JP3304879B2 - SHG laser stabilization control device, SHG laser stabilization control method, and optical disk recording / reproducing device - Google Patents

SHG laser stabilization control device, SHG laser stabilization control method, and optical disk recording / reproducing device

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JP3304879B2
JP3304879B2 JP12511798A JP12511798A JP3304879B2 JP 3304879 B2 JP3304879 B2 JP 3304879B2 JP 12511798 A JP12511798 A JP 12511798A JP 12511798 A JP12511798 A JP 12511798A JP 3304879 B2 JP3304879 B2 JP 3304879B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、SHG(Second H
armonic Generation)レーザの出射光強度を安定化させ
るためのSHGレーザ安定化制御装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to SHG (Second H
The present invention relates to an SHG laser stabilization control device for stabilizing the intensity of emitted light of a laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の様に、光ディスクの記録容量の増
大には、短波長コヒーレント光源が必要である。すなわ
ち、ディスク上の面記録密度の向上に伴い、ディスク上
の集光スポットサイズを小さくする必要があり、この集
光スポットサイズが波長に比例するという単純な原理か
ら、光源の短波長化は本質的な要請となっており、小型
で実用的な短波長光源の出現が待望されている。
2. Description of the Related Art As is well known, a short-wavelength coherent light source is required to increase the recording capacity of an optical disk. In other words, as the areal recording density on the disk increases, the size of the focused spot on the disk must be reduced. From the simple principle that the focused spot size is proportional to the wavelength, it is essential to shorten the wavelength of the light source. Therefore, the emergence of a small and practical short-wavelength light source is expected.

【0003】短波長化の技術としては、近赤外半導体レ
ーザと擬似位相整合(quasi phasematch、以下QPMと
記す)方式の分極反転型導波路(文献:山本ら,Optics
Letters Vol.16,No.15, 1156(1991))デバイスを用い
た第2高調波発生(secondharmonic generation、以下
SHGと記す)がある。
As a technique for shortening the wavelength, a near-infrared semiconductor laser and a quasi phase matching (hereinafter referred to as QPM) type domain-inverted waveguide (Document: Yamamoto et al., Optics)
Letters Vol. 16, No. 15, 1156 (1991)), there is second harmonic generation (hereinafter, referred to as SHG) using a device.

【0004】分極反転型導波路デバイスを用いたブルー
光源の概略構成図を図20に示す。図20において、1
019は0.85μm帯の100mW級AlGaAs系分布ブラック反
射型(distributed bragg reflection、以下DBRと記
す)レーザ、1020はN.A.=0.5のコリメートレンズ、
1021は半波長(λ/2)板、1022はN.A.=0.5の
フォーカシングレンズ、1023は波長変換素子の分極
反転型導波路デバイスである。
FIG. 20 shows a schematic configuration diagram of a blue light source using a domain-inverted waveguide device. In FIG. 20, 1
Reference numeral 019 denotes a 0.85 μm band 100 mW-class AlGaAs-based distributed black reflection (hereinafter referred to as DBR) laser, 1020 denotes a collimating lens with NA = 0.5,
1021 is a half-wavelength (λ / 2) plate, 1022 is a focusing lens with NA = 0.5, and 1023 is a polarization inversion type waveguide device of a wavelength conversion element.

【0005】DBR半導体レーザ19は、発振波長を固
定するためのDBR部を有し、このDBR内部には、発
振波長を可変するための内部ヒータが形成されている。
[0005] The DBR semiconductor laser 19 has a DBR section for fixing the oscillation wavelength, and an internal heater for varying the oscillation wavelength is formed inside the DBR.

【0006】分極反転型導波路デバイス1023は、Li
TaO3基板1024に形成された光導波路1025と、
周期的な分極反転領域1026より構成されている。
The domain-inverted waveguide device 1023 is made of Li
An optical waveguide 1025 formed on a TaO3 substrate 1024;
It is composed of a periodically poled region 1026.

【0007】コリメートレンズ1020によって平行に
されたレーザ光は、λ/2板1021で偏向方向を回転
されてから、フォーカシングレンズ1022によって分
極反転型導波路デバイス1023の光導波路1025の
端面に集光される。更に、該レーザ光は、分極反転領域
1026を含む光導波路1025を伝搬して、該レーザ
光の成分が高調波に変換され、この高調波及び変換され
なかった基本波が光導波路1025の出射端面より出射
される。
The laser beam collimated by the collimator lens 1020 is rotated in the direction of deflection by the λ / 2 plate 1021 and then focused by the focusing lens 1022 on the end face of the optical waveguide 1025 of the domain-inverted waveguide device 1023. You. Further, the laser light propagates through the optical waveguide 1025 including the domain-inverted region 1026, and the component of the laser light is converted into a harmonic. The harmonic and the unconverted fundamental wave are output from the output end face of the optical waveguide 1025. Is emitted.

【0008】分極反転型導波路デバイス1023は、波
長変換の高効率化のために、該デバイス1023の位相
整合波長許容幅が0.1nm程度と小さく設定されてい
る。そのため、DBR半導体レーザ1019のDBR部
への注入電流を制御して、発振波長を分極反転型導波路
デバイス1023の位相整合波長許容範囲内に設定し固
定する。これによって、光導波路1025内への入射光
強度70mWに対し、波長425nmのブルー光が3mW程度得られ
ている。
[0008] In order to increase the efficiency of wavelength conversion, the polarization inversion waveguide device 1023 has a small allowable phase matching wavelength of about 0.1 nm. Therefore, the injection current into the DBR portion of the DBR semiconductor laser 1019 is controlled to set and fix the oscillation wavelength within the allowable range of the phase matching wavelength of the domain-inverted waveguide device 1023. Thus, about 3 mW of blue light having a wavelength of 425 nm is obtained with respect to the incident light intensity of 70 mW into the optical waveguide 1025.

【0009】DBR半導体レーザは、利得を与えるため
の活性領域と発振波長を制御するためのDBR領域より
構成される。DBR領域がレザー光の波長850nmに対
して透明となるような、回折格子が活性領域に形成され
ている。この構造の場合は、発振波長は、DBR領域で
反射される光の波長に制御される。また、DBR領域の
屈折率を変化させることにより、発振波長を可変するこ
とができる。DBR領域の屈折率を変化させる方法とし
ては、DBR領域に注入する波長可変電流を変化させる
方法、電子冷却素子(ペルチェ素子等)により温度を変
化させる方法等がある。
A DBR semiconductor laser is composed of an active region for providing a gain and a DBR region for controlling an oscillation wavelength. A diffraction grating is formed in the active region so that the DBR region is transparent to a laser beam having a wavelength of 850 nm. In the case of this structure, the oscillation wavelength is controlled to the wavelength of light reflected by the DBR region. Also, the oscillation wavelength can be varied by changing the refractive index of the DBR region. As a method of changing the refractive index of the DBR region, there is a method of changing the wavelength variable current injected into the DBR region, a method of changing the temperature by an electronic cooling element (such as a Peltier element), and the like.

【0010】図3は、DBR領域へ注入される波長可変
電流とDBR半導体レーザの発振波長の関係を示してい
る。図3に示すように、波長可変電流を変化させて発振
波長を変化させると、発振波長は、モードホップを繰り
返しながら、波長可変電流の増加に対して長波長側に波
長シフトしていく。また、波長可変電流を上昇させると
きと、下降させるときでは、電流量が同じであっても、
発振波長が異なる。つまり、ヒステリシス特性を示す。
したがって、波長可変電流によって発振波長を変化させ
るとき、所望の波長となる波長可変電流に対して、所定
量小さな波長可変電流あるいは所定量大きな波長可変電
流値を設定した後、そこから所望の波長となる波長可変
電流へと漸増あるいは漸減させると言うヒステリシス対
策を行う必要がある。
FIG. 3 shows the relationship between the tunable current injected into the DBR region and the oscillation wavelength of the DBR semiconductor laser. As shown in FIG. 3, when the oscillation wavelength is changed by changing the wavelength variable current, the oscillation wavelength shifts toward the longer wavelength side as the wavelength variable current increases while repeating mode hops. In addition, when raising and lowering the wavelength variable current, even if the current amount is the same,
The oscillation wavelength is different. That is, it shows a hysteresis characteristic.
Therefore, when the oscillation wavelength is changed by the wavelength variable current, the wavelength variable current having a desired wavelength is set to a predetermined small wavelength variable current or a predetermined large wavelength variable current value. It is necessary to take measures against hysteresis such as gradually increasing or decreasing the wavelength variable current.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このようなDBR半導
体レーザを基本波光源として用いた従来のSHGレーザ
では、以下のような課題があった。
A conventional SHG laser using such a DBR semiconductor laser as a fundamental light source has the following problems.

【0012】波長可変電流により発振波長を変化させる
場合、SHGレーザの出射光の第2高調波パワーが最大
近傍となる様に、DBR半導体レーザに供給される波長
可変電流を求めることが要求される。
When the oscillation wavelength is changed by the variable wavelength current, it is necessary to obtain a variable wavelength current supplied to the DBR semiconductor laser so that the second harmonic power of the emitted light of the SHG laser is close to the maximum. .

【0013】しかしながら、先に述べた様に、DBR半
導体レーザの発振波長が波長可変電流に対してモードホ
ップを繰り返しながら波長シフトするので、SHGレー
ザの出射光の第2高調波パワーが最大となるように波長
可変電流を固定したときに、この固定された波長可変電
流がモードホップを起こし得る電流量の近傍にあると、
SHG出力の第2高調波パワーが不安定となった。
However, as described above, the oscillation wavelength of the DBR semiconductor laser shifts its wavelength while repeating mode hopping with respect to the variable wavelength current, so that the second harmonic power of the output light of the SHG laser becomes maximum. When the tunable current is fixed as described above, if the fixed tunable current is in the vicinity of a current amount that can cause a mode hop,
The second harmonic power of the SHG output became unstable.

【0014】また、波長可変電流が安定点に設定された
後、ペルチェ素子等によりSHGレーザの温度を変化さ
せて、SHGレーザの出射光の第2高調波パワーが最大
となるような温度を探査する。この温度を探索するに
は、所定のステップで温度を変化させつつ、第2高調波
パワーの変曲点(=極大値)を探査し、この変曲点に対
応する温度を判定する。
After the wavelength variable current is set to a stable point, the temperature of the SHG laser is changed by a Peltier element or the like to search for a temperature at which the second harmonic power of the emitted light of the SHG laser becomes maximum. I do. To search for this temperature, an inflection point (= maximum value) of the second harmonic power is searched for while changing the temperature in a predetermined step, and the temperature corresponding to this inflection point is determined.

【0015】しかしながら、温度変化に対して、SHG
レーザの出射光の第2高調波パワーに複数の極大値が存
在することがある。これは、導波路の幅が均一ではない
等による分極反転型導波路デバイスの特性のバラツキを
原因として発生する。複数の極大値が存在する場合は、
最大の第2高調波パワーを正確に認識することが困難で
あり、この最大の第2高調波パワーに対応するSHGレ
ーザの温度も判定することができない。
[0015] However, with respect to temperature change, SHG
There may be a plurality of maxima in the second harmonic power of the emitted light of the laser. This occurs due to variations in the characteristics of the domain-inverted waveguide device due to the uneven width of the waveguide. If there are multiple maxima,
It is difficult to accurately recognize the maximum second harmonic power, and the temperature of the SHG laser corresponding to the maximum second harmonic power cannot be determined.

【0016】更に、SHGレーザの温度を変化させる方
法としては、SHGレーザの温度が一定になるように、
温度サーボを行いながら、SHGレーザの温度を目標温
度に設定すると言う方法等が考えられる。
Further, as a method of changing the temperature of the SHG laser, a method of changing the temperature of the SHG laser so that
A method of setting the temperature of the SHG laser to the target temperature while performing the temperature servo may be considered.

【0017】しかしながら、温度目標値と実際の検出温
度間には、制御誤差や回路オフセットによる温度のオフ
セット値が存在するので、SHGレーザの温度を温度目
標値に調整しても、SHGレーザの実際の温度は必ずし
も目標温度と一致しないか、あるいは目標温度近傍に整
定するまでに時間がかかった。
However, since there is a temperature offset value due to a control error or a circuit offset between the temperature target value and the actual detected temperature, even if the temperature of the SHG laser is adjusted to the temperature target value, the actual temperature of the SHG laser does not change. Temperature did not always coincide with the target temperature, or it took time to settle around the target temperature.

【0018】また、SHGレーザの出力光の第2高調波
パワーが最大近傍で安定化するように、波長可変電流を
制御するときには、半導体レーザの出力特性を変化させ
ずに一定に保つ必要がある。
Further, when controlling the wavelength variable current so that the second harmonic power of the output light of the SHG laser is stabilized near the maximum, it is necessary to keep the output characteristics of the semiconductor laser constant without changing it. .

【0019】しかしながら、半導体レーザの活性領域に
注入する電流を定電圧駆動により制御する場合、SHG
レーザの温度を一定に保つ温度制御を行っているにも関
わらず、半導体レーザのDBR領域の温度が温度制御か
ら外れる程に、波長可変電流を高速に変化させること、
及びDBR領域と活性領域が近接すること等を原因とし
て、DBR領域の温度変化の影響が活性領域に伝わり、
半導体レーザの出力特性が変動してしまった。
However, when the current to be injected into the active region of the semiconductor laser is controlled by constant voltage driving, SHG
Despite performing temperature control to keep the temperature of the laser constant, the wavelength variable current is changed at a high speed so that the temperature of the DBR region of the semiconductor laser deviates from the temperature control;
And the influence of temperature change in the DBR region is transmitted to the active region due to the proximity of the DBR region and the active region,
The output characteristics of the semiconductor laser fluctuated.

【0020】更に、SHGレーザの温度を変化させて、
SHGレーザの出射光の第2高調波パワーが最大となる
様な温度を探査するときにも、先に述べた様に、活性領
域に注入する電流を定電圧駆動により制御することが原
因となって、DBR領域に温度変化が発生して、半導体
レーザの出力特性が変動してしまった。
Further, by changing the temperature of the SHG laser,
Even when searching for a temperature at which the second harmonic power of the emitted light of the SHG laser is maximized, as described above, the current injected into the active region is controlled by the constant voltage drive. As a result, a temperature change occurred in the DBR region, and the output characteristics of the semiconductor laser fluctuated.

【0021】そこで、本発明の第1課題は、DBR半導
体レーザの発振波長がモードホップを起こし得ない範囲
で、波長可変電流を自動的に設定して、SHG出力の第
2高調波パワーを安定化させることが可能なSHGレー
ザの安定化制御装置を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to automatically set a wavelength variable current within a range where the oscillation wavelength of a DBR semiconductor laser cannot cause a mode hop, thereby stabilizing the second harmonic power of the SHG output. An object of the present invention is to provide an SHG laser stabilization control device that can be made stable.

【0022】本発明の第2課題は、SHGレーザの出射
光の第2高調波パワーに複数の極大値が存在する場合で
も、最大の第2高調波パワーを正確に認識して、この最
大の第2高調波パワーに対応するSHGレーザの温度を
判定することが可能なSHGレーザの安定化制御装置を
提供することにある。
A second object of the present invention is to accurately recognize the maximum second harmonic power even when a plurality of local maxima exist in the second harmonic power of the output light of the SHG laser, and to determine the maximum second harmonic power. An object of the present invention is to provide an SHG laser stabilization control device capable of determining the temperature of the SHG laser corresponding to the second harmonic power.

【0023】本発明の第3課題は、SHGレーザの温度
制御を正確かつ速やかに行い得るSHGレーザの安定化
制御装置を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide an SHG laser stabilization control device capable of accurately and promptly controlling the temperature of an SHG laser.

【0024】本発明の第4課題は、半導体レーザの活性
領域に注入する電流を定電圧駆動により制御しつつ、半
導体レーザの出力特性を一定に保つことが可能なSHG
レーザの安定化制御装置を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to provide an SHG capable of maintaining a constant output characteristic of a semiconductor laser while controlling a current injected into an active region of the semiconductor laser by constant voltage driving.
An object of the present invention is to provide a laser stabilization control device.

【0025】本発明の第5課題は、上述したSHGレー
ザの安定化制御装置を適用した光ディスク記録再生装置
を提供することにある。
A fifth object of the present invention is to provide an optical disk recording / reproducing apparatus to which the above-mentioned SHG laser stabilization control apparatus is applied.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のSHGレーザの安定化制御装置は、波長可
変電流の変化に応答して波長がステップ的に変化する半
導体レーザ、及び前記半導体レーザの出射光の波長を短
い波長に変換する波長変換素子を含むSHGレーザと、
前記SHGレーザの出射光の波長のステップ的な変化を
検出する光検出手段と、前記半導体レーザの波長を変化
させるために該半導体レーザに供給される波長可変電流
を変化させる電流可変手段と、前記電流可変手段によっ
て波長可変電流を変化させて、前記光検出手段によって
波長のステップ的な変化が検出されたときの波長可変電
流のギャップ電流値を求め、このギャップ電流値に対す
る所定電流値の加算及び減算のうちのいずれかを行っ
て、波長可変電流値を設定する波長可変電流制御手段と
を具備している。
In order to solve the above-mentioned problems, a stabilization control device for an SHG laser according to the present invention comprises a semiconductor laser whose wavelength changes stepwise in response to a change in a wavelength variable current; An SHG laser including a wavelength conversion element for converting the wavelength of the emitted light of the semiconductor laser into a short wavelength,
Light detecting means for detecting a stepwise change in the wavelength of the emitted light of the SHG laser; current variable means for changing a wavelength variable current supplied to the semiconductor laser in order to change the wavelength of the semiconductor laser; The wavelength variable current is changed by the current variable means, a gap current value of the wavelength variable current when the stepwise change in the wavelength is detected by the light detection means is determined, and a predetermined current value is added to the gap current value and Wavelength variable current control means for performing one of the subtractions to set the wavelength variable current value.

【0027】1実施形態では、前記光検出手段は、前記
SHGレーザの出射光強度を検出する。
In one embodiment, the light detecting means detects the intensity of the emitted light of the SHG laser.

【0028】1実施形態では、前記波長可変電流制御手
段は、前記電流可変手段を制御することにより、波長可
変電流の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記光検出
手段出力のステップ的な変化が最大となる波長可変電流
のギャップ電流値を求め、このギャップ電流値に対する
所定電流値の加算及び減算のうちのいずれかを行って、
波長可変電流値を設定する。
In one embodiment, the tunable current control means controls the current variability means to perform either a gradual increase or a gradual decrease of the tunable current, so that the output of the light detection means changes stepwise. The gap current value of the wavelength variable current at which the maximum is obtained, and one of addition and subtraction of a predetermined current value with respect to this gap current value is performed,
Set the wavelength variable current value.

【0029】1実施形態では、前記波長可変電流制御手
段は、前記電流可変手段を制御することにより、波長可
変電流の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記検出さ
れたSHGレーザ出力がステップ的に変化した波長可変
電流の第1ギャップ電流値及び該第1ギャップ電流値に
隣り合う次の第2ギャップ電流値を求め、第1及び第2
ギャップ電流値の差電流に基づいて、ギャップ電流値に
対して加算及び減算のうちのいずれかをなされる所定電
流値を求める。
In one embodiment, the variable wavelength current control means controls the current variable means to increase or decrease the variable wavelength current so that the detected SHG laser output is stepwise. The first gap current value of the wavelength variable current that has changed and the next second gap current value adjacent to the first gap current value are obtained, and the first and second gap current values are determined.
A predetermined current value to be added to or subtracted from the gap current value is determined based on the difference current between the gap current values.

【0030】1実施形態では、波長可変電流器手段は、
前記電流可変手段を制御することにより、波長可変電流
の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記検出されたS
HGレーザの出射光強度がステップ的に変化した波長可
変電流の第1ギャップ電流値及び該第1ギャップ電流値
に隣り合う次の第2ギャップ電流値を求め、第1及び第
2ギャップ電流値の差電流の20〜80%をギャップ電
流値に対して加算及び減算のうちのいずれかをなされる
所定電流値として求める。
In one embodiment, the tunable current source means comprises:
By controlling the current variable means, the wavelength variable current is gradually increased or decreased, and the detected S
A first gap current value of the wavelength-variable current in which the intensity of the emitted light of the HG laser changes stepwise and a next second gap current value adjacent to the first gap current value are obtained, and the first and second gap current values are calculated. 20 to 80% of the difference current is determined as a predetermined current value to be added or subtracted from the gap current value.

