JP2018190868A - Light source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体レーザに係り、特に光学的分光手法を使ったセンサーの波長（周波数）を相対的に校正することができる光源装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly to a light source device capable of relatively calibrating the wavelength (frequency) of a sensor using an optical spectroscopy technique.
半導体レーザを使った分光測定は広い波長範囲で行われている。特に波長可変半導体レーザ吸収分光（ＴＤＬＡＳ）は近赤外領域で多くの実施例がある（非特許文献１参照）。吸収分光で分子の濃度や温度の測定精度を向上するには、光源の波長掃引を広い範囲で行い、より多くの吸収線を一度に測定できることが望まれる。これまでＴＤＬＡＳで使用されていたレーザは通信帯の波長１．４μｍ〜１．７μｍの分布帰還形（ＤＦＢ）レーザが多く、これは温度による波長同調をしてもたかだか１つのレーザモジュールあたり２ｎｍ程度の可変量である。一般的にＤＦＢレーザの電流変調の結果、温度変化が生じ、これにより周波数掃引が実現するが、この場合１ｎｍ掃引するのがやっとである。 Spectroscopic measurement using a semiconductor laser is performed in a wide wavelength range. In particular, wavelength tunable semiconductor laser absorption spectroscopy (TDLAS) has many examples in the near infrared region (see Non-Patent Document 1). In order to improve the measurement accuracy of the concentration and temperature of molecules by absorption spectroscopy, it is desired that the wavelength sweep of the light source is performed in a wide range and more absorption lines can be measured at once. The lasers used in TDLAS so far are mostly distributed feedback (DFB) lasers with a communication band wavelength of 1.4 μm to 1.7 μm, which is about 2 nm per laser module even if the wavelength is tuned by temperature. Variable amount. Generally, a temperature change occurs as a result of current modulation of the DFB laser, thereby realizing a frequency sweep. In this case, it is only possible to sweep 1 nm.
一方、通信波長では分布型ブラック反射器（ＤＢＲ）を備えた半導体レーザ（ＤＢＲレーザ）が開発・製造されている。連続掃引波長範囲も１０ｎｍ以上のものもあり、通信用の信号光源として使われてきた。また、ＤＢＲ層のキャリア変化による高速掃引が可能で、ＧＨｚの応答もしうる。 On the other hand, a semiconductor laser (DBR laser) including a distributed black reflector (DBR) has been developed and manufactured at a communication wavelength. There is also a continuous sweep wavelength range of 10 nm or more, which has been used as a signal light source for communication. Further, a high-speed sweep by changing the carrier of the DBR layer is possible, and a response of GHz can be obtained.
近年波長２μｍ帯でも発振する半導体レーザが入手できるようになってきており、これを使ったＴＤＬＡＳが行われている（非特許文献２参照）。２μｍ帯は１．５μｍ帯に比べＣＯ2の吸収が比較的強く、またファイバを使った光の伝送も可能であるのでセンシング応用でのレーザの普及が期待されている。２０１６年に広帯域、高速の掃引ができるＤＢＲレーザが開発された（非特許文献３参照）。 In recent years, semiconductor lasers that oscillate even in the wavelength band of 2 μm have become available, and TDLAS using this has been performed (see Non-Patent Document 2). The 2 μm band has a relatively strong absorption of CO 2 compared to the 1.5 μm band, and can transmit light using a fiber. Therefore, the spread of lasers for sensing applications is expected. In 2016, a DBR laser capable of performing broadband and high-speed sweeping was developed (see Non-Patent Document 3).
可視波長域から通信波長帯（０．４μｍ〜１．７μｍ）では産業応用されていることもあり、検出器、ミラー、レンズといった光学素子は高性能・高信頼性を有している。これを使った波長計や光スペクトラムアナライザが多くのメーカから発売されており、手軽にレーザの発振波長や発振スペクトルを知ることができる。 In the visible wavelength range to the communication wavelength range (0.4 μm to 1.7 μm), there are cases where industrial applications are applied, and optical elements such as detectors, mirrors, and lenses have high performance and high reliability. Wavelength meters and optical spectrum analyzers using this are available from many manufacturers, and you can easily know the laser oscillation wavelength and oscillation spectrum.
