JP2010225932A - 波長可変光源 - Google Patents

Abstract

【課題】波長分解能を向上させることにより、波長選択性の向上、単一モードでの発振の容易化、及びＳＭＳＲの向上が図られ、且つノイズの少ない高い性能を有する波長可変光源を提供する。
【解決手段】波長可変光源１は、レーザ光を波長に応じた角度で回折する回折格子１４と、レーザ光の拡がり角の大きな方向が回折格子１４の溝方向に対して交差するように配置されたレーザダイオード１１と、レーザダイオード１１と回折格子１４との間におけるレーザ光の光路上に所定の角度をもって配置され、レーザダイオード１１から射出されるレーザ光の偏光状態を変化させるとともに、回折格子１４で回折された所定の波長を有するレーザ光の一部をレーザ光Ｌ２として外部に反射する半波長板１３とを備える。
【選択図】図１

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波長可変光源に関する。

光通信分野又は光計測技術分野等では、スペクトル線幅が狭く、単一モードで発振し、波長安定性が良く、且つ波長が可変である波長可変光源が要求される。現在まで様々な波長可変光源が開発されているが、その１つに光源の外部に設けられた光学素子を用いて共振器を構成する外部共振器型の波長可変光源がある。この外部共振器型の波長可変光源の代表的なものとしては、リットマン型の外部共振器を備えるものやリトロー型の外部共振器等を備えるものが挙げられる。

リットマン型の外部共振器を備える波長可変光源は、一方の端面の反射率を低減したレーザダイオード（ＬＤ）と、レーザダイオードの反射率が低減された端面から射出されたレーザ光を回折させる回折格子と、回折格子で回折されたレーザ光を回折格子に向けて反射する平面ミラーとを備えており、レーザダイオードの他方の端面と平面ミラーとによって共振器が構成される。かかる構成において、平面ミラーを揺動させて回折格子に向けて反射される波長成分（更には回折格子からレーザダイオードに向けて回折される波長成分）を変えることにより、外部に射出されるレーザ光の波長を変えることができる。

リトロー型の外部共振器を備える波長可変光源は、一方の端面の反射率を低減したレーザダイオードと、レーザダイオードの反射率が低減された端面から射出されたレーザ光をレーザダイオードに向けて回折させる回折格子とを備えており、レーザダイオードの他方の端面と回折格子とによって共振器が構成される。かかる構成において、回折格子を揺動させてレーザダイオードに向けて回折される波長成分を変えることにより、外部に射出されるレーザ光の波長を変えることができる。尚、リットマン型の外部共振器を備える従来の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を参照されたい。

特開２００１−３０８４５５号公報

ところで、周知の通り、レーザダイオードに形成されている活性層は導波路も兼ねており、その形状は一般的にｐｎ接合面に沿う横方向（平行方向）に広く、ｐｎ接合面に交差する横方向（垂直方向）に狭い。このため、一般的にレーザダイオードから射出されるレーザ光は、垂直方向の拡がり角が平行方向の拡がり角よりも大きくなり、その遠視野像は長軸方向が垂直方向に沿う楕円形状になる。

また、共振器を構成するレーザダイオードの他方の端面においては、一般的に偏光方向がｐｎ接合面に平行な方向であるレーザ光（所謂ＴＥモードのレーザ光）に対する反射率が、偏光方向がｐｎ接合面に垂直な方向であるレーザ光（所謂ＴＭモードのレーザ光）に対する反射率よりも高くなる。また、近年では、高効率化、狭スペクトル化等のために、レーザダイオードの活性層が歪量子井戸構造にされることが多く、偏光方向がｐｎ接合面に平行な方向であるレーザ光に対する利得が、偏光方向がｐｎ接合面に垂直な方向であるレーザ光に対する利得よりも高められているものが多い。このため、波長可変光源に用いられるレーザダイオードの多くは、偏光方向がｐｎ接合面に平行な方向であるレーザ光を射出するものが用いられる。