【0031】1実施形態では、前記波長可変電流制御手
段は、前記電流可変手段を制御することにより、波長可
変電流を変化させて、前記光検出手段出力が最大になる
波長可変電流ILDpmaxを求めると共に、波長可変電流を
漸増させて、前記光検出手段出力のステップ的な変化が
最大となる波長可変電流に対応するギャップ電流値ILD
spmaxを求めて、ギャップ電流値ILDspmaxが最大の波長
可変電流ILDpmax以下であれば、ギャップ電流値ILDsp
maxに所定電流値を加算し、ギャップ電流値ILDspmaxが
最大の波長可変電流ILDpmaxを越えれば、ギャップ電流
値ILDspmaxから所定電流値を減算して、波長可変電流
値を設定する。
In one embodiment, the wavelength variable current control means changes the wavelength variable current by controlling the current variable means to obtain a wavelength variable current ILDpmax at which the output of the light detection means is maximized. , By gradually increasing the wavelength-variable current, the gap current value ILD corresponding to the wavelength-variable current at which the stepwise change in the output of the light detection means is maximized.
When the gap current value ILDspmax is equal to or smaller than the maximum wavelength variable current ILDpmax, the gap current value ILDsp is calculated.
A predetermined current value is added to max. If the gap current value ILDspmax exceeds the maximum wavelength variable current ILDpmax, a predetermined current value is subtracted from the gap current value ILDspmax to set a wavelength variable current value.

【0032】1実施形態では、前記波長可変電流制御手
段は、前記電流可変手段を制御することにより、波長可
変電流を変化させて、前記光検出手段出力が最大になる
波長可変電流ILDpmaxを求めると共に、波長可変電流を
漸減させて、前記光検出手段出力のステップ的な変化が
最大となる波長可変電流に対応するギャップ電流値ILD
spmaxを求めて、ギャップ電流値ILDspmaxが最大の波長
可変電流ILDpmax以下であれば、ギャップ電流値ILDspm
axから所定電流値を減算し、ギャップ電流値ILDspmax
が最大の波長可変電流ILDpmaxを越えれば、ギャップ電
流値ILDspmaxに所定電流値を加算して、波長可変電流値
を設定する。
In one embodiment, the wavelength variable current control means changes the wavelength variable current by controlling the current variable means to obtain a wavelength variable current ILDpmax at which the output of the light detection means is maximized. , The wavelength variable current is gradually reduced, and the gap current value ILD corresponding to the wavelength variable current at which the stepwise change in the output of the light detection means is maximized.
After calculating spmax, if the gap current value ILDspmax is equal to or less than the maximum wavelength variable current ILDpmax, the gap current value ILDspm
The predetermined current value is subtracted from ax to obtain the gap current value ILDspmax.
Exceeds the maximum wavelength variable current ILDpmax, a predetermined current value is added to the gap current value ILDspmax to set the wavelength variable current value.

【0033】1実施形態では、前記波長可変電流制御手
段は、前記電流可変手段を制御することにより、波長可
変電流の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記光検出
手段出力のステップ的な変化が最大となる波長可変電流
のギャップ電流値ILDspmaxを求め、更に波長可変電流
の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記光検出手段出
力がステップ的に変化したときの波長可変電流のギャッ
プ電流値を求め、前記求めた各ギャップ電流値の差電流
を求め、前記ギャップ電流値ILDspmaxに対する前記差
電流未満の所定電流値の加算及び減算のいずれかを行っ
て、波長可変電流値を設定する。
In one embodiment, the wavelength variable current control means controls the current variable means to increase or decrease the wavelength variable current in a stepwise manner, thereby changing the output of the light detection means in a stepwise manner. Is determined, the gap current value ILDspmax of the wavelength variable current is obtained, and either the wavelength variable current is gradually increased or gradually decreased, and the gap current value of the wavelength variable current when the output of the photodetector changes stepwise is obtained. Is calculated, and a difference current between the obtained gap current values is obtained, and one of addition and subtraction of a predetermined current value smaller than the difference current to the gap current value ILDspmax is performed to set a wavelength variable current value.

【0034】1実施形態では、前記波長可変電流制御手
段は、前記電流可変手段を制御することにより、波長可
変電流の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記光検出
手段出力のステップ的な変化が最大となる波長可変電流
のギャップ電流値ILDspmaxを求め、更に波長可変電流
の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記光検出手段出
力がステップ的に変化したときの波長可変電流のギャッ
プ電流値を求め、前記求めた各ギャップ電流値の差電流
を求め、前記ギャップ電流値ILDspmaxに対する前記差
電流の20%〜80%である所定電流値の加算及び減算
のいずれかを行って、波長可変電流値を設定する。
In one embodiment, the wavelength variable current control means controls the current variable means to increase or decrease the wavelength variable current in a stepwise manner to change the output of the light detection means. Is determined, the gap current value ILDspmax of the wavelength variable current is obtained, and either the wavelength variable current is gradually increased or gradually decreased, and the gap current value of the wavelength variable current when the output of the photodetector changes stepwise is obtained. Is calculated, and a difference current between the calculated gap current values is calculated, and either one of addition and subtraction of a predetermined current value that is 20% to 80% of the difference current with respect to the gap current value ILDspmax is performed, and the wavelength-variable current is calculated. Set the value.

【0035】1実施形態では、前記SHGレーザは、前
記半導体レーザと前記波長変換素子を同一基材上に一体
化した構成である。
In one embodiment, the SHG laser has a configuration in which the semiconductor laser and the wavelength conversion element are integrated on the same substrate.

【0036】1実施形態では、前記SHGレーザの温度
を変化させる温度可変手段と、前記SHGレーザの温度
を検出する温度検出器と、前記温度検出器の出力に基づ
いて前記SHGレーザの温度が所定温度となるように前
記温度可変手段を制御する温度制御手段とを備える。
In one embodiment, a temperature varying means for changing the temperature of the SHG laser, a temperature detector for detecting the temperature of the SHG laser, and a temperature of the SHG laser determined based on an output of the temperature detector. Temperature control means for controlling the temperature variable means so as to be at a temperature.

【0037】1実施形態では、前記半導体レーザの出射
光強度を変化させるパワー可変電流を一定に制御した状
態で、前記半導体レーザの波長を変化させる波長可変電
流を制御する。
In one embodiment, the wavelength variable current for changing the wavelength of the semiconductor laser is controlled while the power variable current for changing the intensity of the emitted light of the semiconductor laser is kept constant.

【0038】1実施形態では、前記SHGレーザ出射光
の赤外光をカットするフィルターを備え、前記SHGレ
ーザの出射光を前記赤外光カットフィルターを介して検
出する。
In one embodiment, a filter is provided for cutting the infrared light of the SHG laser emission light, and the emission light of the SHG laser is detected via the infrared light cut filter.

【0039】本発明のSHGレーザの安定化制御装置
は、波長可変電流の変化に対して波長がステップ的に変
化する半導体レーザ、及び前記半導体レーザの出射光の
波長を短い波長に変換する波長変換素子を含むSHGレ
ーザと、前記SHGレーザの出射光強度を検出する光検
出手段と、前記半導体レーザの波長を変化させるために
該半導体レーザに供給される波長可変電流を変化させる
電流可変手段と、前記電流可変手段を制御することによ
り、波長可変電流を変化させて、前記光検出手段の最大
出力を求め、波長可変電流を漸増させて、前記最大出力
よりも所定値だけ小さな第1しきい値を越えたときの前
記光検出手段出力Pth1を求め、波長可変電流を漸増さ
せて、前記光検出手段出力がPth1よりも所定値だけ小
さな第2しきい値を越えたときの波長可変電流を求め、
前記求めた波長可変電流に所定電流値を加算して、波長
可変電流値を設定する波長可変電流制御手段とを具備し
ている。
According to the present invention, there is provided an SHG laser stabilization control device comprising: a semiconductor laser whose wavelength changes stepwise in response to a change in a wavelength variable current; and a wavelength converter for converting the wavelength of light emitted from the semiconductor laser to a shorter wavelength. An SHG laser including an element, light detection means for detecting the emission light intensity of the SHG laser, and current variable means for changing a wavelength variable current supplied to the semiconductor laser to change the wavelength of the semiconductor laser; By controlling the current variable means, the wavelength variable current is changed to obtain the maximum output of the light detection means, the wavelength variable current is gradually increased, and a first threshold smaller than the maximum output by a predetermined value is obtained. The output Pth1 of the photodetector when the output exceeds Pth1 is obtained, and the wavelength variable current is gradually increased so that the output of the photodetector exceeds a second threshold smaller than Pth1 by a predetermined value. It asked the wavelength variable current at the time,
Wavelength variable current control means for setting a wavelength variable current value by adding a predetermined current value to the obtained wavelength variable current.

【0040】1実施形態では、前記第1しきい値は、前
記光検出手段の最大出力に対応する波長可変電流未満の
側で、該最大出力に最も近い前記光検出手段出力のステ
ップ的な変化が発生した波長可変電流から、前記最大出
力に対応する波長可変電流に至るまでの、該波長可変電
流の変化に伴って連続的に変化する前記光検出手段出力
範囲の最大値以下に設定される。
In one embodiment, the first threshold value is a stepwise change in the output of the light detection means closest to the maximum output on the side less than the wavelength variable current corresponding to the maximum output of the light detection means. Is set to be equal to or less than the maximum value of the output range of the photodetector, which continuously changes with the change of the wavelength variable current, from the wavelength variable current at which the maximum output is generated to the wavelength variable current corresponding to the maximum output. .

【0041】1実施形態では、前記第2しきい値は、前
記光検出手段の最大出力に対応する波長可変電流未満の
側で、該最大出力に最も近い前記光検出手段出力のステ
ップ的な変化点において、前記光検出手段出力の大きい
方の値と小さい方の値間に設定される。
In one embodiment, the second threshold value is smaller than the wavelength variable current corresponding to the maximum output of the light detection means, and the step change of the output of the light detection means closest to the maximum output is performed. At this point, it is set between a larger value and a smaller value of the light detection means output.

【0042】本発明のSHGレーザの安定化制御装置
は、波長可変電流の変化に対して波長がステップ的に変
化する半導体レーザ、及び前記半導体レーザの出射光の
波長を短い波長に変換する波長変換素子を含むSHGレ
ーザと、前記SHGレーザの出射光強度を検出する光検
出手段と、前記半導体レーザの波長を変化させるために
該半導体レーザに供給される波長可変電流を変化させる
電流可変手段と、前記電流可変手段を制御することによ
り、波長可変電流を変化させて、前記光検出手段の最大
出力を求め、波長可変電流を漸減させて、前記最大出力
よりも所定値だけ小さな第1しきい値を越えたときの前
記光検出手段出力Pth1を求め、波長可変電流を漸減さ
せて、前記光検出手段出力がPth1よりも所定値だけ小
さな第2しきい値を越えたときの波長可変電流を求め、
前記求めた波長可変電流から所定電流値を減算して、波
長可変電流値を設定する波長可変電流制御手段とを具備
している。
A stabilization control device for an SHG laser according to the present invention is a semiconductor laser in which the wavelength changes stepwise with respect to a change in the wavelength variable current, and a wavelength converter for converting the wavelength of light emitted from the semiconductor laser to a shorter wavelength. An SHG laser including an element, light detection means for detecting the emission light intensity of the SHG laser, and current variable means for changing a wavelength variable current supplied to the semiconductor laser to change the wavelength of the semiconductor laser; By controlling the current variable means, the wavelength variable current is changed to determine the maximum output of the light detection means, and the wavelength variable current is gradually reduced, and a first threshold smaller than the maximum output by a predetermined value is obtained. The output Pth1 of the photodetector when the output exceeds the threshold value is obtained, and the wavelength variable current is gradually reduced so that the output of the photodetector exceeds a second threshold value smaller than Pth1 by a predetermined value. It asked the wavelength variable current at the time,
Wavelength variable current control means for setting a wavelength variable current value by subtracting a predetermined current value from the obtained wavelength variable current.

【0043】1実施形態では、前記第1のしきい値は、
前記光検出手段の最大出力に対応する波長可変電流を越
えた側で、該最大出力に最も近い前記光検出手段出力の
ステップ的な変化が発生した波長可変電流から、前記最
大出力に対応する波長可変電流に至るまでの、該波長可
変電流の変化に伴って連続的に変化する前記光検出手段
出力範囲の最大値以下に設定される。
In one embodiment, the first threshold is:
On the side exceeding the wavelength variable current corresponding to the maximum output of the light detection means, the wavelength corresponding to the maximum output is obtained from the wavelength variable current in which the step change of the light detection means output closest to the maximum output has occurred. It is set to be equal to or less than the maximum value of the output range of the photodetector which continuously changes with the change of the wavelength variable current until the variable current is reached.

【0044】1実施形態では、前記第2しきい値は、前
記光検出手段の最大出力に対応する波長可変電流を越え
た側で、該最大出力に最も近い前記光検出手段出力のス
テップ的な変化点において、前記光検出手段出力の大き
い方の値と小さい方の値間に設定される。
In one embodiment, the second threshold value is a step-like value of the light detection means output closest to the maximum output on the side exceeding the wavelength variable current corresponding to the maximum output of the light detection means. At the changing point, the output is set between the larger value and the smaller value of the output of the light detecting means.

【0045】本発明のSHGレーザの安定化制御装置
は、波長可変電流の変化に対して波長がステップ的に変
化する半導体レーザ、及び前記半導体レーザの出射光の
波長を短い波長に変換する波長変換素子を含むSHGレ
ーザと、前記SHGレーザの出射光強度を検出する光検
出手段と、前記半導体レーザの波長を変化させるために
該半導体レーザに供給される波長可変電流を変化させる
電流可変手段と、前記電流可変手段によって波長可変電
流を変化させて、前記光検出手段出力がステップ的に変
化する波長可変電流のギャップ電流値を求め、このギャ
ップギャップ電流値に対する所定電流値の加算及び減算
のうちのいずれかを行って、波長可変電流値を設定する
波長可変電流制御手段と、前記SHGレーザの温度を変
化させる温度可変手段と、前記SHGレーザの温度を検
出する温度検出器と、前記温度検出器の出力に基づいて
前記SHGレーザの温度が所定温度となるように前記温
度可変手段を制御し、この状態で、前記波長可変電流制
御手段によって波長可変電流が所定電流値に設定された
後に、前記光検出手段出力が所定値になるように前記温
度可変手段を制御する温度制御手段とを具備している。
A stabilization control device for an SHG laser according to the present invention is a semiconductor laser in which the wavelength changes stepwise in response to a change in the wavelength variable current, and a wavelength converter for converting the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser to a shorter wavelength. An SHG laser including an element, light detection means for detecting the emission light intensity of the SHG laser, and current variable means for changing a wavelength variable current supplied to the semiconductor laser to change the wavelength of the semiconductor laser; By changing the wavelength variable current by the current variable means, a gap current value of the wavelength variable current in which the output of the light detection means changes stepwise is determined. A wavelength-variable current control means for setting a wavelength-variable current value by performing either of them, and a temperature-variable means for changing the temperature of the SHG laser. A temperature detector for detecting the temperature of the SHG laser; and controlling the temperature variable means based on an output of the temperature detector so that the temperature of the SHG laser becomes a predetermined temperature. A temperature control means for controlling the temperature variable means so that the output of the light detection means becomes a predetermined value after the wavelength variable current is set to a predetermined current value by the variable current control means.

【0046】1実施形態では、前記温度制御手段は、前
記温度検出器の出力に基づいて前記SHGレーザの温度
が所定温度となるように前記温度可変手段を制御し、こ
の状態で、前記波長可変電流制御手段によって波長可変
電流が所定電流値に設定された後に、前記温度可変手段
によって前記SHGレーザの温度を所定の範囲で変化さ
せて、前記光検出手段出力が所定値となる温度を求め、
次に前記求めた温度中心に再度所定変化幅で温度を変化
させて、前記光検出手段出力が所定値になるように制御
する。
In one embodiment, the temperature control means controls the temperature variable means based on the output of the temperature detector so that the temperature of the SHG laser becomes a predetermined temperature. After the wavelength variable current is set to a predetermined current value by the current control means, the temperature of the SHG laser is changed within a predetermined range by the temperature variable means, and a temperature at which the output of the light detection means becomes a predetermined value is obtained.
Next, the temperature is changed again by a predetermined change width around the obtained temperature center, and the output of the light detection means is controlled to be a predetermined value.

【0047】1実施形態では、前記温度制御手段は、前
記温度検出器の出力に基づいて前記SHGレーザの温度
が所定温度となるように前記温度可変手段を制御し、こ
の状態で、前記波長可変電流制御手段によって波長可変
電流が所定電流値に設定された後に、前記温度可変手段
によって前記SHGレーザの温度を目標となる下限温度
より低い温度に向かって変化させて、前記SHGレーザ
の温度が前記下限温度に到達後、前記SHGレーザの温
度を目標となる上限温度より高い温度に向かって変化さ
せて、前記SHGレーザの温度が前記下限温度から前記
上限温度に向かって変化しているときに、前記光検出手
段出力が所定値になったときの温度を求め、この求めた
温度を中心に再度所定変化幅で、前記SHGレーザの温
度を変化させて、前記光検出手段出力が所定値となるよ
うに制御する。
[0047] In one embodiment, the temperature control means controls the temperature variable means based on the output of the temperature detector so that the temperature of the SHG laser becomes a predetermined temperature. After the wavelength variable current is set to a predetermined current value by the current control means, the temperature of the SHG laser is changed to a temperature lower than a target lower limit temperature by the temperature variable means, so that the temperature of the SHG laser is reduced to the predetermined value. After reaching the lower limit temperature, the temperature of the SHG laser is changed toward a temperature higher than the target upper limit temperature, and when the temperature of the SHG laser is changing from the lower limit temperature to the upper limit temperature, The temperature at which the output of the light detection means reaches a predetermined value is obtained, and the temperature of the SHG laser is changed again by a predetermined change width around the obtained temperature, Serial light detection means output is controlled to be a predetermined value.

【0048】本発明のSHGレーザ安定化制御装置は、
波長可変電流に応答して波長がステップ的に変化すると
共に、パワー可変電流に応答して出射光強度が変化する
半導体レーザ、及び前記半導体レーザの出射光の波長を
短い波長に変換する波長変換素子を含むSHGレーザ
と、前記SHGレーザの出射光の高調波光ビームを検出
する第1光検出手段と、前記SHGレーザの出射光の基
本波光ビームを検出する第2光検出手段と、前記半導体
レーザの波長を変化させるために該半導体レーザに供給
される波長可変電流を変化させる電流可変手段と、前記
電流可変手段によって波長可変電流を変化させて、前記
第1光検出手段出力がステップ的に変化する波長可変電
流のギャップ電流値を求め、このギャップ電流値に対す
る所定電流値の加算及び減算のうちのいずれかを行っ
て、波長可変電流値を設定する波長可変電流制御手段
と、前記波長可変電流制御による制御のときには、前記
第2光検出手段出力が一定になるように前記パワー可変
電流を制御し、前記波長可変電流制御による制御の後に
は、前記第1光検出手段出力が一定になるように前記パ
ワー可変電流を制御するパワー可変電流制御手段とを具
備している。
The SHG laser stabilization control device of the present invention
A semiconductor laser in which the wavelength changes stepwise in response to a wavelength variable current and the emission light intensity changes in response to a power variable current, and a wavelength conversion element that converts the wavelength of the emission light of the semiconductor laser to a shorter wavelength An SHG laser including: a first light detecting means for detecting a harmonic light beam of the light emitted from the SHG laser; a second light detecting means for detecting a fundamental light beam of the light emitted from the SHG laser; Current variable means for changing a wavelength variable current supplied to the semiconductor laser to change a wavelength; and a wavelength variable current changed by the current variable means, whereby the output of the first light detection means changes stepwise. The gap current value of the wavelength variable current is obtained, and one of addition and subtraction of a predetermined current value from the gap current value is performed, and the wavelength variable current value is calculated. The variable wavelength current control means, and the control by the wavelength variable current control, the power variable current is controlled so that the output of the second light detection means is constant, and after the control by the wavelength variable current control, Power variable current control means for controlling the power variable current so that the output of the first light detection means is constant.

