JP3646751B2 - Tunable oscillator - Google Patents
Tunable oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- JP3646751B2 JP3646751B2 JP01318296A JP1318296A JP3646751B2 JP 3646751 B2 JP3646751 B2 JP 3646751B2 JP 01318296 A JP01318296 A JP 01318296A JP 1318296 A JP1318296 A JP 1318296A JP 3646751 B2 JP3646751 B2 JP 3646751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- wedge
- resonator length
- resonator
- movable wedge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信、光計測および光学機器製造に用いて好適な、レーザ光の波長可変発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体レーザを光源として用いた波長可変発振器においては、半導体レーザの縦モードが他の縦モードに飛び移ることによって発振波長が変わっていた。このため、従来の波長可変発振器で得られる発振波長は、とびとびの値となり、連続的に発振波長を変えることはできなかった。その上、発振波長が他の縦モードへ飛び移る際に、レーザは発振を一端停止してから再開する。レーザの発振を再開したときの発振波長がどの縦モードに移るかは、発振再開の際の温度等の様々な条件に依存する。このため、発振が再開されたレーザの発振波長は不安定であった。
【０００３】
そこで、単一縦モードで発振波長の連続掃引が可能な波長可変発振器が、文献：「ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．３，ｐｐ．４３８−４４３，１９９５」に提案されている。この文献の例えば４３９頁のＦｉｇ．１に示された波長可変発振器によれば、半導体レーザ、コリメータレンズ、プリズムおよび回折格子（グレーティング）を以って往復型の外部共振器を構成している。そして、プリズムを回転させることによって、このプリズムを通るレーザ光の光路長を変えて共振器長を変えている。また、回折格子を回転させてレーザ光の反射角度を変えることによって、レーザ光の特定の選択波長を反射して出力している。そして、この波長可変発振器によれば、プリズムの光路長によって決まる共振器長と、回折格子の反射角度によって決まる選択波長とが一致するように、楔と回折格子とを連動させてそれぞれ回転させることにより、単一縦モードの発振波長の連続掃引を実現させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の文献に記載の波長可変発振器の外部共振器構造においては、通常、光路上にプリズム等を挿入すると、そのプリズムの表面にその縦モードでの節の位置が固定されてしまう。このため、共振器構造の微調整が必要であった。
【０００５】
また、上記の文献に記載の波長可変発振器においては、回折格子（グレーティング）を回転させるため、このグレーティングで反射されたレーザ光の進路は、グレーティングの回転角によって、大きく変化してしまう。その結果、レーザ光の光路の補正が必要であった。
【０００６】
このため、より簡単な構造で発振波長の連続掃引が可能な波長可変発振器の実現が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の波長可変発振器によれば、半導体レーザから発振されたレーザ光を共振させるリング型共振器を具え、
このリング型共振器中の前記レーザ光の光路上に、このリング型共振器の共振器長を変える共振器長可変手段を具え、
このリング型共振器中のレーザ光の光路上に、この共振器長によって決まる縦モードの中から選択される発振波長を変える波長可変選択手段を具えてなる波長可変発振器であって、
共振器長可変手段および波長可変選択手段は、共振器長（Ｗ）に対する当該共振器長の変化量（ΔＷ）の比率（ΔＷ／Ｗ）と、発振波長（λ）に対する当該発振波長の変化量（Δλ）の比率（Δλ／λ）とを一致させた状態（ΔＷ／Ｗ＝Δλ／λ）で、共振器長（Ｗ）と発振波長（λ）とを同時に変化させるための、共振器長可変手段および波長可変選択手段である
ことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の波長可変発振器において、光路長変化手段を、楔型ディレイを以って構成し、波長可変選択手段を、楔型ディレイに固定され、選択波長がレーザ光の透過位置に依存する波長可変フィルタを以って構成してあることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の波長可変発振器の実施の形態について説明する。尚、参照する図面は、この発明が理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、この発明は図示例にのみ限定されるものではない。
【００１０】
