JP2008177470A - Wavelength determination equipment and laser equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は波長判定装置、および、レーザ装置に関し、より特定的には、外部共振型レーザ装置の発振モードを安定化するための波長判定装置、および、その波長判定装置を備えるレーザ装置に関する。 The present invention relates to a wavelength determination device and a laser device, and more particularly to a wavelength determination device for stabilizing an oscillation mode of an external resonance laser device and a laser device including the wavelength determination device.
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(データが重畳された)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。 In the hologram recording device, modulated signal light (with data superimposed) and unmodulated reference light are generated from laser light, and these are irradiated to the same location on 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.
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)レーザ等のように、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。しかしながら、レーザダイオードを含む外部共振型レーザを構成すれば、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。このため、小型・省電力であるブルーレーザダイオードを用いた外部共振器型半導体レーザもホログラム光源として利用できるようになる。 A hologram recording / reproducing light source requires a single-mode laser light source with extremely good coherency, such as a gas laser or a 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. However, if an external resonant laser including a laser diode is configured, a light source for hologram recording / reproduction with good coherency can be realized. Therefore, an external resonator type semiconductor laser using a blue laser diode that is small and power-saving can be used as a hologram light source.
レーザ光をホログラム記録に用いる時に重要なことは波長の再現性である。ホログラム記録媒体の温度変化による体積変化に合わせて、最適な波長で情報記録および再生を行なうことが可能であることが好ましい。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 laser light is used for hologram recording is wavelength reproducibility. It is preferable that information recording and reproduction can be performed at an optimum wavelength in accordance with a volume change due to a temperature change of the hologram recording medium. 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.
レーザダイオードに戻るレーザビームにより、レーザダイオードと反射型回折格子とを含む外部共振器レーザが構成される。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。 The laser beam returning to the laser diode constitutes an external cavity laser including the laser diode and the 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.
このような光源の波長を判定する手段がたとえば特開2005−340783号公報(特許文献1)に開示される。特開2005−340783号公報では、簡単な構造で波長を判定することが可能な波長判定装置、およびその波長判定装置による波長判定方法を開示する。 A means for determining the wavelength of such a light source is disclosed in, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-340783 (Patent Document 1). Japanese Patent Laid-Open No. 2005-340783 discloses a wavelength determination device that can determine a wavelength with a simple structure, and a wavelength determination method using the wavelength determination device.
図16は、特開2005−340783号公報に開示される波長判定装置の構成を説明する図である。図16を参照して、レーザ装置150は、外部共振器型半導体レーザ110と、外部共振器型半導体レーザ110の発振波長を判定する波長判定装置120とを含む。波長判定装置120は、ビームスプリッタ121と、オプティカルウェッジ122と、光検出器123と、レーザ制御部130とを含む。レーザ制御部130は、光検出器123の出力に基づき外部共振器型半導体レーザ110の発振波長を判定して、発振波長を制御する。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a wavelength determination device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-340783. Referring to FIG. 16,
図17は、図16に示す外部共振器型半導体レーザ110の構成を説明する図である。図17を参照して、外部共振器型半導体レーザ110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405nm程度のブルーのレーザ光を発光する。
FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of the external
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。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。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405nm)の1次光L1kだけ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のモードはシングルモードになる。
The
図18は、図16の外部共振器型半導体レーザ110から出力されるレーザ光のパワーと波長との関係を示す図である。図18において、グラフの横軸はレーザパワー(単位:mW)を示し、グラフの縦軸は波長(単位:nm)を示す。図18のグラフは、レーザパワーが増加するのに伴いレーザ光の波長が概ねノコギリ状に変化することを示す。
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the power and wavelength of laser light output from the external
外部共振器型半導体レーザ110では、レーザパワーの増加に伴って出射されたレーザ光の波長が徐々に大きくなる外部共振器モードホップの領域と、レーザパワーが増加した場合にレーザ光の波長が急激に小さくなるモードホップの領域(半導体レーザ内のレーザチップによるモードホップの領域)とが存在する。2つのモードホップ領域が併存することで、レーザ光の波長は、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 external
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。レーザチップによるモードホップが生じた状態は「マルチモード」あるいは、「使用不可モード」とも呼ばれる。レーザ装置150では、この「使用不可モード」で外部共振器型半導体レーザ110が発振しているか否かを検知する必要がある。さらにレーザ装置150では、レーザチップによるモードホップ領域を効果的に排除できるよう外部共振器型半導体レーザ110の発振波長を制御して発振波長を安定化させる必要がある。
Since the mode hop by the laser chip is about 0.04 nm, good hologram recording is impossible. The state in which the mode hop is caused by the laser chip is also referred to as “multi-mode” or “unusable mode”. The
波長判定装置120では、外部共振器型半導体レーザ110の出射光の一部を受光するオプティカルウェッジ122を用いて、波長変化に対し縞が移動する干渉縞パターンを光検出器123上に生成することにより発振波長判定を行なっている。
In the
図19は、光検出器123の配置を詳細に説明する図である。図19において、レーザ光の波長が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。図19に示すように、光検出器123は、各々が少なくとも2つの受光位置で光を検出する受光素子123D,123Eを含む。受光素子123Dは検出信号DA,DBを出力し、受光素子123Eは検出信号EA,EBを出力する。波長判定時には検出信号DA,DBの差分値(DA−DB)および検出信号EA,EBの差分値(EA−EB)が求められ、これらの差分値に基づいてレーザ光の波長の判定が行なわれる。
FIG. 19 is a diagram for explaining the arrangement of the
例えば、図19に示すように、波長405nmの光と波長405.04nmの光とでは位相が互いに逆になる。波長405nmの光と波長405.04nmの光とが混在する状態では光強度が平均化されることより干渉縞ははっきりと現れない。このような状態では検出信号の差分値である(DA−DB)および(EA−EB)はほぼ0となる。 For example, as shown in FIG. 19, the phase of light with a wavelength of 405 nm is opposite to that of light with a wavelength of 405.04 nm. In a state where light with a wavelength of 405 nm and light with a wavelength of 405.04 nm are mixed, interference fringes do not appear clearly because the light intensity is averaged. In such a state, the detection signal difference values (DA-DB) and (EA-EB) are substantially zero.
