JP5420838B2 - モード選択周波数同調装置 - Google Patents

Description

本発明は単色光源の周波数出力を調整するための新規な形式の周波数可変レーザ及び装置に関し、特に、複数の測定ビーム周波数で干渉パターンがつくられる周波数シフト干渉計のような目的のための周波数可変レーザ及び装置に関する。

光は、前面ファセットと背面ファセットの間のレーザ共振器内において、ファセット間を整数個の波長でなされる完全な巡回によって定在波がつくられる特定の周波数モードで共振する。レーザ共振器内で受け得る利得は周波数の関数として変わり、光パワーは最も高い利得、逆に見れば最も低い損失、を受ける周波数モードに集中しがちである。レーザ共振器内のレーザ発振媒質との遭遇を除き、レーザ共振器内での光の他の遭遇のほとんどは損失をともない、一般に最も低い損失を受けているモード周波数がレーザによって最も増幅される周波数である。

レーザ源の周波数同調は一般に、最も低い損失を受けている公称周波数を変えるための、レーザ共振器内で光が発振する条件の調節を含む。これがなされる手段の１つは、レーザの出力を光の発振にさらに寄与する隣接共振器に結合させることによる。外部共振器は、利得媒質で満たされており、「レーザ発振共振器」と称される、本来の共振器及び、利得媒体で満たされておらず、「フィードバック共振器」と称される、隣接共振器を有する。

いわゆる「リトロー型」共振器構造によれば、フィードバック共振器は、光の一部（一次光）を回折してレーザ発振共振器に向かう後方反射経路に戻し、光の別の一部（ゼロ次光）を第２の方向にレーザ出力として反射する、回折格子の形態の可調節ファセットを有する。レーザ発振共振器とフィードバック共振器は、レーザ発振共振器の前面ファセット上の活性領域を通して放射される光をコリメートする、コリメートレンズを介して相互に結合される。光が回折格子から回折される角度は周波数の関数として変わる。回折光の内、限定された周波数帯域だけが、レーザ発振共振器への再入のために前面ファセットの活性領域上にコリメートレンズによって集束されるに十分に後方反射経路に合せられる。回折格子の傾角を制御することによって、後方反射されてレーザ発振共振器内に戻ることができる周波数を調節することができる。

回折格子による回折に利用できる周波数はレーザ発振共振器で増幅されて放射される周波数に限られる。放射される周波数の内のいずれかをレーザ発振共振器に戻す効果は放射される周波数の間でそれぞれの周波数が受ける相対損失量を変えることである。レーザ発振共振器とフィードバック共振器を合せた長さにわたって増加的干渉で発振することもできる周波数を戻すことによって、損失プロファイルへのより大きな効果がつくられる。損失は、レーザ発振共振器をでた光と同位相でレーザ発振共振器に光を戻すことによりフィードバック共振器の両端間でも（すなわち、レーザ発振共振器の前面ファセットと回折格子の間でも）増加的干渉を行う、さらに数が限定された周波数によって、一層低減される。フィードバック共振器の周波数モードは一般にレーザ発振共振器の周波数モードより間隔が狭い。

レーザ発振共振器の周波数出力を連続周波数帯域にわたって変えようとする試みは、いくつかの周波数の発振を他の周波数より優先させる、干渉効果によって複雑になる。フィードバック共振器によって生じる増加的干渉の効果を矯正するため、回折格子は一般にある角度範囲にわたって傾けられだけでなく、増加的干渉がおこる周波数が回折格子から後方反射される周波数とともに変わるように、平行移動される。しかし、レーザ発振共振器の前面ファセットが高反射性であると、レーザ発振共振器内の増加的干渉がなおいくつかの周波数を他の周波数より優先させ、結果として、出力周波数の急激な変化がフィードバック周波数のかなり微細な変化をともなう、モードホッピングがおこる危険性が存在する。同調は単一レーザ発振共振器モード内の周波数許容範囲に限定されることが多い。

