JPH07106710A

JPH07106710A - 相互注入同期光源

Info

Publication number: JPH07106710A
Application number: JP26982593A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kinugawa; 茂衣川
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】発振パワーが安定で、広帯域な連続波長可変特
性を持つと同時に、周波数掃引時の制御が簡単な高ＳＭ
ＳＲ・狭スペクトル光源を実現する。【構成】第１の半導体レーザ１と第２の半導体レーザ２
とを光軸を合わせて配置し、第１の半導体レーザ１の端
面１ａをＡＲコートし、第２の半導体レーザ２の端面２
ａとで外部共振器を構成した。また、共振長可変手段３
を設けて、波長設定信号源１３、距離可変手段制御器１
１等により制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【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用いられる光源装置に係り、特
に、相互注入同期現象を利用して、広い波長帯域にわた
って発振可能であり、狭いスペクトル線幅、高いサイド
モード抑圧比（ＳＭＳＲ：ＳｉｄｅＭｏｄｅＳｕｐｐ
ｒｅｓｓｉｏｎＲａｔｉｏ）を実現した相互注入同期
光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の相互注入同期光源は、所望の波
長に固定して使用する場合も、従来の光源に比べ特長を
有するものであるが、特に、波長を可変とする場合に、
その効果が顕著であるので、広帯域波長可変光源を例に
とり説明する。従来技術では広帯域波長可変光源は、外
部共振器構造と光共振器によるＱ値の高いフィルタを用
いて実現していた。

【０００３】例えば、図５に示すものはヒューレット−
パッカードジャーナル１９９３年２月号第２０頁〜
第２７頁（Ｈｅｗｌｅｔｔ−ＰａｃｋａｒｄＪｏｕｒ
ｎａｌ，ＰＰ．２０−２７，Ｆｅｂｒｕａｒｙ１９９
３）に開示されている従来の広帯域波長可変光源の光学
系である。従来の広帯域波長可変光源の光学系は一方の
レーザ出射端面３１ａのみが無反射コート（ＡＲコー
ト、ＡＲ：Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）されてい
る半導体レーザ３１と、該半導体レーザ３１のＡＲコー
トされた端面３１ａ側に、該ＡＲコートされた端面３１
ａから出射されたレーザ光を受ける光共振器フィルタ３
２と、該光共振器フィルタ３２を透過した光を受け、か
つ、前記半導体レーザ３１の他方の端面３１ｂとで共振
器を構成する回折格子３３とを備えている。また、他方
のレーザ出射端面３１ｂ（ＡＲコートされていない端
面）側に、半導体レーザ３１へのレーザ光の反射を防ぐ
ための光アイソレータ３４と、該光アイソレータ３４か
らのレーザ光を集光してファイバ３５へ入射させるため
のレンズと、該ファイバからモニターするためにレーザ
光を取り出すカプラ３６と、該カプラで取り出したモニ
ター光を受けて光電変換する受光器３７とを備えてい
る。

【０００４】そして、前記光共振器フィルタ３２は光学
用板ガラスの両面を高反射率コート（ＨＲコート、Ｈ
Ｒ：Ｈｉｇｈ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）したファブリ−
ペロ・エタロン（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔｅｔａｌｏ
ｎ）であり、図６に示すように、該ファブリ−ペロ・エ
タロンをＤＣモータの軸に２度傾けて取りつけ、かつ、
ＤＣモータの軸とレーザ光の光軸とを３度傾けて取りつ
け、ＤＣモータを制御してファブリ−ペロ・エタロンの
鏡面とレーザ光の光軸との角度を８５度〜８９度の間変
えることで共振長が変えられるようになっている。ま
た、前記回折格子３３は半導体レーザ３１からの距離
と、レーザ光の光軸との角度とを変えられるようになっ
ている。

【０００５】次に、従来の広帯域波長可変光源の光学系
の動作について説明する。半導体レーザ３１のＡＲコー
トされた端面３１ａから出射されたレーザ光は光共振器
フィルタ３２の鏡面に対して斜めに入射される。斜めに
入射されるので、不要な反射光は半導体レーザ３１には
戻らない。光共振器フィルタ３２において両鏡面の光軸
方向の間隔で決まる特定周波数において共振したレーザ
光は、光共振器フィルタ３２を透過して回折格子３３に
入射する。回折格子３３に入射したレーザ光は、該回折
格子３３と光軸との角度で決まる特定周波数のレーザ光
のみがレーザ光の光軸方向に反射され、再度、光共振器
フィルタ３２を透過して半導体レーザ３１に帰還され
る。

