JPH0476517B2 - - Google Patents
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- JPH0476517B2 JPH0476517B2 JP61015087A JP1508786A JPH0476517B2 JP H0476517 B2 JPH0476517 B2 JP H0476517B2 JP 61015087 A JP61015087 A JP 61015087A JP 1508786 A JP1508786 A JP 1508786A JP H0476517 B2 JPH0476517 B2 JP H0476517B2
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- Japan
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- optic
- optic means
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
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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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/1068—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using an acousto-optical device
-
- 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
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
≪産業上の利用分野≫
本発明は、レーザ光の発振波長を変えることが
できる可変波長レーザ光源の改善に関する。
できる可変波長レーザ光源の改善に関する。
≪従来の技術≫
従来の可変波長レーザ光源としては次のような
ものがある。
ものがある。
イ 回折格子を回転させるもの(第4図)
光増幅部LDの出力光は集光レンズLSを介し
て回折格子DGに入射し、1次回折光41が光
増幅部LDに戻る。42は0次回折光である。
回折格子DGを回転すると光増幅部LDへ戻る1
次回折光の波長が変化するので、発振波長を制
御することができる。
て回折格子DGに入射し、1次回折光41が光
増幅部LDに戻る。42は0次回折光である。
回折格子DGを回転すると光増幅部LDへ戻る1
次回折光の波長が変化するので、発振波長を制
御することができる。
ロ 音響光学素子によるもの(第5図)
イのように回折格子を回転する代りに、音響
光学素子UMで回折格子DGへの入射角を変化
させて発振波長を制御する。
光学素子UMで回折格子DGへの入射角を変化
させて発振波長を制御する。
≪発明が解決しようとする問題点≫
しかしながら、上記のような構成の可変波長レ
ーザ光源には次のような問題点がある。
ーザ光源には次のような問題点がある。
イには回折格子を機械的に動かすので、高精度
化が困難で、応答が悪く、経時変化に弱い。
化が困難で、応答が悪く、経時変化に弱い。
ロは光増幅部に戻つてくる光の波長がドツプラ
シフトによりわずかにずれるため、安定な発振が
得られず、発振スペクトル幅が広くなつてしま
う。
シフトによりわずかにずれるため、安定な発振が
得られず、発振スペクトル幅が広くなつてしま
う。
本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、応答が良好で、経時変化に強く、
発振スペクトル幅の狭い可変波長レーザ光源を実
現することを目的とする。
されたもので、応答が良好で、経時変化に強く、
発振スペクトル幅の狭い可変波長レーザ光源を実
現することを目的とする。
≪問題点を解決するための手段≫
本発明に係る可変波長レーザ光源はレーザ共振
器内に光増幅部の出力光に関連する光が入射する
音響光学手段とこの音響光学手段の出射光を入射
して前記音響光学手段に戻す光学手段とを備え、
音響光学手段において光の回折を複数回行い回折
で生じるトツプラシフトによる影響を相殺するよ
うに構成したことを特長とする。
器内に光増幅部の出力光に関連する光が入射する
音響光学手段とこの音響光学手段の出射光を入射
して前記音響光学手段に戻す光学手段とを備え、
音響光学手段において光の回折を複数回行い回折
で生じるトツプラシフトによる影響を相殺するよ
