JP2008153379A - Wavelength detecting device, and wavelength detecting 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、外部共振器型半導体レーザの発振モードを安定化させ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 stabilizing the oscillation mode of an external cavity semiconductor 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。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。 Research and development of hologram recording devices that record data using holography is ongoing. 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13は、従来の半導体レーザシステム100の概略的な構成を示した図である。
図13を参照して、従来の半導体レーザシステム100は、外部共振器型半導体レーザ50と、波長検出部101と、レーザ制御部110とを備える。波長検出部101は、光検出部102,103を有する。光検出部102は、オプティカルウェッジ104と、2分割光検出器106とを含む。光検出部103は、オプティカルウェッジ105と、2分割光検出器107とを含む。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional
Referring to FIG. 13, a conventional
外部共振器型半導体レーザ50は、波長が制御されたレーザ光PLを光検出部102,103に出力する。オプティカルウェッジ104は、レーザ光PLの一部を光ビームPR1として反射する。オプティカルウェッジ105は、オプティカルウェッジ104を透過したレーザ光PLの一部を光ビームPR2として反射する。オプティカルウェッジ105を透過したレーザ光PTは外部に出力される。
The external resonator
オプティカルウェッジ104,105は、両面のなす角が数十分程度のガラス板から構成されている。オプティカルウェッジ104,105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とで反射した光が干渉縞を形成する。オプティカルウェッジ104,105は、互いに厚みが異なり、2分割光検出器106,107上にそれぞれ波長変化に対する縞の移動量が異なる干渉縞パターンを生成する。これにより、以下に述べるように、異なる感度および波長範囲での発振波長検出が行なわれる。
The
2分割光検出器106は、光ビームPR1による干渉縞パターンを検出して検出信号S1を出力する。2分割光検出器106は、レーザパワーの変動による微小な波長変化(0.01nm程度の範囲)の波長変動を検出する。レーザパワーの変動は、たとえばレーザチップのモードホップにより生ずる。2分割光検出器107は、光ビームPR2による干渉縞パターンを検出して検出信号S2を出力する。2分割光検出器107は、外部共振器型半導体レーザ50の発振可能波長範囲(数nm)の比較的広い範囲での波長検出を行なう。2分割光検出器106,107は、機能を逆にしてもよい。
The two-
レーザ制御部110は、検出信号S1,S2を受けて、制御信号CTを外部共振器型半導体レーザ50に帰還する。このように、半導体レーザシステム100は、外部共振器型半導体レーザ50の発振波長を検出し、レーザ制御部110により波長のフィードバックおよび波長制御を行なっている。次に、外部共振器型半導体レーザ50の具体的な構成および動作について説明する。
The
図14は、従来の半導体レーザシステム100における外部共振器型半導体レーザ50の概略的な構成を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of an external resonator
図14を参照して、外部共振器型半導体レーザ50は、レーザダイオード51と、コリメートレンズ52と、波長制御用回折格子53と、回折格子回転機構54とを含む。レーザダイオード51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52は、レーザダイオード51により発光されたレーザ光PAを平行光にする。
Referring to FIG. 14, external resonator
波長制御用回折格子53は、レーザ光PAを受けて、波長ごとに異なる方向へ1次光を発生する。波長制御用回折格子53は、特定波長(たとえば405nm)の1次光がレーザダイオード51に戻るように、レーザダイオード51との間の角度が設定されている。これにより、レーザダイオード51内でその波長成分だけが増幅し、レーザ光PAはシングルモードとなる。
The wavelength control diffraction grating 53 receives the laser beam PA and generates primary light in different directions for each wavelength. The angle with respect to the
回折格子回転機構54は、波長制御用回折格子53の角度を調整することで、レーザダイオード51の発振波長を制御する。波長制御用回折格子53の0次光(反射光)PLは、出力光として外部共振器型半導体レーザ50から出射される。
The diffraction grating
図15は、図13の半導体レーザシステム100から出力されるレーザ光PTのレーザパワーと波長との関係を示した図である。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the laser power and wavelength of the laser beam PT output from the
図15において、グラフの横軸はレーザパワー(mW)を示し、グラフの横軸は波長(nm)を示している。図15に示すように、レーザ光PTのレーザパワーが増加するのに伴い、レーザ光PTの波長は概ねノコギリ状の変化を示す。 In FIG. 15, the horizontal axis of the graph indicates laser power (mW), and the horizontal axis of the graph indicates wavelength (nm). As shown in FIG. 15, as the laser power of the laser beam PT increases, the wavelength of the laser beam PT shows a substantially sawtooth change.
半導体レーザシステム100では、レーザパワーの増加に伴ってレーザ光PT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レーザ光PTの波長が急激に小さくなるレーザチップモードホップの領域とが存在する。このように2つのモードホップ領域が併存することで、レーザ光PTの波長は、図15に示すように、レーザパワーの増加にともない、ある程度離散的に推移する。
In the
レーザチップによるモードホップは0.04nm程度となるので、良好なホログラム記録が不可能となる。そこで、半導体レーザシステム100では、図13で説明したように、2つの検出系を有する波長検出部101において数十pmから数nmの範囲での波長を検出することにより発振波長の安定化を図っている。
Since the mode hop by the laser chip is about 0.04 nm, good hologram recording is impossible. Therefore, in the
特許文献2のレーザ光源装置は、微小な波長変化(0.01nm程度の範囲)の検出には特許文献1と同様にオプティカルウェッジの干渉光を用い、数nmの波長変化の検出には波長制御用回折格子の反射光の入射位置を検出する。
図13〜15で説明した従来の半導体レーザシステム100は、2つの検出系でレーザ光PTの波長を検出している。具体的には、微小な波長変化(0.01nm程度の範囲)の波長変動の検出には、数100μm程度の厚みのオプティカルウェッジを用いている。一方、比較的大きな波長変化、例えば0.04nmの100倍の4nmの範囲の波長変動の検出には、上記オプティカルウェッジの約1/100である数μm程度の厚みのオプティカルウェッジが必要となる。
The conventional
上記のように、厚みが非常に薄いオプティカルウェッジは、耐久性が低下する恐れがあり、実用的ではない。特許文献1では、2枚のガラスを傾けて重ねたものを代用として用いる案も提案されている。しかし、2枚のガラスを数μmの間隔でかつ角度を0.01度程度となるように構成する必要があり、製作が困難である。
As described above, an optical wedge having a very thin thickness may be deteriorated in durability and is not practical.
