JPH05206579A - 外部共振器型レーザ装置 - Google Patents
外部共振器型レーザ装置Info
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- JPH05206579A JPH05206579A JP14247591A JP14247591A JPH05206579A JP H05206579 A JPH05206579 A JP H05206579A JP 14247591 A JP14247591 A JP 14247591A JP 14247591 A JP14247591 A JP 14247591A JP H05206579 A JPH05206579 A JP H05206579A
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- JP
- Japan
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- grating
- laser device
- coupling lens
- wavelength
- external
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- 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
-
- 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
- H01S5/148—External cavity lasers using a Talbot cavity
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定した発振スペクトルを得ることができる
外部共振器型レーザ装置を提供する。 【構成】 外部共振器型レーザ装置は、半導体レーザ
１、結合レンズ２，３，１０、ブレーズドグレーティン
グ４、回転ステージ５、無反射コーティング６、ＬＤド
ライバ７、コントローラ８及びスリット部材９からな
る。半導体レーザ１の片方の端面に無反射コーティング
６が施され、その外部のグレーティング４により特定の
波長を選択的に光帰還させて波長及び発振パワーを安定
させる構成である。結合レンズ２とグレーティング４と
の間に、スリット部材９及び結合レンズ１０を挿入して
空間フィルタリングを行う系が形成され、グレーティン
グ４を回転ステージ５によって回転させることで、所望
の波長を発振させる波長可変レーザとなっている。
外部共振器型レーザ装置を提供する。 【構成】 外部共振器型レーザ装置は、半導体レーザ
１、結合レンズ２，３，１０、ブレーズドグレーティン
グ４、回転ステージ５、無反射コーティング６、ＬＤド
ライバ７、コントローラ８及びスリット部材９からな
る。半導体レーザ１の片方の端面に無反射コーティング
６が施され、その外部のグレーティング４により特定の
波長を選択的に光帰還させて波長及び発振パワーを安定
させる構成である。結合レンズ２とグレーティング４と
の間に、スリット部材９及び結合レンズ１０を挿入して
空間フィルタリングを行う系が形成され、グレーティン
グ４を回転ステージ５によって回転させることで、所望
の波長を発振させる波長可変レーザとなっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外部共振器型レーザ装置
に関し、詳しくは片方の端面に無反射（ＡＲ）コーティ
ングが施された半導体レーザを用いグレーティングによ
って帰還を行う波長安定化用の外部共振器型レーザ装置
に関する。
に関し、詳しくは片方の端面に無反射（ＡＲ）コーティ
ングが施された半導体レーザを用いグレーティングによ
って帰還を行う波長安定化用の外部共振器型レーザ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、波長安定化のために用いられる外
部共振器型レーザ装置が知られている。例えば、図２に
示すように、半導体レーザ１０１と、対物レンズ１０
２，１０３と、ブレーズトグレーティング１０４とを主
要部として構成された外部共振器型レーザ装置がある。
部共振器型レーザ装置が知られている。例えば、図２に
示すように、半導体レーザ１０１と、対物レンズ１０
２，１０３と、ブレーズトグレーティング１０４とを主
要部として構成された外部共振器型レーザ装置がある。
【０００３】この外部共振器型レーザ装置では、半導体
レーザ１０１の一方の端面にはＡＲコーティング１０６
が施され、この半導体レーザ端面にて形成されるファブ
リペローモードが抑制されている。半導体レーザ１０１
はドライバ１０７により定電流で駆動され、半導体レー
ザ１０１のＡＲコーティング１０６端面から出射された
光波は対物レンズ１０２によってコリメートされた後、
ブレーズトグレーティング１０４にて反射回折されて半
導体レーザ１０１に再結合される。コントローラ１０８
による制御の下で、回転ステージ１０５によってブレー
ズトグレーティング１０４への光波の入射角を変えるこ