図１に、この実施の形態の波長可変発振器の模式図を示す。この実施の形態の波長可変発振器は、半導体レーザ１２から発振されたレーザ光を共振させるリング型共振器１０を具えている。このリング型共振器１０は、ポロプリズム１４、第１反射器１６および第２反射器１８を以ってレーザ光の周回の光路２０を規定している。そして、この周回の光路２０上に、前後をコリメートレンズ２２ａおよび２２ｂにはさまれた半導体レーザ１２を具えている。また、この波長可変発振器は、この周回の光路２０上に、アイソレータ２４のほか、このリング型共振器１０の共振器長Ｗを変える共振器長可変手段２６としての楔型ディレイ２６と、この共振器長Ｗによって決まる縦モードの中から選択される発振波長λを変える波長可変選択手段２８としての波長可変フィルタ２８とを具えている。
【００１１】
半導体レーザ１２から発振されたレーザ光は、コリメートレンズ２２ａを経てポロプリズム１４で反射される。ポロプリズム１４で反射されたレーザ光は、楔型ディレイ２６、波長可変フィルタ２８およびアイソレータ２４を順次に透過して、第１反射器１６で反射される。第１反射器１６で反射されたレーザ光は、第２反射器１８で反射されて、コリメートレンズ２２ｂを経て半導体レーザ１２に入射する。また、第２反射器１８で、レーザ光を分けて周回の光路２０上のレーザ光の一部を取り出している。
【００１２】
この楔型ディレイ26は、固定楔26aとこれと摺動する可動楔26bとを以って構成される光学素子である。固定楔26aおよび可動楔26bは、それぞれ、主表面 32 と主表面 34 とに対して僅かに傾いた主平面 30a と主平面 30b とを有する。これらの相対する 2 つの主平面 30a と主平面 30b とは固定楔 26a に対して可動楔 26b が摺動することが可能とされた摺動面として構成されている。また、主表面 32 と主平面 30a とがなす頂角及び主表面 34 と主平面 30b とがなす頂角は互いに等しく設定されている。固定楔 26a および可動楔 26b のそれぞれの主表面32および34には、それぞれレーザ光が垂直に入射し、垂直に出射する。
【００１３】
そして、可動楔２６ａの主表面３４には、波長可変フィルタ２８が固定されている。この波長可変フィルタ２８は、可動楔の主表面の最大傾斜方向に沿ってレーザ光の透過位置が移動すると透過波長も連続的にずれるという透過特性を有し、かつ、その透過波長は、可動楔の厚さが薄くなる程、連続的に短くなるように設定されている。
【００１４】
また、可動楔を移動させることによるレーザ光の可動楔中の光路長の変化量は、リング型共振器の共振器長の変化量となる。そして、共振器長と、波長フィルタによって選択される発振波長とを、可動楔を移動させることにより、両者の変化量の間に以下の関係を保ちつつ同時に変化する。
【００１５】
即ち、共振器長（Ｗ）と発振波長（λ）とは、共振器長（Ｗ）に対する当該共振器長の変化量（ΔＷ）の比率（ΔＷ／Ｗ）と、発振波長（λ）に対する当該発振波長の変化量（Δλ）の比率（Δλ／λ）とを一致させた状態で、同時に変化する。この状態は、共振器長をＷ、共振器長の変化量をΔＷ、発振波長をλ、発振波長の変化量をΔλと表すと、下記の（１）式に示す対応条件で表せる。
【００１６】
Δλ／λ＝ΔＷ／Ｗ・・・（１）
また、（１）式の対応条件は、共振器長に対する発振波長の比率を一定に保った状態で、共振器長および発振波長を同時に変化させることと同じである。これは、下記の（２）式に示す条件で表せる。
【００１７】
λ／Ｗ＝Δλ／ΔＷ・・・（２）
そして、上記（１）式に示した対応条件を満足した状態で可動楔を移動させてレーザ光の透過位置を移動させることによって、発振波長を実時間で単一縦モードで連続的に掃引することができる。
【００１８】
また、この発明の波長可変発振器によれば、リング型共振器を用いているので、往復型外部共振器の場合のように縦モードの節の位置が制約を受けない。従って、上記の（１）式に示した条件を満足した状態で、共振器長と発振波長とを同時に変えることによって、その次数の縦モードの節の位置が変わっても何ら問題は生じない。
【００１９】
次に、図２を参照して、単一縦モードで連続的に発振波長が変化する様子について説明する。図２の（Ａ）および（Ｂ）は、縦モードおよび波長可変フィルタの透過特性を模式的に示すグラフである。図２の各グラフの横軸は波長（任意単位）を表し、左側の縦軸は、縦モードの強度（任意単位）を表し、右側の縦軸は波長可変フィルタの透過率（任意単位）を表す。図２の各グラフ中、縦モードをＩで示し、波長可変フィルタの透過特性を曲線IIで示す。
【００２０】
先ず、共振器長がＷ0 のときに、図２の（Ａ）に示すように、第ｍ次の縦モードで発振波長がλ0 のレーザ光が発振されているとする。このとき、波長可変フィルタの透過率は、第ｍ（ｍは整数）次の縦モードの波長λ0 で透過率が極大となるようにしてある。
【００２１】
次に、可動楔を移動させることによって、上述の（１）式の対応条件を満足しつつ、共振器長をΔＷだけ変化させてＷ1 にすると同時に、波長可変フィルタの透過率が極大となる波長（透過率極大波長）をΔλだけ変化させてλ1 にする。この場合、（１）式の対応条件を満足しているので、下記の（３）式が成り立つ。
【００２２】
λ0 ／Ｗ0 ＝（λ0 ＋Δλ）／（Ｗ0 ＋ΔＷ）＝λ1 ／Ｗ1 ・・・（３）
従って、発振波長をλ0 からλ1 に変化させると、第ｍ次の縦モードが常に透過率極大波長と一致したままで、連続的に変化する。このため、単一縦モードで連続的に発振波長を掃引することができる。
【００２３】
【実施例】
次に、上述の実施の形態において説明した波長可変発振器の数値例をおよび発振結果について説明する。
【００２４】