また、2種類のオプティカルウェッジは、微小波長範囲の検出用に1枚、広い範囲の波長検出範囲に2枚の少なくとも3枚が必要となる。この場合、半導体レーザシステム100を構成する部材数が多くなり、装置が大型化する問題がある。
In addition, two types of optical wedges are required, at least three of which are one for detection in a minute wavelength range and two in a wide wavelength detection range. In this case, there is a problem that the number of members constituting the
一方、特許文献2で提案されているレーザ光源装置は、微小な波長変化(0.04nm程度の範囲)と比較的広い数nm範囲での波長検出とで別々の検出系を必要とするため、やはり構成部材が多くなり、光学系も大型化する。このため、外部共振器型半導体レーザシステムの大型化ならびにコストアップの原因となる。
On the other hand, the laser light source device proposed in
それゆえに、この発明の目的は、広範かつ微小な波長の検出であっても装置が大型化しない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 do not increase the size of the device even when detecting a wide range of minute wavelengths.
この発明は、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レーザ光源と、光ビームの波長の微小変化を検出するとともに光ビームの波長を広範囲に判別する波長検出部とを備える。波長検出部は、光ビームの一部を回折する回折格子と、回折格子によって回折された光ビームを受光する光検出器とを含む。波長検出部は、回折格子と光検出器との間の距離の設定と、回折格子の格子ピッチの設定とに基づいて光ビームの波長を検出する。 The present invention is a wavelength detection device that detects the wavelength of a light beam, a laser light source that emits the light beam, and a wavelength detection unit that detects a minute change in the wavelength of the light beam and distinguishes the wavelength of the light beam over a wide range With. The wavelength detection unit includes a diffraction grating that diffracts a part of the light beam and a photodetector that receives the light beam diffracted by the diffraction grating. The wavelength detector detects the wavelength of the light beam based on the setting of the distance between the diffraction grating and the photodetector and the setting of the grating pitch of the diffraction grating.
好ましくは、回折格子は、光ビームの一部を少なくとも0次回折光および第1の1次回折光に分割する第1の回折領域を含む。光検出器は、0次回折光と第1の1次回折光とによる干渉縞の光量分布を検出する第1および第2の受光素子とを含む。波長検出部は、第1および第2の受光素子の差動出力に基づいて光ビームの波長の微小変化を検出する。 Preferably, the diffraction grating includes a first diffraction region that divides a part of the light beam into at least a zero-order diffracted light and a first first-order diffracted light. The photodetector includes first and second light receiving elements that detect a light amount distribution of interference fringes by the 0th-order diffracted light and the first 1st-order diffracted light. The wavelength detector detects a minute change in the wavelength of the light beam based on the differential outputs of the first and second light receiving elements.
好ましくは、第1の受光素子と第2の受光素子との間の境界線は、レーザ光源のシングルモード発振時に光検出器に落射する干渉縞の強度の最大値の1/2となる位置に設けられている。 Preferably, the boundary line between the first light receiving element and the second light receiving element is at a position that is ½ of the maximum value of the intensity of the interference fringes incident on the photodetector during single mode oscillation of the laser light source. Is provided.
好ましくは、回折格子は、光ビームの一部を少なくとも第2の1次回折光に分割する第2の回折領域と、光ビームの一部を少なくとも第3の1次回折光に分割する第3の回折領域とを含む。光検出器は、第2の1次回折光を受光する第3および第4の受光素子と、第3の1次回折光を受光する第5および第6の受光素子とを含む。波長検出部は、第3および第4の受光素子の差動信号と第5および第6の受光素子の差動信号との和に基づいて光ビームの波長を広範囲に判別する。 Preferably, the diffraction grating has a second diffraction region that divides a part of the light beam into at least a second first-order diffracted light, and a third diffraction that divides a part of the light beam into at least a third first-order diffracted light. Area. The photodetector includes third and fourth light receiving elements that receive the second first-order diffracted light, and fifth and sixth light-receiving elements that receive the third first-order diffracted light. The wavelength detector determines the wavelength of the light beam over a wide range based on the sum of the differential signals of the third and fourth light receiving elements and the differential signals of the fifth and sixth light receiving elements.
好ましくは、第3の受光素子と第4の受光素子との間の境界線は、光ビームの設定波長時において、第2の1次回折光が落射する位置に設けられている。また、第5の受光素子と第6の受光素子との間の境界線は、光ビームの設定波長時において、第3の1次回折光が落射する位置に設けられている。 Preferably, the boundary line between the third light receiving element and the fourth light receiving element is provided at a position where the second first-order diffracted light is incident upon the set wavelength of the light beam. The boundary line between the fifth light receiving element and the sixth light receiving element is provided at a position where the third first-order diffracted light is incident upon the set wavelength of the light beam.
好ましくは、回折格子は、光ビームの一部を少なくとも0次回折光および第1の1次回折光に分割する第1の回折領域と、光ビームの一部を少なくとも0次回折光および第2の1次回折光に分割する、第1の回折領域より格子ピッチの大きな第2の回折領域とを含む。光検出器は、0次回折光と第1の1次回折光とによる干渉縞の光量分布を検出する第1および第2の受光素子と、0次回折光と第2の1次回折光とによる干渉縞の光量分布を検出する第3および第4の受光素子とを含む。波長検出部は、第1および第2の受光素子の差動出力に基づいて光ビームの波長の微小変化を検出するとともに、第3および第4の受光素子の差動出力に基づいて光ビームの波長を広範囲に判別する。 Preferably, the diffraction grating includes a first diffraction region that divides a part of the light beam into at least a zero-order diffracted light and a first first-order diffracted light, and a part of the light beam at least a zero-order diffracted light and a second primary order. And a second diffraction region having a grating pitch larger than that of the first diffraction region, which is divided into folded light. The photodetector includes first and second light receiving elements that detect a light amount distribution of interference fringes by the zeroth-order diffracted light and the first first-order diffracted light, and interference fringes by the zeroth-order diffracted light and the second first-order diffracted light. 3rd and 4th light receiving element which detects light quantity distribution. The wavelength detection unit detects a minute change in the wavelength of the light beam based on the differential outputs of the first and second light receiving elements, and detects the light beam based on the differential outputs of the third and fourth light receiving elements. Distinguish wavelength over a wide range.
好ましくは、レーザ光源は、外部共振器型レーザである。
この発明の他の局面によれば、レーザ光源から出射される光ビームの波長を検出する波長検出方法であって、光ビームの一部を回折格子で回折するステップと、回折格子によって回折された光ビームを光検出器で受光するステップと、回折格子と光検出器との間の距離の設定と、回折格子の格子ピッチの設定とに基づいて、光ビームの波長の微小変化を検出するとともに光ビームの波長を広範囲に判別するステップとを備える。
Preferably, the laser light source is an external resonator type laser.
According to another aspect of the present invention, there is provided a wavelength detection method for detecting the wavelength of a light beam emitted from a laser light source, the step of diffracting a part of the light beam with a diffraction grating, Based on the step of receiving the light beam with the light detector, the setting of the distance between the diffraction grating and the light detector, and the setting of the grating pitch of the diffraction grating, and detecting the minute change in the wavelength of the light beam Discriminating the wavelength of the light beam over a wide range.
この発明によれば、広範かつ微小な波長の検出であっても装置が大型化しない。 According to the present invention, the apparatus does not increase in size even when detecting a wide and minute wavelength.
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による波長検出装置1A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
図1を参照して、実施の形態1の波長検出装置1Aは、外部共振器型半導体レーザ10と、波長検出部20と、レーザ制御部27とを備える。波長検出部20は、回折格子2Aと、光検出器3Aと、ハーフミラー11とを含む。
Referring to FIG. 1, the
図2は、図1の波長検出装置1Aにおける外部共振器型半導体レーザ10の概略的な構成を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the external resonator
図2を参照して、外部共振器型半導体レーザ10は、図14と同様に、レーザダイオード21と、コリメートレンズ22と、波長制御用回折格子23と、回折格子回転機構24とを含む。レーザダイオード21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22は、レーザダイオード21により発光されたレーザ光PAを平行光にする。
Referring to FIG. 2, external resonator
波長制御用回折格子23は、レーザ光PAを受けて、波長ごとに異なる方向へ1次光を発生する。波長制御用回折格子23は、特定波長(たとえば405nm)の1次光がレーザダイオード21に戻るように、レーザダイオード21との間の角度が設定されている。これにより、レーザダイオード21内でその波長成分だけが増幅し、レーザ光PAはシングルモードとなる。
The wavelength
回折格子回転機構24は、波長制御用回折格子23の角度を調整することで、レーザダイオード21の発振波長を制御する。波長制御用回折格子23の0次光(反射光)PLは、出力光として外部共振器型半導体レーザ10から出射される。
The diffraction
図1に戻って、外部共振器型半導体レーザ10は、波長が制御されたレーザ光PLを波長検出部20に出力する。レーザ光PLは、たとえば405nm程度のブルーのレーザ光である。ハーフミラー11は、レーザ光PLの一部を光ビームPRとして回折格子2Aの方向へ反射する。回折格子2Aは、入射した光ビームPRを回折し、光検出器3A上の所望の位置に落射させる。光検出器3Aは、回折格子2Aによる回折光を受光して検出信号SDを出力する。レーザ制御部27は、検出信号SDに基づいて生成された制御信号CTを外部共振器型半導体レーザ10に帰還する。
Returning to FIG. 1, the external
図3は、図1の波長検出装置1Aにおける回折格子2Aの概略的な構成を示した図である。回折格子2Aは、3つの回折領域2a〜2cに分割されている。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the
図4は、図1の波長検出装置1Aにおける光検出器3Aの概略的な構成を示した図である。図4に示すように、光検出器3Aは、受光素子3a1,3a2,3b1,3b2,3c1,3c2を含む。これらの受光素子には、フォトディテクター、CCD(Charge Coupled Device)、PSD(Position Sensing Detector)等を用いることができる。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the
図3,4を参照して、回折格子2Aへ入射する光ビームPRは、回折領域2a〜2cの各々で回折される。回折領域2a〜2cは、共通の0次回折光P0を生成する。
3 and 4, the light beam PR incident on the
回折領域2aに入射した光ビームPRは、0次回折光P0と1次回折光Pa1とに分割される。光検出器3A上において、0次回折光P0と1次回折光Pa1とが重なっている部分には、1次回折光Pa1の回折方向であるX方向と垂直なY方向に干渉縞が形成される。受光素子3a1,3a2は、当該干渉縞が落射する位置に配置され、当該干渉縞の光量分布を検出する。
The light beam PR incident on the
回折領域2bに入射した光ビームPRは、0次回折光P0と1次回折光Pbとに分割される。1次回折光Pbは、設定波長(405nm)において、受光素子3b1,3b2の間に集光される。また、回折領域2cに入射した光ビームPRは、0次回折光P0と1次回折光Pcとに分割される。1次回折光Pcは、上記と同じ設定波長において、受光素子3c1,3c2の間に集光される。
The light beam PR incident on the diffraction region 2b is split into 0th-order diffracted light P0 and 1st-order diffracted light Pb. The first-order diffracted light Pb is condensed between the light receiving elements 3b1 and 3b2 at the set wavelength (405 nm). Further, the light beam PR incident on the
上記のような構成で、波長検出装置1Aは、高感度および広範囲の波長検出を並列に行なう。具体的には、受光素子3a1,3a2の出力により、レーザチップのモードホップ(約0.01nmの波長変化)程度の高感度の波長検出が行なわれる。また、受光素子3b1,3b2,3c1,3c2の出力により、数nm程度の広範囲の波長検出が行なわれる。次に、これらの波長検出原理について詳しく説明する。
With the configuration as described above, the
図5は、レーザ光PLの波長が変化したときの受光素子3a1,3a2,3b1,3b2,3c1,3c2上でのビームスポットの変化および干渉を示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing changes and interference of beam spots on the light receiving elements 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2 when the wavelength of the laser beam PL is changed.
図5に示すように、レーザ光PLの波長が増加する方向に変化すると、設定波長時の1次回折光Pb,Pcのスポット形状および落射位置が1次回折光Pb+,Pc+のようにそれぞれ変化する。逆に、レーザ光PLの波長が減少する方向に変化すると、設定波長時の1次回折光Pb,Pcのスポット形状および落射位置が1次回折光Pb−,Pc−のようにそれぞれ変化する。 As shown in FIG. 5, when the wavelength of the laser beam PL is changed in the increasing direction, the spot shapes and the incident positions of the first-order diffracted lights Pb and Pc at the set wavelength are changed as the first-order diffracted lights Pb + and Pc +, respectively. On the other hand, when the wavelength of the laser beam PL changes in the decreasing direction, the spot shape and the incident position of the first-order diffracted light Pb and Pc at the set wavelength change as the first-order diffracted lights Pb− and Pc−.
上記のように、レーザ光PLの波長が変化すると、回折格子2Aの回折角度が変化し、波長が大きくなるほど回折角度が大きくなる。受光素子3b1,3b2,3c1,3c2から出力される信号をそれぞれSb1,Sb2,Sc1,Sc2とすると、検出信号SDの一部である波長信号Sλは次式で表わされる。
As described above, when the wavelength of the laser beam PL changes, the diffraction angle of the
Sλ=(Sb2−Sb1)+(Sc2−Sc1)
波長信号Sλは、レーザ光PLの波長が設定波長(405nm)のときは0となり、波長の大小に応じて±方向に変化する。よって、波長検出装置1Aは、波長信号Sλを演算することによって波長検出を行なうことができる。波長信号Sλによる波長検出では、数nm範囲での波長検出が可能である。しかし、この検出系では、レーザチップのモードホップによる微小な波長変化の検出に必要な0.01nm程度の高感度な波長検出を行なうのは困難である。
Sλ = (Sb2-Sb1) + (Sc2-Sc1)
The wavelength signal Sλ is 0 when the wavelength of the laser light PL is the set wavelength (405 nm), and changes in the ± direction according to the size of the wavelength. Therefore, the
次に、受光素子3a1,3a2を用いて高感度な波長検出を行なう方法を説明する。図3,4で説明したように、回折領域2aの回折方向はY方向となる。このとき、図5に示すように、回折領域2aでの0次回折光Pa0と1次回折光Pa1との干渉縞の強度分布は、干渉領域内において、X方向には変化がなく、Y方向に回折格子2Aの格子ピッチで決まる周期の明暗パターンが形成される。
Next, a method for performing highly sensitive wavelength detection using the light receiving elements 3a1 and 3a2 will be described. As described in FIGS. 3 and 4, the diffraction direction of the
図6は、受光素子3a1,3a2上で検出される0次回折光Pa0と1次回折光Pa1との干渉縞の強度分布を示した図である。 FIG. 6 is a diagram showing the intensity distribution of interference fringes between the 0th-order diffracted light Pa0 and the 1st-order diffracted light Pa1 detected on the light receiving elements 3a1 and 3a2.
図6において、横軸はY方向の位置、縦軸は光強度を示す。ここでは、回折格子2Aへ入射する光ビームPRが平行光であり、回折格子2Aと受光素子3a1,3a2とが平行に配置されていると仮定する。このとき、図6に示すように、干渉縞の明部から次の明部または暗部から次の暗部までの距離Tは、格子ピッチTpと一致する。
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the position in the Y direction, and the vertical axis indicates the light intensity. Here, it is assumed that the light beam PR incident on the
図7は、モードホップが発生して設定波長405nmのレーザ光PLが波長差0.04nmの405.04nmに変化した場合の干渉縞の変化を示した図である。 FIG. 7 is a diagram showing a change in interference fringes when a mode hop occurs and the laser light PL having a set wavelength of 405 nm is changed to 405.04 nm with a wavelength difference of 0.04 nm.
