JP3212182U - External cavity semiconductor laser device - Google Patents
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Abstract
【課題】出力レーザ光の周波数のゆらぎを抑えることができる外部共振器型半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】外部共振器型半導体レーザ装置10は、外部共振器3と密閉構造体11を備える。外部共振器3は、半導体レーザ1から出射された光のうち、特定波長のレーザ光を、半導体レーザ1へ部分的に戻すことで共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品5〜8を含む。密閉構造体11は、複数の光学部品5〜8が配置される内部空間12を形成する。密閉構造体11は、内部空間12を外部に対して気密に形成している。【選択図】図1An external resonator type semiconductor laser device capable of suppressing fluctuations in the frequency of output laser light is provided. An external resonator type semiconductor laser device includes an external resonator and a sealed structure. The external resonator 3 resonates by partially returning laser light having a specific wavelength out of the light emitted from the semiconductor laser 1 to the semiconductor laser 1, and outputs the resonated laser light partially outside. The plurality of optical components 5 to 8 are included. The sealed structure 11 forms an internal space 12 in which the plurality of optical components 5 to 8 are arranged. The sealed structure 11 forms the internal space 12 in an airtight manner with respect to the outside. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、外部共振器型半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to an external resonator type semiconductor laser device.
外部共振器型半導体レーザ装置は、ECDL(External Cavity Diode Laser)と呼ばれるものである。ECDLでは、半導体レーザ素子から出射された光のうち、特定波長のレーザ光だけが、外部共振器内で、波長選択性素子を通過し、半導体レーザ素子へ部分的に戻ることで共振し、共振したレーザ光は部分的に外部へ出力される。例えば、波長選択性素子としてバンドパスフィルタを用いた外部共振器型半導体レーザ装置は、特許文献1と非特許文献1に記載されている。 The external cavity semiconductor laser device is called ECDL (External Cavity Diode Laser). In ECDL, only the laser light having a specific wavelength out of the light emitted from the semiconductor laser element passes through the wavelength selective element in the external resonator, and resonates by partially returning to the semiconductor laser element. The laser beam is partially output to the outside. For example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 describe an external resonator type semiconductor laser device using a bandpass filter as a wavelength selective element.
ところで、外部共振器型半導体レーザ装置は、光格子時計のレーザ光源として用いることができる。光格子時計では、レーザ光源からの特定波長のレーザ光を干渉させて作った光の格子に原子を閉じ込めて原子の熱運動を抑制する。これらの原子にレーザ光を当て、吸収する光の振動数(共鳴周波数)を精密に測定する。この光の振動を数えて1秒の長さを決める。 By the way, the external resonator type semiconductor laser device can be used as a laser light source of an optical lattice clock. In an optical lattice clock, atoms are confined in a lattice of light produced by interference of laser light of a specific wavelength from a laser light source, and thermal motion of the atoms is suppressed. Laser light is applied to these atoms, and the frequency (resonance frequency) of the absorbed light is precisely measured. The vibration of this light is counted to determine the length of 1 second.
外部共振器型半導体レーザ装置を光格子時計のレーザ光源として用いる場合には、次のことが求められる。
外部共振器型半導体レーザ装置からの出力レーザ光の周波数(すなわち上述の特定波長)のゆらぎを極力少なくする。
When the external resonator type semiconductor laser device is used as a laser light source of an optical lattice clock, the following is required.
Fluctuations in the frequency (that is, the above-mentioned specific wavelength) of the output laser light from the external resonator type semiconductor laser device are minimized.
他の目的で外部共振器型半導体レーザ装置を用いるときにも、出力レーザ光の周波数のゆらぎを極力少なくすることが求められる場合がある。 Even when an external resonator type semiconductor laser device is used for other purposes, it is sometimes required to minimize fluctuations in the frequency of the output laser light.
そこで、本考案の目的は、出力レーザ光の周波数のゆらぎを抑えることができる外部共振器型半導体レーザ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an external resonator type semiconductor laser device that can suppress fluctuations in the frequency of output laser light.
