JP2845997B2 - 外部共振器型レーザ - Google Patents
外部共振器型レーザInfo
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- JP2845997B2 JP2845997B2 JP1282044A JP28204489A JP2845997B2 JP 2845997 B2 JP2845997 B2 JP 2845997B2 JP 1282044 A JP1282044 A JP 1282044A JP 28204489 A JP28204489 A JP 28204489A JP 2845997 B2 JP2845997 B2 JP 2845997B2
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- grating
- semiconductor laser
- light
- laser
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体レーザと該半導体レーザの外部に設け
られたグレーティングとによって共振増幅が行なわれる
外部共振器型レーザに関する。
られたグレーティングとによって共振増幅が行なわれる
外部共振器型レーザに関する。
［従来の技術］ 第３図（ａ）は、波長安定化のために用いられる外部
共振器型レーザの構成を示す図である。図中、101は半
導体レーザ、102,103はレンズ、104はブレーズドグレー
ティングである。半導体レーザ101の片端面にはARコー
ティング106が施され、半導体レーザ端面で形成される
ファブリペローモードが抑制されている。
共振器型レーザの構成を示す図である。図中、101は半
導体レーザ、102,103はレンズ、104はブレーズドグレー
ティングである。半導体レーザ101の片端面にはARコー
ティング106が施され、半導体レーザ端面で形成される
ファブリペローモードが抑制されている。
半導体レーザ101が定電流駆動され、ARコート106側の
端面から出射された光波はレンズ102によってコリメー
トされた後に、グレーティング104で反射回折され、半
導体レーザ101に再結合される。グレーティング104への
入射角を変化させることによって所望の波長を選択する
光帰還を行うことができる。
端面から出射された光波はレンズ102によってコリメー
トされた後に、グレーティング104で反射回折され、半
導体レーザ101に再結合される。グレーティング104への
入射角を変化させることによって所望の波長を選択する
光帰還を行うことができる。
第３図（ａ）においては、半導体レーザ101を含む半
導体基板平面はグレーティング104の入射面と直交する
配置でおかれ、グレーティング104の格子ベクトルは入
射面と平行となるように設定されている。
導体基板平面はグレーティング104の入射面と直交する
配置でおかれ、グレーティング104の格子ベクトルは入
射面と平行となるように設定されている。
半導体レーザは通常活性層の垂直方向と水平方向との
間のゲインの差によって半導体基板平面に平行な方向に
電界ベクトルＥを有する偏光モードで発振するのが、一
般的である。グレーティング104入射前のＡ−Ａ′断面
の光波の強度分布は第３図（ｂ）105に示すようなだ円
となる。出射光パターンの縦横の比は半導体レーザの拡
がり角の差θ ，θ⊥によるものであり、２〜４の値を
とっている。
間のゲインの差によって半導体基板平面に平行な方向に
電界ベクトルＥを有する偏光モードで発振するのが、一
般的である。グレーティング104入射前のＡ−Ａ′断面
の光波の強度分布は第３図（ｂ）105に示すようなだ円
となる。出射光パターンの縦横の比は半導体レーザの拡
がり角の差θ ，θ⊥によるものであり、２〜４の値を
とっている。
強度分布105に示す様に電界Ｅの方向はビーム幅の狭い
短径方向となる。
短径方向となる。
第４図（ａ）は上記従来例と異なり、半導体レーザ10
1を含む半導体基板平面がグレーティング114の入射面と
平行となる配置とした他の従来例の構成を示す図であ
る。
1を含む半導体基板平面がグレーティング114の入射面と
平行となる配置とした他の従来例の構成を示す図であ
る。
グレーティング入射前のＢ−Ｂ′断面の光波の強度分
布は第４図（ｂ）の115に示すようなだ円となる。
布は第４図（ｂ）の115に示すようなだ円となる。
外部共振器型レーザでは （ｉ）グレーティングによる反射回折効率が大きく、か
つ、 （ii）波長選択性が鋭いことが要求されるが、上記従来
例においてはこれら２つの条件を同時に満足することが
困難であった。
つ、 （ii）波長選択性が鋭いことが要求されるが、上記従来
例においてはこれら２つの条件を同時に満足することが
困難であった。
条件（ii）である波長選択性を高めるためにはグレー