うに構成したことを特長とする。
≪実施例≫
以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第1図は本発明に係る可変波長レーザ光源の一
実施例を示す構成ブロツク図である。LD1は光
増幅部を構成する半導体レーザ、11,12はこ
の半導体レーザLD1の両端に設けられた無反射
コート部、LS1はこの無反射コート部11から
出射する光を平行光とするレンズ、M1はこのレ
ンズLS1を通過した光を反射するミラー、LS2
は無反射コート部12から出射する光を平行光と
するレンズ、LM1はこのレンズLS2を出射する
光が入射する第1の音響光学素子、UM2はこの
音響光学素子UM1から出射する光が入射する第
2の音響光学素子、M2はこの音響光学素子UM
2から出射した光を反射し前記ミラーM1との間
でレーザ共振器を構成する第2のミラー、DR1
は前記音響光学素子UM1,UM2を周波数Fで
励振する発振器である。音響光学素子UM1,
UM2は音響光学手段を構成し、ミラーM2は光
学手段を構成する。
実施例を示す構成ブロツク図である。LD1は光
増幅部を構成する半導体レーザ、11,12はこ
の半導体レーザLD1の両端に設けられた無反射
コート部、LS1はこの無反射コート部11から
出射する光を平行光とするレンズ、M1はこのレ
ンズLS1を通過した光を反射するミラー、LS2
は無反射コート部12から出射する光を平行光と
するレンズ、LM1はこのレンズLS2を出射する
光が入射する第1の音響光学素子、UM2はこの
音響光学素子UM1から出射する光が入射する第
2の音響光学素子、M2はこの音響光学素子UM
2から出射した光を反射し前記ミラーM1との間
でレーザ共振器を構成する第2のミラー、DR1
は前記音響光学素子UM1,UM2を周波数Fで
励振する発振器である。音響光学素子UM1,
UM2は音響光学手段を構成し、ミラーM2は光
学手段を構成する。
上記のような構成の装置の動作を次に詳しく説
明する。第2図は第1図装置の動作を説明するた
めの動作説明図である。半導体レーザLD1の無
反射コート部11から出射した光はレンズLS1
で平行光となり、ミラーM1で反射される。ミラ
ーM1からの反射光は光路を元に戻つて再び半導
体レーザLD1に入射する。無反射コート部12
から出射した周波数f0の光はレンズLS2で平行
光とされ、第1の音響光学素子UM1に入射す
る。この際回折条件から、超音波21により生じ
る回折格子23への入射角θi1、回折後の出射角
θ01、光の波長λ0および超音波の波長Λ0の間には
次式のような関係がある(第2図)。
明する。第2図は第1図装置の動作を説明するた
めの動作説明図である。半導体レーザLD1の無
反射コート部11から出射した光はレンズLS1
で平行光となり、ミラーM1で反射される。ミラ
ーM1からの反射光は光路を元に戻つて再び半導
体レーザLD1に入射する。無反射コート部12
から出射した周波数f0の光はレンズLS2で平行
光とされ、第1の音響光学素子UM1に入射す
る。この際回折条件から、超音波21により生じ
る回折格子23への入射角θi1、回折後の出射角
θ01、光の波長λ0および超音波の波長Λ0の間には
次式のような関係がある(第2図)。
sinθi1+sinθ01=λ0/Λ0 ……(1)
すなわち特定の入射角θi1および出射角θ01を満
足するような光路を通る光の波長λ0は超音波の波
長Λ0が変われば変化する。出射光は超音波によ
るドツプラシフトを受け、この場合は+1次回折
光(超音波の方向と回折される方向が同じ)であ
るので、その周波数はf0+Fとなる。音響光学素
子UM1からの出射光は音響光学素子UM2で再
び回折する。前記同様、超音波22により生じる
回折格子24への入射角θi2、回折後の出射角θ02、
光の波長λ0および超音波の波長Λ0の間には次式
のような関係がある。
足するような光路を通る光の波長λ0は超音波の波
長Λ0が変われば変化する。出射光は超音波によ
るドツプラシフトを受け、この場合は+1次回折
光(超音波の方向と回折される方向が同じ)であ
るので、その周波数はf0+Fとなる。音響光学素
子UM1からの出射光は音響光学素子UM2で再
び回折する。前記同様、超音波22により生じる
回折格子24への入射角θi2、回折後の出射角θ02、
光の波長λ0および超音波の波長Λ0の間には次式
のような関係がある。
sinθi2+sinθ02=λ0/Λ0 ……(2)
ただし(2)式において音響光学素子UM1のドツ
プラシフトによるλ0の変化は小さいので無視して
いる。ここでは超音波の進行波22と回折光の関