とで、所望の波長を選択し光帰還を行うことができる。
レーザ１０１の一方の端面にはＡＲコーティング１０６
が施され、この半導体レーザ端面にて形成されるファブ
リペローモードが抑制されている。半導体レーザ１０１
はドライバ１０７により定電流で駆動され、半導体レー
ザ１０１のＡＲコーティング１０６端面から出射された
光波は対物レンズ１０２によってコリメートされた後、
ブレーズトグレーティング１０４にて反射回折されて半
導体レーザ１０１に再結合される。コントローラ１０８
による制御の下で、回転ステージ１０５によってブレー
ズトグレーティング１０４への光波の入射角を変えるこ
とで、所望の波長を選択し光帰還を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、外部共振器
型レーザ装置では、安定した発振スペクトルを得るため
には光帰還された光の波長選択性が良好であることが要
求される。そのためには、グレーティングの波長分散を
大きくする方法や、対物レンズの焦点距離を大きくする
方法が考えられる。
型レーザ装置では、安定した発振スペクトルを得るため
には光帰還された光の波長選択性が良好であることが要
求される。そのためには、グレーティングの波長分散を
大きくする方法や、対物レンズの焦点距離を大きくする
方法が考えられる。
【０００５】しかし、上記外部共振器型レーザ装置にお
いて前者の方法を採用するためにはグレーティングのピ
ッチを細かくする必要があるが、この場合には、細かい
ピッチのグレーティングは作製が困難であるといった問
題や、作製コストが高くなるといった問題がある。更
に、特定の波長域の回折効率を高めるためにブレーズド
する方法が採られるが、細かいピッチのグレーティング
はブレーズド化が困難であって、波長選択性が良好でも
帰還光量を充分に確保することができないといった問題
がある。
いて前者の方法を採用するためにはグレーティングのピ
ッチを細かくする必要があるが、この場合には、細かい
ピッチのグレーティングは作製が困難であるといった問
題や、作製コストが高くなるといった問題がある。更
に、特定の波長域の回折効率を高めるためにブレーズド
する方法が採られるが、細かいピッチのグレーティング
はブレーズド化が困難であって、波長選択性が良好でも
帰還光量を充分に確保することができないといった問題
がある。
【０００６】後者の方法では、波長選択性は高まるが、
一般的に焦点距離を大きくすれば対物レンズのＮＡが小
さくなり結合効率が低くなるので、帰還光量が減少する
といった問題が起こる。一方、帰還光量を増量するため
に、対物レンズのＮＡを大きくすれば、対物レンズの外
径が大きくなり、半導体レーザの端面付近に接近して結
合レンズを配置するのが難しくなるといった問題が起こ
る。
一般的に焦点距離を大きくすれば対物レンズのＮＡが小
さくなり結合効率が低くなるので、帰還光量が減少する
といった問題が起こる。一方、帰還光量を増量するため
に、対物レンズのＮＡを大きくすれば、対物レンズの外
径が大きくなり、半導体レーザの端面付近に接近して結
合レンズを配置するのが難しくなるといった問題が起こ
る。
【０００７】又、グレーティングから回折して再び半導
体レーザに結合される光以外に、非結合光が半導体レー
ザの端面上に並ぶために、光軸のアライメントずれ等に
よって他の波長に光の発振が移ったり、またリッジ以外
の部分に導波したりして発振が不安定になるといった問
題も起こる。
体レーザに結合される光以外に、非結合光が半導体レー
ザの端面上に並ぶために、光軸のアライメントずれ等に
よって他の波長に光の発振が移ったり、またリッジ以外
の部分に導波したりして発振が不安定になるといった問
題も起こる。
【０００８】そこで本発明の目的は、安定性の向上した
外部共振器型レーザ装置を提供することにある。
外部共振器型レーザ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は、半導体レーザと外部設置されたグレーティ
ング及び結合レンズから構成される共振器とを有する外
部共振器型レーザ装置において、前記結合レンズと前記
グレーティングとの間に第２の結合レンズを挿入して空
間フィルタリングを行うことを特徴とする外部共振器型
レーザ装置であり、より具体的には、前記半導体レーザ
の端面に無反射コーティングが形成されている。
明の要旨は、半導体レーザと外部設置されたグレーティ
ング及び結合レンズから構成される共振器とを有する外
部共振器型レーザ装置において、前記結合レンズと前記
グレーティングとの間に第２の結合レンズを挿入して空
間フィルタリングを行うことを特徴とする外部共振器型
レーザ装置であり、より具体的には、前記半導体レーザ
の端面に無反射コーティングが形成されている。
【００１０】
【作用】上記構成の本発明によれば、結合レンズと外部
グレーティングとにより構成される共振器の光路に空間
フィルタリングを行う光学系を設けることによって、発
振スペクトルの安定性が高い外部共振器型レーザ装置と
なる。
グレーティングとにより構成される共振器の光路に空間