【０００６】このように、半導体レーザと回折格子との
間で作る共振器によりレーザ発振が発生するが、この
際、回折格子の分解能は、半導体レーザと回折格子との
共振器の単一モードを選択できないため、光共振器フィ
ルタを必要とする。

【０００７】図７は前記従来の広帯域波長可変光源にお
ける波長の選択とサイドモードの抑圧とを説明するため
の図である。図７（ａ）は半導体レーザのゲインプロフ
ァイルであり、図７（ｂ）は外部共振器のモードプロフ
ァイルであり、図７（ｃ）は回折格子の反射プロファイ
ルであり、図７（ｄ）は光共振器フィルタの透過プロフ
ァイルであり、図７（ｅ）は広帯域波長可変光源から出
射されるレーザ光の発振波長である。いずれの図も横軸
は波長である。

【０００８】図７（ａ）に示されるように、半導体レー
ザ自体が増幅できる波長範囲は広く、図７（ｂ）に示さ
れるように、外部共振器には複数の共振モードが立つ、
この内、図７（ｃ）に示される回折格子の反射プロファ
イル及び図７（ｄ）に示される光共振器フィルタの透過
プロファイルに合った共振モードのみが選択されて、図
７（ｅ）に示される発振波長のレーザ光が出射されるこ
とになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の広帯域波長可変
光源は前述のような構成となっているため、次のような
問題がある。外部共振器内部に光パワーロスを持つフィルタを挿
入するため、レーザ出力パワーが小さい。サイドモード抑圧比（ＳＭＳＲ）は次に示す式
（１）で表される。ＳＭＳＲ＝α・（Ｌ／Ｌ₀）・（ΔＲ₁／Ｒ₁）（１）ここで、 α ：半導体レーザの物性定数Ｌ：全光学的共振器長Ｌ₀ ：半導体レーザの光学的共振器長Ｒ₁ ：メインモードに対する外部ミラー反射率 ΔＲ₁：Ｒ₁−（サイドモードに対する外部ミラー反射
率）前記式（１）から分かるように、ＳＭＳＲを大きくする
ためには、Ｌ／Ｌ₀、ΔＲ₁／Ｒ₁を大きくすることが
必要であり、そのために長共振器構造と光共振器による
Ｑ値の高いフィルタを必要とする。しかし、フィルタの
反射光が半導体レーザへ戻るのを避けるため、ファブリ
−ペロ・エタロンを傾けなければならず、傾けることに
よりフィルタのＱ値は、外部共振器のモードを単一で選
択できる程大きくはならなくなる。したがって、外部共
振器モードのＳＭＳＲはあまり良くならない。

【００１０】また、フィルタの共振長を変えるとレ
ーザ光の入射角度が変化してしまい、フィルタの透過プ
ロファイルが変化する。このためモード選択性が変化
し、モードホップが生じ、結果的に位相連続で波長を可
変することはできない。所望の周波数のレーザ出射光を得るためには、該所
望の周波数ごとに、ファブリ−ペロ・エタロンの共振器
長並びに回折格子の半導体レーザからの距離及びレーザ
光の光軸との角度を設定する複雑な制御をしなければな
らない。レーザ光のフィルタへの入射角度が変化しないよう
に、前記ファブリ−ペロ・エタロンの代わりに、２枚の
ミラーを用いた光共振器フィルタを使用する構成で位相
連続周波数掃引を行う場合、ミラー間隔の制御が非常に
難しく、所望の精度は得られない。周波数掃引時には、グレーティングの角度・位置及
び光共振器フィルタのミラー間隔を同時に高精度に制御
しなければならず、非常に複雑なものとなる。本発明の
目的は、これらの問題点を解決し、発振パワーが安定
で、広帯域な連続波長可変特性を持つと同時に、周波数
掃引時の制御が簡単な高ＳＭＳＲ・狭スペクトル光源を
相互注入同期現象を利用して実現した相互注入同期光源
によって提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、一対の半導体レーザを用い、そのレー
ザ光出射端面で外部共振器を構成すると共に、相互注入
同期現象を利用することとした。すなわち、第１の半導
体レーザと第２の半導体レーザとを光軸を合わせて配置
し、第１の半導体レーザのレーザ光出射端面のうち、第
２の半導体レーザのレーザ光出射端面に対向する端面を
ＡＲコートし、第１の半導体レーザのＡＲコートしてい
ない端面と第２の半導体レーザの端面とで外部共振器
（光共振器）を構成するようにした。

