JPH0697558A - レーザ周波数の掃引装置 - Google Patents
レーザ周波数の掃引装置Info
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- JPH0697558A JPH0697558A JP26805792A JP26805792A JPH0697558A JP H0697558 A JPH0697558 A JP H0697558A JP 26805792 A JP26805792 A JP 26805792A JP 26805792 A JP26805792 A JP 26805792A JP H0697558 A JPH0697558 A JP H0697558A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】狭い線幅を維持しつつ、広い帯域にわたって、
位相連続で周波数を掃引できるレーザ周波数の掃引装置
を提供する。 【構成】レーザ装置１を出力光の強さを変えずに出力光
の周波数を可変できる周波数設定手段を備えたレーザ装
置とし、該レーザ装置１の出力光のスペクトル線幅を狭
窄化するため、及び、前記出力光の周波数を連続的に変
化させるため周波数可変周波数弁別器２を設けて光自己
注入同期を発生させ、該光自己注入同期の状態を維持す
るために制御装置４を設けて前記周波数可変周波数弁別
器２を駆動する駆動装置３の駆動量の情報つまり弁別さ
れた周波数に応じて予め定められた値に基づいて前記周
波数設定手段を制御するようにしている。
位相連続で周波数を掃引できるレーザ周波数の掃引装置
を提供する。 【構成】レーザ装置１を出力光の強さを変えずに出力光
の周波数を可変できる周波数設定手段を備えたレーザ装
置とし、該レーザ装置１の出力光のスペクトル線幅を狭
窄化するため、及び、前記出力光の周波数を連続的に変
化させるため周波数可変周波数弁別器２を設けて光自己
注入同期を発生させ、該光自己注入同期の状態を維持す
るために制御装置４を設けて前記周波数可変周波数弁別
器２を駆動する駆動装置３の駆動量の情報つまり弁別さ
れた周波数に応じて予め定められた値に基づいて前記周
波数設定手段を制御するようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、光通信、光
波計測等の分野において光源として用いられる、狭いス
ペクトル線幅を保持しつつ、広帯域の周波数掃引が行え
るレーザ周波数の掃引装置に関する。
波計測等の分野において光源として用いられる、狭いス
ペクトル線幅を保持しつつ、広帯域の周波数掃引が行え
るレーザ周波数の掃引装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発振波長が可変であり、発振スペクトル
線幅が狭窄化される半導体レーザ装置として、例えば特
開平２−１５６６９１号公報にあるような半導体レーザ
装置が提案されている。図７に前記特開平２−１５６６
９１号公報に開示された発振波長が可変の半導体レーザ
装置の断面構成図を示す。図７の半導体レーザ装置は、
活性領域１１と、境界１８を挟んで該活性領域１１に連
続して成る位相制御領域１２と、位相制御領域１２側か
ら出射した光を再び位相制御領域１２へ戻すための反射
鏡（反射手段）２０と、位相制御領域１２から出射した
光を反射鏡２０に入射させるとともに、反射鏡２０で反
射された光を再び位相制御領域１２に結合するためのレ
ンズ２１からなっている。前記活性領域１１には活性層
１５が形成され、該活性層１５にはその全域にわたって
回折格子１４が形成されている。また、前記活性領域１
１には前記活性層１５に電流を注入するための電極１６
が設けられており、活性領域１１の出射端面１９ａには
ＡＲコートが施されている。そして、前記位相制御領域
１２には前記活性層１５に連続して光導波路層１３が形
成されており、また、該光導波路層１３に電流を注入す
るための電極１７が設けられている。位相制御領域１２
の出射端面１９ｂにはＡＲコートが施されている。
線幅が狭窄化される半導体レーザ装置として、例えば特
開平２−１５６６９１号公報にあるような半導体レーザ
装置が提案されている。図７に前記特開平２−１５６６
９１号公報に開示された発振波長が可変の半導体レーザ
装置の断面構成図を示す。図７の半導体レーザ装置は、
活性領域１１と、境界１８を挟んで該活性領域１１に連
続して成る位相制御領域１２と、位相制御領域１２側か
ら出射した光を再び位相制御領域１２へ戻すための反射
鏡（反射手段）２０と、位相制御領域１２から出射した
光を反射鏡２０に入射させるとともに、反射鏡２０で反
射された光を再び位相制御領域１２に結合するためのレ
ンズ２１からなっている。前記活性領域１１には活性層
１５が形成され、該活性層１５にはその全域にわたって
回折格子１４が形成されている。また、前記活性領域１
１には前記活性層１５に電流を注入するための電極１６
が設けられており、活性領域１１の出射端面１９ａには
ＡＲコートが施されている。そして、前記位相制御領域
１２には前記活性層１５に連続して光導波路層１３が形