フィルタリングを行う光学系を設けることによって、発
振スペクトルの安定性が高い外部共振器型レーザ装置と
なる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面と共に
説明する。
説明する。
【００１２】まず、図１は本発明を適用した外部共振器
型レーザ装置の一実施例の構成を表す図である。同図に
おいて、１は半導体レーザ、２，３，１０は結合レン
ズ、４はブレーズドグレーティング、５は回転ステー
ジ、６は無反射コーティング、７はＬＤドライバ、８は
コントローラ、９はスリット部材である。
型レーザ装置の一実施例の構成を表す図である。同図に
おいて、１は半導体レーザ、２，３，１０は結合レン
ズ、４はブレーズドグレーティング、５は回転ステー
ジ、６は無反射コーティング、７はＬＤドライバ、８は
コントローラ、９はスリット部材である。
【００１３】図示するように、この外部共振器型レーザ
装置は、半導体レーザ１の一方の端面に無反射コーティ
ング６を施し、無反射コーティング６の外部にグレーテ
ィング４により特定の波長を選択的に光帰還させて、波
長及び発振パワーを安定させる構成となっている。更
に、一方の結合レンズ２とグレーティング４との間に、
スリット９部材及びもう１つの結合レンズ１０を挿入し
て空間フィルタリングを行う系が形成され、又、グレー
ティング４を回転ステージ５によって回転させること
で、所望の波長を発振させる波長可変レーザとなってい
る。
装置は、半導体レーザ１の一方の端面に無反射コーティ
ング６を施し、無反射コーティング６の外部にグレーテ
ィング４により特定の波長を選択的に光帰還させて、波
長及び発振パワーを安定させる構成となっている。更
に、一方の結合レンズ２とグレーティング４との間に、
スリット９部材及びもう１つの結合レンズ１０を挿入し
て空間フィルタリングを行う系が形成され、又、グレー
ティング４を回転ステージ５によって回転させること
で、所望の波長を発振させる波長可変レーザとなってい
る。
【００１４】次に、本実施例の各構成要素の具体的な数
値を示すと共に、安定した発振を行う外部共振器型レー
ザ装置の設計例について説明する。半導体レーザ１とし
て、８３０ｎｍ付近にゲインがある多重量子井戸活性層
をもつリッジ型レーザを用い、一方の端面には電子ビー
ム蒸着法によりＺｒ０2膜の無反射コーティング６（反
射率Ｒ＝０．１％）を施した。
値を示すと共に、安定した発振を行う外部共振器型レー
ザ装置の設計例について説明する。半導体レーザ１とし
て、８３０ｎｍ付近にゲインがある多重量子井戸活性層
をもつリッジ型レーザを用い、一方の端面には電子ビー
ム蒸着法によりＺｒ０2膜の無反射コーティング６（反
射率Ｒ＝０．１％）を施した。
【００１５】結合レンズ２，３には、顕微鏡対物レンズ
（焦点距離ｆ＝５．２ｍｍ，開口数ＮＡ＝０．５５）を
用い、結合効率は６０％である。グレーティング４は、
８００ｎｍをブレーズド波長とするブレーズドグレーテ
ィングであり、１２００line／ｍｍのレベルでグレーテ
ィング本数をもち、Ｓ偏光入射に対して約３０％の回折
効率を示した。
（焦点距離ｆ＝５．２ｍｍ，開口数ＮＡ＝０．５５）を
用い、結合効率は６０％である。グレーティング４は、
８００ｎｍをブレーズド波長とするブレーズドグレーテ
ィングであり、１２００line／ｍｍのレベルでグレーテ
ィング本数をもち、Ｓ偏光入射に対して約３０％の回折
効率を示した。
【００１６】最初に、図２に示すように、上記構成要素
から従来例の外部共振器型レーザ装置を構成し、発振ス
ペクトルを観察した。ゲインピーク８３０ｍｍとは離れ
た８３５ｍｍの波長に、発振スペクトルが見られたが、
発振はマルチモードであった。この発振は、ブレーズト
グレーティング１０４による光帰還光が発振を決定する
外部共振モードであるが、ブレーズトグレーティング１
０４による波長選択性がブロードであるために、半導体
レーザ１０１の両端面の間で決定されるファブリペロー
モードの主モードと隣接モードとが競合してマルチモー
ドになったのである。
から従来例の外部共振器型レーザ装置を構成し、発振ス
ペクトルを観察した。ゲインピーク８３０ｍｍとは離れ
た８３５ｍｍの波長に、発振スペクトルが見られたが、
発振はマルチモードであった。この発振は、ブレーズト
グレーティング１０４による光帰還光が発振を決定する
外部共振モードであるが、ブレーズトグレーティング１
０４による波長選択性がブロードであるために、半導体
レーザ１０１の両端面の間で決定されるファブリペロー
モードの主モードと隣接モードとが競合してマルチモー
ドになったのである。
【００１７】続いて、本実施例の外部共振器型レーザ装
置の場合について説明する。図１に示すように、結合レ
ンズ１０（焦点距離ｆ＝２５ｍｍ，ＮＡ＝０．５）を追
加し、この結合レンズ１０と他の結合レンズ２とによっ
て空間フィルタリングを行う構成とした。スリット９は
５μｍの幅として光軸中でアライメントを行ったとこ
ろ、発振スペクトルは８３５ｎｍのシグルモード発振と
なり発振モードも安定した。発振モードが安定したの
は、空間フィルタリングにより新たな効果が２つ生じた
