JPH051989B2 - - Google Patents
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- JPH051989B2 JPH051989B2 JP1897787A JP1897787A JPH051989B2 JP H051989 B2 JPH051989 B2 JP H051989B2 JP 1897787 A JP1897787 A JP 1897787A JP 1897787 A JP1897787 A JP 1897787A JP H051989 B2 JPH051989 B2 JP H051989B2
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- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
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- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野>
この発明は、発振波長を可変することができる
波長可変レーザーの特性の改良に関するものであ
る。
波長可変レーザーの特性の改良に関するものであ
る。
<従来技術>
半導体レーザーは小型でかつ寿命が長いため情
報記録や通信、成分分析等に多く用いられてい
る。この様な半導体レーザーの発振波長を変化さ
せるために、その周囲温度や注入電流を変化させ
ることが行なわれているが、可変範囲が狭く、か
つ不安定であるという欠点がある。
報記録や通信、成分分析等に多く用いられてい
る。この様な半導体レーザーの発振波長を変化さ
せるために、その周囲温度や注入電流を変化させ
ることが行なわれているが、可変範囲が狭く、か
つ不安定であるという欠点がある。
これに対して外部に共振器を設置し、半導体レ
ーザーとこの共振器を結合し、この共振器の実効
光路長を変化させてその出力光の波長を可変する
可変波長レーザーが提案されている。この様な可
変波長レーザーを第5図に示す。第5図におい
て、1は半導体レーザーであり、その左右方向に
出力する出力光はレンズ2で平行光にされる。3
はミラーであり、左方向に出射した光を反射す
る。4は共振器であり、半導体レーザーの右方向
に出射した光が結合される。共振器4内にはミラ
ー5,6、ビームスプリツタ7、変調器8が含ま
れる。変調器8は制御器9で制御される。
ーザーとこの共振器を結合し、この共振器の実効
光路長を変化させてその出力光の波長を可変する
可変波長レーザーが提案されている。この様な可
変波長レーザーを第5図に示す。第5図におい
て、1は半導体レーザーであり、その左右方向に
出力する出力光はレンズ2で平行光にされる。3
はミラーであり、左方向に出射した光を反射す
る。4は共振器であり、半導体レーザーの右方向
に出射した光が結合される。共振器4内にはミラ
ー5,6、ビームスプリツタ7、変調器8が含ま
れる。変調器8は制御器9で制御される。
この様な構成において、半導体レーザー1から
出射した光はミラー3で反射され、共振器4と結
合される。ミラー3からビームスプリツタ7を通
つてミラー5に至る距離をl、共振器4の長さを
l1、内部の屈折率をnとすると、この共振器4を
r回およびs回往復する光の実質的な共振器長
Lr,Lsは、 Lr=(l+r・l1)・n Ls=(l+s・l1)・n となる。このため、この共振器で共振した光の複
合的な共振器長Lrsは、 Lrs=|r−s|・l1・n となる。従つて、この系は共振器長がl1の整数倍
の共振器の複合共振器と考えられ、全体の等価的
な共振器長Lは、 L=l1・n ……(1) となり、その出力光の波長λは、 λ=2・l1・n/q ……(2) q:整数 になる。制御器9により変調器8を制御して共振
器4の屈折率nを可変することにより、出力光の
波長を変化させることができる。フアブリペロー
共振器では透過率の周波数特性における半値幅
Δνは、 Δν=c・(1−R)/(2πnt) c:光速 R:ミラーの反射率 n:フアブリペロー共振器内の屈折率 t:フアブリペロー共振器の実質長さ となる。光は共振器4内およびミラー3の間を複
数回往復するので、フアブリペロー共振器と等価
な作用によりスペクトルの広がりが狭くなるとい
う特徴がある。
出射した光はミラー3で反射され、共振器4と結
合される。ミラー3からビームスプリツタ7を通
つてミラー5に至る距離をl、共振器4の長さを
l1、内部の屈折率をnとすると、この共振器4を
r回およびs回往復する光の実質的な共振器長
Lr,Lsは、 Lr=(l+r・l1)・n Ls=(l+s・l1)・n となる。このため、この共振器で共振した光の複
合的な共振器長Lrsは、 Lrs=|r−s|・l1・n となる。従つて、この系は共振器長がl1の整数倍
の共振器の複合共振器と考えられ、全体の等価的
な共振器長Lは、 L=l1・n ……(1) となり、その出力光の波長λは、 λ=2・l1・n/q ……(2) q:整数 になる。制御器9により変調器8を制御して共振
器4の屈折率nを可変することにより、出力光の
波長を変化させることができる。フアブリペロー