ティングの格子ベクトルの方向のビーム幅が大きいこと
が要求され、第３図（ａ）に示したもののように、光波
の拡がり角が大きい方向が入射平面に平行となるように
配置するとよいが、この場合、電界Ｅの方向は入射面に
垂直となってしまう。ブレーズドグレーティングにおい
ては、入射面に垂直な電界を持つ偏光の光波（ｓ偏光）
は一般に、回折効率が低いため第３図（ａ）に示したも
のにおいては、波長選択性は高いもの、帰還に寄与する
実効的な反射率は低くなるという問題点を有していた。
ティングの格子ベクトルの方向のビーム幅が大きいこと
が要求され、第３図（ａ）に示したもののように、光波
の拡がり角が大きい方向が入射平面に平行となるように
配置するとよいが、この場合、電界Ｅの方向は入射面に
垂直となってしまう。ブレーズドグレーティングにおい
ては、入射面に垂直な電界を持つ偏光の光波（ｓ偏光）
は一般に、回折効率が低いため第３図（ａ）に示したも
のにおいては、波長選択性は高いもの、帰還に寄与する
実効的な反射率は低くなるという問題点を有していた。
一方、条件（ｉ）である、反射回折効率を高めるため
には、第４図（ａ）に示したもののように、グレーティ
ングの入射面に平行な電界を持つ偏光の光波（ｐ偏光）
を利用すると良い。ブレーズドグレーティングは偏光依
存性が強く、プレーズド波長において例えば、ｓ偏光に
対し10〜20％、ｐ偏光に対し50〜60％になる回折効率が
得られる。しかしながら、ｐ偏光による光学系の構成は
グレーティングの回折効率が高くなるものの、半導体レ
ーザから出射する光波の拡がり角が狭い方向が入射平面
に平行となり、有効ビーム径が小さくなるためグレーテ
ィングの波長選択性は弱くなるという問題点があった。
には、第４図（ａ）に示したもののように、グレーティ
ングの入射面に平行な電界を持つ偏光の光波（ｐ偏光）
を利用すると良い。ブレーズドグレーティングは偏光依
存性が強く、プレーズド波長において例えば、ｓ偏光に
対し10〜20％、ｐ偏光に対し50〜60％になる回折効率が
得られる。しかしながら、ｐ偏光による光学系の構成は
グレーティングの回折効率が高くなるものの、半導体レ
ーザから出射する光波の拡がり角が狭い方向が入射平面
に平行となり、有効ビーム径が小さくなるためグレーテ
ィングの波長選択性は弱くなるという問題点があった。
第５図（ａ）は上述した２つの条件（ｉ），（ii）を
同時に満たすため、レンズ103とグレーティング124との
間に光波のだ円形状を補正するためのアナモルフィック
プリズムペア128を挿入した従来例の構成を示す図であ
る。
同時に満たすため、レンズ103とグレーティング124との
間に光波のだ円形状を補正するためのアナモルフィック
プリズムペア128を挿入した従来例の構成を示す図であ
る。
このような構成をとることにより、第５図（ｂ）（Ｃ
−Ｃ′断面）に示すようなだ円形状パターン127の光波
が第５図（ｃ）（Ｄ−Ｄ′断面）に示すよう真円に近い
パターン125としてグレーティング124に入射される。
−Ｃ′断面）に示すようなだ円形状パターン127の光波
が第５図（ｃ）（Ｄ−Ｄ′断面）に示すよう真円に近い
パターン125としてグレーティング124に入射される。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の外部共振器型レーザのうち、第３図
（ａ）に示したものにおいては波長選択性は高くなるも
のの、回折効率が低く、帰還に寄与する実効的な反射率
が低くなり、発光効率が悪いという欠点がある。第４図
（ａ）に示したものにおいては回折効率は向上するもの
の有効ビーム径が小さくなり、波長選択性が弱くなると
いう欠点がある。第５図（ａ）に示したものにおいて
は、これらの欠点は解消されるものの高価なアナモルフ
ィックプリズムペアを使用するため、価格の上昇を招来
してしまうという欠点があり、また入出射光に光軸ずれ
が生じるため、アライメントが行ないにくく、製造が困
難であるという欠点がある。
（ａ）に示したものにおいては波長選択性は高くなるも
のの、回折効率が低く、帰還に寄与する実効的な反射率
が低くなり、発光効率が悪いという欠点がある。第４図
（ａ）に示したものにおいては回折効率は向上するもの
の有効ビーム径が小さくなり、波長選択性が弱くなると
いう欠点がある。第５図（ａ）に示したものにおいて
は、これらの欠点は解消されるものの高価なアナモルフ
ィックプリズムペアを使用するため、価格の上昇を招来
してしまうという欠点があり、また入出射光に光軸ずれ
が生じるため、アライメントが行ないにくく、製造が困
難であるという欠点がある。
これらのいずれかの欠点をも解消するために、半導体
レーザの偏光方向が従来のものと直交するような配置に
することはレーザ構造の工夫などによって達成される可
能性はあるが、実現は困難であり、また、他の特性を劣
化させるおそれがある。
レーザの偏光方向が従来のものと直交するような配置に