本発明の課題は、正確で再現性のある周波数選択が可能で、モニタリングが容易な、レーザ出力周波数同調手段を提供することである。

好ましい実施形態の１つまたはそれより多くにしたがえば、レーザ発振共振器の周波数モードの中から選択するための離散周波数同調装置を提供するために、フィードバック共振器の優先モードが隣接レーザ発振共振器の優先モードに整合される。レーザ発振共振器長及びフィードバック共振器長のいずれもが固定され、２つの共振器のモード間隔は整倍数で関係付けられる。フィードバック共振器の一端に配置されることが好ましい周波数調節器がいずれの共振器長も変えずに周波数選択を行う。レーザ発振共振器及びフィードバック共振器内の増加的干渉に対する条件はいずれも固定されたままであり、いくつかの離散周波数の増幅を優先させる。

周波数同調装置としての本発明の一例は、光軸に沿ってレーザ発振共振器及びフィードバック共振器のいずれをも有するレーザを備える。光軸に沿う第１の固定光路長を有するレーザ発振共振器にはある範囲の周波数を増幅するためのレーザ発振媒質が入っている。光軸に沿う第２の固定光路長を有するフィードバック共振器はレーザ発振共振器に光結合される。レーザ発振共振器は、（ａ）レーザ発振媒質で増幅される周波数範囲内にあり、（ｂ）レーザ発振共振器の第１の光路長の２倍の距離にかけて整数個の波長をとる、周波数の増幅を優先させる。フィードバック共振器は、フィードバック共振器の第２の光路長の２倍の距離にかけて整数個の波長をとる周波数のレーザ発振共振器との結合を優先させる。増幅に対してレーザ発振共振器によって優先される周波数の内の少なくともいくつかは、レーザ発振共振器との結合に対してフィードバック共振器によって優先される周波数に対応する。周波数調節器は、フィードバック共振器の固定光路長における離散周波数増分によってレーザの周波数出力をシフトさせるために対応する周波数の中から選択する。

周波数調節器は、反射ファセットの傾角の変化がフィードバック共振器の固定光路長に有意に影響しないように、フィードバック共振器の光軸に交差する旋回軸を中心にして旋回可能な反射ファセットを有することが好ましい。反射ファセットは入射光をその周波数の関数として角度分散させる回折格子を有することが好ましい。周波数調節器は光軸に沿って異なる光波長を選択的に反射するために旋回軸を中心にして回折格子を旋回させる。レーザ発振共振器とフィードバック共振器の間の角度感応光結合は光軸に沿って導かれる光の結合を優先させる。

回折格子の傾角の変化によりフィードバック共振器の好ましくはより多くの周波数モードの中からの選択が行われる。フィードバック共振器内の増加的干渉の効果がフィードバックに対して限られた数の周波数を優先させ、レーザ発振共振器内の増加的干渉が、優先されたフィードバック周波数の中からの選択によって互いに容易に弁別される、さらに限られた数の周波数を優先させるから、許容傾角誤差を矯正することができる。

レーザ用周波数同調装置の別の例は、固定光路長を有する外部共振器を備える。外部共振器は光結合されたレーザ発振共振器及びフィードバック共振器を有し、レーザ発振共振器及びフィードバック共振器はそれぞれ、それぞれの両端間にわたる固定共振器長を有する。レーザ発振共振器にはレーザ発振媒質が入っており、レーザ発振共振器及びフィードバック共振器は、波長がそれぞれの共振器の両端間の行程の固定光路長の２倍の等分割である周波数に対応する、共通の発振モードをサポートする。周波数調節器が外部共振器の固定光路長を変えずに共通発振モードの中から選択する。

レーザ発振共振器の両端間の行程の固定光路長の２倍は共通発振モードの波長の内の１つの第１の整数倍であり、フィードバック共振器の両端間の行程の固定光路長の２倍は共通発振モードの内の同じ１つの波長の第２の整数倍である。第１の整倍数及び第２の整倍数の内の一方は、フィードバック共振器の他のモードはレーザ発振共振器の他のモードに対応するように、他方の整数倍であることが好ましい。

いずれの共振器の両端間にも定在波を形成する波長を有するモード周波数の増幅を優先させるためにレーザ内の干渉の特性が利用される。本来、レーザ発振共振器のモードは実質的に等間隔である。固定光路長を有する付加フィードバック共振器からの光フィードバックにより、あらかじめ定められた周波数ステップにわたるレーザの同調のためのレーザ発振共振器の相異なる周波数モードの中からの選択が得られる。

