JP2950815B1 - レーザ光源装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 レーザ光源の発光波長を高精度に安定化させ
ることができる小型のレーザ光源装置を提供すること。 【解決手段】 半導体レーザ１の一方の光ビーム出射端
に波長ロッカ４を設ける。波長ロッカ４には干渉光フィ
ルタ３とその透過光及び反射光を受光するフォトダイオ
ードＰＤ１，ＰＤ２を配置する。フォトダイオードＰＤ
１，ＰＤ２の出力比を算出し、出力比が所定値となるよ
うにレーザ光源の発光波長を調整する。半導体レーザ
１，波長ロッカ４を光学モジュール１１内に封入し、他
のブロックと共に基板上に実装する。こうすれば小型で
レーザ光源の波長を安定させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信，光情報処
理，光計測等に使用される半導体レーザ光源装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】現在光通信においては、光ファイバに多
数の波長の光を多重化して通信することにより、単一波
長の光を用いた場合に比べて伝送量を大幅に増加させる
波長多重通信方式が検討されている。波長多重通信を実
現するためには、光信号をそのまま増幅できる比較的狭
い波長の帯域内に、例えば０．４ｎｍ以下の間隔で多数
の波長のレーザ光を伝送するため、レーザ光源の波長を
十分安定化させておく必要がある。又、光情報処理，光
計測においては、情報の高密度化や計測の高精度化のた
めにレーザ光源の波長安定化は重要な課題である。

【０００３】レーザ光源の発光波長を安定化するために
は、例えば何らかの方法で基準となる波長特性を有する
素子を用い、発光波長との誤差を検出してレーザ光源に
帰還する。そのため従来より、原子や分子の吸収を用い
てそれを基準として波長を安定化する装置や、ホログラ
フィ，グレーティング又はマッハツェンダ干渉計やファ
ブリペロー干渉計を用いて基準となる光又は光源の波長
をディザによって変調し、波長を調整するようにした方
法が知られている。ディザとは光の波長を何らかの方法
でわずかに振動させることであり、これによって基準と
なる波長との差及び方向を判別してレーザ光源に帰還す
ることによって、発光波長を安定化している。

【０００４】又特開昭60-74687号では、ディザをかけず
半導体レーザからの光を分離し、わずかに透過する波長
の異なる２つのフィルタを用いて夫々のフィルタを通過
する光のレベルを光電変換素子によって検出し、その光
強度比が一定となるように半導体レーザに帰還する方法
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の方法は、ディザにより光源に微妙な変化を与え
て発光波長を変化させ、電気的に方向を判別し、基準に
対する変化分を検出して光源である半導体レーザにフィ
ードバックしているため、光源の光が変調されてしま
う。そのため情報としての変調信号と重なる可能性があ
り、ディザの影響をなくすためにローパスフィルタ等の
電気フィルタ等が必要になるという欠点があった。又デ
ィザを用いるため制御系が複雑となり、ディザが可動部
を伴う場合には、信頼性が低く、寿命が短くなるという
欠点があった。又特開昭60-74687号の方法においては、
光を分岐するためにビームスプリッタ等の光カップラが
必要となる。ビームスプリッタは光の偏光の影響を受
け、又温度によって分光比が変わり易く、理想的に所定
の比率で光を安定に分岐する素子を作ることが難しいと
いう欠点があった。又フィルタについても、わずかに透
過波長の異なる２つの光フィルタを製造することが難し
いという欠点があった。更に波長計を用いてフィードバ
ックすることにより波長を固定させる方法も提案されて
いるが、定期的な校正が必要であるという欠点があっ
た。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、ディザや光カップラを用いる
ことなく極めて簡単な構成で小型化できる半導体レーザ
光源装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、半導体レーザと、前記半導体レーザの光が空間を介
して入射され、入射光の一部を透過させ他を反射させる
干渉光フィルタと、前記干渉光フィルタを透過する光及
び前記干渉光フィルタに反射される光を夫々受光する第
１，第２の受光素子と、前記第１，第２の受光素子の出
力比を算出する出力比算出手段と、前記出力比算出手段
による出力比が所定値となるように前記半導体レーザの
発光波長を制御する波長制御手段と、前記半導体レー
ザ，前記干渉光フィルタ及び前記第１，第２の受光素子
を封止する光学モジュールと、前記干渉光フィルタの近
傍に設けられ、干渉光フィルタ近傍の温度を検出する温
度検出素子と、前記温度検出素子の出力に基づいて干渉
光フィルタの温度変化に伴う特性の変化を前記出力比算
出手段から出力される出力比の目標値を補正することに
よって補償する温度補償手段と、前記出力比算出手段、
波長制御手段を構成する電子回路部及び前記光学モジュ
ールを同一のケース内に収納して構成したことを特徴と
するものである。

