JP3678439B2 - Wavelength stabilizer - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体レーザ光源から射出されるレーザ光の波長を安定化させる、波長安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体レーザ（以下、単にＬＤと称する）の発振波長は、僅かな温度変化によって大きく変動することが知られている。このため、従来から、図３に示すような、ＬＤの温度を安定化することにより、発振波長を安定させる波長安定化装置が知られている。以下、従来の波長安定化装置について説明する。
【０００３】
ペルチェ素子６が設けられたＬＤ４を保持するＬＤ保持体２は、取付ねじ１４によって取付部１６に固定されている。ＬＤ４の温度は、ペルチェ素子６に駆動電流が供給されることによって所定温度に維持される。この場合、ＬＤ４の近傍には、ＬＤ４の温度を検知する温度センサ８が設けられており、このＬＤ温度センサ８から出力された温度検知信号に基づいて温度制御部１２がペルチェ素子６の駆動電流を制御し、これによってＬＤ４を所定温度に維持するように構成されている。なお、ペルチェ素子６には、ペルチェ素子に発生する熱を放出する放熱用のフィン１０が取付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すように、ＬＤ温度センサ８は、その測定点をＬＤ４の発光点に一致させることができないために、ＬＤ保持体２の周囲の環境温度が変化した場合には、取付部１６の温度が変化し、取付ねじ１４付近からの熱伝導により、以下のような問題が発生してしまう。
【０００５】
図４は、温度制御に際して、ＬＤ温度センサ８の位置を基準として、熱抵抗値と温度との関係を示したグラフである。上記したように、ＬＤ温度センサ８は、その設置点がＬＤ４の発光点に一致していないため、これらの間には、ある程度の熱抵抗が存在する。また、ＬＤ４は、環境温度が変化した場合に、前記したように、取付部１６あるいは取付ねじ１４等を介して、その熱変化が伝達されるので、環境温度の影響を受ける位置（グラフの環境温度の位置）とＬＤ４との間にも所定の熱抵抗が存在する。
【０００６】
今、図４に示すように、ＬＤ温度センサ８の温度（ＴA ）は、設定温度（ＴA0）に温度安定化されており、そのときのＬＤ４の温度（ＴL ）及び環境温度（ＴB ）は、図中実線上にあるものと仮定する。この状態で、環境温度（ＴB ）が上記実線で示される温度よりも低い状態となった場合を考える。この状態で温度制御を行うと、ＬＤ温度センサ８は、設定温度（ＴA0）に保持されるが、図中点線で示すように、ＬＤ４は温度（ＴL ）よりもΔＴL だけ上った温度に安定化されてしまう。すなわち、ＬＤ温度センサ８の設定温度を一定に維持するように制御しても、ＬＤ温度センサ８とＬＤ４との間には、熱抵抗が存在するため、ＬＤ４は所定の温度に制御されず、ＬＤ４から射出されるレーザ光の発振波長が安定しないという問題が生じる。
【０００７】
実開平２−１５７６１号公報には、ＬＤ保持体２を、高分子材料のような比較的熱抵抗の大きい材質で構成することにより、図４のグラフで示すＬＤ４と環境温度の間隔を広げることにより、ΔＴL をできるだけ小さくする構成が示されている。
【０００８】
しかしながら、僅かな温度変化で波長が大きく変動してしまうＬＤ４を安定化するには不十分であり、また、更に熱抵抗を大きくするためにＬＤ保持体２を大きくすると、装置全体が大型化してしまう。
【０００９】
本発明は、環境温度の変化によるＬＤの温度変化（ΔＴL ）を少なくしてＬＤの発振波長を安定化させることができ、小型な波長安定化装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係わる波長安定化装置は、 半導体レーザと、
この半導体レーザを保持し、取付部に固定される半導体レーザの保持体と、
前記半導体レーザの近傍に配置された半導体レーザ温度センサと、
この半導体レーザ温度センサからの検知信号に基づいて前記半導体レーザを加熱又は冷却する加熱冷却手段とを備え、
前記保持体には、
保持された半導体レーザの周囲に、熱の伝達を遮断する空気層を形成する溝が、半導体レーザの光軸方向に延びるように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第２の態様に係わる波長安定化装置は、レーザ光を射出する半導体レーザと、
半導体レーザからのレーザ光が入射するエタロンと、
このエタロンを保持し、取付部に固定されるエタロンの保持体と、
前記エタロンの近傍に配置されたエタロン温度センサと、