一方、１．８μｍ帯より波長が長い場合、受光する検出器は存在するが、可視波長域から通信波長帯に比べると普及は遅れている。また、光学素子の成膜技術も十分ではないので、波長計や光スペクトラムアナライザは限られたメーカからしか発売されていないうえに高価である。 On the other hand, when the wavelength is longer than the 1.8 μm band, there are detectors that receive light, but the spread from the visible wavelength band is delayed compared to the communication wavelength band. In addition, since the optical element deposition technique is not sufficient, wavelength meters and optical spectrum analyzers are sold only by limited manufacturers and are expensive.
以上のように波長２μｍ帯では、可視・近赤外波長域に比べ波長計や光スペクトラムアナライザが高価であり、容易に波長を知ることが難しいという課題を有していた。また、一般的に光スペクトラムアナライザや波長計を使ったとしても、分解能の高い相対的な波長を波長掃引と同期して知ることはできない。本発明は、上記課題を波長計や光スペクトラムアナライザがなくても簡単に相対波長（周波数）の校正を可能とすることを目的とする。 As described above, in the wavelength 2 μm band, the wavelength meter and the optical spectrum analyzer are more expensive than the visible / near infrared wavelength region, and it is difficult to know the wavelength easily. In general, even if an optical spectrum analyzer or a wavelength meter is used, the relative wavelength with high resolution cannot be known in synchronization with the wavelength sweep. An object of the present invention is to make it possible to easily calibrate relative wavelengths (frequency) without a wavelength meter or an optical spectrum analyzer.
また、本発明は、ＴＤＬＡＳにおけるＤＢＲレーザの電流−周波数の非線形性を校正することを目的とする。 Another object of the present invention is to calibrate the current-frequency nonlinearity of a DBR laser in TDLAS.
本発明の２μｍ帯ＤＢＲレーザシステムは、２μｍ帯ＤＢＲレーザからなり、レーザからの出力光の一部を取り出し、その光を半導体基板のエタロンを透過させその光を検出器で検出する手段を備え、出力光のもう一方の気体サンプルの吸収信号を検出した信号と同時に測定することで相対波長（周波数）の校正を可能とする。 The 2 μm band DBR laser system of the present invention comprises a 2 μm band DBR laser, and includes means for extracting a part of output light from the laser, transmitting the light through an etalon of a semiconductor substrate, and detecting the light with a detector, The relative wavelength (frequency) can be calibrated by measuring the absorption signal of the other gas sample of the output light simultaneously with the detected signal.
本発明の光源装置の一様態は、
レーザと、
前記レーザから出射した光の一部の光路中にある半導体の平行平板と、
受光器と、を含み、
前記レーザは、連続掃引可能な波長掃引範囲が３ｎｍ以上であり、
前記半導体の平行平板はエタロンの機能を有し、波長範囲３ｎｍにわたり２本以上のフリンジを跨ぐ厚さを有し、前記レーザの発振波長において屈折率が３よりも大きい
ことを特徴とする波長掃引可能な光源装置である。
One aspect of the light source device of the present invention is:
Laser,
A parallel plate of semiconductor in the optical path of a part of the light emitted from the laser;
A receiver, and
The laser has a wavelength sweep range capable of continuous sweep of 3 nm or more,
The semiconductor parallel plate has an etalon function, has a thickness straddling two or more fringes over a wavelength range of 3 nm, and has a refractive index greater than 3 at the oscillation wavelength of the laser. It is a possible light source device.
前記レーザは、発振波長が２μｍ以上であり、ブラック回折格子を有し、電流注入により前記ブラック回折格子の屈折率を変化させることが可能である。 The laser has an oscillation wavelength of 2 μm or more, has a black diffraction grating, and can change the refractive index of the black diffraction grating by current injection.
前記半導体の平行平板がＧｅ及びＳｉのグループから選ばれた材料のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。 The parallel plate of the semiconductor includes at least one material selected from a group of Ge and Si.