【0049】本発明のSHGレーザ安定化制御装置は、
波長可変電流に応答して波長がステップ的に変化すると
共に、パワー可変電流に応答して出射光強度が変化する
半導体レーザ、及び前記半導体レーザの出射光の波長を
短い波長に変換する波長変換素子を含むSHGレーザ
と、前記SHGレーザの出射光の高調波光ビームを検出
する第1光検出手段と、前記SHGレーザの出射光の基
本波光ビームを検出する第2光検出手段と、前記半導体
レーザの波長を変化させるために該半導体レーザに供給
される波長可変電流を変化させる電流可変手段と、前記
電流可変手段によって波長可変電流を変化させて、前記
第1光検出手段出力がステップ的に変化する波長可変電
流のギャップ電流値を求め、このギャップ電流値に対す
る所定電流値の加算及び減算のうちのいずれかを行っ
て、波長可変電流値を設定する波長可変電流制御手段
と、前記SHGレーザの温度を変化させる温度可変手段
と、前記SHGレーザの温度を検出する温度検出器と、
前記温度検出器出力に基づいて前記SHGレーザの温度
が所定温度となるように前記温度可変手段を制御し、こ
の状態で前記波長可変電流制御手段によって波長可変電
流が所定電流値に設定された後に、前記第1光検出手段
出力が所定値になるように前記温度可変手段を制御する
温度制御手段と、前記波長可変電流制御による制御及び
前記SHGレーザの温度変更を行っているときには、前
記第2光検出手段出力が一定になるように前記パワー可
変電流を制御し、前記波長可変電流制御による制御及び
前記SHGレーザの温度変更を行っていないときには、
前記第1光検出手段出力が一定になるように前記パワー
可変電流を制御するパワー可変電流制御手段とを具備し
ている。
The SHG laser stabilization control device of the present invention
A semiconductor laser in which the wavelength changes stepwise in response to a wavelength variable current and the emission light intensity changes in response to a power variable current, and a wavelength conversion element that converts the wavelength of the emission light of the semiconductor laser to a shorter wavelength An SHG laser including: a first light detecting means for detecting a harmonic light beam of the light emitted from the SHG laser; a second light detecting means for detecting a fundamental light beam of the light emitted from the SHG laser; Current variable means for changing a wavelength variable current supplied to the semiconductor laser to change a wavelength; and a wavelength variable current changed by the current variable means, whereby the output of the first light detection means changes stepwise. The gap current value of the wavelength variable current is obtained, and one of addition and subtraction of a predetermined current value from the gap current value is performed, and the wavelength variable current value is calculated. A wavelength tunable current control means for a constant, the temperature varying means for varying a temperature of the SHG laser, a temperature detector for detecting the temperature of the SHG laser,
Controlling the temperature variable means so that the temperature of the SHG laser becomes a predetermined temperature based on the output of the temperature detector, and in this state, after the wavelength variable current is set to a predetermined current value by the wavelength variable current control means, A temperature control unit for controlling the temperature variable unit so that the output of the first light detection unit becomes a predetermined value; and a second unit for controlling by the wavelength variable current control and changing the temperature of the SHG laser. The power variable current is controlled so that the output of the light detection means is constant, and when the control by the wavelength variable current control and the temperature change of the SHG laser are not performed,
Power variable current control means for controlling the power variable current so that the output of the first light detection means is constant.

【0050】本発明の光ディスク記録再生装置は、上述
したSHGレーザ安定化制御装置と、前記SHGレーザ
安定化制御装置における前記SHGレーザの出射光を光
ディスクに集光する光学手段とを備えている。
The optical disk recording / reproducing apparatus of the present invention comprises the above-described SHG laser stabilization control device, and optical means for condensing the emitted light of the SHG laser on the optical disk in the SHG laser stabilization control device.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)第1実施形態では、DBR半導体レー
ザの発振波長がモードホップを起こすことのない範囲
で、波長可変電流を自動的に設定して、SHG出力の第
2高調波パワーを安定化させている。
(First Embodiment) In the first embodiment, the wavelength variable current is automatically set within a range where the oscillation wavelength of the DBR semiconductor laser does not cause mode hop, and the second harmonic power of the SHG output is stabilized. Is being converted.

【0052】図1は、本発明の第1実施形態のSHGレ
ーザの安定化制御装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an SHG laser stabilization control device according to a first embodiment of the present invention.

【0053】図1において、半導体レーザ1は、利得を
与えるための活性領域1−1と発振波長を制御するため
のDBR領域1−2から構成されている。SHGレーザ
3は、半導体レーザ1と非線形光学素子からなるSHG
(Second Harmonic Generation)デバイス2とを同一基
材4上に一体化したものである。
In FIG. 1, the semiconductor laser 1 includes an active region 1-1 for providing a gain and a DBR region 1-2 for controlling an oscillation wavelength. The SHG laser 3 is an SHG laser comprising the semiconductor laser 1 and a nonlinear optical element.
(Second Harmonic Generation) The device 2 and the device 2 are integrated on the same base material 4.

【0054】SHGレーザ3は、図20のSHGレーザ
と同様に、半導体レーザ1とSHGデバイス2間に、コ
リメートレンズ、λ/2板及びフォーカシングレンズを
備えているが、図1においては、これらを省略してい
る。半導体レーザ1からの光ビームは、(図示省略の)
コリメートレンズで平行にされた後、(図示省略の)λ
/2板で偏向方向を回転され、(図示省略の)フォーカ
シングレンズによってSHGデバイス2の光導波路の端
面に集光される。
The SHG laser 3 has a collimating lens, a λ / 2 plate, and a focusing lens between the semiconductor laser 1 and the SHG device 2 as in the SHG laser of FIG. 20. In FIG. Omitted. The light beam from the semiconductor laser 1 is (not shown)
After being collimated by a collimating lens, λ (not shown)
The deflection direction is rotated by a half plate, and the light is focused on the end face of the optical waveguide of the SHG device 2 by a focusing lens (not shown).

【0055】本発明における波長可変電流の制御は、好
ましくは、後述の温度制御を行うことによってSHGレ
ーザ3の温度が所定値に安定化した状態で行う。この状
態で、定電流制御手段8は、半導体レーザ1の活性領域
1−1に一定量の電流を注入する。また、波長可変電流
制御手段12は、後に詳述する様に、半導体レーザ1の
DBR領域1−2に注入される波長可変電流を制御し
て、半導体レーザ1の発振波長をSHGデバイス2の位
相整合波長許容範囲内に設定し固定する。SHGデバイ
ス2は、基本波(850nm)と第2高調波(425nm)からな
るレーザ光を出射する。
The control of the wavelength variable current in the present invention is preferably performed in a state where the temperature of the SHG laser 3 is stabilized at a predetermined value by performing the temperature control described later. In this state, the constant current control means 8 injects a constant amount of current into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1. Further, the wavelength variable current control means 12 controls the wavelength variable current injected into the DBR region 1-2 of the semiconductor laser 1 to adjust the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 to the phase of the SHG device 2 as described later in detail. Set and fix within the allowable range of matching wavelength. The SHG device 2 emits a laser beam including a fundamental wave (850 nm) and a second harmonic (425 nm).

【0056】SHGデバイス2から出射されたレーザ光
は、好ましくは、赤外光カットフィルター9を通過させ
る。これによって、基本波がカットされ、第2高調波の
みがレーザ光として光検出器10に入射される。SHG
デバイス2の出力を光検出器10上に集光するために
は、(図示省略の)集光レンズをSHGデバイス2の直
後に配置して、光検出器10上に光スポットが形成され
るようにすればよい。
The laser light emitted from the SHG device 2 preferably passes through an infrared light cut filter 9. As a result, the fundamental wave is cut, and only the second harmonic enters the photodetector 10 as laser light. SHG
In order to focus the output of device 2 on photodetector 10, a condensing lens (not shown) is placed immediately after SHG device 2 so that a light spot is formed on photodetector 10. What should I do?

【0057】光検出器10は、SHGレーザ3からの第
2高調波の強度を検出する。光検出器10の検出出力
は、波長可変電流制御手段12に入力される。波長可変
電流制御手段12は、光検出器10の出力、つまりSH
Gレーザ3の出力を計測しながら、電流可変手段11を
調整してDBR領域1−2に注入される波長可変電流を
制御する。
The photodetector 10 detects the intensity of the second harmonic from the SHG laser 3. The detection output of the photodetector 10 is input to the wavelength variable current control means 12. The wavelength variable current control means 12 outputs the output of the photodetector 10,
While measuring the output of the G laser 3, the current variable means 11 is adjusted to control the wavelength variable current injected into the DBR region 1-2.

【0058】SHGレーザ3が一体化され設けられた基
材4の下側には、電子的に温度を可変し得る温度可変手
段(例えばペルチェ素子)5が設けられており、また半
導体レーザ1近くの基材4の部位には、SHGレーザ3
の温度を検出する温度検出器6が設けられている。温度
制御手段7は、温度検出器6によって検出された温度が
目標温度(例えば25℃)になるように、温度可変手段
5に供給される電流を調整してSHGレーザ3の温度が
目標温度になるように制御する。
Below the substrate 4 on which the SHG laser 3 is integrated, a temperature variable means (for example, a Peltier element) 5 capable of electronically varying the temperature is provided. SHG laser 3
Is provided with a temperature detector 6 for detecting the temperature. The temperature control means 7 adjusts the current supplied to the temperature variable means 5 so that the temperature detected by the temperature detector 6 becomes the target temperature (for example, 25 ° C.), and the temperature of the SHG laser 3 becomes the target temperature. Control so that

【0059】次に、波長可変電流の制御について、図
1、図2、図3、及び図4を用いて、更に詳しく説明す
る。
Next, the control of the wavelength variable current will be described in more detail with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4.

【0060】図2は、SHGデバイス2の特性を示して
おり、第2高調波波長と出力パワーの関係を示すグラフ
である。図3は、半導体レーザ1のDBR領域に注入さ
れる波長可変電流と半導体レーザ1の出力波長の関係を
示すグラフである。図4は、波長可変電流とSHGレー
ザ3から出力される第2高調波パワーの関係を示すグラ
フである。SHGデバイス2の特性のバラツキ等を原因
として、半導体レーザ1とSHGデバイス2間の位相整
合条件が一定でない場合、例として挙げられた各位相整
合条件毎に、図4(a)、図4(b)、図4(c)、図
4(d)に示す様な特性が得られる。
FIG. 2 is a graph showing the characteristics of the SHG device 2 and showing the relationship between the second harmonic wavelength and the output power. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength variable current injected into the DBR region of the semiconductor laser 1 and the output wavelength of the semiconductor laser 1. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the tunable current and the second harmonic power output from the SHG laser 3. When the phase matching condition between the semiconductor laser 1 and the SHG device 2 is not constant due to the variation in the characteristics of the SHG device 2 or the like, FIGS. b), the characteristics as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d) are obtained.

【0061】図2に示すように、SHGデバイス2の第
2高調波の半値幅は、0.13nmである。また、図3
に示すように、半導体レーザ1の出力は、波長可変電流
5mA毎に、モードホップを繰り返しつつ、波長可変電
流の増加とともに長波長側にシフトしていく。そして、
半導体レーザ1の出力波長は、モードホップの度に、
0.1nm程変化する。このため、図4に示すように波
長可変電流15〜35mAの範囲において、SHGレー
ザ3から出力される第2高調波パワーは、モードホップ
の境界(以下モード境界と記す)で大きく変化し、モー
ド境界と隣のモード境界間(以下モード間と記す)で連
続的に増加あるいは減少するような波形になる。更に、
モード間のSHGレーザ3の出力パワーの増加あるいは
減少の傾きは位相整合状態によって異なる。
As shown in FIG. 2, the half value width of the second harmonic of the SHG device 2 is 0.13 nm. FIG.
As shown in (1), the output of the semiconductor laser 1 shifts to the longer wavelength side as the wavelength tunable current increases while repeating mode hopping at every wavelength tunable current of 5 mA. And
The output wavelength of the semiconductor laser 1 is
It changes by about 0.1 nm. For this reason, as shown in FIG. 4, in the wavelength variable current range of 15 to 35 mA, the second harmonic power output from the SHG laser 3 largely changes at a mode hop boundary (hereinafter, referred to as a mode boundary). The waveform becomes such that it continuously increases or decreases between the boundary and the adjacent mode boundary (hereinafter referred to as "between modes"). Furthermore,
The slope of the increase or decrease of the output power of the SHG laser 3 between modes differs depending on the phase matching state.

【0062】いま仮に、SHGレーザ3からの第2高調
波パワーが最大になるように波長可電流を制御するなら
ば、波長可変電流は、図4(a)、(b)、(c)、
(d)のいずれにおいても、モード境界に設定されるこ
とになる。あるいは、波長可変電流が図示されていない
モード間で最大になることもあり得る。波長可変電流が
モード境界に設定される確立は非常に高く、この場合
は、SHGレーザ3からの第2高調波パワーは、極めて
不安定なものとなる。
Now, if the wavelength current is controlled so that the second harmonic power from the SHG laser 3 is maximized, the tunable current will be as shown in FIGS. 4 (a), (b), (c),
In any of the cases (d), the mode boundary is set. Alternatively, the tunable current may be maximum between modes not shown. The probability that the wavelength variable current is set at the mode boundary is very high, and in this case, the second harmonic power from the SHG laser 3 becomes extremely unstable.

【0063】ここで、モード境界におけるSHGレーザ
3からの第2高調波パワーPの変化量ΔPに着目する
と、変化量ΔPが最大となる波長可変電流のギャップ電
流値ILDspmaxは、第2高調波パワーPが最大となった
波長可変電流ILDpmax以下の側で、最も近いモード境界
のギャップ電流値か、または波長可変電流ILDpmax以上
の側で、最も近いモード境界のギャップ電流値となる。
Here, focusing on the variation ΔP of the second harmonic power P from the SHG laser 3 at the mode boundary, the gap current value ILDspmax of the wavelength-variable current at which the variation ΔP is the maximum is represented by the second harmonic power The gap current value at the mode boundary closest to the wavelength variable current ILDpmax where P is the maximum or the gap current value at the mode boundary closest to the wavelength variable current ILDpmax or more.

【0064】次に、第1実施形態のSHGレーザの安定
化制御装置におけるアルゴリズムを図5、図6を用いて
説明する。
Next, an algorithm in the SHG laser stabilization control device of the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0065】図5(a)、(b)は、半導体レーザ1と
SHGデバイス2間の異なる各位相整合条件毎に、波長
可変電流とSHGレーザ3から出力される第2高調波パ
ワーの関係を示すグラフである。図6は、第1実施形態
における波長可変電流制御フローチャートを示してい
る。
FIGS. 5A and 5B show the relationship between the tunable current and the second harmonic power output from the SHG laser 3 for each different phase matching condition between the semiconductor laser 1 and the SHG device 2. It is a graph shown. FIG. 6 shows a flowchart of the wavelength variable current control in the first embodiment.

【0066】まず、波長可変電流制御手段12は、波長
可変電流制御開始のコマンドに応答して、電流可変手段
11を制御し、波長可変電流ILDに1ステップ0.5m
Aの波長可変電流変化量δILDを加算して、波長可変電
流ILDを1ステップずつ0〜112mA程度の範囲で変
化させ、光検出器10の出力、つまりSHGレーザ3の
出力Pが最大となる波長可変電流ILDpmaxを求める(ス
テップ101,102)。
First, the wavelength variable current control means 12 controls the current variable means 11 in response to the command to start the wavelength variable current control, and the wavelength variable current ILD is increased by 0.5 m per step.
The wavelength-variable current ILD of A is added to change the wavelength-variable current ILD step by step within a range of about 0 to 112 mA, and the wavelength at which the output of the photodetector 10, that is, the output P of the SHG laser 3, becomes maximum. The variable current ILDpmax is obtained (steps 101 and 102).

【0067】次に、波長可変電流制御手段12は、波長
可変電流に対する半導体レーザ1のヒステリシス特性の
影響を回避するために、波長可変電流を十分に小さな値
(例えばILDpmaxより20mA程度小さな値)に設定し
た後、再度1ステップ0.5mAずつ所定の値(例えば
ILDpmaxより20mA程度大きな値)まで波長可変電流
を増加させ、波長可変電流の1ステップの変化に対し
て、光検出器10の出力の変化量、つまりSHGレーザ
3の出力の変化量ΔPが最大となる波長可変電流のギャ
ップ電流値ILDspmaxを求める(ステップ103,10
4)。
Next, in order to avoid the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1 on the variable wavelength current, the variable wavelength current control means 12 sets the variable wavelength current to a sufficiently small value (for example, a value approximately 20 mA smaller than ILDpmax). After the setting, the wavelength variable current is increased again to a predetermined value (for example, a value about 20 mA larger than ILDpmax) by 0.5 mA for one step, and the output of the photodetector 10 is changed in response to one step change of the wavelength variable current. The change amount, that is, the gap current value ILDspmax of the wavelength variable current at which the change amount ΔP of the output of the SHG laser 3 becomes maximum is obtained (steps 103 and 10).
4).

【0068】そして、波長可変電流制御手段12は、求
めたILDpmaxに対してILDspmaxが大きいか小さいかを
判断する(ステップ105)。その結果、小さいか等し
い場合は(ステップ105,YES)、ILDspmaxに1ステ
ップの波長可変電流変化量δILDの整数n倍に相当する
波長可変電流戻し量を加算し、モード間のモード内波長
可変電流ILDmcを求める(ステップ106)。また、大
きい場合は(ステップ105,NO)、ILDspmaxから1
ステップの波長可変電流変化量δILDの整数n倍に相当
する波長可変電流戻し量を減算し、モード間のモード内
波長可変電流ILDmcを求める(ステップ107)。
Then, the wavelength variable current control means 12 determines whether ILDspmax is larger or smaller than the obtained ILDpmax (step 105). As a result, if it is smaller or equal (step 105, YES), the wavelength variable current return amount corresponding to an integer n times the wavelength variable current change amount δILD of one step is added to ILDspmax, and the in-mode wavelength variable current between the modes is added. ILDmc is obtained (step 106). If it is larger (step 105, NO), 1 from ILDspmax
The wavelength variable current return amount corresponding to an integer n times the wavelength variable current change amount δILD in the step is subtracted to obtain the in-mode wavelength variable current ILDmc between the modes (step 107).

【0069】波長可変電流戻し量は、モード間の幅が5
mAなので、好ましくは、nを5に選んで、2.5mA
程度に設定すればよい。これによって、モード内波長可
変電流ILDmcがモード間の略中心に対応する波長可変電
流に設定される。あるいは、好ましくは、モード境界か
ら次のモード境界に変化したときの波長可変電流の変化
分を波長可変電流変化量δILDで割った整数値mを求
め、2からm−2の間の値で、nの値を適宜決定しても
よい。
The wavelength variable current return amount is such that the width between modes is 5
mA, preferably, n is set to 5 and 2.5 mA
It should just be set to about. Thereby, the in-mode wavelength variable current ILDmc is set to a wavelength variable current corresponding to substantially the center between modes. Alternatively, preferably, an integer value m obtained by dividing a change amount of the wavelength variable current when changing from the mode boundary to the next mode boundary by the wavelength variable current change amount δILD is obtained, and a value between 2 and m-2 is obtained. The value of n may be determined as appropriate.

【0070】こうしてモード内波長可変電流ILDmcを求
めた後、波長可変電流制御手段12は、半導体レーザ1
のヒステリシス特性の影響を回避するために、波長可変
電流を十分に小さな値に設定してから、半導体レーザ1
のDBR領域1−2に注入される波長可変電流を漸増さ
せてモード内波長可変電流ILDmcに設定する(ステップ
108)。
After obtaining the in-mode wavelength variable current ILDmc in this way, the wavelength variable current control means 12
In order to avoid the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1,
The tunable current injected into the DBR region 1-2 is gradually increased and set as the in-mode tunable current ILDmc (step 108).

【0071】上記の制御アルゴリズムのILDspmaxとIL
Dpmaxの比較処理をif…,then…文で表すと、次
のようになる。
The above control algorithm ILDspmax and IL
When the Dpmax comparison process is expressed by if..., Then.

【0072】 if ILDspmax ≦ ILDpmax then ILDmc=ILDspmax+δILD×n if ILDspmax > ILDpmax then IDBRmc=IDBRspmax−δIDBR×n 以上のような制御アルゴリズムを実現するための波長可
変電流制御手段12は、好ましくは、光検出器10から
の出力を入力するA/D変換器と電流可変手段11を制
御するためのD/A変換器を備えたデジタルシグナルプ
ロセッサー(DSP)等を用いて構成し、ソフト的な処
理を行う。
If ILDspmax ≦ ILDpmax then ILDmc = ILDspmax + δILD × n if ILDspmax> ILDpmax then IDBRmc = IBDRspmax−δIDBR × n It is configured using a digital signal processor (DSP) provided with an A / D converter for inputting the output from the D / A 10 and a D / A converter for controlling the current variable means 11, and performs software processing.

【0073】このようにして半導体レーザ1のDBR領
域1−2に注入される波長可変電流をモード内波長可変
電流ILDmcに設定すれば、このモード内波長可変電流I
LDmcをモード境界のギャップ電流値から十分に離して設
定できるので、SHGレーザ3からの第2高調波パワー
を最大近傍で安定させることができる。
When the tunable current injected into the DBR region 1-2 of the semiconductor laser 1 is set to the in-mode tunable current ILDmc in this manner, the in-mode tunable current ILDmc is set.
Since the LDmc can be set sufficiently away from the gap current value at the mode boundary, the second harmonic power from the SHG laser 3 can be stabilized near the maximum.

【0074】次に、第1実施形態の変形例を図7に示す
波長可変電流制御フローチャートに従って説明する。
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to a wavelength variable current control flowchart shown in FIG.

【0075】図6のフローチャートの処理と図7のフロ
ーチャートの処理を比較すると、図6のフローチャート
の処理においては波長可変電流を漸増させているのに対
して、図7のフローチャートの処理においては波長可変
電流を漸減させている点が異なる。
A comparison between the processing of the flowchart of FIG. 6 and the processing of the flowchart of FIG. 7 shows that the wavelength variable current is gradually increased in the processing of the flowchart of FIG. The difference is that the variable current is gradually reduced.

【0076】まず、波長可変電流制御手段12は、波長
可変電流制御開始のコマンドに応答して、電流可変手段
11を制御し、波長可変電流ILDに1ステップ0.5m
Aの波長可変電流変化量δILDを減算して、波長可変電
流ILDを0〜112mA程度の範囲で変化させ、光検出
器10によって検出されたSHGレーザ3の出力Pが最
大となる波長可変電流ILDpmaxを求める(ステップ20
1,202)。
First, the wavelength variable current control means 12 controls the current variable means 11 in response to the command to start the wavelength variable current control, and the wavelength variable current
The wavelength-variable current ILDpmax at which the output P of the SHG laser 3 detected by the photodetector 10 is maximized by subtracting the wavelength-variable current change amount δILD of A to change the wavelength-variable current ILD in the range of about 0 to 112 mA. (Step 20)
1,202).