成されており、また、該光導波路層１３に電流を注入す
るための電極１７が設けられている。位相制御領域１２
の出射端面１９ｂにはＡＲコートが施されている。
【０００３】次に、この半導体レーザ装置の動作につい
て説明する。活性領域１１の電極１６に電流Ｉｄを注入
することにより活性層１５の利得が増加し、共振器の損
失を上回るとレーザ発振が生じる。ここで、端面１９
ａ、１９ｂにＡＲコートが施されているので、共振器は
回折格子１４と反射鏡２０とで構成される。この時回折
格子１４はブラッグ波長λg 近傍の波長の光に対しての
み反射鏡として作用するので、ブラッグ波長λg 近傍の
波長で単一モード発振が生じる。ここで、ｎp （Ｉp ）
を注入電流Ｉp に依存する光導波路層１３の屈折率、Ｌ
p を光導波路層１３の長さ、ｎe を端面１９ｂと反射鏡
２０との間の屈折率、Ｌe を端面１９ｂと反射鏡２０と
の距離とおくと、次式の関係を満足する場合はブラッグ
波長λg でレーザ発振する。 Ｎ＋３／４＝〔２ｎp （Ｉp ）Ｌp ＋２ｎe Ｌe 〕／λg ………（１） ここで、Ｎは整数である。
て説明する。活性領域１１の電極１６に電流Ｉｄを注入
することにより活性層１５の利得が増加し、共振器の損
失を上回るとレーザ発振が生じる。ここで、端面１９
ａ、１９ｂにＡＲコートが施されているので、共振器は
回折格子１４と反射鏡２０とで構成される。この時回折
格子１４はブラッグ波長λg 近傍の波長の光に対しての
み反射鏡として作用するので、ブラッグ波長λg 近傍の
波長で単一モード発振が生じる。ここで、ｎp （Ｉp ）
を注入電流Ｉp に依存する光導波路層１３の屈折率、Ｌ
p を光導波路層１３の長さ、ｎe を端面１９ｂと反射鏡
２０との間の屈折率、Ｌe を端面１９ｂと反射鏡２０と
の距離とおくと、次式の関係を満足する場合はブラッグ
波長λg でレーザ発振する。 Ｎ＋３／４＝〔２ｎp （Ｉp ）Ｌp ＋２ｎe Ｌe 〕／λg ………（１） ここで、Ｎは整数である。
【０００４】従って、位相制御領域１２に注入する電流
Ｉp を式（１）を満足するように設定すれば、レーザの
発振波長をブラッグ波長λg に設定することができる。
また、電流Ｉp の値をこの設定値からずらすことによ
り、レーザの発振波長をブラッグ波長λg からずらすこ
とができる。つまり、位相制御領域１２に注入する電流
Ｉp によりレーザの発振波長を可変することができる。
また、従来の半導体レーザ装置は反射鏡２０を外に設定
しているため、共振器長を長くすることができ共振器の
Ｑ値を高くすることができる。従って、発振スペクトル
線幅をより狭窄化することができる。
Ｉp を式（１）を満足するように設定すれば、レーザの
発振波長をブラッグ波長λg に設定することができる。
また、電流Ｉp の値をこの設定値からずらすことによ
り、レーザの発振波長をブラッグ波長λg からずらすこ
とができる。つまり、位相制御領域１２に注入する電流
Ｉp によりレーザの発振波長を可変することができる。
また、従来の半導体レーザ装置は反射鏡２０を外に設定
しているため、共振器長を長くすることができ共振器の
Ｑ値を高くすることができる。従って、発振スペクトル
線幅をより狭窄化することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ装
置は、前述のように、位相制御領域１２に注入する電流
Ｉp によりレーザの発振波長を可変することができ、ま
た、発振スペクトル線幅が狭窄化される半導体レーザ装
置である。しかし、従来の半導体レーザ装置を用いてレ
ーザ周波数の掃引を行う場合、位相制御領域１２に注入
する電流Ｉp を変化させて行うが、電流Ｉp の変化によ
りブラッグ波長の発振モードの発振しきい値ゲインが増
加し、活性層端面１９ａと反射鏡２０とで構成されるフ
ァブリペローモードの発振しきい値ゲインが低下するた
め、発振モードがファブリペローモードに変化する現象
が発生する。このため、従来の半導体レーザ装置は、
位相連続で周波数掃引できる帯域が狭い、発振モード
が飛び飛びになるので連続的な掃引ができない、周波
数が安定しない、等の問題が有った。この発明の目的
は、前述の問題を解決し、狭いスペクトル線幅を維持し
つつ、広い帯域にわたって位相連続で周波数を掃引でき
るレーザ周波数の掃引装置を提供することである。
置は、前述のように、位相制御領域１２に注入する電流
Ｉp によりレーザの発振波長を可変することができ、ま
た、発振スペクトル線幅が狭窄化される半導体レーザ装
置である。しかし、従来の半導体レーザ装置を用いてレ
ーザ周波数の掃引を行う場合、位相制御領域１２に注入
する電流Ｉp を変化させて行うが、電流Ｉp の変化によ
りブラッグ波長の発振モードの発振しきい値ゲインが増
加し、活性層端面１９ａと反射鏡２０とで構成されるフ
ァブリペローモードの発振しきい値ゲインが低下するた
め、発振モードがファブリペローモードに変化する現象
が発生する。このため、従来の半導体レーザ装置は、
位相連続で周波数掃引できる帯域が狭い、発振モード
が飛び飛びになるので連続的な掃引ができない、周波
数が安定しない、等の問題が有った。この発明の目的