ためである。
置の場合について説明する。図１に示すように、結合レ
ンズ１０（焦点距離ｆ＝２５ｍｍ，ＮＡ＝０．５）を追
加し、この結合レンズ１０と他の結合レンズ２とによっ
て空間フィルタリングを行う構成とした。スリット９は
５μｍの幅として光軸中でアライメントを行ったとこ
ろ、発振スペクトルは８３５ｎｍのシグルモード発振と
なり発振モードも安定した。発振モードが安定したの
は、空間フィルタリングにより新たな効果が２つ生じた
ためである。
【００１８】その効果の一つは、空間フィルタリングに
よってグレーティング４の波長分散が小さい状態をカバ
ーして波長選択性を高めたことである。即ち、光帰還部
の波長分散は、グレーティング波長分散とレーザ端面直
後の結合レンズ２とによって決定されるのではなく、結
合レンズ１０の性能とスリット９の幅とによって決定さ
れるように構成されているのである。
よってグレーティング４の波長分散が小さい状態をカバ
ーして波長選択性を高めたことである。即ち、光帰還部
の波長分散は、グレーティング波長分散とレーザ端面直
後の結合レンズ２とによって決定されるのではなく、結
合レンズ１０の性能とスリット９の幅とによって決定さ
れるように構成されているのである。
【００１９】したがって、結合レンズ１０の焦点距離を
大きくしスリット９の幅を所望の波長分散が採れるレベ
ルに設定すれば、グレーティング４の波長分散が小さい
状態をカバーすることができる。
大きくしスリット９の幅を所望の波長分散が採れるレベ
ルに設定すれば、グレーティング４の波長分散が小さい
状態をカバーすることができる。
【００２０】又、結合レンズ１０は半導体レーザ１から
一定の距離離れて配置されるので、ＮＡを大きくするた
めにレンズ外径を大きくしても装置構成上の自由度が高
く光量の損失を防ぐことができる。
一定の距離離れて配置されるので、ＮＡを大きくするた
めにレンズ外径を大きくしても装置構成上の自由度が高
く光量の損失を防ぐことができる。
【００２１】二つ目の効果は、空間フィルタリングによ
って、結合に寄与しない余分な光を取り除くことができ
所望の発振モードで安定に動作させることができるとい
うことである。
って、結合に寄与しない余分な光を取り除くことができ
所望の発振モードで安定に動作させることができるとい
うことである。
【００２２】更に本実施例では、部品点数は多少増える
ものの、グレーティング４や結合レンズ２，３，１０な
どの光学系には一般に用いられる部品を採用すればよい
ので、作製コストの低減にも効を奏する。
ものの、グレーティング４や結合レンズ２，３，１０な
どの光学系には一般に用いられる部品を採用すればよい
ので、作製コストの低減にも効を奏する。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の外部共振
器型レーザ装置によれば、結合レンズと外部グレーティ
ングとから構成される共振器の光路に空間フィルタリン
グを行う光学系を設けることによって、安定性に優れた
外部共振器型レーザを実現することができる。
器型レーザ装置によれば、結合レンズと外部グレーティ
ングとから構成される共振器の光路に空間フィルタリン
グを行う光学系を設けることによって、安定性に優れた
外部共振器型レーザを実現することができる。
【００２４】又、結合レンズの性能やスリット幅などに
ついて設計の自由度が高くなる。更に、特殊で高価な部
品を用いる必要がないので、部品点数を多少多くしたに
もかかわらず作製コストは比較的安く出来ると言う利点
もある。
ついて設計の自由度が高くなる。更に、特殊で高価な部
品を用いる必要がないので、部品点数を多少多くしたに
もかかわらず作製コストは比較的安く出来ると言う利点
もある。
【図１】外部共振器型レーザ装置の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図２】従来の外部共振器型レーザ装置を示す図であ
る。
る。
１ 半導体レーザ ２, ３, １０ 結合レンズ ４ ブレーズドグレーティング ５ 回転ステージ ６ 無反射コーティング ７ ＬＤドライバ ８ コントローラ ９ スリット部材
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体レーザと、外部設置されたグレー
ティング及び結合レンズから構成される共振器とを有す
る外部共振器型レーザ装置において、前記結合レンズと
前記グレーティングとの間に第２の結合レンズを挿入し
て空間フィルタリングを行うことを特徴とする外部共振
器型レーザ装置。 - 【請求項２】 前記半導体レーザの端面に無反射コーテ
ィングが形成されていることを特徴とする請求項１記載
