JPH0722217B2 - 周波数安定化光源 - Google Patents
周波数安定化光源Info
- Publication number
- JPH0722217B2 JPH0722217B2 JP25723386A JP25723386A JPH0722217B2 JP H0722217 B2 JPH0722217 B2 JP H0722217B2 JP 25723386 A JP25723386 A JP 25723386A JP 25723386 A JP25723386 A JP 25723386A JP H0722217 B2 JPH0722217 B2 JP H0722217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- diffraction grating
- light source
- frequency
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は光通信、光計測、光記録用の周波数安定化光
源に関する。
源に関する。
従来の技術 従来、半導体レーザの周波数安定化に回折格子を用いた
光帰還が行われてきた。これは半導体レーザ素子からで
た光を回折格子に入射し、その光を分散して特定波長の
光のみを再び元の半導体レーザ素子に帰還することによ
って発振制御するものである。これまで発振波長選択用
の回折格子には、機械刻線によるエシェレット格子が使
用されてきた。このエシェレット格子はその格子溝形状
が鋸歯状をしており、格子の傾きによって決まるブレー
ズ角とブレーズ波長にたいして回折効率が高くなる。但
し、回折効率は入射光の偏光に依存し、回折格子の溝方
向に対して入射光の電界方向が直交する場合に特に高い
効率がえられる。半導体レーザの出力光はそのPN接合面
内に偏光しているために、半導体レーザ素子は回折格子
の溝方向に対してそのPN接合面が直交するように配置さ
れる。従って半導体レーザ素子から出た光は、回折格子
で効率良く反射されて再びもとの半導体レーザ素子と強
く結合し、半導体レーザ素子の発振モードが単一化され
て周波数が安定化される。発振波長は回折格子と半導体
レーザ素子との位置関係により幾何学的に決定される。
第４図に従来の実施例をしめす。半導体レーザ素子41よ
り出た光は、レンズ42より平行光となりエシェレット格
子43に入射される。入射光はその波長に従い分散され特
定の波長のみが半導体レーザ素子41と結合し、その波長
で半導体レーザ素子41は発振する。特にエシェレット格
子43の溝面と入射及び回折光が鏡面反射の関係にあると
き回折効率が高くなり、半導体レーザ素子41との結合が
強くなり発振が安定する。たとえばエレクトロニクスレ
ター（ELECTRONICS LETTER）21巻 15号 658ページ 1
985年 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記に述べた周波数安定化光源では回折格子43
によって分散された光が半導体レーザのPN接合面に沿っ
て並ぶことになり、発振を抑圧したい副モードの光が半
導体レーザ素子41の活性層45に結合してしまう。また副
モードの光が回折の効果によって分散方向に広がる。従
って、第３図に示されるように各副モードの光32の半導
体レーザ端面における分離が悪い。さらにエシェレット
格子43は主に機械刻線によって製作されるために溝ピッ
チ誤差により発生するゴースト迷光が発生し易い欠点が
ある。依って従来の周波数安定化光源では、半導体レー
ザ素子41の活性層45、光導波路部に不要な光が結合し波
長設定精度を低下させ、半導体レーザの発振を不安定に
する。主モードの結合効率が低下するために波長制御機
能が低い。またエシェレット格子43は格子定数の設定が
ネジピッチで制約されるためにレンズを含む光学系の設
計に制約が生じる。また機械刻線のエシェレット格子43
は製作に時間がかかり、さらに刻線のためのルーリング
エンジンは超精密機械のために作成されたエシェレット
格子43は非常に高価なものになり、従来のエシェレット
格子43を用いた周波数安定化光源はコストが高くなる。
エシェレット格子を量産する方法にマスターの格子から
レプリカをとる方法があるが機械刻線のエシェレット格
子の溝形状はルーリングエンジンのカッターの歯先の形
状や設定に依って完全な鋸歯状にはならず、第６図
（ａ）（ｂ）に示すように先端部が平になったり、ひげ
が生じたりする。このため、レプリカをとって形状を転
写すると、元のオリジナルとは特性が異なったり、レプ
リカがとれない場合もある。
光帰還が行われてきた。これは半導体レーザ素子からで
た光を回折格子に入射し、その光を分散して特定波長の
光のみを再び元の半導体レーザ素子に帰還することによ
って発振制御するものである。これまで発振波長選択用
の回折格子には、機械刻線によるエシェレット格子が使
用されてきた。このエシェレット格子はその格子溝形状
が鋸歯状をしており、格子の傾きによって決まるブレー
ズ角とブレーズ波長にたいして回折効率が高くなる。但
し、回折効率は入射光の偏光に依存し、回折格子の溝方
向に対して入射光の電界方向が直交する場合に特に高い
効率がえられる。半導体レーザの出力光はそのPN接合面
内に偏光しているために、半導体レーザ素子は回折格子
の溝方向に対してそのPN接合面が直交するように配置さ
れる。従って半導体レーザ素子から出た光は、回折格子
で効率良く反射されて再びもとの半導体レーザ素子と強
