JP3271212B2 - 波長変換装置および方法 - Google Patents
波長変換装置および方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザから出射
されたレーザ光の基本波の第２高調波レーザ光を発生す
る波長変換方法および装置に関する。
されたレーザ光の基本波の第２高調波レーザ光を発生す
る波長変換方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体レーザから出射されたレー
ザ光の基本波の第２高調波レーザ光を発生して、レーザ
光を短波長化することが注目されている。このような短
波長化は、光記録再生および光磁気記録再生等において
記録密度を高めるのに有益である。
ザ光の基本波の第２高調波レーザ光を発生して、レーザ
光を短波長化することが注目されている。このような短
波長化は、光記録再生および光磁気記録再生等において
記録密度を高めるのに有益である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１４は、半導体レー
ザの注入電流に対する発振波長の変化の一例を示す。図
１４に示されているように、半導体レーザには、注入電
流に対してヒステリシス現象が存在する領域がある。ヒ
ステリシス現象について説明すると、まず、注入電流が
Ｉｃ以上の場合には、注入電流の増加あるいは減少に関
係なく、半導体レーザの発振波長は、モードホップする
ことなく、領域Ａの部分に留まっている。
ザの注入電流に対する発振波長の変化の一例を示す。図
１４に示されているように、半導体レーザには、注入電
流に対してヒステリシス現象が存在する領域がある。ヒ
ステリシス現象について説明すると、まず、注入電流が
Ｉｃ以上の場合には、注入電流の増加あるいは減少に関
係なく、半導体レーザの発振波長は、モードホップする
ことなく、領域Ａの部分に留まっている。
【０００４】しかし、注入電流がＩｃ以下の場合には、
注入電流が減少しているときには、注入電流がＩｃ以上
の場合と同様に半導体レーザの発振波長は領域Ａの部分
となるが、注入電流が増加しているときには、半導体レ
ーザの発振波長は、領域Ａの部分ではなく、領域Ｂの部
分となる。すなわち、注入電流がＩｃ以下の場合におい
ては、注入電流が増加しているときと、注入電流が減少
しているときとで、発振波長が異なるというヒステリシ
ス現象が存在する。
注入電流が減少しているときには、注入電流がＩｃ以上
の場合と同様に半導体レーザの発振波長は領域Ａの部分
となるが、注入電流が増加しているときには、半導体レ
ーザの発振波長は、領域Ａの部分ではなく、領域Ｂの部
分となる。すなわち、注入電流がＩｃ以下の場合におい
ては、注入電流が増加しているときと、注入電流が減少
しているときとで、発振波長が異なるというヒステリシ
ス現象が存在する。
【０００５】ここで、半導体レーザの発振波長がモード
ホップする注入電流値Ｉｃは、温度条件などが一定のと
きは半導体レーザ固有の値を示す。
ホップする注入電流値Ｉｃは、温度条件などが一定のと
きは半導体レーザ固有の値を示す。
【０００６】波長変換出力を安定化するために、第２高
調波発生器の出力を半導体レーザの注入電流にフィード
バックする方法が提案されているが、前記方法におい
て、第２高調波発生器における波長変換効率が最大とな
る前記高調波発生器への入射光基本波の波長と、実際に
前記高調波発生器へ入射している光基本波の波長との
差、すなわち誤差信号を安定して得るには、半導体レー
ザの発振波長が注入電流に対してヒステリシス現象を示
さないことが望ましい。
調波発生器の出力を半導体レーザの注入電流にフィード
バックする方法が提案されているが、前記方法におい
て、第２高調波発生器における波長変換効率が最大とな
る前記高調波発生器への入射光基本波の波長と、実際に
前記高調波発生器へ入射している光基本波の波長との
差、すなわち誤差信号を安定して得るには、半導体レー
ザの発振波長が注入電流に対してヒステリシス現象を示
さないことが望ましい。
【０００７】すなわち、第２高調波発生器から出力が得
られる領域が、図１４における波長領域Ａであるとする
と、注入電流がＩｃよりも大である場合には、安定した
誤差信号が得られ、第２高調波発生器の出力すなわち波
長変換出力が安定するが、注入電流がＩｃよりも小さい
場合には、半導体レーザの発振波長が、注入電流の増加
または減少という状態に依存して、波長領域Ａと波長領
域Ｂとの２つの領域をモードホップするというヒステリ
シス現象が存在するので、安定した誤差信号を得ること
ができず、波長変換出力の安定化は容易でなくなる。