一方、受光素子の配置によるものの、外部共振器型半導体レーザが出射する光の波長範囲(波長405nmと波長405.04nmとの間)の中に検出信号の差分値がほぼ0となる波長が存在する可能性がある。このため、検出信号の差分値が0になった場合には、その理由がレーザ光の波長変化により干渉縞が移動したためか、逆相のレーザ光の混在によりコントラストが低下したためかを判別できないことが起こり得る。 On the other hand, although depending on the arrangement of the light receiving elements, there is a wavelength where the difference value of the detection signal is almost 0 in the wavelength range of light emitted from the external cavity semiconductor laser (between the wavelength 405 nm and the wavelength 405.04 nm). there's a possibility that. For this reason, when the difference value of the detection signal becomes 0, it cannot be determined whether the reason is that the interference fringe has moved due to the change in the wavelength of the laser beam or the contrast has decreased due to the mixture of laser beams having opposite phases. Can happen.
このような問題点を解決するため、従来の波長検出装置は、各々が、少なくとも2つの受光位置で光を検出する複数の受光素子を備える。複数の受光素子の各々では、2つの受光位置の間隔が反射光の強度変化の周期の1/4以下となるように設定される。また、受光素子ごとに2つの検出信号の差分値が異なるように、複数の受光素子が配置される。 In order to solve such a problem, each conventional wavelength detection device includes a plurality of light receiving elements that detect light at at least two light receiving positions. In each of the plurality of light receiving elements, the interval between the two light receiving positions is set to be ¼ or less of the period of the intensity change of the reflected light. In addition, a plurality of light receiving elements are arranged so that the difference value between the two detection signals is different for each light receiving element.
特開2006−10499号公報(特許文献2)は、干渉縞を生成する反射手段の構成例を開示する。図20は、特開2006−10499号公報に開示される反射手段の構成を説明する図である。図20を参照して、反射手段は傾けて重ねられた2枚のガラス140により構成される。この反射手段はいわばオプティカルウェッジの代用品である。
図16から図20に示す従来例では、オプティカルウェッジの反射光を検出する少なくとも2つの2分割ディテクタを用いて波長判定が行なわれる。2つの検出信号の差分値が各2分割ディテクタで異なるように設定するためには、オプティカルウェッジのウェッジ角度の公差を厳しく制限する必要がある。この理由は干渉縞の周期がオプティカルウェッジのウェッジ角度の公差により影響を受けるためである。 In the conventional examples shown in FIGS. 16 to 20, wavelength determination is performed using at least two two-divided detectors that detect the reflected light of the optical wedge. In order to set the difference value of the two detection signals to be different for each of the two-divided detectors, it is necessary to strictly limit the tolerance of the wedge angle of the optical wedge. This is because the period of interference fringes is affected by the tolerance of the wedge angle of the optical wedge.
たとえば2つの2分割ディテクタの間隔を光強度変化の周期の1/4に設定する場合について考える。光検出器の受光面積を大きくするとともに受光位置の間隔を大きくする(言い換えると干渉縞の周期を大きくする)必要があるために、たとえば周期を124μmに設定しなければならないとする。この場合には必要なウェッジ角度は0.05°となる。10%の周期誤差を許容した場合にはウェッジ角度の公差が±0.005°と極めて小さくなるので、このような仕様を満たすオプティカルウェッジを製作することが困難になるという問題がある。 For example, consider a case where the interval between two two-divided detectors is set to ¼ of the light intensity change period. It is necessary to increase the light receiving area of the photodetector and to increase the interval between the light receiving positions (in other words, to increase the period of the interference fringes). For example, the period must be set to 124 μm. In this case, the necessary wedge angle is 0.05 °. When a 10% periodic error is allowed, the tolerance of the wedge angle becomes as small as ± 0.005 °, which makes it difficult to manufacture an optical wedge that satisfies such specifications.
あるいは、ウェッジ角度公差は大きくても良いが干渉縞の周期の変化に合わせて2分割ディテクタの形状を調整したり、配置の際の位置を調整したりするという方法が考えられる。しかし、この方法の場合には調整工程が複雑となるという問題がある。 Alternatively, although the wedge angle tolerance may be large, a method of adjusting the shape of the two-divided detector according to the change in the period of the interference fringes or adjusting the position at the time of arrangement can be considered. However, this method has a problem that the adjustment process becomes complicated.
また、特開2006−10499号公報では、2枚のガラスを傾けて重ねたものをオプティカルウェッジの代用として用いる案が提案されている。しかしながら2枚のガラスの角度を高精度で調整する必要があるため、製作が困難となる。また、経時変化により2枚のガラスの間隔や傾きが変化する可能性が高いため、信頼性が低くなるという問題がある。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-10499 proposes a plan in which two pieces of glass that are inclined and stacked are used as a substitute for an optical wedge. However, since it is necessary to adjust the angle of two glass sheets with high precision, manufacture becomes difficult. In addition, there is a high possibility that the interval or inclination between the two glasses changes due to a change with time, and thus there is a problem that the reliability is lowered.
本発明は上記課題の解決を目的としてなされたものであり、その目的は、小型かつ低コストな波長判定装置、および、その波長判定装置を備えるレーザ装置を提供することである。 The present invention has been made for the purpose of solving the above problems, and an object of the present invention is to provide a compact and low-cost wavelength determination device and a laser device including the wavelength determination device.
本発明は要約すれば、波長判定装置であって、光学素子を備える。光学素子は、入射光を反射させる第1および第2の反射部を含み、第1の反射部からの反射光と第2の反射部からの反射光とを干渉させて干渉光を生じさせる。第1の反射部は、第2の反射部からの距離が互いに異なる複数の反射面を有する。波長判定装置は、干渉光を検出する光検出器と、光検出器の検出結果に基づいて、入射光の波長を判定する判定部とをさらに備える。 In summary, the present invention is a wavelength determination device including an optical element. The optical element includes first and second reflecting portions that reflect incident light, and causes interference light to be generated by causing the reflected light from the first reflecting portion and the reflected light from the second reflecting portion to interfere with each other. The first reflecting portion has a plurality of reflecting surfaces whose distances from the second reflecting portion are different from each other. The wavelength determination device further includes a photodetector that detects the interference light, and a determination unit that determines the wavelength of the incident light based on the detection result of the photodetector.
