JPH0137868B2 - - Google Patents
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- JPH0137868B2 JPH0137868B2 JP15383884A JP15383884A JPH0137868B2 JP H0137868 B2 JPH0137868 B2 JP H0137868B2 JP 15383884 A JP15383884 A JP 15383884A JP 15383884 A JP15383884 A JP 15383884A JP H0137868 B2 JPH0137868 B2 JP H0137868B2
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- Japan
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- semiconductor laser
- polarization
- polarizer
- laser device
- mode optical
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 40
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08018—Mode suppression
- H01S3/08022—Longitudinal modes
- H01S3/08031—Single-mode emission
- H01S3/08036—Single-mode emission using intracavity dispersive, polarising or birefringent elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/146—External cavity lasers using a fiber as external cavity
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体レーザ装置に関する。特に、
半導体レーザ素子用の外部共振回路に関する。
半導体レーザ素子用の外部共振回路に関する。
一般に、フアブリ・ペロー共振型の半導体レー
ザ装置は、多軸モード発振をしており、しかも共
振器長が短い。このため、一つの縦モードの発振
波長の帯域幅も広い。このため、レーザ光のコヒ
ーレント性を利用してホモダイン検波やヘテロダ
イン検波を行う場合には、このような半導体レー
ザ装置はコヒーレント光伝送路の光源として不適
である。
ザ装置は、多軸モード発振をしており、しかも共
振器長が短い。このため、一つの縦モードの発振
波長の帯域幅も広い。このため、レーザ光のコヒ
ーレント性を利用してホモダイン検波やヘテロダ
イン検波を行う場合には、このような半導体レー
ザ装置はコヒーレント光伝送路の光源として不適
である。
そこで、半導体レーザ素子の外部に反射板を配
置し、等価的に半導体レーザ素子の共振器長を長
くした半導体レーザ装置が提案されている。この
ような半導体レーザ装置により、単一モード発振
の実現が可能になり、発振波長の帯域も狭くする
ことが可能となつている。
置し、等価的に半導体レーザ素子の共振器長を長
くした半導体レーザ装置が提案されている。この
ような半導体レーザ装置により、単一モード発振
の実現が可能になり、発振波長の帯域も狭くする
ことが可能となつている。
第７図および第８図は、このような従来例の半
導体レーザ装置を示す図である。
導体レーザ装置を示す図である。
第７図に示した半導体レーザ装置は、半導体レ
ーザ素子１の外部に反射板２を配置し、結合用レ
ンズ５を介して半導体レーザ素子１の発振光を帰
還している。
ーザ素子１の外部に反射板２を配置し、結合用レ
ンズ５を介して半導体レーザ素子１の発振光を帰
還している。
第８図に示した半導体レーザ装置は、外部反射
板として回折格子６を使用している。このような
半導体レーザ装置では、任意の軸モードを選択的
に発振させることが可能である。
板として回折格子６を使用している。このような
半導体レーザ装置では、任意の軸モードを選択的
に発振させることが可能である。
第７図に示した従来例の半導体レーザ装置で
は、反射板２の反射係数に波長選択性がないため
に、任意の軸モードで発振させることができない
欠点がある。また、環境温度等の変動により、半
導体レーザ素子１と反射板２とが波長の数分の一
のオーダで相対的な位置ずれを起こした場合に
は、発振波長の変動が生じたり、多軸モードで発
振したりする欠点があつた。
は、反射板２の反射係数に波長選択性がないため
に、任意の軸モードで発振させることができない
欠点がある。また、環境温度等の変動により、半
導体レーザ素子１と反射板２とが波長の数分の一
のオーダで相対的な位置ずれを起こした場合に
は、発振波長の変動が生じたり、多軸モードで発
振したりする欠点があつた。
また、第８図に示した従来例の半導体レーザ装
置でも、半導体レーザ素子１と反射板２とが波長
の数分の一のオーダで相対的な位置ずれを起こし
た場合には、発振波長が大きく変動する欠点があ
る。
置でも、半導体レーザ素子１と反射板２とが波長
の数分の一のオーダで相対的な位置ずれを起こし
た場合には、発振波長が大きく変動する欠点があ
る。
また、どちらの従来例でも、半導体レーザ素子
の出射光を空間中に放出しており、ビームの広が
りがあるために、半導体レーザ装置が大型化する
欠点があつた。
の出射光を空間中に放出しており、ビームの広が
りがあるために、半導体レーザ装置が大型化する
欠点があつた。
本発明は、以上の欠点を解決し、単一モードで
発振し、発振波長の帯域が狭く、しかも小型で安
定に動作する半導体レーザ装置を提供することを
目的とする。
発振し、発振波長の帯域が狭く、しかも小型で安
定に動作する半導体レーザ装置を提供することを
目的とする。
本発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザ素
子の外部に反射板が配置され、その反射板に反射
する光の光路によりその半導体レーザ素子の共振
器長が設定される半導体レーザ装置において、 上記半導体レーザ素子と上記反射板との間に複
数の偏波保存単一モード光フアイバを備え、この
複数の偏波保存単一モード光フアイバの間に偏光
子が配置され、上記偏光子と上記半導体レーザ素
子との間に配置される偏波保存単一モード光フア
イバの長さは、特定の波長λ0の光ビームが上記偏
光子に到達したときにその偏波方向が上記偏光子
を透過する方向に回転しているように選択され、
上記偏光子と上記反射板との間に配置される偏波
保存単一モード光フアイバの長さは、上記偏光子
を透過した光ビームの偏波方向と上記反射板で反
射されて再び偏光子に到達したときの偏波方向と
が一致するように選択されたことを特徴とする。
子の外部に反射板が配置され、その反射板に反射
する光の光路によりその半導体レーザ素子の共振
器長が設定される半導体レーザ装置において、 上記半導体レーザ素子と上記反射板との間に複
数の偏波保存単一モード光フアイバを備え、この
複数の偏波保存単一モード光フアイバの間に偏光
子が配置され、上記偏光子と上記半導体レーザ素
子との間に配置される偏波保存単一モード光フア
イバの長さは、特定の波長λ0の光ビームが上記偏
光子に到達したときにその偏波方向が上記偏光子
を透過する方向に回転しているように選択され、
上記偏光子と上記反射板との間に配置される偏波
保存単一モード光フアイバの長さは、上記偏光子
を透過した光ビームの偏波方向と上記反射板で反
射されて再び偏光子に到達したときの偏波方向と
が一致するように選択されたことを特徴とする。
この偏光子は１個でもよく、それぞれ間隔を置
いて配置された複数個でもよい。
いて配置された複数個でもよい。
本発明の半導体レーザ装置では、単一モード光
フアイバと偏光子とが複屈折フイルタとして働
き、特定の波長の光波を半導体レーザ素子に帰還
させる。これにより、半導体レーザ素子が単一軸
モードで発振する。
フアイバと偏光子とが複屈折フイルタとして働
き、特定の波長の光波を半導体レーザ素子に帰還
させる。これにより、半導体レーザ素子が単一軸
モードで発振する。
第１図は、本発明第一実施例の半導体レーザ装
置を示す図である。
置を示す図である。
半導体レーザ素子１と反射板２との間には、偏
波保存単一モード光フアイバ３−１および３−２
が配置され、これらの偏波保存単一モード光フア
イバ３−１，３−２の間には、一個の偏光子４が
配置されている。
波保存単一モード光フアイバ３−１および３−２
が配置され、これらの偏波保存単一モード光フア
イバ３−１，３−２の間には、一個の偏光子４が
配置されている。
半導体レーザ素子１の一方の出射端から出射さ
れた光ビームは、偏波保存単一モード光フアイバ
３−１に入射される。半導体レーザ素子１の他方
の出射端から出射された光ビームは、この半導体
レーザ装置の出力となる。
れた光ビームは、偏波保存単一モード光フアイバ
３−１に入射される。半導体レーザ素子１の他方
の出射端から出射された光ビームは、この半導体
レーザ装置の出力となる。
偏波保存単一モード光フアイバ３−１に入射さ
れた光ビームは、偏光子４および偏波保存単一モ
ード光フアイバ３−２を通過して、反射板２で反
射される。反射された光ビームは、再び偏波保存
単一モード光フアイバ３−２、偏光子４および偏
波保存単一モード光フアイバ３−１を通過して、
半導体レーザ素子１に帰還される。
れた光ビームは、偏光子４および偏波保存単一モ
ード光フアイバ３−２を通過して、反射板２で反
射される。反射された光ビームは、再び偏波保存
単一モード光フアイバ３−２、偏光子４および偏
波保存単一モード光フアイバ３−１を通過して、
半導体レーザ素子１に帰還される。
第２図は、半導体レーザ素子１の一般的なスペ
クトル分布を示す図である。半導体レーザ素子１
は、波長λ0を中心波長とする多数の波長λ1、λ2
…、λ-1、λ-2…で発振する。これらの各縦モード
の波長間隔は15Åであり、スペクトル分布の半値
半幅は30Å程度である。
クトル分布を示す図である。半導体レーザ素子１
は、波長λ0を中心波長とする多数の波長λ1、λ2
…、λ-1、λ-2…で発振する。これらの各縦モード
の波長間隔は15Åであり、スペクトル分布の半値
半幅は30Å程度である。
このようなスペクトル分布に対して、反射板
２、偏波保存単一モード光フアイバ３−１，３−
２および偏光子４は、複屈折フイルタとして働
く。すなわち、偏波保存単一モード光フアイバ３
−１，３−２により光ビームの周波数毎に偏波方
向を変化させ、偏光子４により特定の偏波のみを
透過させることにより、特定の周波数を選択的に
透過させ、半導体レーザ素子１に帰還させること
ができる。
２、偏波保存単一モード光フアイバ３−１，３−
２および偏光子４は、複屈折フイルタとして働
く。すなわち、偏波保存単一モード光フアイバ３
−１，３−２により光ビームの周波数毎に偏波方
向を変化させ、偏光子４により特定の偏波のみを
透過させることにより、特定の周波数を選択的に
透過させ、半導体レーザ素子１に帰還させること
ができる。
このため、ある特定方向に偏光している半導体
レーザ素子１の出力光のうち、特定の軸モード
（周波数）の光電力だけが半導体レーザ素子１に
戻る。この特定軸モードの光強度を第３図に示
す。これにより半導体レーザ素子１は、この波長
λ0で単一軸モード発振を行う。
レーザ素子１の出力光のうち、特定の軸モード
（周波数）の光電力だけが半導体レーザ素子１に
戻る。この特定軸モードの光強度を第３図に示
す。これにより半導体レーザ素子１は、この波長
λ0で単一軸モード発振を行う。
偏波保存単一モード光フアイバ３−１の長さ
は、この波長λ0の光ビームが偏光子４に到達した
ときに、その偏波方向が偏光子４を透過するよう
な方向に回転しているように選択される。偏波保
存単一モード光フアイバ３−２の長さは、偏光子
４を透過した光ビームの偏波方向と、反射板２で
反射されて再び偏光子４に到達したときの偏波方
向とが一致するように選択される。偏光子４の端
面を鏡面に加工し、偏波保存単一モード光フアイ
バ３−２を用いない応用も可能であるが、加工が
困難であることや、フイルタ特性を考慮して、偏
光子４は偏波保存単一モード光フアイバの間に挿
入することが望ましい。
は、この波長λ0の光ビームが偏光子４に到達した
ときに、その偏波方向が偏光子４を透過するよう
な方向に回転しているように選択される。偏波保
存単一モード光フアイバ３−２の長さは、偏光子
４を透過した光ビームの偏波方向と、反射板２で
反射されて再び偏光子４に到達したときの偏波方
向とが一致するように選択される。偏光子４の端
面を鏡面に加工し、偏波保存単一モード光フアイ
バ３−２を用いない応用も可能であるが、加工が
困難であることや、フイルタ特性を考慮して、偏
光子４は偏波保存単一モード光フアイバの間に挿
入することが望ましい。
第４図は複屈折フイルタの特性の一例を示す図
である。この図では、横軸が中心波長を「０」と
する波長の相対値を示し、縦軸が偏波保存単一モ
ード光フアイバ３−１の入力光強度に対する出力
光強度の比（反射率）を示す。この例は、波長
1.5μｍにおいて、ビート長10mmの偏波保存単一モ
ード光フアイバを使用し、偏波保存光フアイバ３
−１，３−２の長さをそれぞれ２ｍとしたときの
特性である。
である。この図では、横軸が中心波長を「０」と
する波長の相対値を示し、縦軸が偏波保存単一モ
ード光フアイバ３−１の入力光強度に対する出力
光強度の比（反射率）を示す。この例は、波長
1.5μｍにおいて、ビート長10mmの偏波保存単一モ
ード光フアイバを使用し、偏波保存光フアイバ３
−１，３−２の長さをそれぞれ２ｍとしたときの
特性である。
この例の場合には、通過域の半値半幅が４Åで
あり、隣接する中心通過帯域間隔が38Åであつ
た。このように、反射板２、偏波保存単一モード
光フアイバ３−１，３−２および偏光子４によ
り、単一縦モードの光ビームを反射させ、半導体
レーザ素子１に帰還させることができた。
あり、隣接する中心通過帯域間隔が38Åであつ
た。このように、反射板２、偏波保存単一モード
光フアイバ３−１，３−２および偏光子４によ
り、単一縦モードの光ビームを反射させ、半導体
レーザ素子１に帰還させることができた。
第５図は本発明第二実施例の半導体レーザ装置
を示す図である。
を示す図である。
半導体レーザ素子１と反射板２との間には、３
本の偏波保存単一モード光フアイバ３−１，３−
２および３−３が配置され、これらの偏波保存単
一モード光フアイバ３−１，３−２，３−３の間
には、それぞれ偏光子４−１，４−２が配置され
ている。偏波保存単一モード光フアイバ３−１，
３−２，３−３の長さはそれぞれ２ｍである。
本の偏波保存単一モード光フアイバ３−１，３−
２および３−３が配置され、これらの偏波保存単
一モード光フアイバ３−１，３−２，３−３の間
には、それぞれ偏光子４−１，４−２が配置され
ている。偏波保存単一モード光フアイバ３−１，
３−２，３−３の長さはそれぞれ２ｍである。
第６図は、このときの偏波保存単一モード光フ
アイバ３−１，３−２および３−３と偏光子４−
１および４−２とによる複屈折フイルタの特性を
示す図である。このように、本実施例では、第一
実施例の場合よりも阻止特性を改善することがで
きる。
アイバ３−１，３−２および３−３と偏光子４−
１および４−２とによる複屈折フイルタの特性を
示す図である。このように、本実施例では、第一
実施例の場合よりも阻止特性を改善することがで
きる。
このように、偏波保存単一モード光フアイバの
長さや、偏光子の挿入個数により、これらのフイ
ルタ特性を任意に変化させることができる。
長さや、偏光子の挿入個数により、これらのフイ
ルタ特性を任意に変化させることができる。
本発明の半導体レーザ装置の発振周波数の変化
は、例えば圧電素子等により、偏波保存単一モー
ド光フアイバに側圧を加えて偏波複屈折率を変化
させ、これにより偏波保存単一モード光フアイバ
による偏波方向の回転角度を変化させることによ
り実現できる。
は、例えば圧電素子等により、偏波保存単一モー
ド光フアイバに側圧を加えて偏波複屈折率を変化
させ、これにより偏波保存単一モード光フアイバ
による偏波方向の回転角度を変化させることによ
り実現できる。
また、本発明は、半導体レーザ素子以外のレー
ザ素子を用いたレーザ装置に対しても適用でき
る。
ザ素子を用いたレーザ装置に対しても適用でき
る。
以上説明したように、本発明の半導体レーザ装
置は、半導体レーザ素子の単一の軸モードで選択
的に発振させることが可能である。また、等価的
は共振器長は光フアイバの長さによつて決定され
るため、光フアイバを長くとれば、スペクトル線
幅、すなわち発振波長の帯域を狭くすることが可
能である。さらに、光回路部品に要求される位置
精度は、発振モードが光フアイバ内を伝送される
モードによつて決定されるため、位置ずれによる
発振モードの変化は少ない。例えば、偏波保存単
一モード光フアイバ３−１，３−２の長さが１ｍ
の場合の数mm程度の誤差は、特性にほとんど影響
しない。また、光を光フアイバ内で処理している
ために、装置を小型化できる効果がある。
置は、半導体レーザ素子の単一の軸モードで選択
的に発振させることが可能である。また、等価的
は共振器長は光フアイバの長さによつて決定され
るため、光フアイバを長くとれば、スペクトル線
幅、すなわち発振波長の帯域を狭くすることが可
能である。さらに、光回路部品に要求される位置
精度は、発振モードが光フアイバ内を伝送される
モードによつて決定されるため、位置ずれによる
発振モードの変化は少ない。例えば、偏波保存単
一モード光フアイバ３−１，３−２の長さが１ｍ
の場合の数mm程度の誤差は、特性にほとんど影響
しない。また、光を光フアイバ内で処理している
ために、装置を小型化できる効果がある。
第１図は本発明第一実施例の半導体レーザ装置
を示す図。第２図は半導体レーザ素子の一般的な
スペクトル分布を示す図。第３図は特定軸モード
の光強度を示す図。第４図は複屈折フイルタの特
性を示す図。第５図は本発明第二実施例の半導体
レーザ装置を示す図。第６図は複屈折フイルタの
特性を示す図。第７図は従来例の半導体レーザ装
置を示す図。第８図は従来例の半導体レーザ装置
を示す図。 １……半導体レーザ素子、２……反射板、３−
１，３−２，３−３……偏波保存単一モード光フ
アイバ、４，４−１，４−２……偏光子、５……
結合用レンズ、６……回折格子。
を示す図。第２図は半導体レーザ素子の一般的な
スペクトル分布を示す図。第３図は特定軸モード
の光強度を示す図。第４図は複屈折フイルタの特
性を示す図。第５図は本発明第二実施例の半導体
レーザ装置を示す図。第６図は複屈折フイルタの
特性を示す図。第７図は従来例の半導体レーザ装
置を示す図。第８図は従来例の半導体レーザ装置
を示す図。 １……半導体レーザ素子、２……反射板、３−
１，３−２，３−３……偏波保存単一モード光フ
アイバ、４，４−１，４−２……偏光子、５……
結合用レンズ、６……回折格子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザ素子１の外部に反射板２が配置
され、その反射板２に反射する光の光路によりそ
の半導体レーザ素子の共振器長が設定される半導
体レーザ装置において、 上記半導体レーザ素子と上記反射板との間に複
数の偏波保存単一モード光フアイバ３−１，３−
２を備え、この複数の偏波保存単一モード光フア
イバの間に偏光子４が配置され、 上記偏光子と上記半導体レーザ素子との間に配
置される偏波保存単一モード光フアイバの長さ
は、特定の波長λ0の光ビームが上記偏光子に到達
したときにその偏波方向が上記偏光子を透過する
方向に回転しているように選択され、 上記偏光子と上記反射板との間に配置される偏
波保存単一モード光フアイバの長さは、上記偏光
子を透過した光ビームの偏波方向と上記反射板で
反射されて再び偏光子に到達したときの偏波方向
とが一致するように選択された ことを特徴とする半導体レーザ装置。 ２ 偏光子は１個である特許請求の範囲第１項に
記載の半導体レーザ装置。 ３ 偏光子は複数個であり、偏波保存単一モード
光フアイバの間にそれぞれ間隔をおいて配置され
た特許請求の範囲第１項に記載の半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15383884A JPS6132488A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15383884A JPS6132488A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132488A JPS6132488A (ja) | 1986-02-15 |
| JPH0137868B2 true JPH0137868B2 (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=15571199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15383884A Granted JPS6132488A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132488A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2298733B (en) * | 1995-03-06 | 1998-09-09 | Northern Telecom Ltd | Wavelength control of data modulated lasers |
| JP2002341195A (ja) | 2001-05-16 | 2002-11-27 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15383884A patent/JPS6132488A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6132488A (ja) | 1986-02-15 |
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