この実施例における可動楔の主表面に固定された波長可変フィルタは、可動楔の主表面の最大傾斜方向に沿った方向に１ｍｍ移動すると、透過波長が１ｎｍずつずれる透過特性を有しており、かつ、透過波長は、可動楔の厚さが薄くなる程短くなるように設定されている。
【００２５】
従って、可動楔を摺動面の最大傾斜方向に沿ってＬ0 だけ移動したときに波長可変フィルタがレーザ光の光路に対して移動する距離Ｌ1 は、可動楔の頂角をθとすると、下記の（４）式で求められる。
【００２６】
Ｌ1 ＝Ｌ0 ×ｃｏｓθ・・・（４）
この（４）式に、例えばＬ0 ＝１ｍｍ、θ＝１９．５°の数値を代入して移動距離を求めると、
Ｌ1 ＝１（ｍｍ）×ｃｏｓ（１９．５°）＝０．９４３（ｍｍ）
従って、摺動面に沿って可動楔を１ｍｍ移動させると、波長可変フィルタのレーザ光の透過位置は０．９４３ｍｍ移動する。このため、可動楔を１ｍｍ移動させたときの、波長可変フィルタの透過波長の変化量、即ち、発振波長の変化量Δλは、０．９４３ｎｍとなる。
【００２７】
一方、このとき可動楔を透過するレーザ光の光路長の変化量ΔＷは、可動楔の屈折率をｎS 、空気の屈折率をｎ0 とすると、下記の（５）式で求められる。
【００２８】
ΔＷ＝Ｌ0 ×ｓｉｎ（θ）×（ｎS −ｎ0 ）・・・（５）
この（５）式に、ｎS ＝１．５、ｎ0 ＝１．０の数値を代入して光路長の変化量ΔＷを求めると、
【００２９】
そして、上記の対応条件を満足したまま、可動楔を移動させることにより、単一縦モードを維持して連続的に発振波長を変化させることができる。
【００３０】
尚、この実施例では波長可変フィルタとして株式会社応用光電研究室製のものを使用した。
【００３１】
次に、図３に、可動楔の移動量と発振波長との関係の測定結果を示す。図３のグラフの横軸は、可動楔の移動量（μｍ）を示す。この移動量は、可動楔の厚さの比較的厚い部分をレーザ光が透過する位置を０として、透過位置での可動楔の厚さが薄くなる方向に移動した距離で表している。また、グラフの縦軸は、発振波長（μｍ）を示している。このグラフ中の曲線III は、測定結果をペンレコーダで記録した結果である。但し、曲線Ｉ中のＰ1 およびＰ2 で示した段差は、測定中に可動楔を掃引するモータが止まったために生じた段差である。この曲線III に示すように、可動楔の掃引に伴って波長１．５６５μｍから１．５５５μｍの範囲にわたって、連続的に発振波長を変化させることができる。また、可動楔の移動距離に対して、実質的に直線的に発振波長を変化させることができる。
【００３２】
上述した各実施の形態および実施例では、これらの発明を特定の条件で構成した例についてのみ説明したが、これらの発明は多くの変更および変形を行うことができる。例えば、上述した実施例では、楔の頂角を１９．５°としたが、この発明において、楔型ディレイを用いる場合は、頂角はこの値に限定されるものではない。また、上述した実施例において、楔形ディレイの最大傾斜方向に沿って可動楔を移動させたが、移動方向は、この方向に限定されるものではない。
【００３３】
また、上述した実施例では、発振波長の掃引範囲が、波長可変フィルタの透過波長幅２０μｍによって制限されているが、この透過波長幅をより広くすれば、光源に使用する半導体レーザの全発振帯域内にわたって発振波長を連続的に変化させることが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
また、この発明の波長可変発振器によれば、リング型共振器を用いているので、往復型外部共振器の場合のように縦モードの節の位置が制約を受けない。このため、共振器長を変えることによって、その次数の縦モードの節の位置が変わっても何ら問題を生じない。その結果、共振器長の調整を容易に行うことができる。
【００３５】
また、共振器長可変手段および発振波長可変手段として、楔型ディレイおよびそれに固定されて一体化した可変フィルタを用いれば、楔型ディレイの可動楔をずらすだけで、透過波長を上記の（１）式の対応条件を満たしたまま、自動的に変化させることができる。このため、この対応条件を満たすために、楔型ディレイと波長可変フィルタとの連動機構を他に設ける必要がない。その結果、装置の構成を簡単にすることができる。また、固定楔および可動楔からなる楔型ディレイを用いることにより、レーザ光の光路を変えることなく光路長を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の波長可変発振器の構成の説明に供する図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、波長可変発振器の縦モードおよび発振波長の変化の説明に供する図である。
【図３】実施例の波長可変発振器の発振結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０：リング型共振器
１２：半導体レーザ
１４：ポロプリズム
１６：第１反射器
１８：第２反射器
２０：光路
２２ａ、２２ｂ：コリメートレンズ
２４：アイソレータ
２６：共振器長可変手段（楔型ディレイ）
２６ａ：固定楔
２６ｂ：可動楔
２８：波長可変選択手段（波長可変フィルタ）
３０：摺動面