好ましくは、第2の反射部は、平面状に形成される。複数の反射面の各々は、第2の反射部に平行である。 Preferably, the second reflecting portion is formed in a planar shape. Each of the plurality of reflecting surfaces is parallel to the second reflecting portion.
より好ましくは、光学素子は、平行な2つの表面を有する基板を含む。第1の反射部は、2つの表面の一方に、複数の平板を重ねることにより形成される。 More preferably, the optical element includes a substrate having two parallel surfaces. The first reflecting portion is formed by overlapping a plurality of flat plates on one of the two surfaces.
より好ましくは、第1の反射部は、平行な2つの表面を有する基板をエッチングすることにより形成される。 More preferably, the first reflecting portion is formed by etching a substrate having two parallel surfaces.
より好ましくは、光学素子は、平行な2つの表面を有する基板を含む。第1の反射部は、2つの表面の一方に、複数の薄膜を積層することにより形成される。 More preferably, the optical element includes a substrate having two parallel surfaces. The first reflecting portion is formed by laminating a plurality of thin films on one of the two surfaces.
好ましくは、複数の反射面に垂直な方向から見た場合には、複数の反射面は、任意の二次元形状を形成する。光検出器は、複数の反射面に対応してそれぞれ設けられ、対応する反射面からの反射光を受ける複数の受光素子を含む。 Preferably, when viewed from a direction perpendicular to the plurality of reflection surfaces, the plurality of reflection surfaces form an arbitrary two-dimensional shape. The photodetector includes a plurality of light receiving elements that are respectively provided corresponding to the plurality of reflection surfaces and receive the reflected light from the corresponding reflection surfaces.
好ましくは、mを整数とすると、複数の反射面のうちの第1の反射面と第2の反射部との光路差は、複数の反射面のうちの第2の反射面と第2の反射部との光路差に対して、入射光の波長のm/4倍だけ異なる。 Preferably, when m is an integer, the optical path difference between the first reflecting surface and the second reflecting portion of the plurality of reflecting surfaces is the second reflecting surface and the second reflecting surface among the plurality of reflecting surfaces. It differs by m / 4 times the wavelength of the incident light with respect to the optical path difference with the part.
より好ましくは、複数の反射面は、第1から第4の反射面を含む。光検出器は、第1から第4の反射面に対応してそれぞれ設けられ、対応する反射面からの反射光を受ける第1から第4の受光素子を含む。判定部は、第1から第4の受光素子からそれぞれ出力される第1から第4の信号のうち、強度が最も大きい信号に基づいて、入射光の波長を判定する。 More preferably, the plurality of reflection surfaces include first to fourth reflection surfaces. The photodetector includes first to fourth light receiving elements which are provided corresponding to the first to fourth reflecting surfaces, respectively, and receive the reflected light from the corresponding reflecting surfaces. The determination unit determines the wavelength of the incident light based on the signal having the highest intensity among the first to fourth signals output from the first to fourth light receiving elements, respectively.
より好ましくは、光検出器は、複数の反射面に対応してそれぞれ設けられ、対応する反射面からの反射光を受ける複数の受光素子を含む。判定部は、複数の受光素子からそれぞれ出力される複数の信号のうち、強度が最も大きい信号と、干渉光の強度のピーク値の半値との差分に基づいて、入射光の波長を判定する。 More preferably, the photodetector includes a plurality of light receiving elements which are respectively provided corresponding to the plurality of reflection surfaces and receive the reflected light from the corresponding reflection surfaces. The determination unit determines the wavelength of the incident light based on the difference between the signal having the highest intensity among the plurality of signals output from the plurality of light receiving elements and the half value of the peak value of the interference light intensity.
さらに好ましくは、複数の反射面の個数は、2または3である。
本発明の他の局面に従うと、レーザ装置であって、上述のいずれかに記載の波長判定装置と、入射光を発生させるレーザ光源とを備える。
More preferably, the number of the plurality of reflecting surfaces is 2 or 3.
According to another aspect of the present invention, a laser device includes any one of the wavelength determination devices described above and a laser light source that generates incident light.
好ましくは、レーザ光源は、外部共振器型半導体レーザである。 Preferably, the laser light source is an external cavity semiconductor laser.
本発明によれば、小型かつ低コストな波長判定装置を実現することができる。 According to the present invention, a small and low-cost wavelength determination device can be realized.
以下において、本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.