【0077】次に、波長可変電流制御手段12は、波長
可変電流に対する半導体レーザ1のヒステリシス特性の
影響を回避するために、波長可変電流を十分に大きな値
(例えばILDpmaxより20mA程度大きな値)に設定し
た後、再度1ステップ0.5mAずつ所定の値(例えば
ILDpmaxより20mA小さな値)まで波長可変電流を減
少させ、波長可変電流の1ステップの変化に対して、光
検出器10によって検出されたSHGレーザ3の出力の
変化量ΔPが最大となる波長可変電流のギャップ電流値
ILDspmaxを求める(ステップ203,204)。
Next, the wavelength variable current control means 12 sets the wavelength variable current to a sufficiently large value (for example, a value about 20 mA larger than ILDpmax) in order to avoid the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1 on the wavelength variable current. After the setting, the wavelength variable current is reduced again to a predetermined value (for example, a value smaller by 20 mA than ILDpmax) in steps of 0.5 mA, and the photodetector 10 detects the change of the wavelength variable current in one step. The gap current value ILDspmax of the wavelength-variable current at which the change amount ΔP of the output of the SHG laser 3 becomes maximum is obtained (steps 203 and 204).

【0078】そして、波長可変電流制御手段12は、求
めたILDpmaxに対してILDspmaxが大きいか小さいかを
判断する(ステップ205)。その結果、小さいか等し
い場合は(ステップ205,YES)、ILDspmaxから1ス
テップの波長可変電流変化量δILDの整数(n)倍に相
当する波長可変電流戻し量を減算し、モード間のモード
内波長可変電流ILDmcを求める(ステップ206)。ま
た、大きい場合は(ステップ205,NO)、ILDspmax
に1ステップの波長可変電流変化量δILDの整数n倍に
相当する波長可変電流戻し量を加算し、モード間のモー
ド内波長可変電流ILDmcを求める(ステップ207)。
Then, the variable wavelength current control means 12 determines whether ILDspmax is larger or smaller than ILDpmax (step 205). As a result, if smaller or equal (step 205, YES), the tunable current return amount corresponding to an integer (n) times the tunable current change amount δILD of one step is subtracted from ILDspmax, and the intra-mode wavelength between modes is subtracted. The variable current ILDmc is obtained (step 206). If it is larger (step 205, NO), ILDspmax
Then, a wavelength variable current return amount corresponding to an integer n times the wavelength variable current change amount δILD of one step is added to obtain an in-mode wavelength variable current ILDmc between modes (step 207).

【0079】こうしてモード内波長可変電流ILDmcを求
めた後、波長可変電流制御手段12は、半導体レーザ1
のヒステリシス特性の影響を回避するために、波長可変
電流を十分に大きな値に設定してから、半導体レーザ1
のDBR領域1−2に注入される波長可変電流を漸減さ
せてモード内波長可変電流ILDmcに設定する(ステップ
208)。
After obtaining the in-mode wavelength variable current ILDmc in this way, the wavelength variable current control means 12
In order to avoid the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1, set the wavelength tunable current to a sufficiently large value.
The variable wavelength current injected into the DBR region 1-2 is gradually reduced and set as the in-mode variable wavelength current ILDmc (step 208).

【0080】上記の制御アルゴリズムのILDspmaxとIL
Dpmaxの比較処理をif…,then…文で表すと、次
のようになる。
ILDspmax and IL of the above control algorithm
When the Dpmax comparison process is expressed by if..., Then.

【0081】 if ILDspmax ≦ ILDpmax then ILDmc=ILDspmax−δILD×n if ILDspmax > ILDpmax then IDBRmc=ILDspmax+δILD×nIf ILDspmax ≦ ILDpmax then ILDmc = ILDspmax−δILD × n if ILDspmax> ILDpmax then IDBRmc = ILDspmax + δILD × n

【0082】(第2実施形態)上記第1実施形態では、
最大のギャップ電流値ILDspmaxに対して波長可変電流
戻し量を加減して、モード間のモード内波長可変電流I
LDmcを求めている。
(Second Embodiment) In the first embodiment,
By adjusting the amount of return of the wavelength variable current to the maximum gap current value ILDspmax, the in-mode wavelength variable current I
Seeking LDmc.

【0083】これに対して、第2実施形態では、第1及
び第2しきい値を順次求めて設定し、第2しきい値から
ギャップ電流値を判定し、このギャップ電流値に対して
波長可変電流戻し量を加減して、モード間のモード内波
長可変電流を求めている。
On the other hand, in the second embodiment, the first and second thresholds are sequentially obtained and set, and the gap current value is determined from the second threshold value. The mode variable wavelength current between the modes is obtained by adjusting the variable current return amount.

【0084】従って、第2実施形態は、モード内波長可
変電流を求めるまでの手順が第1実施形態と異なるもの
の、波長可変電流を自動的に設定して、SHG出力の第
2高調波パワーを安定化させると言う点では第1実施形
態と同様である。
Accordingly, in the second embodiment, although the procedure for obtaining the in-mode wavelength variable current is different from that of the first embodiment, the wavelength variable current is automatically set and the second harmonic power of the SHG output is adjusted. It is similar to the first embodiment in that it is stabilized.

【0085】本実施形態のSHGレーザの安定化制御装
置は、その構成が図1の装置と全く同様であり、波長可
変電流制御手段12による波長可変電流の制御アルゴリ
ズムのみが異なる。このため、本実施形態の装置の構成
の説明を省略し、波長可変電流の制御アルゴリズムのみ
について説明する。
The configuration of the SHG laser stabilization control device of this embodiment is completely the same as that of the device shown in FIG. 1, and only the control algorithm of the wavelength variable current by the wavelength variable current control means 12 is different. Therefore, the description of the configuration of the device of the present embodiment will be omitted, and only the control algorithm of the wavelength variable current will be described.

【0086】図8(a)、(b)、(c)は、半導体レ
ーザ1とSHGデバイス2間の異なる各位相整合条件毎
に、波長可変電流とSHGレーザ3から出力される第2
高調波パワーの関係を示すグラフである。図9は、第2
実施形態における波長可変電流制御フローチャートを示
している。
FIGS. 8A, 8B and 8C show the tunable current and the second output from the SHG laser 3 for each different phase matching condition between the semiconductor laser 1 and the SHG device 2. FIG.
It is a graph which shows the relationship of a harmonic power. FIG. 9 shows the second
4 shows a wavelength variable current control flowchart in the embodiment.

【0087】まず、波長可変電流制御手段12は、波長
可変電流制御開始コマンドに応答して、電流可変手段1
1を制御し、波長可変電流ILDに1ステップ0.5mA
の波長可変電流変化量δILDを加算して、波長可変電流
ILDを1ステップずつ0〜112mA程度の範囲で変化
させ、SHGレーザ3の最大出力Pmaxと、このときの
波長可変電流ILDpmaxを求める(ステップ301,30
2)。
First, the wavelength variable current control means 12 responds to the wavelength variable current control start command,
1 to control the wavelength variable current ILD to 0.5 mA per step.
Of the wavelength variable current change .delta.ILD, and changes the wavelength variable current ILD one step at a time in the range of about 0 to 112 mA to obtain the maximum output Pmax of the SHG laser 3 and the wavelength variable current ILDpmax at this time (step 301, 30
2).

【0088】次に、波長可変電流制御手段12は、Pma
xのAA%(好ましくは70%程度)を第1しきい値Pt
h1として設定し、半導体レーザ1のヒステリシス特性の
影響を回避する処理を行った後、所定の範囲(例えばI
LDpmax±20mAの範囲)で、1ステップ0.5mAず
つ波長可変電流を増加させる(ステップ303)。そし
て、波長可変電流制御手段12は、第1しきい値Pth1
を越えたときのSHGレーザ3の出力P1を求める(ス
テップ304)。
Next, the wavelength variable current control means 12
AA% (preferably about 70%) of x is set to the first threshold value Pt
h1 and after performing a process of avoiding the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1, a predetermined range (for example, I
In the range of LDpmax ± 20 mA), the wavelength variable current is increased by 0.5 mA per step (step 303). Then, the wavelength variable current control means 12 outputs the first threshold value Pth1
Then, the output P1 of the SHG laser 3 when it exceeds the threshold is obtained (step 304).

【0089】この後、波長可変電流制御手段12は、出
力P1のBB%(好ましくは70%)を第2しきい値P
th2として設定し、半導体レーザ1のヒステリシス特性
の影響を回避する処理を再度行った後、所定の範囲(例
えばILDpmax±20mAの範囲)で、1ステップ0.5
mAずつ波長可変電流を増加させる(ステップ30
5)。そして、SHGレーザ3の出力Pが第2しきい値
Pth2を越えたときの波長可変電流を求めて、この波長
可変電流をモード境界のギャップ電流値ILDmbとする
(ステップ306)。
Thereafter, the wavelength variable current control means 12 sets the BB% (preferably 70%) of the output P1 to the second threshold value P
After setting the threshold value th2 and performing the processing for avoiding the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1 again, a predetermined range (for example, a range of ILDpmax ± 20 mA) is used for one step.
The wavelength variable current is increased by mA (step 30).
5). Then, a wavelength variable current when the output P of the SHG laser 3 exceeds the second threshold value Pth2 is obtained, and this wavelength variable current is set as a gap current value ILDmb at the mode boundary (step 306).

【0090】引き続いて、波長可変電流制御手段12
は、求めたモード境界のギャップ電流値ILDmbに1ステ
ップの波長可変電流変化量δILDの整数n倍に相当する
波長可変電流戻し量を加算し、モード間のモード内波長
可変電流ILDmcを求める(ステップ307)。
Subsequently, the wavelength variable current control means 12
Adds the wavelength variable current return amount corresponding to an integer n times the wavelength variable current change amount δILD in one step to the obtained gap current value ILDmb at the mode boundary to obtain the in-mode wavelength variable current ILDmc between the modes (step 307).

【0091】波長可変電流戻し量は、モード間の幅が5
mAなので、好ましくは、nを5に選んで、2.5mA
程度に設定すればよい。これによって、モード内波長可
変電流ILDmcがモード間の略中心に対応する波長可変電
流に設定される。また、モード境界の第1波長可変電流
と次のモード境界の第2波長可変電流間の差電流に基づ
いて、波長可変電流戻し量を求めてもよい。この場合、
波長可変電流戻し量は、上記差電流の20〜80%の範
囲で適宜設定する。
The wavelength variable current return amount is such that the width between modes is 5
mA, preferably, n is set to 5 and 2.5 mA
It should just be set to about. Thereby, the in-mode wavelength variable current ILDmc is set to a wavelength variable current corresponding to substantially the center between modes. Further, the wavelength variable current return amount may be obtained based on a difference current between the first wavelength variable current at the mode boundary and the second wavelength variable current at the next mode boundary. in this case,
The wavelength variable current return amount is appropriately set in the range of 20 to 80% of the difference current.

【0092】こうしてモード内波長可変電流ILDmcを求
めた後、波長可変電流制御手段12は、半導体レーザ1
のヒステリシス特性の影響を回避するための処理を行っ
てから、半導体レーザ1のDBR領域1−2に注入され
る波長可変電流を漸増させてモード内波長可変電流ILD
mcに設定する(ステップ308)。
After obtaining the in-mode wavelength variable current ILDmc in this way, the wavelength variable current control means 12
After the processing for avoiding the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1 is performed, the tunable current injected into the DBR region 1-2 of the semiconductor laser 1 is gradually increased to increase the in-mode tunable current ILD.
mc is set (step 308).

【0093】上記アルゴリズムにおいて、的確なモード
内波長可変電流ILDmcを設定するためには、次の様な各
条件を満足しなければならない。
In the above algorithm, the following conditions must be satisfied in order to set an accurate in-mode wavelength variable current ILDmc.

【0094】(条件1)第1しきい値Pth1は、SHG
レーザ3の最大出力Pmaxに対応する波長可変電流ILDp
max未満の側で、該最大出力Pmaxに最も近いモード境界
から、該波長可変電流ILDpmaxのモード境界に至るまで
のモード間におけるSHGレーザ3の出力の最大値Pmi
max以下に設定されなければならない。
(Condition 1) The first threshold value Pth1 is SHG
The wavelength variable current ILDp corresponding to the maximum output Pmax of the laser 3
On the side less than max, the maximum value Pmi of the output of the SHG laser 3 between the modes from the mode boundary closest to the maximum output Pmax to the mode boundary of the wavelength variable current ILDpmax.
Must be set below max.

【0095】この条件を式で表すと、次の式(1)のよ
うになる。
This condition is expressed by the following equation (1).

【0096】 Pmimax ≧ Pth1=Pmax×AA% …(1) (条件2)第2しきい値Pth2は、SHGレーザ3の最
大出力Pmaxに対応する波長可変電流ILDpmax未満の側
で、該最大出力Pmaxに最も近いモード境界において、
ステップ的に変化するSHGレーザ3の大きい方の出力
Pmbupと小さい方の出力Pmbdn間に設定されなければな
らない。
Pmimax ≧ Pth1 = Pmax × AA% (1) (Condition 2) The second threshold value Pth2 is smaller than the wavelength variable current ILDpmax corresponding to the maximum output Pmax of the SHG laser 3 and is smaller than the maximum output Pmax. At the mode boundary closest to
It must be set between the larger output Pmbup and the smaller output Pmbdn of the SHG laser 3 changing stepwise.

【0097】この条件を式で表すと、次の式(2)のよ
うになる。
This condition is expressed by the following equation (2).

【0098】 Pmbdn < P1×BB% < Pmbup …(2) (条件3)上記式(1)におけるAA%と上記式(2)
におけるBB%との関係は、次の式(3)を満たさなけ
ればならない。
Pmbdn <P1 × BB% <Pmbup (2) (Condition 3) AA% in the above equation (1) and the above equation (2)
Must satisfy the following equation (3).

【0099】 AA%≦BB% …(3) ここで、上記条件1から3を無視して、例えばAA=B
B=50(%)に設定して、図9のフローチャートの処
理を行った場合、図8(a)及び(b)においては、的
確なモード内波長可変電流ILDmcを設定することができ
る。ところが、図8(c)においては、ギャップ電流値
ILDmbを正確に求めることができず、これに伴って的確
なモード内波長可変電流ILDmcを設定することができな
くなる。
AA% ≦ BB% (3) Here, ignoring the above conditions 1 to 3, for example, AA = B
When the processing of the flowchart of FIG. 9 is performed with B = 50 (%), the in-mode wavelength variable current ILDmc can be set accurately in FIGS. 8 (a) and 8 (b). However, in FIG. 8C, the gap current value ILDmb cannot be obtained accurately, and accordingly, it is not possible to set an accurate in-mode wavelength variable current ILDmc.

【0100】上記条件1から3を満たす場合は、図8
(c)においても、ギャップ電流値ILDmbを正確に求め
て、的確なモード内波長可変電流ILDmcを設定すること
ができる。
When the above conditions 1 to 3 are satisfied, FIG.
Also in (c), the gap current value ILDmb can be accurately obtained and the accurate in-mode wavelength variable current ILDmc can be set.

【0101】すなわち、本実施形態においては、第1し
きい値Pth1がモード境界で設定された場合は、第1し
きい値Pth1を越えたときのSHGレーザ3の出力P1
が最大出力Pmaxまでステップ的に増大するので、この
出力P1からは第1しきい値Pth1よりも僅かに小さな
第2しきい値Pth2が求められることになり、この第2
しきい値Pth2に基づいて該モード境界のギャップ電流
値ILDmbを求めることができる。また、第1しきい値P
th1がモード境界から外れて、つまりモード間で設定さ
れた場合は、第1しきい値Pth1を越えたときのSHG
レーザ3の出力P1が該第1しきい値Pth1と略同一と
なり、この出力P1からは第1しきい値Pth1よりも十
分に小さな第2しきい値Pth2が求められて、この第2
しきい値Pth2がモード境界で設定されるので、この第
2しきい値Pth2に基づいて該モード境界のギャップ電
流値ILDmbを求めることができる。これによって、ギャ
ップ電流値ILDmbを正確に求めて、的確なモード内波長
可変電流ILDmcを設定することができる。
That is, in the present embodiment, when the first threshold value Pth1 is set at the mode boundary, the output P1 of the SHG laser 3 when exceeding the first threshold value Pth1
Increases stepwise to the maximum output Pmax, so that a second threshold Pth2 slightly smaller than the first threshold Pth1 is obtained from the output P1.
The gap current value ILDmb at the mode boundary can be determined based on the threshold value Pth2. Also, the first threshold value P
When th1 deviates from the mode boundary, that is, is set between modes, the SHG when the first threshold value Pth1 is exceeded
The output P1 of the laser 3 becomes substantially the same as the first threshold value Pth1, and a second threshold value Pth2 sufficiently smaller than the first threshold value Pth1 is obtained from the output P1.
Since the threshold value Pth2 is set at the mode boundary, the gap current value ILDmb at the mode boundary can be obtained based on the second threshold value Pth2. As a result, the gap current value ILDmb can be accurately obtained, and the accurate in-mode wavelength variable current ILDmc can be set.

【0102】以上のような制御アルゴリズムを実現する
ための波長可変電流制御手段12は、第1実施形態と同
様に、好ましくは、光検出器10からの出力を入力する
A/D変換器と電流可変手段11を制御するためのD/
A変換器を備えたデジタルシグナルプロセッサー(DS
P)等を用いて構成し、ソフト的な処理を行う。
As in the first embodiment, the wavelength variable current control means 12 for realizing the control algorithm as described above preferably includes an A / D converter for inputting an output from the photodetector 10 and a current D / for controlling the variable means 11
Digital signal processor with DS converter (DS
P) or the like, and perform software processing.

【0103】このようにして半導体レーザ1のDBR領
域1−2に注入される波長可変電流をモード内波長可変
電流ILDmcに設定すれば、このモード内波長可変電流I
LDmcをモード境界のギャップ電流値から十分に離して設
定できるので、SHGレーザ3からの第2高調波パワー
を最大近傍で安定させることができる。
By setting the tunable current to be injected into the DBR region 1-2 of the semiconductor laser 1 in this way as the in-mode tunable current ILDmc, the in-mode tunable current ILDmc is set.
Since the LDmc can be set sufficiently away from the gap current value at the mode boundary, the second harmonic power from the SHG laser 3 can be stabilized near the maximum.

【0104】次に、第2実施形態の変形例を図10に示
す波長可変電流制御フローチャートに従って説明する。
Next, a modification of the second embodiment will be described with reference to a wavelength variable current control flowchart shown in FIG.

【0105】図10のフローチャートの処理と図9のフ
ローチャートの処理を比較すると、図9のフローチャー
トの処理においては波長可変電流を漸増させているのに
対して、図10のフローチャートの処理においては波長
可変電流を漸減させている点が異なる。
When comparing the processing of the flowchart of FIG. 10 with the processing of the flowchart of FIG. 9, the wavelength variable current is gradually increased in the processing of the flowchart of FIG. The difference is that the variable current is gradually reduced.

【0106】まず、波長可変電流制御手段12は、波長
可変電流制御開始コマンドに応答して、電流可変手段1
1を制御し、波長可変電流ILDに1ステップ0.5mA
の波長可変電流変化量δILDを減算して、波長可変電流
ILDを1ステップずつ0〜112mA程度の範囲で変化
させ、SHGレーザ3の最大出力Pmaxと、このときの
波長可変電流ILDpmaxを求める(ステップ401,40
2)。
First, the wavelength variable current control means 12 responds to the wavelength variable current control start command,
1 to control the wavelength variable current ILD to 0.5 mA per step.
Is subtracted from the wavelength variable current change .delta.ILD to change the wavelength variable current ILD one step at a time in the range of about 0 to 112 mA to obtain the maximum output Pmax of the SHG laser 3 and the wavelength variable current ILDpmax at this time (step 401, 40
2).

【0107】次に、波長可変電流制御手段12は、Pma
xのAA%(好ましくは70%程度)を第1しきい値Pt
h1として設定し、半導体レーザ1のヒステリシス特性の
影響を回避する処理を行った後、所定の範囲(例えばI
LDpmax±20mAの範囲)で、1ステップ0.5mAず
つ波長可変電流を減少させる(ステップ403)。そし
て、波長可変電流制御手段12は、第1しきい値Pth1
を越えたときのSHGレーザ3の出力P1を求める(ス
テップ404)。
Next, the wavelength variable current control means 12 sets Pma
AA% (preferably about 70%) of x is set to the first threshold value Pt
h1 and after performing a process of avoiding the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1, a predetermined range (for example, I
In the range of LDpmax ± 20 mA), the wavelength variable current is reduced by 0.5 mA per step (step 403). Then, the wavelength variable current control means 12 outputs the first threshold value Pth1
Then, the output P1 of the SHG laser 3 when it exceeds the threshold is obtained (step 404).