前記半導体の平行平板がＩｎＰ及びＧａＡｓのグループから選ばれた材料のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。 The parallel plate of the semiconductor includes at least one material selected from the group of InP and GaAs.
前記半導体の平行平板は、前記レーザの発振波長において透明であることが好ましい。 The parallel plate of the semiconductor is preferably transparent at the oscillation wavelength of the laser.
本発明により、波長計や光スペクトラムアナライザがなくても簡単に相対波長（周波数）の校正を実現できる。 According to the present invention, the relative wavelength (frequency) can be easily calibrated without a wavelength meter or an optical spectrum analyzer.
また、本発明により、ＴＤＬＡＳにおけるＤＢＲレーザの電流−周波数の非線形性を校正できる。 In addition, according to the present invention, the current-frequency nonlinearity of the DBR laser in TDLAS can be calibrated.
３以上の屈折率が高い材料をエタロンに使用すれば、実行長を稼ぐことができるので、周波数間隔の狭いエタロンを使用することができる。また、周波数間隔が狭くできると、ピークの観測の数を増やすことができ、少しの変動でも検出器でパワーの変動を見ることができ、周波数の校正精度が向上させることができる。 If a material having a high refractive index of 3 or more is used for the etalon, an effective length can be obtained, so that an etalon having a narrow frequency interval can be used. Further, if the frequency interval can be narrowed, the number of peak observations can be increased, and even a slight fluctuation can see the power fluctuation with the detector, and the frequency calibration accuracy can be improved.
また、本実施の形態のように、３以上の屈折率が高い材料をエタロンに使用すれば、バタフライパッケージ等既存パッケージに載せる際も厚さが１/３以下にすることが可能であり、実装自由度を上げることができる。 In addition, if a material having a high refractive index of 3 or more is used for the etalon as in this embodiment, the thickness can be reduced to 1/3 or less when mounting on an existing package such as a butterfly package. The degree of freedom can be increased.
以下、本発明の光源装置の形態について、図を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、本明細書等において開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。 Hereinafter, embodiments of the light source device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the description of the embodiments described below, and it is obvious to those skilled in the art that various changes in form and details can be made without departing from the spirit of the invention disclosed in this specification and the like. is there. In addition, structures according to different embodiments can be implemented in appropriate combination.
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る光源装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の波長校正可能な光源装置は、レーザ素子のＤＢＲレーザ１０１と波長校正用のエタロン１０２とエタロンの透過光を受光する検出器１０８とから構成される。ＤＢＲレーザ１０１はブラック回折格子を有する。レーザ端面の一方からの光はレンズ系１０３を通してファイバ１０４にカップリングする。ファイバ１０４はタップカプラ１０５を用いて分光測定用の光路１０７と周波数校正用の光路１０６に分岐される。周波数校正用の光路１０６を通った光はコリメータレンズ（図示しない）で平行光とされ、Ｇｅのエタロン１０２を透過し検出器１０８で受光する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the light source device according to the first embodiment of the present invention. The light source device capable of wavelength calibration according to the present embodiment includes a DBR laser 101 which is a laser element, an etalon 102 for wavelength calibration, and a detector 108 which receives light transmitted through the etalon. The DBR laser 101 has a black diffraction grating. Light from one of the laser end faces is coupled to the fiber 104 through the lens system 103. The fiber 104 is branched into an optical path 107 for spectroscopic measurement and an optical path 106 for frequency calibration using a tap coupler 105. The light passing through the optical path 106 for frequency calibration is converted into parallel light by a collimator lens (not shown), passes through the Ge etalon 102, and is received by the detector 108.
