JP2008122096A - Wavelength detection device and wavelength detection method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、波長検出装置および波長検出方法に関し、より特定的には、外部共振型レーザの光ビームの波長を検出する波長検出装置および波長検出方法に関する。 The present invention relates to a wavelength detection device and a wavelength detection method, and more specifically to a wavelength detection device and a wavelength detection method for detecting the wavelength of a light beam of an external resonance laser.
ホログラフィーを使ってデータを記録するホログラム記録装置の研究開発が進められている。 Research and development of hologram recording devices that record data using holography is ongoing.
ホログラム記録装置では、変調された信号光および変調されない参照光の2つをレーザ光から生成し、これらをホログラム記録媒体の同一場所に照射する。これにより、ホログラム記録媒体上で信号光と参照光とが干渉して照射点に回折格子(ホログラム)が形成される。その結果、ホログラム記録媒体にデータが記録される。信号光が変調されると、信号光にデータが重畳される。 In the hologram recording apparatus, two of modulated signal light and unmodulated reference light are generated from laser light, and these are irradiated to the same location of the hologram recording medium. Thereby, the signal light and the reference light interfere on the hologram recording medium, and a diffraction grating (hologram) is formed at the irradiation point. As a result, data is recorded on the hologram recording medium. When the signal light is modulated, data is superimposed on the signal light.
記録済みのホログラム記録媒体に参照光を照射することで、記録時に形成された回折格子から回折光(再生光)が発生する。この再生光は、記録時の信号光に重畳されたデータを含んでいるので、これを受光素子で受光することで記録された信号を再生できる。 By irradiating the recorded hologram recording medium with reference light, diffracted light (reproduced light) is generated from the diffraction grating formed during recording. Since the reproduction light includes data superimposed on the signal light at the time of recording, the recorded signal can be reproduced by receiving the data with a light receiving element.
ホログラム記録再生用の光源には、たとえばガスレーザ、SHG(Second Harmonic Generation)レーザのように、極めてコヒーレンシーのよいシングルモードのレーザ光源が必要とされる。通常のレーザダイオードはマルチモードのため、ホログラム記録再生用光源としてはコヒーレンシーの点で不十分である。 A light source for hologram recording / reproduction requires a single-mode laser light source with extremely good coherency, such as a gas laser or SHG (Second Harmonic Generation) laser. Since a normal laser diode is a multimode, it is not sufficient as a light source for hologram recording and reproduction in terms of coherency.
しかしながら、レーザダイオードを外部共振型レーザとして構成すれば、コヒーレンシーの良好なホログラム記録再生用の光源を実現することができる。小型・省電力であるブルーレーザダイオードもまた、外部共振型とすることでホログラム光源として利用できるようになる。 However, if the laser diode is configured as an external resonance laser, a light source for hologram recording / reproduction with good coherency can be realized. A blue laser diode that is small and power-saving can also be used as a hologram light source by adopting an external resonance type.
レーザ光をホログラム記録に用いる時に重要なのは、波長の再現性である。特に、波長を変えて情報を記録する波長多重を行なう際には、出力光の波長を意図した長さに制御しなくてはならない。波長多重を行なう場合には、たとえば波長可変型の外部共振器レーザを用いることができる。 What is important when using laser light for hologram recording is wavelength reproducibility. In particular, when performing wavelength multiplexing for recording information by changing the wavelength, the wavelength of the output light must be controlled to the intended length. When wavelength multiplexing is performed, for example, a wavelength variable type external resonator laser can be used.
外部共振器レーザにおける外部共振器には、たとえばリトロー(Littrow)型がある。このような外部共振器では、まず、レーザダイオードから出射されたレーザビームがコリメートレンズにより平行光となり、反射型の回折格子に照射される。回折格子で反射された光ビームは、0次光と1次光とに分離される。1次光は、来た光路をそのまま通ってレーザダイオードに帰還する。 As an external resonator in the external resonator laser, for example, there is a Littrow type. In such an external resonator, first, a laser beam emitted from a laser diode is converted into parallel light by a collimating lens, and is irradiated onto a reflective diffraction grating. The light beam reflected by the diffraction grating is separated into zero-order light and first-order light. The primary light passes through the incoming optical path as it is and returns to the laser diode.
上記のように、外部共振器レーザは、レーザダイオードと反射型回折格子とで構成される。レーザダイオードは、反射型回折格子の格子形状、および反射型回折格子とレーザダイオードとの距離で決まる波長で発振する。このようなレーザ光源の波長を検出する手段は、たとえば特許文献1に開示されている。特許文献1では、簡略化された装置を用いて光の波長を検出する。具体的には、以下のとおりである。
As described above, the external cavity laser is composed of a laser diode and a reflective diffraction grating. The laser diode oscillates at a wavelength determined by the grating shape of the reflective diffraction grating and the distance between the reflective diffraction grating and the laser diode. A means for detecting the wavelength of such a laser light source is disclosed in
図12は、従来のレーザ光源装置100の概略的な構成を示した図である。
図12を参照して、従来のレーザ光源装置100は、レーザダイオード101と、コリメートレンズ102と、回折格子103と、制御部110と、不完全ミラー111と、2分割フォトディテクタ112とを含む。レーザダイオード101は、マルチモードのレーザ光を発光し、たとえば410nm程度のブルーのレーザ光を発光する。コリメートレンズ102は、レーザダイオード101により発光されたレーザ光を平行光にする。
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser
Referring to FIG. 12, a conventional laser
図13は、図12のレーザ光源装置100において回折格子103に入射するレーザ光の様子を示した図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state of laser light incident on the diffraction grating 103 in the laser
図13に示すように、回折格子103は、レーザダイオード101からのレーザ光を受けて、所定の方向へ0次光L0を発生するとともに、波長ごとに異なる方向へ1次光L1a,L1b,L1kを発生する。レーザダイオード101から出射されるレーザ光の大半は、回折格子103の0次光L0としてミラーのように反射される。
As shown in FIG. 13, the
回折格子103とレーザダイオード101との間の角度は、1次光L1a,L1b,L1kのうち特定波長(たとえば410nm)の1次光L1kがレーザダイオード101に戻るように設定されている。これにより、レーザダイオード101内でその波長成分だけが増幅される。その結果、レーザダイオード101はシングルモード発振となる。
The angle between the diffraction grating 103 and the
図12に戻って、不完全ミラー111は、回折格子103によって回折された0次光L0の一部を光ビームLrとしてレーザ光源装置100の外側に向けて反射し、他の一部を透過する。
Returning to FIG. 12, the
図14は、図12のレーザ光源装置100における2分割フォトディテクタ112の構成の一例を示した図である。図14に示すように、2分割フォトディテクタ112は、不完全ミラー111を透過した光ビームSPが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部112A,112Bを有する。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the two-divided
図15は、レーザダイオード101の発振波長と回折格子103の角度との関係を示した図である。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the oscillation wavelength of the
図15に示すように、回折格子103の角度に応じてレーザダイオード101の発振波長が変化する。図12を参照して、回折格子103によって回折された0次光L0は、一部が光ビームSPとして不完全ミラー111を透過する。不完全ミラー111を透過した光ビームSPは、2分割フォトディテクタ112の分割線上に入射する。
As shown in FIG. 15, the oscillation wavelength of the
このため、2分割フォトディテクタ112上の光ビームSPは、レーザダイオード101の発振波長に応じて図14の矢印方向に変動する。2分割フォトディテクタ112では、この光ビームSPの変動に応じて、受光部112Aと受光部112Bとの間で出力が変動する。レーザ光源装置100は、この出力変動を検出することでレーザダイオード101の発振波長を検出している。
図12に示す従来のレーザ光源装置100は、1つの2分割フォトディテクタ112の差動出力で光の変動量(波長変化)を検出する。しかし、2分割フォトディテクタ112や不完全ミラー111などの光学部品は、環境温度の変化や経年変化により位置がずれる可能性がある。従来のレーザ光源装置100において上記の光学部品の位置がずれた場合、差動出力レベルが変化し、波長検出の誤差の原因となる。
The conventional laser
それゆえに、この発明の目的は、光学部品の位置ずれによる波長検出の誤差を防ぐことが可能な波長検出装置および波長検出方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a wavelength detection device and a wavelength detection method that can prevent an error in wavelength detection due to a positional shift of an optical component.
この発明のある局面によれば、外部共振型レーザの光ビームの波長を検出する波長検出装置であって、光ビームを出射する光源と、光ビームを0次光を含む複数の第1回折光に回折し、複数の第1回折光の一部を光源に帰還させる第1の回折格子と、複数の第1回折光の0次光を第1および第2の光ビームに分離し、第1の光ビームを外部に出射する光学分離部と、第2の光ビームを第3および第4の回折光を含む複数の第2回折光に回折する第2の回折格子と、第3の回折光を複数の第1受光部で受光する第1の光検出部と、第4の回折光を複数の第2受光部で受光する第2の光検出部と、複数の第1受光部の差動信号と複数の第2受光部の差動信号とに基づいて光ビームの波長を検出する演算部とを備える。 According to an aspect of the present invention, there is provided a wavelength detection device that detects the wavelength of a light beam of an external resonance laser, a light source that emits a light beam, and a plurality of first diffracted light beams that include zero-order light. And the first diffraction grating for returning a part of the plurality of first diffracted lights to the light source, and the zero-order light of the plurality of first diffracted lights are separated into the first and second light beams, and the first An optical separation unit that emits the light beam to the outside, a second diffraction grating that diffracts the second light beam into a plurality of second diffracted lights including the third and fourth diffracted lights, and a third diffracted light The first photodetection unit that receives light at the plurality of first light-receiving units, the second photodetection unit that receives the fourth diffracted light at the plurality of second light-receiving units, and the differential between the plurality of first light-receiving units And an arithmetic unit that detects a wavelength of the light beam based on the signal and the differential signals of the plurality of second light receiving units.
好ましくは、第1および第2の光検出部は、複数の第2回折光に含まれる0次光を挟んで両側に配置されている。 Preferably, the first and second light detection units are arranged on both sides of the 0th order light included in the plurality of second diffracted lights.
好ましくは、第1および第2の光検出部は、第2の光ビーム進行方向から見たときの複数の第2回折光の方向と垂直な方向に受光部が分割されている。 Preferably, in the first and second light detection units, the light receiving unit is divided in a direction perpendicular to the direction of the plurality of second diffracted lights when viewed from the second light beam traveling direction.
好ましくは、第2の回折格子は、第1および第2の回折部を含む複数の回折部に分割されている。第1の光検出部は、第1の回折部によって回折された第3の回折光を複数の第3受光部で受光する第3の光検出部と、第2の回折部によって回折された第3の回折光を複数の第4受光部で受光する第4の光検出部とを含む。第2の光検出部は、第1の回折部によって回折された第4の回折光を複数の第5受光部で受光する第5の光検出部と、第2の回折部によって回折された第4の回折光を複数の第6受光部で受光する第6の光検出部とを含む。演算部は、複数の第3受光部の差動信号、複数の第4受光部の差動信号、複数の第5受光部の差動信号、および複数の第6受光部の差動信号に基づいて光ビームの波長を検出する。
Preferably, the second diffraction grating is divided into a plurality of diffraction parts including the first and second diffraction parts. The first photodetecting unit includes a third photodetecting unit that receives the third diffracted light diffracted by the first diffracting unit by a plurality of third light receiving units, and a first diffracted by the second diffracting unit. And a fourth photodetecting unit that receives the diffracted
好ましくは、第2の光ビームを第2の回折格子を介して第1および第2の光検出部上に任意の曲率で集光する集光部をさらに備える。 Preferably, a condensing unit for condensing the second light beam with an arbitrary curvature on the first and second light detection units via the second diffraction grating is further provided.
好ましくは、第1および第2の光検出部は、複数の第2回折光に含まれる0次光の一方の側に配置されている。 Preferably, the first and second light detection units are arranged on one side of the 0th-order light included in the plurality of second diffracted lights.
好ましくは、第1および第2の光検出部は、第2の光ビームの進行方向から見たときの複数の第2回折光の方向と平行な方向に受光部が分割されている。 Preferably, in the first and second light detection units, the light receiving unit is divided in a direction parallel to the direction of the plurality of second diffracted lights when viewed from the traveling direction of the second light beam.
好ましくは、第2の回折格子は、第2の光ビームを第1および第2の光検出部上に任意の曲率で集光する。 Preferably, the second diffraction grating condenses the second light beam on the first and second light detection units with an arbitrary curvature.
好ましくは、第2の回折格子は、第1および第2の回折部を含む複数の回折部に分割されている。第1の光検出部は、第1の回折部によって回折された第3の回折光を複数の第3受光部で受光する第3の光検出部を含む。第2の光検出部は、第2の回折部によって回折された第3の回折光を複数の第4受光部で受光する第4の光検出部を含む。演算部は、複数の第3受光部の差動信号と複数の第4受光部の差動信号とに基づいて光ビームの波長を検出する。 Preferably, the second diffraction grating is divided into a plurality of diffraction parts including the first and second diffraction parts. The first light detection unit includes a third light detection unit that receives the third diffracted light diffracted by the first diffraction unit by a plurality of third light receiving units. The second light detection unit includes a fourth light detection unit that receives the third diffracted light diffracted by the second diffraction unit by a plurality of fourth light receiving units. The computing unit detects the wavelength of the light beam based on the differential signals of the plurality of third light receiving units and the differential signals of the plurality of fourth light receiving units.
好ましくは、第2の回折格子は、多分割ホログラムである。
この発明の他の局面によれば、外部共振型レーザの光ビームの波長を検出する波長検出方法であって、光源から出射された光ビームを0次光を含む複数の第1回折光に回折し、複数の第1回折光の一部を光源に帰還させるステップと、複数の第1回折光の0次光を第1および第2の光ビームに分離し、第1の光ビームを外部に出射するステップと、第2の光ビームを第3および第4の回折光を含む複数の第2回折光に回折するステップと、第3の回折光を複数の第1受光部で受光するステップと、第4の回折光を複数の第2受光部で受光するステップと、複数の第1受光部の差動信号と複数の第2受光部の差動信号とに基づいて光ビームの波長を検出するステップとを備える。
Preferably, the second diffraction grating is a multi-segment hologram.
According to another aspect of the present invention, there is provided a wavelength detection method for detecting the wavelength of a light beam of an external resonant laser, wherein the light beam emitted from a light source is diffracted into a plurality of first diffracted lights including zeroth-order light. And returning a part of the plurality of first diffracted lights to the light source, separating the zero-order light of the plurality of first diffracted lights into the first and second light beams, and bringing the first light beam to the outside Emitting, diffracting the second light beam into a plurality of second diffracted lights including the third and fourth diffracted lights, and receiving the third diffracted lights with the plurality of first light receiving parts. , Detecting the wavelength of the light beam based on the step of receiving the fourth diffracted light by the plurality of second light receiving units and the differential signals of the plurality of first light receiving units and the differential signals of the plurality of second light receiving units. And a step of performing.
この発明によれば、光学部品の位置ずれによる波長検出の誤差を防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent an error in wavelength detection due to a positional shift of the optical component.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1によるレーザ光源装置10Aの概略的な構成を示した図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser
図1を参照して、実施の形態1のレーザ光源装置10Aは、レーザダイオード1と、コリメートレンズ2と、回折格子3と、ビームスプリッタ4と、光検出部11とを備える。光検出部11は、回折格子5と、2分割フォトディテクタ8,9とを含む。
Referring to FIG. 1, a laser light source device 10 </ b> A according to
レーザダイオード1は、マルチモードのレーザ光を発光し、たとえば405nm程度のブルーのレーザ光を発光する。コリメートレンズ2は、レーザダイオード1により発光されたレーザ光を平行光にする。回折格子3は、図13で説明したのと同様に、レーザダイオード1からのレーザ光を受けて、所定の方向へ0次光を発生するとともに、波長ごとに異なる方向へ1次光を発生する。
The
レーザダイオード1から出射されるレーザ光の大半は、回折格子3の0次光としてミラーのように回折される。回折格子3とレーザダイオード1との間の角度は、1次光のうち特定波長(たとえば405nm)の1次光がレーザダイオード1に戻るように設定されている。これにより、レーザダイオード1内でその波長成分だけが増幅される。その結果、レーザダイオード1はシングルモード発振となる。
Most of the laser light emitted from the
ビームスプリッタ4は、回折格子3によって回折された0次光のうち、一部を光ビームRLとしてレーザ光源装置10Aの外側に向けて反射し、他の一部を光ビームTLとして透過する。反射された光ビームRLは、たとえばホログラムの記録または再生に用いられる光源となる。透過した光ビームTLは、光検出部11の回折格子5に入射し、0次光0Lおよび±1次回折光+1L,−1Lに回折される。±1次回折光+1L,−1Lは、2分割フォトディテクタ8,9にそれぞれ落射する。
The beam splitter 4 reflects a part of the zero-order light diffracted by the
なお、反射された光ビームRLが光検出部11の回折格子5に入射し、透過した光ビームTLがレーザ光源装置10Aの外側に向けて出射されるように、レーザ光源装置10Aを構成してもよい。
The laser
図2は、図1のレーザ光源装置10Aにおける光検出部11のより具体的な構成を示した上面図である。
FIG. 2 is a top view showing a more specific configuration of the
図2を参照して、2分割フォトディテクタ8は、回折格子5によって回折された−1次回折光−1Lが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部8A,8Bを有する。2分割フォトディテクタ9は、回折格子5によって回折された+1次回折光+1Lが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部9A,9Bを有する。±1次回折光+1L,−1Lの回折方向と2分割フォトディテクタ8,9の分割線方向とは、上面から見て垂直となっている。
Referring to FIG. 2, the two-divided
2分割フォトディテクタ8は、分割線上に−1次回折光−1Lのスポット光8Sを受光する。2分割フォトディテクタ9は、分割線上に+1次回折光+1Lのスポット光9Sを受光する。ここで、図1のビームスプリッタ4を透過する光ビームTLの波長が変化すると、それに応じて回折格子5の±1次回折光+1L,−1Lの回折角度がわずかに変化する。その結果、スポット光8Sの位置は、スポット光8SL,8SSのように分割線に垂直な方向に変動し得る。同様に、スポット光9Sの位置は、スポット光9SL,9SSのように分割線に垂直な方向に変動し得る。
The two-divided
図3は、2分割フォトディテクタ8,9から出力される信号を処理する構成の一例を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration for processing signals output from the two-divided
図3を参照して、レーザ光源装置10Aは、2分割フォトディテクタ8,9の出力側に加算器11A,11Bおよび減算器12をさらに含む。ここで、2分割フォトディテクタ8の受光部8A,8Bから出力される信号をそれぞれ出力信号8SA,8SBと称する。同様に、2分割フォトディテクタ9の受光部9A,9Bから出力される信号をそれぞれ出力信号9SA,9SBと称する。
Referring to FIG. 3, laser light source device 10 </ b> A further includes
加算器11Aは、出力信号8SAと出力信号9SAとを加算する。加算器11Bは、出力信号8SBと出力信号9SBとを加算する。減算器12は、加算器11Aの出力信号8SA+9SAから加算器11Bの出力信号8SB+9SBを減算して落射位置変動SPHを出力する。図2で説明したように光ビームTLの波長変化に応じてスポット光8S,9Sの位置が変動すると、その変動に応じて2分割フォトディテクタ8,9の出力信号8SA,8SB,9SA,9SBの値も変化する。
The
光ビームTLの波長が短くなる場合、受光部8A,9Aにおいて出力信号8SA,9SAの値が小さくなり、受光部8B,9Bにおいて出力信号8SB,9SBの値が大きくなる。つまり、波長が短くなる場合は、8SA<8SB,9SA<9SBとなる。逆に、波長が長くなる場合は、8SA>8SB,9SA>9SBとなる。スポット光8S,9Sの落射位置変動SPHは、出力信号8SA,8SB,9SA,9SBに基づいて、以下の演算式により求められる。
When the wavelength of the light beam TL is shortened, the values of the output signals 8SA and 9SA are decreased in the
SPH=(8SA+9SA)−(8SB+9SB)
図4は、図3において2分割フォトディテクタ8,9が位置ずれした場合の±1次回折光+1L,−1Lの落射位置を示した図である。
SPH = (8SA + 9SA)-(8SB + 9SB)
FIG. 4 is a diagram showing the incident positions of the ± first-order diffracted light beams + 1L and −1L when the two-divided
図4は、2分割フォトディテクタ8,9が経時変化などにより図中のX方向に位置ずれを起こした場合の±1次回折光+1L,−1Lの落射位置変化を表わす。図4に示すように、2分割フォトディテクタ8,9がX方向にずれた場合には、受光部8B,9Aに入射する±1次回折光+1L,−1Lの光量が大きくなり、受光部8A,9Bに入射する±1次回折光+1L,−1Lの光量が小さくなる。つまり、+X方向にずれた場合は、8SA<8SB,9SA>9SBとなる。逆に、−X方向にずれた場合は、8SA>8SB,9SA<9SBとなる。
FIG. 4 shows a change in incident position of ± first-order diffracted light + 1L and −1L when the two-divided
上記のように、2分割フォトディテクタ8,9が±X方向(面内方向)に位置ずれした場合、スポット光8S,9Sの落射位置変動SPHは、波長変化の場合と異なり、括弧内において増分と減分とが打ち消しあう。その結果、2分割フォトディテクタ8,9の位置ずれによる落射位置変動SPHは0となる。すなわち、レーザ光源装置10Aは、2分割フォトディテクタ8,9の位置ずれの影響を受けずに、波長変化にともなう落射位置変動SPHを検出することができる。
As described above, when the two-divided
以上のように、実施の形態1のレーザ光源装置10Aは、2分割フォトディテクタ8,9などの光学素子の面内方向の位置ずれに関しては、2分割フォトディテクタ8,9の出力信号8SA,8SB,9SA,9SBを演算することにより影響をキャンセルすることができる。これにより、光学素子の位置ずれの影響を受けずに、波長変化にともなう落射位置変動SPHを検出することができる。
As described above, the laser
図5は、回折格子5が回転する場合における光検出部11のより具体的な構成を示した上面図である。
FIG. 5 is a top view showing a more specific configuration of the
図5に示すように、分割されていない回折格子5が経時変化などで図中のR方向に回転した場合、スポット光8S,9Sの位置は、スポット光8SR,9SRのように点対称に変化する。具体的には、受光部8A,9Aにおいて出力信号8SA,9SAの値が小さくなり、受光部8B,9Bにおいて出力信号8SB,9SBの値が大きくなる。つまり、8SA<8SB,9SA<9SBとなる。このように、回折格子5が分割されていない場合、回折格子5の回転は落射位置変動SPHの値に影響を及ぼし、光ビームTLの波長検出誤差の原因となり得る。
As shown in FIG. 5, when the
図6は、図1のレーザ光源装置10Aにおける光検出部11の変形例である光検出部11Mの構成を示した上面図である。
FIG. 6 is a top view showing a configuration of a
図6を参照して、光検出部11Mは、回折格子5Mと、2分割フォトディテクタ8a,8b,9a,9bとを含む。回折格子5Mは、図2,5の回折格子5と異なり、2つに分割された回折部51a,51bを有する。回折部51aは、光ビームTLを0次光0Lおよび±1次回折光+1La,−1Laに回折する。回折部51bは、光ビームTLを0次光0Lおよび±1次回折光+1Lb,−1Lbに回折する。
Referring to FIG. 6, the
2分割フォトディテクタ8aは、回折部51aによって回折された−1次回折光−1Laが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部8A,8Bを有する。2分割フォトディテクタ8bは、回折部51bによって回折された−1次回折光−1Lbが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部8C,8Dを有する。2分割フォトディテクタ9aは、回折部51aによって回折された+1次回折光+1Laが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部9A,9Bを有する。2分割フォトディテクタ9bは、回折部51bによって回折された+1次回折光+1Lbが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部9C,9Dを有する。
The two-divided photodetector 8a is disposed at a position where the −1st-order diffracted light −1La diffracted by the diffracting
ここで、2分割フォトディテクタ8aの受光部8A,8Bから出力される信号をそれぞれ出力信号8SA,8SBと称する。同様に、2分割フォトディテクタ8bの受光部8C,8Dから出力される信号をそれぞれ出力信号8SC,8SDと称する。また、2分割フォトディテクタ9aの受光部9A,9Bから出力される信号をそれぞれ出力信号9SA,9SBと称する。同様に、2分割フォトディテクタ9bの受光部9C,9Dから出力される信号をそれぞれ出力信号9SC,9SDと称する。
Here, signals output from the
図6の光検出部11Mの構成において、スポット光8aS,8bS、9aS,9bSの落射位置変動SPHmは、出力信号8SA〜8SD,9SA〜9SDに基づいて、以下の演算式により求められる。
In the configuration of the
SPHm=(8SA+8SC+9SA+9SC)
−(8SB+8SD+9SB+9SD)
図6に示すように、回折格子5Mが経時変化などで図中のR方向に回転した場合、スポット光8aS,8bS、9aS,9bSの位置は、スポット光8aSR,8bSR、9aSR,9bSRのように点対称に変化する。具体的には、受光部8A,8D,9B,9Cにおいて出力信号8SA,8SD,9SB,9SCの値が小さくなり、受光部8B,8C,9A,9Dにおいて出力信号8SB,8SC,9SA,9SDの値が大きくなる。
SPHm = (8SA + 8SC + 9SA + 9SC)
-(8SB + 8SD + 9SB + 9SD)
As shown in FIG. 6, when the
つまり、+R方向に回転した場合は、8SA<8SB,8SC>8SD,9SA>9SB,9SC<9SDとなる。逆に、−R方向に回転した場合は、8SA>8SB,8SC<8SD,9SA<9SB,9SC>9SDとなる。 That is, when rotating in the + R direction, 8SA <8SB, 8SC> 8SD, 9SA> 9SB, 9SC <9SD. Conversely, when rotating in the −R direction, 8SA> 8SB, 8SC <8SD, 9SA <9SB, 9SC> 9SD.
上記のように、回折格子5Mが±R方向に回転した場合、スポット光8aS,8bS、9aS,9bSの落射位置変動SPHmは、分割されていない回折格子5の場合と異なり、括弧内において増分と減分とが打ち消しあう。その結果、回折格子5Mの回転による落射位置変動SPHmは0となる。すなわち、レーザ光源装置10Aは、光検出部11Mを用いることで、回折格子5Mの回転の影響を受けずに、波長変化にともなう落射位置変動SPHmを検出することができる。
As described above, when the
なお、光検出部11Mにおいて、回折格子5Mが3つ以上に分割されていたとしても、2分割フォトディテクタ8,9をそれに合わせて構成することは可能である。
In the
以上のように、実施の形態1によるレーザ光源装置は、マルチモードのレーザ光を発光するレーザ光源と、レーザ光源により発光されたレーザ光を平行光とするコリメートレンズと、コリメートレンズにより平行光にされたレーザ光のうち、1次回折光をレーザ光源の方向に反射し、0次光をレーザ光源以外の方向に反射または透過させる第1の回折格子(外部共振器)と、第1の回折格子の0次光を2つの異なる方向に回折させて、それぞれ異なる光検出器(たとえば、2分割フォトディテクタ)に導く第2の回折格子とを具備することを特徴とする。
As described above, the laser light source device according to
上記の構成により、波長が変化すると第2の回折格子での±1次回折光の回折角度が変化する。そのため、各光検出器の出力の演算により、波長変化が検出できる。好ましくは、第2の回折格子の±1次回折光をそれぞれ異なる2分割フォトディテクタの分割線上に落射させる。このとき、第2の回折格子の回折方向と2分割フォトディテクタの分割線方向とは上面から見て垂直とし、各2分割フォトディテクタは第2の回折格子の0次光落射位置に対して逆側に配置される必要がある。 With the above configuration, when the wavelength changes, the diffraction angle of ± first-order diffracted light at the second diffraction grating changes. Therefore, a change in wavelength can be detected by calculating the output of each photodetector. Preferably, the ± first-order diffracted light of the second diffraction grating is incident on the dividing lines of the two-divided photodetectors. At this time, the diffraction direction of the second diffraction grating and the dividing line direction of the two-divided photodetector are perpendicular to each other when viewed from above, and each two-divided photodetector is opposite to the 0th-order incident light position of the second diffraction grating. Need to be deployed.
好ましくは、実施の形態1のレーザ光源装置において、各光検出器は回折方向と垂直方向の少なくとも1本の分割線で分割されている。第2の回折格子の±1次回折光は、それぞれ異なる光検出器の分割線上に落射する。各光検出器の出力を演算することで、レーザ光の波長を検出することを特徴とする。 Preferably, in the laser light source device of the first embodiment, each photodetector is divided by at least one dividing line in the direction perpendicular to the diffraction direction. The ± 1st-order diffracted lights of the second diffraction grating are incident on the dividing lines of the different photodetectors. The wavelength of the laser beam is detected by calculating the output of each photodetector.
上記の構成により、各光検出器、光学部品などの面内方向の位置ずれに関しては、各光検出器の出力を演算することによりオフセットがキャンセルされる。そのため、光検出器等の位置ずれの影響を低減できる。 With the above configuration, regarding the positional deviation in the in-plane direction of each photodetector, optical component, etc., the offset is canceled by calculating the output of each photodetector. Therefore, it is possible to reduce the influence of the positional deviation of the photodetector or the like.
好ましくは、実施の形態1のレーザ光源装置において、第2の回折格子は複数の領域に分割されている。各光検出器は、第2の回折格子の0次光落射位置に対し、点対称となるように設けられていることを特徴とする。 Preferably, in the laser light source device of the first embodiment, the second diffraction grating is divided into a plurality of regions. Each photodetector is provided so as to be point-symmetric with respect to the 0th-order incident light position of the second diffraction grating.
上記の構成により、第2の回折格子が光軸に対し垂直な面内で回転した場合でも、各光検出器の出力を演算することによりオフセットがキャンセルされる。これにより、第2の回折格子の回転ずれの影響を低減できる。 With the above configuration, even when the second diffraction grating rotates in a plane perpendicular to the optical axis, the offset is canceled by calculating the output of each photodetector. Thereby, the influence of the rotational deviation of the second diffraction grating can be reduced.
好ましくは、実施の形態1のレーザ光源装置において、光検出器の出力信号に基づく演算は、第2の回折格子の0次光落射位置に遠い側の素子出力の和と近い側の素子出力の和との差分で波長を検出する演算である。 Preferably, in the laser light source device according to the first embodiment, the calculation based on the output signal of the photodetector performs the element output on the side close to the sum of the element outputs on the side far from the 0th-order light incident position of the second diffraction grating. This is a calculation for detecting the wavelength by the difference from the sum.
上記の演算方法により、光検出器などの光学部品の面内方向の位置ずれ、回転ずれによる各光検出器の出力信号のオフセットを容易にキャンセルすることができる。 By the above calculation method, it is possible to easily cancel the offset of the output signal of each photodetector due to the positional deviation and rotational deviation in the in-plane direction of the optical component such as the photodetector.
[実施の形態2]
図7は、この発明の実施の形態2によるレーザ光源装置10Bの概略的な構成を示した図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a laser light source apparatus 10B according to
図7を参照して、実施の形態2のレーザ光源装置10Bは、レーザダイオード1と、コリメートレンズ2と、回折格子3と、ビームスプリッタ4と、光検出部11と、集光用レンズ15とを備える。このように、実施の形態2のレーザ光源装置10Bは、集光用レンズ15が付加された点において、実施の形態1のレーザ光源装置10Aと異なる。その他の構成は実施の形態1と同様なので、重複する部分の説明は原則として繰り返さない。光検出部11は、回折格子5と、2分割フォトディテクタ8,9とを含む。
Referring to FIG. 7, a laser light source device 10B according to the second embodiment includes a
レーザダイオード1は、マルチモードのレーザ光(たとえば405nm程度)を発光する。コリメートレンズ2は、レーザダイオード1により発光されたレーザ光を平行光にする。回折格子3は、レーザダイオード1からレーザ光を受けて、所定の方向へ0次光を発生するとともに、波長ごとに異なる方向へ1次光を発生する。
The
ビームスプリッタ4は、回折格子3によって回折された0次光のうち、一部を光ビームRLとしてレーザ光源装置10Bの外側に向けて反射し、他の一部を光ビームTLとして透過する。反射された光ビームRLは、たとえばホログラムの記録または再生に用いられる光源となる。透過した光ビームTLは、集光用レンズ15に入射する。集光用レンズ15の集光の曲率(パワー)は、2分割フォトディテクタ8,9が所望の検出感度を得られるように任意の曲率に設定可能である。
The beam splitter 4 reflects a part of the zero-order light diffracted by the
集光用レンズ15は、回折格子3と回折格子5との間に設けられる。実施の形態2では、ビームスプリッタ4と回折格子5との間に設けられている。集光用レンズ15は、光ビームTLを光検出部11の回折格子5を介して2分割フォトディテクタ8,9の分割線上に集光する。回折格子5は、集光用レンズ15を通過した光ビームTLを0次光0Lおよび±1次回折光+1L,−1Lに回折する。±1次回折光+1L,−1Lは、2分割フォトディテクタ8,9にそれぞれ落射する。
The condensing
図8は、図7のレーザ光源装置10Bにおける光検出部11のより具体的な構成を示した上面図である。
FIG. 8 is a top view showing a more specific configuration of the
図8を参照して、2分割フォトディテクタ8は、分割線上に集光された−1次回折光−1Lのスポット光8Sfを受光する。2分割フォトディテクタ9は、分割線上に集光された+1次回折光+1Lのスポット光9Sfを受光する。±1次回折光+1L,−1Lの回折方向と2分割フォトディテクタ8,9の分割線方向とは、実施の形態1の場合と同じく、上面から見て垂直となっている。
Referring to FIG. 8, the two-divided
実施の形態1で説明したのと同様に、スポット光8Sf,9Sfの落射位置変動SPHは、出力信号8SA,8SB,9SA,9SBに基づいて、SPH=(8SA+9SA)−(8SB+9SB)の演算式により求められる。 As described in the first embodiment, the incident position fluctuation SPH of the spot lights 8Sf and 9Sf is calculated by the calculation formula of SPH = (8SA + 9SA) − (8SB + 9SB) based on the output signals 8SA, 8SB, 9SA, 9SB. Desired.
ここで、図7のビームスプリッタ4を透過する光ビームTLの波長が変化すると、それに応じて回折格子5の±1次回折光+1L,−1Lの回折角度がわずかに変化する。その結果、スポット光8Sf,9Sfの位置は、図8の矢印に示すように分割線に垂直な方向に各々変動し得る。
Here, when the wavelength of the light beam TL transmitted through the beam splitter 4 in FIG. 7 changes, the diffraction angles of the ± first-order diffracted lights + 1L and −1L of the
さらに、実施の形態2のレーザ光源装置10Bでは、2分割フォトディテクタ8,9上に±1次回折光+1L,−1Lが集光用レンズ15によってそれぞれ集光されている。そのため、光ビームTLの波長変化によるスポット光8Sf,9Sfの集光位置がわずかに変動しただけでも、スポット光8Sf,9Sfの落射位置変動SPHは大きく変動することになる。この結果、光ビームTLの波長検出感度が向上する。
Further, in the laser light source device 10B of the second embodiment, the ± first-order diffracted lights + 1L and −1L are condensed by the condensing
以上のように、実施の形態2によるレーザ光源装置は、実施の形態1での構成に加えて、第1の回折格子と第2の回折格子との間に集光レンズを具備している。各光検出器は少なくとも1本の回折方向と垂直方向の分割線で分割され、第2の回折格子の±1次回折光をそれぞれ異なる光検出器の分割線上に集光させている。各光検出器の出力を演算することで、レーザ光の波長を検出することを特徴とする。 As described above, the laser light source device according to the second embodiment includes the condenser lens between the first diffraction grating and the second diffraction grating in addition to the configuration in the first embodiment. Each photodetector is divided by at least one dividing line perpendicular to the diffraction direction, and the ± first-order diffracted lights of the second diffraction grating are condensed on the dividing lines of different photodetectors. The wavelength of the laser beam is detected by calculating the output of each photodetector.
上記の構成において、第2の回折格子の回折方向と2分割フォトディテクタの分割線方向とは垂直とし、各2分割フォトディテクタは第2の回折格子の0次光落射位置に対して逆側に配置されるのが望ましい。 In the above configuration, the diffraction direction of the second diffraction grating and the dividing line direction of the two-divided photodetector are perpendicular to each other, and each two-divided photodetector is arranged on the opposite side to the 0th-order incident light position of the second diffraction grating. Is desirable.
上記の構成により、実施の形態1と同様に、2分割ディテクタなどの光学部品の面内方向の位置ずれの影響を低減できる。加えて、分割線上に±1次回折光を集光させることで、波長変動に対してフォトディテクタでの検出感度が非常に敏感になる。これにより、レーザ光源装置の波長検出感度がさらに向上する。 With the above configuration, as in the first embodiment, it is possible to reduce the influence of the positional deviation in the in-plane direction of an optical component such as a two-divided detector. In addition, by condensing ± 1st order diffracted light on the dividing line, the detection sensitivity of the photodetector becomes very sensitive to wavelength fluctuations. This further improves the wavelength detection sensitivity of the laser light source device.
好ましくは、実施の形態2のレーザ光源装置において、光検出器の出力信号に基づく演算は、第2の回折格子の0次光落射位置に遠い側の素子出力の和と近い側の素子出力の和との差分で波長を検出する演算である。 Preferably, in the laser light source device according to the second embodiment, the calculation based on the output signal of the photodetector performs the element output on the side close to the sum of the element outputs on the side far from the 0th-order light incident position of the second diffraction grating. This is a calculation for detecting the wavelength by the difference from the sum.
上記の演算方法により、光検出器などの光学部品の面内方向の位置ずれ、回転ずれによる各光検出器の出力信号のオフセットを容易にキャンセルすることができる。 By the above calculation method, it is possible to easily cancel the offset of the output signal of each photodetector due to the positional deviation and rotational deviation in the in-plane direction of the optical component such as the photodetector.
[実施の形態3]
図9は、この発明の実施の形態3によるレーザ光源装置10Cの概略的な構成を示した図である。
[Embodiment 3]
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a laser light source apparatus 10C according to
図9を参照して、実施の形態3のレーザ光源装置10Cは、レーザダイオード1と、コリメートレンズ2と、回折格子3と、ビームスプリッタ4と、光検出部11Cとを備える。このように、実施の形態3のレーザ光源装置10Cは、光検出部11が光検出部11Cに置き換えられた点で、実施の形態1のレーザ光源装置10Aと異なる。その他の構成は実施の形態1と同様なので、重複する部分の説明は原則として繰り返さない。光検出部11Cは、回折格子5Cと、2分割フォトディテクタ9P,9Qとを含む。
Referring to FIG. 9, a laser light source device 10C according to the third embodiment includes a
レーザダイオード1は、マルチモードのレーザ光(たとえば405nm程度)を発光する。コリメートレンズ2は、レーザダイオード1により発光されたレーザ光を平行光にする。回折格子3は、レーザダイオード1からレーザ光を受けて、所定の方向へ0次光を発生するとともに、波長ごとに異なる方向へ1次光を発生する。
The
ビームスプリッタ4は、回折格子3によって回折された0次光のうち、一部を光ビームRLとしてレーザ光源装置10Cの外側に向けて反射し、他の一部を光ビームTLとして透過する。反射された光ビームRLは、たとえばホログラムの記録または再生に用いられる光源となる。透過した光ビームTLは、光検出部11Cの回折格子5Cに入射する。
The beam splitter 4 reflects a part of the zero-order light diffracted by the
回折格子5Cは、回折部が2つに分割されているため、光ビームTLを0次光0L、−1次回折光−1Lp,−1Lqおよび+1次回折光+1Lp,+1Lqに回折する。さらに、回折格子5Cには、集光レンズ作用が付与されている。そのため、+1次回折光+1Lpは、2分割フォトディテクタ9P上に集光されて落射する。同様に、+1次回折光+1Lqは、2分割フォトディテクタ9Q上に集光されて落射する。
The diffraction grating 5C diffracts the light beam TL into 0th-order light 0L, -1st-order diffracted light-1Lp, -1Lq, and + 1st-order diffracted light + 1Lp, + 1Lq because the diffraction part is divided into two. Furthermore, the condensing lens action is given to the diffraction grating 5C. Therefore, the + 1st order diffracted light + 1Lp is focused on the two-divided
図10は、図9のレーザ光源装置10Cにおける光検出部11Cのより具体的な構成を示した上面図である。
FIG. 10 is a top view showing a more specific configuration of the
図10を参照して、回折格子5Cは、集光レンズ作用が付与されているとともに、2つに分割された回折部52a,52bを有する。回折格子5Cは、たとえば2分割ホログラムである。回折部52aは、光ビームTLを集光するとともに0次光0Lおよび±1次回折光+1Lp,−1Lpに回折する。回折部52bは、光ビームTLを集光するとともに0次光0Lおよび±1次回折光+1Lq,−1Lqに回折する。
Referring to FIG. 10, the
2分割フォトディテクタ9Pは、回折格子5Cの回折部52aによって回折された+1次回折光+1Lpが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部9Ap,9Bpを有する。2分割フォトディテクタ9Qは、回折格子5Cの回折部52bによって回折された+1次回折光+1Lqが照射される位置に配置されており、2つに分割された受光部9Aq,9Bqを有する。+1次回折光+1Lp,+1Lqの回折方向と2分割フォトディテクタ9P,9Qの分割線方向とは、実施の形態1,2の場合とは異なり、上面から見てほぼ平行となっている。
The two-divided
2分割フォトディテクタ9Pは、分割線上に集光された+1次回折光+1Lpのスポット光9Sfpを受光する。2分割フォトディテクタ9Qは、分割線上に集光された+1次回折光+1Lqのスポット光9Sfqを受光する。ここで、2分割フォトディテクタ9Pの受光部9Ap,9Bpから出力される信号をそれぞれ出力信号9SAp,9SBpと称する。同様に、2分割フォトディテクタ9Qの受光部9Aq,9Bqから出力される信号をそれぞれ出力信号9SAq,9SBqと称する。
The two-divided
実施の形態3のレーザ光源装置10Cでは、基準となる任意の波長において、2分割フォトディテクタ9P,9Qの差動出力がいずれも0となるように、回折格子5Cおよび2分割フォトディテクタ9P,9Qの位置が調整される。具体的には、2分割フォトディテクタ9Pの差動出力9SAp−9SBp=0となる。同様に、2分割フォトディテクタ9Qの差動出力9SAq−9SBq=0となる。
In the laser light source device 10C according to the third embodiment, the positions of the diffraction grating 5C and the two-divided
図11は、光ビームTLが基準波長から変化した場合における2分割フォトディテクタ9P,9Qへの集光状態を示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing a condensing state on the two-divided
図11に示すように、光ビームが基準波長から変化した場合、2分割フォトディテクタ9P,9Qでは、以下に示すように、色収差によりスポット光9Sfp,9Sfqの集光状態が基準波長時から変化する。
As shown in FIG. 11, when the light beam changes from the reference wavelength, in the two-divided
光ビームTLが基準波長から長くなった場合、2分割フォトディテクタ9Pでは、受光部9Apにおいてスポット光が縮小し、受光部9Bpにおいてスポット光が拡大する。一方、2分割フォトディテクタ9Qでは、受光部9Aqにおいてスポット光が縮小し、受光部9Bqにおいてスポット光が拡大する。すなわち、スポット光9Sfp,9Sfqはスポット光9SLp,9SLqにそれぞれ変化する。この場合、9SAp<9SBp,9SAq<9SBqとなる。
When the light beam TL becomes longer than the reference wavelength, in the two-divided
光ビームTLが基準波長から短くなった場合、2分割フォトディテクタ9Pでは、受光部9Apにおいてスポット光が拡大し、受光部9Bpにおいてスポット光が縮小する。一方、2分割フォトディテクタ9Qでは、受光部9Aqにおいてスポット光が拡大し、受光部9Bqにおいてスポット光が縮小する。すなわち、スポット光9Sfp,9Sfqはスポット光9SSp,9SSqにそれぞれ変化する。この場合、9SAp>9SBp,9SAq>9SBqとなる。
When the light beam TL is shortened from the reference wavelength, in the two-divided
このとき、2分割フォトディテクタ9P,9Qでの集光状態変化SPCは、出力信号9SAp,9SBp,9SAq,9SBqに基づいて、以下の演算式により求められる。集光状態変化SPCに基づいて、光ビームTLの波長変化を検出できる。
At this time, the condensing state change SPC in the two-divided
SPH=(9SAp+9SAq)−(9SBp+9SBq)
なお、光検出部11Cにおいて、回折格子5Cが3つ以上に分割されていたとしても、2分割フォトディテクタ9P,9Qをそれに合わせて構成することは可能である。
SPH = (9SAp + 9SAq) − (9SBp + 9SBq)
Even if the diffraction grating 5C is divided into three or more in the
以上のように、実施の形態3によるレーザ光源装置は、実施の形態1での構成に加えて、第2の回折格子は集光レンズ効果をもつ2分割ホログラムであり、それぞれの分割されたホログラムからの回折光は異なる2つの検出器上に集光することを特徴とする。また、回折方向と分割線方向とがほぼ平行となるようにしてもよい。 As described above, in the laser light source device according to the third embodiment, in addition to the configuration in the first embodiment, the second diffraction grating is a two-divided hologram having a condensing lens effect. The diffracted light from is collected on two different detectors. Further, the diffraction direction and the dividing line direction may be substantially parallel.
上記の構成により、実施の形態1,2と同様に、各2分割フォトディテクタの出力を演算してオフセットをキャンセルすることで、2分割ディテクタなどの光学部品の面内方向の位置ずれの影響を低減できる。加えて、各光検出器を第2の回折格子の0次光落射位置に対し点対称となるよう配置する必要がなくなるので、各光検出器を自由に配置できる。 With the above configuration, as in the first and second embodiments, the output of each two-divided photodetector is calculated to cancel the offset, thereby reducing the influence of the positional deviation in the in-plane direction of the optical component such as the two-divided detector. it can. In addition, since it is not necessary to arrange each photodetector so as to be point-symmetric with respect to the 0th-order incident light position of the second diffraction grating, each photodetector can be arranged freely.
好ましくは、実施の形態2のレーザ光源装置において、各光検出器は第2の回折格子の0次光落射位置に対して同じ側に配置することを特徴とする。これにより、レーザ光源の小型化が可能となる。 Preferably, in the laser light source device of the second embodiment, each photodetector is arranged on the same side with respect to the zero-order incident light position of the second diffraction grating. As a result, the laser light source can be miniaturized.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
1 レーザダイオード、2 コリメートレンズ、3,5,5C,5M 回折格子、4 ビームスプリッタ、11,11C,11M 光検出部、8,8a,8b,9,9a,9b,9P,9Q 2分割フォトディテクタ、10A〜10C レーザ光源装置、11A,11B 加算器、12 減算器、15 集光用レンズ、100 従来のレーザ光源装置、101 レーザダイオード、102 コリメートレンズ、103 回折格子、110 制御部、111 不完全ミラー、112 2分割フォトディテクタ。
1 laser diode, 2 collimating lens, 3, 5, 5C, 5M diffraction grating, 4 beam splitter, 11, 11C, 11M photodetector, 8, 8a, 8b, 9, 9a, 9b, 9P, 9Q two-divided
Claims (11)
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを0次光を含む複数の第1回折光に回折し、前記複数の第1回折光の一部を前記光源に帰還させる第1の回折格子と、
前記複数の第1回折光の0次光を第1および第2の光ビームに分離し、前記第1の光ビームを外部に出射する光学分離部と、
前記第2の光ビームを第3および第4の回折光を含む複数の第2回折光に回折する第2の回折格子と、
前記第3の回折光を複数の第1受光部で受光する第1の光検出部と、
前記第4の回折光を複数の第2受光部で受光する第2の光検出部と、
前記複数の第1受光部の差動信号と前記複数の第2受光部の差動信号とに基づいて前記光ビームの波長を検出する演算部とを備える、波長検出装置。 A wavelength detection device for detecting the wavelength of a light beam of an external resonant laser,
A light source that emits a light beam;
A first diffraction grating that diffracts the light beam into a plurality of first diffracted lights including zeroth-order light and returns a part of the plurality of first diffracted lights to the light source;
An optical separation unit for separating the zero-order light of the plurality of first diffracted lights into first and second light beams, and emitting the first light beams to the outside;
A second diffraction grating that diffracts the second light beam into a plurality of second diffracted lights including third and fourth diffracted lights;
A first light detection unit that receives the third diffracted light with a plurality of first light receiving units;
A second photodetecting unit for receiving the fourth diffracted light by a plurality of second photodetecting units;
A wavelength detection apparatus comprising: an arithmetic unit that detects a wavelength of the light beam based on differential signals of the plurality of first light receiving units and differential signals of the plurality of second light receiving units.
前記第1の光検出部は、前記第1の回折部によって回折された前記第3の回折光を複数の第3受光部で受光する第3の光検出部と、前記第2の回折部によって回折された前記第3の回折光を複数の第4受光部で受光する第4の光検出部とを含み、
前記第2の光検出部は、前記第1の回折部によって回折された前記第4の回折光を複数の第5受光部で受光する第5の光検出部と、前記第2の回折部によって回折された前記第4の回折光を複数の第6受光部で受光する第6の光検出部とを含み、
前記演算部は、前記複数の第3受光部の差動信号、前記複数の第4受光部の差動信号、前記複数の第5受光部の差動信号、および前記複数の第6受光部の差動信号に基づいて前記光ビームの波長を検出する、請求項1〜3のいずれかに記載の波長検出装置。 The second diffraction grating is divided into a plurality of diffraction parts including a first diffraction part and a second diffraction part,
The first light detection unit includes a third light detection unit configured to receive the third diffracted light diffracted by the first diffraction unit by a plurality of third light reception units, and the second diffraction unit. A fourth light detection unit that receives the diffracted third diffracted light with a plurality of fourth light receiving units,
The second light detection unit includes a fifth light detection unit that receives the fourth diffracted light diffracted by the first diffraction unit by a plurality of fifth light reception units, and a second diffraction unit. A sixth light detection unit that receives the diffracted fourth diffracted light with a plurality of sixth light receiving units,
The arithmetic unit includes: differential signals of the plurality of third light receiving units; differential signals of the plurality of fourth light receiving units; differential signals of the plurality of fifth light receiving units; and The wavelength detection apparatus according to claim 1, wherein the wavelength of the light beam is detected based on a differential signal.
前記第1の光検出部は、前記第1の回折部によって回折された前記第3の回折光を複数の第3受光部で受光する第3の光検出部を含み、
前記第2の光検出部は、前記第2の回折部によって回折された前記第3の回折光を複数の第4受光部で受光する第4の光検出部を含み、
前記演算部は、前記複数の第3受光部の差動信号と前記複数の第4受光部の差動信号とに基づいて前記光ビームの波長を検出する、請求項6〜8のいずれかに記載の波長検出装置。 The second diffraction grating is divided into a plurality of diffraction parts including a first diffraction part and a second diffraction part,
The first light detection unit includes a third light detection unit that receives the third diffracted light diffracted by the first diffraction unit by a plurality of third light receiving units,
The second light detection unit includes a fourth light detection unit that receives the third diffracted light diffracted by the second diffraction unit by a plurality of fourth light receiving units,
The calculation unit detects the wavelength of the light beam based on differential signals of the plurality of third light receiving units and differential signals of the plurality of fourth light receiving units. The wavelength detection apparatus as described.
光源から出射された光ビームを0次光を含む複数の第1回折光に回折し、前記複数の第1回折光の一部を前記光源に帰還させるステップと、
前記複数の第1回折光の0次光を第1および第2の光ビームに分離し、前記第1の光ビームを外部に出射するステップと、
前記第2の光ビームを第3および第4の回折光を含む複数の第2回折光に回折するステップと、
前記第3の回折光を複数の第1受光部で受光するステップと、
前記第4の回折光を複数の第2受光部で受光するステップと、
前記複数の第1受光部の差動信号と前記複数の第2受光部の差動信号とに基づいて前記光ビームの波長を検出するステップとを備える、波長検出方法。 A wavelength detection method for detecting the wavelength of a light beam of an external resonant laser,
Diffracting a light beam emitted from a light source into a plurality of first diffracted lights including zeroth-order light, and returning a part of the plurality of first diffracted lights to the light source;
Separating the zero-order light of the plurality of first diffracted lights into first and second light beams and emitting the first light beam to the outside;
Diffracting the second light beam into a plurality of second diffracted lights including third and fourth diffracted lights;
Receiving the third diffracted light by a plurality of first light receiving parts;
Receiving the fourth diffracted light by a plurality of second light receiving parts;
Detecting a wavelength of the light beam based on the differential signals of the plurality of first light receiving units and the differential signals of the plurality of second light receiving units.
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JP2008263176A (en) * | 2007-03-16 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Wavelength detection apparatus, wavelength stabilized laser equipment, and image display unit |
WO2023233581A1 (en) * | 2022-06-01 | 2023-12-07 | 日本電信電話株式会社 | Wavelength-variable light source |
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