JPH06338652A - レーザの波長安定化方法及び波長安定化用半導体レ ーザモジュール - Google Patents
レーザの波長安定化方法及び波長安定化用半導体レ ーザモジュールInfo
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Abstract
安定化方法を得る。 【構成】 半導体レーザチップ101の出力光は、光学
共振器104を透過し、光電変換器105に入射し、光
電変換器105の出力は、半導体レーザ101の電流制
御装置106に入力され、光電変換器105の平均出力
が一定になるように半導体レーザの駆動電流が制御され
る。光学共振器104は、ヒートシンク107に取り付
けられ、温度検出器108,温度制御装置109,ペル
チェ素子110により、平均温度が一定になる様に温度
制御され、かつ発振器111により温度が微小に変調さ
れる。光電変換器105の出力は、発振器111の発振
周波数で同期検波器116により同期検波され、温度制
御装置114に入力され、半導体レーザ101の波長が
光学共振器104の透過ピークに一致する様に制御され
る。
Description
安定化させる波長安定化方法に関する。
は、例えば、アイトリプルイー・ジャーナル・オブ・ク
アンタム・エレクトロニクス(IEEE Journa
l of Quantum Electronic
s),28巻,1号,75頁に記載のアセチレンの吸収
線を用いた波長安定化方法や、特開平1−238083
号公報に記載のガスセルの吸収線を用いた波長安定化方
法がある。
のブロック図である。
温度は、温度制御装置202により一定に保たれる。ま
た、半導体レーザ201の電流は、発振器203により
微小に変調され、これにより出力光の波長も微小に変調
されている。半導体レーザ201の出力光は、アセチレ
ンセル204を透過し、光電変換器205により光電変
換され、同期検波器206により、発振器203の発振
周波数で同期検波される。同期検波器206の出力は、
半導体レーザ201の波長とアセチレンの吸収線のピー
クの波長の差に比例した波長誤差信号となるので、同期
検波器206の出力を誤差信号として、PID制御方式
などを用いた制御装置207により、半導体レーザ20
1の電流に帰還することにより、半導体レーザ201の
波長をアセチレンの吸収線のピークの波長に制御する。
アセチレンの吸収線の波長は、非常に安定なので、半導
体レーザ201の波長も高安定化される。
長誤差を検出するためにアセチレンセルなどを必要とす
るため、装置が大型化し、高価になる。また、半導体レ
ーザの電流を変調し、出力光波長を変調するので、無変
調出力が得られない。また、半導体レーザの出力光強度
を安定化するためには、波長安定化に用いる光電変換器
とは、別の光電変換器を必要とする。更に、安定化する
波長は、使用するガスの吸収線の波長に制限され、任意
の波長に設定できない。
い簡単な構成で、半導体レーザの出力パワーを一定に保
つと同時に、波長を任意の一定値に保つことのできる波
長安定化光源を提供することにある。
出力光を光学共振器に入射し、光学共振器の透過ピーク
波長に前記レーザの波長を制御する波長安定化方法にお
いて、光学共振器の温度を変調し、光学共振器の透過光
の光電変換出力を光学共振器の温度変調周波数で同期検
波した出力を波長誤差信号として、レーザの波長を制御
することを特徴とする。
器に入射し、光学共振器の透過ピーク波長にレーザの波
長を制御する波長安定化方法において、光学共振器の透
過光強度が一定となるようにレーザを制御することによ
り、レーザの波長安定化と同時に、レーザの出力光強度
安定化を行うことを特徴とする。
トシンクと第一のヒートシンク上にマウントされた半導
体レーザチップと温度制御可能な第二のヒートシンクと
第二のヒートシンク上にマウントされた光学共振器と半
導体レーザチップの出力光の光学共振器の透過光強度を
検出する光電変換器をモジュールにしたことを特徴とす
る。
に入射し、光学共振器の温度を変調し、光学共振器の透
過光の光電変換出力を光学共振器の温度変調周波数で同
期検波した出力を波長誤差信号とするので、レーザの出
力光波長は、無変調となる。
振器に入射し、光学共振器の透過ピーク波長にレーザの
波長を制御するので、レーザの出力光の光学共振器の透
過率は、一定に保たれる。従って、光学共振器の透過光
強度が一定となるようにレーザを制御することにより、
レーザの波長安定化と同時に、レーザの出力光強度が安
定化される。
ートシンクと第一のヒートシンク上にマウントされた半
導体レーザチップと温度制御可能な第二のヒートシンク
と第二のヒートシンク上にマウントされた光学共振器と
半導体レーザチップの出力光の光学共振器の透過光強度
を検出する光電変換器をモジュールにするので、第1の
発明と第2の発明を実現する小形の半導体レーザモジュ
ールが提供される。また、半導体レーザのヒートシンク
と光学共振器のヒートシンクが分離されているので独立
に温度設定が可能であり、光学共振器の透過ピーク波長
と半導体レーザの発振波長を独立に微調整出来る。
る。
3の発明の1実施例を説明するためのブロック図であ