[全体構成]
図1は、本発明の実施の形態によるレーザ装置50の概略的な構成を示す図である。図1を参照して、レーザ装置50は、外部共振器型半導体レーザ10と、波長判定装置20と、レーザ制御部30とを含む。
[overall structure]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
図2は、図1の外部共振器型半導体レーザ10の構成を示す図である。図2を参照して、外部共振器型半導体レーザ10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とを含む。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the external
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、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。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L1a,L1b,L1kのうち特定波長(たとえば405nm)の1次光L1kだけ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のモードはシングルモードになる。
The
図1に戻り、波長判定装置20は、ハーフミラー21と、光学素子22と、光検出器23と、波長判定部24とを含む。ハーフミラー21は外部共振器型半導体レーザ10からの出射光(例えば405nm程度のブルーのレーザ光)の一部の光LIを光学素子22の方向へ反射する。外部共振器型半導体レーザ10からの出射光のうちハーフミラー21を透過した光LTはレーザ装置50からの出射光となる。
Returning to FIG. 1, the
光学素子22は光LIを受けて干渉光を発生させる。干渉光は光検出器23上の所定の位置を照射する。光検出器23は、干渉光を検出する。波長判定部24は光検出器23による干渉光の検出結果に基づいて、外部共振器型半導体レーザ10の発振波長を判定する。詳細は後述するが、外部共振器型半導体レーザ10はシングルモードとマルチモードとのいずれかのモードで発振する。本実施の形態において「発振波長の判定」とは、発振モードがシングルモードとマルチモードとのいずれかを判定することである。
The
レーザ制御部30は、波長判定部24の判定結果に基づいて外部共振器型半導体レーザ10の発振波長を制御する。
The
図3は、図1の光学素子22の構成を詳細に示す図である。なお、図3のX方向、Y方向、およびZ方向は、図1のX方向、Y方向、Z方向とそれぞれ同一である。図3を参照して、光学素子22は、光を反射させる反射部12を有する。反射部12は、反射面である表面2A〜2Dを有する。表面2A,2Bは段差部2F1により接続される。同様に表面2B,2Cは段差部2F2により接続され、表面2C,2Dは段差部2F3により接続される。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
光学素子22は、さらに、光を反射させる反射部である裏面2Eを有する。表面2A〜2Dの各々は裏面2Eに平行である。裏面2Eから表面2Aまでの距離(厚み)はT1である。表面2Aから表面2Bまでの距離はT2である。表面2Bから表面2Cまでの距離はT3である。表面2Cから表面2Dまでの距離はT4である。
The
光学素子22に光LIが入射した場合、表面2A〜2D、および裏面2Eにおいて光LIが反射する。裏面2Eからの反射光および表面2Aからの反射光は光線Aとなる。裏面2Eからの反射光と表面2Aからの反射光との光路差δ1は、δ1=Lp1−Lg1と示される。Lp1は表面2Aを通過しかつ裏面2Eで反射する光が光学素子22内を通過するときの光学的距離を表わす。Lg1は2本の光線が表面2Aに到達したときの2本の光線の光路差を表わす。
When the light LI is incident on the
同様に裏面2Eからの反射光および表面2Bからの反射光は光線Bとなる。裏面2Eからの反射光と表面2Bからの反射光との光路差δ2は、δ2=Lp2−Lg2と示される。Lp2は表面2Bを通過しかつ裏面2Eで反射する光が光学素子22内を通過するときの光学的距離を表わす。Lg2は2本の光線が表面2Bに到達したときの2本の光線の光路差を表わす。
Similarly, the reflected light from the
同様に裏面2Eからの反射光および表面2Cからの反射光は光線Cとなる。裏面2Eからの反射光と表面2Cからの反射光との光路差δ3は、δ3=Lp3−Lg3と示される。Lp3は表面2Cを通過しかつ裏面2Eで反射する光が光学素子22内を通過するときの光学的距離を表わす。Lg3は2本の光線が表面2Cに到達したときの2本の光線の光路差を表わす。
Similarly, the reflected light from the
同様に裏面2Eからの反射光および表面2Dからの反射光は光線Dとなる。裏面2Eからの反射光と表面2Dからの反射光との光路差δ4は、δ4=Lp4−Lg4と示される。Lp4は表面2Dを通過しかつ裏面2Eで反射する光が光学素子22内を通過するときの光学的距離を表わす。Lg4は2本の光線が表面2Dに到達したときの2本の光線の光路差を表わす。
Similarly, the reflected light from the
光LIの波長をλとすると、光路差δ2はδ2=δ1+λ/4と示される。光路差δ3はδ3=δ1+(2λ/4)と示される。光路差δ4はδ4=(δ1+3λ/4)と示される。つまり光路差δ1〜δ4のうちの任意の2つの差分は、λ/4×m(mは整数)と示される。 When the wavelength of the light LI is λ, the optical path difference δ2 is expressed as δ2 = δ1 + λ / 4. The optical path difference δ3 is expressed as δ3 = δ1 + (2λ / 4). The optical path difference δ4 is expressed as δ4 = (δ1 + 3λ / 4). That is, any two differences among the optical path differences δ1 to δ4 are expressed as λ / 4 × m (m is an integer).
光検出器23は、光学素子22の表面2A〜2Dに対応してそれぞれ設けられる受光素子23A〜23Dを含む。光線A,B,C,Dは受光素子23A,23B,23C,23Dにそれぞれ落射する。
The
図4は、光学素子22におけるレーザ光線の光路差をより詳細に説明するための図である。図4を参照して、光学素子22には光線A1,A2が入射する。光線A1は光学素子22の表面2Aで反射して光線Aとなり、光線A2は、光学素子22の裏面2Eで反射してやはり光線Aとなる。なお説明を簡単にするため、図4に示す光学素子22では反射面は表面2Aおよび裏面2Eのみであるとする。
FIG. 4 is a diagram for explaining the optical path difference of the laser beam in the
光学素子22の屈折率をnとするとSnellの法則より、以下の式(1)の関係が成り立つ。
When the refractive index of the
sinθ/sinθ1=n …(1)
一方、Lg1の長さは、以下の式(2)で表される。
sin θ / sin θ1 = n (1)
On the other hand, the length of Lg1 is represented by the following formula (2).
Lg1=2×T1×tanθ1×sinθ …(2)
また、光線A2が光学素子22内を通過する距離Lp0は、以下の式(3)で表される。
Lg1 = 2 × T1 × tan θ1 × sin θ (2)
The distance Lp0 that the light ray A2 passes through the
Lp0=2×(LP0/2)=2×(T1/cosθ1) …(3)
図4に示すLp1はLP0の光学距離であり、以下の式(4)で表される。
Lp0 = 2 × (LP0 / 2) = 2 × (T1 / cos θ1) (3)
Lp1 shown in FIG. 4 is the optical distance of LP0 and is represented by the following equation (4).
Lp1=2×(T1/cosθ1)×n …(4)
光路差δ1は、以下の式(5)で表わされる。
Lp1 = 2 × (T1 / cos θ1) × n (4)
The optical path difference δ1 is expressed by the following formula (5).
δ1=Lp1−Lg1=2×n×T1/cosθ1−2×T1×tanθ1×sinθ=2×T1×(n/cosθ1−sinθ×tanθ1) …(5)
なお、光路差δ2〜δ4についても、光路差δ1と同様に式(1)から式(5)に従って算出することができる。このときにはT1を(T1+T2)、(T1+T2+T3)、(T1+T2+T3+T4)と置き換えればよい。
δ1 = Lp1-Lg1 = 2 × n × T1 / cos θ1-2 × T1 × tan θ1 × sin θ = 2 × T1 × (n / cos θ1-sin θ × tan θ1) (5)
Note that the optical path differences δ2 to δ4 can also be calculated according to the equations (1) to (5) in the same manner as the optical path difference δ1. In this case, T1 may be replaced with (T1 + T2), (T1 + T2 + T3), and (T1 + T2 + T3 + T4).
