JP2566331B2 - 可変波長光源装置 - Google Patents
可変波長光源装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
- H01S3/1055—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being constituted by a diffraction grating
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回折格子が組込まれた外部共振器を用いて半
導体レーザから出力されるレーザ光の波長を可変制御す
る可変波長光源装置に関する。
導体レーザから出力されるレーザ光の波長を可変制御す
る可変波長光源装置に関する。
［従来の技術］ 一般に、半導体レーザ単体にバイアス電圧を印加した
場合に出力されるレーザ光の波長特性は第４図に示すよ
うになる。図示するように、半導体レーザの種類で定ま
る基準波長λ０位置における基準縦モード発振によるピ
ークの他に、この基準波長λ０の両側の各波長に縦モー
ド発振による多数のピークが発生する。すなわち、半導
体レーザは基準波長λ０を中心としてその近傍の多数の
波長λでピークが生じる多数縦モード発振している。
場合に出力されるレーザ光の波長特性は第４図に示すよ
うになる。図示するように、半導体レーザの種類で定ま
る基準波長λ０位置における基準縦モード発振によるピ
ークの他に、この基準波長λ０の両側の各波長に縦モー
ド発振による多数のピークが発生する。すなわち、半導
体レーザは基準波長λ０を中心としてその近傍の多数の
波長λでピークが生じる多数縦モード発振している。
したがって、この多数の波長λのなかから一つの波長
λＳを指定して、第５図に示すように、この波長λＳ成
分のみを含むコヒーレントなレーザ光を半導体レーザか
ら出力させる必要がある。
λＳを指定して、第５図に示すように、この波長λＳ成
分のみを含むコヒーレントなレーザ光を半導体レーザか
ら出力させる必要がある。
よって、半導体レーザ（LD:レーザダイオード）を用
いた光源装置のなかには、半導体レーザから出力される
レーザ光の波長λを正確に設定でき、かつその波長λを
半導体レーザの種類で定まる基準波長λ０を中心とする
一定波長範囲で可変制御できる可変波長光源装置が実用
化されている。
いた光源装置のなかには、半導体レーザから出力される
レーザ光の波長λを正確に設定でき、かつその波長λを
半導体レーザの種類で定まる基準波長λ０を中心とする
一定波長範囲で可変制御できる可変波長光源装置が実用
化されている。
このような可変波長光源装置は例えば第６図に示すよ
うに構成されている。外部からバイアス電圧を印加する
と、前方と後方との両方向に同一波長を有するレーザ光
1a,1bを出力する半導体レーザ２の後方の光軸に沿って
コリメータレンズ３および回折格子４が配設されてい
る。なお、コリメータレンズ３は半導体レーザ２から出
力されたレーザ光1bを平行光に変換するためのレンズで
ある。前記回折格子４は円形状の支持板５を介して回動
軸６に固定されている。また、回動軸６はフレーム７に
光軸方向に沿って刻設された案内溝８に移動自在に支持
されている。
うに構成されている。外部からバイアス電圧を印加する
と、前方と後方との両方向に同一波長を有するレーザ光
1a,1bを出力する半導体レーザ２の後方の光軸に沿って
コリメータレンズ３および回折格子４が配設されてい
る。なお、コリメータレンズ３は半導体レーザ２から出
力されたレーザ光1bを平行光に変換するためのレンズで
ある。前記回折格子４は円形状の支持板５を介して回動
軸６に固定されている。また、回動軸６はフレーム７に
光軸方向に沿って刻設された案内溝８に移動自在に支持
されている。
したがって、回動軸６を図示しないモータで回動させ
ると、レーザ光1bの回折格子４に対す入射角θが変化す
る。また、回動軸６を案内溝８に沿って移動させると、
半導体レーザ２と回折格子４の入射位置との間の距離ｌ
が変化する。
ると、レーザ光1bの回折格子４に対す入射角θが変化す
る。また、回動軸６を案内溝８に沿って移動させると、
半導体レーザ２と回折格子４の入射位置との間の距離ｌ
が変化する。
回折格子４へ入射されるレーザ光1bは第４図に示すよ
うに基準波長λ０を含む多数の波長成分を有しているの
で、レーザ光1bは回折格子４で分光され、分光された各
光は該当光の波長λに対応する方向へ反射される。した
がって、回折格子４で分光されて再度コリメータレンズ