上述の目的を達成するため、本考案によると、半導体レーザから出射されたレーザ光のうち、特定波長のレーザ光を、前記半導体レーザへ部分的に戻すことで共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品を含む外部共振器と、
前記複数の光学部品が配置される内部空間を形成する密閉構造体と、を備え、
該密閉構造体は、前記内部空間を外部に対して気密に形成している、外部共振器型半導体レーザ装置が提供される。
In order to achieve the above-described object, according to the present invention, among laser beams emitted from a semiconductor laser, a laser beam having a specific wavelength is resonated by partially returning the laser beam to the semiconductor laser. An external resonator including a plurality of optical components for outputting externally,
A sealed structure that forms an internal space in which the plurality of optical components are arranged, and
The sealed structure provides an external cavity semiconductor laser device in which the internal space is formed airtight with respect to the outside.
上述した本考案によると、外部共振器を構成する複数の光学部品が配置された内部空間は、密閉構造体により、外部に対して気密に形成されている。これにより、周囲雰囲気の圧力変動に対して、外部共振器型半導体レーザ装置の出力レーザ光の周波数(波長)のゆらぎを抑えることができる。 According to the above-described present invention, the internal space in which the plurality of optical components constituting the external resonator are arranged is formed airtight with respect to the outside by the sealed structure. Thereby, fluctuations in the frequency (wavelength) of the output laser light of the external resonator type semiconductor laser device can be suppressed with respect to pressure fluctuations in the ambient atmosphere.
本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本考案の実施形態による外部共振器型半導体レーザ装置10の構成を示す。外部共振器型半導体レーザ装置10は、半導体レーザ1からのレーザ光を共振させて外部へ出力する外部共振器3を備える。
FIG. 1 shows a configuration of an external cavity
半導体レーザ1は、光を発生する活性層1dを含む半導体レーザ素子(図示せず)を内部に収容したカバー1aと、カバー1aが取り付けられたベース部1bとを有する。活性層1dは、互いに反対側に位置する出力端面1eと反射端面1fを有する。出力端面1eには、反射防止膜(ARコート)が形成され、反射端面1fには、高反射膜(HRコート)が形成されている。これにより、活性層1d内の光は、反射端面1fでは出力端面1e側へ反射され、出力端面1eを透過する。カバー1aの前面(図1の右側の端面)には、出力端面1eから出射されたレーザ光を外部共振器3の出力側(図1の右側)へ透過させる透過窓(図示せず)が形成されている。なお、半導体レーザ1の端子1cは、ベース部1bを気密に貫通して上述の半導体レーザ素子に電気的に接続されている。カバー1aは省略されてもよい。
The semiconductor laser 1 has a
(外部共振器の構成)
外部共振器3は、半導体レーザ1から出射されたレーザ光のうち、特定波長のレーザ光を、半導体レーザ1へ部分的に戻すことでレーザ光を共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品を含む。より詳しくは、次の通りである。活性層1dの出力端面1eからレーザ光が出射される。外部共振器3において、このレーザ光のうち、特定波長のレーザ光だけが、波長選択性素子としての光学部品(例えば後述のバンドパスフィルタ6)を通過し、その後、活性層1dへ出力端面1eを通して戻ることで共振する。このように共振したレーザ光は、部分的に、外部共振器3の外部へ出力される。