【０００８】本願の請求項２の発明は、請求項１のレー
ザ光源装置において、前記半導体レーザから前記干渉光
フィルタへの入射光の入射位置を所定方向に対して連続
的に変化させる入射位置調整手段を更に具備し、前記干
渉光フィルタは、波長λに対してλ／４の光学厚さを有
する低屈折率膜及び高屈折率膜を基板に交互に多重に積
層して構成され、少なくとも前記半導体レーザの発光波
長を含む所定範囲内において波長λが基板の前記所定方
向に対して連続的に変化するようにその光学厚さを連続
的に変化させたものであり、前記出力比算出手段、波長
制御手段を構成する電子回路部及び前記入射位置調整手
段と前記光学モジュールを同一のケース内に収納して構
成したことを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項３の発明は、請求項１又は２
のレーザ光源装置において、前記波長制御手段は、前記
出力比算出手段によって算出された出力比と所定の基準
値との差を検出する誤差検出手段と、前記誤差検出手段
に基準値を設定する基準値設定手段と、前記誤差検出手
段により検出される誤差値を前記温度補償手段によって
補償した値が０となるように前記半導体レーザの発光波
長を制御する半導体レーザ駆動手段と、を具備すること
を特徴とするものである。

【００１０】このような特徴を有する本願の請求項１の
発明によれば、レーザ光源を発光させて、そのレーザ光
を干渉光フィルタに入射する。干渉光フィルタへの入射
はレンズで集光して入射することも含むが、光ファイバ
等は用いず、空間を介して入射するものとする。このフ
ィルタは所定波長の光を透過し他を反射させるため、透
過した光と反射した光を夫々第１，第２の受光素子によ
って受光し、その出力比を出力比算出手段によって算出
する。そして出力比が所定値となるようにレーザ光源の
発光波長を制御することにより、所定の波長のレーザ光
を発光させることができる。この干渉光フィルタの温度
を温度検出手段によって検出し、温度変化に伴う特性の
変化を補償することによって、干渉光フィルタの温度変
化にかかわらず一定の波長出力を得るようにしたもので
ある。

【００１１】請求項２の発明では、これに加えてこの干
渉光フィルタを多層膜による干渉光フィルタによって実
現し、所定の方向に対して透過波長が連続的に変化する
ように構成した波長可変型の干渉光フィルタを用いたも
のである。干渉光フィルタは受光位置を変更するように
すれば、レーザ光源の発光波長を変化させることができ
る。

【００１２】請求項３の発明ではこれに加えて、基準値
設定手段により基準値を設定しておき、誤差検出手段に
より出力比算出手段によって算出された出力比と基準値
との差を誤差として検出する。そして半導体レーザ駆動
手段により誤差が０となるように半導体レーザを制御す
ることにより、レーザ光源の発光波長を微調整すること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
によるレーザ装置の全体の光学系部分を示す図である。
本図に示すようにこの実施の形態で用いられる半導体レ
ーザ１は、一定波長のレーザ光を発光するものである。
半導体レーザ１の発光波長はほぼ一定しているが、その
温度を制御することによって、発光波長を狭い範囲で、
例えば数ｎｍ以下の範囲内で変化させることができる。
本実施の形態ではこの性質を用いて半導体レーザ１の発
光波長を正確に一定値に制御するものである。半導体レ
ーザ１はチップの両側にレーザ光を出射する。従って図
中下方に出射するレーザ光をモニタ用として用いる。こ
こではレーザ光をレンズ２を介して干渉光フィルタ３に
入射させる。干渉光フィルタ３はレーザ光源の発光可能
波長のほぼ中心が透過波長となるバンドパス型の光フィ
ルタであり、透過した光を受光する位置に第１の受光素
子であるフォトダイオードＰＤ１を配置する。又干渉光
フィルタ３によって反射された光を受光できる位置に第
２の受光素子であるフォトダイオードＰＤ２を配置す
る。干渉光フィルタ３とフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ
２とは波長をモニタし、波長を固定するための波長ロッ
カ４として用いられている。

【００１４】一方半導体レーザ１の他方の出射面にはレ
ンズ５を介してアイソレータ６を配置する。アイソレー
タ６は光の透過方向を規定するものであり、その出射光
はレンズ７及びコリメータ８を介して光ファイバ９に接
続される。光ファイバ９は発光したレーザ光を所望の位
置に導くものである。ここで半導体レーザ１とレンズ２
及び５とは、ペルチェ素子等の温度制御素子を用いて温
度制御可能な温度調整モジュール１０内に配置されてい
る。又波長ロッカ４と温度調整モジュール１０及びアイ
ソレータ６，レンズ７とは、全体が気密の光学モジュー
ル１１内に封入されて構成される。この光学モジュール
１１の外部にはフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２からの
出力に基づいて温度制御をするための電子回路部が設け
られている。

【００１５】次に干渉光フィルタ３について説明する。
干渉光フィルタ３は半導体レーザ１が発光する波長の範
囲内で入射された光の波長に応じて出力される透過率及
び反射率が変化する光フィルタである。このような干渉
光フィルタは透過波長をλとすると、λ／４の光学厚さ
を有する低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に多重に積層
して構成することができる。

【００１６】次にこの半導体レーザ光源装置の波長制御
部について説明する。波長制御部は出力比算出手段１２
及び波長制御手段１３Ａを有している。出力比算出手段
１２は第１，第２の受光素子であるフォトダイオードＰ
Ｄ１，ＰＤ２の出力比を算出するものであり、その出力
は波長制御手段１３Ａに与えられる。波長制御手段１３
Ａは出力比算出手段１２による出力比が所定値となるよ
うにレーザ光源の発光波長を制御するものである。半導
体レーザ１の発光波長は複数の電極に供給する駆動電流
を変化させたり、周囲温度を変化させることによって調
整するものとする。

【００１７】次に出力比算出手段１２及び波長制御手段
１３Ａについて図２を用いて詳細に説明する。第１，第
２のフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２からの出力は出力
比算出手段１２内のＩ／Ｖ変換器２１，２２に与えら
れ、電圧信号に変換される。Ｉ／Ｖ変換器２１，２２の
出力は加算器２３及び減算器２４に与えられ、夫々の出
力は加算及び減算されて割算器２５に与えられる。割算
器２５は波長ロッカ４に入射された光を正規化し、これ
らの出力比に基づいて入力光の波長を検出するものであ
る。ここでＩ／Ｖ変換器２１，２２、加算器２３、減算
器２４、割算器２５は、第１，第２の受光素子の出力比
によってレーザ光の波長を検出する出力比算出手段１２
を構成しており、その出力は誤差検出器２６に与えられ
る。誤差検出器２６の他方の入力端には基準電圧が与え
られている。この基準電圧は＋Ｖ_CC〜−Ｖ_DDの間で基準
値設定手段２７、例えば可変抵抗器ＶＲ１によって調整
できるように構成する。誤差増幅器２６はこの基準電圧
と入力電圧との差を誤差信号として検出し、誤差信号を
ＰＩＤ制御部２８に与える。ＰＩＤ制御部２８は誤差信
号が０となるようにＰＩＤ制御するものであり、その出
力は半導体レーザ駆動部２９を介して半導体レーザ１に
帰還するように構成されている。半導体レーザ駆動部１
９は温度制御モジュール１０内の半導体レーザ１の温度
を制御することにより、半導体レーザ１の発光波長を、
例えば２〜３ｎｍ以下の範囲内で変化するように制御す
るものである。ここで誤差検出器２６と誤差検出器２６
に基準電圧を与える可変抵抗器ＶＲ１，ＰＩＤ制御部２
８，半導体レーザ駆動部２９は、出力比算出手段１２に
よる出力比が所定値となるように温度調整モジュール１
０の温度を制御することでレーザ光源の発光波長を制御
する波長制御手段１３Ａを構成している。