本実施の形態のＤＢＲレーザはＤＢＲ層と位相層を有しており、この２つの層に電流を注入することで発振波長を変えることができ、分光測定でよく使われるＤＦＢレーザよりも広い波長範囲（３ｎｍ以上）有している。図２は横軸がＤＢＲ層への、縦軸が位相層への注入電流でそれぞれの設定値に対する発振波長を示したグラフである。この図からわかるように電流値が小さい範囲では発振波長の変化は急峻であるが、電流値が大きくなるにつれ、発振波長変化はゆるやかになる。また、波長が不連続になる部分はモード飛びが発生しており、この境界をまたぐような電流掃引はＴＤＬＡＳでは不利になる。そこでこの境界をまたがないように、図２の矢印のような注入電流を同期して掃引することで、モード飛びなしに連続掃引が可能となるので、本実施の形態ではこの矢印に沿うように電流注入を行った。 The DBR laser of the present embodiment has a DBR layer and a phase layer. The oscillation wavelength can be changed by injecting current into these two layers, and the wavelength is wider than that of a DFB laser often used in spectroscopic measurement. It has a range (3 nm or more). FIG. 2 is a graph in which the horizontal axis is the DBR layer and the vertical axis is the injection current into the phase layer and the oscillation wavelength for each set value. As can be seen from this figure, the change in the oscillation wavelength is steep in the range where the current value is small, but the change in the oscillation wavelength becomes gentle as the current value increases. Further, mode skip occurs in the portion where the wavelength is discontinuous, and current sweeping across this boundary is disadvantageous in TDLAS. Therefore, by sweeping the injection current as shown by the arrows in FIG. 2 in synchronism so as not to cross this boundary, continuous sweep is possible without mode skipping. Current injection was performed.
上記の電流注入方法を使って、たとえば、分光測定用のファイバ端の光をＣＯ2が封入された吸収セルに通した時の光信号を検出器で測定すると、時間（横軸）に対する信号強度（縦軸）を示す図３のスペクトルが得られる。この信号と同時に測定したエタロン透過の波長校正用の信号を検出すると図４のようになる。図４は、時間（横軸）に対する波長校正用の信号として検出された信号強度（縦軸）を示す。波長校正用の信号は Using the above-described current injection method, for example, when the optical signal when the light at the end of the fiber for spectroscopic measurement is passed through an absorption cell containing CO 2 is measured with a detector, the signal intensity with respect to time (horizontal axis) The spectrum of FIG. 3 showing (vertical axis) is obtained. When a signal for wavelength calibration of etalon transmission measured simultaneously with this signal is detected, the result is as shown in FIG. FIG. 4 shows a signal intensity (vertical axis) detected as a wavelength calibration signal with respect to time (horizontal axis). The signal for wavelength calibration is
と書ける。ここで、Ｉdはエタロンの透過光強度、Ｒは反射率、Ｄは透過率、Ｌはエタロンの長さ（厚さ）、νはレーザの発振周波数、ｃは真空中の光速、ｎはエタロン媒質の屈折率、Ｉ0はエタロンへの入射光強度である（非特許文献４：霜田光一、『レーザー物理入門』）。反射面での散乱損失などがないと仮定すると、 Can be written. Here, I d is the transmitted light intensity of the etalon, R is the reflectance, D is the transmittance, L is the length (thickness) of the etalon, ν is the oscillation frequency of the laser, c is the speed of light in vacuum, and n is the etalon. The refractive index of the medium, I 0, is the incident light intensity to the etalon (Non-patent Document 4: Koichi Shimoda, “Introduction to Laser Physics”). Assuming there is no scattering loss on the reflective surface,
が成り立つ。式（１）は屈折率変化が小さいとすると周波数（波長）の周期関数
である。校正には少なくとも２点は必要であり、掃引の最短波長λ1、最長波長をλ2とすると、以下の条件が必要となる。
Holds. Equation (1) is a periodic function of frequency (wavelength) when the refractive index change is small. At least two points are necessary for calibration, and the following conditions are required, assuming that the shortest wavelength λ 1 and the longest wavelength λ 2 of the sweep.