は、前述の問題を解決し、狭いスペクトル線幅を維持し
つつ、広い帯域にわたって位相連続で周波数を掃引でき
るレーザ周波数の掃引装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のレーザ周波数の掃引装置は、レーザ装置を
出力光の強さを変えずに出力光の周波数を可変できる周
波数設定手段を備えたレーザ装置とし、該レーザ装置の
出力光のスペクトル線幅を狭窄化するため、及び、前記
出力光の周波数を連続的に変化させるために周波数可変
周波数弁別器を設けて光自己注入同期を発生させ、該光
自己注入同期の状態を維持するために制御装置を設けて
前記周波数可変周波数弁別器の駆動量つまり弁別された
周波数に応じて予め定められた値に基づいて前記周波数
設定手段を制御するようにしている。
に、本発明のレーザ周波数の掃引装置は、レーザ装置を
出力光の強さを変えずに出力光の周波数を可変できる周
波数設定手段を備えたレーザ装置とし、該レーザ装置の
出力光のスペクトル線幅を狭窄化するため、及び、前記
出力光の周波数を連続的に変化させるために周波数可変
周波数弁別器を設けて光自己注入同期を発生させ、該光
自己注入同期の状態を維持するために制御装置を設けて
前記周波数可変周波数弁別器の駆動量つまり弁別された
周波数に応じて予め定められた値に基づいて前記周波数
設定手段を制御するようにしている。
【０００７】即ち、出力光の強さを変えずに出力光の周
波数を可変できる周波数設定手段を備えたレーザ装置
と、該レーザ装置からの光を受けて特定周波数の光自己
注入同期を発生させるための光を生成する周波数可変周
波数弁別器と、該周波数可変周波数弁別器を駆動して前
記特定周波数を連続的に掃引すると共に駆動情報信号を
出力する駆動装置と、前記駆動情報信号を受けて該駆動
情報信号の示す値に応じた光自己注入同期の状態を維持
するため予め定められている値に基づいて前記周波数設
定手段を制御する制御装置とを備えている。
波数を可変できる周波数設定手段を備えたレーザ装置
と、該レーザ装置からの光を受けて特定周波数の光自己
注入同期を発生させるための光を生成する周波数可変周
波数弁別器と、該周波数可変周波数弁別器を駆動して前
記特定周波数を連続的に掃引すると共に駆動情報信号を
出力する駆動装置と、前記駆動情報信号を受けて該駆動
情報信号の示す値に応じた光自己注入同期の状態を維持
するため予め定められている値に基づいて前記周波数設
定手段を制御する制御装置とを備えている。
【０００８】
【作用】半導体レーザは、発振したレーザ光が再度入射
すると、入射したレーザ光の周波数に発振周波数が引き
込まれ、かつ、発振線幅が狭窄化される。この現象を光
自己注入同期という。本発明では、特定周波数において
のみ共振したレーザ光を半導体レーザに注入し、かつ、
前記特定周波数を可変できる周波数可変周波数弁別器を
用いる。発振周波数掃引時は、駆動装置で周波数可変周
波数弁別器を駆動し、周波数可変周波数弁別器で弁別さ
れる周波数を変える。このとき、弁別される前記特定周
波数と、周波数可変周波数弁別器からの戻り光がないと
きの注入電流で決定される半導体レーザの発振周波数と
の間にある程度以上の差が発生すると光自己注入同期の
状態が発生しなくなるため、周波数可変周波数弁別器の
駆動量つまり特定周波数に応じた光自己注入同期の状態
を維持するため予め定められた値に基づいて制御装置で
周波数設定手段を制御し、その結果光自己注入同期が最
適な状態で維持される。
すると、入射したレーザ光の周波数に発振周波数が引き
込まれ、かつ、発振線幅が狭窄化される。この現象を光
自己注入同期という。本発明では、特定周波数において
のみ共振したレーザ光を半導体レーザに注入し、かつ、
前記特定周波数を可変できる周波数可変周波数弁別器を
用いる。発振周波数掃引時は、駆動装置で周波数可変周
波数弁別器を駆動し、周波数可変周波数弁別器で弁別さ
れる周波数を変える。このとき、弁別される前記特定周
波数と、周波数可変周波数弁別器からの戻り光がないと
きの注入電流で決定される半導体レーザの発振周波数と
の間にある程度以上の差が発生すると光自己注入同期の
状態が発生しなくなるため、周波数可変周波数弁別器の
駆動量つまり特定周波数に応じた光自己注入同期の状態
を維持するため予め定められた値に基づいて制御装置で
周波数設定手段を制御し、その結果光自己注入同期が最
適な状態で維持される。
【０００９】つまり、この発明の装置では、従来技術に
おいて生じた、周波数掃引時に発生するモード間のゲイ
ンプロファイルの変化に起因したモード変化の発生を抑
制することができるので、位相連続で周波数掃引が可能
になる。また、レーザ装置は周波数設定手段により出力
光の強さを変えずに出力光の周波数を可変できるので、
周波数掃引時に広い光周波数範囲で光自己注入同期の状
態が安定して維持され、広帯域の周波数掃引が可能にな
る。
おいて生じた、周波数掃引時に発生するモード間のゲイ
ンプロファイルの変化に起因したモード変化の発生を抑
制することができるので、位相連続で周波数掃引が可能
になる。また、レーザ装置は周波数設定手段により出力
光の強さを変えずに出力光の周波数を可変できるので、