このエタロン温度センサからの検知信号に基づいて前記エタロンを加熱又は冷却する加熱冷却手段と、
エタロンを透過したレーザ光をモニタする光検出器と、
この光検出器によるモニタ結果に基づいて前記半導体レーザの注入電流を制御して射出されるレーザ光の波長制御を行う波長制御手段とを備え、
前記保持体には、
保持されたエタロンの周囲に、熱の伝達を遮断する空気層を形成する溝が、半導体レーザの光軸方向に延びるように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
第１の態様に係わる波長安定化装置によれば、半導体レーザを保持し、取付部に固定される半導体レーザの保持体には、半導体レーザの周囲に、熱の伝達を遮断する空気層を形成する溝が、半導体レーザの光軸方向に延びるように形成されている。この結果、環境温度等の変化が、保持体を通って半導体レーザに伝わるのが、空気層を形成する溝によって防止される。このため、装置全体を大型化すること無く、簡単な構成で、この装置から射出されるレーザ光の発振波長を安定させることができる。
【００１３】
また、本発明の第２の態様に係われば、半導体レーザからのレーザ光が入射するエタロンを保持し、取付部に固定されるエタロンの保持体には、エタロンの周囲に、熱の伝達を遮断する空気層を形成する溝が、エタロンの光軸方向に延びるように形成されている。この結果、環境温度等の変化が、保持体を通ってエタロンに伝わるのが、空気層を形成する溝によって防止される。このため、装置全体を大型化すること無く、簡単な構成で、この装置から射出されるレーザ光の発振波長を安定させることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明に係る波長安定化装置の好適な実施例を説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施例の波長安定化装置は、取付ねじ３４によって取付部３６に固定されたＬＤ保持体２２を有している。このＬＤ保持体２２内には、ペルチェ素子２６が固定され、所定の波長のレーザ光を射出するＬＤ２４が保持されている。ＬＤ２４の近傍には、ＬＤ２４の温度を検知する温度センサ２８が設けられており、このＬＤ温度センサ２８から出力された温度検知信号に基づいて、温度制御部３２がペルチェ素子２６の駆動電流を制御し、ＬＤ２４を設定温度に維持する。ペルチェ素子２６は、加熱冷却素子であり、片面が加熱側の場合、他方は冷却面となる。このようにペルチェ素子２６には、ある程度の熱が蓄積するため、放熱用のフィン３０が取付けられている。
【００１５】
ＬＤ保持体２２は、熱伝導率の低い材料、例えば高分子材料によって構成されており、ＬＤ２４よりも熱伝導率が低くなっている。このＬＤ保持体２２には、ＬＤ２４の周囲に溝３８が形成されており、環境温度等の変化による温度変化を取付部３６、取付ねじ３４を介してＬＤ２４に伝えないように構成されている。すなわち、溝３８を形成することによって、熱伝導率が更に低い空気層が形成され、ＬＤ２４に温度変化の影響が伝わりにくくなる。
【００１６】
また、放熱用のフィン３０についても、その構成から環境温度の影響を受けやすくなっている。通常、放熱用のフィン３０は、ＬＤ保持体２２に熱的に接続された状態にあるため、ＬＤ２４は、放熱用のフィン３０からの熱の影響を受けやすい。このため、本実施例では、さらに、放熱用のフィン３０を、所定間隔をおいて配される熱伝導率の低い材料、例えば高分子材料で構成されたスペーサ３９によって、ＬＤ保持体２２に固定している。このように、熱伝導率の低いスペーサ３９を介して放熱用のフィン３０を固定したため、ＬＤ２４に温度変化の影響が伝わりにくくなる。
【００１７】
図１（ｂ）は、（ａ）図を光軸方向から見た図であって、溝３８及びスペーサ３９の構成を示している。図から明らかなように、溝３８は、ＬＤ２４を取り囲むように、円周上に所定間隔をおいて形成されている。また、放熱用のフィン３０は、溝３８が形成されていない位置の外側で所定間隔をおいた４つのスペーサ３９を介してＬＤ保持体２２に接続されている。もちろん、この溝３８及びスペーサ３９の構成は、一例であり、種々変形することができる。例えば、溝３８を所定間隔をおかずに円周状に構成すれば、さらに熱抵抗を高めることができる。また、この場合、スペーサ３９のＬＤ保持体２２への取付け位置を、溝３８の外側に構成すれば、ＬＤ２４は、さらに熱変化の影響を受けにくくなる。もちろん、このスペーサ３９の位置、数等についても適宜変形することができる。
【００１８】