ここで、回折格子の回折効率は、一般的に偏光方向が回折格子の溝方向に沿う方向である光に対しては低く、偏光方向が回折格子の溝方向に交差する方向である光に対しては高い。また、回折格子に入射する光の波長をλとすると、回折格子の波長分解能Δλは、一般的に以下の（１）式で表される。
λ／Δλ＝ｑＮＷ …（１）
但し、上記（１）式中における変数Ｎは回折格子の単位長さ当たりの溝本数であり、変数Ｗは光の照射幅であり、変数ｑは回折次数である。

上記（１）式を参照すると、回折格子に対する光の照射幅が広い程（換言すると、光が照射される溝本数ＮＷが多い程、回折格子の波長分解能Δλは高くなることが分かる。回折格子の波長分解能Δλが高まると、波長選択性が向上するとともに単一モードで発振し易くなり、更には主モードと隣接モードとのパワー比である隣接モード抑圧比（ＳＭＳＲ：Side-Mode Suppression Ratio）が向上するため、波長可変光源としての性能が向上する。

しかしながら、従来の波長可変光源は、レーザダイオードと回折格子との相対的な関係が、上述した（１）式で示される波長分解能Δλを高め得る関係にされていない。つまり、レーザ光の拡がり角が狭い方向が回折格子の溝方向に交差する方向となるように、レーザダイオードが回折格子に対して配置されている。このため、従来の波長可変光源は、回折格子における波長選択性が悪く、多モードで発振し易く、或いはＳＭＳＲが小さく、その性能を十分発揮できていない状況であった。

また、従来の波長可変光源において、焦点距離の長いレンズを用いてレーザダイオードから射出されるレーザ光の平行方向のビーム径を拡げれば、上述した波長分解能Δλを高めることができるとも考えられる。しかしながら、焦点距離の長いレンズは、一般的に色収差が大きいため、広い波長範囲に亘ってレンズとレーザダイオードの活性層とを低損失で光学的に結合させることは困難であるという問題が生ずる。また、同一の開口数（ＮＡ）で比較するとレンズ径が大きくなるため、波長可変光源が大型化するという問題も生ずる。

また、上記の焦点距離の長いレンズを設けずに、プリズムを設けてレーザダイオードから射出されるレーザ光の平行方向のビーム径を拡げれば、上記の問題は発生しないとも考えられる。しかしながら、プリズムを設けることによって損失が増大するため、発振閾値が増加するという問題がある。また、上記の焦点距離の長いレンズを設けた場合と同様に、波長可変光源が大型化する問題及び部品点数が増加してコストが増加するという問題が生ずる。