本発明は、連続周波数帯域にわたるレーザ同調のための通常の目的から区別される、離散ステップによるレーザの周波数同調を提供する。そのような例として、本発明は、特に、一連の周波数にわたって干渉ビームをシフトさせることにより干渉ビーム間の路長情報を収集する、多波長干渉計とも称される、周波数シフト干渉計に適用できる。連続同調には一般に、レーザ発振共振器の前面ファセットの反射率を減じることによるレーザ発振共振器の自然周波数モードの抑制が必要である。本発明が薦める離散同調により、そのようなファセットの改変を行わずに、レーザダイオードを含む、市販のレーザの使用が可能になる。

同調は外部レーザ共振器の自然共振に対応するあらかじめ定められた増分によっておこるから、外部レーザ共振器の自然共振に対応しないフィードバック周波数は減殺的干渉によって抑制されるので、回折格子の角度位置に対する許容度を広くすることができる。優先されるレーザ発振の等モード間隔により、周波数をより連続的な変化ではなく（例えば測定共振器の自由スペクトル範囲に対応する）ステップでモニタすることができるから、周波数モニタリングが簡単になる。

図１に示されるように、半導体ダイオードレーザであることが好ましいレーザ１０は、本発明にしたがい、共通の光軸１６に沿って合せられた、レーザ発振共振器１２及び隣接するフィードバック共振器１４を有する。２つの共振器１２及び１４は合せて外部共振器１８を形成する。

レーザ発振共振器１２は、電気バイアス印加領域１３及び１７（例えばｐ型領域及びｎ型領域）に挟み込まれたレーザ発振媒質（活性層）１５を有し、レーザ発振共振器１２の両端に配置された反射背面ファセット２０及び反射前面ファセット２２の間に光軸１６に沿う固定光路長Ｌ１を有する。利得は、共振周波数モードをサポートするために前面ファセット２２が低い反射率（例えばほぼ４％）しか必要としない従来のレーザダイオードに対するような利得である。大気にさらされるフィードバック共振器１４は、レーザ発振共振器の前面ファセット２２とフィートバック共振器１４の対向端に配置された軸旋回反射ファセット２４の間に固定光路長Ｌ２を有する。コリメートレンズ２８が前面ファセット２２の活性領域３２を介するレーザ発振共振器１２とフィードバック共振器１４の間の光結合器３０を形成する。

軸旋回ファセット２４は、ある次数の、好ましくは一次の、回折光を反射してレーザ発振共振器１２に向けて戻し、別の次数の、好ましくはゼロ次の、回折光をレーザ出力としてフィートバック共振器１４の外に反射する、回折格子３４を有する。好ましい一次回折光の範囲内で、回折格子３４は、単一周波数光が後方反射して光軸１６に沿って光結合器３０に戻るように入射光をその周波数にしたがって角度分散させる。しかし、回折格子３４は旋回軸３６を中心にしてファセット２４とともに軸旋回して旋回角θをなすことができ、よってある範囲の様々な周波数を光軸に沿って後方反射させることができる。折返しミラー（図示せず）が回折格子３４とともに動いてレーザ出力に対して単一の出力方向を維持する。そのような折返しミラーは、本明細書に参照として含まれる、題名を「可調節外部共振器を備える周波数可変レーザ装置（TUNABLE LASER SYSTEM HAVING AN ADJUSTABLE EXTERNAL CAVITY）」とする米国特許第６６９０６９０号明細書に示されている。

他の周波数は概ね光結合器３０の方向に後方反射されるが、実質的に光軸１６に沿ってコリメートされた光だけが限定された活性領域３２を介してレーザ発振共振器１２に結合される。回折格子３４により光軸１６から角度分散される隣の周波数は、光結合器３０の限定された活性領域３４上ではない、どこかに収斂する。回折格子３４の自由スペクトル範囲は、レーザ１０の周波数可変範囲内のそれぞれの周波数が、回折格子３４が軸旋回できる一意的な角度をなして回折されるように、レーザ１０の周波数可変範囲より広いことが好ましい。

回折格子３４の反射面を通して延びる旋回軸３６は、旋回軸３６を中心とする回折格子３４の角度移動がフィードバック１４の光路長Ｌ２を変えないように、光軸１６と交差する。したがって、回折格子は、フィードバック共振器１４内で光軸１６に沿って後方反射される光の周波数を制御するために軸旋回してある範囲の角度θをなすことができる。光結合器３０は、光軸１６に沿う後方反射のフィードバック共振器１４からレーザ発振共振器１２への光結合を制限する。軸旋回可能な回折格子３４と光結合器３０は、合して、レーザ発振共振器１２に戻すことができる周波数を制御する。

図２に示されるようにフィードバック共振器１４の固定光路長Ｌ２は、定在波４０としての、同調可能な周波数の中のある周波数の共振をサポートする。フィードバック共振器１４の共振周波数またはモードは、波長がフィードバック共振器１４の巡回光路長を等分割する周波数に相当する。言い換えれば、光路長Ｌ２の２倍はフィードバック共振器１４の共振周波数またはモードの整数（Ｎ２）倍に等しい。フィードバック共振器１４内の他の周波数の伝搬は干渉によって抑制される。したがって、回折格子３４の角度位置で後方反射される周波数の中では、フィードバック共振器１４の共振周波数またはモードが最大振幅で伝搬する。

同様に、レーザ発振共振器の固定光路長Ｌ１は、定在波４２としての、レーザ発振媒質による増幅をうける周波数の中のある周波数の中で共振をサポートする。レーザ発振共振器１２の共振周波数またはモードは、波長がレーザ発振共振器１２の巡回光路長を等分割する周波数に相当する。言い換えれば、光路長Ｌ１の２倍はレーザ発振共振器１２の共振周波数またはモードの整数（Ｎ１）倍に等しい。図３に示されるように、レーザ発振共振器１２内で最大振幅を獲得することができる周波数は、レーザ発振媒質１５からの利得に対するレーザ発振閾値５０より上の、共振周波数またはモード４４，４６及び４８である。

レーザ発振共振器１２の光路長Ｌ１及びフィードバック共振器１４の光路長Ｌ２は、レーザ発振共振器１２内の複数のモードがフィードバック共振器１４内の複数のモードに対応するように、整倍数で関係付けられることが好ましい。レーザ発振共振器１２のモードにも相当するフィードバック共振器１４のモードにある光の後方反射のための回折格子３４の角度設定により、時間コヒーレンスの有意な損失を生じない、レーザ発振共振器１２とフィードバック共振器１４の間の光の結合が可能になる。したがって、増幅利得がレーザ発振共振器１２内で最適化され、振幅損失が外部共振器１８全体にわたって最小限に抑えられる共振を、外部共振器１８の全長Ｌにわたって設定することができる。

レーザ構成の一例にしたがえば、レーザ発振共振器の発生可能な周波数スパンは、ほぼ５０ＧＨｚの間隔（モード間隔）がレーザ発振共振器１２内のレーザ発振について優先される、ほぼ５０００ＧＨｚ幅と考えられる。総計で１００程度の、利得がレーザ発振をサポートするに十分な、レーザ発振共振器１２内で利用できる区間（モード）がある。波長でいえば、ほぼ７８０〜７９０ｎｍの同調がほぼ０.１ｎｍの増分で可能である。フィードバック共振器モードはほぼ５ＧＨｚ間隔で隔てられる。モード間の周波数スパンΔνは、式：
Δν＝ｃ/２・ＯＰＬ
で与えられ、ここで、ｃは光の速度であり、ＯＰＬは共振器ファセット間の光路長（例えばＬ１またはＬ２）である。

したがって、この例については、レーザ発振共振器１２の光路長Ｌ１が３.０ｍｍにあると考えられ、フィードバック共振器１４の光路長Ｌ２は約３０ｍｍである。レーザ発振共振器１２のモード間隔許容範囲内でレーザ１０の周波数出力へのさらに微細な調節を可能にするために、フィードバック共振器１４はレーザ発振共振器１２より長いことが好ましい。

レーザ１０の電流及び温度を制御することによって、モード（区間Δν）は等間隔に保たれ、安定に保たれる。回折格子３４の角度変化により、レーザ発振共振器１２内の所望のレーザ発振モードにともなうフィードバック共振器１４内の特定のモードの選択が可能になる。フィードバック共振器１４の光路長Ｌ２及びレーザ発振共振器１２の光路長Ｌ１は、レーザ発振共振器１２のモードがフィードバック共振器１４のモード間隔の等しい増分によって隔てられるように、関係付けられる。フィードバック共振器１４内の与えられた数のモードにレーザ発振共振器１２のモードのそれぞれがともない、異なるレーザ発振共振器モードを安全に弁別するために、レーザ発振共振器モードの周波数に最近接して整合するフィードバック共振器モードを回折格子３４の角度位置によって選択することができることが好ましい。

レーザ１０は回折格子３４の位置を定めることによって、回折格子３４から戻される公称周波数が最近接レーザ発振共振器モードに整合するフィードバック共振器モードにともなう周波数帯域内にあるように、最近接レーザ発振共振器モードに同調させることができる。回折格子のいずれか１つの位置において、限定された範囲の周波数が戻ることができ、フィードバック共振器によって増加的干渉を受ける周波数（すなわち、フィードバック共振器モードに最も近い周波数）がレーザ１０の損失（または利得）プロファイルを調節するために優先される。モード自体は限定された変化範囲を有し、設計許容度にしたがって定在波４２の実効長が変わり得る。設計許容範囲内で、より微細な調節をレーザ発振共振器１２内で増幅される周波数に与えるために非整合フィードバックモードにわたる回折格子３４の角度変化を用いることができる。

温度の変化またはその他のそのようなパラメータの変化に対するモード間のさらなる安定化は、一方の共振器（例えばフィードバック共振器１４）における効果を相殺するように他方の共振器（例えばレーザ発振共振器１２）における効果を調整することによって達成することができる。例えば、２つの共振器１２及び１４において効果は相反する符号をもつことができよう。あるいは、若干オフセットされた周波数の選択にわたる同様の制御を与えるために、一方の共振器１２または１４のモード間隔の変化を他方の共振器１４または１２のモード間隔の対応する変化によって整合させることができる。

図４に示されるように、モーター５２が回折格子３４を軸旋回させ、角度θをなす回折格子３４の所望の傾角を与えるためにモーター５２の回転位置をモニタリング及び制御するため、通常のフィードバック装置５４（例えばロータリーエンコーダー）がモーター駆動装置５６とともに用いられる。レーザ１０の周波数出力の測定値に基づいてモーター５２を制御するために光フィードバック装置５８（例えば周波数アナライザ）をモーター駆動装置５６とともに用いることができる。そのようなフィードバック装置の例が、本明細書と同一日付で出願された、本明細書に参照として含まれる、題名を「モード選択同調器からの光フィードバック（OPTICAL FEEDBACK FROM MODE-SELECTOVE TUNER）」とする、共に譲渡された、米国特許出願明細書に開示されている。それぞれのレーザ発振モード内で小さな変動が設計許容度の関数として存在することができ、回折格子角θの調節によって設計許容範囲内で微細周波数選択を行って、正確で再現性のある、それぞれのレーザ発振モードにともなう周波数を出力することができる。

図５の回折格子角θの関数としてのレーザ周波数出力νの単純化したグラフは、レーザ発振共振器の個々のモード６０に局限されている、優勢周波数出力を示す。レーザ発振共振器１２のモード間にあるフィードバックモードの角度設定においてモード間の若干の重畳が可能である。しかし、この条件は、フィードバック共振器モード及びレーザ発振共振器モードがより近接して対応する、回折格子３４の角度設定によって容易に回避される。

本発明は、様々な測定ビーム周波数において一連の干渉パターンを生じさせることによって距離、特に表面高さ変化、が測定される、周波数シフト干渉計に特に適用できる。レーザ１０はレーザ発振共振器の単モード間隔または複モード間隔に対応する等間隔ビーム周波数の同調をサポートする。連続周波数帯域にわたるビーム周波数の変化より容易にモニタすることができるいくつかの周波数ステップに測定ビーム周波数を限定することによって周波数モニタリングが簡単になる。

特定の実施形態に関して本発明を説明したが、本発明の全体の教示の範囲内でコンポーネント、構成及び同調方法に広範な変形がなされ得ることが当業者には当然であろう。例えば、本発明は、ガスレーザ、色素レーザ及び固体レーザを含む、別のタイプのレーザによって実施することができる。周波数調節は、別の形態の回折、屈折またはフィルタリングによるような、外部共振器の固定長Ｌを維持しながらの別の手段で行うこともできる。

固定長レーザ発振共振器及び固定長フィードバック共振器を有する本発明にしたがう外部共振器レーザの概略図である レーザの、それぞれの共振器内のモードが整合している、レーザ発振共振器及びフィードバック共振器の光路長を示す概略図である 可能な利得曲線の下で利用できる周波数モードを簡略に示すレーザ発振共振器に対する周波数ドメインにわたる利得のグラフである 回折格子を軸旋回させるための制御装置を示す概略図である 個別の周波数モードでのレーザ発振に対する回折格子角ドメインにわたる周波数応答を示す簡略化したグラフである

符号の説明

１０ レーザ
１２ レーザ発振共振器
１３，１７ 電気バイアス印加領域
１４ フィードバック共振器
１５ レーザ発振媒質
１６ 光軸
１８ 外部共振器
２０ 背面ファセット
２２ 前面ファセット
２４ 軸旋回反射ファセット
２８ コリメートレンズ
３０ 光結合器
３２ 活性領域
３４ 回折格子
３６ 旋回軸
Ｌ 外部共振器長
Ｌ１，Ｌ２ 光路長

Claims (13)

1. レーザ用周波数同調装置において、
   固定光路長を有する外部共振器であって、
   前記外部共振器は光結合されたレーザ発振共振器及びフィードバック共振器を有し、前記レーザ発振共振器及び前記フィードバック共振器はそれぞれ両端間にわたる固定光路長を有し、
   前記レーザ発振共振器にはレーザ発振媒質が入っており、
   前記レーザ発振共振器及び前記フィードバック共振器は、波長が前記レーザ発振共振器及び前記フィードバック共振器のそれぞれの前記両端間の行程の前記固定光路長の２倍の等分割である周波数に相当する、共通の発振モードをサポートするものである、
   外部共振器、および
   前記外部共振器の前記固定光路長を変えずに離散周波数増分によってレーザの周波数出力をシフトさせて前記共通の発振モードの中から選択する周波数調節器、
   を備えることを特徴とする装置。
2. 前記レーザ発振共振器の両端間の行程の前記光路長の２倍が前記共通の発振モードの波長の内の１つの第１の整数倍であり、前記フィードバック共振器の両端間の行程の前記光路長の２倍が前記共通の発振モードの波長の内の前記１つの第２の整数倍であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記フィードバック共振器が両端間にわたる光軸を有しており、前記両端の内の一方に配置された反射ファセットを有していて前記外部共振器の前記光路長を変えずに調節可能である周波数調節器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記反射ファセットが入射光をスペクトル分散させ、前記光軸に沿って反射されて前記フィードバック共振器の前記両端の他方に向けて戻される光の周波数を相対的に変えるために調節可能であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記周波数調節器が前記フィードバック共振器の前記光軸と交差する旋回軸を中心として前記反射ファセットを軸旋回させる手段を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記周波数調節器に対するフィードバックとしてレーザ出力をモニタするためのビームモニタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 出力周波数が前記レーザ発振共振器及び前記フィードバック共振器の所望の発振モードの中の周波数であるか否かを判定するために、前記ビームモニタが（ａ）前記レーザ出力の振幅及び（ｂ）前記レーザ出力の周波数の内の少なくとも１つをモニタすることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 一組のモード最適化された周波数にわたってレーザを増分同調する方法において、
   固定光路長をもつ外部共振器を有するレーザにパワーを印加する工程、
   前記外部共振器のレーザ発振領域及びフィードバック領域内において、波長の整数倍が前記レーザ発振領域及び前記フィードバック領域のそれぞれの両端間の行程の光路長の２倍である周波数に相当する、共通の発振モードで光を発振させる工程、及び
   前記外部共振器の前記固定光路長を変えずに複数のモード最適化された周波数にわたって前記レーザを増分同調するために離散周波数増分によって前記レーザの周波数出力をシフトさせて前記共通の発振モードの中から選択する工程、
   を有してなることを特徴とする方法。
9. 前記選択する工程が、前記外部共振器の一端において反射される周波数を調節する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記選択する工程が、前記外部共振器の前記固定光路長を変えずに前記反射される周波数を調節するために前記外部共振器の光軸と交差する旋回軸を中心として反射ファセットを軸旋回させる工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記共通の発振モードを他のレーザ出力周波数から弁別するためのフィードバックとしてレーザ出力をモニタする工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. 前記モニタする工程が、出力周波数が前記共通の発振モードの中の周波数であるか否かを判定するために、（ａ）前記レーザ出力の振幅及び（ｂ）前記レーザ出力の周波数の内の少なくとも１つをモニタする工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記外部共振器の前記固定光路長を維持するために前記外部共振器に影響する環境条件を調節する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。

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