３２、３４：主表面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser light wavelength tunable oscillator suitable for use in optical communication, optical measurement, and optical equipment manufacturing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a wavelength tunable oscillator using a semiconductor laser as a light source, the oscillation wavelength is changed by the jump of the longitudinal mode of the semiconductor laser to another longitudinal mode. For this reason, the oscillation wavelength obtained with the conventional wavelength tunable oscillator has a discrete value, and the oscillation wavelength cannot be changed continuously. In addition, when the oscillation wavelength jumps to another longitudinal mode, the laser once stops oscillation and then resumes. The longitudinal mode to which the oscillation wavelength shifts when the laser oscillation is resumed depends on various conditions such as the temperature when the oscillation is resumed. For this reason, the oscillation wavelength of the laser whose oscillation was resumed was unstable.
[0003]
Therefore, a wavelength tunable oscillator capable of continuously sweeping the oscillation wavelength in a single longitudinal mode has been proposed in the document: “APPLIED OPTICS, Vol. 34, No. 3, pp. 438-443, 1995”. For example, FIG. According to the wavelength tunable oscillator shown in FIG. 1, a semiconductor laser, a collimator lens, a prism, and a diffraction grating (grating) constitute a reciprocating external resonator. Then, by rotating the prism, the optical path length of the laser light passing through the prism is changed to change the resonator length. Further, by rotating the diffraction grating to change the reflection angle of the laser beam, the laser beam reflects and outputs a specific selected wavelength of the laser beam. According to this tunable oscillator, the wedge and the diffraction grating are rotated in conjunction with each other so that the resonator length determined by the optical path length of the prism matches the selected wavelength determined by the reflection angle of the diffraction grating. Thus, continuous sweeping of the oscillation wavelength in the single longitudinal mode is realized.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the external resonator structure of the wavelength tunable oscillator described in the above document, normally, when a prism or the like is inserted on the optical path, the position of the node in the longitudinal mode is fixed on the surface of the prism. For this reason, fine adjustment of the resonator structure is necessary.