く結合し、半導体レーザ素子の発振モードが単一化され
て周波数が安定化される。発振波長は回折格子と半導体
レーザ素子との位置関係により幾何学的に決定される。
第４図に従来の実施例をしめす。半導体レーザ素子41よ
り出た光は、レンズ42より平行光となりエシェレット格
子43に入射される。入射光はその波長に従い分散され特
定の波長のみが半導体レーザ素子41と結合し、その波長
で半導体レーザ素子41は発振する。特にエシェレット格
子43の溝面と入射及び回折光が鏡面反射の関係にあると
き回折効率が高くなり、半導体レーザ素子41との結合が
強くなり発振が安定する。たとえばエレクトロニクスレ
ター（ELECTRONICS LETTER）21巻 15号 658ページ 1
985年 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記に述べた周波数安定化光源では回折格子43
によって分散された光が半導体レーザのPN接合面に沿っ
て並ぶことになり、発振を抑圧したい副モードの光が半
導体レーザ素子41の活性層45に結合してしまう。また副
モードの光が回折の効果によって分散方向に広がる。従
って、第３図に示されるように各副モードの光32の半導
体レーザ端面における分離が悪い。さらにエシェレット
格子43は主に機械刻線によって製作されるために溝ピッ
チ誤差により発生するゴースト迷光が発生し易い欠点が
ある。依って従来の周波数安定化光源では、半導体レー
ザ素子41の活性層45、光導波路部に不要な光が結合し波
長設定精度を低下させ、半導体レーザの発振を不安定に
する。主モードの結合効率が低下するために波長制御機
能が低い。またエシェレット格子43は格子定数の設定が
ネジピッチで制約されるためにレンズを含む光学系の設
計に制約が生じる。また機械刻線のエシェレット格子43
は製作に時間がかかり、さらに刻線のためのルーリング
エンジンは超精密機械のために作成されたエシェレット
格子43は非常に高価なものになり、従来のエシェレット
格子43を用いた周波数安定化光源はコストが高くなる。
エシェレット格子を量産する方法にマスターの格子から
レプリカをとる方法があるが機械刻線のエシェレット格
子の溝形状はルーリングエンジンのカッターの歯先の形
状や設定に依って完全な鋸歯状にはならず、第６図
（ａ）（ｂ）に示すように先端部が平になったり、ひげ
が生じたりする。このため、レプリカをとって形状を転
写すると、元のオリジナルとは特性が異なったり、レプ
リカがとれない場合もある。
本発明は上記問題に鑑み、コストが安く高性能の周波数
安定化光源を提供するものである。
安定化光源を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の周波数安定化光源
は正弦波溝形状を有する回折格子を用い、前記回折格子
の溝方向と半導体レーザ素子のPN接合面を平行に配置す
るものである。
は正弦波溝形状を有する回折格子を用い、前記回折格子
の溝方向と半導体レーザ素子のPN接合面を平行に配置す
るものである。
作用 本発明は上記した構成によって、コストが安く波長可変
範囲の広い周波数安定化光源を提供するものである。
範囲の広い周波数安定化光源を提供するものである。
実施例 以下、本発明の一実施例における周波数安定化光源につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例における周波数安定化光源の
構成図を示すものである。１は半導体レーザ素子、２は
レンズ、４は正弦波溝回折格子、５は反射防止膜であ
る。半導体レーザ素子１よりでた光は、レンズ２より平
行光となり正弦波溝回折格子４に入射される。入射光は
その波長に従い分散され特定の波長のみが半導体レーザ
素子１と結合し、その波長で半導体レーザ素子１は発振
する。正弦波溝回折格子４はその溝方向が半導体レーザ
素子１のPN接合面６に対して平行に配置する。回折格子
によって分散された光が半導体レーザ素子１のPN接合面
６に対して垂直方向に並ぶことになり、発振を抑圧した
い副モードの光が半導体レーザの活性層から分離され
る。また副モードの光が回折の効果によって分散方向の
スポットサイズが小さくなる。従って、第２図に示され
るように各副モードの光22の半導体レーザ端面における
分離が良くなり、半導体レーザの活性層23、光導波路部
に不要な光が結合しない。副モードの光22の分離が良い
ために、波長の設定精度が高い。また、正弦波溝回折格
子では溝本数と溝形状により回折効率の偏光依存性を最
適化することができる。従って上記のような格子溝に対
して入射光の電界方向が平行な場合に対しても使用波長
λ、格子間隔ｄに対して0.2＜λ/d＜1.7の条件において
70％以上の高い回折効率がえられる。よって主モードの
光に対して半導体レーザ素子との強い結合効率がえら
れ、発振動作が安定し、かつ広い範囲で周波数を可変で
きる。
構成図を示すものである。１は半導体レーザ素子、２は
レンズ、４は正弦波溝回折格子、５は反射防止膜であ
る。半導体レーザ素子１よりでた光は、レンズ２より平
行光となり正弦波溝回折格子４に入射される。入射光は
その波長に従い分散され特定の波長のみが半導体レーザ
素子１と結合し、その波長で半導体レーザ素子１は発振
する。正弦波溝回折格子４はその溝方向が半導体レーザ
素子１のPN接合面６に対して平行に配置する。回折格子
によって分散された光が半導体レーザ素子１のPN接合面
６に対して垂直方向に並ぶことになり、発振を抑圧した
い副モードの光が半導体レーザの活性層から分離され
る。また副モードの光が回折の効果によって分散方向の
スポットサイズが小さくなる。従って、第２図に示され
るように各副モードの光22の半導体レーザ端面における
分離が良くなり、半導体レーザの活性層23、光導波路部
に不要な光が結合しない。副モードの光22の分離が良い
ために、波長の設定精度が高い。また、正弦波溝回折格
子では溝本数と溝形状により回折効率の偏光依存性を最
適化することができる。従って上記のような格子溝に対
して入射光の電界方向が平行な場合に対しても使用波長
λ、格子間隔ｄに対して0.2＜λ/d＜1.7の条件において
70％以上の高い回折効率がえられる。よって主モードの
光に対して半導体レーザ素子との強い結合効率がえら
れ、発振動作が安定し、かつ広い範囲で周波数を可変で
きる。
正弦波溝回折格子は単一波長の二光束でフォトレジスト
を感光し、現像することで容易に作成することができ
る。また、正弦波溝格子はその形状が滑らかでかつ、対
称であるため形状の転写が行いやすく、オリジナルの溝
構造がそのまま転写される。したがって転写されてでき
たレプリカは、元のオリジナルの正弦波溝回折格子の特
性をそのまま有する。レプリカを作成することによっ
て、同一特性の正弦波溝格子を簡単にかつ大量に生産す
ることができる。従って正弦波溝回折格子を用いてコス
トの安い周波数安定化光源を構成することができる。ま
た二光束干渉露光法によって作成された正弦波溝格子は
機械刻線によるエシェレット格子にくらべピッチ誤差に
よるゴーストが少ないために、半導体レーザ素子１への
光帰還を行っても不安定な結合状態にならない利点を持
つ。
を感光し、現像することで容易に作成することができ
る。また、正弦波溝格子はその形状が滑らかでかつ、対
称であるため形状の転写が行いやすく、オリジナルの溝
構造がそのまま転写される。したがって転写されてでき
たレプリカは、元のオリジナルの正弦波溝回折格子の特
性をそのまま有する。レプリカを作成することによっ
て、同一特性の正弦波溝格子を簡単にかつ大量に生産す
ることができる。従って正弦波溝回折格子を用いてコス
トの安い周波数安定化光源を構成することができる。ま
た二光束干渉露光法によって作成された正弦波溝格子は
機械刻線によるエシェレット格子にくらべピッチ誤差に
よるゴーストが少ないために、半導体レーザ素子１への
光帰還を行っても不安定な結合状態にならない利点を持
つ。
第５図に本発明の第２の実施例を示す周波数安定化光源
の構成図である。半導体レーザ素子51からの出力光は正
弦波溝凹面回折格子53で分散され、特定波長の光が再び
半導体レーザ素子51に結合される。回折格子を凹面にす
ることによって、レンズが不要となる。
の構成図である。半導体レーザ素子51からの出力光は正
弦波溝凹面回折格子53で分散され、特定波長の光が再び
半導体レーザ素子51に結合される。回折格子を凹面にす
ることによって、レンズが不要となる。
発明の効果 以上のように本発明は半導体レーザ素子と波長λと格子
定数ｄに対して0.2＜λ/d＜1.7の正弦波溝回折格子を有
し、前記正弦波溝回折格子の溝方向に対して前記半導体
レーザ素子のPN接合面を水平に配置することによって安
価でかつ波長可変範囲の広い周波数安定化光源を提供す
ることができる。
定数ｄに対して0.2＜λ/d＜1.7の正弦波溝回折格子を有
し、前記正弦波溝回折格子の溝方向に対して前記半導体
レーザ素子のPN接合面を水平に配置することによって安
価でかつ波長可変範囲の広い周波数安定化光源を提供す
ることができる。
第１図は本発明の第１の一実施例における周波数安定化
光源の構成図、第２図は本発明における帰還光と半導体
レーザ素子端面との関係を示す模式図、第３図は従来の
実施例における帰還光と半導体レーザ素子端面との関係
を示す模式図、第４図は従来の実施例における周波数安
定化光源の構成図、第５図は本発明の第２の一実施例に
おける周波数安定化光源の構成図、第６図（ａ）（ｂ）
はエシェレット格子の断面図である。 1,41,51……半導体レーザ、２……レンズ、43……エシ
ェレット格子、４……正弦波溝回折格子、53……正弦波
溝凹面回折格子、6,44……PN接合面。
光源の構成図、第２図は本発明における帰還光と半導体
レーザ素子端面との関係を示す模式図、第３図は従来の
実施例における帰還光と半導体レーザ素子端面との関係
を示す模式図、第４図は従来の実施例における周波数安
定化光源の構成図、第５図は本発明の第２の一実施例に
おける周波数安定化光源の構成図、第６図（ａ）（ｂ）
はエシェレット格子の断面図である。 1,41,51……半導体レーザ、２……レンズ、43……エシ
ェレット格子、４……正弦波溝回折格子、53……正弦波
溝凹面回折格子、6,44……PN接合面。
Claims (4)
- 【請求項１】正弦波溝を有し使用波長λに対し格子定数
ｄが、0.2＜λ/d＜1.7の範囲を有する回折格子と半導体
レーザ素子及びレンズを具備し、前記回折格子の溝方向
と前記半導体レーザ素子のPN接合面を平行に配置するこ
とを特徴とした周波数安定化光源。 - 【請求項２】回折格子に平面回折格子を用いた特許請求
の範囲第（１）項記載の周波数安定化光源。 - 【請求項３】回折格子に凹面回折格子を用いた特許請求
の範囲第（１）記載の周波数安定化光源。 - 【請求項４】半導体レーザに反射防止膜をつけた特許請
求の範囲第（１）項、第（２）項、または第（３）項の
いずれかに記載の周波数安定化光源。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25723386A JPH0722217B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 周波数安定化光源 |
| EP87302752A EP0240293B1 (en) | 1986-03-31 | 1987-03-30 | Frequency stabilized light source |
| KR1019870002915A KR910000827B1 (ko) | 1986-03-31 | 1987-03-30 | 주파수 안정화광원 |
| DE8787302752T DE3782355T2 (de) | 1986-03-31 | 1987-03-30 | Frequenzstabilisierte lichtquelle. |
| US07/334,793 US4913525A (en) | 1986-03-31 | 1989-04-03 | Frequency stabilized light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25723386A JPH0722217B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 周波数安定化光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110783A JPS63110783A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0722217B2 true JPH0722217B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17303527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25723386A Expired - Fee Related JPH0722217B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-10-29 | 周波数安定化光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722217B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201401699A (zh) * | 2012-04-09 | 2014-01-01 | Sony Corp | 半導體雷射裝置組立體 |
-
1986
- 1986-10-29 JP JP25723386A patent/JPH0722217B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110783A (ja) | 1988-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0240293B1 (en) | Frequency stabilized light source | |
| US8811823B2 (en) | Dynamic optical devices | |
| JP2755504B2 (ja) | 位相同期型半導体レーザ | |
| US9008134B2 (en) | Resonator, variable wavelength optical filter, and variable wavelength laser diode | |
| JPS625677A (ja) | 周波数安定化半導体レ−ザ−素子 | |
| JPH0722217B2 (ja) | 周波数安定化光源 | |
| CN108333681B (zh) | 基于部分透射式角反射镜组的片上集成部分反射器 | |
| JPS63114293A (ja) | 周波数安定化光源 | |
| JP3069643B2 (ja) | 波長可変光源 | |
| JPS622478B2 (ja) | ||
| KR20040051319A (ko) | 파장가변 반도체 레이저 다이오드 | |
| JPS62230074A (ja) | 周波数安定化光源 | |
| CN107634448B (zh) | 一种外腔半导体激光器 | |
| JPH0415604A (ja) | 光導波路 | |
| JPH0722218B2 (ja) | 周波数安定化光源 | |
| JPH0810781B2 (ja) | 周波数安定化光源 | |
| JPS63129686A (ja) | 光帰還型発光装置 | |
| JP2003534669A (ja) | Ｖｃｓｅｌ偏光制御のためのシステムおよび方法 | |
| JPH02284489A (ja) | 半導体レーザー | |
| JPH02209784A (ja) | 外部共振器型半導体レーザ及び波長多重光伝送装置 | |
| JPH0423382A (ja) | 外部共振器型レーザ素子 | |
| JP2841570B2 (ja) | 外部共振器型半導体レーザ及びこれを用いた光伝送装置 | |
| JPH01124281A (ja) | 光帰還型発光装置 | |
| JPH06252489A (ja) | 外部共振器レーザ | |
| JPS63164379A (ja) | 光出力装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |