JP2008130805A - External resonator wavelength variable light source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信分野又は光計測技術分野等で用いられる外部共振器型波長可変光源に関する。 The present invention relates to an external resonator type wavelength tunable light source used in the field of optical communication or the field of optical measurement technology.
光通信又は光計測技術で使用される光源には、狭いスペクトル線幅の単一モード発振で波長安定性が良く、且つ波長可変が可能な光源が要求される。発振波長が可能な光源の1つとして外部共振器型波長可変光源が開発されている。図6は、従来の外部共振器型波長可変光源の一例を示す平面図である。図6に示す通り、外部共振器型波長可変光源100は、レーザダイオード101、コリメートレンズ102、回折格子103、及び平面ミラー104を備えている。尚、図6に示す外部共振器型波長可変光源は、リットマン型の外部共振器型波長可変光源である。
As a light source used in optical communication or optical measurement technology, a light source capable of wavelength stability with a single mode oscillation with a narrow spectral line width and a variable wavelength is required. An external resonator type tunable light source has been developed as one of light sources capable of oscillation wavelength. FIG. 6 is a plan view showing an example of a conventional external resonator type wavelength tunable light source. As shown in FIG. 6, the external resonator type wavelength
レーザダイオード101は、例えば半導体基板上に下部クラッド層、活性層、及び上部クラッド層を順に形成し、半導体基板を劈開して得られる平行な端面を共振器として用いるファブリペロー型の半導体レーザである。このレーザダイオード101には共振器をなす端面の一方に無反射膜(ARコート)105が形成されている。レーザダイオード101は無反射膜105が形成された端面をコリメートレンズ102側に向けて配置されている。
The
コリメートレンズ102は、レーザダイオード101の無反射膜105が形成された端面におけるレーザ光の射出位置に、一方の焦点が配置されるようレーザダイオード101に対して位置決めされている。このコリメートレンズ102は、レーザダイオード101から射出されるレーザ光を平行光にするとともに、回折格子103で回折されてきたレーザ光をレーザダイオード101のレーザ光の射出位置に集光する。回折格子103は、紙面に直交する方向に格子が形成された平面状の回折面103aを有しており、コリメートレンズ102によって平行にされたレーザ光、及び平面ミラー104によって反射されたレーザ光を、その波長に応じた角度で回折する。平面ミラー104は、回折格子103によって回折されたレーザ光を反射する。この平面ミラー104は、紙面に平行な面内で移動可能であり、且つ同面内で回転可能である。
The collimating
図7は、従来の外部共振器型波長可変光源100が備えるレーザダイオード101、回折格子103、及び平面ミラー104位置関係を示す図である。尚、図7においては、コリメートレンズ102の図示を省略している。図7に示す通り、レーザダイオード101の無反射膜105が形成された端面におけるレーザ光の射出位置をP11、回折格子103に対するレーザ光の入射位置をP12、平面ミラー104に対するレーザ光の入射位置をP13とする。
FIG. 7 is a diagram showing the positional relationship between the
いま、図7に示す通り、回折格子103に対するレーザ光の入射角をα、射出角をβとし、外部共振器型波長可変光源100から射出されるレーザ光の波長をλ、回折格子103の格子定数をdとすると、以下の(1)式が成り立つ。尚、ここでは外部共振器型波長可変光源100は空気中に配置されているものとし、レーザ光に対する屈折率を「1」としている。
λ/d=sinα+sinβ ……(1)
ここで、回折格子103に対するレーザ光の射出角の変化量δβと波長の変化量δλとの関係は以下の(2)式で表される。
δλ=d・cosβ・δβ ……(2)
Now, as shown in FIG. 7, the incident angle of the laser beam with respect to the
λ / d = sin α + sin β (1)
Here, the relationship between the change amount δβ of the emission angle of the laser beam with respect to the diffraction grating 103 and the change amount δλ of the wavelength is expressed by the following equation (2).
δλ = d · cosβ · δβ (2)
また、外部共振器型波長可変光源100内の波数をkとし、レーザダイオード101と回折格子103との間の光路長(射出位置P11と入射位置P12との間の光路長)をLi、回折格子103と平面ミラー104との間の光路長(入射位置P12と入射位置P13との間の光路長)をLoとすると以下の(3)式が成り立つ。
(k・λ)/2=Li+Lo ……(3)
ここで、光路長Loの変化量δLoと波長の変化量δλとの関係は以下の(4)式で表される。
δλ=(2・δLo)/k ……(4)
Further, the wave number in the external resonator type wavelength
(K · λ) / 2 = Li + Lo (3)
Here, the relationship between the change amount δLo of the optical path length Lo and the change amount δλ of the wavelength is expressed by the following equation (4).
δλ = (2 · δLo) / k (4)
図6に示すリットマン型の外部共振器型波長可変光源100においては、波数kを一定としたまま波長を変化させる場合には、レーザダイオード101のレーザ光の射出位置P11、回折格子103に対するレーザ光の入射位置P12、及び平面ミラー104に対するレーザ光の入射位置P13がそれぞれ破線で示す円R10の円周上に配置される。このとき、図7に示す通り、回折格子103は、回折面103aを含んで紙面に垂直な平面が円R10の中心を通るように位置決めされる。また、回折格子103の回折面103aを含んで紙面に垂直な平面と円R10との2つの交点のうちの回折格子103外に位置する交点をC11とすると、平面ミラー104は、その反射面が交点C11を通って紙面に垂直な平面に含まれ、且つレーザ光の入射位置P13が円R10の円周上に位置するよう回転する。
In the Littman-type external resonator type wavelength
このとき、図7に示す円R10の直径をDとすると、Li=D・sinα、Lo=D・sinβになるため、以下の(5)〜(7)式が成り立つ。
D(sinα+sinβ)=Li+Lo ……(5)
(D・λ)/d=(k・λ)/2 ……(6)
D/d=k/2……(7)
At this time, if the diameter of the circle R10 shown in FIG. 7 is D, Li = D · sin α and Lo = D · sin β are satisfied, and the following equations (5) to (7) are established.
D (sin α + sin β) = Li + Lo (5)
(D · λ) / d = (k · λ) / 2 (6)
D / d = k / 2 (7)
上記構成において、レーザダイオード101から射出されたレーザ光は、コリメートレンズ102によって平行光に変換された後に回折格子103の回折面103aに入射し、波長に応じた角度で回折される。回折格子103で回折されたレーザ光のうち、平面ミラー104が配置されている方向へ回折されたレーザ光は、平面ミラー104で反射された後に再び回折格子103の回折面103aに入射する。このレーザ光は再び回折格子103で回折されて元の光路を逆向きに進み、コリメートレンズ102により集光されてレーザダイオード101に入射する。レーザダイオード101に入射したレーザ光のうち、一部がレーザダイオード101の端面101aで反射されてレーザダイオード101内部を逆向きに進んで再びコリメートレンズ102側に射出され、残りが端面101aからレーザダイオード101の外部に射出される。
In the above configuration, the laser light emitted from the
以上の通り、図6に示す従来の外部共振器型波長可変光源100は、レーザダイオード101の端面101aと、レーザダイオード101の外部に設けられた平面ミラー104とによって共振器が形成されている。ここで、共振器をなす平面ミラー104を紙面に平行な面内で移動させるとともに、回折格子103によって回折される光が垂直に入射されるよう同面内で回転させると、平面ミラー104に入射するレーザ光の波長が変わるとともに共振器の光路長が変わるため、レーザダイオード101の端面101aから外部に射出されるレーザ光の波長を可変することができる。具体的には、図6中の符号D11を付して示す方向に平面ミラー104を移動させるとともに適宜回転させると、レーザ光の波長を長波長側に連続的に可変することができ、逆に符号D12を付して示す方向に平面ミラー104を移動させるとともに適宜回転させるとレーザ光の波長を短波長側に連続的に可変することができる。
As described above, the conventional external resonator type wavelength
尚、従来の外部共振器型波長可変光源の詳細については、例えば以下の特許文献1,2を参照されたい。
ところで、図6に示す外部共振器型波長可変光源100を光通信分野で用いる場合を例に挙げると、外部共振器型波長可変光源100には1pm未満の波長分解能が求められる。ここで、波長λ=1550nm、回折格子103に対する入射角α=75°、射出角β=25.4°、格子定数d=1.11μmのときに、レーザ光の波長を必要とされる波長分解能である1pmだけ変化させるには、前述した(2)式においてδλ=1pmとすると、レーザ光の射出角の変化量δβが約1μradになる。平面ミラー104は、モータ、送りネジ等の機械的な駆動装置で駆動させることとなるが、1μradの精度をもって駆動するのは困難である。
By way of example, when the external resonator type wavelength
また、前述した通り、コリメートレンズ102は、レーザダイオード101の無反射膜105が形成された端面におけるレーザ光の射出位置に、一方の焦点が配置されるようレーザダイオード101に対して位置決めされているが、外部共振器型波長可変光源100において、広い波長可変範囲(例えば、200nm程度)を確保するには、コリメートレンズ102の位置決め精度が極めて重要になる。例えば、コリメートレンズ102の焦点距離が2mmである場合には、広い波長可変範囲を確保するためにはコリメートレンズ102の位置決め誤差を1μm以下にする必要がある。コリメートレンズ102の位置決めに高い精度が必要になり調整が極めて困難である。
Further, as described above, the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、波長分解能が高く、調整が容易な外部共振器型波長可変光源を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an external resonator type wavelength tunable light source having high wavelength resolution and easy adjustment.
上記課題を解決するために、本発明の外部共振器型波長可変光源は、一方の端面に無反射膜(16、25)が形成された光源(11、21)と、当該光源の前記無反射膜が形成された端面側に配置されたレンズ(12、22)と、当該レンズを介した光から所定の波長を選択する波長選択素子(14、24、30)とを備える外部共振器型波長可変光源(10、20)において、前記レンズと前記波長選択素子との間の光路上に配置され、前記レンズを介した光の前記波長選択素子に対する入射角を可変する光学素子(13、23)を備えることを特徴としている。
この発明によると、光源の無反射膜が形成された端面から射出されたレーザ光は、レンズを介して光学素子に入射し、波長選択素子に対する入射角が可変されて波長選択素子に入射する。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記光学素子が、回転及び揺動の少なくとも一方が可能であることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記光学素子が、前記レンズと前記波長選択素子との間の光路に沿う方向に移動可能であることを特徴としている。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記光学素子が、屈折素子であることを特徴としている。
ここで、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記屈折素子が、レンズ及びプリズムの何れか一方であることが望ましい。
また、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記波長選択素子が、前記光源の端面側に配置されたレンズを介した光を、波長に応じた角度で回折する回折格子であることを特徴としている。
或いは、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記波長選択素子が、前記光源の端面側に配置されたレンズを介した光の入射角に応じた波長の光を反射する誘電体多層膜であることを特徴としている。
更に、本発明の外部共振器型波長可変光源は、前記回折格子で回折された光のうちの一部を前記回折格子に向けて反射する移動可能な反射鏡(15)を備えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, an external resonator type wavelength tunable light source according to the present invention includes a light source (11, 21) having an anti-reflective film (16, 25) formed on one end face, and the non-reflective of the light source. External resonator type wavelength comprising lenses (12, 22) arranged on the end face side on which the film is formed and wavelength selection elements (14, 24, 30) for selecting a predetermined wavelength from light via the lens In a variable light source (10, 20), an optical element (13, 23) disposed on an optical path between the lens and the wavelength selection element and configured to vary an incident angle of the light via the lens with respect to the wavelength selection element. It is characterized by having.
According to this invention, the laser light emitted from the end face on which the antireflection film of the light source is formed enters the optical element via the lens, and the incident angle with respect to the wavelength selection element is varied and enters the wavelength selection element.
Also, the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention is characterized in that the optical element is capable of at least one of rotation and oscillation.
The external resonator type wavelength tunable light source of the present invention is characterized in that the optical element is movable in a direction along an optical path between the lens and the wavelength selection element.
The external resonator type wavelength tunable light source of the present invention is characterized in that the optical element is a refractive element.
Here, in the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention, the refractive element is preferably one of a lens and a prism.
Further, in the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention, the wavelength selection element is a diffraction grating that diffracts light through a lens disposed on an end face side of the light source at an angle corresponding to the wavelength. It is a feature.
Alternatively, the external resonator type wavelength tunable light source according to the present invention is a dielectric multilayer film in which the wavelength selection element reflects light having a wavelength corresponding to an incident angle of light through a lens disposed on an end face side of the light source. It is characterized by being.
Furthermore, the external resonator type wavelength tunable light source of the present invention includes a movable reflecting mirror (15) for reflecting a part of the light diffracted by the diffraction grating toward the diffraction grating. Yes.
本発明によれば、レンズと波長選択素子との間に、波長選択素子に対する入射角を可変する光学素子を備えているため、波長を高精度に可変することができ波長分解能を高くすることができるという効果がある。また、この光学素子は、レンズと波長選択素子との間の光路に沿う方向に移動可能であるため、光学素子の位置を調整することでレンズの光源に対する位置決め誤差を補償することができ、調整が容易であるという効果がある。この結果、広い波長可変範囲(例えば、200nm程度)を確保することができる。 According to the present invention, since the optical element that varies the incident angle with respect to the wavelength selection element is provided between the lens and the wavelength selection element, the wavelength can be varied with high accuracy and the wavelength resolution can be increased. There is an effect that can be done. In addition, since this optical element can move in the direction along the optical path between the lens and the wavelength selection element, the positioning error of the lens with respect to the light source can be compensated by adjusting the position of the optical element. There is an effect that is easy. As a result, a wide wavelength variable range (for example, about 200 nm) can be ensured.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による外部共振器型波長可変光源について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態による外部共振器型波長可変光源の構成を示す平面図である。図1に示す通り、本実施形態による外部共振器型波長可変光源10は、レーザダイオード11(光源)、コリメートレンズ12、調整用レンズ13(光学素子、屈折素子)、回折格子14(波長選択素子)、及び平面ミラー15(反射鏡)を備えている。尚、図1に示す外部共振器型波長可変光源は、リットマン型の外部共振器型波長可変光源である。
Hereinafter, an external resonator type wavelength tunable light source according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an external resonator type tunable light source according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the external resonator type wavelength tunable
レーザダイオード11は、例えば半導体基板上に下部クラッド層、活性層、及び上部クラッド層を順に形成し、半導体基板を劈開して得られる平行な端面を共振器として用いるファブリペロー型の半導体レーザである。このレーザダイオード11には共振器をなす端面の一方に無反射膜(ARコート)16が形成されている。レーザダイオード11は無反射膜16が形成された端面をコリメートレンズ12側に向けて配置されている。
The
コリメートレンズ12は、レーザダイオード11の無反射膜16が形成された端面におけるレーザ光の射出位置に、一方の焦点が配置されるようレーザダイオード11に対して位置決めされている。このコリメートレンズ12は、レーザダイオード11から射出されるレーザ光を平行光にするとともに、回折格子14で回折されて調整用レンズ13を介したレーザ光をレーザダイオード11のレーザ光の射出位置に集光する。
The
調整用レンズ13は、コリメートレンズ12と回折格子14との間の光路上に移動可能に配置されており、コリメートレンズ12で変換された平行光の回折格子14に対する入射角を可変するものである。この調整用レンズ13は、具体的には、回転及び揺動の少なくとも一方が可能に構成されており、調整用レンズ13自体が回転及び揺動の少なくとも一方を行うと、コリメートレンズ12からの平行光の光軸が傾き、これにより平行光の回折格子14に対する入射角が可変される。
The
図2は、調整用レンズ13の回転及び揺動を説明するための図である。図2(a)に示す通り、レーザ光の光軸に直交し、且つ調整量レンズ13を通る位置に回転軸X1が設定されている場合には、調整用レンズ13はこの回転軸X1の周りで回転する。他方、図2(b)に示す通り、レーザ光の光軸に直交し、且つ調整量レンズ13の外部の位置に回転軸X2が設定されている場合には調整用レンズ13は、この回転軸X2の周りで回転(即ち、揺動)する。これらの回転軸X1,X2は、回折格子14に形成された格子の長手方向に沿うように設定される。尚、図2(a)に示す回転軸X1と図2(b)に示す回転軸X2との両方を設定し、調整用レンズ13を揺動可能であるとともに回転可能に構成しても良い。
FIG. 2 is a view for explaining the rotation and swing of the
調整用レンズ13は、例えばパワー(屈折力)が低い平凸レンズであり、平面をコリメートレンズ12側に、凸面を回折格子14側にそれぞれ向けて配置される。この調整用レンズ13を、例えば図1中の符号D1を付した方向に回転させると、コリメートレンズ12からの平行光は図中の光路L1を通って回折格子14に入射する。反対に、調整用レンズ13を図1中の符号D2を付した方向に回転させると、コリメートレンズ12からの平行光は図中の光路L2を通って回折格子14に入射する。図1から明らかな通り、調整用レンズ13を回転等させると回折格子14に対する平行光の入射角が変化する。
The
また、調整用レンズ13は、平行光の光軸方向(平行光の光路に沿う方向)に移動(微動)可能に構成されている。前述した通り、レーザダイオード11の無反射膜16が形成された端面におけるレーザ光の射出位置に、一方の焦点が配置されるようレーザダイオード11に対して位置決めされているが、この位置決め誤差があると波長可変範囲が狭くなる。調整用レンズ13を平行光の光軸方向に移動可能にすることで、コリメートレンズ12と調整用レンズ13とを1つのレンズとしてみたときに、コリメートレンズ12の位置決め誤差を補償することができ、広い波長範囲を確保することが可能となる。
The
回折格子14は、紙面に直交する方向に格子が形成された平面状の回折面14aを有しており、コリメートレンズ12によって平行にされ、調整用レンズ13を介した平行光、及び平面ミラー15によって反射されたレーザ光を、その波長に応じた角度で回折する。平面ミラー15は、回折格子14によって回折されたレーザ光を反射する。この平面ミラー15は、紙面に平行な面内で移動可能であり、且つ同面内で回転可能である。具体的には、図1中の符号D3,D4を付した方向に移動可能である。
The
上記構成において、レーザダイオード11から射出されたレーザ光は、コリメートレンズ12によって平行光に変換された後に、調整用レンズ13を介して回折格子14の回折面14aに入射し、波長に応じた角度で回折される。回折格子14で回折されたレーザ光のうち、平面ミラー15が配置されている方向へ回折されたレーザ光は、平面ミラー15で反射された後に再び回折格子14の回折面14aに入射する。このレーザ光は再び回折格子14で回折されて元の光路を逆向きに進み、調整用レンズ13を介してコリメートレンズ12に入射し、コリメートレンズ12により集光されてレーザダイオード11に入射する。レーザダイオード11に入射したレーザ光のうち、一部がレーザダイオード11の端面11aで反射されてレーザダイオード11内部を逆向きに進んで再びコリメートレンズ12側に射出され、残りが端面11aからレーザダイオード11の外部に射出される。
In the above configuration, the laser light emitted from the
ここで、調整用レンズ13を図1中の符号D1を付した方向に回転させると、コリメートレンズ12からの平行光は図中の光路L1を通って回折格子14に入射する。このとき、回折格子14に対する平行光の入射角αは大きくなり、平面ミラー15が配置されている方向には、より長い波長のレーザ光が回折されることになる。また、回折格子14に対する平行光の入射角αが大きくなるとともに、レーザダイオード11と回折格子14との間の光路長、及び回折格子14と平面ミラー15との間の光路長が長くなって共振条件が変化する。このため、回折格子14で回折されたレーザ光のうち、変化した共振条件を満たす波長のレーザ光が増幅されることになる。
Here, when the
上記とは反対に、調整用レンズ13を図1中の符号D2を付した方向に回転させると、コリメートレンズ12からの平行光は図中の光路L2を通って回折格子14に入射する。このとき、回折格子14に対する平行光の入射角αは小さくなり、平面ミラー15が配置されている方向には、より短い波長のレーザ光が回折されることになる。また、回折格子14に対する平行光の入射角αが小さくなるとともに、レーザダイオード11と回折格子14との間の光路長、及び回折格子14と平面ミラー15との間の光路長が短くなって共振条件が変化する。このため、回折格子14で回折されたレーザ光のうち、変化した共振条件を満たす波長のレーザ光が増幅されることになる。
Contrary to the above, when the
このように、調整用レンズ13を回転等させることで、外部共振器型波長可変光源10から射出されるレーザ光の波長を高精度に可変することができる。また、調整用レンズ13を図1中の平行光の光軸方向に移動させると、コリメートレンズ12と調整用レンズ13とを1つのレンズとしてみたときのレーザダイオード11側の焦点位置が微調整される。これにより、仮にコリメートレンズ12の位置決め誤差があったとしても、コリメートレンズ12の一方の焦点を、レーザダイオード11の無反射膜16が形成された端面におけるレーザ光の射出位置に配置することができる。
Thus, by rotating the
図3は、調整用レンズ13の回転角度と波長及び共振器長の変化量との関係の一例を示すグラフである。尚、図3に示すグラフは、コリメートレンズ12として焦点距離が1.8mmの非球面レンズを用い、調整用レンズ13として焦点距離が28.5mmの凸レンズを用いている。また、コリメートレンズ12と調整用レンズ13との間隔を4mmとし、コリメートレンズ12から調整用レンズ13の回転軸までの距離を5.3mmとしている。更に、回折格子13として格子定数が1/900mmのものを用い、回折格子14に対するレーザ光(平行光)の入射角を75°に設定している。
FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the rotation angle of the
図3に示す通り、外部共振器型波長可変光源10から射出されるレーザ光の波長が1550nmであるときは調整用レンズ13の回転角度は0°である。このときの共振器長は、約37.3338mmである。また、外部共振器型波長可変光源10から射出されるレーザ光の波長を0.1nm(100pm)だけ長い1550.1nmにする場合には、調整用レンズ13の回転角度を約−0.9°にすれば良く、反対に0.1nm(100pm)だけ短い1549.9nmにする場合には、調整用レンズ13の回転角度を約+0.9°にすれば良い。尚、波長が1550.1nmの場合には共振器長が約37.3365mmであり、波長が1549.9nmの場合には共振器長が約37.3313mmである。
As shown in FIG. 3, when the wavelength of the laser light emitted from the external resonator type wavelength tunable
以上の通り、外部共振器型波長可変光源10から射出されるレーザ光の波長を100pm可変させるのに調整用レンズ13を約0.9°だけ回転させればよい。このため、1pmの波長分解能を得るためには、0.009°(≒157μrad)だけ調整用レンズ13を回転させる必要がある。この精度は機械的な駆動装置で調整用レンズ13を駆動しても十分得ることができ、高い波長分解能を実現することができる。
As described above, the
以上の通り、本発明の一実施形態による外部共振器型波長可変光源10は、コリメートレンズ12と回折格子14との間の光路上に、コリメートレンズ12を介した平行光の回折格子14に対する入射角を可変する調整用レンズ13を配置している。このため、平面ミラー15を移動させることなしに、調整用レンズ13を回転等させるだけで外部共振器型波長可変光源10から射出されるレーザ光の波長を高精度に可変することができる。勿論、平面ミラー15を移動させれば、外部共振器型波長可変光源10から射出されるレーザ光の波長を大きく可変することができるのは言うまでもない。
As described above, the external resonator type wavelength tunable
また、調整用レンズ13は、コリメートレンズ12を介した平行光の光路に沿う方向に移動可能である。このため、コリメートレンズ12と調整用レンズ13とを1つのレンズとしてみたときのレーザダイオード11側の焦点位置を微調整することができる。これにより、仮にコリメートレンズ12の位置決め誤差があったとしても、コリメートレンズ12の一方の焦点を、レーザダイオード11の無反射膜16が形成された端面におけるレーザ光の射出位置に配置することができる。この結果として、広い波長範囲を確保することが可能となる。
The
以上、本発明の一実施形態による外部共振器型波長可変光源について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、リットマン型の外部共振器型波長可変光源を例に挙げて説明したが、本発明はリトロー型の外部共振器型波長可変光源にも適用することができる。図4は、本発明の他の実施形態による外部共振器型波長可変光源の構成を示す平面図である。 As described above, the external resonator type wavelength tunable light source according to the embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above embodiment, and can be freely changed within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the Littman type external resonator type tunable light source has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a Littrow type external resonator type tunable light source. FIG. 4 is a plan view showing the configuration of an external resonator type wavelength tunable light source according to another embodiment of the present invention.
図4に示す通り、本発明の他の実施形態による外部共振器型波長可変光源20は、レーザダイオード21、コリメートレンズ22、調整用レンズ23、及び回折格子24を備えるリトロー型の部共振器型波長可変光源である。図4に示すレーザダイオード21、コリメートレンズ22、及び調整用レンズ23は、図1に示すレーザダイオード11、コリメートレンズ12、及び調整用レンズ13と同様のものである。尚、レーザダイオード21の端面の一方には無反射膜25が形成されている。図4に示す外部共振器型波長可変光源20が備える回折格子24は、紙面に直交する方向に格子が形成された平面状の回折面24aを有しており、コリメートレンズ22によって平行にされて調整用レンズ23を介したレーザ光を、その波長に応じた角度で回折する。この回折格子24は、紙面に平行な面内で移動可能であり、且つ同面内で回転可能である。
As shown in FIG. 4, an external resonator type wavelength tunable
上記構成において、レーザダイオード21から射出されたレーザ光は、コリメートレンズ22によって平行光に変換された後に調整用レンズ23を介して回折格子24に入射し、波長に応じた角度で回折される。回折格子24で回折されたレーザ光のうち、元の光路を逆向きに進むレーザ光は、調整用レンズ23を介してコリメートレンズ22により集光されてレーザダイオード21に入射する。レーザダイオード21に入射したレーザ光の一部はレーザダイオード21の端面21aで反射されてレーザダイオード21内部を逆向きに進んで再びコリメートレンズ22側に射出され、残りが端面21aからレーザダイオード21の外部に射出される。
In the above configuration, the laser light emitted from the
図4に示す外部共振器型波長可変光源20も、図1に示す外部共振器型波長可変光源10と同様に、調整用レンズ23を回転等させることにより、コリメートレンズ22からの平行光の回折格子24に対する入射角を可変することができ、波長を高い精度で可変させることができる。勿論、図4中の符号D5を付して示す方向に回折格子24を移動させるとともに適宜回転させると、レーザ光の波長を長波長側に大きく連続的に可変することができ、逆に符号D6を付して示す方向に回折格子24を移動させるとともに適宜回転させるとレーザ光の波長を短波長側に大きく連続的に可変することができる。また、平行光の光路に沿う方向に移動(微動)させることで、コリメートレンズ22と調整用レンズ23とを1つのレンズとしてみたときのレーザダイオード21側の焦点位置を微調整することができる。
The external resonator type wavelength tunable
また、以上の説明では、外部共振器型波長可変光源10,20が回折格子14,24をそれぞれ備える場合を例に挙げて説明したが、必ずしも回折格子を備える必要はなく、入射するレーザ光から特定の波長を選択する波長選択素子を備えていれば良い。図5は、波長選択素子の一例を示す図である。図5においては、波長選択素子として誘電体多層膜30を例示している。この誘電体多層膜30は、例えば屈折率がn1の誘電体膜と、屈折率がn2の誘電体膜とを交互に積層したものであり、光の入射角に応じた波長の光を反射するものである。よって、誘電体多層膜30に対するレーザ光の入射角が変化すれば、反射光の波長も変化するため、例えば図1に示す回折格子14に代えて設けることができる。
In the above description, the case where the external resonator type wavelength tunable
また、上記実施形態では調整用レンズ12,22が平凸レンズである場合を例に挙げて説明したが、調整用レンズ12,22は凹レンズであっても良い。ところで、上記実施形態で説明した調整用レンズ12,22はコリメートレンズ12で変換された平行光の回折格子14に対する入射角を可変するものであるが、同様の機能を備えるのであれば必ずしも「レンズ」である必要はない。例えば、調整用レンズ12,22に代えてプリズム等の屈折素子を設けることも可能であり、更には屈折素子以外の偏向素子等の光学素子を設けることも可能である。
In the above-described embodiment, the case where the
10 外部共振器型波長可変光源
11 レーザダイオード
12 コリメートレンズ
13 調整用レンズ
14 回折格子
15 平面ミラー
16 無反射膜
20 外部共振器型波長可変光源
21 レーザダイオード
22 コリメートレンズ
23 調整用レンズ
24 回折格子
25 無反射膜
30 誘電体多層膜
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記レンズと前記波長選択素子との間の光路上に配置され、前記レンズを介した光の前記波長選択素子に対する入射角を可変する光学素子を備えることを特徴とする外部共振器型波長可変光源。 A light source having an antireflective film formed on one end face, a lens disposed on the end face side of the light source on which the antireflective film is formed, and a wavelength selection element that selects a predetermined wavelength from light passing through the lens In an external resonator type tunable light source comprising:
An external resonator type wavelength tunable light source, comprising: an optical element that is disposed on an optical path between the lens and the wavelength selection element, and that varies an incident angle of the light passing through the lens with respect to the wavelength selection element. .
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