【００１２】また、前記外部共振器の共振長を変化させ
る共振長可変手段を備えた。さらに、前記第２の半導体
レーザの前記第１の半導体レーザのＡＲコートされたレ
ーザ光出射端面に対向していない第２のレーザ光出射端
面をＡＲコートし、該第２のレーザ光出射端面と対向さ
せて光反射体を配置し、該光反射体と第２の半導体レー
ザの第１のレーザ光出射端面とで第２の外部共振器を構
成するようにした。また、前記第１の光共振器及び前記
第２の光共振器の少なくとも一方の共振長を変化させる
共振長可変手段を備えた。

【００１３】

【作用】半導体レーザに外部からレーザ光を注入する
と、半導体レーザの発振周波数が注入されたレーザ光の
周波数に固定される注入同期現象というものが知られて
いる。この注入同期現象を利用すると、次のような利点
をもった半導体レーザが得られる。すなわち、ロッキング・レンジが発生する。半導体レーザの自
励発振周波数がνf で、外部からのレーザ光の周波数が
νe であった場合、注入同期現象が発生すると半導体レ
ーザの発振周波数νf がνe に変化する。この注入同期
現象が発生する、自励発振周波数νf と外部注入レーザ
周波数νe との最大差周波数範囲絶対値（νf −νe
）をロッキング・レンジΔνと呼ぶ。このΔνは式
（２）で定式化できる。 Δν＝｛１／（４πτp ）｝√（Ｐin／Ｐl ）（２）ここで、 τp ：フォトン寿命Ｐin：注入されるレーザ光のパワーＰl ：半導体レーザ内の光パワーである。相互注入同期系の場合は、系を構成する２つの
半導体レーザの自励発振周波数νf1，νf2の間で注入同
期周波数が決まる。

【００１４】レーザ光のスペクトル線幅が狭窄化さ
れる。外部共振器構造であるため、共振器のＱが向上
し、半導体レーザの外部共振器間隔Ｌの二乗の逆数に比
例して、発振線幅を狭窄化できる。また、相互注入同期
の効果による狭窄化も同時に発生するため、１００ｋＨ
ｚ以下の狭スペクトルが得られる。レーザ光が単一モード化される。多モード発振状態
の半導体レーザに注入同期が発生すると単一モード化
し、安定な発振状態が得られる。

【００１５】本発明では相互注入同期系を利用してい
る。相互注入同期系では、２つの半導体レーザの自走発
振周波数がロッキングレンジ内であれば、お互いに相手
の周波数に引き込まれる方向に周波数が変化し、最終的
には、両方の半導体レーザの自走発振周波数の間の周波
数に落ち着く。第１の半導体レーザと第２の半導体レー
ザとが光軸を合わせて配置されているので、それぞれの
半導体レーザへの外部共振長を制御することにより、第
１と第２の外部共振器のモードが一致したモード波長で
相互注入同期状態をつくりだすことができる。

【００１６】また、相互注入同期現象は一般的には外部
から入射される光電界の位相が半導体レーザ内部の光電
界の位相と結合するようにレーザ間隔を調整する必要が
あるが、本発明では第１の半導体レーザのレーザ光出射
端面のうち、第２の半導体レーザのレーザ光出射端面に
対向する端面がＡＲコートされているので、第２の半導
体レーザのレーザ光出射端面から第１の半導体レーザの
第１の端面まで（第１の半導体レーザと、第２の半導体
レーザの第１の端面と、該第１の端面とＡＲコートされ
た端面とで挟まれた空間と）が実効的に第１の外部共振
器として働く。つまり、第２の半導体レーザの第１の端
面が第１の外部共振器の端面ともなっており、第１の外
部共振器と第２の半導体レーザとの間に間隔（空間）が
ない。したがって、該端面における位相のミスマッチは
生じず、第２の半導体レーザは第１の半導体レーザを含
む第１の外部共振器にとって、非常にＱの高い（前記式
（１）のΔＲ1 が大きい）反射ミラーとみなせる。