周波数掃引時に広い光周波数範囲で光自己注入同期の状
態が安定して維持され、広帯域の周波数掃引が可能にな
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はこの発明の第１の実施例を示す概略構成図
である。第１の実施例のレーザ周波数の掃引装置はＤＢ
Ｒ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃ
ｔｏｒ：分布反射型レーザ）レーザ（レーザ装置）１、
該ＤＢＲレーザ１の出力光を受ける位置に配置された共
振周波数可変のエタロン（周波数可変周波数弁別器）
２、該エタロン２を構成するミラーに設けられたピエゾ
素子３ａを含むピエゾ制御器（駆動装置）３、該ピエゾ
制御器３からのピエゾ素子３ａへの印加電圧ＶEMの情報
（駆動情報信号）を受ける制御装置４から構成され、該
制御装置４はマイクロコンピュータ４ａ、印加電圧ＶEM
−注入電流ＩDBR 参照テーブルを記憶しているメモリ４
ｂ、及び注入電流源４ｃを備えている。
する。図１はこの発明の第１の実施例を示す概略構成図
である。第１の実施例のレーザ周波数の掃引装置はＤＢ
Ｒ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃ
ｔｏｒ：分布反射型レーザ）レーザ（レーザ装置）１、
該ＤＢＲレーザ１の出力光を受ける位置に配置された共
振周波数可変のエタロン（周波数可変周波数弁別器）
２、該エタロン２を構成するミラーに設けられたピエゾ
素子３ａを含むピエゾ制御器（駆動装置）３、該ピエゾ
制御器３からのピエゾ素子３ａへの印加電圧ＶEMの情報
（駆動情報信号）を受ける制御装置４から構成され、該
制御装置４はマイクロコンピュータ４ａ、印加電圧ＶEM
−注入電流ＩDBR 参照テーブルを記憶しているメモリ４
ｂ、及び注入電流源４ｃを備えている。
【００１１】第１の実施例のレーザ装置として用いたＤ
ＢＲレーザ１は、例えば図３に示すような構造のもので
ある。図３のＤＢＲレーザは、出力パワーを変えること
ができる活性領域、ＤＢＲレーザ内部の光の位相を調整
する位相制御領域、出力パワーを変えることなしに発振
周波数を変えることができるＤＢＲ領域より形成されて
いる。各領域へ独立して電流を注入することで、前記出
力パワー、位相、発振周波数をそれぞれ独立して調整で
きる。ＤＢＲ領域は前記周波数設定手段に相当する。な
お、図１では活性領域及び位相制御領域への注入電流源
は省略してある。
ＢＲレーザ１は、例えば図３に示すような構造のもので
ある。図３のＤＢＲレーザは、出力パワーを変えること
ができる活性領域、ＤＢＲレーザ内部の光の位相を調整
する位相制御領域、出力パワーを変えることなしに発振
周波数を変えることができるＤＢＲ領域より形成されて
いる。各領域へ独立して電流を注入することで、前記出
力パワー、位相、発振周波数をそれぞれ独立して調整で
きる。ＤＢＲ領域は前記周波数設定手段に相当する。な
お、図１では活性領域及び位相制御領域への注入電流源
は省略してある。
【００１２】第１の実施例の動作を説明する。ＤＢＲレ
ーザ１から出射された光のうちエタロン２で共振した光
は再びＤＢＲレーザ１に戻る。エタロン２はミラーを２
枚対向させたもので、ミラーの間隔によってのみ反射及
び透過する光の周波数（共振周波数）が決まる共振器で
ある。半導体レーザは、発振したレーザ光が再び半導体
レーザに入射すると該入射したレーザ光の周波数に発振
周波数が引き込まれ、かつ、発振線幅が狭窄化される
（この現象を光自己注入同期という）という性質を有す
る。従って、ＤＢＲレーザ１の発振周波数はエタロン２
の共振周波数に安定化され、かつ、発振線幅は狭窄化さ
れる。
ーザ１から出射された光のうちエタロン２で共振した光
は再びＤＢＲレーザ１に戻る。エタロン２はミラーを２
枚対向させたもので、ミラーの間隔によってのみ反射及
び透過する光の周波数（共振周波数）が決まる共振器で
ある。半導体レーザは、発振したレーザ光が再び半導体
レーザに入射すると該入射したレーザ光の周波数に発振
周波数が引き込まれ、かつ、発振線幅が狭窄化される
（この現象を光自己注入同期という）という性質を有す
る。従って、ＤＢＲレーザ１の発振周波数はエタロン２
の共振周波数に安定化され、かつ、発振線幅は狭窄化さ
れる。
【００１３】光自己注入同期が発生しているときに、Ｄ
ＢＲレーザ１のＤＢＲ領域への注入電流を掃引するとエ
タロン２からの反射光量及び透過光量は図４のようにな
る。光自己注入同期を発生させるための戻り光を施して
いないときの出力光量は図５のようになる。図５ではエ
タロン２の共振周波数に対応する注入電流値において急
峻なピークが見られるが、光自己注入同期が発生してい
る図４の場合は矩形状になっている。この矩形状の部分
（Ａの部分）は、ＤＢＲ領域への注入電流を変化させて
も、エタロン２からの反射光量及び透過光量が変化しな
いことを意味している。即ち、ＤＢＲレーザ１の発振周
波数が安定化されていることを意味する。前記矩形状の
部分はロッキングレンジと呼ばれる。前記矩形状の領域
は共振周波数の変化に応じて図６のように変化する。つ
まり、注入電流を変化させずに（例えばｉａに固定した
まま）エタロン２のミラーの間隔をＬａ、Ｌｂ、Ｌｃと
変化（共振周波数を変化）させていけば、やがて矩形状
の部分Ａ（光自己注入同期の状態）から外れてしまう。
ＢＲレーザ１のＤＢＲ領域への注入電流を掃引するとエ
タロン２からの反射光量及び透過光量は図４のようにな
る。光自己注入同期を発生させるための戻り光を施して
いないときの出力光量は図５のようになる。図５ではエ
タロン２の共振周波数に対応する注入電流値において急
峻なピークが見られるが、光自己注入同期が発生してい
る図４の場合は矩形状になっている。この矩形状の部分
（Ａの部分）は、ＤＢＲ領域への注入電流を変化させて
も、エタロン２からの反射光量及び透過光量が変化しな
いことを意味している。即ち、ＤＢＲレーザ１の発振周
波数が安定化されていることを意味する。前記矩形状の
部分はロッキングレンジと呼ばれる。前記矩形状の領域
は共振周波数の変化に応じて図６のように変化する。つ
まり、注入電流を変化させずに（例えばｉａに固定した
まま）エタロン２のミラーの間隔をＬａ、Ｌｂ、Ｌｃと
変化（共振周波数を変化）させていけば、やがて矩形状
の部分Ａ（光自己注入同期の状態）から外れてしまう。
【００１４】発振周波数の掃引は、光自己注入同期を発
生させた状態を維持したまま、ピエゾ制御器３でエタロ
ン２のミラーの間隔を連続的に変えることで行われる。
エタロン２のミラー間隔が変わると、共振周波数が変わ
る。このとき、戻り光のないときにＤＢＲ領域への注入
電流で決定される半導体レーザの発振周波数が前記ロッ
キングレンジの範囲から外れると、光自己注入同期の状
態が発生しなくなる。従って、周波数掃引時には発振周
波数を、ＤＢＲ領域への注入電流を制御することによっ
て、前記変化する共振周波数にロッキングレンジの範囲
内で追随させる必要がある。この周波数追随制御は、予
め対応関係が求められ作成された、その電圧によってエ
タロン２のミラー間隔が決まるピエゾ素子３ａへの印加
電圧ＶEMと該印加電圧ＶEMに対応する光自己注入同期の
状態が維持できる注入電流ＩDBR のテーブルを参照しつ
つＤＢＲレーザ１のＤＢＲ領域への注入電流を制御する
ことで行われる。
生させた状態を維持したまま、ピエゾ制御器３でエタロ
ン２のミラーの間隔を連続的に変えることで行われる。
エタロン２のミラー間隔が変わると、共振周波数が変わ
る。このとき、戻り光のないときにＤＢＲ領域への注入
電流で決定される半導体レーザの発振周波数が前記ロッ
キングレンジの範囲から外れると、光自己注入同期の状
態が発生しなくなる。従って、周波数掃引時には発振周
波数を、ＤＢＲ領域への注入電流を制御することによっ
て、前記変化する共振周波数にロッキングレンジの範囲
内で追随させる必要がある。この周波数追随制御は、予
め対応関係が求められ作成された、その電圧によってエ
タロン２のミラー間隔が決まるピエゾ素子３ａへの印加
電圧ＶEMと該印加電圧ＶEMに対応する光自己注入同期の
状態が維持できる注入電流ＩDBR のテーブルを参照しつ
つＤＢＲレーザ１のＤＢＲ領域への注入電流を制御する
ことで行われる。
【００１５】即ち、制御装置４内のマイクロコンピュー
タ４ａはピエゾ制御器３からのピエゾ素子３ａへの印加
電圧ＶEMの情報（駆動情報信号）を受けると印加電圧Ｖ
EM−注入電流ＩDBR 参照テーブルから前記印加電圧ＶEM
の値に応じた注入電流ＩDBRの値を読み出す。該読出し
た値の注入電流ＩDBR が制御装置４内の注入電流源４ｃ
からＤＢＲレーザ１のＤＢＲ領域へ注入される。印加電
圧ＶEM−注入電流ＩDBR 参照テーブルはピエゾ素子３ａ
への印加電圧ＶEMの値に応じた光自己注入同期の状態が
維持できる注入電流ＩDBR の値を予め求めて作成されメ
モリ４ｂに記憶されている。前記参照テーブルから読出
して、読出した値の注入電流ＩDBR がＤＢＲレーザ１の
ＤＢＲ領域へ注入される。ＤＢＲレーザ１からは注入電
流と帰還レーザ光の周波数に応じた周波数のレーザ光が
出射される。このように制御することで、エタロン２の
ミラーの間隔を変化（共振周波数を変化）させても、矩
形状の領域（光自己注入同期の状態）から外れないよう
にしている。
タ４ａはピエゾ制御器３からのピエゾ素子３ａへの印加
電圧ＶEMの情報（駆動情報信号）を受けると印加電圧Ｖ
EM−注入電流ＩDBR 参照テーブルから前記印加電圧ＶEM
の値に応じた注入電流ＩDBRの値を読み出す。該読出し
た値の注入電流ＩDBR が制御装置４内の注入電流源４ｃ
からＤＢＲレーザ１のＤＢＲ領域へ注入される。印加電
圧ＶEM−注入電流ＩDBR 参照テーブルはピエゾ素子３ａ
への印加電圧ＶEMの値に応じた光自己注入同期の状態が
維持できる注入電流ＩDBR の値を予め求めて作成されメ
モリ４ｂに記憶されている。前記参照テーブルから読出
して、読出した値の注入電流ＩDBR がＤＢＲレーザ１の
ＤＢＲ領域へ注入される。ＤＢＲレーザ１からは注入電
流と帰還レーザ光の周波数に応じた周波数のレーザ光が
出射される。このように制御することで、エタロン２の
ミラーの間隔を変化（共振周波数を変化）させても、矩
形状の領域（光自己注入同期の状態）から外れないよう