の外部共振器型レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14247591A JPH05206579A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 外部共振器型レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14247591A JPH05206579A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 外部共振器型レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206579A true JPH05206579A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=15316186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14247591A Pending JPH05206579A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 外部共振器型レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05206579A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021651A1 (en) * | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Esko-Graphics A/S | Laser system with external optical feedback and use of such system in the graphical industry |
| US6567447B1 (en) | 1999-02-03 | 2003-05-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module using the same |
| US6614822B2 (en) | 2000-02-03 | 2003-09-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser devices, and semiconductor laser modules and optical communication systems using the same |
| WO2003105296A1 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-18 | Alfa Exx Ab | Resonator |
| US6810063B1 (en) | 1999-06-09 | 2004-10-26 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US6870871B2 (en) | 2000-02-03 | 2005-03-22 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser devices, and semiconductor laser modules and optical communication systems using the same |
| US7006545B2 (en) | 2000-10-02 | 2006-02-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and optical fiber amplifier using the same |
| US7286578B2 (en) | 2002-03-04 | 2007-10-23 | Danmarks Tekniske Universitet | High-power diode laser system |
| US7804881B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-09-28 | Danmarks Tekniske Universitet | Laser system with segmented diode laser |
| US7813407B2 (en) | 2004-06-16 | 2010-10-12 | Danmarks Tekniske Universitet | Segmented diode laser system |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP14247591A patent/JPH05206579A/ja active Pending
Cited By (12)
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| US7804881B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-09-28 | Danmarks Tekniske Universitet | Laser system with segmented diode laser |
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