【0108】この後、波長可変電流制御手段12は、出
力P1のBB%(好ましくは70%)を第2しきい値P
th2として設定し、半導体レーザ1のヒステリシス特性
の影響を回避する処理を再度行った後、所定の範囲(例
えばILDpmax±20mAの範囲)で、1ステップ0.5
mAずつ波長可変電流を減少させる(ステップ40
5)。そして、SHGレーザ3の出力Pが第2しきい値
Pth2を越えたときの波長可変電流を求めて、この波長
可変電流をモード境界のギャップ電流値ILDmbとする
(ステップ406)。
Thereafter, the wavelength variable current control means 12 sets the BB% (preferably 70%) of the output P1 to the second threshold value P.
After setting the threshold value th2 and performing the processing for avoiding the influence of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1 again, a predetermined range (for example, a range of ILDpmax ± 20 mA) is used for one step.
The wavelength variable current is decreased by mA (step 40).
5). Then, a variable wavelength current when the output P of the SHG laser 3 exceeds the second threshold value Pth2 is obtained, and this variable wavelength current is set as a gap current value ILDmb at the mode boundary (step 406).

【0109】引き続いて、波長可変電流制御手段12
は、求めたモード境界のギャップ電流値ILDmbに1ステ
ップの波長可変電流変化量δILDの整数n倍に相当する
波長可変電流戻し量を減算し、モード間のモード内波長
可変電流ILDmcを求める(ステップ407)。
Subsequently, the wavelength variable current control means 12
Subtracts the tunable current return amount corresponding to an integer n times the tunable current change amount δILD in one step from the determined gap current value ILDmb at the mode boundary to obtain the intra-mode tunable current ILDmc between the modes (step 407).

【0110】波長可変電流戻し量は、モード間の幅が5
mAなので、好ましくは、nを5に選んで、2.5mA
程度に設定すればよい。これによって、モード内波長可
変電流ILDmcがモード間の略中心に対応する波長可変電
流に設定される。また、モード境界の第1波長可変電流
と次のモード境界の第2波長可変電流間の差電流に基づ
いて、波長可変電流戻し量を求めてもよい。この場合、
波長可変電流戻し量は、上記差電流の20〜80%の範
囲で適宜設定する。
The wavelength-variable current return amount is such that the width between modes is 5
mA, preferably, n is set to 5 and 2.5 mA
It should just be set to about. Thereby, the in-mode wavelength variable current ILDmc is set to a wavelength variable current corresponding to substantially the center between modes. Further, the wavelength variable current return amount may be obtained based on a difference current between the first wavelength variable current at the mode boundary and the second wavelength variable current at the next mode boundary. in this case,
The wavelength variable current return amount is appropriately set in the range of 20 to 80% of the difference current.

【0111】こうしてモード内波長可変電流ILDmcを求
めた後、波長可変電流制御手段12は、半導体レーザ1
のヒステリシス特性の影響を回避するための処理を行っ
てから、半導体レーザ1のDBR領域1−2に注入され
る波長可変電流を漸減させてモード内波長可変電流ILD
mcに設定する(ステップ408)。
After obtaining the in-mode wavelength variable current ILDmc in this way, the wavelength variable current control means 12
After the processing for avoiding the effect of the hysteresis characteristic of the semiconductor laser 1 is performed, the tunable current injected into the DBR region 1-2 of the semiconductor laser 1 is gradually reduced so that the in-mode tunable current ILD is reduced.
mc is set (step 408).

【0112】上記アルゴリズムにおいて、的確なモード
内波長可変電流ILDmcを設定するためには、次の様な各
条件を満足しなければならない。
In the above algorithm, in order to set an accurate in-mode wavelength variable current ILDmc, the following conditions must be satisfied.

【0113】(条件1)第1しきい値Pth1は、SHG
レーザ3の最大出力Pmaxに対応する波長可変電流ILDp
maxを越える側で、該最大出力Pmaxに最も近いモード境
界から、該波長可変電流ILDpmaxのモード境界に至るま
でのモード間におけるSHGレーザ3の出力の最大値P
mimax以下に設定されなければならない。
(Condition 1) The first threshold value Pth1 is SHG
The wavelength variable current ILDp corresponding to the maximum output Pmax of the laser 3
On the side exceeding max, the maximum value P of the output of the SHG laser 3 between modes from the mode boundary closest to the maximum output Pmax to the mode boundary of the tunable current ILDpmax.
Must be set below mimax.

【0114】この条件を式で表すと、次の式(4)のよ
うになる。
This condition is expressed by the following expression (4).

【0115】 Pmimax ≦ Pth1=Pmax×AA% …(4) (条件2)、SHGレーザ3の最大出力Pmaxに対応す
る波長可変電流ILDpmax越える側で、該最大出力Pmax
に最も近いモード境界において、ステップ的に変化する
SHGレーザ3の大きい方の出力Pmbupと小さい方の出
力Pmbdn間に設定されなければならない。
Pmimax ≦ Pth1 = Pmax × AA% (4) (Condition 2), on the side exceeding the wavelength variable current ILDpmax corresponding to the maximum output Pmax of the SHG laser 3, the maximum output Pmax
Must be set between the larger output Pmbup and the smaller output Pmbdn of the SHG laser 3 which changes stepwise at the mode boundary closest to.

【0116】この条件を式で表すと、次の式(5)のよ
うになる。
This condition is expressed by the following equation (5).

【0117】 Pmbdn < P1×BB% < Pmbup …(5) (条件3)上記式(4)におけるAA%と上記式(5)
におけるBB%との関係は、次の式(6)を満たさなけ
ればならない。
Pmbdn <P1 × BB% <Pmbup (5) (Condition 3) AA% in the above equation (4) and the above equation (5)
Must satisfy the following expression (6).

【0118】AA%<BB% …(6) 以上のような制御アルゴリズムを実現するための波長可
変電流制御手段12は、第1の実施形態と同様に、好ま
しくは、光検出器10からの出力を入力するA/D変換
器と電流可変手段11を制御するためのD/A変換器を
備えたデジタルシグナルプロセッサー(DSP)等を用
いて構成し、ソフト的な処理を行う。
AA% <BB% (6) The wavelength variable current control means 12 for realizing the above-described control algorithm is preferably an output from the photodetector 10, as in the first embodiment. And a digital signal processor (DSP) provided with a D / A converter for controlling the current variable means 11 and an A / D converter for inputting.

【0119】このようにして半導体レーザ1のDBR領
域1−2に注入される波長可変電流をモード内波長可変
電流ILDmcに設定すれば、このモード内波長可変電流I
LDmcをモード境界のギャップ電流値から十分に離して設
定できるので、SHGレーザ3からの第2高調波パワー
を最大近傍で安定させることができる。
When the tunable current injected into the DBR region 1-2 of the semiconductor laser 1 is set as the in-mode tunable current ILDmc in this manner, the in-mode tunable current ILDmc is set.
Since the LDmc can be set sufficiently away from the gap current value at the mode boundary, the second harmonic power from the SHG laser 3 can be stabilized near the maximum.

【0120】(第3実施形態)本実施形態では、上記第
1及び第2実施形態と同様に、波長可変電流を自動的に
設定しているが、これだけでなく、SHGレーザ3の温
度を自動的に制御して、SHG出力の第2高調波パワー
を最大近傍に設定し安定化させるている。
(Third Embodiment) In this embodiment, similarly to the first and second embodiments, the tunable current is automatically set. However, not only this, but also the temperature of the SHG laser 3 is automatically set. , The second harmonic power of the SHG output is set near the maximum and stabilized.

【0121】図11は、本発明の第3実施形態のSHG
レーザの安定化制御装置の概略構成を示すブロック図で
ある。図11においては、図1と同じ作用を果たす部位
に、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 11 shows an SHG according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a laser stabilization control device. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the portions that perform the same operations as in FIG. 1, and the description will be omitted.

【0122】本実施形態においては、温度制御手段7A
は、温度検出器6によって検出された半導体レーザ1の
温度を入力するだけでなく、上記SHGレーザ3の温度
制御を可能にするために、光検出器10によって検出さ
れたSHGレーザ3の第2高調波パワーを入力する。
In this embodiment, the temperature control means 7A
Is used to input not only the temperature of the semiconductor laser 1 detected by the temperature detector 6 but also the second temperature of the SHG laser 3 detected by the photodetector 10 in order to enable the temperature control of the SHG laser 3. Input harmonic power.

【0123】温度制御手段7Aは、温度検出器6によっ
て検出された温度と目標温度の差がゼロになるように温
度可変手段5に流れる電流を調整する。また、温度制御
手段7Aは、光検出器10によって検出されたSHGレ
ーザ3の出力が所定値となるように目標温度を制御す
る。
The temperature control means 7A adjusts the current flowing through the temperature variable means 5 so that the difference between the temperature detected by the temperature detector 6 and the target temperature becomes zero. Further, the temperature control means 7A controls the target temperature such that the output of the SHG laser 3 detected by the photodetector 10 becomes a predetermined value.

【0124】本実施形態のSHGレーザ安定化装置は、
好ましくは、第1及び第2実施形態と同様に、波長可変
電流制御を行い、波長可変電流をSHGレーザ3の出力
が最大近傍で安定するように制御した後、温度制御手段
7Aによって、温度目標値を変化させて、SHGレーザ
3の出力が最大になる温度を探査する。
The SHG laser stabilizing device of this embodiment is
Preferably, similarly to the first and second embodiments, the wavelength variable current control is performed so that the output of the SHG laser 3 is stabilized near the maximum, and then the temperature target is controlled by the temperature control unit 7A. By changing the value, the temperature at which the output of the SHG laser 3 is maximized is searched.

【0125】ここで、SHGレーザ3、特に半導体レー
ザ1の温度特性について、図12を用いて説明する。
Here, the temperature characteristics of the SHG laser 3, particularly the semiconductor laser 1, will be described with reference to FIG.

【0126】図12(a)は、半導体レーザ1の温度と
発振波長の関係を示すグラフである。図12(a)に示
すように、半導体レーザ1の温度1℃の変化に対して、
半導体レーザ1の発振波長が0.06nmだけ変化す
る。本実施形態の場合では、20℃のときに、半導体レ
ーザ1の発振波長が850nmである。
FIG. 12A is a graph showing the relationship between the temperature of the semiconductor laser 1 and the oscillation wavelength. As shown in FIG. 12A, when the temperature of the semiconductor laser 1 changes by 1 ° C.
The oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 changes by 0.06 nm. In the case of the present embodiment, at 20 ° C., the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 is 850 nm.

【0127】図12(b)は、半導体レーザ1の温度と
モード境界のギャップ電流値の関係を示すグラフであ
る。本実施形態では、半導体レーザ1の温度が25℃
で、波長可変電流が25mAのとき、半導体レーザ1の
出力がモードホップする。図12(b)のグラフは、こ
の波長可変電流(ギャップ電流値)が半導体レーザ1の
温度によって変化する特性を示している。本実施形態で
は、半導体レーザ1の温度を25℃から20℃に変化さ
せると、ギャップ電流値が25mAから23.5mAに
変化する。逆に、半導体レーザ1の温度が25℃から3
0℃に変化すると、ギャップ電流値が25mAから26
mAに変化する。
FIG. 12B is a graph showing the relationship between the temperature of the semiconductor laser 1 and the gap current value at the mode boundary. In the present embodiment, the temperature of the semiconductor laser 1 is 25 ° C.
When the wavelength variable current is 25 mA, the output of the semiconductor laser 1 makes a mode hop. The graph in FIG. 12B shows the characteristic that the wavelength variable current (gap current value) changes according to the temperature of the semiconductor laser 1. In the present embodiment, when the temperature of the semiconductor laser 1 is changed from 25 ° C. to 20 ° C., the gap current value changes from 25 mA to 23.5 mA. Conversely, the temperature of the semiconductor laser 1 is changed from 25 ° C. to 3
When the temperature changes to 0 ° C., the gap current value changes from 25 mA to 26
mA.

【0128】図12(c)は、半導体レーザ1の温度に
対するDBR領域1−2の波長特性を含む半導体レーザ
1の出力パワーの特性を示すグラフである。本実施形態
では、半導体レーザ1の温度20℃のときに、半導体レ
ーザ1の出力パワーが最大になるような特性となってい
る。
FIG. 12C is a graph showing the characteristics of the output power of the semiconductor laser 1 including the wavelength characteristics of the DBR region 1-2 with respect to the temperature of the semiconductor laser 1. In this embodiment, the characteristics are such that the output power of the semiconductor laser 1 is maximized when the temperature of the semiconductor laser 1 is 20 ° C.

【0129】次に、SHGレーザ3の温度に対するSH
Gレーザ3の出力パワー特性について図13を用いて説
明する。
Next, SH with respect to the temperature of the SHG laser 3
The output power characteristic of the G laser 3 will be described with reference to FIG.

【0130】図13(a)は、SHGデバイス2の温度
に対する波長特性を示すグラフである。本実施形態で
は、SHGデバイス2の波長特性は、0.035nm/
℃であって、20℃のときに波長850nmを入力する
と、425nmの第2高調波を出力する。
FIG. 13A is a graph showing wavelength characteristics of the SHG device 2 with respect to temperature. In the present embodiment, the wavelength characteristic of the SHG device 2 is 0.035 nm /
When a wavelength of 850 nm is input at 20 ° C., a second harmonic of 425 nm is output.

【0131】図13(b)は、SHGレーザ3の温度に
対する波長特性を示すグラフである。ここでは、半導体
レーザ1側からみたときのSHGレーザ3の波長特性を
示している。この場合、半導体レーザ1の上記波長特性
0.06nm/℃からSHGデバイス2の上記波長特性
0.035nm/℃を差し引いた結果がSHGレーザ3
の波長特性となる。したがって、SHGレーザ3の温度
に対する波長特性は0.025nm/℃である。
FIG. 13B is a graph showing wavelength characteristics of the SHG laser 3 with respect to temperature. Here, the wavelength characteristics of the SHG laser 3 when viewed from the semiconductor laser 1 side are shown. In this case, the result obtained by subtracting the above wavelength characteristic of 0.035 nm / ° C. of the SHG device 2 from the above wavelength characteristic of 0.06 nm / ° C. of the semiconductor laser 1 is the SHG laser 3.
Wavelength characteristic. Therefore, the wavelength characteristic of the SHG laser 3 with respect to the temperature is 0.025 nm / ° C.

【0132】図13(c)は、SHGデバイス2の理想
的な特性を前提として、SHGレーザ3の温度に対する
SHGレーザ3からの第2高調波パワー特性を示すグラ
フである。図13(c)のグラフに示すように、本実施
形態では、SHGデバイス2が理想的な特性を有してい
るとき、20℃のときに最大3mWの第2高調波出力を
得ることができる。そして、温度に対する第2高調波パ
ワー特性は20℃を中心に対称な特性となる。
FIG. 13C is a graph showing the second harmonic power characteristic from the SHG laser 3 with respect to the temperature of the SHG laser 3 on the assumption that the SHG device 2 has ideal characteristics. As shown in the graph of FIG. 13C, in the present embodiment, when the SHG device 2 has ideal characteristics, it is possible to obtain the second harmonic output of up to 3 mW at 20 ° C. . Then, the second harmonic power characteristic with respect to temperature is a characteristic symmetrical with respect to 20 ° C.

【0133】図13(d)は、SHGデバイス2のバラ
ツキのある特性を前提とし、SHGレーザ3の出力波長
に対するSHGレーザ3からの第2高調波パワーの特性
を示すグラフである。
FIG. 13D is a graph showing the characteristic of the second harmonic power from the SHG laser 3 with respect to the output wavelength of the SHG laser 3 on the assumption that the characteristic of the SHG device 2 varies.

【0134】SHGデバイス2の導波路が均一でない等
のSHGデバイス2のバラツキがある場合、例えば、図
13(d)のグラフに示すように、SHGレーザ3の波
長に対するSHGレーザ3の第2高調波パワーの特性
は、20℃を中心に非対称であって、かつ変曲点を2つ
有するような特性となる。この非対称性、変曲点の数と
その位置等はデバイスの特性によって変化する。
When there is a variation in the SHG device 2 such that the waveguide of the SHG device 2 is not uniform, for example, as shown in the graph of FIG. 13D, the second harmonic of the SHG laser 3 with respect to the wavelength of the SHG laser 3 The characteristics of the wave power are asymmetric around 20 ° C. and have two inflection points. The asymmetry, the number of inflection points and their positions vary depending on the characteristics of the device.

【0135】図13(e)は、SHGデバイス2のバラ
ツキのある特性を前提とし、SHGレーザ3の温度に対
するSHGレーザ3からの第2高調波パワーの特性を示
すグラフである。
FIG. 13E is a graph showing the characteristic of the second harmonic power from the SHG laser 3 with respect to the temperature of the SHG laser 3 on the assumption that the characteristic of the SHG device 2 varies.

【0136】SHGレーザ3の温度に対する波長特性が
線形なものであるため、図13(d)における横軸に対
して、波長の代わりに、SHGレーザ3の温度を当ては
めると、図13(e)のグラフが得られる。
Since the wavelength characteristic of the SHG laser 3 with respect to the temperature is linear, when the temperature of the SHG laser 3 is applied to the horizontal axis in FIG. 13D instead of the wavelength, FIG. Is obtained.

【0137】以上説明したように、SHGデバイス2の
導波路が不均一である等の特性的なバラツキがあると、
SHGレーザ3からの第2高調波パワーは、複数の変曲
点を有する特性となる。したがって、SHGレーザ3の
温度を変化させることによって、SHGレーザ3の出力
の最大値を探査する(例えば所定のステップで温度を変
化させて変曲点(=極大値)を探査する方法により第2
高調波パワーを最大に制御する)場合、各変曲点のうち
から最大の変曲点を的確に選択する必要がある。
As described above, if there is a characteristic variation such as an uneven waveguide of the SHG device 2,
The second harmonic power from the SHG laser 3 has a characteristic having a plurality of inflection points. Therefore, the maximum value of the output of the SHG laser 3 is searched for by changing the temperature of the SHG laser 3 (for example, by changing the temperature in a predetermined step to search for an inflection point (= maximum value),
In the case of controlling the harmonic power to the maximum), it is necessary to accurately select the maximum inflection point from the inflection points.

【0138】本実施形態においては、温度制御手段7A
によって、各変曲点のうちから最大の変曲点を的確に選
択し、この最大の変曲点の温度にSHGレーザ3の温度
を設定している。
In this embodiment, the temperature control means 7A
Thus, the maximum inflection point is accurately selected from the inflection points, and the temperature of the SHG laser 3 is set to the temperature of the maximum inflection point.

【0139】本実施形態におけるアルゴリズムの概略
は、まず第1及び第2実施形態と同様に、波長可変電流
をSHGレーザ3からの第2高調波パワーが最大近傍で
安定する様に制御し、この後に、温度制御手段7Aによ
って、第2高調波パワーが更に大きくなるSHGレーザ
3の温度を探索する。このとき、前述の様に複数の変曲
点が存在する場合の対策として、まず、SHGレーザ3
の初期温度に対して所定値低い温度から所定値高い温度
までの温度範囲で、目標温度を大きく変化させながら、
SHGレーザ3の出力と温度検出器6の出力を計測し
て、SHGレーザ3からの第2高調波パワーが最大とな
るSHGレーザ3の温度を探査する。これをラフ温度探
査と称す。この後、ラフ温度探査によって求めた温度近
傍で、所定温度幅のステップ、例えば1ステップ0.1
℃の温度幅で、SHGレーザ3の温度を変化させて、S
HGレーザ3の出力が最大になる温度を探査する。これ
をファイン温度探査と称す。
The outline of the algorithm in this embodiment is as follows. First, as in the first and second embodiments, the tunable current is controlled so that the second harmonic power from the SHG laser 3 is stabilized near the maximum. Later, the temperature of the SHG laser 3 at which the second harmonic power is further increased is searched by the temperature control means 7A. At this time, as a countermeasure when a plurality of inflection points exist as described above, first, the SHG laser 3 is used.
While the target temperature is largely changed in a temperature range from a predetermined value lower temperature to a predetermined value higher temperature with respect to the initial temperature of
The output of the SHG laser 3 and the output of the temperature detector 6 are measured to search for the temperature of the SHG laser 3 at which the second harmonic power from the SHG laser 3 becomes maximum. This is called rough temperature exploration. Thereafter, in the vicinity of the temperature determined by the rough temperature search, a step of a predetermined temperature width, for example, 0.1 step per step.
By changing the temperature of the SHG laser 3 within a temperature range of
The temperature at which the output of the HG laser 3 is maximized is searched. This is called fine temperature search.

【0140】次に、第3実施形態のSHGレーザの安定
化制御装置におけるアルゴリズムを図14、図15を詳
細に説明する。
Next, the algorithm in the SHG laser stabilization control device of the third embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

【0141】図14は、ラフ温度探査の制御フローチャ
ートである。
FIG. 14 is a control flowchart of the rough temperature search.