[0005]
Further, in the wavelength tunable oscillator described in the above document, since the diffraction grating (grating) is rotated, the path of the laser light reflected by the grating greatly changes depending on the rotation angle of the grating. As a result, it is necessary to correct the optical path of the laser beam.
[0006]
Therefore, it has been desired to realize a wavelength tunable oscillator that can continuously sweep the oscillation wavelength with a simpler structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the wavelength tunable oscillator of this invention, comprising a ring resonator that resonates laser light oscillated from a semiconductor laser,
On the optical path of the laser beam in the ring resonator, resonator length variable means for changing the resonator length of the ring resonator is provided.
A wavelength tunable oscillator comprising wavelength tunable selection means for changing an oscillation wavelength selected from longitudinal modes determined by the resonator length on the optical path of laser light in the ring resonator,
The resonator length variable means and the wavelength variable selection means include the ratio (ΔW / W) of the change amount (ΔW) of the resonator length to the resonator length (W) and the change amount of the oscillation wavelength with respect to the oscillation wavelength (λ). Resonator length for simultaneously changing the resonator length (W) and the oscillation wavelength (λ) in a state (ΔW / W = Δλ / λ) in which the ratio (Δλ / λ) of (Δλ) is matched. It is a variable means and a wavelength variable selection means.
[0008]
In the wavelength tunable oscillator according to the present invention, the optical path length changing means is configured with a wedge-shaped delay, the wavelength variable selecting means is fixed to the wedge-shaped delay, and the selected wavelength depends on the transmission position of the laser light. It is desirable to configure with a tunable filter.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a wavelength tunable oscillator according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the drawings to be referred to only schematically show the size, shape, and arrangement relationship of each component to the extent that the present invention can be understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example.
[0010]
FIG. 1 shows a schematic diagram of a wavelength tunable oscillator according to this embodiment. The wavelength tunable oscillator of this embodiment includes a
[0011]
Laser light oscillated from the
[0012]
The wedge-
[0013]
A wavelength
[0014]
Further, the amount of change in the optical path length of the laser beam in the movable wedge due to the movement of the movable wedge is the amount of change in the resonator length of the ring resonator. Then, by moving the movable wedge, the resonator length and the oscillation wavelength selected by the wavelength filter are simultaneously changed while maintaining the following relationship between the two changes.
[0015]
That is, the resonator length (W) and the oscillation wavelength (λ) are the ratio (ΔW / W) of the change amount (ΔW) of the resonator length to the resonator length (W) and the oscillation wavelength (λ). It changes at the same time in a state where the ratio (Δλ / λ) of the change amount (Δλ) of the oscillation wavelength is matched. This state can be expressed by the corresponding conditions shown in the following equation (1), where W is the resonator length, ΔW is the change in the resonator length, λ is the oscillation wavelength, and Δλ is the change in the oscillation wavelength.
[0016]
Δλ / λ = ΔW / W (1)
Further, the corresponding condition of the equation (1) is the same as changing the resonator length and the oscillation wavelength at the same time while keeping the ratio of the oscillation wavelength to the resonator length constant. This can be expressed by the conditions shown in the following equation (2).
[0017]
λ / W = Δλ / ΔW (2)
Then, the oscillation wavelength is continuously swept in a single longitudinal mode in real time by moving the movable wedge and moving the transmission position of the laser beam in a state where the corresponding condition shown in the above equation (1) is satisfied. be able to.
[0018]
Further, according to the wavelength tunable oscillator of the present invention, since the ring type resonator is used, the position of the node of the longitudinal mode is not restricted as in the case of the reciprocating type external resonator. Therefore, no problem arises even if the position of the longitudinal mode node is changed by simultaneously changing the resonator length and the oscillation wavelength while satisfying the condition shown in the above equation (1).
[0019]
Next, with reference to FIG. 2, how the oscillation wavelength continuously changes in the single longitudinal mode will be described. 2A and 2B are graphs schematically showing transmission characteristics of the longitudinal mode and the wavelength tunable filter. The horizontal axis of each graph in FIG. 2 represents the wavelength (arbitrary unit), the left vertical axis represents the longitudinal mode intensity (arbitrary unit), and the right vertical axis represents the transmittance (arbitrary unit) of the wavelength tunable filter. Represent. In each graph of FIG. 2, the longitudinal mode is indicated by I, and the transmission characteristics of the wavelength tunable filter are indicated by curve II.