図5は、光学素子22における段差部の形成方法を説明する図である。図5に示されるように、段差部の形成方法としてたとえば3つの方法を挙げることができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for forming a step portion in the
第1の方法では、まず互いに平行な2つの面(表面2Dおよび裏面2E)を有する平行平板25を用意し、次に、表面2D側の斜線で示す部分を研磨またはエッチングする。これにより表面2A〜2Cおよび段差部2F1〜2F3を形成する。
In the first method, first, a parallel
第2の方法では、まず互いに平行な2つの面(表面2Aおよび裏面2E)を有する平行平板25(基板)を用意し、次に、表面2A側に薄膜22A〜22Cを積層する。なお薄膜22A〜22Cの各々は表面2Aに平行な2面を有する。表面2Aの面積は薄膜22Aの表面(表面2Aに平行な面)より大きい。さらに、薄膜22A,22B,22Cの順に表面(表面2Aに平行な面)の面積が小さくなる。このように表面2A側に薄膜22A〜22Cを積層することで、表面2A〜2Dおよび段差部2F1〜2F3が形成される。
In the second method, first, a parallel plate 25 (substrate) having two surfaces (
第3の方法では、第2の方法に用いられる薄膜22A〜22Cに代えて、平行な2つの面を有する板状部材22E〜22Gが用いられる。
In the third method, plate-
第1〜第3のいずれかの方法により光学素子22を形成した場合には、表面と裏面との距離の経時変化あるいは面の傾きの経時変化が生じにくいため、光学素子22の信頼性を向上させることができる。また、第1の方法によれば1つの平行平板25から光学素子22を形成することができるため光学素子22の構成部材を減らすことができる。
When the
よって、本実施の形態によれば、光学素子22の構成部材を減らすことができる結果、小型かつ低コストの波長判定装置を実現できる。さらに、本実施の形態によれば、レーザ装置50は小型化かつ低コスト化が可能な波長判定装置20を備える。よって本実施の形態によれば、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できる。
Therefore, according to the present embodiment, the number of constituent members of the
また、表面2A〜2Dの各々は、裏面2Eに平行である。本実施の形態によれば第1の方法を用いて光学素子22を作製した場合に、作製精度を向上させることができる。
Each of the
図6は、光学素子22の構成と比較例の構成とを説明する図である。図6を参照して、光学素子22は平行平板を研磨して作製される。平行平板から光学素子22を作製する場合、最終的に表面2A〜2Dおよび裏面2Eを研磨して仕上げることにより平行度が高められる。光学素子22の作製においては矢印の方向に研磨面を平行移動させるだけでよいため、比較的精度よく光学素子22を加工することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the
一方、比較例はオプティカルウェッジである。オプティカルウェッジの場合、表面2Aが裏面2Eに対してわずかに傾いている。このため表面2Aおよび裏面2Eを研磨して仕上げる際には、研磨面を意図的に傾ける必要がある。しかし研磨面の傾きが小さい(たとえば0.05°)ため、研磨面の傾きの調整精度を上げることが困難となる。よって、比較例よりも本実施の形態のほうが作製時の精度を向上させることができる。
On the other hand, the comparative example is an optical wedge. In the case of an optical wedge, the
[波長判定方法]
図7は、光学素子22により2つのレーザ光線が干渉した場合における、2つのレーザ光線の光路差δと干渉光の強度との関係を示す図である。図7においてグラフの横軸は光路差を示し、グラフの縦軸は干渉光の強度を示す。なおレーザ光の波長は405nmである。干渉光の強度は光路差δに対して周期的に変化する。干渉光の強度変化の周期はレーザ光の波長405nmに等しい。
[Wavelength determination method]
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the optical path difference δ between the two laser beams and the intensity of the interference light when the two laser beams interfere with each other by the
本実施の形態では、図7に示す光路差δと干渉光の強度との関係に基づいて距離T1〜T4が設定される。すなわち、光路差δ1における干渉光の強度が最大値Maとなるように距離T1が設定される。光路差δ2における干渉光の強度が最大値Maと最小値Miとの中間値Mdとなるように距離T2が設定される。光路差δ3における干渉光の強度が最小値Miとなるように距離T3が設定される。光路差δ4における干渉光の強度が中間値Mdとなるように距離T4が設定される。 In the present embodiment, the distances T1 to T4 are set based on the relationship between the optical path difference δ and the intensity of the interference light shown in FIG. That is, the distance T1 is set so that the intensity of the interference light at the optical path difference δ1 becomes the maximum value Ma. The distance T2 is set so that the intensity of the interference light at the optical path difference δ2 becomes an intermediate value Md between the maximum value Ma and the minimum value Mi. The distance T3 is set so that the intensity of the interference light at the optical path difference δ3 becomes the minimum value Mi. The distance T4 is set so that the intensity of the interference light at the optical path difference δ4 becomes the intermediate value Md.