ここで、Δλ＝λ1−λ2である。この実施の形態ではエタロンに透過方向の厚さ１ｍｍの平行研磨されたＧｅ基板を使用しており、波長２μｍのレーザ光が透過する。なお、エタロンは、検出器でモニターが確実にできるように、２本以上のフリンジを跨ぐ厚さを有するものを用いる。フリンジとは、半導体の平行平板を通過する光のある波長範囲における最大透過率を含む透過率を表すピークである。フリンジは、そのフリンジと隣接するフリンジとの間で谷を有する。谷と隣接する谷との間に一本のフリンジがある。Ｇｅ基板の屈折率は波長２μｍで４．１であるのでフリースペクトラルレンジは３７ＧＨｚとなる。また、これはΔλ＝３ｎｍのとき、式（２）の条件を満たしている。エタロンを透過する光のフリンジ間隔は周波数に対しては線形性を有しているので、波長校正用の信号のフリンジピークの時間を表１のようにリスト化しこれをプロットすることで、図３で観測された時間に対する周波数の非線形性の大きい（フリンジ間隔のばらつきが大きい）掃引の周波数校正が可能となる。もっとも簡単な校正法としてはリスト全体を一つの高次展開式にフィッティングすることで、周波数校正を行う方法である。この周波数校正を行う方法はコンピュータで行ってもよい。図３の時間軸を周波数に校正したものが図５になる。図５は、周波数（横軸）に対する波長校正用の信号として検出された信号強度（縦軸）を示す。図５では、フリンジ間隔のばらつきが小さくなっている。図３〜５において、ピークの頂点と、そのピークと隣接するピークの頂点との間をフリンジ間隔という。 Here, Δλ = λ 1 −λ 2 . In this embodiment, a parallel polished Ge substrate having a thickness of 1 mm in the transmission direction is used for the etalon, and a laser beam having a wavelength of 2 μm is transmitted. Note that an etalon having a thickness straddling two or more fringes is used so that the detector can be reliably monitored. A fringe is a peak representing the transmittance including the maximum transmittance in a certain wavelength range of light passing through a parallel plate of a semiconductor. The fringe has a valley between the fringe and the adjacent fringe. There is a fringe between the valley and the adjacent valley. Since the refractive index of the Ge substrate is 4.1 at a wavelength of 2 μm, the free spectral range is 37 GHz. This also satisfies the condition of equation (2) when Δλ = 3 nm. Since the fringe interval of the light transmitted through the etalon has linearity with respect to the frequency, the fringe peak times of the signal for wavelength calibration are listed as shown in Table 1 and plotted as shown in FIG. It is possible to perform frequency calibration for sweeps with large frequency nonlinearity (large variation in fringe interval) with respect to the time observed in FIG. The simplest calibration method is to perform frequency calibration by fitting the entire list into one higher-order expansion formula. This frequency calibration method may be performed by a computer. FIG. 5 shows the time axis of FIG. 3 calibrated to the frequency. FIG. 5 shows the signal intensity (vertical axis) detected as a wavelength calibration signal with respect to the frequency (horizontal axis). In FIG. 5, the variation in the fringe interval is small. 3 to 5, the interval between the peak apex and the peak apex adjacent to the peak is called a fringe interval.
実施方式としてはＧｅは屈折率が高いのでガラスのエタロンで用いられる反射コートを入射面、出射面にかけることをしなくても波長マーカーとして十分なフィネスを有するが、ガラスのエタロン同様入出射面に反射コートかけても良い。本実施の形態では基板厚１ｍｍのＧｅ基板を使用したが、基板厚を厚くすることでさらに高精度に相対周波数の校正が可能となる。また、Ｇｅ基板の代わりに、Ｓｉ基板を用いてもよい。 As an implementation method, Ge has a high refractive index, so it has sufficient finesse as a wavelength marker without applying a reflective coat used in a glass etalon to the entrance and exit surfaces. A reflective coat may be applied. In the present embodiment, a Ge substrate having a substrate thickness of 1 mm is used. However, the relative frequency can be calibrated with higher accuracy by increasing the substrate thickness. Further, instead of the Ge substrate, a Si substrate may be used.
図１に記載された構成部品は一般的なバタフライマウントに実装されている。また、レーザとエタロンであるＧｅの基板を個別にもしくは同時に温調をかける機構を有している。 The components shown in FIG. 1 are mounted on a general butterfly mount. In addition, it has a mechanism for adjusting the temperature of the laser and the etalon substrate separately or simultaneously.