共振器では透過率の周波数特性における半値幅
Δνは、 Δν=c・(1−R)/(2πnt) c:光速 R:ミラーの反射率 n:フアブリペロー共振器内の屈折率 t:フアブリペロー共振器の実質長さ となる。光は共振器4内およびミラー3の間を複
数回往復するので、フアブリペロー共振器と等価
な作用によりスペクトルの広がりが狭くなるとい
う特徴がある。
<発明が解決すべき問題点>
しかしながら、この様な可変波長レーザーには
次のような問題点がある。出力光の波長は前記(2)
式で与えられ、基本的には複数の波長の光を発振
する。単一波長の光を発振するためには、共振器
の透過率のピークの間隔FSR(Free Spectrum
Range)を大きくしなければならず、そのために
は整数qは小さい値でなければならない。従つ
て、可視光付近の光を発振するためにはフアブリ
ペロー共振器の長さを数μmにしなければなら
ず、共振器の制作が困難であるという欠点があ
る。
次のような問題点がある。出力光の波長は前記(2)
式で与えられ、基本的には複数の波長の光を発振
する。単一波長の光を発振するためには、共振器
の透過率のピークの間隔FSR(Free Spectrum
Range)を大きくしなければならず、そのために
は整数qは小さい値でなければならない。従つ
て、可視光付近の光を発振するためにはフアブリ
ペロー共振器の長さを数μmにしなければなら
ず、共振器の制作が困難であるという欠点があ
る。
<発明の目的>
この発明の目的は、単一波長で発振し、かつそ
の出力光のスペクトル幅が狭くできる可変波長レ
ーザーを提供することにある。
の出力光のスペクトル幅が狭くできる可変波長レ
ーザーを提供することにある。
<問題点を解決するための手段>
前記問題点を解決するために、本発明はレーザ
ー光源を外部共振器に結合し、この外部共振器を
制御して前記レーザー光源の出力光の波長を可変
する可変波長レーザーにおいて、レーザー光源と
独立して構成される少なくとも2つの共振器と、
これら共振器を結合する結合器を具備し、前記レ
ーザー光源を前記共振器に結合すると共にこれら
共振器のうち少なくとも1つの共振器の実効光路
長を変化させて前記レーザー光源の出力光の波長
を可変するようにしたものである。
ー光源を外部共振器に結合し、この外部共振器を
制御して前記レーザー光源の出力光の波長を可変
する可変波長レーザーにおいて、レーザー光源と
独立して構成される少なくとも2つの共振器と、
これら共振器を結合する結合器を具備し、前記レ
ーザー光源を前記共振器に結合すると共にこれら
共振器のうち少なくとも1つの共振器の実効光路
長を変化させて前記レーザー光源の出力光の波長
を可変するようにしたものである。
また前記結合器および共振器としてビームスプ
リツタとミラーを用いたフアブリペローエタロ
ン、導波路型結合器と導波路の両端をミラーコー
トしたフアブリペローエタロン、フアイバカプラ
と光フアイバの両端をミラーコートしたフアブリ
ペローエタロンを用いたものである。
リツタとミラーを用いたフアブリペローエタロ
ン、導波路型結合器と導波路の両端をミラーコー
トしたフアブリペローエタロン、フアイバカプラ
と光フアイバの両端をミラーコートしたフアブリ
ペローエタロンを用いたものである。
<実施例>
第1図に本発明に係る可変波長レーザーの一実
施例を示す。なお、第5図と同じ要素には同一符
号を付し、説明を省略する。この実施例は結合器
としてビームスプリツタ、共振器としてミラーを
用いたフアブリペローエタロンを用いたものであ
る。第1図において、10は共振器であり、半導
体レーザー1が結合される。この共振器10内に
はビームスプリツタ11およびミラー12,13
が含まれている。14はビームスプリツタ11を
透過した半導体レーザー1の出力光が入力される
もうひとつの共振器であり、内部にビームスプリ
ツタ15、ミラー16,17が含まれている。1
8はねじのような機械的手段または電歪素子のよ
うな電気的手段により動作する微動装置であり、
ミラー17をビームスプリツタ15の方向に微動
させる。
施例を示す。なお、第5図と同じ要素には同一符
号を付し、説明を省略する。この実施例は結合器
としてビームスプリツタ、共振器としてミラーを
用いたフアブリペローエタロンを用いたものであ
る。第1図において、10は共振器であり、半導
体レーザー1が結合される。この共振器10内に
はビームスプリツタ11およびミラー12,13
が含まれている。14はビームスプリツタ11を
透過した半導体レーザー1の出力光が入力される
もうひとつの共振器であり、内部にビームスプリ
ツタ15、ミラー16,17が含まれている。1
8はねじのような機械的手段または電歪素子のよ
うな電気的手段により動作する微動装置であり、
ミラー17をビームスプリツタ15の方向に微動
させる。
この様な構成において、半導体レーザー1の出
力光はビームスプリツタ11で反射して共振器1
0で共振し、またビームスプリツタ11を透過し
た半導体レーザー1の出力光はビームスプリツタ
15で反射して共振器14で共振する。これらの
共振器10,14で共振した光はビームスプリツ
タ15から外部に出射される。この系は半導体レ
ーザー1と共振器10からなる可変波長レーザー