[0020]
First, when the resonator length is W 0 , as shown in FIG. 2A, it is assumed that laser light having an oscillation wavelength of λ 0 is oscillated in the m-th longitudinal mode. At this time, the transmittance of the wavelength tunable filter is such that the transmittance becomes maximum at the wavelength λ 0 of the m-th (m is an integer) order longitudinal mode.
[0021]
Next, by moving the movable wedge, while satisfying the corresponding condition of the above-mentioned formula (1), the resonator length is changed by ΔW to be W 1 and at the same time, the transmittance of the wavelength tunable filter is maximized. The wavelength (transmittance maximum wavelength) is changed by Δλ to λ 1 . In this case, since the corresponding condition of the expression (1) is satisfied, the following expression (3) is established.
[0022]
λ 0 / W 0 = (λ 0 + Δλ) / (W 0 + ΔW) = λ 1 / W 1 (3)
Therefore, when the oscillation wavelength is changed from λ 0 to λ 1 , the m-th longitudinal mode continuously changes while always matching the transmittance maximum wavelength. Therefore, the oscillation wavelength can be continuously swept in the single longitudinal mode.
[0023]
【Example】
Next, numerical examples and oscillation results of the wavelength tunable oscillator described in the above embodiment will be described.
[0024]
The wavelength tunable filter fixed to the main surface of the movable wedge in this embodiment has a transmission characteristic in which the transmission wavelength shifts by 1 nm when moved by 1 mm in the direction along the maximum inclination direction of the main surface of the movable wedge. In addition, the transmission wavelength is set to be shorter as the movable wedge is thinner.
[0025]
Accordingly, when the movable wedge is moved by L 0 along the maximum inclination direction of the sliding surface, the distance L 1 that the wavelength tunable filter moves with respect to the optical path of the laser beam is expressed as follows. It is obtained by the following equation (4).
[0026]
L 1 = L 0 × cos θ (4)
By substituting numerical values of, for example, L 0 = 1 mm and θ = 19.5 ° into this equation (4),
L 1 = 1 (mm) × cos (19.5 °) = 0.944 (mm)
Therefore, when the movable wedge is moved 1 mm along the sliding surface, the laser beam transmission position of the wavelength tunable filter moves 0.943 mm. For this reason, when the movable wedge is moved 1 mm, the amount of change in the transmission wavelength of the wavelength tunable filter, that is, the amount of change Δλ in the oscillation wavelength is 0.943 nm.
[0027]
On the other hand, the change amount ΔW of the optical path length of the laser light transmitted through the movable wedge at this time can be obtained by the following equation (5), where n S is the refractive index of the movable wedge and n 0 is the refractive index of air.
[0028]
ΔW = L 0 × sin (θ) × (n S −n 0 ) (5)
Substituting numerical values of n s = 1.5 and n 0 = 1.0 into the equation (5) to obtain the change amount ΔW of the optical path length,
[0029]
Then, by moving the movable wedge while satisfying the above corresponding conditions, it is possible to continuously change the oscillation wavelength while maintaining the single longitudinal mode.
[0030]
In this example, a wavelength tunable filter manufactured by Applied Photoelectric Laboratories was used.
[0031]
Next, FIG. 3 shows the measurement result of the relationship between the moving amount of the movable wedge and the oscillation wavelength. The horizontal axis of the graph in FIG. 3 indicates the amount of movement (μm) of the movable wedge. This amount of movement is represented by a distance moved in a direction in which the thickness of the movable wedge becomes thinner at the transmission position, with the position where the laser beam is transmitted through the relatively thick portion of the movable wedge being zero. The vertical axis of the graph indicates the oscillation wavelength (μm). Curve III in this graph is the result of recording the measurement result with a pen recorder. However, the steps indicated by P 1 and P 2 in the curve I are steps that occur because the motor that sweeps the movable wedge stops during measurement. As shown by the curve III, the oscillation wavelength can be continuously changed over the range of wavelengths from 1.565 μm to 1.555 μm as the movable wedge is swept. Further, the oscillation wavelength can be changed substantially linearly with respect to the moving distance of the movable wedge.
[0032]
In the above-described embodiments and examples, only examples in which these inventions are configured under specific conditions have been described, but these inventions can be modified and modified in many ways. For example, in the embodiment described above, the apex angle of the wedge is 19.5 °. However, in the present invention, when the wedge type delay is used, the apex angle is not limited to this value. In the above-described embodiment, the movable wedge is moved along the maximum inclination direction of the wedge-shaped delay. However, the moving direction is not limited to this direction.