られる領域が、図１４における波長領域Ａであるとする
と、注入電流がＩｃよりも大である場合には、安定した
誤差信号が得られ、第２高調波発生器の出力すなわち波
長変換出力が安定するが、注入電流がＩｃよりも小さい
場合には、半導体レーザの発振波長が、注入電流の増加
または減少という状態に依存して、波長領域Ａと波長領
域Ｂとの２つの領域をモードホップするというヒステリ
シス現象が存在するので、安定した誤差信号を得ること
ができず、波長変換出力の安定化は容易でなくなる。
【０００８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、半導体レーザの発振波長の注入電流に対
するヒステリシス現象を回避できる波長変換方法および
装置を提供することを目的とする。
たものであり、半導体レーザの発振波長の注入電流に対
するヒステリシス現象を回避できる波長変換方法および
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の波長変換装置
は、レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザ
から出射されたレーザ光を基本波とし、基本波より第２
高調波レーザ光を発生する第２高調波発生手段と、半導
体レーザの注入電流を発生する電流発生手段と、電流発
生手段により発生された注入電流に、半導体レーザが発
振を始める注入電流値と、半導体レーザの発振波長がモ
ードホップする注入電流値の差以上の振幅を有する高周
波電流を重畳し、半導体レーザに供給する高周波重畳手
段とを備え、高周波重畳手段により高周波電流が重畳さ
れた注入電流を、半導体レーザが発振を始める注入電流
値より大きい範囲で、かつ、半導体レーザの発振波長が
モードホップする注入電流値を含む範囲で、変化させる
ことを特徴とする。 第２高調波発生手段は、半導体レー
ザからのレーザ光が入射される光導波路を含むようにす
ることができる。 第２高調波発生手段は、YAGと非線形
光学素子との組み合わせを含むようにすることができ
る。 第２高調波発生手段は、YAGとKTPとの組み合わせを
含むようにすることができる。
は、レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザ
から出射されたレーザ光を基本波とし、基本波より第２
高調波レーザ光を発生する第２高調波発生手段と、半導
体レーザの注入電流を発生する電流発生手段と、電流発
生手段により発生された注入電流に、半導体レーザが発
振を始める注入電流値と、半導体レーザの発振波長がモ
ードホップする注入電流値の差以上の振幅を有する高周
波電流を重畳し、半導体レーザに供給する高周波重畳手
段とを備え、高周波重畳手段により高周波電流が重畳さ
れた注入電流を、半導体レーザが発振を始める注入電流
値より大きい範囲で、かつ、半導体レーザの発振波長が
モードホップする注入電流値を含む範囲で、変化させる
ことを特徴とする。 第２高調波発生手段は、半導体レー
ザからのレーザ光が入射される光導波路を含むようにす
ることができる。 第２高調波発生手段は、YAGと非線形
光学素子との組み合わせを含むようにすることができ
る。 第２高調波発生手段は、YAGとKTPとの組み合わせを
含むようにすることができる。
【００１０】本発明の波長変換装置の波長変換方法は、
半導体レーザから出射されたレーザ光を基本波とし、そ
の基本波より第２高調波レーザ光を発生する第２高調波
発生ステップと、半導体レーザの注入電流を発生する電
流発生ステップと、電流発生ステップの処理により発生
された注入電流に、半導体レーザが発振を始める注入電
流値と、半導体レーザの発振波長がモードホップする注
入電流値の差以上の振幅を有する高周波電流を重畳し、
半導体レーザに供給する高周波重畳ステップとを含み、
高周波重畳ステップの処理により高周波電流が重畳され
た注入電流を、半導体レーザが発振を始める注入電流値
より大きい範囲で、かつ、半導体レーザの発振波長がモ
ードホップする注入電流値を含む範囲で、変化させる。
半導体レーザから出射されたレーザ光を基本波とし、そ
の基本波より第２高調波レーザ光を発生する第２高調波
発生ステップと、半導体レーザの注入電流を発生する電
流発生ステップと、電流発生ステップの処理により発生
された注入電流に、半導体レーザが発振を始める注入電
流値と、半導体レーザの発振波長がモードホップする注
入電流値の差以上の振幅を有する高周波電流を重畳し、
半導体レーザに供給する高周波重畳ステップとを含み、
高周波重畳ステップの処理により高周波電流が重畳され
た注入電流を、半導体レーザが発振を始める注入電流値