外部共振器3の共振器長Lは、図1に示すように、活性層1dの反射端面1fから、外部共振器3の出力位置(例えば後述の部分反射ミラー8の反射面8a)までの長さである。
(Configuration of external resonator)
The
As shown in FIG. 1, the resonator length L of the
本実施形態では、複数の光学部品として、第1コリメートレンズ5、バンドパスフィルタ6、集光レンズ7、および部分反射ミラー8が設けられている。
In the present embodiment, a
第1コリメートレンズ5は、半導体レーザ1とバンドパスフィルタ6との間に配置される。第1コリメートレンズ5は、半導体レーザ1からのレーザ光を平行光に調整する。
The first
バンドパスフィルタ6は、半導体レーザ1からのレーザ光(実施形態では第1コリメートレンズ5を通過した後の平行光)のうち特定波長を有するレーザ光を透過させる。バンドパスフィルタ6は、回転軸C1まわりの回転角度が調整されている。この回転角度に応じて、バンドパスフィルタ6に対するレーザ光の入射角度が変化することにより、バンドパスフィルタ6を透過するレーザ光の波長が変化する。本実施形態では、バンドパスフィルタ6を透過するレーザ光の波長が特定波長になるように、上記回転角度が調整されている。
The band-
集光レンズ7は、バンドパスフィルタ6と部分反射ミラー8との間に配置される。集光レンズ7は、バンドパスフィルタ6を透過したレーザ光を部分反射ミラー8の反射面8aに集光させる。
The
部分反射ミラー8は、バンドパスフィルタ6を透過したレーザ光(実施形態では更に集光レンズ7を透過したレーザ光)を、部分的に反射面8aで反射して半導体レーザ1へ戻すとともに出力レーザ光として部分的に出力側へ透過させる。
The
なお、外部共振器型半導体レーザ装置10は、部分反射ミラー8を透過した出力レーザ光を平行光にする第2コリメートレンズ9を備える。
The external resonator type
(密閉構造体の構成)
外部共振器型半導体レーザ装置10は、外部共振器3の複数の光学部品が配置される内部空間12を形成する密閉構造体11を備える。密閉構造体11は、内部空間12を外部に対して気密に形成している。図1の例では、内部空間12には、半導体レーザ1の一部(カバー1a)も配置されている。
(Configuration of sealed structure)
The external resonator type
密閉構造体11は、互いに別体の複数の構造部13,15,17を含む。複数の構造部13,15,17は、外部共振器3(上述の複数の光学部品)の光軸C0の方向(以下で単に光軸方向という)に配列されて互いに結合されている。図1の例では、複数の構造部13,15,17として第1〜第3の構造部13,15,17が設けられている。複数の構造部13,15,17は、光軸C0を囲む周方向に延びて1周し内部空間12を囲んでいる。なお、以下において、光軸C0を囲む周方向を単に周方向という。
The sealed structure 11 includes a plurality of
複数の構造部13,15,17は、周方向における複数箇所で互いに溶接接合されている。これら複数箇所以外の周方向の全範囲では、複数の構造部13,15,17同士の隙間は、シール剤で気密にされている。上記複数箇所の溶接は、レーザ溶接であってよい。ここで、レーザ溶接は、YAGレーザ(Yttrium Aluminum Garnet laser)による溶接であってよい。以下において溶接という場合にはレーザ溶接を意味してよく、また、以下においてレーザ溶接はYAGレーザによる溶接を意味してよい。
The plurality of
内部空間12は、外部共振器3の出力側において開口12aを有している。部分反射ミラー8は、この開口12aを気密に塞ぐように密閉構造体11に結合されている。
The
密閉構造体11は、圧電素子21(ピエゾ素子)を含む。圧電素子21は、バンドパスフィルタ6と部分反射ミラー8との間に位置する。圧電素子21はレーザ光が通る貫通穴21aを有する。貫通穴21aは、光軸C0上に位置し、光軸方向に圧電素子21を貫通している。
The sealed structure 11 includes a piezoelectric element 21 (piezo element). The
圧電素子21は、電圧が印加されることにより光軸方向に寸法が微小変化する。すなわち、外部共振器3の共振器長Lが例えば熱膨張や他の原因により微小変化しても、圧電素子21の光軸方向寸法を微小変化させることにより、共振器長Lを一定にすることで、出力レーザ光の周波数を一定に保つことができる。
The size of the
圧電素子21は密閉構造体11の一部をなしている。すなわち、密閉構造体11は圧電素子21を含む。貫通穴21aは内部空間12の一部をなしている。内部空間12の開口12aは、外部共振器3の出力側における貫通穴21aの開口である。部分反射ミラー8は、開口12aを気密に塞ぐように圧電素子21に結合されている。