【００１７】さらに、第１の半導体レーザを含む第１の
外部共振器は長共振器構造を持つため高ＳＭＳＲが得ら
れることになる。また、前記外部共振器の共振長を可変
する手段（共振長可変手段）を備えたものは、該共振長
可変手段で共振長を変化させるとともに注入電流や温度
により第２の半導体レーザの発振周波数を変化させるこ
とで、出射レーザ光を別の波長へ変えられ、該波長にお
いても高ＳＭＳＲ・狭スペクトルのレーザ光とすること
ができる。この際、変化させる外部共振長の要求される
制御精度は、ロッキングレンジが発生するため、従来技
術の場合と比較して数１０倍緩和され、その結果位相連
続で波長を変化させることができる。

【００１８】さらに、前記第２の半導体レーザの前記第
１の半導体レーザのＡＲコートされたレーザ光出射端面
に対向していない第２のレーザ光出射端面をＡＲコート
し、該第２のレーザ光出射端面と対向させて光反射体を
配置した場合、該光反射体と第２の半導体レーザの第１
のレーザ光出射端面とで構成される第２の外部共振器が
実効的に第２の外部共振器として働く。したがって、設
定できる周波数の範囲が第２の半導体レーザのゲイン幅
まで広がる。また、前記第１の外部共振器及び前記第２
の外部共振器の少なくとも一方の共振長を変化させる共
振長可変手段を備えたものは、該共振長可変手段で共振
長を変化させるとともに半導体レーザの発振周波数を変
化させることで、出射レーザ光を別の波長に変えられ、
該周波数においても高ＳＭＳＲ・狭スペクトルのレーザ
光とすることができる。しかも、波長可変範囲が広い。

【００１９】

【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の実施例の相互注入同期光源の光学系は第
２のレーザ光出射端面１ａがＡＲコートされた第１の半
導体レーザ１、該第１の半導体レーザ１と光軸をあわ
せ、かつ、第１の半導体レーザ１の第２のレーザ光出射
端面１ａにその第１のレーザ光出射端面２ａが光学的に
対向するように隔置された第２の半導体レーザ２、第１
の半導体レーザ１の第２のレーザ光出射端面１ａと第２
の半導体レーザ２の第１のレーザ光出射端面２ａとを光
学的に対向させるための直角プリズム１７、及びレンズ
２０，２１，２２，２３から成っている。

【００２０】第１の半導体レーザ１、第２の半導体レー
ザ１、及びレンズ２０，２１，２２，２３は第２の半導
体レーザ２の第２のレーザ光出射端面２ｂからの出射光
を光電変換する受光器６とともにヒートシンク１８の中
に収められている。そして、該ヒートシンク１８に距離
可変手段としてのピエゾ素子３を介して、直角プリズム
１７を固定した直角プリズム支持部材１６が取りつけら
れている。このような構造にすると、装置の小型化が図れる。半導体レーザの温度制御がし易い。光路長の可変範囲が広い。（光路長が距離可変手段
で変えた距離の２倍変化する）２つの半導体レーザの光軸ずれが少ない。等のメリ
ットがある。

【００２１】制御系は粗調信号、微調基準信号、第２の
半導体レーザ制御信号、第１の半導体レーザ１及び第２
の半導体レーザ２の温度を設定する温度信号を出力する
波長設定信号源１３、該波長設定信号源１３からの第２
の半導体レーザ制御信号に基づいて前記第２の半導体レ
ーザ２への注入電流を制御する第２の注入電流源８、前
記波長設定信号源１３からの温度信号に基づいて前記第
１の半導体レーザ１及び第２の半導体レーザ２の温度を
制御する温度制御器１５、前記波長設定信号源１３から
の微調基準信号と前記受光器６からの受光信号との差を
演算し微調信号を出力する差動増幅器１４、該差動増幅
器１４からの微調信号と前記波長設定信号源１３からの
粗調信号とを受けて、周波数設定信号と同期保持制御信
号を重畳させて２系統に出力する距離可変手段制御器１
１、該距離可変手段制御器１１の一方の系統への周波数
設定信号と同期保持制御信号の重畳された信号を受けて
前記第１の半導体レーザ１への注入電流を制御する第１
の注入電流源７、並びに、前記距離可変手段制御器１１
の他方の系統への周波数設定信号と同期保持制御信号の
重畳された信号を受けて前記ピエゾ素子３を制御するピ
エゾ素子制御器９から成っている。

【００２２】次に、第１の実施例の動作を説明する。動
作の説明の前に外部共振器形半導体レーザの相互注入同
期系の発振周波数について述べる。外部共振器形半導体
レーザの相互注入同期系の発振周波数は、立ち上げ段階
では以下の条件で決定される。すなわち、条件第１の外部共振器と第２の半導体レーザの共振
器モードがロッキングレンジ以内に接近して存在する周
波数領域が１箇所以上存在する。条件条件の周波数領域のうち第１の半導体レーザ
を含む第１の外部共振器と第２の半導体レーザの総合ゲ
インが最大の周波数領域。

【００２３】このことを図３を用いて説明する。図３で
横軸は周波数、縦軸はゲインであり、図３（ａ）は第１
の外部共振器の共振器モード、図３（ｂ）は第２の半導
体レーザの外部共振器モード、図３（ｃ）は立ち上げ時
の総合ゲインプロファイル、図３（ｄ）は同期時の総合
ゲインプロファイルを示す。図のように、第1 外部共振
器の共振器モードはｃ／（２ｎＬ1 ）毎にゲインのピー
クを持っており、第２の半導体レーザの外部共振器モー
ドはｃ／（２ｎＬ2）毎にゲインのピークを持ってい
る。そのゲインピークのうち、少なくとも１つがしきい
値ゲイン（Ｇth）に達し発振している。そして、両方の
外部共振器モードは何箇所かの周波数領域で設定条件で
のロッキングレンジ以内に存在する。この何箇所かの周
波数が条件を満たす周波数である。これらの周波数の
うち条件を満たす周波数、すなわち、立ち上げ時の総
合ゲインプロファイル（図３（ｃ）に示す）のゲインが
最大である第１の半導体レーザを含む第１の外部共振器
のｍ次のモード（第２の半導体レーザではｍ’次のモー
ド）の周波数領域で相互注入同期が発生し図３（ｄ）に
示すように同期発振周波数νL で総合ゲインに突起が発
生するため、νL での発振が安定となる。

【００２４】ここで、話を第１の実施例の動作に戻す。
波長設定信号源１３は所望の出力波長に対する温度信
号、第２の半導体レーザ制御信号、微調基準信号、及
び、粗調信号の各値をセットで記憶している。温度制御
器１５は温度信号を受けて所望の出力波長に対して第１
及び第２の半導体レーザ１，２の総合ゲインが最大にな
る温度に両方の半導体レーザの温度を制御する。すなわ
ち、条件を満足させる。第２の注入電流源８は第２の
半導体レーザ制御信号を受けて、単独で所望の出力波長
近傍で発振するように第２の半導体レーザ２に注入電流
を出力する。距離可変手段制御器１１は粗調信号をうけ
て、第１の半導体レーザを含む第１の外部共振器が単独
で所望の出力波長近傍で発振するように、ピエゾ制御器
９を介してピエゾ素子３により外部共振器長と、第１の
注入電流源７を介して第１の半導体レーザの注入電流を
制御する。すなわち、条件を満足させる。以上の動作
により、第１の半導体レーザを含む第１の外部共振器と
半導体レーザ２は所望の出力波長の近傍で発振すること
になるが、両方の発振周波数が設定条件におけるロッキ
ングレンジ以内であれば、相互注入同期が発生し、ほぼ
所望の出力波長に対応する出力光が得られることにな
る。