更に、従来の波長可変光源は、基本的には共振器を構成するレーザダイオードの一方の端面がレーザ光の射出端にされている。このため、レーザ光に混じってレーザダイオード内で生じた自然放出光が外部に射出されてしまう。この自然放出光は、レーザ光に対して雑音になるため、波長可変光源の雑音を低減するためには、レーザダイオードから射出される自然放出光を極力抑制する必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、波長分解能を向上させることにより、波長選択性の向上、単一モードでの発振の容易化、及びＳＭＳＲの向上が図られ、且つノイズの少ない高い性能を有する波長可変光源を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の波長可変光源は、入射光を波長に応じた角度で回折する回折格子（１４）を備えており、当該回折格子で回折された所定の波長を有するレーザ光を射出する可変波長光源（１）において、互いに直交する二方向（ＴＬ、ＴＶ）における拡がり角が異なるレーザ光を射出し、前記二方向のうちの前記レーザ光の拡がり角の大きな方向（ＴＶ）が前記回折格子の溝方向に対して交差するように配置される光源（１１）と、前記光源と前記回折格子との間における前記レーザ光の光路上に、当該光路に対して所定の角度（θ）をもって傾けて配置され、前記光源から射出される前記レーザ光の偏光状態を変化させるとともに、前記回折格子で回折された所定の波長を有するレーザ光の一部を外部に反射する光学素子（１３）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、光源から射出されたレーザ光は光学素子によって偏光状態が変化された後に拡がり角の大きな方向が回折格子の溝方向に対して交差する状態とされて回折格子に入射して回折され、回折格子で回折された所定の波長を有するレーザ光の一部は光学素子で反射されて外部に出力される。
また、本発明の波長可変光源において、前記光源から射出される前記レーザ光は、偏光方向が前記二方向のうちの前記レーザ光の拡がり角の小さな方向（ＴＬ）に沿う方向であり、前記光学素子は、前記回折格子に入射する前記レーザ光の偏光方向が前記回折格子の溝方向に対して交差するように、前記光源から射出される前記レーザ光の偏光状態を変化させることを特徴としている。
また、本発明の波長可変光源は、前記光源には、前記回折格子に向かう前記レーザ光が射出される端面（１１ａ）とは異なる端面（１１ｂ）に、当該端面から射出されるレーザ光を反射する反射膜が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の波長可変光源は、前記光学素子には、前記レーザ光の反射率を調整するための反射膜が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の波長可変光源において、前記光学素子は、前記レーザ光が入射される面に対する光学軸の角度（φ）が、前記レーザ光の光路に対して傾けて配置される角度に応じた角度（θ）に設定された半波長板であることを特徴としている。
また、本発明の波長可変光源は、前記回折格子に対して移動可能に構成され、前記回折格子で回折された波長成分のうちの一部の波長成分を前記回折格子に向けて反射する反射素子（１５）を備えることを特徴としている。

本発明によれば、光源から射出されたレーザ光の偏光状態を光学素子によって変化させた後に、拡がり角の大きな方向が回折格子の溝方向に対して交差する状態にしてレーザ光を回折格子に入射させて回折させ、回折格子で回折された所定の波長を有するレーザ光の一部を光学素子で反射して外部に出力しているため、波長分解能を向上させることができ、これにより波長選択性の向上、単一モードでの発振の容易化、及びＳＭＳＲの向上を図ることができ、且つノイズの少ない高い性能を有する波長可変光源を実現することができる。

本発明の一実施形態による波長可変光源の要部構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による波長可変光源の要部構成を示す平面図である。 レーザダイオード１１から射出されるレーザ光の拡がり角を説明するための図である。 半波長板１３を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による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波長可変光源の要部構成を示す斜視図であり、図２は同波長可変光源の要部構成を示す平面図である。尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。但し、説明の便宜のため、各図に示すＸＹＺ直交座標系の原点は固定せずに、各図毎にその位置を適宜変更するものとする。

図１，２に示す通り、本実施形態による波長可変光源１は、レーザダイオード１１（光源）、コリメートレンズ１２、半波長板１３（光学素子）、回折格子１４、及び平面ミラー１５（反射素子）を備える。この波長可変光源１は、レーザダイオード１１の端面１１ｂと平面ミラー１５の反射面１５ａとによってリットマン型の外部共振器が形成された波長可変光源であり、レーザダイオード１１の端面１１ｂから射出されるレーザ光Ｌ１、半波長板１３で反射されるレーザ光Ｌ２、及び回折格子１４で回折される０次回折光Ｌ３を外部に出力する。尚、波長可変光源１は、ＺＸ平面内で平面ミラー１５を移動（揺動）させることで、例えば１．４〜１．６５μｍ程度の範囲で連続的に外部に出力するレーザ光の波長を変化させることが可能である。

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、歪量子井戸構造の活性層、及び上部クラッド層が順に形成され、半導体基板を劈開して得られる一対の平行な端面１１ａ及び端面１１ｂを共振器としたファブリペロー型のレーザダイオードである。このレーザダイオード１１は、端面１１ａに反射防止膜（ＡＲコート）１６が施されており、反射防止膜１６が施された端面１１ａをコリメートレンズ１２に向けて配置される。また、端面１１ａ側からコリメートレンズ１２に向けて射出されるレーザ光の拡がり角の大きな方向が回折格子１４の溝方向（Ｙ方向）と交差（好ましくは直交）する方向（図１，２に示す例では、ＺＸ平面に平行な方向）に配置される。これは、波長分解能を高めるためである。