係が音響光学素子UM1における場合と逆で、−
1次回折光となるので、ドツプラシフト量は−F
となり、音響光学素子UM2の出射光の周波数は
f0+F−F=f0となる。音響光学素子UM2の出
射光はミラーM2で反射した後もとの光路を逆行
して、再び半導体レーザLD1に入射する。逆行
する際に、ドツプラシフトでUM2の出射光の周
波数はf0−Fとなり、UM1の出射光の周波数は
f0−F+F=f0ともとの周波数f0となつて半導体
レーザLD1に戻るので、共振状態が持続する。
なお回折効率を高めるためにブラツグ入射条件を
満足させ、超音波の波長Λ0のとき入射角θi1、出
射角θ01、入射角θi2および出射角θ02の間に次の関
係が成立つようにしている。
プラシフトによるλ0の変化は小さいので無視して
いる。ここでは超音波の進行波22と回折光の関
係が音響光学素子UM1における場合と逆で、−
1次回折光となるので、ドツプラシフト量は−F
となり、音響光学素子UM2の出射光の周波数は
f0+F−F=f0となる。音響光学素子UM2の出
射光はミラーM2で反射した後もとの光路を逆行
して、再び半導体レーザLD1に入射する。逆行
する際に、ドツプラシフトでUM2の出射光の周
波数はf0−Fとなり、UM1の出射光の周波数は
f0−F+F=f0ともとの周波数f0となつて半導体
レーザLD1に戻るので、共振状態が持続する。
なお回折効率を高めるためにブラツグ入射条件を
満足させ、超音波の波長Λ0のとき入射角θi1、出
射角θ01、入射角θi2および出射角θ02の間に次の関
係が成立つようにしている。
θi1=θ01=θi2=θ02
この様な構成で超音波の波長Λ0を変えれば、
θi1、θ01、θi2θ02を満足して共振する光の波長λ0
を
次式のように掃引できる。
θi1、θ01、θi2θ02を満足して共振する光の波長λ0
を
次式のように掃引できる。
sinθi1+sinθ01
=(λ0+Δλ)/(Λ0+ΔΛ)
上記のような構成の可変波長レーザ光源の出力
光のスペクトル線幅はシヤロー・タウンズの式か
ら 2Γ=πhνΓCnSP/PC となる。ただし ΓC=c(βL−loR)/2πnL h:プランク定数 ν:発振波長 PC:発振パワー nSP:自然発光のキヤリア密度 c:光速 β:共振器内の損失係数 L:共振器長 R:ミラーの反射率 n:屈折率 したがつて半導体レーザ単体のL=0.3mm程度
に比べ、上記の構成ではLを100mm以上にとれる
ので、発振スペクトル線幅を容易に小さくするこ
とができる。
光のスペクトル線幅はシヤロー・タウンズの式か
ら 2Γ=πhνΓCnSP/PC となる。ただし ΓC=c(βL−loR)/2πnL h:プランク定数 ν:発振波長 PC:発振パワー nSP:自然発光のキヤリア密度 c:光速 β:共振器内の損失係数 L:共振器長 R:ミラーの反射率 n:屈折率 したがつて半導体レーザ単体のL=0.3mm程度
に比べ、上記の構成ではLを100mm以上にとれる
ので、発振スペクトル線幅を容易に小さくするこ
とができる。
また、回折によるドツプラシフトが相殺されて
いるので、共振が安定でスペクトル線幅も狭くで
きる。
いるので、共振が安定でスペクトル線幅も狭くで
きる。
また音響光学効果を用いているので純電気的な
制御が可能となり、応答が速く、経時変化も少な
い。
制御が可能となり、応答が速く、経時変化も少な
い。
なお上記の実施例では音響光学手段として音響
光学素子を2つ用いているが、これに限らず任意
の偶数個の音響光学素子を用いることができる。
光学素子を2つ用いているが、これに限らず任意
の偶数個の音響光学素子を用いることができる。
また上記の実施例では+1次回折光と−1次回
折光によるドツプラシフトを相殺しているが、こ
れに限らず符号の逆な任意の次数の回折光を利用
できる。
折光によるドツプラシフトを相殺しているが、こ
れに限らず符号の逆な任意の次数の回折光を利用
できる。
また、ミラーM2の代りに回折格子を用いても
よい。
よい。
第3図は本発明の第2の実施例を示すための構
成ブロツク図である。第1図と同一の部分には同
じ符号を付して説明を省略する。RL1は無反射
コート部11から出射する光を平行光とするロツ
ドレンズ、M3はこのロツドレンズRL1の一端
に設けられ前記平行光を反射するミラーコーテイ
ング部、RL2は無反射コート部12から出射す
る光を平行光とするロツドレンズ、UM3はこの
ロツドレンズRL2を出射する光が入射するラマ
ン・ナス型音響光学素子、RL3はこの音響光学
素子UM3からの+1次回折光を入射するロツド
レンズ、RL4は同じく−1次回折光を入射する
ロツドレンズ、FB1は前記ロツドレンズRL3と