図7において、レーザ光PLの波長が405nm,405.04nmの場合の干渉縞の強度分布をそれぞれP405,P405.04で表わす。強度分布P405の明暗の位置と強度分布P405.04の明暗の位置との関係は、それぞれの波長での0次回折光Pa0および1次回折光Pa1の受光素子3a1,3a2上各位置での光路差により決まる。すなわち、両者の位置関係は、回折格子2Aと光検出器3Aとの間のZ方向の距離と、回折格子2Aの格子ピッチとにより決まる。
In FIG. 7, the intensity distributions of interference fringes when the wavelengths of the laser light PL are 405 nm and 405.04 nm are represented by P405 and P405.04, respectively. The relationship between the light / dark position of the intensity distribution P405 and the light / dark position of the intensity distribution P405.04 depends on the optical path difference at each position on the light receiving elements 3a1 and 3a2 of the 0th-order diffracted light Pa0 and the 1st-order diffracted light Pa1 at each wavelength. Determined. That is, the positional relationship between the two is determined by the distance in the Z direction between the
実施の形態1では、回折格子2Aと光検出器3Aとの間のZ方向の距離が100mm、回折格子2Aの格子ピッチが3.5μmと仮定している。このとき、図7に示すように、強度分布P405の明暗の位置と強度分布P405.04の明暗の位置とでは、干渉縞の明暗パターンが1/2周期ずれる。次に、この干渉縞の変化から、検出信号SDの一部である波長判別信号Smhを生成する方法について説明する。
In the first embodiment, it is assumed that the distance in the Z direction between the
図8は、図6で示した干渉縞の強度分布と受光素子3a1,3a2の配置との関係を示した図である。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the interference fringe intensity distribution shown in FIG. 6 and the arrangement of the light receiving elements 3a1 and 3a2.
図8において、受光素子3a1,3a2のX方向の幅は等しいものとする。受光素子3a1,3a2のY方向の幅Wtも等しく、以下の式で表わされる。 In FIG. 8, it is assumed that the light receiving elements 3a1 and 3a2 have the same width in the X direction. The widths Wt in the Y direction of the light receiving elements 3a1 and 3a2 are also equal and are expressed by the following equations.
Wt=(m+(1/2))T (m=0,1,2,…)
図8に示すように、受光素子3a1,3a2の間の境界線は、シングルモード発振時の干渉縞の最大値の1/2となる位置に設けられる。具体的には、受光素子3a1,3a2の出力(Sa1−Sa2)を観測して、最大値となる位置に位置決めする。このように位置決めすることで、レーザ光PLが設定波長(405nm)となったときには、出力(Sa1−Sa2)が0から大きくずれることになる。
Wt = (m + (1/2)) T (m = 0, 1, 2,...)
As shown in FIG. 8, the boundary line between the light receiving elements 3a1 and 3a2 is provided at a position that is ½ of the maximum value of the interference fringes during single mode oscillation. Specifically, the outputs (Sa1-Sa2) of the light receiving elements 3a1, 3a2 are observed and positioned at the position where the maximum value is obtained. By positioning in this way, the output (Sa1-Sa2) is greatly deviated from 0 when the laser beam PL reaches the set wavelength (405 nm).
上記の設定において、レーザチップのモードホップが発生すると、図7で説明したように、干渉縞の明暗パターンが1/2周期ずれる。この結果、受光素子3a1,3a2の差動出力である波長判別信号Smh=Sa1−Sa2の値も低下する。この波長判別信号Smhを検出することにより、−0.04nm〜0.04nm程度の微小範囲の波長変動を検出することが可能となる。 In the above setting, when a mode hop of the laser chip occurs, the bright / dark pattern of the interference fringes is shifted by 1/2 period as described with reference to FIG. As a result, the value of the wavelength discrimination signal Smh = Sa1−Sa2 which is the differential output of the light receiving elements 3a1 and 3a2 also decreases. By detecting this wavelength discrimination signal Smh, it is possible to detect a wavelength variation in a minute range of about -0.04 nm to 0.04 nm.
なお、実施の形態1では、波長検出範囲の広い低感度の波長検出を数nm範囲とし、高感度の波長検出を−0.04nm〜0.04nm程度の範囲として説明してきたが、これらの範囲に限定されるものではない。 In the first embodiment, low-sensitivity wavelength detection with a wide wavelength detection range has been described as a few nm range, and high-sensitivity wavelength detection has been described as a range of about -0.04 nm to 0.04 nm. It is not limited to.
また、実施の形態1では、波長検出装置1Aが外部共振型半導体レーザの波長検出に用いられる例を示したが、これに限定されるものではなく、外部共振型半導体レーザ以外のレーザ光源の波長検出に用いることもできる。
In the first embodiment, the
以上のように、実施の形態1の波長検出装置1Aは、光検出器3Aの各受光素子の出力により、比較的広い範囲(たとえば数nm)での波長信号Sλ、および微小変化(たとえば0.01nm程度)での波長判別信号Smhを生成する。これにより、外部共振器型半導体レーザ10の発振波長を所望の波長に制御することができ、かつ安定動作を実現することができる。その結果、部材数の少ない簡単な構成で、小型かつ低コストな外部共振器型半導体レーザ装置を実現することが可能となる。
As described above, the
また、実施の形態1の波長検出装置1Aは、レーザ光を回折させる回折手段と、当該回折された光ビームを受光する光検出手段とを備える。上記回折手段は、少なくとも第1および第2の回折領域を有しており、各回折領域からの回折光により第1および第2の波長判別信号を検出することを特徴とする。これにより、回折格子1つと光検出器1つという少ない構成部材で、小型かつ低コストな波長検出装置を実現できる。
The
また、実施の形態1の波長検出装置1Aは、上記の構成において、光検出手段が、第1の回折領域からの回折光を受光する第1の受光素子群と、第2の回折領域からの回折光を受光する第2の受光素子群とを含む。これにより、光検出手段を第1および第2の回折領域という簡単な構成で実現できる。
Further, in the
また、実施の形態1の波長検出装置1Aは、上記の構成において、第1の回折領域に入射したレーザ光が複数のビームに分割され、当該複数のビームが重ね合わされる位置に第1の受光素子群が配置され、第1の受光素子群の差動出力により、上記レーザ光の波長を検出するための第1の波長判別信号が生成されることを特徴とする。これにより、回折格子の第1の回折領域に干渉光を生成するための格子パターンを形成することができ、第1の波長判別信号生成用の回折光を発生させることができる。また、一括パターンニングによる簡易な製作工程により、第1の波長判別信号生成用の回折格子が作成できる。
In the
好ましくは、実施の形態1の波長検出装置1Aは、上記の構成において、第1の波長判別信号が第2の波長判別信号よりもレーザ光の波長の変化に対して高感度に変化することを特徴とする。これにより、第1の波長判別信号を用いて、レーザ光源の微小な波長変化(たとえば0.01nm程度)を検出することができる。
Preferably, the
好ましくは、実施の形態1の波長検出装置1Aは、上記の構成において、第1の波長判別信号が第2の波長判別信号よりもレーザ光の波長検出範囲が狭いことを特徴とする。これにより、第2の波長判別信号を用いてレーザ光源の波長を比較的広い範囲(たとえば数nm程度)にわたって検出することができる。
Preferably, the
[実施の形態2]
図9は、この発明の実施の形態2による波長検出装置1Bの概略的な構成を示した図である。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a wavelength detection device 1B according to
図9を参照して、実施の形態2の波長検出装置1Bは、回折格子2Aおよび光検出器3Aが回折格子2Bおよび光検出器3Bが置き換えられた点において、実施の形態1の波長検出装置1A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ここでは繰り返さない。
Referring to FIG. 9, the wavelength detection device 1B according to the second embodiment is the same as the wavelength detection device according to the first embodiment in that the
図10は、図9の波長検出装置1Bにおける回折格子2Bの概略的な構成を示した図である。回折格子2Bは、2つの回折領域4a,4bに分割されており、両者の格子ピッチは互いに異なる。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the
図11は、図9の波長検出装置1Bにおける光検出器3Bの概略的な構成を示した図である。図11に示すように、光検出器3Bは、受光素子5a1,5a2,5b1,5b2を含む。これらの受光素子には、たとえば、フォトディテクター、CCD、PSDを用いることができる。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of the
図10,11を参照して、回折格子2Bへ入射する光ビームPRは、回折領域4a,4bの各々で回折される。回折領域4a,4bは、共通の0次回折光P0を生成する。
Referring to FIGS. 10 and 11, the light beam PR incident on the
回折領域4aに入射した光ビームPRは、0次回折光P0と1次回折光Pa1とに分割される。光検出器3B上において、0次回折光P0と1次回折光Pa1とが重なっている部分には、1次回折光Pa1の回折方向であるX方向と垂直なY方向に干渉縞が形成される。実施の形態2では、回折格子2Bと光検出器3Bとの間のZ方向の距離が100mm、回折格子2Bのうち回折領域4aの格子ピッチが2.1μmと仮定している。
The light beam PR incident on the
受光素子5a1,5a2は、上記干渉縞が落射する位置に配置され、当該干渉縞の光量分布を検出する。これにより、実施の形態1の受光素子3a1,3a2と同様に、レーザチップのモードホップを検出することができる。 The light receiving elements 5a1 and 5a2 are arranged at positions where the interference fringes are incident and detect the light quantity distribution of the interference fringes. Thereby, the mode hop of the laser chip can be detected as in the light receiving elements 3a1 and 3a2 of the first embodiment.
回折領域4bに入射した光ビームPRは、0次回折光P0と1次回折光Pb1とに分割される。光検出器3B上において、0次回折光P0と1次回折光Pb1とが重なっている部分には、1次回折光Pb1の回折方向であるX方向と垂直なY方向に、受光素子5a1,5a2上とは異なるピッチの干渉縞が形成される。受光素子5b1,5b2は、当該干渉縞が落射する位置に配置され、当該干渉縞の光量分布を検出する。
The light beam PR incident on the
図12は、回折領域4bによる受光素子5b1,5b2上の干渉縞を用いてレーザ光PLの波長を検出する原理を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the principle of detecting the wavelength of the laser beam PL using the interference fringes on the light receiving elements 5b1 and 5b2 by the
図12において、横軸は回折格子2Bのうち回折領域4bの格子ピッチ、縦軸は干渉縞の周期で規格化された干渉縞の位置ずれ量を示す。レーザチップのモードホップによる波長変動に対応する0.04nmの波長差での干渉縞の位置ずれ量を0.04T、5nmの波長差での干渉縞の位置ずれ量を5Tで表わす。
In FIG. 12, the horizontal axis represents the grating pitch of the
図12に示すように、波長差が0.04nmのときに干渉縞の位置ずれ量が0.5(1/2周期)となるようにするには、位置ずれ量0.04Tとの交点から、回折領域4bの格子ピッチを3.5μmとすればよいことが分かる。この場合には、受光素子5b1,5b2の差動出力を検出することで、レーザチップのモードホップのような微小変化の波長検出を行なうことができる。
As shown in FIG. 12, in order to make the interference fringe displacement amount 0.5 (1/2 period) when the wavelength difference is 0.04 nm, from the intersection with the displacement amount 0.04T. It can be seen that the grating pitch of the
また、±5nmの範囲での波長変動を検出するためには、波長差が5nmのときに干渉縞の位置ずれ量が0.5(1/2周期)となるようにすればよい。この場合、回折領域4bの格子ピッチは、位置ずれ量5Tとの交点から38.7μmとなる。この場合には、受光素子5b1,5b2の差動出力を検出することで、数nm程度の広範囲の波長検出を行なうことができる。
Further, in order to detect the wavelength fluctuation in the range of ± 5 nm, it is only necessary that the amount of displacement of the interference fringes is 0.5 (1/2 period) when the wavelength difference is 5 nm. In this case, the grating pitch of the
なお、実施の形態2では、波長検出範囲の広い低感度の波長検出を数nm範囲とし、高感度の波長検出を−0.04nm〜0.04nm程度の範囲として説明してきたが、これらの範囲に限定されるものではない。 In the second embodiment, low-sensitivity wavelength detection with a wide wavelength detection range is described as a few nm range, and high-sensitivity wavelength detection is described as a range of about −0.04 nm to 0.04 nm. It is not limited to.