３を通過して半導体レーザ２へ再入射されるレーザ光1c
の波長λは単一波長である。よって、回動軸６を回動さ
せることによって、半導体レーザ２へ再入射されるレー
ザ光1cの波長λを前記第４図に示す各波長のなかから任
意の波長λＳを選択できる。
うに基準波長λ０を含む多数の波長成分を有しているの
で、レーザ光1bは回折格子４で分光され、分光された各
光は該当光の波長λに対応する方向へ反射される。した
がって、回折格子４で分光されて再度コリメータレンズ
３を通過して半導体レーザ２へ再入射されるレーザ光1c
の波長λは単一波長である。よって、回動軸６を回動さ
せることによって、半導体レーザ２へ再入射されるレー
ザ光1cの波長λを前記第４図に示す各波長のなかから任
意の波長λＳを選択できる。
したがって、半導体レーザ２から前方へ出力されるレ
ーザ光1aに後方から再入射された波長λＳのレーザ光1c
が重畳されるので、第４図に示す各波長のピークのうち
前記波長λＳのピークがより強くなる。
ーザ光1aに後方から再入射された波長λＳのレーザ光1c
が重畳されるので、第４図に示す各波長のピークのうち
前記波長λＳのピークがより強くなる。
また、レーザ光1bの回折格子４に対する入射角θを前
述した状態に維持した状態で、回動軸６を案内溝８に沿
って移動させて、前記半導体レーザ２と回折格子４との
間の距離ｌを、（１）式に示すように、前記入射角度θ
で設定した波長λＳの整数倍に設定すれば、半導体レー
ザ２と回折格子４との間の光路に波長λＳを有するレー
ザ光1cの定在波が発生して、一種の共振状態となる。
述した状態に維持した状態で、回動軸６を案内溝８に沿
って移動させて、前記半導体レーザ２と回折格子４との
間の距離ｌを、（１）式に示すように、前記入射角度θ
で設定した波長λＳの整数倍に設定すれば、半導体レー
ザ２と回折格子４との間の光路に波長λＳを有するレー
ザ光1cの定在波が発生して、一種の共振状態となる。
2l＝ｎλＳ …（１） したがって、半導体レーザ２の後方から入射される波
長λＳを有するレーザ光1cの光強度がさらに大きくな
る。よって、半導体レーザ２の前方から出力されるレー
ザ光1aに含まれる波長λＳのピークが他の波長のピーク
に比較して極端に大きくなるので、結果的に、第５図に
示すように、指定された波長λＳを有するレーザ光1aが
取出されることになる。
長λＳを有するレーザ光1cの光強度がさらに大きくな
る。よって、半導体レーザ２の前方から出力されるレー
ザ光1aに含まれる波長λＳのピークが他の波長のピーク
に比較して極端に大きくなるので、結果的に、第５図に
示すように、指定された波長λＳを有するレーザ光1aが
取出されることになる。
このように、指定波長λＳを有するレーザ光1aを取出
すためには、第６図に示すように、まず最初に、回動軸
６を回動させて、再度半導体レーザ２へ入射するレーザ
光1cの波長を指定波長λＳに合わせる。次に、回動軸６
を案内溝８に沿って移動させ、距離ｌを（１）式に満た
すように調整する。
すためには、第６図に示すように、まず最初に、回動軸
６を回動させて、再度半導体レーザ２へ入射するレーザ
光1cの波長を指定波長λＳに合わせる。次に、回動軸６
を案内溝８に沿って移動させ、距離ｌを（１）式に満た
すように調整する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第６図に示すように構成された可変波
長光源装置においてもまだ次のような問題があった。
長光源装置においてもまだ次のような問題があった。
すなわち、指定した波長λＳを有するレーザ光1aを出
力させるためには、前述したように回折格子４に対する
レーザ光1bの入射角、すなわち回折格子４の回動角度θ
を調整し、さらに距離ｌを調整する必要があるので、操
作者にとって出力レーザ光1aの波長λＳを変更する作業
は非常に繁雑なものとなる。よって、レーザ光1aの波長
λＳを連続的に変化させる必要がある場合や、短時間の
うちに波長λＳを頻繁に変更する必要がある場合におい
ては、操作者にとって対処しきれない問題がある。ま
た、これらの動作を自動化することも考えられるが、制
御が複雑になる。
力させるためには、前述したように回折格子４に対する
レーザ光1bの入射角、すなわち回折格子４の回動角度θ
を調整し、さらに距離ｌを調整する必要があるので、操
作者にとって出力レーザ光1aの波長λＳを変更する作業
は非常に繁雑なものとなる。よって、レーザ光1aの波長
λＳを連続的に変化させる必要がある場合や、短時間の