エタロンにＧｅ、Ｓｉ、ＩｎＰ又はＧａＡｓを用いた場合、レーザの発振波長の屈折率が３よりも大きくなる。エタロンに関してはＩｎＰやＧａＡｓに限らず、良く知られる化合物半導体材料元素の組成を調整して得られる、２μｍでの吸収がない或いは少ない特性を有する化合物半導体を用いても良く、その場合であっても、本発明の趣旨を失うものではない。 When Ge, Si, InP or GaAs is used for the etalon, the refractive index of the laser oscillation wavelength is larger than 3. With regard to etalon, not only InP and GaAs, but also a compound semiconductor having no or little absorption at 2 μm obtained by adjusting the composition of well-known compound semiconductor material elements may be used. However, the gist of the present invention is not lost.
上述のエタロンは、上述のレーザの発振波長において透明であることが好ましい。「透明である」とは、レーザの発振波長において、光線透過率が５０％以上１００％未満のことをいう。 The etalon described above is preferably transparent at the oscillation wavelength of the laser described above. “Transparent” means that the light transmittance is 50% or more and less than 100% at the oscillation wavelength of the laser.
本実施の形態のように、３以上の屈折率が高い材料をエタロンに使用すれば、実行長を大きくことができるので、周波数間隔の狭いエタロンを使用することができる。また、周波数間隔が狭くできると、フリンジの観測の数を増やすことができ、少しの変動でも検出器でパワーの変動を見ることができ、周波数の校正精度が向上させることができる。 If a material having a high refractive index of 3 or more is used for the etalon as in the present embodiment, the effective length can be increased, so that an etalon with a narrow frequency interval can be used. In addition, if the frequency interval can be narrowed, the number of fringe observations can be increased, and even a slight fluctuation can see the power fluctuation with the detector, and the frequency calibration accuracy can be improved.
また、本実施の形態のように、３以上の屈折率が高い材料をエタロンに使用すれば、バタフライパッケージ等既存パッケージに載せる際も厚さが１/３以下にすることが可能であり、実装自由度を上げることができる。 In addition, if a material having a high refractive index of 3 or more is used for the etalon as in this embodiment, the thickness can be reduced to 1/3 or less when mounting on an existing package such as a butterfly package. The degree of freedom can be increased.
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係るレーザモジュールの構成を示すブロック図である。本実施の形態の波長校正可能なレーザモジュールは、第１の実施の形態と同様にレーザ素子のＤＢＲレーザ６０１と波長校正用のエタロン６０２とエタロン６０２の透過光を受光する検出器６０３とから構成される。レーザ端面の一方からの光はレンズ系６０４を通してファイバ６０５にカップリングし、分光測定に使用できる。もう一方の端面側には波長校正用のエタロン６０２と検出器６０３（リアモニタ）が配置されている。波長校正方法は第１の実施の形態と同様の方法を用いることができる。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a laser module according to the second embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the laser module capable of wavelength calibration of the present embodiment includes a DBR laser 601 as a laser element, an etalon 602 for wavelength calibration, and a detector 603 that receives light transmitted through the etalon 602. Is done. Light from one of the laser end faces is coupled to fiber 605 through lens system 604 and can be used for spectroscopic measurements. On the other end face side, an etalon 602 for wavelength calibration and a detector 603 (rear monitor) are arranged. As the wavelength calibration method, the same method as in the first embodiment can be used.
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は本発明の第３の実施の形態に係るレーザモジュールの構成を示すブロック図である。本実施の形態の波長校正可能なレーザモジュールは、第１の実施の形態と同様にレーザ素子のＤＢＲレーザ７０１と波長校正用のエタロン７０２とエタロン７０２の透過光を受光する検出器７０３とから構成される。レーザ端面の一方からの光はビームスプリッタ７０４で２つの光路に分けられる。一方はレンズ系７０５を通してファイバ７０６にカップリングし、分光測定に使用できる。もう一方の光路には波長校正用のエタロンと検出器が配置されている。波長校正方法は第１の実施の形態と同様の方法を用いることができる。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a laser module according to the third embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the laser module capable of wavelength calibration according to this embodiment includes a DBR laser 701 as a laser element, a wavelength calibration etalon 702, and a detector 703 that receives light transmitted through the etalon 702. Is done. Light from one of the laser end faces is divided into two optical paths by a beam splitter 704. One is coupled to fiber 706 through lens system 705 and can be used for spectroscopic measurements. A wavelength calibration etalon and a detector are arranged in the other optical path. As the wavelength calibration method, the same method as in the first embodiment can be used.