と半導体レーザー1と共振器14からなる可変波
長レーザーが複合したものと考えられ、共振器1
0,14の長さをl2、l3とすると、前記(1)式で求
めたようにフアブリペロー共振器10,14の等
価的光路長はl2、l3となり、この2つの共振器1
0,14で構成された系全体の等価的光路長L
は、 L=|l2−l3|・n となる。従つて、この可変波長レーザーの出力光
の波長λは、 λ=2・n・|l2−l3|/q ……(3) q:整数 n:フアブリペロー共振器の屈折率 になる。l2l3とすることによりLを小さくする
ことが出来るので、FSRを大きくすることが出
来る。また微動装置18により、共振器14の長
さl3を100分の数nmのレンジで微動させることに
より、出力光の波長を変化させることができる。
力光はビームスプリツタ11で反射して共振器1
0で共振し、またビームスプリツタ11を透過し
た半導体レーザー1の出力光はビームスプリツタ
15で反射して共振器14で共振する。これらの
共振器10,14で共振した光はビームスプリツ
タ15から外部に出射される。この系は半導体レ
ーザー1と共振器10からなる可変波長レーザー
と半導体レーザー1と共振器14からなる可変波
長レーザーが複合したものと考えられ、共振器1
0,14の長さをl2、l3とすると、前記(1)式で求
めたようにフアブリペロー共振器10,14の等
価的光路長はl2、l3となり、この2つの共振器1
0,14で構成された系全体の等価的光路長L
は、 L=|l2−l3|・n となる。従つて、この可変波長レーザーの出力光
の波長λは、 λ=2・n・|l2−l3|/q ……(3) q:整数 n:フアブリペロー共振器の屈折率 になる。l2l3とすることによりLを小さくする
ことが出来るので、FSRを大きくすることが出
来る。また微動装置18により、共振器14の長
さl3を100分の数nmのレンジで微動させることに
より、出力光の波長を変化させることができる。
第2図に本発明に係る可変波長レーザーの他の
実施例を示す。なお、第1図実施例と同じ要素に
は同一符号を付し、説明を省略する。第2図にお
いて、19は共振器14の光路中に設置された電
気光学素子であり、制御器20により所定の電圧
が印加される。電気光学素子19はその印加電圧
により屈折率が変化し、共振器14の実効光路長
を変化させる。これにより、出力光の波長を可変
することができる。
実施例を示す。なお、第1図実施例と同じ要素に
は同一符号を付し、説明を省略する。第2図にお
いて、19は共振器14の光路中に設置された電
気光学素子であり、制御器20により所定の電圧
が印加される。電気光学素子19はその印加電圧
により屈折率が変化し、共振器14の実効光路長
を変化させる。これにより、出力光の波長を可変
することができる。
第3図にさらに他の実施例をしめす。この実施
例は基板上に導波路を形成しこの導波路により共
振器を形成したものであり、結合器として導波路
型結合器、共振器として導波路の両端をミラーコ
ートしたフアブリペローエタロンを用いたもので
ある。第3図において、1は半導体レーザーであ
り、左端面にはミラー21が形成されている。2
2は基板であり、その上に導波路23〜25が形
成されている。26,27はそれぞれ導波路2
3,24および24,25が近接している部分で
あり、導波路型結合器を形成している。28は導
波路型位相変調器であり、導波路25の実効光路
長を可変させる。導波路23,25の端部にはミ
ラー29が形成され、半導体レーザー1の右端お
よび導波路24の端部には無反射コートが形成さ
れている。この様な構成において、導波路24に
結合された半導体レーザー1の光は導波路型結合
器26,27により導波路23,25に導かれて
共振する。すなわち、導波路23,25は共振器
を形成している。そのためこの導波路23,25
の等価的光路長をl2、l3とすると、系全体の等価
的光路長Lは第1図実施例で説明したように、 L=|l2−l3|・n となり、出力光の波長λは、前記(3)式に示したよ
うに、 λ=2・|l2−l3|・n/q q:整数 n:導波路23,25の屈折率 になる。導波路型位相変調器28を制御して導波
路25の実効光路長を変化させると、出力光の波
長を可変することができる。
例は基板上に導波路を形成しこの導波路により共
振器を形成したものであり、結合器として導波路
型結合器、共振器として導波路の両端をミラーコ
ートしたフアブリペローエタロンを用いたもので
ある。第3図において、1は半導体レーザーであ
り、左端面にはミラー21が形成されている。2
2は基板であり、その上に導波路23〜25が形
成されている。26,27はそれぞれ導波路2
3,24および24,25が近接している部分で
あり、導波路型結合器を形成している。28は導
波路型位相変調器であり、導波路25の実効光路
長を可変させる。導波路23,25の端部にはミ
ラー29が形成され、半導体レーザー1の右端お
よび導波路24の端部には無反射コートが形成さ
れている。この様な構成において、導波路24に
結合された半導体レーザー1の光は導波路型結合
器26,27により導波路23,25に導かれて
共振する。すなわち、導波路23,25は共振器
を形成している。そのためこの導波路23,25