図３は、レーザダイオード１１から射出されるレーザ光の拡がり角を説明するための図である。尚、図３においては、理解を容易にするために、レーザダイオード１１に形成されている導波路を兼ねる活性層１７を図示している。図３に示す通り、レーザダイオード１１に形成されている活性層１７の形状は、上述した下部クラッド層、活性層、及び上部クラッド層の接合面、或いはｐｎ接合面に沿う横方向（平行方向）ＴＬに広く、これらの接合面に交差する横方向（垂直方向）ＴＶに狭い。

このため、レーザダイオード１１の端面１１ａ側から射出されるレーザ光は、垂直方向ＴＶの拡がり角Ａ２が平行方向ＴＬの拡がり角Ａ１よりも大きくなり、図３に示す通り、その遠視野像が長軸方向が垂直方向ＴＶに沿う楕円形状になる。従って、レーザダイオード１１は、垂直方向ＴＶが回折格子１４の溝方向（Ｙ方向）と交差する方向（図１，図２に示すＺＸ平面に平行な方向）に平行となるように配置される。尚、レーザダイオード１１の端面１１ｂ側から出力されるレーザ光Ｌ１も、端面１１ａ側から射出されるレーザ光と同様に拡がる。

また、レーザダイオード１１は、その端面１１ｂにおいて、偏光方向が水平方向ＴＬであるレーザ光（所謂ＴＥモードのレーザ光）に対する反射率が、偏光方向が垂直方向ＴＶであるレーザ光（所謂ＴＭモードのレーザ光）に対する反射率よりも高くなるように形成されている。これに加えて、レーザダイオード１１は、偏光方向が水平方向ＴＬであるレーザ光に対する利得が、偏光方向が垂直方向ＴＶであるレーザ光に対する利得よりも高くなるよう形成されている。

従って、レーザダイオード１１の端面１１ａ側からはＴＥモードのレーザ光が射出され、その偏光方向は、図３において符号Ｐを付して示す通り、水平方向ＴＬに沿う方向である。上述の通り、レーザダイオード１１は垂直方向ＴＶが回折格子１４の溝方向（Ｙ方向）と交差する方向（図１，図２に示すＺＸ平面に平行な方向）に平行となるように配置されるため、レーザダイオード１１から射出されるレーザ光の偏光方向Ｐは回折格子１４の溝方向（Ｙ方向）と交差する方向（図１，図２に示すＺＸ平面に平行な方向）に垂直となるＹ方向に沿う方向である。尚、レーザダイオード１１の端面１１ｂ側からもＴＥモードのレーザ光が射出される。

コリメートレンズ１２は、レーザダイオード１１と回折格子１４との間の光路上に配置され、レーザダイオード１１の反射防止膜１６が施された端面１１ａ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で回折されてレーザダイオード１１に向かうレーザ光をレーザダイオード１１の端面１１ａにおけるレーザ光の射出位置に集光する。

半波長板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、光路に対して所定の角度θ（例えば、４５度）をもって傾けて配置される。そして、レーザダイオード１１から射出されてコリメートレンズ１２を介したレーザ光の偏光状態を変化させるとともに、回折格子１４で回折されてレーザダイオード１１に向かうレーザ光の一部をレーザ光Ｌ２として反射する。

半波長板１３を光路に対して所定の角度θをもって傾けて配置するのは、回折格子１４でレーザダイオード１１に向けて回折されたレーザ光をレーザ光Ｌ２として外部に出力するためである。ここで、回折格子１４からレーザダイオード１１に向かうレーザ光は、回折格子１４及び平面ミラー１５で波長弁別されたレーザ光であり、レーザダイオード１１で生じた自然放出光が極力排除されているため、ノイズの少ないレーザ光Ｌ２を外部に出力することができる。また、半波長板１３でレーザダイオード１１から射出されるレーザ光の偏光状態を変化させるのは、回折格子１４での回折効率を高めるためである。