より大きい範囲で、かつ、半導体レーザの発振波長がモ
ードホップする注入電流値を含む範囲で、変化させる。
【００１１】
【作用】本発明の波長変換装置および方法においては、
半導体レーザから出射されたレーザ光を基本波とし、基
本波より第２高調波レーザ光が発生され、半導体レーザ
の注入電流が発生され、発生された注入電流に、半導体
レーザが発振を始める注入電流値と、半導体レーザの発
振波長がモードホップする注入電流値の差以上の振幅を
有する高周波電流が重畳され、半導体レーザに供給され
る。また、高周波電流が重畳された注入電流が、半導体
レーザが発振を始める注入電流値より大きい範囲で、か
つ、半導体レーザの発振波長がモードホップする注入電
流値を含む範囲で、変化される。
半導体レーザから出射されたレーザ光を基本波とし、基
本波より第２高調波レーザ光が発生され、半導体レーザ
の注入電流が発生され、発生された注入電流に、半導体
レーザが発振を始める注入電流値と、半導体レーザの発
振波長がモードホップする注入電流値の差以上の振幅を
有する高周波電流が重畳され、半導体レーザに供給され
る。また、高周波電流が重畳された注入電流が、半導体
レーザが発振を始める注入電流値より大きい範囲で、か
つ、半導体レーザの発振波長がモードホップする注入電
流値を含む範囲で、変化される。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の波長変換装置の一実施例の
構成を示す。レーザダイオード等の半導体レーザ素子１
から発光されたレーザ光（周波数ω）は、高調波発生器
２に入射し、周波数２ωの光に一部変換される。高調波
発生器２から出射される周波数ωのレーザ光およびその
第２高調波（周波数２ω）の光は、誘電体ミラー３によ
り分岐される。ここでは、誘電体ミラー３が周波数ωの
半導体レーザ光を反射し、第２高調波（周波数２ω）の
光を透過する場合を例にあげるが、その逆であってもか
まわない。
構成を示す。レーザダイオード等の半導体レーザ素子１
から発光されたレーザ光（周波数ω）は、高調波発生器
２に入射し、周波数２ωの光に一部変換される。高調波
発生器２から出射される周波数ωのレーザ光およびその
第２高調波（周波数２ω）の光は、誘電体ミラー３によ
り分岐される。ここでは、誘電体ミラー３が周波数ωの
半導体レーザ光を反射し、第２高調波（周波数２ω）の
光を透過する場合を例にあげるが、その逆であってもか
まわない。
【００１３】誘電体ミラー３を透過した第２高調波の光
は、ビームスプリッタ４によりさらに分岐され、フォト
ダイオード５に入射し、その光量が電気信号に変換され
る。フォトダイオード５により得られた電気信号と、局
部発振器７から発生される１００Ｈｚ乃至１００ＭＨ
ｚ、好ましくは数１０ｋＨｚの低周波信号とが乗算回路
６により乗算され、電流制御回路９に供給される。ここ
で、局部発振器７は、半導体レーザ１の波長に、周波数
Δλωの微小変動信号を重畳させるものであり、乗算回
路６は、光高調波出力パワー信号ΔＰｏｕｔ２ωと、Δ
λωとの内積をとり、波長依存性に対する１次微分曲線
を得るためのものである。この点については、図２乃至
図７を参照して後述する。
は、ビームスプリッタ４によりさらに分岐され、フォト
ダイオード５に入射し、その光量が電気信号に変換され
る。フォトダイオード５により得られた電気信号と、局
部発振器７から発生される１００Ｈｚ乃至１００ＭＨ
ｚ、好ましくは数１０ｋＨｚの低周波信号とが乗算回路
６により乗算され、電流制御回路９に供給される。ここ
で、局部発振器７は、半導体レーザ１の波長に、周波数
Δλωの微小変動信号を重畳させるものであり、乗算回
路６は、光高調波出力パワー信号ΔＰｏｕｔ２ωと、Δ
λωとの内積をとり、波長依存性に対する１次微分曲線
を得るためのものである。この点については、図２乃至
図７を参照して後述する。
【００１４】電流源８は、局部発振器７から発生される
１００Ｈｚ乃至１００ＭＨｚ、好ましくは数１０ｋＨｚ
の低周波信号と、電流制御回路９から与えられる信号と
の和を電流に変換する。電流源８から出力される注入電
流は、高周波重畳回路１０によって例えば７５０ＭＨｚ
の電流が重畳されて半導体レーザ素子１に供給される。
１００Ｈｚ乃至１００ＭＨｚ、好ましくは数１０ｋＨｚ
の低周波信号と、電流制御回路９から与えられる信号と
の和を電流に変換する。電流源８から出力される注入電
流は、高周波重畳回路１０によって例えば７５０ＭＨｚ
の電流が重畳されて半導体レーザ素子１に供給される。
【００１５】ここで、波長変換出力の安定化の原理につ
いて説明しておく。高調波発生器２が疑似位相整合構造
の第２高調波発生（ＳＨＧ）素子で構成される場合を例