The
なお、図1の例では、内部空間12は、半導体レーザ1の側において開口12bを有している。半導体レーザ1のベース部1bは、この開口12bを気密に塞ぐように密閉構造体11に結合されている。図1の例では、開口12a,12bは光軸方向を向いている。
In the example of FIG. 1, the
密閉構造体11は、バンドパスフィルタ6が結合された調整構造部23を備える。図2(A)は、図1の2A−2A矢視図である。図2(B)は、図2(A)に相当するが、調整構造部23を第2の構造部15に取り付ける前の状態を示す。図2(B)に示すように、第2の構造部15には、調整構造部23が外部から挿入される挿入穴25が形成されている。第2の構造部15の外周面は、光軸方向から見た場合に矩形(例えば正方形)であってよく、挿入穴25は、この外周面の平面部分15aに開口していてよい。挿入穴25は内部空間12に連通している。
The sealed structure 11 includes an
調整構造部23が挿入穴25に挿入された状態で、バンドパスフィルタ6は、光軸C0上に位置し、かつ、挿入穴25の中心軸を回転軸C1として回転軸C1まわりの回転角度を調整可能である。例えば、調整構造部23の外面に形成された細長い溝23aに工具を挿入して、この工具を回すことで調整構造部23の回転角度を調整できる。この調整の後に、調整構造部23は、挿入穴25を気密に塞ぐように密閉構造体11に固定されている。
With the
(結合構造)
図3は、外部共振器型半導体レーザ装置10の密閉結合構造を示す。図3において、破線で囲んだ箇所P1,P2では、レーザ溶接とシール剤(この例では接着剤)の両方による結合がなされている。破線で囲んだ箇所Q1〜Q4では、レーザ溶接を行わず接着剤により結合がなされている。破線で囲んだ箇所R1〜R4では、シール剤を用いずにレーザ溶接により結合がなされている。
(Bonded structure)
FIG. 3 shows a hermetic coupling structure of the external cavity
第1および第2の構造部13,15との結合は、次のように結合箇所P1において気密になされる。図4(A)は、図3の4A−4A断面図である(この図で半導体レーザ1の図示を省略している)。第1および第2の構造部13,15は、それぞれ、互いに光軸方向に対向する軸方向面13a,15bを有する。各軸方向面13a,15bは、周方向に延びて1周している。軸方向面13a,15b同士が突き合わされた状態で、第1および第2の構造部13,15とは、周方向における複数箇所(図4(A)では4箇所)でレーザ溶接され、これによりなされた溶接部Wにより強固に結合されている。このレーザ溶接がなされた後に、溶接部W以外の周方向の全範囲において、軸方向面13aと軸方向面15bとの隙間は、第1および第2の構造部13,15の外側から塗布されたシール剤S(この例では接着剤)により気密にされる。これにより、第1および第2の構造部13,15同士の境界は、周方向の全範囲にわたって外部に対して気密に閉じられる。
The first and second
第2および第3の構造部15,17との結合は、次のように結合箇所P2において気密になされる。図4(B)は、図3の4B−4B断面図である(この図で第2保持部材39の図示を省略している)。第2および第3の構造部15,17は、それぞれ、互いに光軸方向に対向する軸方向面15c,17aを有する。各軸方向面15c,17aは、周方向に延びて1周している。軸方向面15c,17a同士が突き合わされた状態で、第2および第3の構造部15,17とは、周方向における複数箇所(図4(B)では4箇所)でレーザ溶接され、これによりなされた溶接部Wにより強固に結合されている。このレーザ溶接がなされた後に、溶接部W以外の周方向の全範囲において、軸方向面15cと軸方向面17aとの隙間は、第2および第3の構造部15,17の外側から塗布されたシール剤S(この例では接着剤)により気密にされる。これにより、第2および第3の構造部15,17同士の境界は、周方向の全範囲にわたって外部に対して気密に閉じられる。
The connection with the second and third
圧電素子21と部分反射ミラー8との結合は、次のように結合箇所Q1において気密になされる。圧電素子21は、開口12aが形成されている軸方向面21bを有する。軸方向面21bは、光軸方向を向いており、開口12aを囲むように周方向に延びて1周している。この軸方向面21bと部分反射ミラー8との間には、シール剤としての接着剤が、軸方向面21bの周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、部分反射ミラー8は、外部に対して気密に開口12aを閉じるように圧電素子21に結合されている。光軸方向から見た場合に、開口12aは円形であってよく、圧電素子21は環状であってよい。
The coupling between the