この半波長板１３は、回折格子１４に入射するレーザ光の偏光方向が回折格子の溝方向に対して交差するように、コリメートレンズ１２を介して入射されるレーザ光の変化させる。即ち、レーザダイオード１１から射出されるＹ方向に沿う偏光方向のレーザ光を９０度だけ回転させて、Ｘ方向に沿う偏光方向のレーザ光に変化させる。また、半波長板１３は、回折格子１４で回折されてレーザダイオード１１に向かうＸ方向に沿う偏光方向のレーザ光を９０度だけ回転させて、Ｙ方向に沿う偏光方向のレーザ光に変化させる。

図４は、半波長板１３を説明するための図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＺ方向から半波長板１３を見た場合の正面図である。半波長板１３は、水晶、方解石、雲母、フッ化マグネシウム、ＹＶＯ_４（イットリウム・オルトバナデート）、ルチル等の複屈折性を有する無機光学材料又は有機光学材料を用いて形成されており、レーザ光が入射される面に対する光学軸ＣＸの角度が、レーザ光の光路に対して傾けて配置される角度θに応じた角度に設定されている。

具体的には、図４（ａ）に示す通り、半波長板１３のレーザ光が入射される面１３ａに対するＺＸ平面内における光学軸ＣＸの角度をφとし、レーザ光の光路に対して傾けて配置される半波長板１３の角度がθであるとすると、半波長板１３は、φ＝９０−θなる関係が成立するように形成されている。つまり、半波長板１３は、レーザ光の光路に対して角度θだけ傾けて配置されたときに、面１３ａに入射するレーザ光と半波長板１３の光学軸ＣＸとが直交するように形成されている。また、半波長板１３は、前述の通り、面１３ａに入射するレーザ光の偏光方向、或いは面１３ａに対抗する面１３ｂに入射するレーザ光の偏光方向を９０度回転させる必要がある。このため、図４（ｂ）に示す通り、光学軸ＣＸがＸ軸及びＹ軸に対してそれぞれ４５度（正確にはＸ軸に対しては１３５度又は−４５度）の角度をなすように形成されている。

ここで、上述の通り、半波長板１３はレーザ光の光路に対して角度θだけ傾けて配置されているため、レーザダイオード１１から射出されてコリメートレンズ１２を介して半波長板１３の面１３ａに入射するレーザ光のうちの一部が反射されてしまう。このため、損失を抑えるために反射防止膜を半波長板１３の面１３ａに施すのが望ましい。

回折格子１４は、Ｙ方向に延びる格子が配列された平面状の回折面１４ａを有しており、半波長板１３を介して入射されるレーザ光、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。ここで、レーザ光の波長をλ、回折格子１４の格子定数をｄ、回折次数をｑ、レーザ光の入射角をα、回折角をβとすると、回折格子１４は、以下の（２）式に示す関係で入射するレーザ光を回折する。
ｑλ＝ｄ（sinα＋sinβ） …（２）

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ものであり、図２中の点Ｃ１を回転中心としてＺＸ平面に沿う回転方向Ｄ１，Ｄ２に回転（揺動）可能である。尚、図示は省略しているが、本実施形態の波長可変光源１は、点Ｃ１を中心としてＺＸ面に沿う回転方向Ｄ１，Ｄ２に平面ミラー１５を回転させるための所定の回転機構を備える。この回転機構は、例えば、点Ｃ１を通ってＹ軸に平行な軸を回転軸とする回転モータと、この回転モータの回転軸に取り付けられた回転アームとを備えており、回転アームの所定の位置に平面ミラー１５が取り付けられることにより、上記の回転を実現するものである。

上記構成において、レーザダイオード１１の端面１１ａ側からレーザ光が射出されると、このレーザ光はＸ方向及びＹ方向の各々の方向に異なる拡がり角をもって拡がりながらコリメートレンズ１２に向かう。ここで、レーザダイオード１１から射出されるレーザ光は、Ｘ方向における拡がり角がＹ方向の拡がり角よりも大きく、偏光方向がＹ方向に沿う方向のレーザ光である。

このレーザ光がコリメートレンズ１２に入射すると、コリメートレンズ１２によって平行光にされた後に半波長板１３に入射し、偏光方向がＸ方向に沿う方向のレーザ光に変化する。ここで、半波長板１３を透過するレーザ光の断面形状は、図１に示す通り、長軸がＺＸ平面に平行な面に含まれる楕円形状である。このため、半波長板１３ではレーザ光の断面形状が変化することなく偏光状態が変化する。

半波長板１３を透過したレーザ光は、回折格子１４の回折面１４ａに入射し、前述した（２）式の関係をもって波長に応じた角度で回折される。尚、回折格子１４で回折された０次回折光は、レーザ光Ｌ３として外部に出力される。ここで、前述した通り、半波長板１３を透過するレーザ光の断面形状は、長軸がＺＸ平面に平行な面に含まれる楕円形状である。このため、回折格子１４の回折面１４ａに対しても、断面形状が楕円形状であって長軸がＺＸ平面に平行な面に含まれるレーザ光が入射される。

すると、回折格子１４の回折面１４ａに形成された溝のうちのレーザ光が照射される溝の数が、断面形状が楕円形状であって長軸がＺＸ平面に垂直であるレーザ光が回折格子１４の回折面１４ａに入射される場合に比べて増大し、これにより波長分解能が高められる。また、回折格子１４の回折面１４ａに入射するレーザ光は、その偏光方向が半波長板１３によってＸ方向に沿う方向のレーザ光にされているため、偏光方向がＹ方向に沿う方向のレーザ光が回折格子１４の回折面１４ａに入射される場合に比べて回折効率を高めることができる。

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んで半波長板１３に入射し、一部が反射されてレーザ光Ｌ２として外部に出力される。半波長板１３に入射したレーザ光の残りは、半波長板１３を通過することによって偏光方向がＹ方向に沿う方向のレーザ光に変化する。

半波長板１３を透過したレーザ光はコリメートレンズ１２に入射し、コリメートレンズ１２により集光されて端面１１ａ側からレーザダイオード１１内に入射する。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１１ｂ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１１ｂからレーザダイオード１１の外部に射出されて、レーザ光Ｌ１として外部に出力される。

ここで、点Ｃ１を中心として平面ミラー１５を図１，図２中の符号Ｄ１を付した方向に回転させると、波数を変化させずに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る。逆に、点Ｃ１を中心として平面ミラー１５を図１，図２中の符号Ｄ２を付した方向に回転させると、波数を変化させずに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。

以上の通り、本実施形態の波長可変光源１では、レーザ光の拡がり角の大きな方向が回折格子１４の溝方向に対して交差するようにレーザダイオード１１を配置している。また、レーザダイオード１１と回折格子１４との間におけるレーザ光の光路上に所定の角度θをもって半波長板１３を配置し、レーザダイオード１１から射出されるレーザ光の偏光状態を変化させるとともに、回折格子１４で回折された所定の波長を有するレーザ光の一部をレーザ光Ｌ２として外部に反射している。このため、回折格子１４の波長分解能を向上させることができ、波長選択性の向上、単一モードでの発振の容易化、及びＳＭＳＲの向上を図ることができるとともに、ノイズの少ない高いレーザ光Ｌ２を得ることができる。

また、従来の一般的なリットマン型の外部共振器が形成された波長可変光源に対し、本実施形態の波長可変光源１で追加された構成は半波長板１３のみである。このため、共振器内の損失がさほど増加せず、発振閾値の増大を防止することができるとともに、波長可変光源１の大型化及び部品点数の増大によるコスト増加を防止することができる。

以上、本発明の一実施形態による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が形成された波長可変光源について説明したが、リトロー型の外部共振器が形成された波長可変光源にも本発明を適用することができる。

また、前述した実施形態では、レーザダイオード１１の端面１１ｂから射出されるレーザ光Ｌ１を外部に出力する例について説明した。しかしながら、この端面１１ｂから射出されるレーザ光を反射する反射膜を端面１１ｂに形成するのが望ましい。かかる反射膜を形成することで、レーザダイオード１１の内部を進んで端面１１ｂに到達したレーザ光の殆ど全てが反射されて外部共振器内で再度共振させることができるため、発振閾値を低下させることができる。

また、以上説明した実施形態では、半波長板１３で反射されるレーザ光Ｌ２を外部に出力している。ここで、レーザ光Ｌ２のパワーを適切な値にするために、半波長板１３の面１３ａ，１３ｂ（図４参照）の少なくとも一方に、レーザ光の反射率を調整するための反射膜を形成するのが望ましい。半波長板１３に形成する反射膜としては、例えば金属薄膜や誘電体多層膜等を用いることができる。

更に、レーザダイオード１１及びコリメートレンズ１２は、それぞれの中心軸が一直線上に配置されるように光学的に結合されていても良く、レーザダイオード１１の中心軸とコリメートレンズ１２との中心軸が交差するように（コリメートレンズ１２との光軸がレーザダイオード１１の活性層の長手方向に対して所定の角度をなすように）光学的に結合されていても良い。かかる結合方法を用いることで、端面１１ａに反射防止膜１６を施すことなくレーザダイオード１１の端面１１ａにおけるレーザ光の反射を低減することができる。

１ 波長可変光源
１１ レーザダイオード
１１ａ 端面
１１ｂ 端面
１３ 半波長板
１４ 回折格子
１５ 平面ミラー
ＴＬ 平行方向
ＴＶ 垂直方向

Claims (6)

1. 入射光を波長に応じた角度で回折する回折格子を備えており、当該回折格子で回折された所定の波長を有するレーザ光を射出する可変波長光源において、
   互いに直交する二方向における拡がり角が異なるレーザ光を射出し、前記二方向のうちの前記レーザ光の拡がり角の大きな方向が前記回折格子の溝方向に対して交差するように配置される光源と、
   前記光源と前記回折格子との間における前記レーザ光の光路上に、当該光路に対して所定の角度をもって傾けて配置され、前記光源から射出される前記レーザ光の偏光状態を変化させるとともに、前記回折格子で回折された所定の波長を有するレーザ光の一部を外部に反射する光学素子と
   を備えることを特徴とする波長可変光源。
2. 前記光源から射出される前記レーザ光は、偏光方向が前記二方向のうちの前記レーザ光の拡がり角の小さな方向に沿う方向であり、
   前記光学素子は、前記回折格子に入射する前記レーザ光の偏光方向が前記回折格子の溝方向に対して交差するように、前記光源から射出される前記レーザ光の偏光状態を変化させる
   ことを特徴とする請求項１記載の波長可変光源。
3. 前記光源には、前記回折格子に向かう前記レーザ光が射出される端面とは異なる端面に、当該端面から射出されるレーザ光を反射する反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の波長可変光源。
4. 前記光学素子には、前記レーザ光の反射率を調整するための反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の波長可変光源。
5. 前記光学素子は、前記レーザ光が入射される面に対する光学軸の角度が、前記レーザ光の光路に対して傾けて配置される角度に応じた角度に設定された半波長板であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の波長可変光源。
6. 前記回折格子に対して移動可能に構成され、前記回折格子で回折された波長成分のうちの一部の波長成分を前記回折格子に向けて反射する反射素子を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の波長可変光源。

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