の等価的光路長をl2、l3とすると、系全体の等価
的光路長Lは第1図実施例で説明したように、 L=|l2−l3|・n となり、出力光の波長λは、前記(3)式に示したよ
うに、 λ=2・|l2−l3|・n/q q:整数 n:導波路23,25の屈折率 になる。導波路型位相変調器28を制御して導波
路25の実効光路長を変化させると、出力光の波
長を可変することができる。
第4図に、本発明のさらに他の実施例を示す。
この実施例は結合器としてフアイバカプラ、共振
器として光フアイバの両端をミラーコートしたフ
アブリペローエタロンを用いたものである。光フ
アイバは偏波面保存フアイバを用いた方が良好な
結果が得られる。なお、第3図実施例と同じ要素
には同一符号を付し、説明を省略する。この図に
おいて、31〜33は光フアイバであり、光フア
イバ32には半導体レーザー1が結合される。3
4,35はフアイバカプラであり、光フアイバ3
2内の光を光フアイバ31,33に導く。光フア
イバ31,33の端面にはミラー29が形成さ
れ、共振器を構成している。36は光フアイバ3
3の途中に挿入された変調器であり、電気光学素
子37が含まれている。動作は第3図実施例と同
じであり、光フアイバ31,33の等価的光路長
をそれぞれl2、l3とすると、出力光の波長λは、 λ=2・|l2−l3|・n/q q:整数 n:フアイバ31,33の屈折率 になる。変調器36内の電気光学素子37に印加
する電圧を変化させて光フアイバ33の等価的光
路長l3を変化することにより、出力光の波長を可
変することができる。なお、電気光学素子37を
用いずに電歪素子を用いてフアイバ長を変化させ
てもよい。
この実施例は結合器としてフアイバカプラ、共振
器として光フアイバの両端をミラーコートしたフ
アブリペローエタロンを用いたものである。光フ
アイバは偏波面保存フアイバを用いた方が良好な
結果が得られる。なお、第3図実施例と同じ要素
には同一符号を付し、説明を省略する。この図に
おいて、31〜33は光フアイバであり、光フア
イバ32には半導体レーザー1が結合される。3
4,35はフアイバカプラであり、光フアイバ3
2内の光を光フアイバ31,33に導く。光フア
イバ31,33の端面にはミラー29が形成さ
れ、共振器を構成している。36は光フアイバ3
3の途中に挿入された変調器であり、電気光学素
子37が含まれている。動作は第3図実施例と同
じであり、光フアイバ31,33の等価的光路長
をそれぞれl2、l3とすると、出力光の波長λは、 λ=2・|l2−l3|・n/q q:整数 n:フアイバ31,33の屈折率 になる。変調器36内の電気光学素子37に印加
する電圧を変化させて光フアイバ33の等価的光
路長l3を変化することにより、出力光の波長を可
変することができる。なお、電気光学素子37を
用いずに電歪素子を用いてフアイバ長を変化させ
てもよい。
なお、これらの実施例では光源として半導体レ
ーザーを用いたが、その他のレーザーでもよい。
ーザーを用いたが、その他のレーザーでもよい。
また、これらの実施例では共振器の数を2つと
したが、3つ以上であつてもよい。また、実効光
路長を可変する共振器の数を2つ以上としてもよ
い。
したが、3つ以上であつてもよい。また、実効光
路長を可変する共振器の数を2つ以上としてもよ
い。
さらに、第1図および第2図実施例で、ミラー
3の代りに半導体レーザー自身の端面をミラーと
して用いてもよい。
3の代りに半導体レーザー自身の端面をミラーと
して用いてもよい。
<発明の効果>
以上、実施例に基づいて具体的に説明したよう
に、この発明ではレーザー光源と独立して構成さ
れる共振器を少なくとも2つ用い、これらの共振
器のそれぞれにレーザーを結合し、この2つの共
振器の内少なくとも1つの共振器の実効光路長を
変化させるようにした。そのため、出力光の波長
は2つの共振器の光路長の差で決まるので、共振
器自体の長さを長くしてもスペクトルの間隔が狭
くなることはなく、単一モードで発振させること
ができる。
に、この発明ではレーザー光源と独立して構成さ
れる共振器を少なくとも2つ用い、これらの共振
器のそれぞれにレーザーを結合し、この2つの共
振器の内少なくとも1つの共振器の実効光路長を
変化させるようにした。そのため、出力光の波長
は2つの共振器の光路長の差で決まるので、共振
器自体の長さを長くしてもスペクトルの間隔が狭
くなることはなく、単一モードで発振させること
ができる。
また、共振器の長さに制限がなくなるので、共
振器の制作が容易になるという効果もある。
振器の制作が容易になるという効果もある。
第1図は本発明に係る可変波長レーザーの一実
施例を示す構成図、第2図〜第4図は本発明に係
る可変波長レーザーの他の実施例を示す構成図、
第5図は従来の可変波長レーザーの構成を示す構
成図である。 1……半導体レーザー、2……レンズ、3,1
2,13,16,17,21,29……ミラー、
10,14……共振器、11,15……ビームス
プリツタ、18……微動装置、19,37……電
気光学素子、20……制御器、22……基板、2
3,24,25……導波路、26,27……導波
路型結合器、28……導波路型位相変調器、3
1,32,33……光フアイバ、34,35……