図8は、外部共振器型半導体レーザ10の発振スペクトルを説明する図である。発振モードがシングルモードの場合、単一波長(405nm)のレーザ光が出射される。一方、レーザチップによるモードホップ(0.04nm程度)が発生してマルチモードで発振しているときには波長405nm付近において3つのモードの光が発生するだけでなく、波長405.04nm付近にも3つのモードの光が発生する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the oscillation spectrum of the external
図9は、外部共振器型半導体レーザのシングルモード発振時における干渉光の強度変化と光検出器23に落射する光線の強度とを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a change in the intensity of the interference light and the intensity of the light incident on the
図9を参照して、外部共振器型半導体レーザ10が波長405nmでシングルモード発振しているときの光路差δと干渉光の強度との関係は、図7に示す光路差δと干渉光の強度との関係と同じである。この場合に受光素子23A〜23Dに落射する光線A〜Dの強度は、それぞれ最大値Ma、中間値Md、最小値Mi、中間値Mdとなる。よって受光素子23Aが最も明るく、受光素子23Cが最も暗くなる。受光素子23B,23Dの明るさは、受光素子23A,23Cの明るさの中間の明るさとなる。
Referring to FIG. 9, the relationship between the optical path difference δ and the intensity of the interference light when the external
受光素子は落射する光線の強度に応じた信号を出力する。受光素子23A〜23Dからは信号SA,SB,SC,SDがそれぞれ出力される。
The light receiving element outputs a signal corresponding to the intensity of the incident light. Signals SA, SB, SC and SD are output from the
図10は、外部共振器型半導体レーザのマルチモード発振時における干渉光の強度変化と光検出器23に落射する光線の強度とを示す図である。図10を参照して、マルチモード発振時には、ほぼ逆相のレーザ光(波長405nm,405.04nm)が混在する状態となる。この場合には各波長の干渉光強度が平均化される。このため曲線PMに示されるように干渉光の強度は光路差δによらずほぼ一定の値Mavとなる。この場合、受光素子23A〜23Dにそれぞれ落射する光線A〜Dの強度はほぼ等しくなる。なおマルチモード発振時には逆相の干渉光により強度が平均化されているために値Mavはシングルモード発振時における干渉光の強度の最大値Maの半分程度となる。
FIG. 10 is a diagram showing a change in the intensity of the interference light and the intensity of the light incident on the
次に、信号SA,SB,SC,SDを用いて波長判定する方法を説明する。まず、外部共振器型半導体レーザ10がシングルモード発振しているときの干渉光の強度の最大値Maと、外部共振器型半導体レーザ10がマルチモード発振しているときの干渉光の強度の値Mavとを予め求める。次に、求められた最大値Maと値Mavとの間の適切な閾値Mthを決定する。
Next, a method for determining the wavelength using the signals SA, SB, SC, SD will be described. First, the maximum value Ma of the intensity of interference light when the external
波長判定部24は信号値Smaxとして信号SA〜SDのうち最も強度が大きい信号の値を選択する。例えば外部共振器型半導体レーザ10がシングルモードで発振している場合には信号値Smaxは信号SAの値となる。一方、外部共振器型半導体レーザ10がマルチモード発振している場合、信号値Smaxは値Mavとなる。
The
次に波長判定部24は信号値Smaxと閾値Mthとを比較する。Smax>Mthの場合には、波長判定部24は外部共振器型半導体レーザ10がシングルモードで発振していると判定する。Smax<Mthの場合には、波長判定部24は外部共振器型半導体レーザ10がマルチモードで発振していると判定する。
Next, the
なお、図10のグラフに示されるように、外部共振器型半導体レーザの波長が変化した場合には、干渉光の強弱の変化がグラフの横軸方向にシフトする。図10のグラフでは、干渉光の波長が405nmの場合と、405.04nmの場合とでは、位相180°に相当する光路差だけ干渉光の強度変化がグラフの横軸方向にシフトする。 As shown in the graph of FIG. 10, when the wavelength of the external cavity semiconductor laser changes, the change in the intensity of the interference light shifts in the horizontal axis direction of the graph. In the graph of FIG. 10, when the wavelength of the interference light is 405 nm and when it is 405.04 nm, the intensity change of the interference light is shifted in the horizontal axis direction of the graph by an optical path difference corresponding to a phase of 180 °.
本実施の形態では、干渉光の強度変化の周期の1/4(90°)に相当する光路差δが生じるように、光学素子22の表面2A〜2Dの間の段差が設定される。これにより外部共振器型半導体レーザがシングルモードで発振した場合には、図2に示す光路差δ1〜δ4の中に、干渉光の強度が最大となるときの光路差と、干渉光の強度が最小となるときの光路差と、干渉光の強度が中間となる光路差とが存在する。これによりシングルモード発振時の波長が405.04nmである場合にも、信号SA〜SDのうちのいずれか1つは閾値Mthよりも大きくなるので、確実に波長判定を行なうことができる。
In the present embodiment, the steps between the
以上のように、外部共振器型半導体レーザがシングルモードで発振する時には、4つの受光素子のうち最も明るくなる受光素子からの信号の値が閾値Mth以上となる。一方、外部共振器型半導体レーザがマルチモードで発振する時には、4つの受光素子のいずれも平均化された光量の光を受けるため、4つの受光素子の各々から出力される信号は一定の値Mav(<Mth)以上にはならない。よって本実施の形態によれば、各受光素子の出力信号の絶対値と閾値とを比較するという容易な演算により波長を判定することができる。 As described above, when the external resonator type semiconductor laser oscillates in the single mode, the value of the signal from the light receiving element that becomes brightest among the four light receiving elements is equal to or greater than the threshold value Mth. On the other hand, when the external resonator type semiconductor laser oscillates in multimode, all the four light receiving elements receive the average amount of light, so that the signal output from each of the four light receiving elements has a constant value Mav. (<Mth). Therefore, according to the present embodiment, the wavelength can be determined by an easy calculation of comparing the absolute value of the output signal of each light receiving element with the threshold value.