圧電素子21と第3の構造部17との結合は、次のように結合箇所Q2において気密になされる。圧電素子21と第3の構造部17は、それぞれ、光軸方向に対向する軸方向面21c,17bを有する。軸方向面21c,17bは、それぞれ、内部空間12を囲むように周方向に延びて1周している。軸方向面21cと軸方向面17bとの間には、シール剤としての接着剤が、軸方向面21c,17bの周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、圧電素子21と第3の構造部17とは、軸方向面21c,17b同士の境界を外部に対して気密に閉じるように互いに結合されている。
The coupling between the
調整構造部23と第2の構造部15との結合は、次のように結合箇所Q3において気密になされる。調整構造部23と第2の構造部15との隙間は、挿入穴25(回転軸C1)を囲む方向の全周範囲にわたって、外部から塗布された接着剤により気密にされている。また、この接着剤により、調整構造部23は、挿入穴25を気密に閉じるように第2の構造部15に固定される。
The
半導体レーザ1のベース部1bと第1の構造部15との結合は、次のように結合箇所Q4において気密になされる。第1の構造部15は、開口12bが形成されている軸方向面13bを有する、軸方向面13bは、光軸方向を向いており、開口12bを囲むように周方向に延びて1周している。ベース部1bは、この軸方向面13bに対向する軸方向面2を有する。軸方向面13bと軸方向面2との間には、シール剤としての接着剤が、軸方向面13b,2の周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、ベース部1bは、外部に対して気密に開口12bを閉じるよう第1の構造部15に結合されている。光軸方向から見た場合に、開口12bは円形であってよい。
The coupling between the
あるいは、半導体レーザ1のベース部1bと第1の構造部13との結合は、次のように結合箇所Q4において気密になされてもよい。ベース部1bは、周方向に延びる外周面4を有し、第1の構造部13は、外周面4を囲むように周方向に延びる内周面13cを有する。外周面4と内周面13cとの間には、シール剤としての接着剤が、周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、ベース部1bは、外部に対して気密に開口12bを閉じるよう第1の構造部13に結合されている。
Alternatively, the coupling between the
第1の構造部13には、第1カバー部材31が結合されている。この結合は、ねじ又は接着剤などによりなされてよい。第1カバー部材31には、端子1cが通る穴が形成されている。
また、外部共振器型半導体レーザ装置10には、圧電素子21と部分反射ミラー8を覆う第2カバー部材33が設けられている。第2カバー部材33は、結合箇所R1において、レーザ溶接により第3の構造部17に結合されている。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。なお、圧電素子21に電圧を印加するために、圧電素子21から延びている導線(図示せず)が通る導線孔33aが第2カバー部材33に形成されている。
A
The external resonator type
第1コリメートレンズ5は、第1保持部材35に予め取り付けられて保持されている。第1保持部材35は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴に第1コリメートレンズ5が配置されている。第1保持部材35は、結合箇所R2において、レーザ溶接により第1の構造部13に結合されていてよい。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。この溶接時に、第1の構造部13は、未だ第2の構造部15に組まれていない。
The
バンドパスフィルタ6は、保持部37に予め取り付けられて保持されている。保持部37は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴にバンドパスフィルタ6が配置されている。保持部37は、調整構造部23に固定されている。例えば、保持部37は、一体成形により調整構造部23と予め一体化されている。
The
集光レンズ7は、第2保持部材39に予め取り付けられている。第2保持部材39は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴に集光レンズ7が配置されている。第2保持部材39は、結合箇所R3において、レーザ溶接により第3の構造部17に結合されていてよい。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。この溶接時に、第3の構造部17は、未だ第2の構造部15に組まれていない。
The