【0142】まず、温度制御手段7Aは、ラフ温度探査
開始コマンドに応答して、温度検出手段6によって検出
されたSHGレーザ3の初期温度(例えば22℃)に対
して、温度目標値を5℃低い下限温度17℃に設定し、
温度検出手段6によって検出されたSHGレーザ3の温
度を監視しつつ、温度可変手段5を制御して、SHGレ
ーザ3の温度を目標温度に調整する(ステップ50
1)。
First, in response to the rough temperature search start command, the temperature control means 7A sets the temperature target value to 5 ° C. with respect to the initial temperature (for example, 22 ° C.) of the SHG laser 3 detected by the temperature detecting means 6. Set the lower minimum temperature to 17 ° C,
While monitoring the temperature of the SHG laser 3 detected by the temperature detecting means 6, the temperature varying means 5 is controlled to adjust the temperature of the SHG laser 3 to the target temperature (step 50).
1).

【0143】次に、温度制御手段7Aは、SHGレーザ
3の温度が目標温度17℃近傍で安定になったことを確
認する(ステップ502)。引き続いて、温度制御手段
7Aは、目標温度を初期温度に対して5℃高い上限温度
27℃に設定し、SHGレーザ3の温度を監視しつつ、
温度可変手段5を制御して、SHGレーザ3の温度を目
標温度まで上昇させる。これによって、SHGレーザ3
の温度が17℃から27℃まで変化する。このとき、温
度制御手段7Aは、光検出器10の出力、つまりSHG
レーザ3の出力Pを監視して、該出力Pが最大となるS
HGレーザ3の温度Tpmax1を求める。この後、温度制
御手段7Aは、SHGレーザ3の温度が目標温度27℃
近傍で安定になったことを確認する(ステップ50
3)。
Next, the temperature control means 7A confirms that the temperature of the SHG laser 3 has become stable around the target temperature of 17 ° C. (step 502). Subsequently, the temperature control unit 7A sets the target temperature to the upper limit temperature 27 ° C., which is 5 ° C. higher than the initial temperature, and monitors the temperature of the SHG laser 3 while
The temperature of the SHG laser 3 is raised to the target temperature by controlling the temperature varying means 5. Thereby, the SHG laser 3
Changes from 17 ° C to 27 ° C. At this time, the temperature control means 7A outputs the output of the photodetector 10, ie, SHG
The output P of the laser 3 is monitored, and the output P becomes maximum S
The temperature Tpmax1 of the HG laser 3 is obtained. Thereafter, the temperature control means 7A determines that the temperature of the SHG laser 3 has reached the target temperature of 27 ° C.
Confirm that it has become stable in the vicinity (step 50)
3).

【0144】こうしてSHGレーザ3の出力Pが最大と
なるSHGレーザ3の温度Tpmax1を求めると、温度制
御手段7Aは、SHGレーザ3の温度を監視しつつ、温
度可変手段5を制御して、SHGレーザ3の温度を温度
Tpmax1に設定する(ステップ504)。
When the temperature Tpmax1 of the SHG laser 3 at which the output P of the SHG laser 3 is maximized is obtained, the temperature control means 7A controls the temperature variable means 5 while monitoring the temperature of the SHG laser 3, and The temperature of the laser 3 is set to the temperature Tpmax1 (step 504).

【0145】図15は、ファイン温度探査の制御フロー
チャートである。
FIG. 15 is a control flowchart of the fine temperature search.

【0146】まず、温度制御手段7Aは、ファイン探査
開始コマンドに応答して、ラフ温度探査によって設定さ
れた温度Tpmax1のときに光検出器10によって検出さ
れたSHGレーザ3の出力(Pn-1)をサンプリングす
る(ステップ601)。その後、温度制御手段7Aは、
目標温度を温度Tpmax1から所定ステップ幅、例えば1
ステップ0.1℃だけ高く設定し、温度検出手段6によ
って検出されたSHGレーザ3の温度を監視しつつ、温
度可変手段5を制御して、SHGレーザ3の温度を上昇
させ(ステップ602)、SHGレーザ3の出力Pnが
目標温度変更前の値より大きくなったか否かを判断する
(ステップ603)。SHGレーザ3の出力Pnが目標
温度変更前の値より大きくなった場合は(ステップ60
3,YES)、更に目標温度を0.1℃だけ高く設定し、
SHGレーザ3の温度を上昇させ(ステップ602)、
SHGレーザ3の出力Pnが目標温度変更前の値より大
きくなったか否かを判断する(ステップ603)。
First, in response to the fine search start command, the temperature control means 7A outputs the output (Pn-1) of the SHG laser 3 detected by the photodetector 10 at the temperature Tpmax1 set by the rough temperature search. Is sampled (step 601). Thereafter, the temperature control means 7A
The target temperature is set to a predetermined step width, for example, 1 from the temperature Tpmax1.
The temperature of the SHG laser 3 is set higher by 0.1 ° C. and the temperature of the SHG laser 3 is increased by controlling the temperature varying means 5 while monitoring the temperature of the SHG laser 3 detected by the temperature detecting means 6 (step 602). It is determined whether or not the output Pn of the SHG laser 3 has become larger than the value before the change in the target temperature (step 603). When the output Pn of the SHG laser 3 has become larger than the value before the target temperature change (step 60).
3, YES), and set the target temperature higher by 0.1 ° C.
The temperature of the SHG laser 3 is increased (step 602),
It is determined whether or not the output Pn of the SHG laser 3 has become larger than the value before the change in the target temperature (step 603).

【0147】SHGレーザ3の出力Pnが目標温度変更
前の値より小さくなった場合は(ステップ603,N
O)、温度制御手段7Aは、目標温度を1ステップ0.
1℃だけ低く設定し、温度検出手段6によって検出され
たSHGレーザ3の温度を監視しつつ、温度可変手段5
を制御して、SHGレーザ3の温度を下降させ(ステッ
プ604)、SHGレーザ3の出力Pnが目標温度変更
前の値より大きくなったか否かを判断する(ステップ6
05)。SHGレーザ3の出力Pnが目標温度変更前の
値より大きくなった場合は(ステップ605,YES)、
更に目標温度を0.1℃だけ低く設定し、SHGレーザ
3の温度を下降させ(ステップ604)、SHGレーザ
3の出力Pnが目標温度変更前の値より大きくなったか
否かを判断する(ステップ605)。
If the output Pn of the SHG laser 3 has become smaller than the value before the target temperature change (step 603, N
O), the temperature control means 7A sets the target temperature to 0.
The temperature of the SHG laser 3 detected by the temperature detecting means 6 is set to be lower by 1 ° C.
Is controlled to lower the temperature of the SHG laser 3 (step 604), and it is determined whether or not the output Pn of the SHG laser 3 has become larger than the value before the target temperature change (step 6).
05). If the output Pn of the SHG laser 3 has become larger than the value before the target temperature change (step 605, YES),
Further, the target temperature is set lower by 0.1 ° C., the temperature of the SHG laser 3 is lowered (step 604), and it is determined whether or not the output Pn of the SHG laser 3 has become larger than the value before the change of the target temperature (step 604). 605).

【0148】SHGレーザ3の出力Pnが目標温度変更
前の値より小さくなった場合は(ステップ605,N
O)、温度制御手段7Aは、目標温度を1ステップ分の
0.1℃だけ高く戻して、この目標温度を温度Tpmax2
として求め、SHGレーザ3の温度を1ステップ分の
0.1℃だけ上昇させて、SHGレーザ3の温度を温度
Tpmax2に設定して安定化させる(ステップ606)。
If the output Pn of the SHG laser 3 has become smaller than the value before the target temperature change (step 605, N
O), the temperature control means 7A raises the target temperature by 0.1 ° C. for one step and raises this target temperature to the temperature Tpmax2.
Then, the temperature of the SHG laser 3 is raised by 0.1 ° C. for one step, and the temperature of the SHG laser 3 is set to the temperature Tpmax2 and stabilized (step 606).

【0149】この様にSHGレーザ3の出力が増加する
方向に、目標温度を0.1℃ずつ変化させて、SHGレ
ーザ3の出力が増加から減少に変化したときの温度、つ
まり光検出器10出力の変曲点(=極大値)となる温度
Tpmax2を求めている。そして、目標温度を変曲点の温
度Tpmax2に設定して、ファイン温度探査を終了する。
As described above, the target temperature is changed in increments of 0.1 ° C. in the direction in which the output of the SHG laser 3 increases, and the temperature when the output of the SHG laser 3 changes from increase to decrease, ie, the photodetector 10 The temperature Tpmax2 at which the inflection point (= maximum value) of the output is obtained. Then, the target temperature is set to the inflection point temperature Tpmax2, and the fine temperature search ends.

【0150】以上説明したように、SHGデバイス2の
導波路が不均一である等の特性的なバラツキを原因とし
て、SHGレーザ3からの第2高調波パワーに複数の変
曲点があったとしても、第2高調波パワーが最大となる
温度に、SHGレーザ3の温度を確実に設定することが
できる。
As described above, it is assumed that there are a plurality of inflection points in the second harmonic power from the SHG laser 3 due to a characteristic variation such as an uneven waveguide of the SHG device 2. Also, the temperature of the SHG laser 3 can be set to a temperature at which the second harmonic power is maximized.

【0151】次に、ラフ温度探査の他の例を図16に示
す波長可変電流制御フローチャートに従って説明する。
Next, another example of the rough temperature search will be described with reference to the wavelength variable current control flowchart shown in FIG.

【0152】まず、温度制御手段7Aは、ラフ温度探査
開始コマンドに応答して、温度検出手段6によって検出
されたSHGレーザ3の初期温度(例えば22℃)より
も5℃低い下限温度17℃を設定し、更に下限温度17
℃よりも低い目標温度15℃を設定する(ステップ70
1)。そして、温度制御手段7Aは、SHGレーザ3の
温度が目標温度15℃に達する様に、温度可変手段5を
制御する。
First, in response to the rough temperature search start command, the temperature control means 7A sets the lower limit temperature 17 ° C. lower by 5 ° C. than the initial temperature (for example, 22 ° C.) of the SHG laser 3 detected by the temperature detecting means 6. Set, and lower limit temperature 17
A target temperature of 15 ° C. lower than the temperature is set (step 70).
1). Then, the temperature control means 7A controls the temperature variable means 5 so that the temperature of the SHG laser 3 reaches the target temperature of 15 ° C.

【0153】こうしてSHGレーザ3の温度を下降させ
ている途中、温度制御手段7Aは、SHGレーザ3の温
度が目標温度15℃に達する以前に、SHGレーザ3の
温度が下限温度17℃になったことを確認する(ステッ
プ702)。これに応答して、温度制御手段7Aは、S
HGレーザ3の初期温度22℃よりも5℃高い上限温度
27℃を設定し、更に上限温度27℃よりも高い目標温
度29℃を設定する。そして、温度制御手段7Aは、S
HGレーザ3の温度が目標温度29℃に達する様に、温
度可変手段5を制御する。このとき、温度制御手段7
は、SHGレーザ3の出力Pを監視して、該出力Pが最
大となるSHGレーザ3の温度Tpmax1を求める。この
後、温度制御手段7Aは、SHGレーザ3の温度が目標
温度27℃近傍に達したことを確認する(ステップ70
3)。
In the course of lowering the temperature of the SHG laser 3 in this way, the temperature control means 7A determines that the temperature of the SHG laser 3 has reached the lower limit temperature of 17 ° C. before the temperature of the SHG laser 3 reaches the target temperature of 15 ° C. Is confirmed (step 702). In response, the temperature control means 7A
The upper limit temperature 27 ° C. is set 5 ° C. higher than the initial temperature 22 ° C. of the HG laser 3, and the target temperature 29 ° C. higher than the upper limit temperature 27 ° C. is set. Then, the temperature control means 7A
The temperature varying means 5 is controlled so that the temperature of the HG laser 3 reaches the target temperature of 29 ° C. At this time, the temperature control means 7
Monitors the output P of the SHG laser 3 and obtains the temperature Tpmax1 of the SHG laser 3 at which the output P becomes maximum. Thereafter, the temperature control means 7A confirms that the temperature of the SHG laser 3 has reached a target temperature of about 27 ° C. (step 70).
3).

【0154】こうしてSHGレーザ3の出力Pが最大と
なるSHGレーザ3の温度Tpmax1を求めると、温度制
御手段7Aは、SHGレーザ3の温度を監視しつつ、温
度可変手段5を制御して、SHGレーザ3の温度を温度
Tpmax1に設定する(ステップ704)。
When the temperature Tpmax1 of the SHG laser 3 at which the output P of the SHG laser 3 is maximized is obtained, the temperature control means 7A controls the temperature variable means 5 while monitoring the temperature of the SHG laser 3, and The temperature of the laser 3 is set to the temperature Tpmax1 (step 704).

【0155】この様に下限温度よりも低い温度を目標温
度と設定すると共に、上限温度よりも高い温度を目標温
度として設定すると、SHGレーザ3の温度を下限温度
及び上限温度へと速やかに変化させることができるの
で、ラフ温度探査の制御時間を短縮することができる。
When the temperature lower than the lower limit temperature is set as the target temperature and the temperature higher than the upper limit temperature is set as the target temperature, the temperature of the SHG laser 3 is quickly changed to the lower limit temperature and the upper limit temperature. Therefore, the control time of the rough temperature search can be shortened.

【0156】以上のような制御アルゴリズムを実現する
ために温度制御手段7Aは、好ましくは、光検出器10
からの出力を入力するA/D変換器と、温度検出器6か
らの出力を入力するA/D変換器と、温度可変手段5を
制御するためのD/A変換器を備えたデジタルシグナル
プロセッサー(DSP)等を用いて構成し、ソフトウエ
ア的な処理を行う。
To realize the above control algorithm, the temperature control means 7A is preferably provided with a photodetector 10A.
Digital signal processor including an A / D converter for inputting an output from the A / D converter, an A / D converter for inputting an output from the temperature detector 6, and a D / A converter for controlling the temperature varying means 5. (DSP), etc., and perform software processing.

【0157】(第4実施形態)本実施形態では、上記第
1及び第2実施形態と同様に、波長可変電流を自動的に
設定しているが、これだけでなく、半導体レーザ1の活
性領域1−1に注入されるパワー可変電流を制御するこ
とによって、SHGレーザ3の出力を安定化させてい
る。
(Fourth Embodiment) In this embodiment, similarly to the first and second embodiments, the wavelength variable current is automatically set. However, not only this, but also the active region 1 of the semiconductor laser 1 is set. The output of the SHG laser 3 is stabilized by controlling the power variable current injected to −1.

【0158】図17は、本発明の第4実施形態のSHG
レーザの安定化制御装置の概略構成を示すブロック図で
ある。図17においては、図1の装置と同様の作用を果
たす部位には、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 17 shows an SHG according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a laser stabilization control device. In FIG. 17, portions that perform the same operations as those in the apparatus in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0159】図17において、14は、SHGレーザ3
からの光ビームを分割するビームスプリッターである。
16は、ビームスプリッター14で分割した一方のビー
ムを検出する第2光検出器である。15は、ビームスプ
リッター14で分割した他方のビームを赤外光カットフ
ィルター9を介して入力することによって、SHGレー
ザからの第2高調波レーザ光を検出する第1光検出器で
ある。17は、半導体レーザ1の活性領域1−1にパワ
ー可変電流を注入する電流可変手段である。18は、電
流可変手段17を制御して、半導体レーザ1の活性領域
1−1に注入するパワー可変電流を制御するパワー可変
電流制御手段である。
In FIG. 17, reference numeral 14 denotes an SHG laser 3
Is a beam splitter that splits a light beam from the light source.
Reference numeral 16 denotes a second photodetector that detects one of the beams split by the beam splitter 14. Reference numeral 15 denotes a first photodetector that detects the second harmonic laser light from the SHG laser by inputting the other beam split by the beam splitter 14 through the infrared light cut filter 9. Reference numeral 17 denotes current varying means for injecting a power variable current into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1. Reference numeral 18 denotes a power variable current control unit that controls the current variable unit 17 to control a power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1.

【0160】上記第1実施形態においては、定電流制御
手段8によって、半導体レーザ1の活性領域1−1に注
入する電流を一定にしていたのに対して、本実施形態に
おいては、パワー可変電流制御手段18によって、第1
光検出器15あるいは第2光検出器16の出力が一定に
なるように、電流可変手段17から半導体レーザ1の活
性領域1−1に注入されるパワー可変電流を制御してい
る点が異なる。
In the first embodiment, the current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 is made constant by the constant current control means 8. On the other hand, in the present embodiment, the power variable current is changed. By the control means 18, the first
The difference is that the power variable current injected from the current variable means 17 into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 is controlled so that the output of the photodetector 15 or the second photodetector 16 becomes constant.

【0161】本実施形態では、波長可変電流の制御に先
立ち、パワー可変電流制御手段18は、第2光検出器1
6の出力が一定となるように、半導体レーザ1の活性領
域1−1に注入するパワー可変電流を制御する。つま
り、パワー可変電流制御手段18は、SHGデバイス2
からの基本波パワーが一定になるように、半導体レーザ
1の活性領域1−1に注入するパワー可変電流を制御す
る。
In this embodiment, prior to the control of the wavelength variable current, the power variable current control means 18 controls the second photodetector 1.
The power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 is controlled so that the output of the semiconductor laser 6 becomes constant. That is, the power variable current control unit 18
The power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 is controlled such that the fundamental wave power from the semiconductor laser 1 becomes constant.

【0162】こうして基本波パワーが一定となるよう
に、パワー可変電流が制御されている状態で、好ましく
は、第1の実施形態と同様に、SHGレーザ3の温度が
一定となるように、温度制御を行いつつ、第1光検出器
15によって検出されたSHGレーザ3からの第2高調
波パワーが最大近傍でかつ安定になるように波長可変電
流を制御する。
In the state where the power variable current is controlled so that the fundamental wave power is constant, preferably, the temperature of the SHG laser 3 is kept constant, as in the first embodiment. While performing the control, the tunable current is controlled so that the second harmonic power from the SHG laser 3 detected by the first photodetector 15 is near the maximum and stable.

【0163】この波長可変電流制御が終了したら、パワ
ー可変電流制御手段18は、第1光検出器15の出力が
一定となるように、半導体レーザ1の活性領域1−1に
注入するパワー可変電流を制御する。つまり、パワー可
変電流制御手段18は、SHGデバイス2からの第2高
調波パワーが一定になるように、半導体レーザ1の活性
領域1−1に注入するパワー可変電流を制御する。
When the wavelength variable current control is completed, the power variable current control means 18 controls the power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 so that the output of the first photodetector 15 becomes constant. Control. That is, the power variable current control means 18 controls the power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 so that the second harmonic power from the SHG device 2 becomes constant.

【0164】ここで、波長可変電流を変化させた結果、
第1光検出器15の出力が増加すると、基本波パワーの
成分は減少する。本実施形態では、波長可変電流制御に
際し、基本波パワーが一定になるようにパワー可変電流
を制御しているので、波長可変電流の変化に対する第2
高調波パワーの変化率は、活性領域1−1に一定電流を
注入する第1実施形態と比べて大きくなる。したがっ
て、SHGレーザ3からの第2高調波パワーを最大近傍
で安定化させるための波長可変電流制御において、波長
可変電流の変化に対するSHGレーザ3からの第2高調
波パワーの検出感度を向上することができる。
Here, as a result of changing the wavelength variable current,
As the output of the first photodetector 15 increases, the component of the fundamental power decreases. In the present embodiment, since the power variable current is controlled so that the fundamental wave power is kept constant in the wavelength variable current control, the second variable power control for the change in the wavelength variable current is performed.
The rate of change of the harmonic power is larger than in the first embodiment in which a constant current is injected into the active region 1-1. Therefore, in the wavelength variable current control for stabilizing the second harmonic power from the SHG laser 3 near its maximum, the detection sensitivity of the second harmonic power from the SHG laser 3 to a change in the wavelength variable current is improved. Can be.

【0165】また、本実施形態においては、波長可変電
流制御後に、SHGレーザ3からの第2高調波パワーが
一定となるように、パワー可変電流を制御しているの
で、より安定した第2高調波パワーを得ることができ
る。
Further, in this embodiment, after the wavelength variable current control, the power variable current is controlled so that the second harmonic power from the SHG laser 3 becomes constant. Wave power can be obtained.

【0166】(第5実施形態)本実施形態では、上記第
1及び第2実施形態と同様に、波長可変電流を自動的に
設定しているが、これだけでなく、SHGレーザ3の温
度を自動的に制御すると共に、半導体レーザ1の活性領
域1−1に注入される電流を制御することによって、S
HGレーザ3の出力を安定化させている。
(Fifth Embodiment) In this embodiment, similarly to the first and second embodiments, the tunable current is automatically set. However, not only this, but also the temperature of the SHG laser 3 is automatically set. By controlling the current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1,
The output of the HG laser 3 is stabilized.

【0167】図18は、本発明の第5実施形態のSHG
レーザの安定化制御装置の概略構成を示すブロック図で
ある。図18においては、図17の装置と同様の作用を
果たす部位には、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 18 shows an SHG according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a laser stabilization control device. In FIG. 18, the same reference numerals are given to the portions that perform the same operations as those of the device in FIG. 17, and the description is omitted.

【0168】本実施形態の装置においては、図17の装
置における温度制御手段7の代わりに、温度制御手段7
Aを適用している点が主に異なり、上記第3実施形態と
同様に、SHGレーザ3からの第2高調波パワーが最大
となる様なSHGレーザ3の温度を探査する(以下温度
探査と称す)。
In the apparatus of this embodiment, the temperature control means 7 is replaced with the temperature control means 7 in the apparatus of FIG.
A is mainly different in that A is applied, and similarly to the third embodiment, the temperature of the SHG laser 3 is searched such that the second harmonic power from the SHG laser 3 is maximized (hereinafter referred to as the temperature search). Name).

【0169】本実施形態では、波長可変電流制御及び温
度探査を行う場合、パワー可変電流制御手段18は、第
2光検出器16の出力が一定となるように、半導体レー
ザ1の活性領域1−1に注入するパワー可変電流を制御
する。つまり、パワー可変電流制御手段18は、SHG
レーザ3からの基本波パワーが一定になるように、半導
体レーザ1の活性領域1−1に注入するパワー可変電流
を制御する。
In the present embodiment, when performing the wavelength variable current control and the temperature search, the power variable current control means 18 controls the active region 1- of the semiconductor laser 1 so that the output of the second photodetector 16 becomes constant. The power variable current to be injected into the device 1 is controlled. That is, the power variable current control means 18
The power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 is controlled so that the fundamental wave power from the laser 3 becomes constant.

【0170】こうして基本波パワーが一定となるよう
に、パワー可変電流が制御されている状態で、好ましく
は、第1実施形態と同様に、波長可変電流制御を行い、
波長可変電流をSHGレーザ3の出力が最大近傍で安定
するように制御した後、第3の実施形態と同様に、温度
制御手段7Aによって、温度目標値を変化させて、SH
Gレーザ3の出力が最大になる温度を探査する。
In the state where the power variable current is controlled so that the fundamental wave power is constant, preferably, the wavelength variable current control is performed similarly to the first embodiment.
After controlling the wavelength tunable current so that the output of the SHG laser 3 is stabilized near the maximum, the temperature target is changed by the temperature control means 7A and the SH is controlled in the same manner as in the third embodiment.
The temperature at which the output of the G laser 3 is maximized is searched.

【0171】波長可変電流制御及び温度探査が終了した
ら、パワー可変電流制御手段18は第1光検出器15の
出力が一定となるように、半導体レーザ1の活性領域1
−1に注入するパワー可変電流を制御する。つまり、S
HGデバイス2出力の第2高調波パワーが一定になるよ
うに、半導体レーザ1の活性領域1−1に注入するパワ
ー可変電流を制御する。
When the wavelength variable current control and the temperature search are completed, the power variable current control means 18 controls the active region 1 of the semiconductor laser 1 so that the output of the first photodetector 15 becomes constant.
The power variable current injected to -1 is controlled. That is, S
The power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 is controlled so that the second harmonic power of the output of the HG device 2 becomes constant.

【0172】ここで、波長可変電流を変化させた結果あ
るいは温度探査した結果、第1光検出器15の出力が増
加すると、基本波のパワー成分は減少する。本実施形態
では、波長可変電流制御に際し、基本波パワーが一定に
なるようにパワー可変電流を制御しているので、波長可
変電流の変化に対する第2高調波パワーの変化率は、活
性領域1−1に一定電流を注入する第1実施形態と比べ
て大きくなる。したがって、SHGレーザ3からの第2
高調波パワーを最大近傍で安定化させるための波長可変
電流制御や温度探査において、波長可変電流の変化に対
するSHGレーザ3からの第2高調波パワーの検出感度
を向上することができる。
Here, when the output of the first photodetector 15 increases as a result of changing the wavelength variable current or as a result of temperature search, the power component of the fundamental wave decreases. In the present embodiment, in the wavelength variable current control, the power variable current is controlled so that the fundamental wave power is constant. Therefore, the rate of change of the second harmonic power with respect to the change of the wavelength variable current is the active region 1−. 1 is larger than in the first embodiment in which a constant current is injected. Therefore, the second from the SHG laser 3
In the wavelength variable current control and the temperature search for stabilizing the harmonic power near the maximum, the detection sensitivity of the second harmonic power from the SHG laser 3 to the change in the wavelength variable current can be improved.

【0173】また、本実施形態においては、波長可変電
流制御後に、SHGレーザ3からの第2高調波パワーが
一定となるように、パワー可変電流を制御しているの
で、より安定した第2高調波パワーを得ることができ
る。
Further, in this embodiment, after the wavelength variable current control, the power variable current is controlled so that the second harmonic power from the SHG laser 3 becomes constant. Wave power can be obtained.

【0174】(第6実施形態)本実施形態では、上記第
5実施形態のSHGレーザの安定化制御装置を適用した
光ディスク記録再生装置を示す。
(Sixth Embodiment) This embodiment shows an optical disk recording / reproducing apparatus to which the SHG laser stabilization control apparatus of the fifth embodiment is applied.

【0175】図19は、本発明の第6実施形態の光ディ
スク記録再生装置を示している。図19においては、図
18の装置と同様の作用を果たす部位には、同じ符号を
付している。
FIG. 19 shows an optical disk recording / reproducing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 19, parts that perform the same operations as those in the apparatus in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals.

【0176】本実施形態の光ディスク記録再生装置は、
図19から明らかな様に、図18のSHGレーザの安定
化制御装置を備えるだけでなく、コリメータレンズ1
9、フォーカシングレンズ20、ミラー21、対物レン
ズ22、レンズホルダ23、永久磁石24a、永久磁石
24b、板バネ25a、板バネ25b、コイル26a、
コイル26b、ディスク27を備えている。
The optical disk recording / reproducing apparatus of the present embodiment comprises:
As is clear from FIG. 19, not only is the stabilization control device for the SHG laser shown in FIG.
9, focusing lens 20, mirror 21, objective lens 22, lens holder 23, permanent magnet 24a, permanent magnet 24b, leaf spring 25a, leaf spring 25b, coil 26a,
A coil 26b and a disk 27 are provided.

【0177】図19のSHGレーザの安定化制御装置に
おいては、図18の装置とその機能が異なるので若干の
説明を補足する。
The function of the SHG laser stabilization control device shown in FIG. 19 is different from that of the device shown in FIG.

【0178】図19において、SHGレーザ3からの出
射光は、コリメータレンズ19で略平行光にされてから
赤外光カットフィルタ9へ入射される。赤外光カットフ
ィルタ9は、入射光の基本波成分をカットして第2高調
波のみのレーザ光を出力する。第2高調波のみのレーザ
光は、ビームスプリッター14Aへ入力される。ビーム
スプリッター14Aは、第2高調波のレーザ光の一部を
反射して、その反射光が第1光検出器15へ入力され
る。この第1光検出器15によって検出された第2高調
波が最大値近傍で安定するように、上記第5実施形態と
略同様に、波長可変電流制御、温度探査、及びパワー可
変電流を制御している。ただし、SHGレーザ3からの
基本波を検出していないので、上記第5実施形態とは若
干異なる制御を行うことになる。
In FIG. 19, the light emitted from the SHG laser 3 is made substantially collimated by the collimator lens 19 before being incident on the infrared light cut filter 9. The infrared light cut filter 9 cuts out the fundamental wave component of the incident light and outputs a laser light of only the second harmonic. The laser light of only the second harmonic is input to the beam splitter 14A. The beam splitter 14 </ b> A reflects a part of the second harmonic laser light, and the reflected light is input to the first photodetector 15. The wavelength variable current control, the temperature search, and the power variable current are controlled in substantially the same manner as in the fifth embodiment so that the second harmonic detected by the first photodetector 15 is stabilized near the maximum value. ing. However, since the fundamental wave from the SHG laser 3 is not detected, control slightly different from that in the fifth embodiment is performed.

【0179】本実施形態の図19に示すパワー可変電流
制御手段18Aと、上記第8実施形態の図18に示すパ
ワー可変電流制御手段18によるSHGレーザの安定化
制御の異なる点は、次の通りである。
The difference between the power variable current control means 18A of this embodiment shown in FIG. 19 and the stabilization control of the SHG laser by the power variable current control means 18 shown in FIG. 18 of the eighth embodiment is as follows. It is.

【0180】図18においては、赤外光カットフィルタ
9を通過する前に、SHGレーザ3の出射光の一部をビ
ームスプリッタ14で反射し、その反射光、つまり基本
波を第2光検出器16によって検出し、この第2光検出
器16の検出出力をパワー可変電流制御手段18に入力
している。波長可変電流制御に際し、パワー可変電流制
御手段18は、第2光検出器16の出力に基づいてSH
Gレーザ3からの基本波パワーが一定になるように制御
している。
In FIG. 18, before passing through the infrared light cut filter 9, a part of the light emitted from the SHG laser 3 is reflected by the beam splitter 14, and the reflected light, that is, the fundamental wave is converted to a second photodetector. The detection output of the second photodetector 16 is input to the power variable current control means 18. At the time of the wavelength variable current control, the power variable current control means 18 controls the SH based on the output of the second photodetector 16.
The control is performed so that the fundamental wave power from the G laser 3 becomes constant.

【0181】これに対して、本実施形態の図19におい
ては、SHGレーザ3から赤外光カットフィルタ9を介
して第2高調波を第1光検出器15によって検出し、こ
の第1光検出器15の検出出力のみをパワー可変電流制
御手段18Aに入力している。従って、パワー可変電流
制御手段18Aは、SHGレーザ3からの基本波パワー
を認識することができず、このために波長可変電流制御
に際しては、半導体レーザ1の活性領域1−1に一定の
電流を注入している。
On the other hand, in FIG. 19 of the present embodiment, the second harmonic is detected by the first photodetector 15 from the SHG laser 3 via the infrared light cut filter 9, and the first photodetection is performed. Only the detection output of the detector 15 is input to the power variable current control means 18A. Therefore, the power variable current control unit 18A cannot recognize the fundamental wave power from the SHG laser 3, and therefore, in controlling the wavelength variable current, a constant current is applied to the active region 1-1 of the semiconductor laser 1. Injecting.

【0182】しかしながら、パワー可変電流制御手段1
8Aは、パワー可変電流制御手段18と同様に、波長可
変電流制御後に、SHGレーザ3からの第2高調波パワ
ーが一定となるように、パワー可変電流を制御すること
ができるので、より安定した第2高調波パワーを得るこ
とができる。
However, the power variable current control means 1
8A, like the power variable current control means 18, can control the power variable current so that the second harmonic power from the SHG laser 3 becomes constant after the wavelength variable current control, so that more stable Second harmonic power can be obtained.

【0183】さて、図19において、ビームスプリッタ
ー14Aを透過した第2高調波のレーザ光は、ミラー2
1で反射されて、その反射光は対物レンズ22へ入力さ
れる。対物レンズ22は、入力された第2高調波レーザ
光を収束してディスク27上に照射する。ディスク27
で反射された第2高調波のレーザ光は、対物レンズ22
を通過後、ミラー21で反射されてビームスプリッター
14Aへ入力される。ディスクからの第2高調波のレー
ザ光は、ビームスプリッター14Aで反射されて、フォ
ーカシングレンズ20へ入力される。フォーカシングレ
ンズ20は、ディスクからの第2高調波レーザ光を収束
して第3光検出器28へ入力する。
In FIG. 19, the laser beam of the second harmonic transmitted through the beam splitter 14A is
The reflected light is input to the objective lens 22. The objective lens 22 converges the input second harmonic laser light and irradiates it onto the disk 27. Disk 27
The second harmonic laser light reflected by the objective lens 22
Is reflected by the mirror 21 and input to the beam splitter 14A. The second harmonic laser light from the disk is reflected by the beam splitter 14A and input to the focusing lens 20. The focusing lens 20 converges the second harmonic laser light from the disk and inputs the laser light to the third photodetector 28.

【0184】第3光検出器28は、後述する光ディスク
におけるサーボ用のエラー信号を生成するために、分割
された複数の光検出器を備えている。第3光検出器28
は、好ましくは4分割されており、分割された各光検出
器の出力に基づいて、公知の非点収差法等によってフォ
ーカスエラーを検出し、公知のプッシュプル法等によっ
てトラッキングエラーを検出することができる。また、
各光検出器の出力の和に基づいて、ディスクに記録され
ている情報を再生し、再生信号を得ることができる。
The third photodetector 28 includes a plurality of divided photodetectors in order to generate a servo error signal in an optical disk described later. Third photodetector 28
Is preferably divided into four, and based on the output of each divided photodetector, a focus error is detected by a known astigmatism method or the like, and a tracking error is detected by a known push-pull method or the like. Can be. Also,
Based on the sum of the outputs of the respective photodetectors, information recorded on the disc can be reproduced to obtain a reproduced signal.

【0185】このように構成された光ディスク装置は、
この装置の起動時、図示省略のスピンドルモータ上に装
着されたディスクが回転した状態で、SHGレーザの安
定化制御を行う。
The optical disk device configured as above is
When the apparatus is started, the stabilization control of the SHG laser is performed in a state where the disk mounted on a spindle motor (not shown) is rotating.

【0186】SHGレーザ3の出力として、安定かつ所
望の出力が得られるようになった状態で、第3光検出器
28の出力に基づいて、ディスク27上に照射された第
2高調波レーザ光の収束状態を示すフォーカスエラー信
号を生成し、このフォーカスエラー信号に基づいて、コ
イル26a、コイル26b、板バネ25a、板バネ25
b、永久磁石24a、永久磁石24bから概略構成され
たフォーカスアクチュエータによって、レンズホルダ2
3及び対物レンズ22をディスク27に対して略垂直な
方向に移動し、ディスク27上に照射された第2高調波
レーザ光の収束状態を制御する。これをフォーカスサー
ボと称す。
In the state where a stable and desired output can be obtained as the output of the SHG laser 3, the second harmonic laser beam irradiated on the disk 27 based on the output of the third photodetector 28 Is generated, and a coil 26a, a coil 26b, a leaf spring 25a, and a leaf spring 25a are generated based on the focus error signal.
b, a permanent magnet 24a, and a focus actuator schematically constituted by a permanent magnet 24b.
3 and the objective lens 22 are moved in a direction substantially perpendicular to the disk 27, and the convergence state of the second harmonic laser light irradiated on the disk 27 is controlled. This is called a focus servo.

【0187】また、フォーカスサーボを動作させた後、
第3光検出器28の出力に基づいて、ディスク27のト
ラックに対する第2高調波のレーザ光の照射位置ずれを
示すトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキン
グエラー信号に基づいて、第2高調波のレーザ光がディ
スク27のトラックを追従するように制御する。これを
トラッキングサーボと称す。
Also, after operating the focus servo,
Based on the output of the third photodetector 28, a tracking error signal indicating the deviation of the irradiation position of the second harmonic laser beam with respect to the track of the disk 27 is generated, and based on the tracking error signal, a tracking error signal of the second harmonic is generated. The laser beam is controlled so as to follow the track on the disk 27. This is called a tracking servo.

【0188】上記フォーカスサーボ、トラッキングサー
ボ等を行った状態で、第3光検出器28の分割された各
光検出器の出力信号の和から、ディスク27の情報を再
生することができる。
With the focus servo, tracking servo, etc., the information on the disk 27 can be reproduced from the sum of the output signals of the divided photodetectors of the third photodetector.

【0189】また、波長可変電流の制御を行って、SH
Gレーザ3の出力を安定させた状態で、パワー可変電流
手段18によって半導体レーザ1の活性領域1−1に注
入するパワー可変電流を調整して、SHGレーザ3から
の第2高調波のレーザ光の強度を適宜に変更する。これ
によって、ディスク27に情報を記録するのに必要な第
2高調波のレーザ光の強度、ディスク27の情報を消去
するのに必要な第2高調波のレーザ光の強度、ディスク
27の情報を再生するのに必要な第2高調波のレーザ光
の強度を選択的に設定することができる。
Further, by controlling the wavelength variable current, SH
In a state where the output of the G laser 3 is stabilized, the power variable current injected into the active region 1-1 of the semiconductor laser 1 is adjusted by the power variable current means 18, and the second harmonic laser light from the SHG laser 3 is adjusted. Is appropriately changed. As a result, the intensity of the second harmonic laser light required for recording information on the disk 27, the intensity of the second harmonic laser light required for erasing the information on the disk 27, and the information on the disk 27 are reduced. The intensity of the second harmonic laser light required for reproduction can be selectively set.

【0190】以上説明したように、上記第5実施形態の
SHGレーザの安定化制御装置を適用した光ディスク記
録再生装置においては、光ディスク上の面記録密度を向
上してかつ安定な記録再生特性を得ることができる。
As described above, in the optical disk recording / reproducing apparatus to which the SHG laser stabilization control device of the fifth embodiment is applied, the areal recording density on the optical disk is improved and stable recording / reproducing characteristics are obtained. be able to.

【0191】なお、上記各実施形態では、SHGレーザ
の出射光強度を検出して、この出射光強度がステップ的
に変化するときがモード境界であるとみなしているが、
これに限定されるものでなく、SHGレーザの出射光の
波長がステップ的に変化するときにモード境界であると
みなし、このときのSHGレーザの出射光強度やその変
化を求める様にしても構わない。
In each of the above embodiments, the intensity of the emitted light of the SHG laser is detected, and the time when the intensity of the emitted light changes stepwise is regarded as the mode boundary.
However, the present invention is not limited to this. When the wavelength of the emitted light of the SHG laser changes stepwise, it is regarded as a mode boundary, and the intensity of the emitted light of the SHG laser and its change at this time may be obtained. Absent.

【0192】[0192]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のSHGレー
ザの安定化制御装置によれば、DBR半導体レーザの発
振波長がモードホップを起こし得ない範囲で、波長可変
電流を自動的に設定して、SHG出力の第2高調波パワ
ーを安定化させることができる。
As described above, according to the SHG laser stabilization control device of the present invention, the wavelength variable current is automatically set within a range where the oscillation wavelength of the DBR semiconductor laser cannot cause a mode hop. Thus, the second harmonic power of the SHG output can be stabilized.

【0193】また、SHGレーザの出射光の第2高調波
パワーに複数の極大値が存在する場合でも、最大の第2
高調波パワーを正確に認識して、この最大の第2高調波
パワーに対応するSHGレーザの温度を判定することが
できる。
Further, even when a plurality of local maxima exist in the second harmonic power of the output light of the SHG laser, the maximum
By accurately recognizing the harmonic power, the temperature of the SHG laser corresponding to the maximum second harmonic power can be determined.

【0194】更に、SHGレーザの温度制御を正確かつ
速やかに行うことができる。
Further, temperature control of the SHG laser can be performed accurately and promptly.

【0195】また、半導体レーザの活性領域に注入する
電流を定電圧駆動により制御しつつ、半導体レーザの出
力特性を一定に保つことができる。
The output characteristics of the semiconductor laser can be kept constant while controlling the current injected into the active region of the semiconductor laser by constant voltage driving.

【0196】本発明の光ディスク記録再生装置において
は、上述したSHGレーザの安定化制御装置を適用して
いるので、光ディスク上の面記録密度を向上してかつ安
定な記録再生特性を得ることができる。
In the optical disk recording / reproducing device of the present invention, since the above-described SHG laser stabilization control device is applied, the surface recording density on the optical disk can be improved and stable recording / reproducing characteristics can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態のSHGレーザの安定化
制御装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an SHG laser stabilization control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】SHGデバイスの特性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing characteristics of an SHG device.

【図3】半導体レーザのDBR領域に注入される波長可
変電流と半導体レーザの出力波長の関係を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a wavelength variable current injected into a DBR region of a semiconductor laser and an output wavelength of the semiconductor laser.

【図4】半導体レーザの波長可変電流とSHGレーザの
第2高調波パワーの関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a wavelength variable current of a semiconductor laser and a second harmonic power of an SHG laser.

【図5】本発明の第1実施形態の波長可変電流制御アル
ゴリズムを説明するために用いたグラフである。
FIG. 5 is a graph used for explaining a wavelength variable current control algorithm according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施形態の波長可変電流制御を示
すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating wavelength variable current control according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施形態の変形例の波長可変電流
制御を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a wavelength variable current control according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施形態の波長可変電流制御アル
ゴリズムを説明するために用いたグラフである。
FIG. 8 is a graph used to explain a wavelength variable current control algorithm according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施形態の波長可変電流制御を示
すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating wavelength variable current control according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2実施形態の変形例の波長可変電
流制御を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a wavelength variable current control according to a modification of the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3実施形態のSHGレーザの安定
化制御装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an SHG laser stabilization control device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】(a)は半導体レーザの温度と発振波長の関
係を示すグラフ、(b)は半導体レーザの温度とモード
境界のギャップ電流値の関係を示すグラフ、(c)は半
導体レーザの温度に対するDBR領域の波長特性を含む
半導体レーザの出力パワーの特性を示すグラフである。
12A is a graph showing the relationship between the temperature of the semiconductor laser and the oscillation wavelength, FIG. 12B is a graph showing the relationship between the temperature of the semiconductor laser and the gap current value at the mode boundary, and FIG. 12C is the temperature of the semiconductor laser. 6 is a graph showing output power characteristics of a semiconductor laser including wavelength characteristics of a DBR region with respect to FIG.

【図13】(a)はSHGデバイスの温度に対する波長
特性を示すグラフ、(b)はSHGレーザの温度に対す
る波長特性を示すグラフ、(c)は理想的な特性を持つ
SHGデバイスを前提とした、SHGレーザの温度に対
する第2高調波パワー特性を示すグラフ、(d)はバラ
ツキのある特性を持つSHGデバイスを前提とした、S
HGレーザの出力波長に対する第2高調波パワーの特性
を示すグラフ、(e)はバラツキのある特性を持つSH
Gデバイスを前提とした、SHGレーザの温度に対する
第2高調波パワーの特性を示すグラフである。
13A is a graph showing the wavelength characteristic of the SHG device with respect to temperature, FIG. 13B is a graph showing the wavelength characteristic of the SHG laser with respect to temperature, and FIG. 13C is based on the assumption that the SHG device has ideal characteristics. , A graph showing the second harmonic power characteristics with respect to the temperature of the SHG laser, and (d) shows the SHG device having a variation characteristic.
A graph showing the characteristics of the second harmonic power with respect to the output wavelength of the HG laser.
6 is a graph showing a characteristic of a second harmonic power with respect to a temperature of an SHG laser on the assumption that a G device is used.

【図14】本発明の第3実施形態のラフ温度探査の制御
を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart illustrating control of rough temperature search according to the third embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第3実施形態のファイン温度探査の
制御を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart illustrating control of fine temperature search according to the third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第3実施形態のラフ温度探査の他の
制御を示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing another control of the rough temperature search according to the third embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第4実施形態のSHGレーザの安定
化制御装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an SHG laser stabilization control device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第5実施形態のSHGレーザの安定
化制御装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an SHG laser stabilization control device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第6実施形態の光ディスク記録再生
装置を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing an optical disc recording / reproducing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図20】分極反転型導波路デバイスを用いた従来のブ
ルー光源の概略構成図である。
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a conventional blue light source using a domain-inverted waveguide device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ 2 SHGデバイス 3 SHGレーザ 4 基材 5 温度可変手段 6 温度検出器 7,7A 温度制御手段 8 定電流制御手段 9 赤外光カットフィルター 10 光検出器 11 電流可変手段 12 波長可変電流制御手段 14 ビームスプリッター 15 第1光検出器 16 第2光検出器 17 電流可変手段 18 パワー可変電流制御手段 21 ミラー 22 対物レンズ 23 レンズホルダ 24a,24b 永久磁石 25a,25b 板バネ 26a,26b コイル 27 ディスク 28 第3光検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 SHG device 3 SHG laser 4 Substrate 5 Temperature variable means 6 Temperature detector 7, 7A Temperature control means 8 Constant current control means 9 Infrared light cut filter 10 Photodetector 11 Current variable means 12 Wavelength variable current control Means 14 Beam splitter 15 First photodetector 16 Second photodetector 17 Current variable means 18 Power variable current control means 21 Mirror 22 Objective lens 23 Lens holder 24a, 24b Permanent magnet 25a, 25b Leaf spring 26a, 26b Coil 27 Disk 28 Third photodetector

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−181390(JP,A) IEE Proceedings− J,138[2],p.171−177 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 G02F 1/37 Continuation of front page (56) References JP-A-8-181390 (JP, A) IEEE Proceedings-J, 138 [2], p. 171-177 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 G02F 1/37

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 波長可変電流の変化に応答して波長
テップ的に変化させるDBR部を有する半導体レーザ、
及び前記半導体レーザの出射光の波長を短い波長に変換
する波長変換素子を含むSHGレーザと、 前記SHGレーザの出射光の波長のステップ的な変化を
検出する光検出手段と、 前記半導体レーザの波長を変化させるために該DBR部
に供給される波長可変電流を変化させる電流可変手段
と、前記電流可変手段を制御することにより、波長可変電流
の漸増及び漸減のいずれかを行って、前記光検出手段出
力のステップ的な変化が最大となる波長可変電流のギャ
ップ電流値と前記光検出手段の出力が最大となる出力最
大電流値を求め、ギャップ電流値と出力最大電流値の関
係により前記ギャップ電流値に対し所定電流値を加算ま
たは減算することにより、波長可変電流値を設定する
長可変電流制御手段とを具備したSHGレーザの安定化
制御装置。
1. A semiconductor laser having a scan <br/> step varying makes DBR portion wavelength in response to a change in the wavelength variable current,
An SHG laser including a wavelength conversion element for converting the wavelength of the emitted light of the semiconductor laser into a short wavelength; a light detecting unit for detecting a stepwise change in the wavelength of the emitted light of the SHG laser; A current variable means for changing a wavelength variable current supplied to the DBR unit to change the current , and a wavelength variable current by controlling the current variable means.
Of the light detection means.
Gap of the tunable current that maximizes the step change in force
Output current at which the peak current value and the output of the photodetector become maximum.
Find the large current value and determine the relationship between the gap current value and the maximum output current value.
A predetermined current value to the gap current value.
Or an SHG laser stabilization control device comprising a wavelength variable current control means for setting a wavelength variable current value by subtraction .
【請求項2】 前記光検出手段は、前記SHGレーザの
出射光強度を検出する請求項1に記載のSHGレーザの
安定化制御装置。
2. The SHG laser stabilization control device according to claim 1, wherein said light detecting means detects an output light intensity of said SHG laser.
【請求項3】 前記波長可変電流制御手段は、十分小さ
な値から前記SHGレーザの出射光強度が最大となる波
長可変電流を含む範囲で、装置起動後、少なくとも一
度、波長可変電流を変化させた後、波長可変電流の制御
を行うことを特徴とする請求項1記載のSHGレーザの
安定化制御装置。
3. The tunable current control means changes the tunable current at least once after the apparatus is started, in a range from a sufficiently small value to a range including a tunable current at which the emission light intensity of the SHG laser is maximized. 2. The SHG laser stabilization control device according to claim 1, wherein the control of the wavelength variable current is performed thereafter.
【請求項4】 前記波長可変電流制御手段は、前記電流
可変手段を制御することにより、波長可変電流の漸増及
び漸減のいずれかを行って、前記検出されたSHGレー
ザ出力がステップ的に変化した波長可変電流の第1ギャ
ップ電流値及び該第1ギャップ電流値に隣り合う次の第
2ギャップ電流値を求め、第1及び第2ギャップ電流値
の差電流に基づいて、ギャップ電流値に対して加算及び
減算のうちのいずれかをなされる所定電流値を求める請
求項2に記載のSHGレーザの安定化制御装置。
4. The variable wavelength current control means controls the current variable means to increase or decrease the wavelength variable current, and the detected SHG laser output changes stepwise. A first gap current value of the wavelength variable current and a next second gap current value adjacent to the first gap current value are obtained, and based on a difference current between the first and second gap current values, the gap current value is calculated. 3. The SHG laser stabilization control device according to claim 2, wherein a predetermined current value to be added or subtracted is obtained.
【請求項5】 波長可変電流制御手段は、前記電流可変
手段を制御することにより、波長可変電流の漸増及び漸
減のいずれかを行って、前記検出されたSHGレーザの
出射光強度がステップ的に変化した波長可変電流の第1
ギャップ電流値及び該第1ギャップ電流値に隣り合う次
の第2ギャップ電流値を求め、第1及び第2ギャップ電
流値の差電流の20〜80%をギャップ電流値に対して
加算及び減算のうちのいずれかをなされる所定電流値と
して求める請求項2に記載のSHGレーザの安定化制御
装置。
5. The variable wavelength current control means controls the current variable means to perform either a gradual increase or a gradual decrease of the wavelength variable current, and the detected light intensity of the SHG laser is stepwise changed. First of changed wavelength tunable current
A gap current value and a next second gap current value adjacent to the first gap current value are obtained, and 20 to 80% of a difference current between the first and second gap current values is added to and subtracted from the gap current value. 3. The SHG laser stabilization control device according to claim 2, wherein any one of them is obtained as a predetermined current value.
【請求項6】 前記波長可変電流制御手段は、前記電流
可変手段を制御することにより、波長可変電流を変化さ
せて、前記光検出手段出力が最大になる波長可変電流I
LDpmaxを求めると共に、波長可変電流を漸増させて、前
記光検出手段出力のステップ的な変化が最大となる波長
可変電流に対応するギャップ電流値ILDspmaxを求め
て、ギャップ電流値ILDspmaxが最大の波長可変電流IL
Dpmax以下であれば、ギャップ電流値ILDspmaxに所定電
流値を加算し、ギャップ電流値ILDspmaxが最大の波長
可変電流ILDpmaxを越えれば、ギャップ電流値ILDspma
xから所定電流値を減算して、波長可変電流値を設定す
る請求項2に記載のSHGレーザの安定化制御装置。
6. The variable wavelength current control means changes the variable wavelength current by controlling the variable current means, and controls the variable wavelength current I to maximize the output of the light detection means.
While determining LDpmax, the wavelength-variable current is gradually increased, and a gap current value ILDspmax corresponding to the wavelength-variable current at which the stepwise change in the output of the photodetector is maximized is determined. Current IL
If not more than Dpmax, a predetermined current value is added to the gap current value ILDspmax. If the gap current value ILDspmax exceeds the maximum wavelength variable current ILDpmax, the gap current value ILDspma
3. The SHG laser stabilization control device according to claim 2, wherein a wavelength variable current value is set by subtracting a predetermined current value from x.
【請求項7】 前記波長可変電流制御手段は、前記電流
可変手段を制御することにより、波長可変電流を変化さ
せて、前記光検出手段出力が最大になる波長可変電流I
LDpmaxを求めると共に、波長可変電流を漸減させて、前
記光検出手段出力のステップ的な変化が最大となる波長
可変電流に対応するギャップ電流値ILDspmaxを求め
て、ギャップ電流値ILDspmaxが最大の波長可変電流IL
Dpmax以下であれば、ギャップ電流値ILDspmaxから所定
電流値を減算し、ギャップ電流値ILDspmaxが最大の波
長可変電流ILDpmaxを越えれば、ギャップ電流値ILDsp
maxに所定電流値を加算して、波長可変電流値を設定す
る請求項2に記載のSHGレーザの安定化制御装置。
7. The variable wavelength current control means controls the current variable means to change the variable wavelength current so that the output of the light detection means is maximized.
While determining LDpmax, the wavelength-variable current is gradually reduced, and a gap current value ILDspmax corresponding to the wavelength-variable current at which the stepwise change in the output of the photodetector is maximized is determined. Current IL
If Dpmax or less, a predetermined current value is subtracted from the gap current value ILDspmax, and if the gap current value ILDspmax exceeds the maximum wavelength variable current ILDpmax, the gap current value ILDsp
The SHG laser stabilization control device according to claim 2, wherein a wavelength variable current value is set by adding a predetermined current value to max.
【請求項8】 前記波長可変電流制御手段は、前記電流
可変手段を制御することにより、波長可変電流の漸増及
び漸減のいずれかを行って、前記光検出手段出力のステ
ップ的な変化が最大となる波長可変電流のギャップ電流
値ILDspmaxを求め、更に波長可変電流の漸増及び漸減
のいずれかを行って、前記光検出手段出力がステップ的
に変化したときの波長可変電流のギャップ電流値を求
め、前記求めた各ギャップ電流値の差電流を求め、前記
ギャップ電流値ILDspmaxに対する前記差電流未満の所
定電流値の加算及び減算のいずれかを行って、波長可変
電流値を設定する請求項2に記載のSHGレーザの安定
化制御装置。
8. The variable wavelength current control means controls the current variable means to increase or decrease the wavelength variable current so that the stepwise change in the output of the light detection means is maximized. Determine the gap current value ILDspmax of the wavelength variable current, and further perform either the gradual increase or the gradual decrease of the wavelength variable current to determine the gap current value of the wavelength variable current when the photodetector output changes stepwise, The wavelength variable current value is set by calculating a difference current between the determined gap current values and adding or subtracting a predetermined current value less than the difference current to the gap current value ILDspmax. SHG laser stabilization control device.
【請求項9】 前記波長可変電流制御手段は、前記電流
可変手段を制御することにより、波長可変電流の漸増及
び漸減のいずれかを行って、前記光検出手段出力のステ
ップ的な変化が最大となる波長可変電流のギャップ電流
値ILDspmaxを求め、更に波長可変電流の漸増及び漸減
のいずれかを行って、前記光検出手段出力がステップ的
に変化したときの波長可変電流のギャップ電流値を求
め、前記求めた各ギャップ電流値の差電流を求め、前記
ギャップ電流値ILDspmaxに対する前記差電流の20%
〜80%である所定電流値の加算及び減算のいずれかを
行って、波長可変電流値を設定する請求項2に記載のS
HGレーザの安定化制御装置。
9. The tunable current control means controls the current variability means to perform either a gradual increase or a gradual decrease of the tunable current, so that the stepwise change in the output of the light detection means is maximized. Determine the gap current value ILDspmax of the wavelength variable current, and further perform either the gradual increase or the gradual decrease of the wavelength variable current to determine the gap current value of the wavelength variable current when the photodetector output changes stepwise, A difference current between the determined gap current values is determined, and 20% of the difference current with respect to the gap current value ILDspmax.
3. The S according to claim 2, wherein the wavelength variable current value is set by performing either addition or subtraction of a predetermined current value that is 〜80%. 4.
HG laser stabilization controller.
【請求項10】 前記SHGレーザは、前記半導体レー
ザと前記波長変換素子を同一基材上に一体化した構成で
ある請求項2に記載のSHGレーザ安定化制御装置。
10. The SHG laser stabilization control device according to claim 2, wherein the SHG laser has a configuration in which the semiconductor laser and the wavelength conversion element are integrated on the same base material.
【請求項11】 前記SHGレーザの温度を変化させる
温度可変手段と、 前記SHGレーザの温度を検出する温度検出器と、 前記温度検出器の出力に基づいて前記SHGレーザの温
度が所定温度となるように前記温度可変手段を制御する
温度制御手段とを備える請求項2に記載のSHGレーザ
安定化制御装置。
11. A temperature varying means for changing a temperature of the SHG laser, a temperature detector for detecting a temperature of the SHG laser, and a temperature of the SHG laser becoming a predetermined temperature based on an output of the temperature detector. 3. The SHG laser stabilization control device according to claim 2, further comprising a temperature control means for controlling the temperature variable means.
【請求項12】 前記半導体レーザの出射光強度を変化
させるパワー可変電流を一定に制御した状態で、前記半
導体レーザの波長を変化させる波長可変電流を制御する
請求項2に記載のSHGレーザ安定化制御装置。
12. The SHG laser stabilization according to claim 2, wherein the wavelength variable current for changing the wavelength of the semiconductor laser is controlled while the power variable current for changing the intensity of the emitted light of the semiconductor laser is controlled to be constant. Control device.
【請求項13】 前記SHGレーザ出射光の赤外光をカ
ットするフィルターを備え、 前記SHGレーザの出射光を前記赤外光カットフィルタ
ーを介して検出する請求項2に記載のSHGレーザ安定
化制御装置。
13. The SHG laser stabilization control according to claim 2, further comprising a filter that cuts infrared light of the SHG laser emission light, and detecting the emission light of the SHG laser through the infrared light cut filter. apparatus.
【請求項14】 前記光検出手段は、前記SHGレーザ
出力の第2高調波の光強度を検出する請求項1に記載の
SHGレーザの安定化制御装置。
14. The SHG laser stabilization control device according to claim 1, wherein the light detection means detects a light intensity of a second harmonic of the SHG laser output.
【請求項15】 前記SHGレーザは、前記光検出器上
に前記波長変換素子からの出射光を集光するための集光
レンズを、前記波長変換素子の出力側に配置したことを
特徴とする請求項1に記載のSHGレーザ安定化制御装
置。
15. The SHG laser, wherein a condenser lens for condensing light emitted from the wavelength conversion element on the photodetector is arranged on an output side of the wavelength conversion element. The SHG laser stabilization control device according to claim 1.
【請求項16】 波長可変電流の変化に応答して波長を
ステップ的に変化させるDBR部を有する半導体レー
ザ、及び前記半導体レーザの出射光の波長を短い波長に
変換する波長変換素子を含むSHGレーザの出射光の波
長のステップ的な変化を検出する光検出工程と、 前記半導体レーザの波長を変化させるために該DBR部
に供給される波長可変電流を変化させる電流可変工程
と、 前記電流可変工程で波長可変電流の漸増及び漸減のいず
れかを行って、前記光検出工程でのステップ的な変化が
最大となる波長可変電流のギャップ電流値と前記光検出
工程での出力が最大となる出力最大電流値を求め、ギャ
ップ電流値と出力最大電流値の関係により前記ギャップ
電流値に対し所定電流値を加算または減算することによ
り、波長可変電流値を設定する波長可変電流制御工程
と、 を含むSHGレーザの安定化制御方法。
16. A method for adjusting a wavelength in response to a change in a wavelength variable current.
Semiconductor laser having a DBR portion that changes stepwise
The wavelength of the emitted light of the semiconductor laser to a shorter wavelength.
Wave of emitted light of SHG laser including wavelength conversion element for conversion
A light detection step of detecting a stepwise change in length , and the DBR section for changing the wavelength of the semiconductor laser.
Variable step for changing the wavelength variable current supplied to the
And whether the wavelength variable current gradually increases or decreases in the current variable step.
By doing this, the stepwise change in the light detection step
Gap current value of wavelength tunable current to be maximum and the light detection
Find the maximum output current value that maximizes the output in the process, and
The gap is determined by the relationship between the gap current value and the maximum output current value.
By adding or subtracting a predetermined current value from the current value
Variable current control step for setting a variable wavelength current value
And a method for controlling the stabilization of the SHG laser.
【請求項17】 前記波長可変電流制御工程は、前記電
流可変工程で波長可変電流を変化させて、前記光検出工
程での出力が最大になる波長可変電流ILDpmaxを求める
と共に、波長可変電流を漸増させて、前記光検出工程で
の出力のステップ的な変化が最大となる波長可変電流に
対応するギャップ電流値ILDspmaxを求めて、ギャップ
電流値ILDspmaxが最大の波長可変電流ILDpmax以下で
あれば、ギャップ電流値ILDspmaxに所定電流値を加算
し、ギャップ電流値ILDspmaxが最大の波長可変電流IL
Dpmaxを越えれば、ギャップ電流値ILDspmaxから所定電
流値を減算して、波長可変電流値を設定する請求項16
に記載のSHGレーザの安定化制御方法。
17. The method according to claim 17, wherein the tunable current control step comprises:
In the flow variable step, the wavelength variable current is changed to
The wavelength tunable current ILDpmax that maximizes the output in the process
Together with gradually increasing the wavelength variable current, in the light detection step
Tunable current that maximizes the step change in
Find the corresponding gap current value ILDspmax
When the current value ILDspmax is less than the maximum tunable current ILDpmax
If there is, add a predetermined current value to the gap current value ILDspmax
And the wavelength variable current IL having the maximum gap current value ILDspmax.
If Dpmax is exceeded, the predetermined current is deducted from the gap current value ILDspmax.
17. The variable wavelength current value is set by subtracting the flow value.
3. The method for controlling stabilization of an SHG laser according to item 1.
【請求項18】 前記波長可変電流制御工程は、前記電
流可変工程で波長可変電流を変化させて、前記光検出工
程での出力が最大になる波長可変電流ILDpmaxを求める
と共に、波長可変電流を漸減させて、前記光検出工程で
の出力のステップ的な変化が最大となる波長可変電流に
対応するギャップ電流値ILDspmaxを求めて、ギャップ
電流値ILDspmaxが最大の波長可変電流ILDpmax以下で
あれば、ギャップ電流値ILDspmaxから所定電流値を減
算し、ギャップ電流値ILDspmax が最大の波長可変電流
ILDpmaxを越えれば、ギャップ電流値ILDspmaxに所定
電流値を加算して、波長可変電流値を設定する請求項1
6に記載のSHGレーザの安定化制御方法。
18. The variable-wavelength current control step includes the step of:
In the flow variable step, the wavelength variable current is changed to
The wavelength tunable current ILDpmax that maximizes the output in the process
Along with this, the wavelength variable current is gradually reduced, and
Tunable current that maximizes the step change in
Find the corresponding gap current value ILDspmax
When the current value ILDspmax is less than the maximum tunable current ILDpmax
If there is, the specified current value is subtracted from the gap current value ILDspmax.
Tunable current with the maximum gap current value ILDspmax
If ILDpmax is exceeded, a predetermined gap current value ILDspmax
2. The wavelength variable current value is set by adding current values.
7. The method for controlling stabilization of an SHG laser according to item 6.
【請求項19】 請求項1に記載のSHGレーザ安定化
制御装置と、 前記SHGレーザ安定化制御装置における前記SHGレ
ーザの出射光を光ディスクに集光する光学手段とを備え
る光ディスク記録再生装置。
19. An optical disk recording / reproducing apparatus comprising: the SHG laser stabilization control device according to claim 1; and optical means for condensing the emitted light of the SHG laser on the optical disk in the SHG laser stabilization control device.
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