なお、本実施の形態では光学素子22に4つの表面2A〜2Dおよび段差部2F1〜2F3を形成し、裏面2Eと表面2A〜2Dの各面とにより生じる干渉光の強度を表面2A〜2Dのそれぞれに対応する4つの受光素子で検出している。しかし光学素子の表面(および受光素子)は少なくとも2つあればよい。これにより光学素子における表面の数を少なくすることができるとともに受光素子の数も少なくすることができるので、波長判定装置のさらなる小型化および低コスト化が可能になる。
In the present embodiment, four
図11は、光学素子22および光検出器23の構成の別の例を示す図である。図11を参照して、光学素子32は、反射部12Aを含む。反射部12Aは反射面である表面2A,2Bを含む。表面2A,2Bは段差部2F1により接続される。光学素子32は、さらに、反射部である裏面2Eを含む。光検出器33は表面2A,2Bにそれぞれ対応して設けられる2つの受光素子23A,23Bを含む。
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the configuration of the
図12は、光学素子22および光検出器23の構成のさらに別の例を示す図である。図12を参照して、光学素子32Aは、反射部12Bを含む。反射部12Bは反射面である表面2A,2B,2Cを含む。表面2A,2Bは段差部2F1により接続される。表面2B,2Cは段差部2F2により接続される。光学素子32Aは、さらに、反射部である裏面2Eを含む。光検出器33Aは表面2A〜2Cにそれぞれ対応して設けられる3つの受光素子23A〜23Cを含む。なお、図が煩雑になるのを防ぐため、図11および図12では裏面2Eからの反射光は示していない。
FIG. 12 is a diagram showing still another example of the configuration of the
図11および図12に示すように、光学素子の一方側の反射面の数が2つあるいは3つの場合には、レーザ光の波長によってはどの受光素子の出力も閾値Mthよりも大きくならない可能性がある。 As shown in FIGS. 11 and 12, when the number of reflecting surfaces on one side of the optical element is two or three, the output of any light receiving element may not be larger than the threshold value Mth depending on the wavelength of the laser beam. There is.
図13は、図12に示す光学素子32Aを用いた場合における光路差δと干渉光の強度との関係を示す図である。図13を参照して、外部共振器型半導体レーザ10はシングルモードで発振しているが、光路差がδ1〜δ3のいずれの場合にも干渉光の強度は閾値Mthよりも小さくなる。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the optical path difference δ and the intensity of interference light when the
このような場合における波長判定方法は、以下のように実行される。まず、干渉光強度の最大値Maを予め求める。次に、受光素子からの信号の値とMa/2との差分の絶対値を波長判定用の数値Xに設定する。 The wavelength determination method in such a case is executed as follows. First, the maximum value Ma of the interference light intensity is obtained in advance. Next, the absolute value of the difference between the value of the signal from the light receiving element and Ma / 2 is set to a numerical value X for wavelength determination.
外部共振器型半導体レーザがマルチモードで発振する時には数値Xはほぼ0となる。一方、外部共振器型半導体レーザ10がシングルモードで発振している時には、3つの受光素子からそれぞれ出力される3つの信号のいずれかが、数値Xを一定値以上とする。よって、受光素子の数が3つの場合にも数値Xの閾値を予め設定しておき、波長判定部24がその閾値と数値Xとを比較することで波長判定が可能になる。波長判定部24は数値Xが閾値より大きければ、外部共振器型半導体レーザ10がシングルモードで発振していると判定し、数値Xが閾値より小さければ外部共振器型半導体レーザ10がマルチモードで発振していると判定する。
When the external resonator type semiconductor laser oscillates in multimode, the numerical value X is almost zero. On the other hand, when the external
なお、光学素子において複数の段差部により接続された反射面の数を5以上の整数nとし、反射面の数に対応するn個の受光素子を配置する場合には、干渉光の強度変化の1周期に相当する光路差δtをn等分したδt/nの光路差が生じるように、段差部の高さを設定する。この場合の波長判定方法は受光素子の数が4つの場合と同様である。反射面の数および受光素子の数が多いほど、干渉光の強度変化の1周期内で細かく干渉光の強度を観測することができるので、より精度の高い波長判定が可能となる。 When the number of reflecting surfaces connected by a plurality of step portions in the optical element is an integer n of 5 or more and n light receiving elements corresponding to the number of reflecting surfaces are arranged, the intensity change of interference light is changed. The height of the step portion is set so that an optical path difference of δt / n obtained by equally dividing the optical path difference δt corresponding to one period into n occurs. The wavelength determination method in this case is the same as in the case where the number of light receiving elements is four. As the number of reflecting surfaces and the number of light receiving elements increase, the intensity of interference light can be observed more finely within one period of the intensity change of interference light, so that wavelength determination with higher accuracy can be performed.
また、本実施の形態において受光素子の種類は特に限定されず、たとえばフォトディテクタやCCD等を用いて波長検出を行なうことができる。 In the present embodiment, the type of the light receiving element is not particularly limited, and wavelength detection can be performed using, for example, a photodetector or a CCD.
図14は、本実施の形態のレーザ装置の他の構成例を説明する図である。図14および図1を参照して、レーザ装置50Aは、波長判定装置20に代えて波長判定装置20Aを含む点でレーザ装置50と異なる。波長判定装置20Aは、光学素子22に代えて光学素子42Aを含む点で波長判定装置20と異なる。
FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration example of the laser apparatus according to the present embodiment. Referring to FIGS. 14 and 1,
光学素子42Aの裏面2EAの反射率は光学素子22の裏面2Eよりも低い。外部共振器型半導体レーザ10からのレーザ光は光学素子42Aに直接入射し、その一部が裏面2EAを透過して光LT(出射光)となる。
The reflectance of the back surface 2EA of the
図15は、本実施の形態の光学素子の他の例を説明する図である。図15を参照して、光学素子42Bは、表面2A〜2Dが2次元方向に配置された反射部12Cを含む。図15に示す「Y方向」および「X方向」は図1に示す「Y方向」および「X方向」とそれぞれ同じ方向である。光学素子22では一方向に沿っていわば階段状に表面2A〜2Dが配置される。光学素子42では位相が異なる干渉光が2次元に広がって生じる。本実施の形態では表面2A〜2Dの面積、形状は任意であり、表面2A〜2Dが任意の2次元形状を形成するように表面2A〜2Dが配置される。これにより受光素子の配置の自由度を高めることができる。また、受光素子の配置位置の公差を大きくすることができる。
FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the optical element of the present embodiment. Referring to FIG. 15, the optical element 42 </ b> B includes a reflecting
また本実施の形態では波長判定装置を外部共振器型半導体レーザの波長判定に用いる例を示した。しかし本発明の波長判定装置は、外部共振器型半導体レーザの波長判定に用いるものと限定されず、発振モードとしてシングル発振モードとマルチ発振モードとを有するレーザ光源の波長判定に用いることが可能である。このようなレーザ光源としては、たとえばDFB(Distributed Feed Back)レーザや、DBR(Distributed Bragg Reflector)レーザのような、光導波路内に回折格子を形成した半導体レーザがある。 In the present embodiment, an example is shown in which the wavelength determination device is used for wavelength determination of an external resonator type semiconductor laser. However, the wavelength determination device of the present invention is not limited to the one used for wavelength determination of an external resonator type semiconductor laser, and can be used for wavelength determination of a laser light source having a single oscillation mode and a multi oscillation mode as oscillation modes. is there. Examples of such a laser light source include a semiconductor laser having a diffraction grating formed in an optical waveguide, such as a DFB (Distributed Feed Back) laser and a DBR (Distributed Bragg Reflector) laser.