うちに波長λＳを頻繁に変更する必要がある場合におい
ては、操作者にとって対処しきれない問題がある。ま
た、これらの動作を自動化することも考えられるが、制
御が複雑になる。
また、回折格子４を回動させる機構と回折格子４を移
動させる機構との２つの機構が必要となるので、装置全
体が大型化し、かつ複雑化するので、製造費を一定限度
以下に節減することが困難であった。
動させる機構との２つの機構が必要となるので、装置全
体が大型化し、かつ複雑化するので、製造費を一定限度
以下に節減することが困難であった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、回折格子を回動させる回動中心を回折格子の入射点
を通り、この点と半導体レーザを結ぶ線の垂直線上に配
設することによって、回折格子の回動動作と回折格子と
半導体レーザまでの距離変更とを同一操作でもって実行
でき、よって、半導体レーザから取出すレーザ光の波長
を簡単に可変でき、操作性を大幅に向上できると共に、
回折格子を駆動する機構を大幅に簡素化でき、装置全体
を小型に形成でき、かつ製造費を低減できる可変波長光
源装置を提供することを目的とする。
り、回折格子を回動させる回動中心を回折格子の入射点
を通り、この点と半導体レーザを結ぶ線の垂直線上に配
設することによって、回折格子の回動動作と回折格子と
半導体レーザまでの距離変更とを同一操作でもって実行
でき、よって、半導体レーザから取出すレーザ光の波長
を簡単に可変でき、操作性を大幅に向上できると共に、
回折格子を駆動する機構を大幅に簡素化でき、装置全体
を小型に形成でき、かつ製造費を低減できる可変波長光
源装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解消するために本発明は、両方向へレーザ
光を出力する半導体レーザの一方向に回折格子を配設し
て、この回折格子に対するレーザ光の入射角および半導
体レーザから回折格子までの光路長を可変制御すること
によって、半導体レーザの他方向に出力されるレーザ光
の波長を基準波長λ０を中心とする一定波長範囲内で可
変制御する可変波長光源装置において、 レーザ光を受ける回折格子の入射点を通り、この点と
半導体レーザを結ぶ線の垂線上に回折格子を回動させる
回動中心を配設し、 半導体レーザの他方から基準波長λ０を有するレーザ
光が出力されている状態における入射角をθ，光路長を
l,回折格子の格子間隔をｄとした場合に、回動中心から
レーザ光の入射位置までの回動半径Ｌを次式に基づいて
設定し、 Ｌ＝2d（l/λ０）cosθ 回折格子を回動中心回りに回動させることによって、
半導体レーザの他方向に出力されるレーザ光の波長を可
変制御するようにしたものである。
光を出力する半導体レーザの一方向に回折格子を配設し
て、この回折格子に対するレーザ光の入射角および半導
体レーザから回折格子までの光路長を可変制御すること
によって、半導体レーザの他方向に出力されるレーザ光
の波長を基準波長λ０を中心とする一定波長範囲内で可
変制御する可変波長光源装置において、 レーザ光を受ける回折格子の入射点を通り、この点と
半導体レーザを結ぶ線の垂線上に回折格子を回動させる
回動中心を配設し、 半導体レーザの他方から基準波長λ０を有するレーザ
光が出力されている状態における入射角をθ，光路長を
l,回折格子の格子間隔をｄとした場合に、回動中心から
レーザ光の入射位置までの回動半径Ｌを次式に基づいて
設定し、 Ｌ＝2d（l/λ０）cosθ 回折格子を回動中心回りに回動させることによって、
半導体レーザの他方向に出力されるレーザ光の波長を可
変制御するようにしたものである。
［作用］ このように構成された可変波長光源装置であれば、回
折格子の回動中心を回折格子の入射点を通り、この点と
半導体レーザを結ぶ線の垂線上に配設することによっ
て、回折格子を前記回動中心回りに回動させれば、回折
格子で分光されて半導体レーザに再入射されるレーザ光
の波長および回折格子から半導体レーザまでの距離ｌが
同時に変化する。
折格子の回動中心を回折格子の入射点を通り、この点と
半導体レーザを結ぶ線の垂線上に配設することによっ
て、回折格子を前記回動中心回りに回動させれば、回折
格子で分光されて半導体レーザに再入射されるレーザ光
の波長および回折格子から半導体レーザまでの距離ｌが
同時に変化する。
次に、回動中心からレーザ光の入射位置までの回動半
径Ｌを Ｌ＝2d（l/λ０）cosθ …（２） に設定した理由を第２図（ａ）（ｂ）を用いて説明す
る。