することはレーザ構造の工夫などによって達成される可
能性はあるが、実現は困難であり、また、他の特性を劣
化させるおそれがある。
本発明は上記従来技術が有する欠点に鑑みてなされた
ものであって、波長選択性と回折効率がともに高く、製
造が容易な外部共振器型レーザを実現することを目的と
する。
ものであって、波長選択性と回折効率がともに高く、製
造が容易な外部共振器型レーザを実現することを目的と
する。
［課題を解決するための手段］ 本発明の外部共振器型レーザは、半導体レーザと、該
半導体の外部に設置されるグレーティングとによって共
振器が構成される外部共振器型レーザであって、前記半
導体レーザは所定方向に偏光した光を出射し、且つ、前
記半導体レーザから出射した光の拡がり角は前記所定方
向よりもそれと直交する方向の方が大きく、前記グレー
ティングの格子ベクトルの方向が前記出射した光の拡が
り角の大きい方向と一致するように配置された外部共振
器型レーザにおいて、前記半導体レーザとグレーティン
グとの間に、前記半導体レーザから出射した光の偏光方
向を回転させる偏光素子を挿入することによって、前記
偏光方向を前記出射した光の拡がり角の大きい方向と一
致させたことを特徴とする。
半導体の外部に設置されるグレーティングとによって共
振器が構成される外部共振器型レーザであって、前記半
導体レーザは所定方向に偏光した光を出射し、且つ、前
記半導体レーザから出射した光の拡がり角は前記所定方
向よりもそれと直交する方向の方が大きく、前記グレー
ティングの格子ベクトルの方向が前記出射した光の拡が
り角の大きい方向と一致するように配置された外部共振
器型レーザにおいて、前記半導体レーザとグレーティン
グとの間に、前記半導体レーザから出射した光の偏光方
向を回転させる偏光素子を挿入することによって、前記
偏光方向を前記出射した光の拡がり角の大きい方向と一
致させたことを特徴とする。
この場合、前記偏光素子は、半波長板から成ることと
してもよい。
してもよい。
また、前記偏光素子は、ファラデー回転子から成るこ
ととしてもよい。
ととしてもよい。
また、前記半導体レーザの、グレーティングに向けて
光を出射する側の端面に反射防止膜を形成してもよい。
光を出射する側の端面に反射防止膜を形成してもよい。
また、前記半導体レーザの、グレーティングに向けて
光を出射する側の端面を斜めに形成してもよい。
光を出射する側の端面を斜めに形成してもよい。
さらに、前記半導体レーザの上面の一部に、半導体レ
ーザの導波路内の光波と結合し、該結合光波を前記グレ
ーティングに向けて出射するグレーティングカップラ部
を設けてもよい。
ーザの導波路内の光波と結合し、該結合光波を前記グレ
ーティングに向けて出射するグレーティングカップラ部
を設けてもよい。
［作用］ 半導体レーザとグレーティングとの間に挿入した光波
の偏光方向を回転させる偏光素子により、グレーティン
グに入射される光波を、電界方向が格子ベクトルと直交
し、かつ、拡がり角が大きな方向をグレーティング入射
面と平行なものとすることができ、波長選択性および回
折効率を高いものとすることができる。
の偏光方向を回転させる偏光素子により、グレーティン
グに入射される光波を、電界方向が格子ベクトルと直交
し、かつ、拡がり角が大きな方向をグレーティング入射
面と平行なものとすることができ、波長選択性および回
折効率を高いものとすることができる。
グレーティングカップラ部を半導体レーザの一部の上
面に設けた場合には、外部に設置されたグレーティング
の回折効果に加えて、グレーティングカップラ部の回折
効果が相乗される。
面に設けた場合には、外部に設置されたグレーティング
の回折効果に加えて、グレーティングカップラ部の回折
効果が相乗される。
［実施例］ 第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の構成を示す
図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）を上側から見た上面
図、第１図（ｃ），（ｄ）はそれぞれ第１図（ａ）中の
Ａ−Ａ′断面、Ｂ−Ｂ′断面における光強度分布および
電界方向を示す図である。
図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）を上側から見た上面
図、第１図（ｃ），（ｄ）はそれぞれ第１図（ａ）中の
Ａ−Ａ′断面、Ｂ−Ｂ′断面における光強度分布および
電界方向を示す図である。
第１図（ａ），（ｂ）中、１は半導体レーザ、2,3は
結合用レンズ、４はブリーズドグレーティング、５は偏
光素子である半波長板、６は反射防止膜であり、端面反
射率を下げ、入射効率を向上させるためのARコートであ
る。
結合用レンズ、４はブリーズドグレーティング、５は偏
光素子である半波長板、６は反射防止膜であり、端面反
射率を下げ、入射効率を向上させるためのARコートであ