にとると、高調波発生器２に入力パワーＰｉｎω、波長
λωの光基本波が入力される場合、高調波発生器２の光
基本波出力パワーＰｏｕｔωと光高調波出力パワーＰｏ
ｕｔ２ωの入力波長λωに対する依存性は、それぞれ図
２または図３に示すようになる。すなわち、ある波長λ
ｐにおいてピークを持ち、高調波発生器２の変換効率
は、波長λｐにおいて最大となる。
いて説明しておく。高調波発生器２が疑似位相整合構造
の第２高調波発生（ＳＨＧ）素子で構成される場合を例
にとると、高調波発生器２に入力パワーＰｉｎω、波長
λωの光基本波が入力される場合、高調波発生器２の光
基本波出力パワーＰｏｕｔωと光高調波出力パワーＰｏ
ｕｔ２ωの入力波長λωに対する依存性は、それぞれ図
２または図３に示すようになる。すなわち、ある波長λ
ｐにおいてピークを持ち、高調波発生器２の変換効率
は、波長λｐにおいて最大となる。
【００１６】高調波発生器２に入射される光基本波の波
長が微小変動信号（Δλω）を持つ場合、それに伴い、
高調波発生器２から光基本波出力パワー信号ΔＰｏｕｔ
ω、および光高調波出力パワー信号ΔＰｏｕｔ２ωは、
それぞれ図４または図５に示すようになる。そこで、光
基本波出力パワー信号ΔＰｏｕｔω、および光高調波出
力パワー信号ΔＰｏｕｔ２ωそれぞれにおいて、Δλω
との内積をとった場合、それぞれ図６または図７に示す
ように、その波長依存性は、それぞれ図２または図３に
対する１次微分曲線として得られる。
長が微小変動信号（Δλω）を持つ場合、それに伴い、
高調波発生器２から光基本波出力パワー信号ΔＰｏｕｔ
ω、および光高調波出力パワー信号ΔＰｏｕｔ２ωは、
それぞれ図４または図５に示すようになる。そこで、光
基本波出力パワー信号ΔＰｏｕｔω、および光高調波出
力パワー信号ΔＰｏｕｔ２ωそれぞれにおいて、Δλω
との内積をとった場合、それぞれ図６または図７に示す
ように、その波長依存性は、それぞれ図２または図３に
対する１次微分曲線として得られる。
【００１７】この１次微分曲線には、最大変換効率を与
えるλｐを境に正負に反転する値を示す波長領域（図６
および図７のＡの領域）が存在し、光基本波中心波長λ
ωがこの領域に存在する場合、その波長λωがλｐに対
して長波長側（図６および図７において右側）および短
波長側（図６および図７において左側）のどちらに存在
するかの情報が、１次微分曲線の正負を判定することに
より得られる。この情報を使用し、光基本波入力中心波
長λωを最大変換効率を与えるλｐに一致する方向に変
化させるように負帰還をかけることにより、λωとλｐ
とを常に一致させることができる。
えるλｐを境に正負に反転する値を示す波長領域（図６
および図７のＡの領域）が存在し、光基本波中心波長λ
ωがこの領域に存在する場合、その波長λωがλｐに対
して長波長側（図６および図７において右側）および短
波長側（図６および図７において左側）のどちらに存在
するかの情報が、１次微分曲線の正負を判定することに
より得られる。この情報を使用し、光基本波入力中心波
長λωを最大変換効率を与えるλｐに一致する方向に変
化させるように負帰還をかけることにより、λωとλｐ
とを常に一致させることができる。
【００１８】図８は、図１の実施例において、半導体レ
ーザ１への注入電流に、高周波を前記注入電流の最大値
１２０ｍＡに対する電流比約４０％で重畳したときの半
導体レーザ１の注入電流に対する発振波長の変化の一例
を示す。
ーザ１への注入電流に、高周波を前記注入電流の最大値
１２０ｍＡに対する電流比約４０％で重畳したときの半
導体レーザ１の注入電流に対する発振波長の変化の一例
を示す。
【００１９】図８に示されたデータは、半導体レーザ１
への注入電流を７０ｍＡから１２０ｍＡまで単調に増加
させながら発振波長を測定し、その後、前記注入電流を
単調に減少させながら、発振波長を測定したものであ
る。このとき、前記半導体レーザ１への注入電流に重畳
する前記高周波の電流値は一定であり、前記注入電流の
最大値１２０ｍＡに対する電流比約４０％（すなわち、
約４８ｍＡ）である。
への注入電流を７０ｍＡから１２０ｍＡまで単調に増加
させながら発振波長を測定し、その後、前記注入電流を
単調に減少させながら、発振波長を測定したものであ
る。このとき、前記半導体レーザ１への注入電流に重畳
する前記高周波の電流値は一定であり、前記注入電流の
最大値１２０ｍＡに対する電流比約４０％（すなわち、
約４８ｍＡ）である。
【００２０】ここで、重畳した高周波の周波数は７５０
ＭＨｚであり、使用した半導体レーザ１は、三洋電機
（株）製：ＳＤＬ６０３２−１０１であり、この半導体
レーザ１の定格出力（４０ｍＷ）が得られる電流は、１
１６．９ｍＡ（メーカ提供値であり、個々の半導体レー
ザごとに若干の差がある）であり、この半導体レーザ１
の発振閾値は、４７．９ｍＡ（メーカ提供値であり、個
々の半導体レーザごとに若干の差がある）であり、ま
た、モードホップする注入電流値は約９２ｍＡである。
ＭＨｚであり、使用した半導体レーザ１は、三洋電機
（株）製：ＳＤＬ６０３２−１０１であり、この半導体
レーザ１の定格出力（４０ｍＷ）が得られる電流は、１
１６．９ｍＡ（メーカ提供値であり、個々の半導体レー
ザごとに若干の差がある）であり、この半導体レーザ１
の発振閾値は、４７．９ｍＡ（メーカ提供値であり、個
々の半導体レーザごとに若干の差がある）であり、ま
た、モードホップする注入電流値は約９２ｍＡである。
【００２１】この測定状態において、半導体レーザ１の
縦モードは、すべてシングル状態であった。このよう
に、半導体レーザ１の注入電流に高周波を重畳すること
により、発振波長縦モードがシングル状態のままで、注
入電流の変化に対する発振波長のヒステリシス現象を回
避できることが判明した。ここで、半導体レーザ１の注
入電流に重畳する高周波電流の振幅（４８ｍＡ）は、前
記半導体レーザ１が発振を始める注入電流値（４７．９
ｍＡ）と前記半導体レーザ１の発振波長がモードホップ
する注入電流値（９２ｍＡ）との差（約４４ｍＡ）、す
なわちヒステリシスの幅の３０％以上であることが望ま
しく、ヒステリシスの幅以上であればさらに望ましい。
縦モードは、すべてシングル状態であった。このよう
に、半導体レーザ１の注入電流に高周波を重畳すること
により、発振波長縦モードがシングル状態のままで、注
入電流の変化に対する発振波長のヒステリシス現象を回
避できることが判明した。ここで、半導体レーザ１の注
入電流に重畳する高周波電流の振幅（４８ｍＡ）は、前
記半導体レーザ１が発振を始める注入電流値（４７．９
ｍＡ）と前記半導体レーザ１の発振波長がモードホップ
する注入電流値（９２ｍＡ）との差（約４４ｍＡ）、す
なわちヒステリシスの幅の３０％以上であることが望ま
しく、ヒステリシスの幅以上であればさらに望ましい。
【００２２】図９は、図１の実施例において高周波を重
畳していないときの波長スペクトルデータの一例を示す
スペクトル図であり、図１０は、図１の実施例において
高周波を電流比約４０％で重畳したときの波長スペクト
ルデータの一例を示すスペクトル図であり、図１１は、
図１の実施例において高周波を電流比約８０％で重畳し
たときの波長スペクトルデータの一例を示すスペクトル
図である。図９乃至図１１のデータを得るために使用し
た半導体レーザ１は、三洋電機（株）製：ＳＤＬ６０３
２−１０１であり、この半導体レーザ１の定格出力（４
０ｍＡ）が得られる電流１１９．７ｍＡ（メーカ提供
値）を注入した。また、図１０および図１１のデータを
得るために、７５０ＭＨｚの高周波を注入電流に重畳し
た。
畳していないときの波長スペクトルデータの一例を示す
スペクトル図であり、図１０は、図１の実施例において
高周波を電流比約４０％で重畳したときの波長スペクト
ルデータの一例を示すスペクトル図であり、図１１は、
図１の実施例において高周波を電流比約８０％で重畳し
たときの波長スペクトルデータの一例を示すスペクトル
図である。図９乃至図１１のデータを得るために使用し
た半導体レーザ１は、三洋電機（株）製：ＳＤＬ６０３
２−１０１であり、この半導体レーザ１の定格出力（４
０ｍＡ）が得られる電流１１９．７ｍＡ（メーカ提供
値）を注入した。また、図１０および図１１のデータを
得るために、７５０ＭＨｚの高周波を注入電流に重畳し
た。
【００２３】図９乃至図１１から明かなように、この半
導体レーザ１においては、定格出力が得られる注入電流
に高周波を重畳させても、縦モードマルチ状態になら
ず、縦モードシングル状態を保持し、発振波長のピーク
も変動しないことが判明した。
導体レーザ１においては、定格出力が得られる注入電流
に高周波を重畳させても、縦モードマルチ状態になら
ず、縦モードシングル状態を保持し、発振波長のピーク
も変動しないことが判明した。
【００２４】図１２は、図１の実施例で使用した半導体
レーザ素子１に高周波を重畳し、縦モードマルチ状態に
した場合のスペクトルデータの一例を示すスペクトル図
である。この場合の注入電流は、７０．０ｍＡであり、
光出力は１３ｍＡである。また、高周波の周波数は、図
１０および図１１の場合と同様に、７５０ＭＨｚであ
り、電流比は約８０％である。このように、注入電流に
重畳する高周波電流の振幅（約５９ｍＡ）がヒステリシ
スの幅（約４４ｍＡ）以上で、前記注入電流値が７０．
０ｍＡと低い場合、縦モードマルチ状態になる。
レーザ素子１に高周波を重畳し、縦モードマルチ状態に
した場合のスペクトルデータの一例を示すスペクトル図
である。この場合の注入電流は、７０．０ｍＡであり、
光出力は１３ｍＡである。また、高周波の周波数は、図
１０および図１１の場合と同様に、７５０ＭＨｚであ
り、電流比は約８０％である。このように、注入電流に
重畳する高周波電流の振幅（約５９ｍＡ）がヒステリシ
スの幅（約４４ｍＡ）以上で、前記注入電流値が７０．
０ｍＡと低い場合、縦モードマルチ状態になる。
【００２５】図１３は、本発明の波長変換装置の別の実
施例の構成を示す。この実施例では、フォトダイオード
５が、図１の実施例のように、周波数２ωの光ではな
く、誘電体ミラー３によって分岐された周波数ωの光を
電気信号に変換して、乗算回路６に供給するようにした
ものである。このようにしても、注入電流の変化に対す
る発振波長のヒステリシス現象を回避でき、波長変換出
力を安定にすることができる。
施例の構成を示す。この実施例では、フォトダイオード
５が、図１の実施例のように、周波数２ωの光ではな
く、誘電体ミラー３によって分岐された周波数ωの光を
電気信号に変換して、乗算回路６に供給するようにした
ものである。このようにしても、注入電流の変化に対す
る発振波長のヒステリシス現象を回避でき、波長変換出
力を安定にすることができる。
【００２６】なお、高調波発生器２すなわち第２高調波
発生（ＳＨＧ）素子としては、例えば分極反転構造を有
するＬｉＮｂxＴａ(1-x)Ｏ3（０≦ｘ≦１）にプロトン
交換光導波路を形成してなる波長変換素子を使用でき、
あるいはＫＴｉＯＰＯ4非線形 光学結晶基板上にＴａ2
Ｏ5からなる線形光導波路を被着形成してなる波長変換
素子を使用できる。
発生（ＳＨＧ）素子としては、例えば分極反転構造を有
するＬｉＮｂxＴａ(1-x)Ｏ3（０≦ｘ≦１）にプロトン
交換光導波路を形成してなる波長変換素子を使用でき、
あるいはＫＴｉＯＰＯ4非線形 光学結晶基板上にＴａ2
Ｏ5からなる線形光導波路を被着形成してなる波長変換
素子を使用できる。
【００２７】また、高調波発生器２は、例えばＮｄ：Ｙ
ＡＧ等の固体レーザ媒体と、ＫＴＰ等の非線形光学結晶
との組み合わせにより構成することもできる。
ＡＧ等の固体レーザ媒体と、ＫＴＰ等の非線形光学結晶
との組み合わせにより構成することもできる。
【００２８】
【発明の効果】本発明の波長変換装置および方法によれ
ば、半導体レーザから出射されたレーザ光を基本波と
し、基本波より第２高調波レーザ光を発生し、半導体レ
ーザの注入電流を発生し、発生した注入電流に、半導体
レーザが発振を始める注入電流値と、半導体レーザの発
振波長がモードホップする注入電流値の差以上の振幅を
有する高周波電流を重畳し、半導体レーザに供給する。
また、高周波電流を重畳した注入電流を、半導体レーザ
が発振を始める注入電流値より大きい範囲で、かつ、半
導体レーザの発振波長がモードホップする注入電流値を
含む範囲で、変化させるようにしたので、半導体レーザ
より発光されるレーザ光の発振波長のヒステリシス現象
を回避することができる。
ば、半導体レーザから出射されたレーザ光を基本波と
し、基本波より第２高調波レーザ光を発生し、半導体レ
ーザの注入電流を発生し、発生した注入電流に、半導体
レーザが発振を始める注入電流値と、半導体レーザの発
振波長がモードホップする注入電流値の差以上の振幅を
有する高周波電流を重畳し、半導体レーザに供給する。
また、高周波電流を重畳した注入電流を、半導体レーザ
が発振を始める注入電流値より大きい範囲で、かつ、半
導体レーザの発振波長がモードホップする注入電流値を
含む範囲で、変化させるようにしたので、半導体レーザ
より発光されるレーザ光の発振波長のヒステリシス現象
を回避することができる。
【図１】本発明の波長変換装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１の高調波発生器２へ入射される光基本波の
波長と前記高調波発生器２から出力される光基本波出力
パワーとの関係を示す図である。
波長と前記高調波発生器２から出力される光基本波出力
パワーとの関係を示す図である。
【図３】図１の高調波発生器２へ入射される光基本波の
波長と前記高調波発生器２から出力される光高調波出力
パワーとの関係を示す図である。
波長と前記高調波発生器２から出力される光高調波出力
パワーとの関係を示す図である。
【図４】図１の高調波発生器２へ入射される光基本波の
波長の微小変動と前記高調波発生器２から出力される光
基本波出力パワーの変動との関係を示す図である。
波長の微小変動と前記高調波発生器２から出力される光
基本波出力パワーの変動との関係を示す図である。
【図５】図１の高調波発生器２へ入射される光基本波の
波長の微小変動と前記高調波発生器２から出力される光
高調波出力パワーの変動との関係を示す図である。
波長の微小変動と前記高調波発生器２から出力される光
高調波出力パワーの変動との関係を示す図である。
【図６】光基本波波長微小変動信号と光基本波出力パワ
ー信号との内積の光基本波の波長との関係を示す図であ
る。
ー信号との内積の光基本波の波長との関係を示す図であ
る。
【図７】光基本波波長微小変動信号と光高調波出力パワ
ー信号との内積の光基本波の波長との関係を示す図であ
る。
ー信号との内積の光基本波の波長との関係を示す図であ
る。
【図８】図１の実施例において高周波を電流比約４０％
で重畳したときの半導体レーザの注入電流に対する発振
波長の変化の一例を示すグラフである。
で重畳したときの半導体レーザの注入電流に対する発振
波長の変化の一例を示すグラフである。
【図９】図１の実施例において高周波を重畳していない
ときの波長スペクトルデータの一例を示すスペクトル図
である。
ときの波長スペクトルデータの一例を示すスペクトル図
である。
【図１０】図１の実施例において高周波を電流比約４０
％で重畳したときの波長スペクトルデータの一例を示す
スペクトル図である。
％で重畳したときの波長スペクトルデータの一例を示す
スペクトル図である。
【図１１】図１の実施例において高周波を電流比約８０
％で重畳したときの波長スペクトルデータの一例を示す
スペクトル図である。
％で重畳したときの波長スペクトルデータの一例を示す
スペクトル図である。
【図１２】図１の実施例において高周波を電流比約８０
％で重畳し、縦モードマルチ状態にした場合のスペクト
ルデータの一例を示すスペクトル図である。
％で重畳し、縦モードマルチ状態にした場合のスペクト
ルデータの一例を示すスペクトル図である。
【図１３】本発明の波長変換装置の別の実施例の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１４】従来技術による半導体レーザの注入電流に対
する発振波長の変化の一例を示すグラフである。
する発振波長の変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】 １ 半導体レーザ素子 ２ 高調波発生器 ３ 誘電体ミラー ４ ビームスプリッタ ５ フォトダイオード ６ 乗算回路 ７ 局部発振器 ８ 電流源 ９ 電流制御回路 １０ 高周波重畳回路
フロントページの続き (72)発明者 小川 剛 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−345078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−130494（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−139779（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−101438（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 H01S 5/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ光を出射する半導体レーザと、 前記半導体レーザから出射されたレーザ光を基本波と
し、前記基本波より第２高調波レーザ光を発生する第２
高調波発生手段と、 前記半導体レーザの注入電流を発生する電流発生手段
と、 前記電流発生手段により発生された前記注入電流に、前
記半導体レーザが発振を始める注入電流値と、前記半導
体レーザの発振波長がモードホップする注入電流値の差
以上の振幅を有する高周波電流を重畳し、前記半導体レ
ーザに供給する高周波重畳手段と を備え、 前記高周波重畳手段により前記高周波電流が重畳された
前記注入電流を、前記半導体レーザが発振を始める注入
電流値より大きい範囲で、かつ、前記半導体レーザの発
振波長がモードホップする注入電流値を含む範囲で、変
化させる ことを特徴とする波長変換装置。 - 【請求項２】 前記第２高調波発生手段は、前記半導体
レーザからのレーザ光が入射される光導波路を含む こと
を特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。 - 【請求項３】 前記第２高調波発生手段は、YAGと非線
形光学素子との組み合わせを含む ことを特徴とする請求
項１に記載の波長変換装置。 - 【請求項４】 前記第２高調波発生手段は、YAGとKTPと
の組み合わせを含む ことを特徴とする請求項１に記載の
波長変換装置。 - 【請求項５】 半導体レーザから出射されたレーザ光を
基本波とし、前記基本波の波長を変換する波長変換装置
の波長変換方法において、 前記基本波より第２高調波レーザ光を発生する第２高調
波発生ステップと、 前記半導体レーザの注入電流を発生する電流発生ステッ
プと、 前記電流発生ステップの処理により発生された前記注入
電流に、前記半導体レーザが発振を始める注入電流値
と、前記半導体レーザの発振波長がモードホップする注
入電流値の差以上の振幅を有する高周波電流を重畳し、
前記半導体レーザ に供給する高周波重畳ステップと を含
み、 前記高周波重畳ステップの処理により前記高周波電流が
重畳された前記注入電流を、前記半導体レーザが発振を
始める注入電流値より大きい範囲で、かつ、前記半導体
レーザの発振波長がモードホップする注入電流値を含む
範囲で、変化させる ことを特徴とする波長変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16661493A JP3271212B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-07-06 | 波長変換装置および方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-80126 | 1993-03-15 | ||
| JP8012693 | 1993-03-15 | ||
| JP16661493A JP3271212B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-07-06 | 波長変換装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326392A JPH06326392A (ja) | 1994-11-25 |
| JP3271212B2 true JP3271212B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=26421181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16661493A Expired - Fee Related JP3271212B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-07-06 | 波長変換装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271212B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0774684A3 (en) * | 1995-11-16 | 1998-04-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical apparatus and method for producing the same |
| US5960259A (en) * | 1995-11-16 | 1999-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical apparatus and method for producing the same |
| WO2003001635A1 (fr) * | 2001-06-22 | 2003-01-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Appareil a source lumineuse et son procede de commande |
| US7505492B2 (en) * | 2007-05-11 | 2009-03-17 | Corning Incorporated | Alignment of lasing wavelength with wavelength conversion peak using modulated wavelength control signal |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP16661493A patent/JP3271212B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06326392A (ja) | 1994-11-25 |
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