径Ｌを Ｌ＝2d（l/λ０）cosθ …（２） に設定した理由を第２図（ａ）（ｂ）を用いて説明す
る。
第２図（ａ）に示すように、半導体レーザ２の後方か
ら出力されたレーザ光1bが回折格子４に対して入射角θ
で入射されており、半導体レーザ２から回折格子４のレ
ーザ入射位置までの距離をｌとし、回折格子４の格子間
隔をｄとし、半導体レーザ２から前方に波長λを有する
レーザ1aが出力されているとする。この条件下では、前
述したように距離ｌは波長λの正の整数（自然数）倍と
なる。
ら出力されたレーザ光1bが回折格子４に対して入射角θ
で入射されており、半導体レーザ２から回折格子４のレ
ーザ入射位置までの距離をｌとし、回折格子４の格子間
隔をｄとし、半導体レーザ２から前方に波長λを有する
レーザ1aが出力されているとする。この条件下では、前
述したように距離ｌは波長λの正の整数（自然数）倍と
なる。
2l＝ｎλ …（３） また、回折格子の基本原理として一般式に（４）式が
成立する。
成立する。
λ＝2d sinθ …（４） ここで、出力すべき波長λを微小量Δλだけ変化させ
るときに必要とされる距離ｌおよび入射角θ（回動角）
の各変化量２Δl,Δθは上式に代入して、（５）（６）
式となる。
るときに必要とされる距離ｌおよび入射角θ（回動角）
の各変化量２Δl,Δθは上式に代入して、（５）（６）
式となる。
２Δｌ＝ｎΔλ …（５） Δθ＝Δλ／（2d cosθ） …（６） 次に、第２図（ｂ）に示すように、回折格子４におけ
るレーザ光1bの入射面の延長線上に回動中心９を設定し
て、回動中心９から回折格子上のレーザ光1bの入射位置
までの回動半径をＬとし、回折格子４を回動中心９回り
にΔθだけ回動させた場合の前記距離ｌの変化量Δｌ
は、波長ｌの変化量Δλが小さい場合には、 Δｌ≒ＬΔθ …（７） と近似できるので、回動半径Ｌを Ｌ＝Δl/Δθ＝2d（l/λ）cosθ …（８） と設定することによって、波長λをΔλだけ変化させる
ために入射角（回動角）θをΔθだけ変化させると、距
離ｌも波長変化量Δλに対応する距離Δｌだけ変化す
る。
るレーザ光1bの入射面の延長線上に回動中心９を設定し
て、回動中心９から回折格子上のレーザ光1bの入射位置
までの回動半径をＬとし、回折格子４を回動中心９回り
にΔθだけ回動させた場合の前記距離ｌの変化量Δｌ
は、波長ｌの変化量Δλが小さい場合には、 Δｌ≒ＬΔθ …（７） と近似できるので、回動半径Ｌを Ｌ＝Δl/Δθ＝2d（l/λ）cosθ …（８） と設定することによって、波長λをΔλだけ変化させる
ために入射角（回動角）θをΔθだけ変化させると、距
離ｌも波長変化量Δλに対応する距離Δｌだけ変化す
る。
したがって、波長λの変化範囲が一定波長範囲内であ
れば、回動角（入射角）θを変化させるのみで半導体レ
ーザ２から出力されるレーザ光1aの波長λを可変でき
る。
れば、回動角（入射角）θを変化させるのみで半導体レ
ーザ２から出力されるレーザ光1aの波長λを可変でき
る。
なお、前記回動半径Ｌは、第４図に示すように中心に
なる基準波長λ０のレーザ光1aが半導体レーザ２から出
力されている状態で設定しているので、前述した（２）
式となる。
なる基準波長λ０のレーザ光1aが半導体レーザ２から出
力されている状態で設定しているので、前述した（２）
式となる。
［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第３図は実施例の可変波長光源装置を示すブロック図
である。バイアス制御回路20にて出力電圧値が制御され
るバイアス電源21から出力されたバイアス電圧は半導体
レーザ12へ印加される。バイアス電圧が印加された半導
体レーザ12は両方向にレーザ光11a,11bを出力する。後
方に出力されレーザ光11bは第１図に示すように、コリ
メータレンズ13で平行光線に直されて回折格子14へ角度
θで入射される。回折格子14は支持部材22を介して回動
軸19に固定されている。この回動軸19は回折格子14の入
射点を通り、この点と半導体レーザ12を結ぶ線の垂線上
に配設されており、回動軸19と回折格子14の受光位置と
の間の距離で示される回動半径Ｌは、前述した（２）式
で設定されている。
である。バイアス制御回路20にて出力電圧値が制御され
るバイアス電源21から出力されたバイアス電圧は半導体
レーザ12へ印加される。バイアス電圧が印加された半導
体レーザ12は両方向にレーザ光11a,11bを出力する。後
方に出力されレーザ光11bは第１図に示すように、コリ
メータレンズ13で平行光線に直されて回折格子14へ角度
θで入射される。回折格子14は支持部材22を介して回動
軸19に固定されている。この回動軸19は回折格子14の入
射点を通り、この点と半導体レーザ12を結ぶ線の垂線上
に配設されており、回動軸19と回折格子14の受光位置と
の間の距離で示される回動半径Ｌは、前述した（２）式
で設定されている。
Ｌ＝2d（l/λ０）cosθ …（２） なお、前述したように、（２）式における回折格子14
から半導体レーザ12までの距離ｌおよびレーザ光11bの
入射角θは、半導体レーザ12から第４図に示す基準波長
λ０を有するレーザ光11aが最良の状態で出力されてい
る場合における各値である。
から半導体レーザ12までの距離ｌおよびレーザ光11bの
入射角θは、半導体レーザ12から第４図に示す基準波長
λ０を有するレーザ光11aが最良の状態で出力されてい
る場合における各値である。
第３図において、前記回動軸19はモータ駆動制御回路
22に制御されたモータ23にて回動される。そして、その
回動軸θは角度検出器24で検出されてモータ駆動回路22
へ入力される。
22に制御されたモータ23にて回動される。そして、その
回動軸θは角度検出器24で検出されてモータ駆動回路22
へ入力される。
また、半導体レーザ12には、サーミスタ25とペルチェ
効果を利用した電子冷却器26が取り付けられており、LD
温度制御回路27にて任意温度に設定されている。
効果を利用した電子冷却器26が取り付けられており、LD
温度制御回路27にて任意温度に設定されている。
半導体レーザ12の前方から出力された指定波長λＳを
有するレーザ光11aはアイソレータ28を通過して第１の
ビームスプリッター29内のハーフミラーに入射される。
そして、大部分のレーザ光11aはこのハーフミラーを透
過して減衰器30を介して出力端子31へ出力される。出力
されるレーザ光の光強度レベルは減衰器制御回路32に制
御される減衰器30にて設定される。
有するレーザ光11aはアイソレータ28を通過して第１の
ビームスプリッター29内のハーフミラーに入射される。
そして、大部分のレーザ光11aはこのハーフミラーを透
過して減衰器30を介して出力端子31へ出力される。出力
されるレーザ光の光強度レベルは減衰器制御回路32に制
御される減衰器30にて設定される。
また、レーザ光11aの一部は第１のビームスプリッタ
ー29のハーフミラーで反射されて第２のビームスプリッ
ター33のハーフミラーで反射されて例えば外部の波長計
に接続される外部モニタ出力端子34へ出力される。第２
のビームスプリッター33のハーフミラーを透過したレー
ザ光は第３のビームスプリッター35のハーフミラーで反
射されて受光器36へ入射される。受光器26から出力され
る光強度信号は増幅器37で増幅された後レベル・波長モ
ニタ回路38へ入力される。
ー29のハーフミラーで反射されて第２のビームスプリッ
ター33のハーフミラーで反射されて例えば外部の波長計
に接続される外部モニタ出力端子34へ出力される。第２
のビームスプリッター33のハーフミラーを透過したレー
ザ光は第３のビームスプリッター35のハーフミラーで反
射されて受光器36へ入射される。受光器26から出力され
る光強度信号は増幅器37で増幅された後レベル・波長モ
ニタ回路38へ入力される。
一方、第３のビームスプリッター35のハーフミラーを
透過したレーザ光はエタロン39へ入射される。エタロン
39を透過したレーザ光は受光器40へ入射される。受光器
40から出力される光強度信号は増幅器41で増幅された後
前記レベル・波長モニタ回路38へ入力される。
透過したレーザ光はエタロン39へ入射される。エタロン
39を透過したレーザ光は受光器40へ入射される。受光器
40から出力される光強度信号は増幅器41で増幅された後
前記レベル・波長モニタ回路38へ入力される。
レベル・波長モニタ回路38は、受光器36から入力され
た光強度信号に基づいて半導体レーザ12から出力される
レーザ光11aの光強度レベルを算出し、受光器40から入
力された光強度信号およびエタロン39の物理定数を用い
てレーザ光11aの波長を算出する。算出された光強度レ
ベルは前記バイアス制御回路20へフィードバックされ
る。また、得られた光強度レベルは減衰器制御回路32へ
も供給される。
た光強度信号に基づいて半導体レーザ12から出力される
レーザ光11aの光強度レベルを算出し、受光器40から入
力された光強度信号およびエタロン39の物理定数を用い
てレーザ光11aの波長を算出する。算出された光強度レ
ベルは前記バイアス制御回路20へフィードバックされ
る。また、得られた光強度レベルは減衰器制御回路32へ
も供給される。
出力されたレーザ光11aの波長λＳをモニタするため
のエタロン39には、前記半導体レーザ12と同様に、サー
ミスタ42と電子冷却器43が取り付けられており、エタロ
ン温度制御回路44にて常時一定温度に維持されている。
のエタロン39には、前記半導体レーザ12と同様に、サー
ミスタ42と電子冷却器43が取り付けられており、エタロ
ン温度制御回路44にて常時一定温度に維持されている。
また、各回路20,22,27,44,38,32の動作はバスライン4
5を介して駆動プロセッサ46にて制御される。この駆動
プロセッサ46には制御プロセッサ47が接続されている。
そして、制御プロセッサ47には、操作パネル49および外
部のホストコンピュータから各種指令が入力されるイン
タフェース48が接続されている。
5を介して駆動プロセッサ46にて制御される。この駆動
プロセッサ46には制御プロセッサ47が接続されている。
そして、制御プロセッサ47には、操作パネル49および外
部のホストコンピュータから各種指令が入力されるイン
タフェース48が接続されている。
外部ホストコンピュータからインタフェース48を介し
て又は操作パネル49から、この光源装置から出力すべき
レーザ光11aの波長λＳが制御指令として制御プロセッ
サ47へ入力される。なお、この指定できる波長λＳの範
囲は、第４図に示すように、この光源装置内に組込まれ
た半導体レーザレ12の種類にて定まる基準波長λ０を中
心とする多数縦モード発振に含まれる一定波長範囲であ
る。
て又は操作パネル49から、この光源装置から出力すべき
レーザ光11aの波長λＳが制御指令として制御プロセッ
サ47へ入力される。なお、この指定できる波長λＳの範
囲は、第４図に示すように、この光源装置内に組込まれ
た半導体レーザレ12の種類にて定まる基準波長λ０を中
心とする多数縦モード発振に含まれる一定波長範囲であ
る。
この一定波長範囲に属する各波長λに対して前記
（２）式を変形して得られる（９）式で計算される各入
射角（回動角）θがテーブルの形式で駆動プロセッサ46
内に記載されている。
（２）式を変形して得られる（９）式で計算される各入
射角（回動角）θがテーブルの形式で駆動プロセッサ46
内に記載されている。
θ＝Cos-1（Ll/2dλ０） …（９） そして、制御プロセッサ47は、インタフェース48又は
操作パネル49から指定波長λＳが入力すると、入力した
指定波長λSSを駆動プロセッサ46へ送出する。駆動プロ
セッサ46は前述したテーブルを検索して、指定波長λＳ
に対応する入射角（回動角）θＲを読出してモータ駆回
路22へ送出する。モータ駆動回路22は、角度検出器24で
検出されている回折格子14の回動角θが指定角θＲにな
るようにモータ23を駆動して、回折格子14を回動軸19回
りに回動させる。
操作パネル49から指定波長λＳが入力すると、入力した
指定波長λSSを駆動プロセッサ46へ送出する。駆動プロ
セッサ46は前述したテーブルを検索して、指定波長λＳ
に対応する入射角（回動角）θＲを読出してモータ駆回
路22へ送出する。モータ駆動回路22は、角度検出器24で
検出されている回折格子14の回動角θが指定角θＲにな
るようにモータ23を駆動して、回折格子14を回動軸19回
りに回動させる。
しかして、半導体レーザ12から出力されるレーザ光11
bの回折格子14に対する入射角θが指定角θＲになり、
この回折格子14で分光されて再度半導体レーザ12へ入射
されるレーザ光11cの波長λが指定波長λＳとなる。ま
た、回折格子14と半導体レーザ12との間の距離ｌは指定
波長λＳの整数倍となる。
bの回折格子14に対する入射角θが指定角θＲになり、
この回折格子14で分光されて再度半導体レーザ12へ入射
されるレーザ光11cの波長λが指定波長λＳとなる。ま
た、回折格子14と半導体レーザ12との間の距離ｌは指定
波長λＳの整数倍となる。
よって、半導体レーザ12の前方へ出力されるレーザ光
11aの波長λは正確に指定波長λＳとなり、この可変波
長光源装置の出力端子31から出力されるレーザ光の波長
を指定波長λＳに制御できる。したがって、操作パネル
49又は外部から、出力されるレーザ光11aの波長を前述
した一定範囲内において任意の値に可変制御できる。
11aの波長λは正確に指定波長λＳとなり、この可変波
長光源装置の出力端子31から出力されるレーザ光の波長
を指定波長λＳに制御できる。したがって、操作パネル