にしている。
【００１６】このような、その電圧によってエタロン２
のミラー間隔が決まるピエゾ素子３ａへの印加電圧ＶEM
と該印加電圧ＶEMに対応する光自己注入同期の状態が維
持できる注入電流ＩDBR のテーブルを参照しつつＤＢＲ
レーザ１のＤＢＲ領域への注入電流を制御する方法は、
本発明に適用できる注入電流を制御する方法の一例であ
る。
のミラー間隔が決まるピエゾ素子３ａへの印加電圧ＶEM
と該印加電圧ＶEMに対応する光自己注入同期の状態が維
持できる注入電流ＩDBR のテーブルを参照しつつＤＢＲ
レーザ１のＤＢＲ領域への注入電流を制御する方法は、
本発明に適用できる注入電流を制御する方法の一例であ
る。
【００１７】図２はこの発明の第２の実施例を示す概略
構成図である。第２の実施例のレーザ周波数の掃引装置
は、実質的には、第１の実施例のレーザ周波数の掃引装
置のＤＢＲレーザ１と該ＤＢＲレーザ１の出力光を受け
る位置に配置された共振周波数可変のエタロン２との間
に、光路長を変えるためのコーナーミラー５及び該コー
ナーミラー５に設けられた第二のピエゾ素子６ｄを含む
第二のピエゾ制御器６が追加されたものである。前記コ
ーナーミラー５と第二のピエゾ制御器６とでＤＢＲレー
ザ１からエタロン２までの光路長を可変する手段を構成
しており、第二のピエゾ制御器６はマイクロコンピュー
タ６ａと後述の印加電圧ＶEM−印加電圧ＶcMテーブルを
記憶したメモリ６ｂと印加電圧源６ｃと第二のピエゾ素
子６ｄとを備えている。
構成図である。第２の実施例のレーザ周波数の掃引装置
は、実質的には、第１の実施例のレーザ周波数の掃引装
置のＤＢＲレーザ１と該ＤＢＲレーザ１の出力光を受け
る位置に配置された共振周波数可変のエタロン２との間
に、光路長を変えるためのコーナーミラー５及び該コー
ナーミラー５に設けられた第二のピエゾ素子６ｄを含む
第二のピエゾ制御器６が追加されたものである。前記コ
ーナーミラー５と第二のピエゾ制御器６とでＤＢＲレー
ザ１からエタロン２までの光路長を可変する手段を構成
しており、第二のピエゾ制御器６はマイクロコンピュー
タ６ａと後述の印加電圧ＶEM−印加電圧ＶcMテーブルを
記憶したメモリ６ｂと印加電圧源６ｃと第二のピエゾ素
子６ｄとを備えている。
【００１８】第２の実施例の動作を説明する。ＤＢＲレ
ーザ１から出射された光はコーナーミラー５で反射され
エタロン２に入射する。入射した光のうちエタロン２で
共振した光はコーナーミラー５を経由してＤＢＲレーザ
１に戻る。以下、ＤＢＲレーザ１の発振周波数がエタロ
ン２の共振周波数に安定化され、かつ、発振線幅が狭窄
化されること、レーザ周波数の掃引は光自己注入同期を
発生させた状態を維持したまま第一のピエゾ制御器３で
エタロン２のミラーの間隔を連続的に変えることで行わ
れること、エタロン２のミラーに設けられたピエゾ素子
３ａへの印加電圧ＶEM応じて予め求められた光自己注入
同期の状態が維持できる注入電流ＩDBR がＤＢＲレーザ
１のＤＢＲ領域へ注入されるようになっているので光自
己注入同期を発生させた状態は維持されること等は第１
の実施例と同じである。
ーザ１から出射された光はコーナーミラー５で反射され
エタロン２に入射する。入射した光のうちエタロン２で
共振した光はコーナーミラー５を経由してＤＢＲレーザ
１に戻る。以下、ＤＢＲレーザ１の発振周波数がエタロ
ン２の共振周波数に安定化され、かつ、発振線幅が狭窄
化されること、レーザ周波数の掃引は光自己注入同期を
発生させた状態を維持したまま第一のピエゾ制御器３で
エタロン２のミラーの間隔を連続的に変えることで行わ
れること、エタロン２のミラーに設けられたピエゾ素子
３ａへの印加電圧ＶEM応じて予め求められた光自己注入
同期の状態が維持できる注入電流ＩDBR がＤＢＲレーザ
１のＤＢＲ領域へ注入されるようになっているので光自
己注入同期を発生させた状態は維持されること等は第１
の実施例と同じである。
【００１９】ここで、前記コーナーミラー５と第二のピ
エゾ制御器６の働きについて述べる。エタロン２のミラ
ー間隔をピエゾ素子３ａで変えることによりＤＢＲレー
ザ１の発振周波数を掃引していくと、エタロン２で共振
したＤＢＲレーザ１への帰還レーザ光とＤＢＲレーザ１
内部のレーザ光との間に位相ずれが生じてしまう。その
位相ずれによりエタロン２の透過スペクトルの形状が変
化する。エタロン２の透過スペクトルの形状が変化する
と光自己注入同期の状態が不安定になる。そこで、コー
ナーミラー５と第二のピエゾ制御器６とでＤＢＲレーザ
１の出射端面からエタロン２の入射端面までの光路長を
変化させ位相ずれが生じないように補正している。
エゾ制御器６の働きについて述べる。エタロン２のミラ
ー間隔をピエゾ素子３ａで変えることによりＤＢＲレー
ザ１の発振周波数を掃引していくと、エタロン２で共振
したＤＢＲレーザ１への帰還レーザ光とＤＢＲレーザ１
内部のレーザ光との間に位相ずれが生じてしまう。その
位相ずれによりエタロン２の透過スペクトルの形状が変
化する。エタロン２の透過スペクトルの形状が変化する
と光自己注入同期の状態が不安定になる。そこで、コー
ナーミラー５と第二のピエゾ制御器６とでＤＢＲレーザ