また、実施の形態2では、波長検出装置1Bが外部共振型半導体レーザの波長検出に用いられる例を示したが、これに限定されるものではなく、外部共振型半導体レーザ以外のレーザ光源の波長検出に用いることもできる。 In the second embodiment, the example in which the wavelength detection device 1B is used for the wavelength detection of the external resonance type semiconductor laser is shown. However, the present invention is not limited to this, and the wavelength of the laser light source other than the external resonance type semiconductor laser is used. It can also be used for detection.
以上のように、実施の形態2の波長検出装置1Bは、回折格子2Bを回折領域4a,4bに分割し、回折領域4a,4bの格子ピッチを互いに異なる値に設定することで、レーザモードホップ(たとえば0.04nm程度)の検出とともに、数nm範囲の波長変化を検出することができる。その結果、部材数の少ない簡単な構成で、小型かつ低コストな外部共振器型半導体レーザ装置を実現することが可能となる。
As described above, the wavelength detection device 1B according to the second embodiment divides the
また、実施の形態2の波長検出装置1Bは、レーザ光を回折させる回折手段と、当該回折された光ビームを受光する光検出手段とを備える。上記回折手段は、少なくとも第1および第2の回折領域を有しており、各回折領域からの回折光により第1および第2の波長判別信号を検出することを特徴とする。これにより、回折格子1つと光検出器1つという少ない構成部材で、小型かつ低コストな波長検出装置を実現できる。 The wavelength detection device 1B according to the second embodiment includes a diffracting unit that diffracts laser light and a light detecting unit that receives the diffracted light beam. The diffracting means has at least first and second diffraction regions, and detects the first and second wavelength discrimination signals by diffracted light from each diffraction region. As a result, a small-sized and low-cost wavelength detection device can be realized with a small number of components such as one diffraction grating and one photodetector.
また、実施の形態2の波長検出装置1Bは、上記の構成において、第2の受光素子群が少なくとも1つの2分割受光素子を有する。回折格子の第2の回折領域は、入射したレーザ光が回折されて2分割受光素子の分割線上に集光するように格子形状が形成されていることを特徴とする。これにより、回折格子の第2の回折領域に第1の回折領域とは異なる格子パターン(ビーム集光用パターン)を形成することができ、第2の波長判別信号生成用の回折光を発生させることができる。回折格子は、一括パターンニングにより第1および第2の回折領域を同時に形成できるので、簡易な製作工程により第2の波長判別信号生成用の回折格子を作成できる。 In the wavelength detection device 1B of the second embodiment, the second light receiving element group includes at least one two-divided light receiving element in the above configuration. The second diffraction region of the diffraction grating is characterized in that a grating shape is formed so that incident laser light is diffracted and condensed on a dividing line of the two-divided light receiving element. As a result, a grating pattern (beam focusing pattern) different from the first diffraction area can be formed in the second diffraction area of the diffraction grating, and diffracted light for generating the second wavelength discrimination signal is generated. be able to. Since the diffraction grating can simultaneously form the first and second diffraction regions by batch patterning, a diffraction grating for generating the second wavelength discrimination signal can be created by a simple manufacturing process.
また、実施の形態2の波長検出装置1Bは、上記の構成において、第2の回折領域に入射したレーザ光が複数のビームに分割され、当該複数のビームが重ね合わされる位置に第2の受光素子群が配置される。第2の受光素子群の差動出力により、レーザ光の波長を検出するための第2の波長判別信号が生成されることを特徴とする。これにより、回折格子の第2の回折領域に第1の回折領域とは格子ピッチの異なるパターンを形成することができ、第2の波長判別信号生成用の回折光を発生させることができる。回折格子は、一括パターンニングにより第1および第2の回折領域を同時に形成できるので、簡易な製作工程により第2の波長判別信号生成用の回折格子を作成できる。 Further, in the wavelength detection device 1B according to the second embodiment, in the configuration described above, the second light reception is performed at a position where the laser light incident on the second diffraction region is divided into a plurality of beams and the plurality of beams are superimposed. An element group is arranged. A second wavelength discrimination signal for detecting the wavelength of the laser beam is generated by the differential output of the second light receiving element group. As a result, a pattern having a grating pitch different from that of the first diffraction region can be formed in the second diffraction region of the diffraction grating, and diffracted light for generating the second wavelength discrimination signal can be generated. Since the diffraction grating can simultaneously form the first and second diffraction regions by batch patterning, a diffraction grating for generating the second wavelength discrimination signal can be created by a simple manufacturing process.
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.