第2コリメートレンズ9は、第3保持部材41に予め取り付けられている。第3保持部材41は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴に第2コリメートレンズ9が配置されている。第3保持部材41は、結合箇所R4において、レーザ溶接により第3の構造部17に結合されていてよい。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。
The second collimating lens 9 is attached to the third holding
(実施形態の効果)
上述した本実施形態によると、外部共振器3の複数の光学部品が配置された内部空間12は、密閉構造体11により、外部に対して気密に形成されている。これにより、周囲雰囲気の圧力変動に対して、外部共振器型半導体レーザ装置10の出力レーザ光の周波数(波長)のゆらぎを抑えることができる。
(Effect of embodiment)
According to the above-described embodiment, the
図5は、出力レーザ光の短期的な周波数変動を示す実験データである。図5(A)は、密閉構造体11の周囲の空気圧を示し、図5(B)は、外部共振器型半導体レーザ装置から出力されるレーザ光の周波数変動を示す。図5(B)において、M1は、本実施形態の計測データであり、M2は、密閉構造体11を用いずに外部共振器の光学部品を非密閉空間に配置した比較例の計測データを示す。本実施形態と比較例における他の条件については同じにして、計測データM1と計測データM2を取得した。 FIG. 5 is experimental data showing short-term frequency fluctuations of the output laser light. 5A shows the air pressure around the sealed structure 11, and FIG. 5B shows the frequency fluctuation of the laser light output from the external resonator type semiconductor laser device. In FIG. 5B, M1 is the measurement data of the present embodiment, and M2 is the measurement data of the comparative example in which the optical components of the external resonator are arranged in the non-sealed space without using the sealed structure 11. . The measurement data M1 and the measurement data M2 were obtained by making the other conditions in the present embodiment and the comparative example the same.
図6は、長期的な周波数変動を示す実験データである。図6(A)は、密閉構造体11の周囲の空気圧を示し、図6(B)は、外部共振器型半導体レーザ装置から出力されるレーザ光の周波数変動を示す。図6(B)において、M3は、本実施形態の計測データであり、M4は、密閉構造体を用いずに外部共振器の光学部品を非密閉空間に配置した比較例の計測データを示す。本実施形態と比較例における他の条件については同じにして、計測データM3と計測データM4を取得した。 FIG. 6 is experimental data showing long-term frequency fluctuations. 6A shows the air pressure around the sealed structure 11, and FIG. 6B shows the frequency fluctuation of the laser light output from the external resonator type semiconductor laser device. In FIG. 6B, M3 is the measurement data of the present embodiment, and M4 is the measurement data of the comparative example in which the optical components of the external resonator are arranged in the non-sealed space without using the sealed structure. The measurement data M3 and the measurement data M4 were obtained by making the other conditions in the present embodiment and the comparative example the same.
比較例の場合には、周囲の空気圧の変動により、外部共振器3の光路中の空気の屈折率が変わる。その結果、外部共振器3の実効共振器長Lが変わって、計測データM2,M4のように、出力レーザ光の周波数が大きくゆらいでしまう。これに対し、本実施形態では密閉構造体11により周囲の空気圧の変動の影響を受けないので、計測データM1,M3のように、周囲空気圧の周波数変動に対して出力レーザ光の周波数のゆらぎが非常に小さくなる。
In the case of the comparative example, the refractive index of the air in the optical path of the
また、本実施形態によると、内部空間12の開口12aを部分反射ミラー8で塞ぐために、部分反射ミラー8を圧電素子21よりも出力側に配置している。この配置は、従来と逆である。すなわち、従来では(例えば非特許文献1)では、部分反射ミラーを圧電素子よりも半導体レーザ側に配置している。本実施形態による部分反射ミラー8の配置で、内部空間12をより確実に且つ容易に外部に対して密閉できるようになる。
Further, according to the present embodiment, the
さらに、本実施形態によると、第1および第2の構造部13,15同士、第2および第3の構造部15,17同士、及び、第3の構造部17と第2カバー部材33同士は、レーザ溶接により強固に結合されるので、第1〜第3の構造部13,15,17と第2カバー部材33に結合されている半導体レーザ1、第1コリメートレンズ5、バンドパスフィルタ6、集光レンズ7、部分反射ミラー8、及び第2コリメートレンズ9の光軸C0がぶれることが無く、且つ機械的ショックに対して共振器長Lのぶれが少ない。
Further, according to the present embodiment, the first and
また、少なくとも第1〜第3の構造部13,15,17と第2カバー部材33は、金属材料で形成されており、上述のように互いにレーザ溶接により強固に結合されている。したがって、外部共振器型半導体レーザ装置10の機械的特性の優位性を期待できる。よって、振動や経年による外部共振器型半導体レーザ装置10(特に密閉構造体11)の機械的劣化を防止できる。
Further, at least the first to
第1および第2の構造部13,15同士の境界、及び、第2および第3の構造部15,17同士の境界は、レーザ溶接されていない周方向の全範囲において、シール剤(接着剤)により気密にされている。これにより、これらの境界での気密を確保できる。すなわち、複数の構造部13,15,17同士がレーザ溶接とシール剤により結合されているので、機械的ショックに対する共振器長Lのぶれを無くしつつ、内部空間12を密閉できる。
The boundary between the first and second
本考案は上述した実施の形態に限定されず、本考案の技術的思想の範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
1 半導体レーザ、1a カバー、1b ベース部、1c 端子、1d 活性層、1e 出力端面、1f 反射端面、2 軸方向面、3 外部共振器、5 第1コリメートレンズ(光学部品)、4 外周面、6 バンドパスフィルタ(光学部品)、7 集光レンズ、8 部分反射ミラー(光学部品)、8a 反射面、9 第2コリメートレンズ、10 外部共振器型半導体レーザ装置、11 密閉構造体、12 内部空間、12a 開口、12b 開口、13 第1の構造部、13a,13b 軸方向面、13c 内周面、15 第2の構造部、15a 外周面の平面部分、15b,15c 軸方向面、17 第3の構造部、17a,17b 軸方向面、21 圧電素子、21a 貫通穴、21b,21c 軸方向面、23 調整構造部、23a 溝、25 挿入穴、31 第1カバー部材、33 第2カバー部材、33a 導線孔、35 第1保持部材、37 保持部、39 第2保持部材、41 第3保持部材、C0 光軸、C1 回転軸、W 溶接部、S シール剤(接着剤)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser, 1a cover, 1b base part, 1c terminal, 1d active layer, 1e Output end surface, 1f Reflective end surface, 2 Axial direction surface, 3 External resonator, 5 1st collimating lens (optical component), 4 outer peripheral surface, 6 Band pass filter (optical component), 7 Condensing lens, 8 Partial reflection mirror (optical component), 8a Reflecting surface, 9 Second collimating lens, 10 External resonator type semiconductor laser device, 11 Sealed structure, 12 Internal space , 12a opening, 12b opening, 13 first structure portion, 13a, 13b axial surface, 13c inner peripheral surface, 15 second structure portion, 15a planar portion of outer peripheral surface, 15b, 15c axial surface, 17 third , 17a, 17b axial surface, 21 piezoelectric element, 21a through hole, 21b, 21c axial surface, 23 adjustment structure, 23a groove, 25 insertion hole, 31 first cover member, 3 The second cover member, 33a conductor hole, 35 the first holding
Claims (5)
前記複数の光学部品が配置される内部空間を形成する密閉構造体と、を備え、
該密閉構造体は、前記内部空間を外部に対して気密に形成している、外部共振器型半導体レーザ装置。 Includes a plurality of optical components for resonating a laser beam having a specific wavelength out of the light emitted from the semiconductor laser by partially returning the laser beam to the semiconductor laser and partially outputting the resonated laser beam to the outside An external resonator,
A sealed structure that forms an internal space in which the plurality of optical components are arranged, and
The external cavity semiconductor laser device, wherein the sealed structure forms the internal space in an airtight manner with respect to the outside.
該複数の構造部は、前記外部共振器の光軸の方向に配列されて互いに結合され、前記光軸を囲む周方向に延びて前記内部空間を囲んでおり、
前記複数の構造部は、前記周方向における複数箇所で互いに溶接接合されており、該複数箇所以外の前記周方向の範囲では、前記複数の構造部同士の隙間は、シール剤で気密にされている、請求項1に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。 The sealed structure includes a plurality of separate structural parts,
The plurality of structures are arranged in the direction of the optical axis of the external resonator and coupled to each other, extend in a circumferential direction surrounding the optical axis and surround the internal space,
The plurality of structural portions are welded to each other at a plurality of locations in the circumferential direction, and gaps between the plurality of structural portions are hermetically sealed with a sealing agent in a range in the circumferential direction other than the plurality of locations. The external cavity semiconductor laser device according to claim 1.
前記半導体レーザからのレーザ光のうち特定波長を有するレーザ光を透過させるバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを透過したレーザ光を、部分的に反射して前記半導体レーザへ戻すとともに、出力レーザ光として部分的に出力側へ透過させる部分反射ミラーと、を含み、
前記内部空間は、前記出力側において開口を有し、
前記部分反射ミラーは、前記開口を気密に塞ぐように前記密閉構造体に結合されている、請求項1または2に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。 The plurality of optical components are:
A bandpass filter that transmits laser light having a specific wavelength among laser light from the semiconductor laser;
A partially reflecting mirror that partially reflects the laser beam that has passed through the bandpass filter and returns the laser beam to the semiconductor laser, and partially transmits the laser beam as an output laser beam to the output side,
The internal space has an opening on the output side;
The external cavity semiconductor laser device according to claim 1, wherein the partial reflection mirror is coupled to the hermetic structure so as to hermetically close the opening.
該圧電素子は貫通穴を有し、該貫通穴は、前記光軸上に位置し、該光軸の方向に前記圧電素子を貫通しており、
前記圧電素子は、電圧が印加されることにより前記光軸の方向に寸法が変化し、
前記圧電素子は前記密閉構造体の一部をなしており、前記貫通穴は前記内部空間の一部をなしており、
前記内部空間の前記開口は、前記出力側における前記貫通穴の開口であり、
前記部分反射ミラーは、該開口を気密に塞ぐように前記圧電素子に結合されている、請求項3に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。 Comprising a piezoelectric element positioned between the bandpass filter and the partial reflection mirror;
The piezoelectric element has a through hole, the through hole is located on the optical axis, and penetrates the piezoelectric element in the direction of the optical axis;
The piezoelectric element changes its size in the direction of the optical axis when a voltage is applied,
The piezoelectric element forms part of the sealed structure, and the through hole forms part of the internal space;
The opening of the internal space is an opening of the through hole on the output side,
The external cavity semiconductor laser device according to claim 3, wherein the partial reflection mirror is coupled to the piezoelectric element so as to hermetically close the opening.
前記密閉構造体には、前記調整構造部が外部から挿入される挿入穴が形成されており、該挿入穴は前記内部空間に連通しており、
前記調整構造部が前記挿入穴に挿入された状態で、前記バンドパスフィルタは、前記光軸上に位置し、かつ、前記挿入穴の中心軸まわりの回転角度を調整可能であり、当該調整の後に、前記調整構造部は、前記挿入穴を気密に塞ぐように前記密閉構造体に固定されている、請求項3または4に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
An adjustment structure unit coupled with the bandpass filter;
The sealing structure is formed with an insertion hole into which the adjustment structure portion is inserted from the outside, and the insertion hole communicates with the internal space.
With the adjustment structure inserted into the insertion hole, the band-pass filter is positioned on the optical axis and can adjust the rotation angle around the central axis of the insertion hole. 5. The external resonator type semiconductor laser device according to claim 3, wherein the adjustment structure portion is fixed to the sealing structure so as to hermetically close the insertion hole.
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