【００１８】図３（ａ）はこのレーザ光源装置の全体構
成を示す図である。この実施の形態では光学モジュール
１１と前述した出力比算出手段１２，波長制御手段１３
Ａの各電子部品１４とを１枚のプリント基板１５上に実
装して構成する。このように全ての部品をプリント基板
上に実装することにより、レーザ光源装置を極めて小型
軽量化することができる。

【００１９】図３（ｂ）はこの実施の形態によるレーザ
光源装置をケース１６に収納した状態を示す斜視図であ
る。この実施の形態では、可変抵抗器ＶＲ１による基準
電圧の設定つまみ１７が設けられ、ケース１６の外部よ
り発光波長を調整できるように構成されている。

【００２０】次にこの実施の形態によるレーザ光源装置
の動作について説明する。図４（ａ），（ｂ）は干渉光
フィルタ３の透過率，反射率の特性を示すグラフであ
る。半導体レーザ１の発光可能な通常数ｎｍの波長範囲
をλ１〜λ２とすると、この間で反射率と透過率とが連
続して変化するように干渉光フィルタ３の中心波長λ３
を選択する。例えば発光可能な波長の一端の波長、例え
ばλ１と等しくなるように選択する。干渉光フィルタ３
はこの波長λ３の光を透過させ、図４（ｂ）に示すよう
にその他の光を反射させる特性を有している。このとき
半導体レーザ１の発光波長λ（λ１≦λ≦λ２）に対し
て、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２に得られる光出力
は夫々図４（ｃ），（ｄ）に示すものとなる。即ちフォ
トダイオードＰＤ１，ＰＤ２で得られる出力は、夫々図
４（ａ）の透過率及び図４（ｂ）の反射率の特性に対応
している。

【００２１】従ってフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の
Ｉ／Ｖ変換出力をＡ，Ｂとすると、これらを加算及び減
算し、割算器２５により割算し、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋
Ｂ）を算出する。割算することにより正規化したレベル
は図５に示すものとなる。このようにレーザ光源の発光
波長に応じて波長モニタ信号が連続的に変化する。波長
モニタ信号のレベルと誤差検出器２６の基準電圧との差
分値を誤差信号とし、誤差信号が零となるように制御す
ることによって、誤差検出器２６に設定された基準電圧
と一致するように半導体レーザ１の波長を制御すること
ができる。例えば基準電圧を０Ｖとすれば、ＰＤ１，Ｐ
Ｄ２の出力レベルが等しい波長λ４を発光したとき、誤
差信号は０となり、半導体レーザ１の発光波長をλ４に
制御することができる。又基準電圧を図５のレベルＶ１
に設定すれば、短波長側のλ５に波長がロックされるこ
ととなる。このように誤差検出器２６の基準電圧を変化
させることによって図４，図５に示す波長λ１〜λ２の
範囲内で発光波長を調整することができる。