RL4を接続し前記ミラーM3との間でレーザ共
振器を構成する光フアイバである。音響光学素子
UM3は音響光学手段を構成し、ロツドレンズ
RL3,RL4および光フアイバFB1は光学手段
を構成する。
成ブロツク図である。第1図と同一の部分には同
じ符号を付して説明を省略する。RL1は無反射
コート部11から出射する光を平行光とするロツ
ドレンズ、M3はこのロツドレンズRL1の一端
に設けられ前記平行光を反射するミラーコーテイ
ング部、RL2は無反射コート部12から出射す
る光を平行光とするロツドレンズ、UM3はこの
ロツドレンズRL2を出射する光が入射するラマ
ン・ナス型音響光学素子、RL3はこの音響光学
素子UM3からの+1次回折光を入射するロツド
レンズ、RL4は同じく−1次回折光を入射する
ロツドレンズ、FB1は前記ロツドレンズRL3と
RL4を接続し前記ミラーM3との間でレーザ共
振器を構成する光フアイバである。音響光学素子
UM3は音響光学手段を構成し、ロツドレンズ
RL3,RL4および光フアイバFB1は光学手段
を構成する。
上記のような構成の装置の動作を次に説明す
る。半導体レーザLD1の無反射コート部11か
ら出射した光はレンズRL1で平行光となり、ミ
ラーコーテイング部M3で反射される。ミラーコ
ーテイング部M3から反射光は光路を元に戻つて
再び半導体レーザLD1に入射する。無反射コー
ト部12から出射した周波数f0の光はレンズRL
2で平行光とされ、音響光学素子UM3に入射す
る。ラマン・ナス型音響光学素子では入射光方向
を中心に両側に高次の回折が同時に起こる。周波
数を+Fだけドツプラシフトされた+1次回折光
はロツドレンズRL3に入射して光フアイバFB1
を伝搬し、ロツドレンズRL4から再び音響光学
素子UM3に入射して周波数を−Fドツプラシフ
トされてもとの周波数f0で光増幅部LD1に戻る。
同様に周波数を−Fだけドツプラシフトされた−
1次回折光はロツドレンズRL4に入射して光フ
アイバFB1を伝搬し、ロツドレンズRL3から再
び音響光学素子UM3に入射して周波数を+Fド
ツプラシフトされてもとの周波数f0に戻る。以上
の結果ドツプラシフトの影響が相殺され、周波数
f0の共振状態が安定に持続することになる。第1
図の場合と同様、超音波周波数Fを変化すること
により共振周波数f0を変化させることできる。
る。半導体レーザLD1の無反射コート部11か
ら出射した光はレンズRL1で平行光となり、ミ
ラーコーテイング部M3で反射される。ミラーコ
ーテイング部M3から反射光は光路を元に戻つて
再び半導体レーザLD1に入射する。無反射コー
ト部12から出射した周波数f0の光はレンズRL
2で平行光とされ、音響光学素子UM3に入射す
る。ラマン・ナス型音響光学素子では入射光方向
を中心に両側に高次の回折が同時に起こる。周波
数を+Fだけドツプラシフトされた+1次回折光
はロツドレンズRL3に入射して光フアイバFB1
を伝搬し、ロツドレンズRL4から再び音響光学
素子UM3に入射して周波数を−Fドツプラシフ
トされてもとの周波数f0で光増幅部LD1に戻る。
同様に周波数を−Fだけドツプラシフトされた−
1次回折光はロツドレンズRL4に入射して光フ
アイバFB1を伝搬し、ロツドレンズRL3から再
び音響光学素子UM3に入射して周波数を+Fド
ツプラシフトされてもとの周波数f0に戻る。以上
の結果ドツプラシフトの影響が相殺され、周波数
f0の共振状態が安定に持続することになる。第1
図の場合と同様、超音波周波数Fを変化すること
により共振周波数f0を変化させることできる。
このような構成の可変波長レーザ光源は第1の
実施例と同様の特長を備えている。
実施例と同様の特長を備えている。
なお上記の実施例ではラマン・ナス型音響光学
素子において生じる+1次回折光と−1次回折光
によるドツプラシフトを相殺しているが、これに
限らず符号の逆な任意の次数の回折光を利用して
もよい。
素子において生じる+1次回折光と−1次回折光
によるドツプラシフトを相殺しているが、これに
限らず符号の逆な任意の次数の回折光を利用して
もよい。
また上記の実施例において光増幅部LD1の左
側端面にミラーコーテインクしてもよく、この場
合にはロツドレンズRL1およびミラーM3を不
要にできる。
側端面にミラーコーテインクしてもよく、この場
合にはロツドレンズRL1およびミラーM3を不
要にできる。
また光学手段として、ロツドレンズとフアイバ
の代りにミラーを組合せて構成してもよい。
の代りにミラーを組合せて構成してもよい。
また上記の各実施例は個別素子を用いて構成し
ているが、光導波路や表面弾性波を利用した、光
導波路中の光の回折を用いれば、容易にモノリシ
ツク構成とすることができる。
ているが、光導波路や表面弾性波を利用した、光
導波路中の光の回折を用いれば、容易にモノリシ
ツク構成とすることができる。
≪発明の効果≫
以上述べたように本発明によれば、応答が良好
で、経時変化に強く、発振スペクトル幅の狭い可
変波長レーザ光源を簡単な構成で実現することが
できる。
で、経時変化に強く、発振スペクトル幅の狭い可
変波長レーザ光源を簡単な構成で実現することが
できる。
第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロツク
図、第2図は第1図装置の動作を説明するための
動作説明図、第3図は本発明の第2の実施例を示
す構成ブロツク図、第4図、第5図は従来の可変
波長レーザ光源を示すための原理説明図である。 LD1……光増幅部、UM1,UM2,UM3…
…音響光学手段、M2,RL3,RL4,FB1…
…光学手段。
図、第2図は第1図装置の動作を説明するための
動作説明図、第3図は本発明の第2の実施例を示
す構成ブロツク図、第4図、第5図は従来の可変
波長レーザ光源を示すための原理説明図である。 LD1……光増幅部、UM1,UM2,UM3…
…音響光学手段、M2,RL3,RL4,FB1…
…光学手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 レーザ光を発生する光増幅部と、 この光増幅部の出射光を一の方向から入射して
回折する音響光学手段と、 この音響光学手段の出射光を逆方向から前記音
響光学手段に戻して再び回折させる光学手段とを
備え、 回折の際生じる周波数シフトが相殺するように
音響光学手段において光の回折を複数回行うこと
により、出射時と同一周波数の光が同一光路を経
て前記光増幅部に戻るように構成したことを特徴
とする可変波長レーザ光源。 2 音響光学手段を複数の音響光学素子で構成
し、光学手段をミラーで構成した特許請求の範囲
第1項記載の可変波長レーザ光源。 3 音響光学手段で発生する互いに逆符号の回折
光同士を光フアイバで接続した特許請求の範囲第
1項記載の可変波長レーザ光源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61015087A JPS62172777A (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 可変波長レ−ザ光源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61015087A JPS62172777A (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 可変波長レ−ザ光源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62172777A JPS62172777A (ja) | 1987-07-29 |
JPH0476517B2 true JPH0476517B2 (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=11879058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61015087A Granted JPS62172777A (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 可変波長レ−ザ光源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62172777A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997016708A1 (fr) * | 1995-10-31 | 1997-05-09 | Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. | Appareil pour source lumineuse et procede de mesure |
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1986
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JPS62172777A (ja) | 1987-07-29 |
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