１の出射端面からエタロン２の入射端面までの光路長を
変化させ位相ずれが生じないように補正している。
【００２０】前記補正は、エタロン２のミラー間隔を変
化させるピエゾ素子３ａへ電圧ＶEMが印加されたとき、
前記位相ずれを補正するのに必要なコーナーミラー５に
設けられたピエゾ素子６ｄへの印加電圧ＶcMを予め測定
しておき、エタロン２のミラー間隔を変化させるピエゾ
素子３ａへの印加電圧ＶEMに応じて、第二のピエゾ制御
器６内に設けられたマイクロコンピュータ６ａがメモリ
６ｂ内の印加電圧ＶEM−印加電圧ＶcMテーブルを参照
し、印加電圧源６ｃにコーナーミラー５に設けられたピ
エゾ素子６ｄへ電圧ＶcMを印加させるようにして行われ
る。
化させるピエゾ素子３ａへ電圧ＶEMが印加されたとき、
前記位相ずれを補正するのに必要なコーナーミラー５に
設けられたピエゾ素子６ｄへの印加電圧ＶcMを予め測定
しておき、エタロン２のミラー間隔を変化させるピエゾ
素子３ａへの印加電圧ＶEMに応じて、第二のピエゾ制御
器６内に設けられたマイクロコンピュータ６ａがメモリ
６ｂ内の印加電圧ＶEM−印加電圧ＶcMテーブルを参照
し、印加電圧源６ｃにコーナーミラー５に設けられたピ
エゾ素子６ｄへ電圧ＶcMを印加させるようにして行われ
る。
【００２１】第１及び第２の実施例ではレーザ装置とし
てＤＢＲレーザを用いたが、温度を変えることで出力光
の強さを変えずに出力光の周波数を可変できるレーザ装
置等を用いてもよい。
てＤＢＲレーザを用いたが、温度を変えることで出力光
の強さを変えずに出力光の周波数を可変できるレーザ装
置等を用いてもよい。
【００２２】この発明の装置では、従来技術において生
じた、周波数掃引時に発生するモード間のゲインプロフ
ァイルの変化に起因したモード変化の発生を抑制するこ
とができるので、位相連続で周波数掃引が可能になる。
また、レーザ装置は周波数設定手段により出力光の強さ
を変えずに出力光の周波数を可変できるので、周波数掃
引時に広い光周波数範囲で光自己注入同期の状態が安定
して維持され、広帯域の周波数掃引が可能になる。具体
的に述べると、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅ
ｅｄｂａｃｋ：分布帰還型）レーザを用いた場合には、
周波数掃引の際に行う注入電流制御に起因する出力光の
強さの変化のため、周波数掃引幅は高々数１０ＧＨｚ程
度であるのに対し、ＤＢＲレーザを用いた場合には、前
記注入電流制御を行っても出力光の強さが変化しないた
め、ＤＢＲレーザの屈折率変化幅に対応する数１００Ｇ
Ｈｚ程度の周波数掃引が可能になる。
じた、周波数掃引時に発生するモード間のゲインプロフ
ァイルの変化に起因したモード変化の発生を抑制するこ
とができるので、位相連続で周波数掃引が可能になる。
また、レーザ装置は周波数設定手段により出力光の強さ
を変えずに出力光の周波数を可変できるので、周波数掃
引時に広い光周波数範囲で光自己注入同期の状態が安定
して維持され、広帯域の周波数掃引が可能になる。具体
的に述べると、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅ
ｅｄｂａｃｋ：分布帰還型）レーザを用いた場合には、
周波数掃引の際に行う注入電流制御に起因する出力光の
強さの変化のため、周波数掃引幅は高々数１０ＧＨｚ程
度であるのに対し、ＤＢＲレーザを用いた場合には、前
記注入電流制御を行っても出力光の強さが変化しないた
め、ＤＢＲレーザの屈折率変化幅に対応する数１００Ｇ
Ｈｚ程度の周波数掃引が可能になる。
【００２３】この発明によれば、第１の実施例のように
位相ずれの補正がなかったとしても、狭いスペクトル線
幅を維持しつつ、広い帯域にわたって位相連続で周波数
を掃引できるが、第２の実施例のように位相ずれの補正
をすることで、更に、周波数掃引時の各周波数における
光自己注入同期状態の安定性が向上し、周波数掃引時に
おける発振線幅及び出力パワーの変動が零になる。
位相ずれの補正がなかったとしても、狭いスペクトル線
幅を維持しつつ、広い帯域にわたって位相連続で周波数
を掃引できるが、第２の実施例のように位相ずれの補正
をすることで、更に、周波数掃引時の各周波数における
光自己注入同期状態の安定性が向上し、周波数掃引時に
おける発振線幅及び出力パワーの変動が零になる。
【００２４】
【発明の効果】この発明のレーザ周波数の掃引装置は、
レーザ装置を出力光の強さを変えずに出力光の周波数を
可変できる周波数設定手段を備えたレーザ装置とし、該
レーザ装置の出力光のスペクトル線幅を狭窄化するた
め、及び、前記出力光の周波数を連続的に変化させるた
めに周波数可変周波数弁別器を設けて光自己注入同期を
発生させ、該光自己注入同期の状態を維持するために制
御装置を設けて前記周波数可変周波数弁別器の駆動量つ
まり弁別された周波数に応じて予め定められた値に基づ
いて前記周波数設定手段を制御することとしたから、狭
いスペクトル線幅を維持しつつ、広い帯域にわたって位
相連続で周波数を掃引できるレーザ周波数の掃引装置が
得られた。
レーザ装置を出力光の強さを変えずに出力光の周波数を
可変できる周波数設定手段を備えたレーザ装置とし、該
レーザ装置の出力光のスペクトル線幅を狭窄化するた
め、及び、前記出力光の周波数を連続的に変化させるた
めに周波数可変周波数弁別器を設けて光自己注入同期を
発生させ、該光自己注入同期の状態を維持するために制
御装置を設けて前記周波数可変周波数弁別器の駆動量つ
まり弁別された周波数に応じて予め定められた値に基づ
いて前記周波数設定手段を制御することとしたから、狭
いスペクトル線幅を維持しつつ、広い帯域にわたって位
相連続で周波数を掃引できるレーザ周波数の掃引装置が
得られた。
【図１】この発明の第１の実施例を示す概略構成図。
【図２】この発明の第２の実施例を示す概略構成図。
【図３】ＤＢＲレーザの構造を示す図。
【図４】光自己注入同期が発生しているときのエタロン
の透過スペクトルを示す図。
の透過スペクトルを示す図。
【図５】光自己注入同期を発生させるための戻り光を施
していないときのエタロンの透過スペクトルを示す図。
していないときのエタロンの透過スペクトルを示す図。
【図６】共振周波数の変化に伴って光自己注入同期の状
態の領域が変化することを説明するための図であり、
（ａ）はエタロンのミラー間隔がＬａのとき、（ｂ）は
エタロンのミラー間隔がＬｂのとき、（ｃ）はエタロン
のミラー間隔がＬｃのときの光自己注入同期の状態の領
域と注入電流ｉａとの関係をそれぞれ示す図。
態の領域が変化することを説明するための図であり、
（ａ）はエタロンのミラー間隔がＬａのとき、（ｂ）は
エタロンのミラー間隔がＬｂのとき、（ｃ）はエタロン
のミラー間隔がＬｃのときの光自己注入同期の状態の領
域と注入電流ｉａとの関係をそれぞれ示す図。
【図７】従来の半導体レーザ装置の断面構成図。
１ レーザ装置（ＤＢＲレーザ） ２ 周波数可変周波数弁別器（エタロン） ３ 駆動装置（ピエゾ制御器） ４ 制御装置 ５ コーナーミラー ６ 第二のピエゾ制御器
Claims (1)
- 【請求項１】 出力光の強さを変えずに出力光の周波数
を可変できる周波数設定手段を備えたレーザ装置（１）
と、該レーザ装置からの光を受けて特定周波数の光自己
注入同期を発生させるための光を生成する周波数可変周
波数弁別器（２）と、該周波数可変周波数弁別器を駆動
して前記特定周波数を連続的に掃引すると共に駆動情報
信号を出力する駆動装置（３）と、前記駆動情報信号を
受けて該駆動情報信号の示す値に応じた光自己注入同期
の状態を維持するため予め定められている値に基づいて
前記周波数設定手段を制御する制御装置（４）とを備え
たレーザ周波数の掃引装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26805792A JP3145505B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | レーザ周波数の掃引装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26805792A JP3145505B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | レーザ周波数の掃引装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697558A true JPH0697558A (ja) | 1994-04-08 |
| JP3145505B2 JP3145505B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=17453292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26805792A Expired - Fee Related JP3145505B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | レーザ周波数の掃引装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3145505B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017147299A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ光源 |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP26805792A patent/JP3145505B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017147299A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ光源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3145505B2 (ja) | 2001-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |