JPH02112295A - 半導体レーザ光源装置用恒温槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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（以下ｒ　Ｌ、　Ｉ）　Ｊとい
う〉の出力特性を安定化させるＬ　Ｄ安定化光源用に用
いて最適な構造から成るＬ　Ｉ）光源用温度恒温槽に関
するしのである。

〈従来の技術〉 Ｌ　Ｄは小型で応用範囲も広いが高安定化を実現するた
めには１．ｍＫ以内の温度安定反を実現する必要がある
。いいかえれば、温度を安定にすることでＬＤの発振波
長を固定している。

以下このような従来の技術を図面を用いて説明する。

第３図は従来の技術の説明に供するＬ５１）安定化光源
のブロック系統図である。

第３図において、１は１．■）、２はこのＬｌ）１を恒
温に保持するための１７１）用恒温！Ｒ（息子ｒＬＤ恒
温槽」という）である。３．４は１．　Ｔ）　１への光
学素子の端面から反射される信号以外の光である戻り光
を防ぐためのアイソレータ（１確にはファラデーアイソ
レータ、以下Ｉ　Ｆ　Ｉ　、と表わす）、５．６は第１
．２ハーフミラ−（以下ｒ　ｔＩ　Ｍ　Ｊと表わず）で
ある。７はＩ、１）１コ安定化するだめの基準波長（周
波数）を作り出すとなる素子（例えばエタロン）、８は
このエラ１１ン７を恒温に保持するためのエタロン用恒
温槽である。９，１０は受光素子である例えばホトタイ
オード（息子ｒＰＤＪと表わす）、１１は安定化・狭帯
域化回路である。

このようなＬ　Ｄ光源（Ｌ、　Ｄ安定化光源）装置にあ
っては、Ｉ、Ｄ恒温槽２内に収納されたＬＤｌから出力
される出力光（レーザー光）はＦ’　Ｉ　３を介して第
１）ｆＭ５で透過及び反射され、透過光は出力光となり
、反射光はＦ＝’　Ｉ　４を介して第２ＨＭ６で更に透
過及び反射され、反射光はエタロン７を介して出力され
るレーザー光の波長を安定化するための基準波長として
ＰＤｌｏで受光され、透過光はＰＤ９で被測定波長とし
て受光される。Ｐ　Ｄ　９とＰＤＩＯで光から電気信号
に変換された信号は、安定化・狭帯域化回路１１で比較
されて、この比較値かｌ−Ｄ　Ｉにフィードバックされ
てＬ　Ｄ　１の出力特性を安定化に導く。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところでこのような構成の従来の技術にあっては、以下
のような問題点がある。

■：１重の恒温槽で通常の使用温度（例えば〇−４０℃
）で高安定を実現するには無理かある。

■：ＬＤ１やエタロン７は夫々ｌ７１）恒温槽２．エタ
ロン用恒温槽８によって恒温に保たれているので温度の
影響を受けないか、その他のＰ　Ｉ）等の光学部品・要
素は高安定を目指す場合に安定性の重要なファクタとな
っているにもかかわらず何等その様な手段が講じられて
いない。このために、例えば、その幾何学的位置が温度
変化による基板等の膨脹により変化する時に、光学部品
端面からの反射光が［１）チップに戻り（戻り光）、発
振が不安定になるというような、温度特性の影響を受け
やすく、結果的に出力特性が安定しない。　ところでこ
の問題を解決するために、ＬＤ恒温楕２゜エタロン用恒
温槽８とは別に、光学部品・要素のみを単独で別に恒温
槽に入れることも考えられる。

しかしながら、この場合の恒温槽は、他の恒温槽に比較
して大型となる」−に、温度分布が出来やすく、又周囲
の温度変化によりこの温度分布が乱れやすく（この温度
分布が変化するということは各部の変形にもつながり、
かえってＬＤの発振波長不安定の原因ともなる）、現実
的ではない。仮にこのようなことが解決出来たとしても
尚且つ、装置全体の大型化や装置の複雑化等の原因とな
り現実的ではない。

■：第３図の構成は、Ｌ　Ｄ　＋ｊｉ温槽２．エタロン
用恒温槽８内での温度分布や変動については同等対策が
施されていないので、光源の不安定性の一因ともなって
いる。そしてこのことは、単に光学部品・要素用の恒温
槽を設りるようにしても解決出来ない。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、光学
部品・要素をも含めてＬｌ）安定化光源全体の恒温化を
図り、もって１．　Ｄの出力特性の高安定化を図ること
ができるＬ　Ｄ光源用？Ｍ　ＪｊＥ恒温槽を提供するも
のである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明は、半導体レーザ用
恒温槽に収納された半導体レーザの出力光を透過及び反
射し、透過光は出力光となり、反射光は基準波長として
第１受光素子で受光され透過光は被測定波長として第２
受光素子で受光され、前記第１受光素子の出力と前記第
２受光素子の出力との比較値が前記半導体レーザにフィ
ードバックされる構成の半導体レーザ光源装置において
、前記半導体レーザ用恒温槽乃至前記第１受光素子。

第２受光素子迄の光学部品・要素を一体に恒温化する光
学部品・要素用恒温槽と、放熱側が前記光学部品・要素
用恒温槽内壁に密着するように前記半導体レーザ用恒温
格外壁に設けられた第１ペルチェ素子と、前記光学部品
・要素用＠温槽外壁に放熱側が密着して設けられた第２
ペルチェ素子と前記半導体レーザ用恒温槽の温度を検出
する第１温度センサと、前記光学部品・要素用恒温槽内
の温度を検出する第２温度センサと、前記第１温度セン
サの検出値、前記第２温度センサの検出値に応じて前記
第１ペルヂエ素子、前記第２ペルチェ素子を制御する制
御部と、を具備したことを特徴とするものである。

〈実施例〉 実施例について図面を参照して説明する。

尚、以下の図面において、第３図と重複する部分は同一
番号を付してその説明は省略する。

第１図は本発明の一実施例であるＬ　Ｉ）光源装置用恒
温槽の概要を示す図である。この第１図は、光学部品・
要素を恒温槽内部に入れて高安定化を狙ったペルチェ素
子２個を用いたＬ　Ｄ　２重化恒温槽の構造から成る。

以上具体的に説明する。

第１図は、光学部品・要素用恒温槽１２．第１ペルチェ
素子１３．第２ペルチェ素子１４．第１温度センサ１５
．第２温度センサ１６．及び、ここでは第１制御部１７
ａと第２制御部１７ｂに分離された制御部１７と、を具
備した構造から成る。尚、この実施例においては、１８
は放熱板等のフィンを表わす。

ここで、光学部品・要素用恒温槽１２は、１．、　Ｄ用
恒温槽２〜第１受光素子９．第２受光素子１０迄の光学
部品・要素を一体に恒温化する。第１ベルヂ工素子１３
は、放熱側が光学部品・要素用恒温槽１２の内壁に密着
するようにＬ　Ｉ）用恒温槽２の外壁の一部に設けられ
、恒温槽内を恒温制御する１、１）用恒温槽用温度制御
素子である。第２ペルチェ素子１４は、光学部品・要素
用・ヒ温槽１２の外壁の一部に、第２温度センサ１６に
対応して、放熱側か密着して光学部品・要素用恒温槽１
２の内部の温度を制御する光学部品・要素用温度制御素
子として設りられ、全体を恒温化する。第１温度センサ
１５は、例えばサーミスタから成り、ＬＤ用恒温槽２の
温度（ここではＬ　Ｄ用恒温槽外壁温度）を検出する１
、■）用＠温槽用温度センサである。第２温度センサ１
６は、第１温度センサ１５と同じく例えばサーミスタか
ら成り、光学部品・要素用恒温槽１２の内部の温度を検
出する光学部品・要素用温戊センサである。第１制御部
１７ａは、第１温度センサ１５の検出値に応じて第１ペ
ルチェ素子１３を制御する１、■）用恒温槽用温度制御
部である。第２制御部１７ｂは、第２温境センサ１６の
検出値に応じて第２ペルチェ素子１４を制御する光学部
品・要素用温度制御部である。

このような構造とすることで、第２ペルチェ素子１４で
１．　Ｉ）光源装置全体を＠錫化でき、且つ、第１のペ
ルチェ素子１２の放熱側か第２のペルチェ素子１４によ
り恒温化された光学部品・要素用恒温槽１３の内壁に密
着しているので、ｌ、　Ｄ　Ｉの高安定化が実現する。

くその他の実施例〉 本発明は第１図の構成に限定されるものではない。

■二例えば第１制御部１７ａと第２制御部１７　ｂは一
体構造として構成して（この時は１７として表わせる）
もよい。

■：又、第１図では光学部品・要素用恒温槽１２の内部
に温度差による温度分布にむらかある等不都合が生じる
場合には、その温度分布を正確に制御する必要かあり、
この場合は、第２図のように構成することができる。第
２図は本発明の他の実施例を示すＬＤ光源装置用恒恒温
の概要を示す図である。

第１図と第２図の相違点は、第２ペルチェ素子。

第２温度センサ、第２制御部、及びフィンの配置及びそ
の構造にある。その特徴は、複数の温度制御素子を制御
する構成として安定化■７１）光源装置用の恒温槽を実
現したところにある。

即ち、第１図の第２温度センサ１６は、光学部品・要素
用恒温槽内の温度差、温度分布が一定になるように、各
部の温度を検出するために配置された複数の第２温度セ
ンサ１６０ａ〜１６０ｃとなる。

又、第１図の第２ペルチェ素子１４は、光学部品・要素
用恒温槽１２の外壁の各部分の最適な場所〈ここでは第
２温度センサ１６０ａ・〜　１６０ｃに対応して設けら
れる）に光学部品・要素用恒温槽内の温度差を一定にす
る複数の第２ペルチェ素子１４０ａ〜１４０ｃとなる。

又、第１図の第２制御部１７ｂは、複数の第２温度セン
サ１６０ａ〜１６０Ｃの検出値を入力して、この検出値
に応じて複数の第２ペルチェ素了１４０ａ〜１４０ｃを
夫々制御する第２制御部１７０ｂとなる。このように構
成することで、各センシングポイントの差を一定にする
ように制御する。又、第１図のフィン１８は複数の第２
ペルチェ素子１４０　ａ　〜１４０　ｃの上に夫々１８
０　ａ　〜１８０　ｃとして設けられる。

このような構成とすることで、光学部品・要素用恒温槽
内の温度分布を積極的に一定にすることで、より光源の
不安定性を取除くことが出来る。

尚、第１制御部１７ａと第２制御部１７０ｂは上記のよ
うに一体Ｓ造とすることもできることは同様である。

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように構成されているので、次
に記載するような効果を奏する。

請求項１では、簡単な構成で装置の温度の恒温化が計れ
るので従来の技術の問題点を解決して１゜Ｄの発振を安
定化できる。

請求項２では、複数のセンサと温度制御素子を取付け、
各部の温度差を一定にすることにより従来の技術の問題
点を解決してｌ、　Ｉ）の発振を安定化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるｌ、１）光源装ゐ”用
恒温槽の概要を示す図、第２図は本発明の他の実施例を
示すＬＤＤ源装置用恒温槽の概要を示す図、第３図は従
来の技術の説明に供するＬＤＤ定化光源のブロック系統
図である。 １・・・ＬＤ、２・・・ＬＤ光光源用２恒恒温＃ｉｌｏ
恒温槽、７・・・エタロン用恒温槽、９．１０・−・受
光素子（ＰＤ）、１１・・・安定化・狭帯域化回路、１
２・・・光学部品・要素用恒温槽、１３・・・第１ペル
チェ素子、１４・・・第２ペルチェ素子、１５・・・第
１温度センサ、１６・・・第２温度センサ、１７・・・
制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザ用恒温槽に収納された半導体レーザの出力
   光を透過及び反射し、透過光は出力光となり、反射光は
   基準波長として第１受光素子で受光され透過光は被測定
   波長として第２受光素子で受光され、前記第１受光素子
   の出力と前記第２受光素子の出力との比較値が前記半導
   体レーザにフィードバックされる構成の半導体レーザ光
   源装置において、前記半導体レーザ用恒温槽乃至前記第
   １受光素子、第２受光素子迄の光学部品・要素を一体に
   恒温化する光学部品・要素用恒温槽と、放熱側が前記光
   学部品・要素用恒温槽内壁に密着するように前記半導体
   レーザ用恒温槽外壁に設けられた第１ペルチェ素子と、
   前記光学部品・要素用恒温槽外壁に放熱側が密着して設
   けられた第２ペルチェ素子と、前記半導体レーザ用恒温
   槽の温度を検出する第１温度センサと、前記光学部品・
   要素用恒温槽内の温度を検出する第２温度センサと、前
   記第１温度センサの検出値、前記第２温度センサの検出
   値に応じて前記第１ペルチェ素子、前記第２ペルチェ素
   子を制御する制御部と、を具備したことを特徴とする半
   導体レーザ光源装置用恒温槽。