1A,1B 波長検出装置、2A,2B 回折格子、3A,3B 光検出器、2a〜2c,4a,4b 回折領域、3a1,3a2,3b1,3b2,3c1,3c2,5a1,5a2,5b1,5b2 受光素子、10,50 外部共振器型半導体レーザ、11 ハーフミラー、20,101 波長検出部、21,51 レーザダイオード、22,52 コリメートレンズ、23,53 波長制御用回折格子、24,54 回折格子回転機構、27 レーザ制御部、100 半導体レーザシステム、102,103 光検出部、104,105 オプティカルウェッジ、106,107 2分割光検出器、110 レーザ制御部波長検出部。
1A, 1B wavelength detector, 2A, 2B diffraction grating, 3A, 3B photodetector, 2a-2c, 4a, 4b diffraction region, 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 5a1, 5a2, 5b1,
Claims (8)
光ビームを出射するレーザ光源と、
前記光ビームの波長の微小変化を検出するとともに前記光ビームの波長を広範囲に判別する波長検出部とを備え、
前記波長検出部は、
前記光ビームの一部を回折する回折格子と、
前記回折格子によって回折された光ビームを受光する光検出器とを含み、
前記波長検出部は、前記回折格子と前記光検出器との間の距離の設定と、前記回折格子の格子ピッチの設定とに基づいて前記光ビームの波長を検出する、波長検出装置。 A wavelength detector for detecting the wavelength of a light beam,
A laser light source that emits a light beam;
A wavelength detector that detects a minute change in the wavelength of the light beam and discriminates the wavelength of the light beam in a wide range;
The wavelength detector is
A diffraction grating that diffracts a portion of the light beam;
A photodetector for receiving the light beam diffracted by the diffraction grating,
The wavelength detection device detects the wavelength of the light beam based on a setting of a distance between the diffraction grating and the photodetector and a setting of a grating pitch of the diffraction grating.
前記光検出器は、前記0次回折光と前記第1の1次回折光とによる干渉縞の光量分布を検出する第1および第2の受光素子とを含み、
前記波長検出部は、前記第1および前記第2の受光素子の差動出力に基づいて前記光ビームの波長の微小変化を検出する、請求項1に記載の波長検出装置。 The diffraction grating includes a first diffraction region that divides a part of the light beam into at least a zero-order diffracted light and a first first-order diffracted light,
The photodetector includes first and second light receiving elements for detecting a light amount distribution of interference fringes due to the zero-order diffracted light and the first first-order diffracted light,
The wavelength detection device according to claim 1, wherein the wavelength detection unit detects a minute change in the wavelength of the light beam based on a differential output of the first and second light receiving elements.
前記光ビームの一部を少なくとも第2の1次回折光に分割する第2の回折領域と、
前記光ビームの一部を少なくとも第3の1次回折光に分割する第3の回折領域とを含み、
前記光検出器は、
前記第2の1次回折光を受光する第3および第4の受光素子と、
前記第3の1次回折光を受光する第5および第6の受光素子とを含み、
前記波長検出部は、前記第3および前記第4の受光素子の差動信号と前記第5および前記第6の受光素子の差動信号との和に基づいて前記光ビームの波長を広範囲に判別する、請求項1に記載の波長検出装置。 The diffraction grating is
A second diffraction region that divides a portion of the light beam into at least a second first-order diffracted light;
A third diffraction region that divides a part of the light beam into at least a third first-order diffracted light,
The photodetector is
Third and fourth light receiving elements for receiving the second first-order diffracted light;
And fifth and sixth light receiving elements for receiving the third first-order diffracted light,
The wavelength detection unit discriminates the wavelength of the light beam over a wide range based on the sum of the differential signals of the third and fourth light receiving elements and the differential signals of the fifth and sixth light receiving elements. The wavelength detection device according to claim 1.
前記第5の受光素子と前記第6の受光素子との間の境界線は、前記光ビームの設定波長時において前記第3の1次回折光が落射する位置に設けられている、請求項4に記載の波長検出装置。 A boundary line between the third light receiving element and the fourth light receiving element is provided at a position where the second first-order diffracted light is incident on the set wavelength of the light beam,
The boundary line between the fifth light receiving element and the sixth light receiving element is provided at a position where the third first-order diffracted light is incident upon the set wavelength of the light beam. The wavelength detection apparatus as described.
前記光ビームの一部を少なくとも0次回折光および第1の1次回折光に分割する第1の回折領域と、
前記光ビームの一部を少なくとも前記0次回折光および第2の1次回折光に分割する、前記第1の回折領域より格子ピッチの大きな第2の回折領域とを含み、
前記光検出器は、
前記0次回折光と前記第1の1次回折光とによる干渉縞の光量分布を検出する第1および第2の受光素子と、
前記0次回折光と前記第2の1次回折光とによる干渉縞の光量分布を検出する第3および第4の受光素子とを含み、
前記波長検出部は、前記第1および前記第2の受光素子の差動出力に基づいて前記光ビームの波長の微小変化を検出するとともに、前記第3および前記第4の受光素子の差動出力に基づいて前記光ビームの波長を広範囲に判別する、請求項1に記載の波長検出装置。 The diffraction grating is
A first diffractive region that divides a portion of the light beam into at least zeroth order diffracted light and first first order diffracted light;
A second diffraction region having a grating pitch larger than that of the first diffraction region, which divides a part of the light beam into at least the 0th-order diffracted light and the second first-order diffracted light,
The photodetector is
First and second light receiving elements for detecting a light amount distribution of interference fringes by the zeroth order diffracted light and the first first order diffracted light;
A third and a fourth light receiving element for detecting a light amount distribution of interference fringes due to the zero-order diffracted light and the second first-order diffracted light;
The wavelength detector detects a minute change in the wavelength of the light beam based on the differential outputs of the first and second light receiving elements, and differential outputs of the third and fourth light receiving elements. The wavelength detection device according to claim 1, wherein the wavelength of the light beam is discriminated in a wide range based on the above.
前記光ビームの一部を回折格子で回折するステップと、
前記回折格子によって回折された光ビームを光検出器で受光するステップと、
前記回折格子と前記光検出器との間の距離の設定と、前記回折格子の格子ピッチの設定とに基づいて、前記光ビームの波長の微小変化を検出するとともに前記光ビームの波長を広範囲に判別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 emitted from a laser light source,
Diffracting a portion of the light beam with a diffraction grating;
Receiving a light beam diffracted by the diffraction grating with a photodetector;
Based on the setting of the distance between the diffraction grating and the photodetector and the setting of the grating pitch of the diffraction grating, a minute change in the wavelength of the light beam is detected and the wavelength of the light beam is set to a wide range And a step of determining.
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