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態について説明する。図８は本発明の第４の実施の形態に係るレーザモジュールの構成を示すブロック図である。本実施の形態の波長校正可能なレーザモジュールは、第１の実施の形態と同様にレーザ素子のＤＢＲレーザ８０１と波長校正用のエタロン８０２とエタロン８０２の透過光を受光する検出器８０３とから構成される。レーザ端面の一方からの光はレンズ系８０４を通してファイバ８０５にカップリングし、分光測定に使用できる。もう一方の端面側の光はレンズ系８０４を通してファイバ８０６にカップリングし、波長校正用のエタロンと検出器（リアモニタ）を備えたモジュールが配置され、周波数校正に使用できる。波長校正方法は第１の実施の形態と同様の方法を用いることができる。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a laser module according to the fourth embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the laser module capable of wavelength calibration according to this embodiment includes a DBR laser 801 as a laser element, a wavelength calibration etalon 802, and a detector 803 that receives light transmitted through the etalon 802. Is done. Light from one of the laser end faces is coupled to a fiber 805 through a lens system 804 and can be used for spectroscopic measurement. The light on the other end face side is coupled to the fiber 806 through the lens system 804, and a module including a wavelength calibration etalon and a detector (rear monitor) is arranged and can be used for frequency calibration. As the wavelength calibration method, the same method as in the first embodiment can be used.
本発明は、半導体レーザを使った計測技術に適用することができる。 The present invention can be applied to a measurement technique using a semiconductor laser.
１０１ ＤＢＲレーザ
１０２ エタロン
１０３ レンズ系
１０４ ファイバ
１０５ タップカプラ
１０６ 周波数校正用の光路
１０７ 分光測定用の光路
１０８ 検出器
６０１ ＤＢＲレーザ
６０２ エタロン
６０３ 検出器
６０４ レンズ系
６０５ ファイバ
７０１ ＤＢＲレーザ
７０２ エタロン
７０３ 検出器
７０４ ビームスプリッタ
７０５ レンズ系
７０６ ファイバ
８０１ ＤＢＲレーザ
８０２ エタロン
８０３ 検出器
８０４ レンズ系
８０５ ファイバ
８０６ ファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 DBR laser 102 Etalon 103 Lens system 104 Fiber 105 Tap coupler 106 Optical path 107 for frequency calibration Optical path 108 for spectroscopic measurement Detector 601 DBR laser 602 Etalon 603 Detector 604 Lens system 605 Fiber 701 DBR laser 702 Etalon 703 Detector 704 Beam splitter 705 Lens system 706 Fiber 801 DBR laser 802 Etalon 803 Detector 804 Lens system 805 Fiber 806 Fiber
Claims (5)
前記レーザから出射した光の一部の光路中に半導体の平行平板と、
受光器と、を含み、
前記レーザは、連続掃引可能な波長掃引範囲が３ｎｍ以上であり、
前記半導体の平行平板はエタロンの機能を有し、波長範囲３ｎｍにわたり２本以上のフリンジを跨ぐ厚さを有し、前記レーザの発振波長において屈折率が３よりも大きい
ことを特徴とする波長掃引可能な光源装置。 Laser,
A parallel plate of semiconductor in the optical path of a part of the light emitted from the laser;
A receiver, and
The laser has a wavelength sweep range capable of continuous sweep of 3 nm or more,
The semiconductor parallel plate has an etalon function, has a thickness straddling two or more fringes over a wavelength range of 3 nm, and has a refractive index greater than 3 at the oscillation wavelength of the laser. Possible light source device.
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2017
- 2017-05-09 JP JP2017093369A patent/JP6757290B2/en active Active
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