このように、ＬＤ２４に至までの熱抵抗が大きくなるため、図４で示したＬＤ４と環境温度間の距離（熱抵抗）が大幅に大きくなり、点線で示すように環境温度が変化しても、ＬＤ２４の温度変化（ΔＴL ）を少なくすることができ、ＬＤ２４の発振波長を安定化することが可能になる。また、このように、ＬＤ保持体２２に溝３８を形成し、スペーサを設けるだけで良いので、装置全体を大型化すること無く、簡単な構成で発振波長を安定させることができる。
【００１９】
図２は、図１に示したＬＤ２４の波長を安定させる装置に、発振波長を制御する装置を組み込んだ状態を示す図である。ＬＤ２４から射出されたレーザ光は、その光路の途中に配された分岐プリズム７０によって分割され、一方がそのレーザ光を用いるユニットに向けられ、他方が波長制御装置のエタロン４４に入射するように向けられる。
【００２０】
このエタロン４４は、周期的な透過スペクトル特性を有している。従って、光検出器６０を配して、目標モードを透過した光をモニタして波長制御手段８０を介してＬＤ２４への注入電流の制御により、ＬＤ２４の波長制御を行えば、さらに、安定した波長のレーザ光を射出することが可能となる。
【００２１】
この場合、エタロン４４は、環境温度の変化によって屈折率変化及び熱膨張化し、周期的なスペクトル特性が変化するため、エタロンの温度を安定化させないと正確なモニタができず、ＬＤ２４の発振波長が安定しない。このため、エタロン４４についても、環境温度の変化の影響を受けないように構成されている。以下、この構成について説明する。
【００２２】
図２に示すように、エタロン４４は、放熱用のフィン５０が取付けられたペルチェ素子４６に設けられていると共に、取付ねじ５４によって取付部５６に固定されたエタロン保持体４２内に保持されている。エタロン４４の近傍には、エタロン４４の温度を検知するエタロン温度センサ４８が設けられている。このエタロン温度センサ４８から出力された温度検知信号は温度制御部５２に入力され、この検知信号に基づいて温度制御部５２は、ペルチェ素子４６への駆動電流を制御しエタロン４４の温度を所定の温度に維持させる。
【００２３】
エタロン保持体４２は、熱伝導率の低い材料、例えば高分子材料によって構成されている。このエタロン保持体４２には、エタロン４４の周囲に溝５８が形成されており、環境温度等の変化による温度変化を取付部５６、取付ねじ５４を介してエタロン４４に伝えないように構成されている。すなわち、溝５８を形成することによって、熱伝導率が更に低い空気層が形成され、エタロン４４に温度変化の影響が伝わりにくくなる。
【００２４】
また、放熱用のフィン５０についても、前記図１に示した構成同様、所定間隔をおいて配される熱伝導率の低い材料、例えば高分子材料で構成されたスペーサ５９によって、エタロン保持体４２に固定している。このように、熱伝導率の低いスペーサ５９を介して放熱用のフィン５０を固定したため、エタロン４４に温度変化の影響が伝わりにくくなる。なお、図面に示す一構成例では、溝５８は、エタロン４４を取り囲むように、円周上に所定間隔をおいて形成されており、スペーサ５９は、この円周上で溝が形成されていない部分に固定されている。また、前述した光検出器６０は、装置全体の小型化が図れるように、図に示すように、放熱用のフィン５０内に固定しておくのが好ましい。
【００２５】
このように、図１に示した構成同様、環境温度の変化等に基づくエタロン４４の温度変化を小さくすることができるので、エタロン４４のスペクトル特性が安定した上で、ＬＤ２４への注入電流の制御が行える。すなわち、ＬＤ２４の発振波長をより安定化することができる。また、前記同様、エタロン保持体４２を熱伝導率の低い材料で構成して溝５８を形成するだけで良いので、装置全体を大型化すること無く、簡単な構成でＬＤ２４の発振波長を安定させることができる。
【００２６】
以上、本発明に係る波長安定化装置の好ましい実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限らず、種々変形することが可能である。例えば、図２に示されたエタロン４４は、ソリッドタイプであるが、例えば、エアーギャップタイプによって構成することもできる。また、図１及び図２に示された溝３８，５８に、例えば断熱効果がある発泡充填材を注入すれば、ＬＤ２４，エタロン４４と外部との熱的な遮断を十分に行うことが可能となり、さらに、ＬＤ２４の発振波長を安定させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波長安定化装置によれば、装置を大型化することなく、簡単な構造で、環境温度が変化してもＬＤから射出されるレーザ光の発振波長を安定化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の波長安定化装置の一実施例を示す図、（ｂ）は、この実施例におけるＬＤ保持体を光軸方向から見た図。
【図２】図１に示したＬＤの発振波長を安定化する装置に、波長を制御する装置を組み込んだ状態を示す図。
【図３】従来の波長安定化装置の構成を示す図。
【図４】温度制御に際して、ＬＤ温度センサの位置を基準として、熱抵抗値と温度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
２２…半導体レーザ保持部材、２４…半導体レーザ、
２６，４６…ペルチェ素子、２８，４８…温度センサ、
３０，５０…放熱用のフィン、３９，５９…スペーサ、
４２…エタロン保持部材、４４…エタロン。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a wavelength stabilization device that stabilizes the wavelength of laser light emitted from a semiconductor laser light source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it has been known that the oscillation wavelength of a semiconductor laser (hereinafter simply referred to as LD) varies greatly with a slight temperature change. For this reason, a wavelength stabilizing device that stabilizes the oscillation wavelength by stabilizing the temperature of the LD as shown in FIG. 3 is conventionally known. Hereinafter, a conventional wavelength stabilizing device will be described.
[0003]
The LD holder 2 that holds the LD 4 provided with the Peltier element 6 is fixed to the mounting portion 16 by mounting screws 14. The temperature of the LD 4 is maintained at a predetermined temperature by supplying a drive current to the Peltier element 6. In this case, a temperature sensor 8 that detects the temperature of the LD 4 is provided in the vicinity of the LD 4, and the temperature control unit 12 drives the driving current of the Peltier element 6 based on the temperature detection signal output from the LD temperature sensor 8. Thus, the LD 4 is maintained at a predetermined temperature. The Peltier element 6 is provided with a heat radiation fin 10 that releases heat generated in the Peltier element.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 3, since the LD temperature sensor 8 cannot make the measurement point coincide with the light emission point of the LD 4, when the ambient temperature around the LD holder 2 changes, the mounting portion The temperature of 16 changes, and the following problems occur due to heat conduction from the vicinity of the mounting screw 14.