る。図1において、半導体レーザチップ101の片端面
からの出力光は、レンズ系102を介して光ファイバ1
03に結合される。もう一方の片端面からの出力光は、
例えば、誘電体多層膜フィルタやファブリペローエタロ
ンなどの光学共振器104を透過し、光電変換器105
に入射し、光電気変換される。この光電変換器105の
出力は、半導体レーザチップ101の電流制御装置10
6に入力され、光電変換器105の平均出力が一定にな
るように半導体レーザの駆動電流が制御される。光学共
振器104は、ヒートシンク107に取り付けられ、温
度検出器108,温度制御装置109,ペルチェ素子1
10により、平均温度が一定になる様に温度制御される
と同時に、発振器111により温度が微小に変調され
る。半導体レーザチップ101は、ヒートシンク112
に取り付けられ、温度検出器113,温度制御装置11
4,ペルチェ素子115により、一定温度に制御され
る。
の発振周波数で同期検波器116により同期検波され
る。誘電体多層膜フィルタやファブリペローエタロンな
どの光学共振器104は、ローレンツ関数やガウス関数
などで近似できる透過ピークを持ち、同期検波出力は、
この透過ピーク波形の一次微分波形となるので、光学共
振器104の透過ピーク波長と入射する半導体レーザチ
ップ101の出力光波長の差に近似的に比例するので、
波長誤差信号として利用できる。同期検波器116の出
力は、温度制御装置114に入力され、半導体レーザチ
ップ101の出力光波長が光学共振器104の透過ピー
クに一致する様に、半導体レーザチップ101の温度が
制御される。
囲まれた半導体レーザチップ101,レンズ系102,
光学共振器104,光電変換器105,ヒートシンク1
07,温度検出器108,ペルチェ素子110,ヒート
シンク112,温度検出器113,ペルチェ素子115
は、モジュール化されている。
したが、本発明は、この実施例のみに限定されるもので
はない。例えば、図1において、半導体レーザチップ1
01の出力光強度を一定値にするために、半導体レーザ
チップ101の電流を制御し、半導体レーザチップ10
1の出力光波長を一定値にするために、半導体レーザチ
ップ101の温度を制御しているが、半導体レーザチッ
プ101の出力光強度を一定値にするために、半導体レ
ーザチップ101の温度を制御し、半導体レーザチップ
101の出力光波長を一定値にするために、半導体レー
ザチップ101の電流を制御することも出来る。また、
各制御装置には、PID制御などを用いたアナログ制御
装置あるいは、マイクロコンピュータを用いたデジタル
制御装置の何れも用いることが出来る。
するならば、レーザの出力光を光学共振器に入射し、光
学共振器の温度を変調し、光学共振器の透過光の光電変
換出力を光学共振器の温度変調周波数で同期検波した出
力を波長誤差信号とするので、レーザの出力光波長を無
変調と出来る。また、小形,低価格の光学共振器を用い
ているので、小形,低価格な波長安定化光源を実現出来
る。
変換器で、レーザの波長安定化と同時にレーザの出力光
強度安定化ができるので、小形,低価格な波長安定化光
源を実現出来る。
能な第一のヒートシンクと第一のヒートシンク上にマウ
ントされた半導体レーザチップと温度制御可能な第二の
ヒートシンクと第二のヒートシンク上にマウントされた
光学共振器と半導体レーザチップの出力光の光学共振器
の透過光強度を検出する光電変換器をモジュールにする
ので、第1の発明と第2の発明を実現する小形の半導体
レーザモジュールが実現出来る。また、半導体レーザの
ヒートシンクと光学共振器のヒートシンクが分離されて
いるので独立に温度設定が可能であり、光学共振器の透
過ピーク波長と半導体レーザの発振波長を独立に微調整
出来る。
用した波長安定化光源の1実施例を説明するためのブロ
ック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザの出力光を光学共振器に入射し、
光学共振器の透過ピーク波長に前記レーザの波長を制御
するレーザの波長安定化方法において、前記光学共振器
の温度を変調し、前記光学共振器の透過光の光電変換出
力を前記光学共振器の温度変調周波数で同期検波した出
力を波長誤差信号として、前記レーザの波長を制御する
ことを特徴とするレーザの波長安定化方法。 - 【請求項2】 レーザの出力光を光学共振器に入射し、
光学共振器の透過ピーク波長に前記レーザの波長を制御
する波長安定化方法において、前記光学共振器の透過光
強度が一定となるように前記レーザを制御することによ
り、前記レーザの波長安定化と同時に、前記レーザの出
力光強度安定化を行うことを特徴とするレーザの波長安
定化方法。 - 【請求項3】 温度制御可能な第一のヒートシンクと前
記第一のヒートシンク上にマウントされた半導体レーザ
チップと温度制御可能な第二のヒートシンクと前記第二
のヒートシンク上にマウントされた光学共振器と前記半
導体レーザチプの出力光の前記光学共振器の透過光強度
を検出する光電変換器から構成されることを特徴とする
波長安定化用半導体レーザモジュール。
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