[0033]
In the above-described embodiment, the sweep range of the oscillation wavelength is limited by the transmission wavelength width of 20 μm of the wavelength tunable filter. If this transmission wavelength width is made wider, the entire oscillation band of the semiconductor laser used for the light source It is possible to continuously change the oscillation wavelength over the inside.
[0034]
【The invention's effect】
Further, according to the wavelength tunable oscillator of the present invention, since the ring type resonator is used, the position of the node of the longitudinal mode is not restricted as in the case of the reciprocating type external resonator. Therefore, no problem occurs even if the position of the node of the longitudinal mode of the order is changed by changing the resonator length. As a result, the resonator length can be easily adjusted.
[0035]
Further, if a wedge-type delay and a variable filter fixed and integrated thereto are used as the resonator length variable means and the oscillation wavelength variable means, the transmission wavelength can be set to the above (1) only by shifting the movable wedge of the wedge-type delay. It can be automatically changed while satisfying the corresponding condition of the expression. For this reason, in order to satisfy this correspondence condition, it is not necessary to provide another interlocking mechanism between the wedge-shaped delay and the wavelength tunable filter. As a result, the configuration of the apparatus can be simplified. Further, by using a wedge-type delay composed of a fixed wedge and a movable wedge, the optical path length can be changed without changing the optical path of the laser light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a wavelength tunable oscillator according to an embodiment;
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining a longitudinal mode of a wavelength tunable oscillator and a change in an oscillation wavelength. FIGS.
FIG. 3 is a graph showing an oscillation result of the wavelength tunable oscillator of the example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Ring type resonator 12: Semiconductor laser 14: Porro prism 16: 1st reflector 18: 2nd reflector 20:
26a: fixed
30: Sliding
Claims (1)
該リング型共振器中の前記レーザ光の光路上に、該リング型共振器の共振器長を変える共振器長可変手段を具え、
該リング型共振器中の前記レーザ光の光路上に、前記共振器長によって決まる縦モードの中から選択される発振波長を変える波長可変選択手段を具えてなる波長可変発振器において、
前記共振器長可変手段および前記波長可変選択手段は、前記共振器長（Ｗ）に対する当該共振器長の変化量（ΔＷ）の比率（ΔＷ／Ｗ）と、前記発振波長（λ）に対する当該発振波長の変化量（Δλ）の比率（Δλ／λ）とを一致させた状態（ΔＷ／Ｗ＝Δλ／λ）で、前記共振器長（Ｗ）と前記発振波長（λ）とを同時に変化させるための、共振器長可変手段および波長可変選択手段であって、
前記共振器長可変手段を、楔型ディレイを以って構成し、前記波長可変選択手段を、前記楔型ディレイに固定され、選択波長がレーザ光の透過位置に依存する波長可変フィルタを以って構成し、
該楔型ディレイは、固定楔と該固定楔と摺動する可動楔とを以って構成された光学素子であって、
該固定楔および該可動楔は、それぞれ、主表面と該主表面に対して僅かに傾いた主平面とを有し、
該固定楔および該可動楔のそれぞれの該主平面は、該固定楔に対して該可動楔が摺動することが可能とされた摺動面として構成されており、
該固定楔および該可動楔のそれぞれの前記主表面と前記主平面とがなす頂角は互いに等しく設定されており、
該固定楔および該可動楔の摺動面でない前記主表面は、それぞれレーザ光が垂直に入射して垂直に出射するように設定されており、
該可動楔の主表面には、前記波長可変フィルタが固定され、該波長可変フィルタは、前記可動楔の主表面の最大傾斜方向に沿ってレーザ光の透過位置が移動すると透過波長も連続的にずれるという透過特性を有し、かつ、該波長可変フィルタの透過波長は、前記可動楔の厚さが薄くなる程、連続的に短くなるように設定されている
ことを特徴とする波長可変発振器。Including a ring resonator that resonates laser light emitted from a semiconductor laser;
A resonator length varying means for changing a resonator length of the ring resonator on the optical path of the laser beam in the ring resonator;
In a wavelength tunable oscillator comprising wavelength variable selection means for changing an oscillation wavelength selected from longitudinal modes determined by the resonator length on the optical path of the laser light in the ring resonator,
The resonator length varying means and the wavelength tunable selecting means are the ratio (ΔW / W) of the change amount (ΔW) of the resonator length to the resonator length (W) and the oscillation with respect to the oscillation wavelength (λ). The resonator length (W) and the oscillation wavelength (λ) are simultaneously changed in a state (ΔW / W = Δλ / λ) in which the ratio (Δλ / λ) of the wavelength variation (Δλ) is matched. For the resonator length variable means and the wavelength variable selection means,
The resonator length variable means includes a wedge-type delay, and the wavelength variable selection means is fixed to the wedge-type delay, and includes a wavelength variable filter whose selection wavelength depends on the transmission position of the laser beam. And configure
The wedge-type delay is an optical element composed of a fixed wedge and a movable wedge that slides on the fixed wedge ,
The fixed wedge and the movable wedge each have a main surface and a main plane slightly inclined with respect to the main surface;
The main plane of each of the fixed wedge and the movable wedge is configured as a sliding surface on which the movable wedge can slide with respect to the fixed wedge.
The apex angles formed by the main surface and the main plane of each of the fixed wedge and the movable wedge are set to be equal to each other,
The main surfaces that are not sliding surfaces of the fixed wedge and the movable wedge are set so that the laser beam is incident vertically and emitted vertically,
The wavelength tunable filter is fixed to the main surface of the movable wedge. The wavelength tunable filter continuously transmits the transmission wavelength when the transmission position of the laser beam moves along the maximum inclination direction of the main surface of the movable wedge. A wavelength tunable oscillator having a transmission characteristic of shifting, and the transmission wavelength of the wavelength tunable filter is set to be continuously shorter as the thickness of the movable wedge is reduced.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01318296A JP3646751B2 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Tunable oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01318296A JP3646751B2 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Tunable oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09214033A JPH09214033A (en) | 1997-08-15 |
| JP3646751B2 true JP3646751B2 (en) | 2005-05-11 |
Family
ID=11826045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01318296A Expired - Lifetime JP3646751B2 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Tunable oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3646751B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012216637A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Hitachi Zosen Corp | Apparatus for converting wavelength of laser beam |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP01318296A patent/JP3646751B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09214033A (en) | 1997-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4942583A (en) | Misalignment-tolerant, grating-tuned external-cavity laser | |
| US4914665A (en) | Broadband-tunable external fiber-cavity laser | |
| US5255273A (en) | Method for ascertaining mode hopping free tuning of resonance frequency and the Q-value of an optical resonator and a device for carrying out the method | |
| US9876330B1 (en) | Wavelength tunable external cavity quantum cascade laser utilizing an angle tuned immersion grating as a wavelength selective filter element | |
| JP7199393B2 (en) | laser device | |
| JP5121150B2 (en) | Tunable laser light source | |
| JP2017204530A (en) | External cavity diode laser device | |
| WO2004054054A1 (en) | External cavity laser with dispersion compensation for mode-hop-free tuning | |
| US7822081B2 (en) | Resonator | |
| US8218586B2 (en) | Littman configured frequency stepped laser | |
| US20040075919A1 (en) | System and method for adjusting the optical path length of an optical path | |
| CN106556568B (en) | Infrared spectrometer and scanner using attenuated total reflection | |
| JP3646751B2 (en) | Tunable oscillator | |
| US6600762B2 (en) | Wavelength-variable light source, and optical component loss measuring device | |
| US20020163643A1 (en) | Optical interference apparatus and method | |
| US20050094681A1 (en) | Tunable laser source | |
| JP3069643B2 (en) | Tunable light source | |
| JP6106066B2 (en) | Wavelength swept light source | |
| US11942990B2 (en) | Tunable laser based light source | |
| JP2000174381A (en) | Semiconductor laser module | |
| JPH02280392A (en) | Multiple reflection interferometer and stabilized laser light source using former | |
| JP2001156393A (en) | V-groove grating mirror and external resonator type variable wavelength light source using it | |
| JPS59205783A (en) | Optical feedback type semiconductor laser device | |
| JPS58150929A (en) | Wavelength selecting element | |
| JPH07234157A (en) | Difference dispersion type double pass monochrometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040722 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041005 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041124 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20041206 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050201 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050201 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080218 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120218 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140218 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |