JPH04113327A - Laser beam source - Google Patents

Laser beam source

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JPH04113327A
JPH04113327A JP2232935A JP23293590A JPH04113327A JP H04113327 A JPH04113327 A JP H04113327A JP 2232935 A JP2232935 A JP 2232935A JP 23293590 A JP23293590 A JP 23293590A JP H04113327 A JPH04113327 A JP H04113327A
Authority
JP
Japan
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mode
light
optical waveguide
light source
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP2232935A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Oki
裕史 大木
Jun Iwasaki
純 岩崎
Masashi Fukuda
昌史 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To vary the polarized states, quantities, etc., of respective projection beams, one by one, or set them independently by providing a single-mode channel type optical waveguide, a laser beam emitting means, a TE-TM mode converter, and a TE-TM mode splitter. CONSTITUTION:Light emitted by a laser diode 1 is made incident on an optical waveguide 3. If the incident light is in, for example, TE mode in this case, this light has its plane of polarization rotated by a desired quantity through the operation of the mode converter 4 and is converted into a TE-mode component and a TM-mode component at an optional ratio; and the light which has those mode components is made incident on the mode splitter 5, which outputs the light of the TE mode and the light of the TM mode to optical waveguides 6 and 7 respectively, so that they are emitted from outgoing terminals 8 and 9. The outgoing terminals 8 and 9 can be regarded as laser beam sources. Namely, the single laser diode can be used substantially as LD arrays for two beams, whose polarized states, light quantities, etc., can be made different from each other, so that light beams in mutually orthogonal polarized states can be outputted.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レーザ光源に関し、例えば光デイスクヘッド
等に用いられ、各ビームごとに偏光状態を変えることが
可能なマルチビームレーザ光源に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser light source, and relates to a multi-beam laser light source that is used, for example, in an optical disk head and can change the polarization state of each beam.

[従来の技術] 書換形光ディスク装置においては、RAW(Read 
After Write)チエツク、並列転送、その他
さまざまな目的からマルチビームLD(レーザダイオー
ド)アレイの需要が高まってきている。
[Prior Art] In a rewritable optical disk device, RAW (Read
Demand for multi-beam LD (laser diode) arrays is increasing for various purposes such as after-write checking, parallel transfer, and other purposes.

マルチビームLDアレイは、共通の半導体基板上に複数
のレーザダイオードを形成したものであり、単一チップ
でマルチビームレーザ光源を構成できるものである。
A multi-beam LD array has a plurality of laser diodes formed on a common semiconductor substrate, and can constitute a multi-beam laser light source with a single chip.

し発明が解決しようとする課題] ところが、マルチビームLDアレイは構造上偏光状態を
各ビームごとに変えることはできず、従って出射するビ
ームはすべて同一の偏光面を持ち、光学系の構成上に大
きな制約があっな。また、マルチビームLDアレイは均
一な品質のものを作成することが困歎であり、素子の価
格か高くなるという不都合もあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, due to the structure of a multi-beam LD array, it is not possible to change the polarization state for each beam. Therefore, all the emitted beams have the same polarization plane, and due to the structure of the optical system, it is not possible to change the polarization state for each beam. There are big restrictions. Furthermore, it is difficult to produce a multi-beam LD array of uniform quality, and there is also the disadvantage that the cost of the device increases.

本発明の目的は、前述の従来例の装置における問題点に
鑑み、作成の困雛なマルチビームLDアレイを用いるこ
となくマルチビームレーザ光源を実現できるようにする
ことにある。
An object of the present invention is to make it possible to realize a multi-beam laser light source without using a multi-beam LD array, which is difficult to fabricate, in view of the problems in the conventional apparatus described above.

本発明の池の目的は、各出射ビームの偏光状態および光
量等を各ビームごとに異ならしめ、あるいはビームごと
に独立に設定可能にしたレーザ光源を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a laser light source in which the polarization state, light intensity, etc. of each emitted beam can be made different for each beam, or can be set independently for each beam.

[課題を解決するための手段] 本発明に係わるレーザ光源は、導波路基板に形成された
シングルモードチャネル形光導波路と、出射端が前記光
導波路の一端に光学的に結合されたレーザ発光手段と、
前記光導波路中に形成されたTE−TMモードコンバー
タと、前記導波路基板に形成されかつ前記TE−TMモ
ードコンバータの出力に結合されたTE−TMモードス
プリッタとを備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A laser light source according to the present invention includes a single mode channel type optical waveguide formed on a waveguide substrate, and a laser light emitting means whose output end is optically coupled to one end of the optical waveguide. and,
It is characterized by comprising a TE-TM mode converter formed in the optical waveguide, and a TE-TM mode splitter formed in the waveguide substrate and coupled to the output of the TE-TM mode converter.

また、前記TE−TMモードスプリッタの出力はそれぞ
れTEおよびTM酸成分伝送する2つのシングルモード
チャネル形光導波路につながり、各光導波路には電気光
学効果を用いた光スイッチングデバイスを設けるよう構
成することもてきる。
Further, the output of the TE-TM mode splitter is connected to two single mode channel type optical waveguides for respectively transmitting TE and TM acid components, and each optical waveguide is configured to be provided with an optical switching device using an electro-optic effect. I can bring it.

さらに、前記レーザ発光手段としては前記導波路基板に
一体的に形成された半導体レーザとすることができる。
Further, the laser emitting means may be a semiconductor laser integrally formed with the waveguide substrate.

[作用] 上述の構成において、レーザ発光手段から出射した光は
導波路基板に形成されたシングルモードチャネル型光導
波路に入射し、TE−TMモードコンバータによって偏
光面が所望の量たけ回転される。そして、TE−TMモ
ードスプリッタによって前記TE−TMモードコンバー
タの出力かTEモードの成分およびTMモードの成分に
分離されマルチビーム光源として出力される。この場合
、TE−TMモードコンバータにおける偏光面の回転量
を調整することによりTEおよびTMモード成分を任意
の比率で発生することかできる。即ち、各ビームによっ
て偏光状態の異なるマルチビームレーザ光源アレイが実
現される。従って、もととなるレーザタイオードはLD
アレイの他に、単一のレーザタイオードでもよい。即ち
、本発明の基本構成によれば単一のレーザタイオードか
ら互いに偏光方向か異なる2ビームの光を出射すること
ができる。
[Operation] In the above configuration, the light emitted from the laser emitting means enters the single mode channel type optical waveguide formed on the waveguide substrate, and the plane of polarization is rotated by a desired amount by the TE-TM mode converter. Then, the output of the TE-TM mode converter is separated into a TE mode component and a TM mode component by a TE-TM mode splitter and output as a multi-beam light source. In this case, the TE and TM mode components can be generated at any ratio by adjusting the amount of rotation of the polarization plane in the TE-TM mode converter. That is, a multi-beam laser light source array in which each beam has a different polarization state is realized. Therefore, the original laser diode is LD
In addition to arrays, single laser diodes may also be used. That is, according to the basic configuration of the present invention, two beams of light having different polarization directions can be emitted from a single laser diode.

まだ、TE−TMモードスプリッタの出力にそれぞれシ
ングルモードチャネル形光導波路を接続し、各光導波路
に電気光学効果を用いた光スイッチングデバイスを設け
た場合には、該スイッチングデバイスに印加される電圧
を制御することにより出射ビームの光量を独立に任意の
値に調整することができる。
However, if a single mode channel optical waveguide is connected to each output of the TE-TM mode splitter, and an optical switching device using the electro-optic effect is provided in each optical waveguide, the voltage applied to the switching device will be By controlling it, the light intensity of the emitted beam can be adjusted independently to an arbitrary value.

さらに、前記導波路基板にGaAs、InPなどの化合
物半導体を用い、前記レーザ発光手段を前記導波路基板
上にモノリシックに形成することにより、簡車な構造で
信頼性の高いマルチビームレーザ光源を実現することが
できる。
Furthermore, by using a compound semiconductor such as GaAs or InP for the waveguide substrate and forming the laser emitting means monolithically on the waveguide substrate, a highly reliable multi-beam laser light source with a simple structure is realized. can do.

[実施例] 以下、図面により本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の第1の実施例に係わるマルチビーム
レーザ光源を示す。同図のレーザ光源においては、レー
ザタイオード1に電気光学効果を有するニオブ酸リチウ
ム(LiNbO3)等の基板2上に形成されたシングル
モードチャネル形光導波路3が、レーザタイオード1か
ら出射した光と光導波路3との結合効率が最もよくなる
ように接合されている。また、光導波路3はTE−TM
モードコンバータ4につながっているが、該モードコン
バタ4は通常くし型電極、あるいは平板状電極を光導波
路上に装荷することによって構成され、印加電界によっ
て基板の屈折率楕円体の主軸か回転することを利用した
周知のデバイスである。
FIG. 1 shows a multi-beam laser light source according to a first embodiment of the invention. In the laser light source shown in the figure, a single mode channel type optical waveguide 3 formed on a substrate 2 such as lithium niobate (LiNbO3) having an electro-optic effect is connected to a laser diode 1, and a single mode channel type optical waveguide 3 is formed on a substrate 2 such as lithium niobate (LiNbO3) that has an electro-optic effect. The optical waveguide 3 and the optical waveguide 3 are bonded to each other so that the coupling efficiency between the optical waveguide 3 and the optical waveguide 3 is maximized. Moreover, the optical waveguide 3 is TE-TM
The mode converter 4 is usually constructed by loading a comb-shaped electrode or a flat plate electrode on an optical waveguide, and the main axis of the index ellipsoid of the substrate is rotated by an applied electric field. This is a well-known device that uses

モードコンバータ4がら出た先導波路は次にモトスプリ
ッタ5に結合されている。モードスプリッタ5としては
、例えばダブルモード領域を一定区間設け、TEモード
とTMモードの完全結合長が異なることを利用したタプ
ルモード形モードスプリッタを始め種々の公知のものが
使用可能である。また、モードスプリッタ5の出力には
それぞれシングルモード光導波路6および7がつながっ
ておりこれらの光導波路6および7の終端部はそれぞれ
出射端8および9を構成している。
The leading wavepath emerging from the mode converter 4 is then coupled to a moto splitter 5. As the mode splitter 5, various known types can be used, including, for example, a tuple mode type mode splitter in which a double mode region is provided in a certain section and the complete coupling lengths of the TE mode and the TM mode are different. Furthermore, single mode optical waveguides 6 and 7 are connected to the output of mode splitter 5, respectively, and the terminal ends of these optical waveguides 6 and 7 constitute output ends 8 and 9, respectively.

このような構成において、レーザダイオード1から出射
した光は、光導波路3へ入射するが、この場合の入射光
が例えはTEモードであったとすると、この光はモード
コンバータ4の働きによって偏光面が所望量だけ回転さ
れ任意の比率のTEモード成分およびTMモード成分に
変換される。
In such a configuration, the light emitted from the laser diode 1 enters the optical waveguide 3. If the incident light in this case is, for example, TE mode, the plane of polarization of this light is changed by the action of the mode converter 4. It is rotated by a desired amount and converted into TE mode components and TM mode components of arbitrary ratios.

これらのTEおよびTMモード成分を有する光は次にモ
ードスプリッタ5に入射し、それぞれの光導波路6およ
び7にTEモードの光およびTMモードの光が出力され
、各々出射端8および9がら出射される。従って、各出
射端8および9はそれぞれレーザ光源として考えること
ができる。
The light having these TE and TM mode components then enters the mode splitter 5, and the TE mode light and the TM mode light are outputted to the respective optical waveguides 6 and 7, and are emitted from the output ends 8 and 9, respectively. Ru. Therefore, each output end 8 and 9 can be considered as a laser light source.

第1図において、各出射端8および9から出射される光
は互いに直交する偏光状態にあるが、各々のシングルモ
ード光導波路6および7上に新たにモードコンバータを
設けることにより、両出射端8および9から出射する光
の1扁光状態を独立に任意の状態に設定することも可能
である。
In FIG. 1, the light emitted from each output end 8 and 9 has a polarization state perpendicular to each other, but by newly providing a mode converter on each single mode optical waveguide 6 and 7, both output ends 8 and 9 It is also possible to independently set one polarization state of the light emitted from the light source and the light source 9 to any desired state.

第2図は、本発明の第2の実施例に係わるレーザ光源を
示す。第2図に示されるレーザ光源は、第1図のレーザ
光源における出射端8および9から出射される光の光量
を独立に制御できるようにしたものである。即ち、第2
図においては、レザダイオード1、シングルモードチャ
ネル形光導波1%3、TE−TMモードコンバータ4、
モードスプリッタ5までの構成は第1図のものと同じで
ある。しかしながら、第2図のレーザ光源においては、
モードスプリッタ5から分岐した各々のシングルモード
光導波路6および7にはそれぞれ光スイッチングデバイ
ス10および11が結合されている。これらの光スイッ
チングデバイスの1例として第2図ではTE(またはT
M)モードの分岐比を任意に変えることのできる能動型
モードスプリッタを図示している。この能動型モードス
プリッター0および11はそれぞれタプルモード導波路
および斜線で示した電極を備えたものであり、各電極間
に印加される電圧を制御することにより出力光量の分岐
比を任意に制御することができるものである6尚、能動
型モードスプリッタ10の2つの分岐出力につながる出
射端12および13のうち出射端13には斜線で示す吸
収材が設けられている。また、能動型モードスプリッタ
ー1の出力につながる出射端14および15の内、出射
端15にも同様に斜線で示す吸収材か設けられている。
FIG. 2 shows a laser light source according to a second embodiment of the invention. The laser light source shown in FIG. 2 is a laser light source in which the amount of light emitted from the emission ends 8 and 9 of the laser light source shown in FIG. 1 can be independently controlled. That is, the second
In the figure, a laser diode 1, a single mode channel type optical waveguide 1% 3, a TE-TM mode converter 4,
The configuration up to mode splitter 5 is the same as that in FIG. However, in the laser light source of Fig. 2,
Optical switching devices 10 and 11 are coupled to each single mode optical waveguide 6 and 7 branched from mode splitter 5, respectively. As an example of these optical switching devices, TE (or T
M) An active mode splitter that can arbitrarily change the mode splitting ratio is shown. These active mode splitters 0 and 11 are each equipped with a tuple mode waveguide and electrodes shown with diagonal lines, and the splitting ratio of the amount of output light can be arbitrarily controlled by controlling the voltage applied between each electrode. Of the output ends 12 and 13 connected to the two branched outputs of the active mode splitter 10, the output end 13 is provided with an absorbing material shown by diagonal lines. Furthermore, of the output ends 14 and 15 connected to the output of the active mode splitter 1, the output end 15 is also provided with an absorbing material shown by diagonal lines.

第2図のレーザ光源においては、レーサタイオド1から
出射した光は第1図の場合と同様に、モードコンバータ
4、モードスプリッタ5を通り各光導波路6および7に
それぞれ例えはTEモトの光およびTMモードの光とし
て出力され、各光スイッチングデバイス10および11
に入射する。この光スイッチングデバイス10および1
1の各電極間にはそれぞれ所望の電圧■1および■2が
印加され入射光の分岐比を所望の値に制御する。従って
、出射端12および14から出る光の光量を各電圧■1
および■2によって所望の値に制御できる。各光スイッ
チングデバイス10および11からそれぞれ出射端13
および15に向かう光はそれぞれ吸収材によって吸収除
去される。
In the laser light source of FIG. 2, the light emitted from the laser diode 1 passes through a mode converter 4 and a mode splitter 5 to each optical waveguide 6 and 7, as in the case of FIG. mode light, and each optical switching device 10 and 11
incident on . These optical switching devices 10 and 1
Desired voltages (1) and (2) are respectively applied between the electrodes 1 to control the branching ratio of the incident light to a desired value. Therefore, the amount of light emitted from the output ends 12 and 14 is determined by each voltage
and (2) can be controlled to a desired value. Output ends 13 from each optical switching device 10 and 11 respectively.
and 15 are absorbed and removed by the absorbing material, respectively.

尚、出射端13および15に吸収材を設ける代わりに、
導波路軸外への反射あるいは散乱を利用して除去するこ
とも可能である。また、各光スイッチングデバイス10
および11の電極に印加される電圧Vlおよびv2は直
流に限らす例えはパルス電圧とすることによって各出射
@12および14から出力される光の出射タイミングそ
の他を任意に制御することかできる。
Note that instead of providing absorbers at the output ends 13 and 15,
It is also possible to remove it by utilizing reflection or scattering off the axis of the waveguide. In addition, each optical switching device 10
The voltages Vl and v2 applied to the electrodes 11 and 11 are limited to DC voltages, for example pulse voltages, so that the emission timing and other aspects of the light output from each emission @12 and 14 can be arbitrarily controlled.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれは、例えば単一のレーザダ
イオードを実質的に2ビームのLDアレイとして用いる
ことがてきる上に、両ビームの偏光状態および光量等を
互いに異ならしめることが可能となる。従って、特にマ
ルチビームLDアレイでは実現が困難な、互いに直交す
る偏光状態の光を出力することも可能となる。また、各
光ビムの出射端を大幅に近接することも可能である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, for example, a single laser diode can be used substantially as a two-beam LD array, and the polarization state and light intensity of both beams can be adjusted to each other. It becomes possible to make them different. Therefore, it is also possible to output light with mutually orthogonal polarization states, which is difficult to achieve especially with a multi-beam LD array. It is also possible to place the output ends of each light beam very close to each other.

さらに、本発明によれば、レーザタイオード自体の出力
を変化させあるいは点滅させることなく、出射光量を変
化させ、あるいは出射光をスイッチングすることが可能
となり、レーザダイオードの長寿命化、出力光の波長の
安定化を達成できる。
Further, according to the present invention, it is possible to change the amount of emitted light or switch the emitted light without changing the output of the laser diode itself or blinking, thereby extending the life of the laser diode and reducing the output light. Wavelength stabilization can be achieved.

また、レーザダイオードを低い電力で使用する必要がな
くなるから低電力状態によるノイズを回避できる。
Further, since the laser diode does not need to be used at low power, noise caused by the low power state can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の1実施例に係わるレーザ光源の構造
を示す概略的説明図、そして 第2図は、本発明の他の実施例に係わるレーザ光源の概
略の構造を示す説明図である。 1:レーザ光源、 2:基板、 3ニシングルモードチヤネル形光導波路、4:モードコ
ンバータ、 5:モードスプリッタ、 6.7:シングルモード光導波路、 8.9.12.13.14,15:出射端、10.11
:光スイッチングデバイス、Vl、V2:制御電源。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a laser light source according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the structure of a laser light source according to another embodiment of the present invention. be. 1: Laser light source, 2: Substrate, 3 Single mode channel optical waveguide, 4: Mode converter, 5: Mode splitter, 6.7: Single mode optical waveguide, 8.9.12.13.14, 15: Output End, 10.11
: Optical switching device, Vl, V2: Control power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、導波路基板に形成されたシングルモードチャネル形
光導波路と、 出射端が前記光導波路の一端に光学的に結合されたレー
ザ発光手段と、 前記光導波路中に形成されたTE−TMモードコンバー
タと、 前記導波路基板に形成されかつ前記TE−TMモードコ
ンバータの出力に結合されたTE−TMモードスプリッ
タと、 を備えたことを特徴とするレーザ光源。 2、前記TE−TMモードスプリッタの出力はそれぞれ
TEおよびTM成分を伝達する2つのシングルモードチ
ャネル形光導波路につながり、各光導波路には電気光学
効果を用いた光スイッチングデバイスが設けられている
請求項1に記載のレーザ光源。 3、前記レーザ発光手段は前記導波路基板にモノリシッ
クに形成された半導体レーザである請求項1または2に
記載のレーザ光源。
[Claims] 1. A single mode channel type optical waveguide formed on a waveguide substrate; a laser emitting means having an output end optically coupled to one end of the optical waveguide; and a laser emitting means formed in the optical waveguide. A laser light source comprising: a TE-TM mode converter; and a TE-TM mode splitter formed on the waveguide substrate and coupled to an output of the TE-TM mode converter. 2. The output of the TE-TM mode splitter is connected to two single-mode channel type optical waveguides that respectively transmit the TE and TM components, and each optical waveguide is provided with an optical switching device using an electro-optic effect. The laser light source according to item 1. 3. The laser light source according to claim 1 or 2, wherein the laser emitting means is a semiconductor laser monolithically formed on the waveguide substrate.
JP2232935A 1990-09-03 1990-09-03 Laser beam source Pending JPH04113327A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114647091A (en) * 2022-03-18 2022-06-21 苏州龙马璞芯芯片科技有限公司 Laser scanning light source and display device

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CN114647091A (en) * 2022-03-18 2022-06-21 苏州龙马璞芯芯片科技有限公司 Laser scanning light source and display device

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