【００２２】この実施の形態によれば半導体レーザ１を
温度調整モジュール１０内に封入すると共に、波長ロッ
カ４とを含めて光学モジュール１１内に封入し、更に全
体をプリント基板上１５に実装しているため、半導体レ
ーザの光を直接干渉フィルタ３に導くことができる。そ
のため光ファイバや光カップラ等を用いて干渉フィルタ
に導いた場合に比べて偏光方向の変化を考慮する必要が
なく、波長精度を向上させることができる。又小型軽量
で可動部がなく、信頼性の高いレーザ光源装置を実現す
ることができる。

【００２３】尚この実施の形態では明示していないが、
加算器２３からの出力によって発光波長の如何にかかわ
らず半導体レーザ１からの出力レベルを検出できる。従
って加算器２３の出力が一定となるように半導体レーザ
の出力レベルを調整することによって、半導体レーザ１
の出力レベルを一定に保持することができる。このよう
な出力レベルのモニタ及び出力レベル制御は半導体レー
ザで広く行われており、本実施の形態ではフォトダイオ
ードＰＤ１，ＰＤ２を出力モニタ用素子としても用いる
ことができる。

【００２４】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。この実施の形態では図６に示すように干渉フィ
ルタ３の温度変動に伴う特性の変化を補償するようにし
たものである。そのため図６に示すように干渉フィルタ
３の近傍には温度検出素子、例えばサーミスタ３１を設
ける。図７は第２の実施の形態による出力比算出手段１
２，波長制御手段１３Ｂの構成を示しており、サーミス
タ３１の出力は図７に示すように温度検出手段３２に与
えられる。温度検出手段３２はサーミスタからの信号に
基づいて温度を検出するものであり、その出力は波長制
御手段１３Ｂ内の加算器３３に与えられる。加算器３３
は前述した誤差検出器２６の出力と温度検出信号を加算
することによって、干渉光フィルタ３の温度変化に基づ
く特性の変化を補償するためのものであり、温度検出手
段３２と共に干渉光フィルタの温度変化に伴う特性変化
を補償する温度補償手段を構成している。その他の構成
は前述した第１の実施の形態と同様である。

【００２５】この実施の形態では光学モジュール１１内
の波長ロッカ４部分の温度が変化しても温度変化に基づ
く干渉光フィルタ３の特性を補償することができるた
め、温度変化にかかわらず正確に所望の波長のレーザ光
を発光することができる。

【００２６】次に本発明の第３の実施の形態について図
８を用いて説明する。この実施の形態では図８に示すよ
うに波長ロッカ内の干渉光フィルタとして、光の入射位
置に応じて透過する波長が連続的に変化する干渉光フィ
ルタ４１を用いたものである。そしてこの干渉光フィル
タ４１への入射位置を機械的に変化させるために、入射
位置調整手段を設ける。入射位置調整手段は例えば、ね
じを回転させることによって干渉光フィルタ４１を図８
に示すＸ軸方向にスライドさせるスライド調整機構４２
として構成してもよい。こうすれば干渉光フィルタ４１
への入射位置を所定の範囲内で変化させることができ
る。この実施の形態では、製造時に干渉光フィルタ４１
への入射位置を変えてフィルタの透過波長を連続的に変
化させ、半導体レーザ１の発光波長と一致させるように
調整する。その他の構成は前述した第１の実施の形態と
同様であり、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力を
出力比算出手段１２に与え、波長制御手段１３Ａによっ
て発光波長を制御する。又前述した第２の実施の形態と
同様に、この干渉光フィルタの近傍にサーミスタ３１を
設け、温度を検出し、波長制御手段１３Ｂによってその
温度変化に基づく特性を補償するようにしてもよい。

【００２７】図９はこの実施の形態によるレーザ光源装
置の全体構成を示す斜視図である。この実施の形態でも
第１の実施の形態と同様に、プリント基板１５上に光学
モジュール１１，電子回路部１４を実装し、ケース１６
内に収納しておく。そしてケースの外側より調整可能な
ように、可変抵抗器ＶＲ１による基準電圧の設定つまみ
１７も設けておく。その他の構成は第１の実施の形態と
同様である。

【００２８】この干渉光フィルタ４１は特公平７-92530
号に示されるように、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互
に積層し、積層した波長の光学厚さを連続的に変化させ
るようにしたものである。次にこの干渉光フィルタにつ
いて図１０を用いて説明する。本実施の形態による波長
可変型の干渉光フィルタ４１は、例えばガラス，シリコ
ン等のサブストレート５１上に物質を多層蒸着させて構
成している。このサブストレート５１は使用する波長の
範囲で光の透過率が高い材質を用いて構成するものと
し、誘電体や半導体が用いられる。本実施の形態では石
英ガラスを用いている。そしてこのサブストレート５１
の上部には、使用する波長での光の透過率の高い蒸着物
質、誘電体，半導体等の多層膜５２を蒸着する。ここで
多層膜５２は図示のように下部多層膜５３，キャビティ
層５４及び上部多層膜５５から形成されるものとする。
又サブストレート５１の下面には反射防止膜５６を蒸着
によって形成する。

【００２９】ここで多層膜５２，反射防止膜５６の蒸着
材料として用いられる物質は、例えばＳi Ｏ₂ （屈折率
ｎ＝1.46），Ｔa₂Ｏ₅ （ｎ＝2.15），Ｓi （ｎ＝3.46）
やＡl₂Ｏ₃ ，Ｓi₂Ｎ₄ ，Ｍg Ｆ等が用いられる。又本実
施の形態では多層膜５３，５５は低屈折率膜と高屈折率
膜とを交互に積層して蒸着させている。ここで膜厚ｄと
透過波長λ，屈折率ｎとは以下の関係となるようにす
る。 λ＝４ｎｄ ・・・（１） 即ち各層はその光学厚さｎｄをλ／４とする。そして低
屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積み重ねることによっ
て透過率のピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）を小さくして
いる。又キャビティ層５４の膜厚ｄ_c とは透過波長λ，
屈折率ｎとは以下の関係になるようにする。 λ＝２ｎｄ_c ・・・（２） 即ちキャビティ層５４の光学厚さｎｄ_c はλ／２とす
る。

【００３０】さて本実施の形態による干渉光フィルタ４
１は、透過波長と膜厚とが式（１），（２）の関係を有
することから、サブストレート５１を細長い板状の基板
とし、多層膜５２の屈折率を一定とし、膜厚を連続的に
変化させて透過波長λを異ならせるようにしている。そ
してこの波長可変型干渉光フィルタ５の透過波長をλ_a
〜λ_c （λ_a ＜λ_c ）とし、その中心点（ｘ＝ｘ_b ）で
の透過波長をλ_b とする。上下の多層膜５３，５５は、
夫々第１の屈折率ｎ₁ の第１の蒸着物質膜とこれより屈
折率の低い第２の屈折率ｎ₂ の第２の蒸着物質膜とを、
交互に積層して構成する。即ち図１０（ａ）の円形部分
の拡大図を図１０（ｃ）に示すように、夫々の膜厚を連
続的に変化させている。図１０（ｃ）において、下部多
層膜５３の低屈折率膜を５３Ｌ，高屈折率膜を５３Ｈと
し、上部多層膜５５の高屈折率膜を５５Ｈ，低屈折率膜
を５５Ｌとする。そして図１０（ａ）のフィルタのＸ軸
上での端部ｘ_a の透過波長λ_a に対して、夫々低屈折率
膜及び高屈折率膜で上記の式（１），（２）が成り立つ
ように設定する。又ｘ_b ，ｘ_c での透過波長λ_b ，λ_c
に対しても、その波長λ_b ，λ_c で式（１），（２）が
成り立つようにその膜厚を設定する。そしてその間の膜
厚も波長の変化が直線的に変化するように設定する。従
って層の各膜厚は図示のようにＸ軸上の位置ｘ_a 〜ｘ_c
につれて連続的に変化し、Ｘ軸の正方向に向かって膜厚
が大きくなる。

【００３１】このように膜厚を連続的に変化させる干渉
光フィルタ４１は、サブストレート５１上に多層膜５２
を蒸着して形成する際に、蒸着源との間隔を連続的に変
化するようにサブストレートを傾けて配置しておくこと
により、実現することができる。

【００３２】又干渉光フィルタ４１の膜厚自体を連続し
て変化させるようにしているが、各膜厚は一定とし、多
層膜５２の屈折率ｎ₁ ，ｎ₂ をＸ軸方向に連続的に変化
させるようにして光学厚さを連続的に可変するようにし
てもよい。

【００３３】このように構成した干渉光フィルタ４１は
狭帯域特性を有している。従って干渉光フィルタ４１へ
光が入射する位置をスライド調整機構４２を用いて機械
的にＸ軸方向に移動させることによって、透過波長自体
を連続的に変化させることができ、半導体レーザ１の発
光波長に合わせるように調整することができる。

【００３４】次にこの実施の形態の動作について説明す
る。この実施の形態においてはあらかじめ製造時にレー
ザ光源の発光波長と干渉光フィルタの中心波長を合わせ
るように、スライド調整機構４２の調整つまみ４３を回
転させて干渉光フィルタ４１への入射光の入射位置を変
えておく。このつまみ４３はケース１６内に封入される
ため、外部より動かすことはできない。次いで波長を微
調整するには、基準値設定手段１７の基準電圧を変化さ
せることによって調整する。このように本発明では１つ
の干渉光フィルタを用いることにより、ビームスプリッ
タや２つの近接する透過波長を有するフィルタを用いる
ことなく、正確に波長を制御することができる。

【００３５】尚この実施の形態では干渉光フィルタ４１
の長手方向に透過波長を連続的に変化させるようにして
いるが、干渉光フィルタを円形とし、その半径方向に沿
って透過波長が連続的に変化する干渉光フィルタとする
こともできる。この場合には入射位置調整手段として、
スライド調整機構に代えて入射位置軸方向に沿って回転
させる回転機構を設けて透過波長を変化させることがで
きる。

【００３６】尚前述した第１〜第３の実施の形態では、
信号処理回路として加算器と減算器及びその出力比を算
出する割算器を設けているが、２つのＩ／Ｖ変換器の比
を直接算出するようにしてもよいことはいうまでもな
い。又フォトダイオードの一方の出力と加算値との比を
算出して、波長モニタ信号とすることができる。更に出
力比算出手段及び波長制御手段をマイクロコンピュータ
を用いて実現することができることはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１の発明によれば、干渉光フィルタを用いることにより
入射光と反射光との比率から光源の発光波長を制御する
ようにしている。そのため従来の波長制御方法のように
分光比を正確に一定に保つことが難しいビームスプリッ
タを用いる必要がなく、その温度制御も不要となる。又
波長選択特性が近接する２つのフィルタを用いることも
不要となる。又半導体レーザの２つの出射光の一部を波
長制御用に利用しており、光ファイバや光カップラ等を
介して波長制御部に光を分波させて入射させる必要がな
く、光ファイバによる偏光方向の変化分を考慮する必要
がなくなる。更にこれらの光学系部分をモジュール化し
ているため、波長制御手段と共にプリント基板上に実装
することができ、光源全体を極めて小型化することがで
きる。従って極めて簡単な簡単な構成で正確な波長制御
が可能となる。これに加えて干渉光フィルタの温度変化
にかかわらず一定の波長出力が得られるという優れた効
果が得られる。

【００３８】これに加えて請求項２の発明では、干渉光
フィルタへの入射位置を制御することによって透過波長
を変化させているため、干渉光フィルタとして急峻な特
性のフィルタを用いることができ、波長設定の精度を向
上させることができる。更に請求項３の発明では、基準
値設定手段により設定する基準値を変化させることによ
って、レーザ光源の発光波長を微調整することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるレーザ光源装
置の全体構成を示す概略図である。