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.
1,101 レーザダイオード、2,102 コリメートレンズ、2A〜2D 表面、2E,2EA 裏面、2F1〜2F3 段差部、3,103 回折格子、10,110 外部共振器型半導体レーザ、12,12A〜12C 反射部、20,20A,120 波長判定装置、21 ハーフミラー、22,32,32A,42,42A,42B 光学素子、22A〜22C 薄膜、22E〜22G 板状部材、23,33,33A,123 光検出器、23A〜23D,123D,123E 受光素子、24 波長判定部、25 平行平板、30,130 レーザ制御部、50,50A,150 レーザ装置、121 ビームスプリッタ、122 オプティカルウェッジ、140 ガラス、A〜D,A1,A2 光線、L0 0次光、L1a,L1b,L1k 1次光、Lp0,T1〜T4 距離、δ,δ1〜δ4,δt 光路差。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Laser diode, 2,102 Collimating lens, 2A-2D surface, 2E, 2EA back surface, 2F1-2F3 Stepped part, 3,103 Diffraction grating, 10,110 External cavity type semiconductor laser, 12, 12A-12C Reflection Part, 20, 20A, 120 wavelength determination device, 21 half mirror, 22, 32, 32A, 42, 42A, 42B optical element, 22A-22C thin film, 22E-22G plate member, 23, 33, 33A, 123
Claims (12)
前記第1の反射部は、前記第2の反射部からの距離が互いに異なる複数の反射面を有し、
前記干渉光を検出する光検出器と、
前記光検出器の検出結果に基づいて、前記入射光の波長を判定する判定部とをさらに備える、波長判定装置。 An optical element that includes first and second reflecting portions that reflect incident light, and that causes reflected light from the first reflecting portion and reflected light from the second reflecting portion to interfere to generate interference light. Prepared,
The first reflection unit has a plurality of reflection surfaces with different distances from the second reflection unit,
A photodetector for detecting the interference light;
A wavelength determination apparatus, further comprising: a determination unit that determines the wavelength of the incident light based on a detection result of the photodetector.
前記複数の反射面の各々は、前記第2の反射部に平行である、請求項1に記載の波長判定装置。 The second reflecting portion is formed in a planar shape,
The wavelength determination device according to claim 1, wherein each of the plurality of reflection surfaces is parallel to the second reflection unit.
前記第1の反射部は、前記2つの表面の一方に、複数の平板を重ねることにより形成される、請求項2に記載の波長判定装置。 The optical element includes a substrate having two parallel surfaces;
The wavelength determination apparatus according to claim 2, wherein the first reflection unit is formed by overlapping a plurality of flat plates on one of the two surfaces.
前記第1の反射部は、前記2つの表面の一方に、複数の薄膜を積層することにより形成される、請求項2に記載の波長判定装置。 The optical element includes a substrate having two parallel surfaces;
The wavelength determination device according to claim 2, wherein the first reflecting portion is formed by laminating a plurality of thin films on one of the two surfaces.
前記光検出器は、
前記複数の反射面に対応してそれぞれ設けられ、対応する反射面からの反射光を受ける複数の受光素子を含む、請求項1に記載の波長判定装置。 When viewed from a direction perpendicular to the plurality of reflection surfaces, the plurality of reflection surfaces form an arbitrary two-dimensional shape,
The photodetector is
The wavelength determination apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of light receiving elements that are respectively provided corresponding to the plurality of reflection surfaces and receive reflected light from the corresponding reflection surfaces.
前記光検出器は、
前記第1から第4の反射面に対応してそれぞれ設けられ、対応する反射面からの反射光を受ける第1から第4の受光素子を含み、
前記判定部は、前記第1から第4の受光素子からそれぞれ出力される第1から第4の信号のうち、強度が最も大きい信号に基づいて、前記入射光の波長を判定する、請求項7に記載の波長判定装置。 The plurality of reflective surfaces include first to fourth reflective surfaces;
The photodetector is
Including first to fourth light receiving elements respectively provided corresponding to the first to fourth reflecting surfaces and receiving reflected light from the corresponding reflecting surfaces;
The determination unit determines a wavelength of the incident light based on a signal having the highest intensity among first to fourth signals output from the first to fourth light receiving elements, respectively. The wavelength determination apparatus described in 1.
前記複数の反射面に対応してそれぞれ設けられ、対応する反射面からの反射光を受ける複数の受光素子を含み、
前記判定部は、前記複数の受光素子からそれぞれ出力される複数の信号のうち、強度が最も大きい信号と、前記干渉光の強度のピーク値の半値との差分に基づいて、前記入射光の波長を判定する、請求項7に記載の波長判定装置。 The photodetector is
A plurality of light receiving elements that are respectively provided corresponding to the plurality of reflecting surfaces and receive reflected light from the corresponding reflecting surfaces;
The determination unit determines the wavelength of the incident light based on a difference between a signal having the highest intensity among a plurality of signals output from the plurality of light receiving elements and a half value of a peak value of the intensity of the interference light. The wavelength determination device according to claim 7, wherein:
前記入射光を発生させるレーザ光源とを備える、レーザ装置。 The wavelength determination device according to any one of claims 1 to 10,
And a laser light source for generating the incident light.
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JP2007011259A JP2008177470A (en) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | Wavelength determination equipment and laser equipment |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011077523A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Nichia Corp | Laser tuning method, variable wavelength laser module, and program of laser tuning |
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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- 2007-01-22 JP JP2007011259A patent/JP2008177470A/en not_active Withdrawn
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