[0005]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thermal resistance value and the temperature based on the position of the LD temperature sensor 8 during temperature control. As described above, since the LD temperature sensor 8 does not coincide with the light emission point of the LD 4, a certain amount of thermal resistance exists between them. Further, as described above, when the environmental temperature changes, the LD 4 is transmitted with the thermal change via the mounting portion 16 or the mounting screw 14 as described above. There is also a predetermined thermal resistance between the temperature position) and the LD 4.
[0006]
As shown in FIG. 4, the temperature (T A ) of the LD temperature sensor 8 is stabilized at the set temperature (T A0 ). At that time, the temperature (T L ) of the LD 4 and the environmental temperature (T B ) is assumed to be on the solid line in the figure. Consider a case where the environmental temperature (T B ) is lower than the temperature indicated by the solid line in this state. When temperature control is performed in this state, the LD temperature sensor 8 is held at the set temperature (T A0 ), but the LD 4 is higher than the temperature (T L ) by ΔT L as indicated by the dotted line in the figure. It will be stabilized to temperature. That is, even if it is controlled to keep the set temperature of the LD temperature sensor 8 constant, since there is a thermal resistance between the LD temperature sensor 8 and the LD 4, the LD 4 is not controlled to a predetermined temperature. There is a problem that the oscillation wavelength of the laser light emitted from the LD 4 is not stable.
[0007]
In Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-15761, the LD holder 2 is made of a material having a relatively large thermal resistance such as a polymer material, thereby widening the interval between the LD 4 and the environmental temperature shown in the graph of FIG. Shows a configuration in which ΔT L is made as small as possible.
[0008]
However, it is not sufficient to stabilize the LD 4 whose wavelength fluctuates greatly with a slight temperature change, and if the LD holder 2 is enlarged to further increase the thermal resistance, the entire apparatus becomes large. End up.
[0009]
An object of the present invention is to provide a compact wavelength stabilization device that can stabilize the oscillation wavelength of the LD by reducing the temperature change (ΔT L ) of the LD due to the change of the environmental temperature.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a wavelength stabilization apparatus according to the first aspect of the present invention includes a semiconductor laser,
A semiconductor laser holding body that holds the semiconductor laser and is fixed to the mounting portion;
A semiconductor laser temperature sensor disposed in the vicinity of the semiconductor laser;
Heating / cooling means for heating or cooling the semiconductor laser based on a detection signal from the semiconductor laser temperature sensor,
In the holding body,
A groove that forms an air layer that blocks heat transfer is formed around the held semiconductor laser so as to extend in the optical axis direction of the semiconductor laser.
[0011]
A wavelength stabilization device according to the second aspect of the present invention includes a semiconductor laser that emits laser light,
An etalon on which laser light from a semiconductor laser is incident;
An etalon holder that holds the etalon and is fixed to the mounting portion;
An etalon temperature sensor disposed in the vicinity of the etalon;
Heating and cooling means for heating or cooling the etalon based on a detection signal from the etalon temperature sensor;
A photodetector for monitoring the laser light transmitted through the etalon;
Wavelength control means for controlling the wavelength of the emitted laser light by controlling the injection current of the semiconductor laser based on the monitoring result by the photodetector,
In the holding body,
A groove that forms an air layer that blocks heat transfer is formed around the held etalon so as to extend in the optical axis direction of the semiconductor laser.
[0012]
According to the wavelength stabilization apparatus according to the first aspect, an air layer that blocks heat transfer is formed around the semiconductor laser in the semiconductor laser holding body that holds the semiconductor laser and is fixed to the mounting portion. The groove to be extended is formed to extend in the optical axis direction of the semiconductor laser . As a result, changes in the environmental temperature or the like are prevented from being transmitted to the semiconductor laser through the holder by the grooves forming the air layer . For this reason, the oscillation wavelength of the laser light emitted from this apparatus can be stabilized with a simple configuration without increasing the size of the entire apparatus.
[0013]
Further, according to the second aspect of the present invention, the etalon on which the laser light from the semiconductor laser is incident is held, and the etalon holder fixed to the mounting portion transmits heat around the etalon. A groove forming an air layer to be blocked is formed so as to extend in the optical axis direction of the etalon . As a result, changes in the environmental temperature and the like are prevented from being transmitted to the etalon through the holding body by the grooves forming the air layer . For this reason, the oscillation wavelength of the laser light emitted from this apparatus can be stabilized with a simple configuration without increasing the size of the entire apparatus.
[0014]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the wavelength stabilization device according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1A, the wavelength stabilizing device of the present embodiment has an LD holder 22 fixed to an attachment portion 36 by an attachment screw 34. In the LD holder 22, a Peltier element 26 is fixed, and an LD 24 that emits laser light having a predetermined wavelength is held. A temperature sensor 28 for detecting the temperature of the LD 24 is provided in the vicinity of the LD 24, and the temperature control unit 32 controls the drive current of the Peltier element 26 based on the temperature detection signal output from the LD temperature sensor 28. Then, the LD 24 is maintained at the set temperature. The Peltier element 26 is a heating and cooling element. When one side is on the heating side, the other is a cooling surface. In this way, the Peltier element 26 is provided with heat radiation fins 30 to accumulate a certain amount of heat.
[0015]
The LD holder 22 is made of a material having a low thermal conductivity, such as a polymer material, and has a thermal conductivity lower than that of the LD 24. The LD holder 22 is formed with a groove 38 around the LD 24 so that a temperature change due to a change in environmental temperature or the like is not transmitted to the LD 24 via the mounting portion 36 and the mounting screw 34. That is, by forming the groove 38, an air layer having a lower thermal conductivity is formed, and the influence of the temperature change is hardly transmitted to the LD 24.
[0016]
In addition, the heat dissipating fins 30 are also easily affected by the environmental temperature due to their configuration. Usually, the heat dissipating fins 30 are in a state of being thermally connected to the LD holder 22, so that the LD 24 is easily affected by heat from the heat dissipating fins 30. For this reason, in this embodiment, the heat dissipating fins 30 are further fixed to the LD holder 22 by spacers 39 made of a material having a low thermal conductivity, such as a polymer material, arranged at a predetermined interval. doing. Thus, since the heat radiation fin 30 is fixed through the spacer 39 having a low thermal conductivity, the influence of the temperature change is hardly transmitted to the LD 24.
[0017]
FIG. 1B is a view of FIG. 1A viewed from the optical axis direction, and shows the configuration of the groove 38 and the spacer 39. As is apparent from the drawing, the grooves 38 are formed at predetermined intervals on the circumference so as to surround the LD 24. Further, the heat radiation fin 30 is connected to the LD holding body 22 through four spacers 39 spaced apart from each other at a position outside the groove 38. Of course, the configuration of the groove 38 and the spacer 39 is an example, and can be variously modified. For example, if the groove 38 is formed in a circumferential shape without a predetermined interval, the thermal resistance can be further increased. Further, in this case, if the attachment position of the spacer 39 to the LD holding body 22 is configured outside the groove 38, the LD 24 is further less susceptible to thermal changes. Of course, the position and number of the spacers 39 can be modified as appropriate.
[0018]
As described above, since the thermal resistance to the LD 24 is increased, the distance (thermal resistance) between the LD 4 and the environmental temperature shown in FIG. 4 is greatly increased, and even if the environmental temperature changes as indicated by a dotted line. The temperature change (ΔT L ) of the LD 24 can be reduced, and the oscillation wavelength of the LD 24 can be stabilized. In addition, as described above, since it is only necessary to form the groove 38 in the LD holder 22 and provide the spacer, the oscillation wavelength can be stabilized with a simple configuration without increasing the size of the entire apparatus.
[0019]
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a device for controlling the oscillation wavelength is incorporated in the device for stabilizing the wavelength of the LD 24 shown in FIG. The laser light emitted from the LD 24 is divided by a branching prism 70 disposed in the middle of the optical path, one is directed to a unit that uses the laser light, and the other is directed to the etalon 44 of the wavelength control device. It is done.
[0020]
The etalon 44 has a periodic transmission spectrum characteristic. Accordingly, if the wavelength of the LD 24 is controlled by controlling the LD 24 by controlling the injection current to the LD 24 via the wavelength control means 80 by monitoring the light transmitted through the target mode by arranging the photodetector 60, a stable wavelength can be obtained. The laser beam can be emitted.
[0021]
In this case, the etalon 44 undergoes a refractive index change and thermal expansion due to a change in the environmental temperature, and the periodic spectral characteristics change. Therefore, accurate monitoring cannot be performed unless the temperature of the etalon is stabilized, and the oscillation wavelength of the LD 24 is Not stable. For this reason, the etalon 44 is also configured not to be affected by changes in the environmental temperature. Hereinafter, this configuration will be described.
[0022]
As shown in FIG. 2, the etalon 44 is provided in a Peltier element 46 to which a heat radiating fin 50 is attached, and is held in an etalon holder 42 fixed to an attachment portion 56 by an attachment screw 54. Yes. An etalon temperature sensor 48 that detects the temperature of the etalon 44 is provided in the vicinity of the etalon 44. The temperature detection signal output from the etalon temperature sensor 48 is input to the temperature control unit 52. Based on the detection signal, the temperature control unit 52 controls the drive current to the Peltier element 46 to set the temperature of the etalon 44 to a predetermined value. Allow to maintain temperature.
[0023]
The etalon holder 42 is made of a material having low thermal conductivity, for example, a polymer material. The etalon holder 42 is formed with a groove 58 around the etalon 44 so as not to transmit temperature changes due to changes in environmental temperature or the like to the etalon 44 via the attachment portion 56 and the attachment screw 54. Yes. That is, by forming the groove 58, an air layer having a lower thermal conductivity is formed, and the influence of the temperature change is hardly transmitted to the etalon 44.
[0024]
Similarly to the configuration shown in FIG. 1, the radiating fin 50 is also provided with a etalon holder 42 by a spacer 59 made of a material having a low thermal conductivity, such as a polymer material, arranged at a predetermined interval. It is fixed to. Thus, since the heat dissipation fin 50 is fixed through the spacer 59 having a low thermal conductivity, the influence of the temperature change is hardly transmitted to the etalon 44. In the configuration example shown in the drawings, the grooves 58 are formed at predetermined intervals on the circumference so as to surround the etalon 44, and the spacer 59 has no grooves formed on the circumference. It is fixed to the part. Further, the above-described photodetector 60 is preferably fixed in the heat radiation fin 50 as shown in the drawing so that the entire apparatus can be miniaturized.
[0025]
As described above, as in the configuration shown in FIG. 1, the temperature change of the etalon 44 based on the environmental temperature change or the like can be reduced, so that the spectral characteristics of the etalon 44 are stabilized and the injection current to the LD 24 is controlled. Can be done. That is, the oscillation wavelength of the LD 24 can be further stabilized. Further, as described above, since the etalon holder 42 is simply made of a material having low thermal conductivity and the grooves 58 need only be formed, the oscillation wavelength of the LD 24 can be stabilized with a simple structure without increasing the size of the entire apparatus. be able to.
[0026]
The preferred embodiments of the wavelength stabilizing device according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the etalon 44 shown in FIG. 2 is a solid type, but may be configured by an air gap type, for example. Further, if a foam filler having a heat insulating effect is injected into the grooves 38 and 58 shown in FIGS. 1 and 2, it is possible to sufficiently cut off the thermal insulation between the LD 24 and the etalon 44 and the outside. Furthermore, the oscillation wavelength of the LD 24 can be stabilized.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the wavelength stabilization device of the present invention, the oscillation wavelength of the laser light emitted from the LD is stabilized with a simple structure without changing the size of the device even if the environmental temperature changes. It becomes possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a view showing an embodiment of a wavelength stabilizing device of the present invention, and FIG. 1B is a view of an LD holder in this embodiment as viewed from the optical axis direction.
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a device for controlling the wavelength is incorporated in the device for stabilizing the oscillation wavelength of the LD shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional wavelength stabilizing device.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thermal resistance value and the temperature with reference to the position of the LD temperature sensor during temperature control.
[Explanation of symbols]
22 ... Semiconductor laser holding member, 24 ... Semiconductor laser,
26, 46 ... Peltier element, 28, 48 ... temperature sensor,
30, 50 ... Fins for heat dissipation, 39, 59 ... Spacers,
42 ... Etalon holding member, 44 ... Etalon.

Claims (5)

半導体レーザと、
この半導体レーザを保持し、取付部に固定される半導体レーザの保持体と、
前記半導体レーザの近傍に配置された半導体レーザ温度センサと、
この半導体レーザ温度センサからの検知信号に基づいて前記半導体レーザを加熱又は冷却する加熱冷却手段とを備え、
前記保持体には、
保持された半導体レーザの周囲に、熱の伝達を遮断する空気層を形成する溝が、半導体レーザの光軸方向に延びるように形成されていることを特徴とする波長安定化装置。A semiconductor laser;
A semiconductor laser holding body that holds the semiconductor laser and is fixed to the mounting portion;
A semiconductor laser temperature sensor disposed in the vicinity of the semiconductor laser;
Heating / cooling means for heating or cooling the semiconductor laser based on a detection signal from the semiconductor laser temperature sensor,
In the holding body ,
Around the held semiconductor laser, the groove forming an air layer that blocks the transfer of heat, wavelength stabilizing apparatus characterized by being formed so as to extend in the direction of the optical axis of the semiconductor laser. レーザ光を射出する半導体レーザと、A semiconductor laser that emits laser light;
半導体レーザからのレーザ光が入射するエタロンと、  An etalon on which laser light from a semiconductor laser is incident;
このエタロンを保持し、取付部に固定されるエタロンの保持体と、  An etalon holder that holds the etalon and is fixed to the mounting portion;
前記エタロンの近傍に配置されたエタロン温度センサと、  An etalon temperature sensor disposed in the vicinity of the etalon;
このエタロン温度センサからの検知信号に基づいて前記エタロンを加熱又は冷却する加熱冷却手段と、  Heating and cooling means for heating or cooling the etalon based on a detection signal from the etalon temperature sensor;
エタロンを透過したレーザ光をモニタする光検出器と、  A photodetector for monitoring the laser light transmitted through the etalon;
この光検出器によるモニタ結果に基づいて前記半導体レーザの注入電流を制御して射出されるレーザ光の波長制御を行う波長制御手段とを備え、  Wavelength control means for controlling the wavelength of the emitted laser light by controlling the injection current of the semiconductor laser based on the monitoring result by the photodetector,
前記保持体には、  In the holding body,
保持されたエタロンの周囲に、熱の伝達を遮断する空気層を形成する溝が、半導体レーザの光軸方向に延びるように形成されていることを特徴とする波長安定化装置。  A wavelength stabilizing device, wherein a groove for forming an air layer that blocks heat transfer is formed around the held etalon so as to extend in an optical axis direction of the semiconductor laser. 前記加熱冷却手段に取付けられると共に、熱伝導率の低いスペーサを介して前記保持体に固定され、熱を放出する放熱フインをさらに備えたことを特徴とする請求項１もしくは２記載の波長安定化装置。3. The wavelength stabilization according to claim 1, further comprising a radiation fin that is attached to the heating / cooling means and is fixed to the holding body via a spacer having a low thermal conductivity and emits heat. apparatus. 前記保持体は、The holder is
前記溝の外側を前記スペーサの保持体への固定位置にしたことを特徴とする請求項３記載の波長安定化装置。  4. The wavelength stabilizing device according to claim 3, wherein an outer side of the groove is set to a position where the spacer is fixed to the holding body. 前記保持体は、The holder is
熱伝導率が小さい材料により形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載の波長安定化装置。  The wavelength stabilizing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the wavelength stabilizing device is made of a material having low thermal conductivity.
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