フアイバカプラ、36……変調器。
施例を示す構成図、第2図〜第4図は本発明に係
る可変波長レーザーの他の実施例を示す構成図、
第5図は従来の可変波長レーザーの構成を示す構
成図である。 1……半導体レーザー、2……レンズ、3,1
2,13,16,17,21,29……ミラー、
10,14……共振器、11,15……ビームス
プリツタ、18……微動装置、19,37……電
気光学素子、20……制御器、22……基板、2
3,24,25……導波路、26,27……導波
路型結合器、28……導波路型位相変調器、3
1,32,33……光フアイバ、34,35……
フアイバカプラ、36……変調器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 レーザー光源を外部共振器に結合し、この外
部共振器を制御して前記レーザー光源の出力光の
波長を可変する可変波長レーザーにおいて、 レーザー光源と、このレーザー光源と独立して
構成される少なくとも2つの共振器と、これら共
振器を結合する結合器とを有し、前記レーザー光
源を前記共振器に結合すると共にこれら共振器の
うち少なくとも1つの共振器の実効光路長を変化
させて前記レーザー光源の出力光の波長を可変す
ることを特徴とする可変波長レーザー。 2 前記結合器としてビームスプリツタ、共振器
としてミラーを用いたフアブリペローエタロンを
用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の可変波長レーザー。 3 前記結合器として導波路型結合器、共振器と
して導波路の両端をミラーコートしたフアブリペ
ローエタロンを用いることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の可変波長レーザー。 4 前記結合器としてフアイバカプラ、共振器と
して光フアイバの両端をミラーコートしたフアブ
リペローエタロンを用いることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の可変波長レーザー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1897787A JPS63186489A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 可変波長レ−ザ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1897787A JPS63186489A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 可変波長レ−ザ− |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63186489A JPS63186489A (ja) | 1988-08-02 |
JPH051989B2 true JPH051989B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=11986684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1897787A Granted JPS63186489A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 可変波長レ−ザ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63186489A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2823870B2 (ja) * | 1988-10-14 | 1998-11-11 | 東京航空計器株式会社 | 半導体レーザのスペクトル線幅狭窄化装置 |
AT393763B (de) * | 1989-03-21 | 1991-12-10 | Tabarelli Werner | Einrichtung zur konstanthaltung der luftwellenlaenge von laserlicht |
JP2009033078A (ja) * | 2007-01-29 | 2009-02-12 | Optical Comb Inc | 波長走査型光源 |
JP2009060022A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Optical Comb Inc | 波長走査型光源 |
CN102136674B (zh) * | 2010-12-14 | 2013-01-30 | 华为技术有限公司 | 外腔激光器和波分复用无源光网络系统 |
-
1987
- 1987-01-29 JP JP1897787A patent/JPS63186489A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63186489A (ja) | 1988-08-02 |
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