る。
半導体レーザ１より出射される光波のうち、ARコート
６が施された端面（図面右側部分）より出射されるもの
は結合用レンズ２、半波長板５を通ってブレーズドグレ
ーティング４に入射される。ブレーズドグレーティング
４によっり回折された光波は、再度半波長板５および結
合用レンズ２を通ってARコート６が施された端面に入射
する。また、ARコート６が施された端面の逆側端面（図
面左側部分）より出射されるものは、結合用レンズ３に
よってコリメートされて外部へ出射される。
６が施された端面（図面右側部分）より出射されるもの
は結合用レンズ２、半波長板５を通ってブレーズドグレ
ーティング４に入射される。ブレーズドグレーティング
４によっり回折された光波は、再度半波長板５および結
合用レンズ２を通ってARコート６が施された端面に入射
する。また、ARコート６が施された端面の逆側端面（図
面左側部分）より出射されるものは、結合用レンズ３に
よってコリメートされて外部へ出射される。
この半導体レーザ１は、ブレーズドグレーティング４
に入射される光波が入射面の垂直方向に電界を有するも
のとなるように、活性層が入射面に対して垂直となるよ
うに配置されている。
に入射される光波が入射面の垂直方向に電界を有するも
のとなるように、活性層が入射面に対して垂直となるよ
うに配置されている。
ARコート６側の端面から出射され、結合用レンズ２を
通過後の半波長板５の手前における光波の光強度分布は
第１図（ｃ）の符号７に示すように電界E1がだ円形ビー
ムの短径方向に向いたものとなる。
通過後の半波長板５の手前における光波の光強度分布は
第１図（ｃ）の符号７に示すように電界E1がだ円形ビー
ムの短径方向に向いたものとなる。
半波長板通過後の光強度分布は、入射前の光強度分布
７と同一であるが、電界E2は偏光方向が90゜回転し、第
１図（ｄ）の符号８に示すようにだ円形ビームの長径方
向を向くものとなる。
７と同一であるが、電界E2は偏光方向が90゜回転し、第
１図（ｄ）の符号８に示すようにだ円形ビームの長径方
向を向くものとなる。
このようにグレーティング４に対する入射は入射面に
対し入射光の電界が平行となる、いわゆるｐ偏光入射と
なる。ｐ偏光に対するグレーティングの回折効率はｓ偏
光に対するものよりも著しく高く２〜３倍大きな回折効
率が得られる。
対し入射光の電界が平行となる、いわゆるｐ偏光入射と
なる。ｐ偏光に対するグレーティングの回折効率はｓ偏
光に対するものよりも著しく高く２〜３倍大きな回折効
率が得られる。
ｐ偏光で回折された光波は、半波長板５で再び、90゜
偏光方向が回転して出射時と同一の偏光方向となり、レ
ンズ２を介して半導体レーザ１と再結合される。このよ
うに外部グレーティングによる、レーザ共振器が形成さ
れる。
偏光方向が回転して出射時と同一の偏光方向となり、レ
ンズ２を介して半導体レーザ１と再結合される。このよ
うに外部グレーティングによる、レーザ共振器が形成さ
れる。
本実施例のものにおいては、グレーティングの入射角
を制御し、所望の波長のみ帰還することによって波長が
安定化された外部共振器レーザが構成され、シングルモ
ードの波長可変光源の提供が可能となる。
を制御し、所望の波長のみ帰還することによって波長が
安定化された外部共振器レーザが構成され、シングルモ
ードの波長可変光源の提供が可能となる。
本実施例の各構成部品について、具体的な数値を示
す。
す。
半導体レーザ１として多重量子井戸活性層を備え、83
0nm付近にゲインを有するリッジ型のものを用い、ARコ
ート６としては電子ビーム蒸着によりAl2O3＋ZrO2膜を
施した。このARコート６の端面反射率は、前後端面の光
出力比から〜0.5％程度であると測定された。
0nm付近にゲインを有するリッジ型のものを用い、ARコ
ート６としては電子ビーム蒸着によりAl2O3＋ZrO2膜を
施した。このARコート６の端面反射率は、前後端面の光
出力比から〜0.5％程度であると測定された。
結合用レンズ2,3としては顕微鏡対物レンズを用い、
結合効率は約60％を得た。またブレーズドグレーティン
グ４は1200line/mmなるグレーティング本数をもち、800
nmでブレーズド波長とするものであり、ｐ偏光入射に対
し約60％の回折効率を示した。ブレーズドグレーティン
グ４により帰還が行なわれ、アライメントが調整された
状態でのARコート６側での実効的反射率はReff13％で
ありレーザ発振の閾値電流は33mAを得た。（無帰還時の
レーザ発振閾値電流は44mAである）。
結合効率は約60％を得た。またブレーズドグレーティン
グ４は1200line/mmなるグレーティング本数をもち、800
nmでブレーズド波長とするものであり、ｐ偏光入射に対
し約60％の回折効率を示した。ブレーズドグレーティン
グ４により帰還が行なわれ、アライメントが調整された