49又は外部から、出力されるレーザ光11aの波長を前述
した一定範囲内において任意の値に可変制御できる。
このように構成された可変波長光源装置によれば、第
１図で示したように、回折格子14の回動半径Ｌを前述し
た（２）式で算出される値に設定すれば、出力レーザ光
11aの波長λを微小波長Δλだけ変化させるために回折
格子14を回動軸19回りに微小角Δθだけ回動させれば、
自動的に回折格子14と半導体レーザ12との間の距離ｌも
前記微小波長Δλに対応する微小距離Δｌだけ変化す
る。よって、入射角θと距離ｌとを別々に変化させる必
要がない。したがって、波長制御機構を第６図に示した
従来の波長制御機構に比較して大幅に簡素化できるの
で、装置全体を小型軽量、かつ低価格で製造できる。ま
た、操作性も大幅に向上できる。
１図で示したように、回折格子14の回動半径Ｌを前述し
た（２）式で算出される値に設定すれば、出力レーザ光
11aの波長λを微小波長Δλだけ変化させるために回折
格子14を回動軸19回りに微小角Δθだけ回動させれば、
自動的に回折格子14と半導体レーザ12との間の距離ｌも
前記微小波長Δλに対応する微小距離Δｌだけ変化す
る。よって、入射角θと距離ｌとを別々に変化させる必
要がない。したがって、波長制御機構を第６図に示した
従来の波長制御機構に比較して大幅に簡素化できるの
で、装置全体を小型軽量、かつ低価格で製造できる。ま
た、操作性も大幅に向上できる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の可変波長光源装置によれ
ば、回折格子を回動させる回動中心を回折格子の入射点
を通り、この点と半導体レーザを結ぶ線の垂線上に配設
し、また回動半径を適宜設定することによって、回折格
子の回動動作と半導体レーザまでの距離変更とを同一操
作でもって実行できるようにしている。したがって、半
導体レーザから取出すレーザ光の波長を簡単に可変で
き、操作性を大幅に向上できると共に、波長を可変制御
するための回折格子を駆動する機構を大幅に簡素化で
き、装置全体を小型に形成でき、かつ製造費を低減でき
る。
ば、回折格子を回動させる回動中心を回折格子の入射点
を通り、この点と半導体レーザを結ぶ線の垂線上に配設
し、また回動半径を適宜設定することによって、回折格
子の回動動作と半導体レーザまでの距離変更とを同一操
作でもって実行できるようにしている。したがって、半
導体レーザから取出すレーザ光の波長を簡単に可変で
き、操作性を大幅に向上できると共に、波長を可変制御
するための回折格子を駆動する機構を大幅に簡素化で
き、装置全体を小型に形成でき、かつ製造費を低減でき
る。
第１図は本発明の一実施例に係わる可変波長光源装置の
要部を取出して示す模式図、第２図は本発明の動作原理
を説明するための模式図、第３図は実施例装置全体を示
すブロック図、第４図および第５図は一般的なレーザ光
の波長特性図、第６図は従来の可変波長光源装置の要部
を取出して示す模式図である。 11a,11b,11c……レーザ光、12……半導体レーザ、13…
…コリメータレンズ、14……回折格子、19……回動軸、
23……モータ、16……駆動プロセッサ、47……制御プロ
セッサ、λ……波長、θ……入射角、Ｌ……回動半径、
ｌ……距離。
要部を取出して示す模式図、第２図は本発明の動作原理
を説明するための模式図、第３図は実施例装置全体を示
すブロック図、第４図および第５図は一般的なレーザ光
の波長特性図、第６図は従来の可変波長光源装置の要部
を取出して示す模式図である。 11a,11b,11c……レーザ光、12……半導体レーザ、13…
…コリメータレンズ、14……回折格子、19……回動軸、
23……モータ、16……駆動プロセッサ、47……制御プロ
セッサ、λ……波長、θ……入射角、Ｌ……回動半径、
ｌ……距離。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 威 東京都港区南麻布５丁目10番27号 アン リツ株式会社内 (72)発明者 市橋 保孝 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 今井 崇雅 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−214186（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】両方向へレーザ光を出力する半導体レーザ
（12）の一方向に回折格子（14）を配設して、この回折
格子に対するレーザ光（11b）の入射角および前記半導
体レーザから前記回折格子までの光路長を可変制御する
ことによって、前記半導体レーザの他方向に出力される
レーザ光（11a）の波長を基準波長λ０を中心とする一
定波長範囲内で可変制御する可変波長光源装置におい
て、 前記レーザ光を受ける前記回折格子の入射点を通り、こ
の点と前記レーザ光源を結ぶ線の垂直線上に前記回折格
子を回動させる回動中心（19）を配設し、 前記半導体レーザの他方から前記基準波長λ０を有する
レーザ光が出力されている状態における前記入射角を
θ，前記光路長をl,前記回折格子の格子間隔をｄとした
場合に、前記回動中心から前記レーザ光の入射位置まで
の回動半径Ｌを次式に基づいて設定し、 Ｌ＝2d（l/λ０）cosθ 前記回折格子を前記回動中心回りに回動させることによ
って、前記半導体レーザの他方向に出力されるレーザ光
の波長を可変制御することを特徴とする可変波長光源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8187690A JP2566331B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 可変波長光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8187690A JP2566331B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 可変波長光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279821A JPH03279821A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2566331B2 true JP2566331B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=13758661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8187690A Expired - Lifetime JP2566331B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 可変波長光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566331B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10341057A (ja) * | 1997-06-06 | 1998-12-22 | Ando Electric Co Ltd | 外部共振器型波長可変半導体レーザー光源およびその波長可変方法 |
| JP3654401B2 (ja) * | 1997-10-23 | 2005-06-02 | 横河電機株式会社 | 外部共振器型光源 |
| SE9900602D0 (sv) * | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Radians Innova Ab | Anordning och metod för att variera den avgivna våglängden från en externkavitetslaser |
| US20070223554A1 (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-27 | Inphase Technologies, Inc. | External cavity laser |
| WO2023163890A1 (en) * | 2022-02-23 | 2023-08-31 | Corning Incorporated | Low cost discretely tunable laser system with stabilization |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP8187690A patent/JP2566331B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03279821A (ja) | 1991-12-11 |
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