【００２５】次に、発生した注入同期状態保持の動作を
説明する。発生した注入同期状態は環境温度の変化等で
第１の外部共振器ＬＤ１あるいは第２の半導体レーザＬ
Ｄ2 の単独発振周波数がロッキングレンジ外へ変化する
ことにより、単独発振状態になる。そこで微調制御が必
要となる。本実施例では、図４に示すように所望の出力
波長における注入同期状態で半導体レーザの出力強度が
ロッキングレンジ内で所定のＤＣ強度を中心に分散特性
を示すことを利用して微調制御を行っている。すなわ
ち、あらかじめ取得した所望の出力波長における最適注
入同期時における第２の半導体レーザの出力光量の前記
受光器出力に対応する信号を微調基準信号として前記波
長設定信号源１３から前記差動増幅器１４へ出力し、実
際のに受光された注入同期出力との差をとり負帰還制御
を行うための微調信号を前記差動増幅器１４から出力さ
せる。この微調信号を前記距離可変手段制御器１１から
出力されるピエゾ素子３への信号と第１の半導体レーザ
の注入電流に重畳させ、ピエゾ素子３で外部共振器長の
低速度の微調を、注入電流で第１の半導体レーザ内の屈
折率の微調による高速度の外部共振器長の微調を行い最
適な注入同期状態を保持する。

【００２６】この発振周波数を掃引するときは、第１の
外部共振器のｍ次のモードの周波数と第２半導体レーザ
のｍ’次のモードの周波数とが一致するように、外部共
振器長を変化させる。すなわち、ｍｃ／（２ｎＬ1 ）＝
ｍ’ｃ／（２ｎＬ2 ）、つまり、ｍ／Ｌ1 ＝ｍ’／Ｌ2
の条件を満たすように掃引すればよい。具体的には、前
記波長設定信号源１３にあらかじめｍ／Ｌ1 ＝ｍ’／Ｌ
2 の条件を満たすようにして測定して得た粗調信号デー
タ、第２の半導体レーザの制御信号データ、微調基準信
号データ、第１の半導体レーザ及び第２の半導体レーザ
の温度信号データの対応したものをセットで記憶してお
き、掃引動作に伴い各データを変化させることにより実
現する。

【００２７】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の実施例の光学系が第１の実施例の
光学系と異なるところは、第２の半導体レーザ２の第２
の端面２ｂがＡＲコートされており、該端面２ｂに対向
してハーフミラー（光反射体）５が配置されていること
である。したがって、第２の半導体レーザ２の第１の端
面２ａとハーフミラー５とで第２外部共振器を構成し、
第２の半導体レーザ２及び第２の半導体レーザ２の第２
の端面２ｂからハーフミラー５までの光路が実効的に第
２の外部共振器として働く。この際、ハーフミラー５は
回折格子を使用して安定性を向上させてもよい。また、
該ハーフミラー５と第２の半導体レーザ２の第２の端面
２ｂとの距離は第２の距離可変手段であるピエゾ素子４
で変えられるようになっている。第２の実施例の制御系
が第１の実施例の制御系と異なるところは、第２の距離
可変手段４用の第２の距離可変手段制御器１２を備えて
いることである。波長設定信号源１３は所望出力波長に
対応する第１の距離可変手段制御器１１へ粗調信号１を
送ると同時に、粗調信号２を第２の距離可変手段制御器
１２に送る。第２の距離可変手段制御器１２は粗調信号
２を受けて、第２半導体レーザを含む第２の外部共振器
が単独で所望の出力波長近傍で発振するように第２のピ
エゾ制御器１０を介してピエゾ素子４により第２の外部
共振器の外部共振器長と、第２の注入電流源８を介して
第２の半導体レーザ２の注入電流を制御するようになっ
ている。

【００２８】したがって、構成上の違いは第２半導体レ
ーザが外部共振器構造になっていることであり、その外
部共振器長をピエゾ素子４と第２半導体レーザへの注入
電流で変化させ、前記条件を満足させるように制御す
る点にある。このような構成をとることにより、実施例
１の第２半導体レーザの波長可変幅（通常数ｎｍ）によ
り制限されていた出力波長可変幅を、半導体レーザ１と
半導体レーザ２のゲイン幅（１００ｎｍ程度）まで拡大
することができ、広帯域波長掃引を行うことができる。
他の制御は実施例１と同様である。

【００２９】

【発明の効果】この発明では、一対の半導体レーザを用
い、第１の半導体レーザのレーザ光出射端面と第２の半
導体レーザのレーザ光出射端面とで外部共振器を構成す
ると共に、相互注入同期現象を利用することとしたか
ら、ＳＭＳＲが高い、スペクトル線幅が狭い、ロ
ッキングレンジが発生するため機械的制御の余裕度が広
い、発振パワーが安定な、広い帯域にわたって連続
して波長可変な、周波数掃引時の制御が簡単な相互注
入同期光源が得られた。さらに、第２の半導体レーザの
レーザ光出射端面と光反射体とで第２の外部共振器を構
成することとすれば、半導体レーザのゲイン幅まで発
振周波数範囲が広がった相互注入同期光源が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図２】この発明の第２の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図３】外部共振器形ＬＤの相互注入同期系の発振周波
数が決定される様子を説明する１めの図であり、（ａ）
はＬＤ1 の外部共振器モード、（ｂ）はＬＤ2 の外部共
振器モード、（ｃ）は立ち上げ時の総合ゲインプロファ
イル、（ｄ）は同期時の総合ゲインプロファイルを示
す。

【図４】最適注入同期時における出力パワープロファイ
ルを示す図である。

【図５】従来の広帯域波長可変光源の光学系を示す図で
ある。

【図６】従来の広帯域波長可変光源に用いられた光共振
器フィルタを示す図である。

【図７】従来の広帯域波長可変光源における波長の選択
とサイドモードの抑圧とを説明するための図であり、
（ａ）は半導体レーザのゲインプロファイル、（ｂ）は
外部共振器のモードプロファイル、（ｃ）は回折格子の
反射プロファイル、（ｄ）は光共振器フィルタの透過プ
ロファイル、（ｅ）は広帯域波長可変光源から出射され
るレーザ光の発振波長を示す。

【符号の説明】

１第１の半導体レーザ２第２の半導体レーザ３共振長可変手段（距離可変手段、ピエゾ素子）４共振長可変手段（距離可変手段、ピエゾ素子）５光反射体（ハーフミラー）６受光器７第１の注入電流源８第２の注入電流源９ピエゾ制御器（第１のピエゾ制御器）１０第２のピエゾ制御器１１距離可変手段制御器（第１の距離可変手段制御
器）１２第２の距離可変手段制御器１３波長設定信号源１４差動増幅器１５温度制御器１６直角プリズム支持部材１７直角プリズム１８ヒートシンク１９光反射体支持部材２０レンズ２１レンズ２２レンズ２３レンズ２４レンズ３１半導体レーザ３２光共振器フィルタ３３回折格子３４光アイソレータ３５ファイバ３６カプラ３７受光器３８レンズ３９レンズ４０レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方のレーザ光出射端面のみがＡＲコー
トされている第１の半導体レーザ（１）と、該第１の半
導体レーザのＡＲコートされたレーザ光出射端面に対向
し、かつ、該レーザ光出射端面から隔置された第１のレ
ーザ光出射端面を有する第２の半導体レーザ（２）とを
備え、前記第１の半導体レーザの他方のレーザ光出射端面と前
記第２の半導体レーザの第１のレーザ光出射端面とで第
１の光共振器を構成するようにした相互注入同期光源。
【請求項２】前記第１の光共振器の共振長を変化させ
る共振長可変手段（３）を備えた請求項１の相互注入同
期光源。
【請求項３】前記第２の半導体レーザは前記第１の半
導体レーザのＡＲコートされたレーザ光出射端面に対向
する第１のレーザ光出射端面とＡＲコートされた第２の
レーザ光出射端面とを有しており、さらに、該第２のレ
ーザ光出射端面と対向し、かつ、該第２のレーザ光出射
端面から隔置されていて前記第２の半導体レーザの第１
のレーザ光出射端面と協働して第２の光共振器を構成す
る光反射体（５）を備えた請求項１の相互注入同期光
源。
【請求項４】前記第１の光共振器及び前記第２の光共
振器の少なくとも一方の共振長を変化させる共振長可変
手段（３，４）を備えた請求項３の相互注入同期光源。