状態でのARコート６側での実効的反射率はReff13％で
ありレーザ発振の閾値電流は33mAを得た。（無帰還時の
レーザ発振閾値電流は44mAである）。
半波長板を挿入しない外部共振器型レーザ（例えば第
３図（ａ）に示したもの）の実効反射率Reffの値は〜３
％であり、半波長板による効果が認められた。
３図（ａ）に示したもの）の実効反射率Reffの値は〜３
％であり、半波長板による効果が認められた。
ちなみに半波長板を挿入しないｐ偏光の場合（例えば
第４図（ａ）に示したものの）は本実施例のものとほぼ
同等の実効反射率を示している。
第４図（ａ）に示したものの）は本実施例のものとほぼ
同等の実効反射率を示している。
このように、本実施例のものにおいては実効反射率を
低減することなく、波長選択性が鋭い外部共振器型レー
ザを実現することが可能となった。波長選択幅について
は約27nmの波長範囲で可変であることが示され、この範
囲で安定したシングルモード発振が行なわれることを確
認することができた。
低減することなく、波長選択性が鋭い外部共振器型レー
ザを実現することが可能となった。波長選択幅について
は約27nmの波長範囲で可変であることが示され、この範
囲で安定したシングルモード発振が行なわれることを確
認することができた。
また、鋭い波長選択性により、ファブリペローモード
の影響を低減することができ、連続的に波長選択を行な
うことが可能であることも確認された。
の影響を低減することができ、連続的に波長選択を行な
うことが可能であることも確認された。
なお、本実施例においては半導体レーザの片端面をAR
コートした例を示したが、ARコートを施す代わりに端面
を斜めにしたものにおいても反射率を下げることが可能
であり、容易に同様の効果を得ることができるため、こ
のように構成してもよい。
コートした例を示したが、ARコートを施す代わりに端面
を斜めにしたものにおいても反射率を下げることが可能
であり、容易に同様の効果を得ることができるため、こ
のように構成してもよい。
第２図（ａ）は本発明の第２の実施例の構成を示す
図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）を上から見た上面図で
ある。
図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）を上から見た上面図で
ある。
本実施例は、上面に形成されたグレーティング部分よ
りレーザ光を外部へ出射する半導体レーザ18を用いたも
のである。図中、11は電流を注入しゲインを与える増幅
部、12は導波路の光を外部に取り出すグレーティングカ
ップラ、13は半波長板、14はブレーズドグレーティン
グ、15はARコート、16はシリンドリカルレンズ、17は結
合用レンズである。
りレーザ光を外部へ出射する半導体レーザ18を用いたも
のである。図中、11は電流を注入しゲインを与える増幅
部、12は導波路の光を外部に取り出すグレーティングカ
ップラ、13は半波長板、14はブレーズドグレーティン
グ、15はARコート、16はシリンドリカルレンズ、17は結
合用レンズである。
半導体レーザ18の図面左側部分は増幅部11とされ、図
面右側部分はグレーティングカップラ部12とされてい
る。また、図面右側端面にはARコート15が施され、図面
左側端面は外部への出射端面とされている。ブレーズド
グレーティング14はグレーィングカップラ部12より出射
される光波をグレーティングカップラ部12へ回折するよ
うにその上部に設けられており、半波長板13およびシリ
ンドリカルレンズ16はグレーティングカップラ部12とブ
レーズドグレーティング14の間に配置されている。
面右側部分はグレーティングカップラ部12とされてい
る。また、図面右側端面にはARコート15が施され、図面
左側端面は外部への出射端面とされている。ブレーズド
グレーティング14はグレーィングカップラ部12より出射
される光波をグレーティングカップラ部12へ回折するよ
うにその上部に設けられており、半波長板13およびシリ
ンドリカルレンズ16はグレーティングカップラ部12とブ
レーズドグレーティング14の間に配置されている。
半導体レーザ18の増幅部11内の活性層にて発生し、グ
レーティングカップラ部12内の導波を伝授する光波は、
層面に平行な電界成分をもつ偏光モード（TE−like）が
支配的となり、グレーディングカップラ部12より上方へ
出射される。
レーティングカップラ部12内の導波を伝授する光波は、
層面に平行な電界成分をもつ偏光モード（TE−like）が
支配的となり、グレーディングカップラ部12より上方へ
出射される。
図に示すようなほぼ垂直の方向へ出射れる構成のもの
においては層面に垂直な電界成分をもつ偏光モード（TM
−like）はブリュースター条件に近いものであり、その
出射効率は著しく低下する。このためTE−likeのモード
のみが有効に出射されることになる上方に出射された光
波は、半波長板13によって偏光方向が90゜回転されて、
ブレーズドグレーティング14に対して回折効率の高い偏
光状態に変換される。
においては層面に垂直な電界成分をもつ偏光モード（TM
−like）はブリュースター条件に近いものであり、その
出射効率は著しく低下する。このためTE−likeのモード
のみが有効に出射されることになる上方に出射された光
波は、半波長板13によって偏光方向が90゜回転されて、
ブレーズドグレーティング14に対して回折効率の高い偏
光状態に変換される。
ブレーズドグレーティング14に入射された光波は、そ
の入射角度に応じて異なる波長が選択され、半波長板13
によって再度出射時の偏光状態に戻された後にグレーテ
ィングカップラ部12によって導波路に再結合される。こ
のように、外部に設けられるブレーズドグレーティング
14を含む外部共振器レーザが構成される。図面左端の出
射端はへき開端面である。図面右端に設けられたARコー
ト15は、出射端からの反射を除去することを目的とする
ものであり、エッチング等で斜めに形成された端面に置
き換えてもさしつかえない。
の入射角度に応じて異なる波長が選択され、半波長板13
によって再度出射時の偏光状態に戻された後にグレーテ
ィングカップラ部12によって導波路に再結合される。こ
のように、外部に設けられるブレーズドグレーティング
14を含む外部共振器レーザが構成される。図面左端の出
射端はへき開端面である。図面右端に設けられたARコー
ト15は、出射端からの反射を除去することを目的とする
ものであり、エッチング等で斜めに形成された端面に置
き換えてもさしつかえない。
本実施例においてはグレーティングカップラ、ブレー
ズドグレーティングという２つの波長分散素子で構成さ
れている、波長の選択性は鋭く、高い波長安定性の外部
共振器型レーザが実現できた。
ズドグレーティングという２つの波長分散素子で構成さ
れている、波長の選択性は鋭く、高い波長安定性の外部
共振器型レーザが実現できた。
また、本実施例のものにおいてはグレーティングカッ
プラ部に対してはTE−likeな偏光が、またブレーズドグ
レーティングに対してはTM−likeな偏光が用いられ、そ
れぞれ最適の偏光状態でのカップリングが行なわれるこ
とになる。このため、デバイスの高効率化が図られてい
る。
プラ部に対してはTE−likeな偏光が、またブレーズドグ
レーティングに対してはTM−likeな偏光が用いられ、そ
れぞれ最適の偏光状態でのカップリングが行なわれるこ
とになる。このため、デバイスの高効率化が図られてい
る。
なお、以上の各実施例において、偏光素子は半波長板
を用いるものとして説明したが、ファラデー回転素子を
用いてもよい。この場合には、光学系は多少複雑化され
るものの偏光角度を任意に制御することが可能となるの
で、光学系の設計の自由度を増すことができる効果があ
る。
を用いるものとして説明したが、ファラデー回転素子を
用いてもよい。この場合には、光学系は多少複雑化され
るものの偏光角度を任意に制御することが可能となるの
で、光学系の設計の自由度を増すことができる効果があ
る。
［発明の効果］ 本発明は以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。
下に記載するような効果を奏する。
請求項１に記載のものにおいては、グレーティングの
回折効率および波長選択性を同時に高いものとすること
ができる。また、グレーティングの回折効率を高めたこ
とにより実効的反射率も増大するため、半導体レーザの
発振閾値電流が低減された高効率のものとなり、波長選
択範囲も広いものとなる。さらに、波長選択性を高めた
ことにより波長の連続可変動作が可能となり、高い波長
安定性を備えたものとすることができる。
回折効率および波長選択性を同時に高いものとすること
ができる。また、グレーティングの回折効率を高めたこ
とにより実効的反射率も増大するため、半導体レーザの
発振閾値電流が低減された高効率のものとなり、波長選
択範囲も広いものとなる。さらに、波長選択性を高めた
ことにより波長の連続可変動作が可能となり、高い波長
安定性を備えたものとすることができる。
請求項２に記載のものにおいては、光学系を容易に構
成することができる効果がある。
成することができる効果がある。
請求項３に記載のものにおいては、光学系の設計の自
由度を増すことができる効果がある。
由度を増すことができる効果がある。
請求項４に記載のものにおいては、グレーティグにて
回折された光波の入射効率が向上するため、半導体レー
ザの発振閾値電流がさらに低減されたものとすることが
できる効果がある。
回折された光波の入射効率が向上するため、半導体レー
ザの発振閾値電流がさらに低減されたものとすることが
できる効果がある。
請求項５に記載のものにおいては、素子作成を容易な
ものとすることができる効果がある。
ものとすることができる効果がある。
請求項６に記載のものにおいては、２つのグレーティ
ングをそれぞれ最適な偏光状態にて使用可能となり、こ
れら２つのグレーティングの回折効果が相乗されるた
め、上記効果に加えて高い波長分散性能および波長選択
性を得ることができる効果がある。
ングをそれぞれ最適な偏光状態にて使用可能となり、こ
れら２つのグレーティングの回折効果が相乗されるた
め、上記効果に加えて高い波長分散性能および波長選択
性を得ることができる効果がある。
第１図（ａ）乃至第１図（ｄ）は本発明の第１の実施例
を説明するための図、第１図（ａ）は本発明の第１の実
施例の構成を示す図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）を上
側から見た上面図、第１図（ｃ），（ｄ）はそれぞれ第
１図（ａ）中のＡ−Ａ′断面、Ｂ−Ｂ′断面における光
強度分布および電界方向を示す図、 第２図（ａ），第２図（ｂ）は本発明の第２の実施例を
説明するための図、第２図（ａ）は本発明の第２の実施
例の構成を示す図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）を上側
から見た上面図、第３図（ａ）、第４図（ａ）、第５図
（ａ）はそれぞれ従来例の構成を示す図、第３図（ｂ）
は第３図（ａ）中のＡ−Ａ′断面における光波の強度分
布を示す図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）中のＢ−Ｂ′
断面における光波の強度分布を示す図、第５図（ｂ），
（ｃ）はそれぞれ第５図（ａ）中のＣ−Ｃ′断面、Ｄ−
Ｄ′断面における光波の強度分布を示す図である。 1,18……半導体レーザ、 2,3,17……結合用レンズ、 4,14……ブレーズドグレーティング、 5,13……半波長板、 6,15……ARコート、 11……増幅部、 12……グレーティングカップラ部、 16……シリンドリカルレンズ。
を説明するための図、第１図（ａ）は本発明の第１の実
施例の構成を示す図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）を上
側から見た上面図、第１図（ｃ），（ｄ）はそれぞれ第
１図（ａ）中のＡ−Ａ′断面、Ｂ−Ｂ′断面における光
強度分布および電界方向を示す図、 第２図（ａ），第２図（ｂ）は本発明の第２の実施例を
説明するための図、第２図（ａ）は本発明の第２の実施
例の構成を示す図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）を上側
から見た上面図、第３図（ａ）、第４図（ａ）、第５図
（ａ）はそれぞれ従来例の構成を示す図、第３図（ｂ）
は第３図（ａ）中のＡ−Ａ′断面における光波の強度分
布を示す図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）中のＢ−Ｂ′
断面における光波の強度分布を示す図、第５図（ｂ），
（ｃ）はそれぞれ第５図（ａ）中のＣ−Ｃ′断面、Ｄ−
Ｄ′断面における光波の強度分布を示す図である。 1,18……半導体レーザ、 2,3,17……結合用レンズ、 4,14……ブレーズドグレーティング、 5,13……半波長板、 6,15……ARコート、 11……増幅部、 12……グレーティングカップラ部、 16……シリンドリカルレンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−230279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−129686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−200320（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−36985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−98693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−84776（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 H01S 3/1055 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】半導体レーザと、該半導体の外部に設置さ
れるグレーティングとによって共振器が構成される外部
共振器型レーザであって、前記半導体レーザは所定方向
に偏光した光を出射し、且つ、前記半導体レーザから出
射した光の拡がり角は前記所定方向よりもそれと直交す
る方向の方が大きく、前記グレーティングの格子ベクト
ルの方向が前記出射した光の拡がり角の大きい方向と一
致するように配置された外部共振器型レーザにおいて、
前記半導体レーザとグレーティングとの間に、前記半導
体レーザから出射した光の偏光方向を回転させる偏光素
子を挿入することによって、前記偏光方向を前記出射し
た光の拡がり角の大きい方向と一致させたことを特徴と
する外部共振器型レーザ。 - 【請求項２】前記偏光素子は、半波長板から成る請求項
１に記載の外部共振器型レーザ。 - 【請求項３】前記偏光素子は、ファラデー回転子から成
る請求項１に記載の外部共振器型レーザ。 - 【請求項４】前記半導体レーザの、グレーティングに向
けて光を出射する側の端面に反射防止膜が形成された請
求項１に記載の外部共振器型レーザ。 - 【請求項５】前記半導体レーザの、グレーティングに向
けて光を出射する側の端面が斜めに形成された請求項１
に記載の外部共振器型レーザ。 - 【請求項６】前記半導体レーザの上面の一部に、半導体
レーザの導波路内の光路と結合し、該結合光波を前記グ
レーティングに向けて出射するグレーティングカップラ
部が設けられた請求項１に記載の外部共振器型レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282044A JP2845997B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 外部共振器型レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282044A JP2845997B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 外部共振器型レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145174A JPH03145174A (ja) | 1991-06-20 |
| JP2845997B2 true JP2845997B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=17647438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1282044A Expired - Fee Related JP2845997B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 外部共振器型レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845997B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012074597A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変光源 |
| JP4979827B1 (ja) | 2011-05-23 | 2012-07-18 | ポスコ エルイーディ カンパニー リミテッド | 光半導体基盤管型照明装置 |
| TW201401699A (zh) | 2012-04-09 | 2014-01-01 | Sony Corp | 半導體雷射裝置組立體 |
| JP2015056469A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 昭和オプトロニクス株式会社 | 外部共振器により波長制御されたダイオードレーザモジュール |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0673388B2 (ja) * | 1983-11-04 | 1994-09-14 | 日本電気株式会社 | 単一軸モード半導体レーザ |
| JPS6136985A (ja) * | 1984-07-28 | 1986-02-21 | Fujitsu Ltd | レ−ザ装置 |
| JP2671317B2 (ja) * | 1987-09-28 | 1997-10-29 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| JPH01175787A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 外部共振器型半導体レーザ装置 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1282044A patent/JP2845997B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03145174A (ja) | 1991-06-20 |
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