【図２】本実施の形態によるレーザ光源装置の出力比算
出手段，波長制御手段の構成を示すブロック図である。

【図３】本実施の形態によるレーザ光源装置のプリント
基板上の部品及び外観を示す斜視図である。

【図４】本実施の形態によるレーザ光源装置のフィルタ
特性及びフォトダイオードの受光特性を示すグラフであ
る。

【図５】波長に対する誤差信号の変化を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の第２の実施の形態によるレーザ光源装
置の全体構成を示す概略図である。

【図７】第２の実施の形態によるレーザ光源装置の出力
比算出手段，波長制御手段の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の第３の実施の形態によるレーザ光源装
置の全体構成を示す概略図である。

【図９】第３の実施の形態によるレーザ光源装置のプリ
ント基板上の部品及び外観を示す斜視図である。

【図１０】（ａ）は本発明の第３の実施の形態によるシ
ングルキャビティ構造の干渉光フィルタの構成を示す断
面図、（ｂ）はそのＸ軸上での透過率の変化を示すグラ
フ、（ｃ）は（ａ）の円形部分の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２，５ レンズ ３，４１ 干渉光フィルタ ４ 波長ロッカ ６ アイソレータ ７ レンズ ８ コリメータ ９ 光ファイバ １０ 温度調整モジュール １１ 光学モジュール １２ 出力比算出手段 １３Ａ，１３Ｂ 波長制御手段 ３２ 温度検出手段 ４２ スライド調整機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−119993（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−29387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−181389（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−157780（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−281812（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349678（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−16201（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01S 3/18 G01J 3/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザと、 前記半導体レーザの光が空間を介して入射され、入射光
   の一部を透過させ他を反射させる干渉光フィルタと、 前記干渉光フィルタを透過する光及び前記干渉光フィル
   タに反射される光を夫々受光する第１，第２の受光素子
   と、 前記第１，第２の受光素子の出力比を算出する出力比算
   出手段と、 前記出力比算出手段による出力比が所定値となるように
   前記半導体レーザの発光波長を制御する波長制御手段
   と、 前記半導体レーザ，前記干渉光フィルタ及び前記第１，
   第２の受光素子を封止する光学モジュールと、前記干渉光フィルタの近傍に設けられ、干渉光フィルタ
   近傍の温度を検出する温度検出素子と、 前記温度検出素子の出力に基づいて干渉光フィルタの温
   度変化に伴う特性の変化を前記出力比算出手段から出力
   される出力比の目標値を補正することによって補償する
   温度補償手段と、 前記出力比算出手段、波長制御手段を構成する電子回路
   部及び前記光学モジュールを同一のケース内に収納して
   構成したことを特徴とするレーザ光源装置。
2. 【請求項２】 前記半導体レーザから前記干渉光フィル
   タへの入射光の入射位置を所定方向に対して連続的に変
   化させる入射位置調整手段を更に具備し、 前記干渉光フィルタは、波長λに対してλ／４の光学厚
   さを有する低屈折率膜及び高屈折率膜を基板に交互に多
   重に積層して構成され、少なくとも前記半導体レーザの
   発光波長を含む所定範囲内において波長λが基板の前記
   所定方向に対して連続的に変化するようにその光学厚さ
   を連続的に変化させたものであり、 前記出力比算出手段、波長制御手段を構成する電子回路
   部及び前記入射位置調整手段と前記光学モジュールを同
   一のケース内に収納して構成したことを特徴とする請求
   項１記載のレーザ光源装置。
3. 【請求項３】 前記波長制御手段は、 前記出力比算出手段によって算出された出力比と所定の
   基準値との差を検出す る誤差検出手段と、 前記誤差検出手段に基準値を設定する基準値設定手段
   と、 前記誤差検出手段により検出される誤差値を前記温度補
   償手段によって補償した値が０となるように前記半導体
   レーザの発光波長を制御する半導体レーザ駆動手段と、
   を具備することを特徴とする請求項１又は２記載のレー
   ザ光源装置。