ペロー型エタロンの場合には、温度変化により透過波長特性が変化し易いという欠点はあるものの、誘電体多層膜フィルタと比較し広い範囲で、特定波長光の波長選択を可変する利点がある。
この結果、図8のグラフEのように共振器出力の低下を抑制することが可能となる。
図5は、他の実施例を示す概略図である。図5の実施例の特徴の一つは、ビーム整形素子(FAC31とSAC32)と特定波長透過フィルタ33との間に、外部共振用レーザ光42と出力用レーザ光43との各光路に跨って配置されるアパーチャ38を有することである。
また、アパーチャを外部共振用レーザ光と出力用レーザ光との各光路に跨る構成としているため、部品点数を削減できる。
さらに、外部共振用レーザ光42と出力用レーザ光43とにおける波長毎の光強度の空間分布は、ほぼ同じ形状をしているため、外部共振用レーザ光42及び出力用レーザ光43に対し、半導体レーザ素子30から等距離の位置にアパーチャ38を配置できるため、両レーザ光の波長分布や空間特性を近似させることが可能となり、波長選択性を一層向上させることができる。
さらには、反射面の形成領域を調整することにより、アパーチャ38と同様にビーム形状を調整することも可能となる。この際には、反射面以外に光吸収膜又は反射防止膜などを形成することで、より効果的にビーム形状の調整が可能となる。
31 速軸用コリメータ(FAC)
32 遅軸用コリメータ(SAC)
33 特定波長透過フィルタ
34 反射ミラー
35,42 外部共振用レーザ光
36,43 出力用レーザ光
38 アパーチャ
Claims (10)
- 同一端面より少なくとも2方向にレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、出射する該レーザ光の一部を外部共振用レーザ光とし、その他の該レーザ光を出力用レーザ光とする外部共振型半導体レーザにおいて、
該外部共振用レーザ光と出力用レーザ光との各光路に跨って配置される少なくとも一つ以上のビーム整形素子と、
該外部共振用レーザ光のみを反射する反射ミラーと、
該ビーム整形素子と該反射ミラーとの間に配置されると共に、該外部共振用レーザ光と出力用レーザ光との各光路に跨って配置される特定波長透過フィルタとを有することを特徴とする外部共振型半導体レーザ。 - 請求項1に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該ビーム整形素子と該特定波長透過フィルタとの間に、該外部共振用レーザ光と出力用レーザ光との各光路に跨って配置される少なくとも一つ以上のアパーチャを有することを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項2に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該アパーチャの半導体レーザ素子側には、光吸収膜又は反射防止膜が形成されていることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項1に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該半導体レーザ素子は、利得導波路型半導体レーザであることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項1に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該ビーム整形素子は、速軸用コリメータと遅軸用コリメータを含むことを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項1に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該特定波長透過フィルタは、誘電体多層膜フィルタ又は透過型ファブリ・ペロー型エタロンであることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項1又は6に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該特定波長透過フィルタは、該半導体レーザ素子側の入射面が該外部共振用レーザ光と該出力用レーザ光との各光軸に対し、垂直な面から傾きを持って配置されていることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項7に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該特定波長透過フィルタの傾きは、該外部共振用レーザ光と該出力用レーザ光とを含む平面に平行、かつ該外部共振用レーザ光と該出力用レーザ光との中心光軸に垂直な回転軸を有することを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項1に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該反射ミラーは、該外部共振用レーザ光が照射される領域にのみ反射面が形成されている部分反射ミラーであることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
- 請求項1に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、該反射ミラーは、該外部共振用レーザ光の反射面に特定波長光のみを反射するフィルタ膜が形成されていることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。
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