JPH07239273A - 外部共振器型可変波長光源 - Google Patents
外部共振器型可変波長光源Info
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- JPH07239273A JPH07239273A JP6054582A JP5458294A JPH07239273A JP H07239273 A JPH07239273 A JP H07239273A JP 6054582 A JP6054582 A JP 6054582A JP 5458294 A JP5458294 A JP 5458294A JP H07239273 A JPH07239273 A JP H07239273A
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- 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
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08004—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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- H01S3/1055—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being constituted by a diffraction grating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザの発振波長を広範囲で位相連続
に可変可能なサインバー方式の外部共振器型可変波長光
源を提供する。 【構成】 半導体レーザ１は、無反射膜１Ａを施した端
面から出射光２Ｂを出射する。半導体レーザ１から出射
された出射光２Ｂは平行四辺形プリズム９と三角プリズ
ム８を透過し、回転ステージ４上の回折格子３に入射す
る。平行四辺形プリズム９を斜面に沿って移動すると、
平行四辺形プリズムに連結されているアーム７が連動
し、アーム７に接続されている回折格子３を回転して共
振値長Ｌが変化する。
に可変可能なサインバー方式の外部共振器型可変波長光
源を提供する。 【構成】 半導体レーザ１は、無反射膜１Ａを施した端
面から出射光２Ｂを出射する。半導体レーザ１から出射
された出射光２Ｂは平行四辺形プリズム９と三角プリズ
ム８を透過し、回転ステージ４上の回折格子３に入射す
る。平行四辺形プリズム９を斜面に沿って移動すると、
平行四辺形プリズムに連結されているアーム７が連動
し、アーム７に接続されている回折格子３を回転して共
振値長Ｌが変化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、外部共振器型可変波
長光源についてのものである。外部共振器型可変波長光
源は光コヒーレント通信用の光源として使用され、半導
体レーザの発振波長を位相連続で可変する。
長光源についてのものである。外部共振器型可変波長光
源は光コヒーレント通信用の光源として使用され、半導
体レーザの発振波長を位相連続で可変する。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来技術による外部共振器型可変
波長光源を説明する。図２は従来技術における外部共振
器型可変波長光源の構成図であり、１は半導体レーザ、
１Ａは無反射膜、３は回折格子、４は回転ステージ、５
と６はレンズ、７はアーム、１０は固定板である。
波長光源を説明する。図２は従来技術における外部共振
器型可変波長光源の構成図であり、１は半導体レーザ、
１Ａは無反射膜、３は回折格子、４は回転ステージ、５
と６はレンズ、７はアーム、１０は固定板である。
【０００３】図２において、半導体レーザ１は一方の端
面に無反射膜１Ａが施され、無反射膜１Ａが施された端
面から出射光２Ｂを出射する。半導体レーザ１から出射
された出射光２Ｂは、レンズ６で平行光に変換された
後、半導体レーザ１の光軸方向に対してθ0 傾いた溝間
隔ｄを備えた回折格子３に入射される。
面に無反射膜１Ａが施され、無反射膜１Ａが施された端
面から出射光２Ｂを出射する。半導体レーザ１から出射
された出射光２Ｂは、レンズ６で平行光に変換された
後、半導体レーザ１の光軸方向に対してθ0 傾いた溝間
隔ｄを備えた回折格子３に入射される。
【０００４】回折格子３の中心と半導体レーザ１の無反
射膜１Ａが施されていない他の一方の端面とで初期共振
器長Ｌ0 の外部共振器が形成されているので、このとき
半導体レーザ１は以下に示す（１）式の条件を満たす初
期外部共振縦モードλFP0 （モード間隔＝λFP0 2／２Ｌ
0 ）のうち、回折格子３によって共振器中の損失が一番
小さくなるように選択された初期波長λGr0 で発振す
る。また、初期波長λGr 0 は以下に示す（２）式によっ
て表わされる。そして、回折格子３を回転すれば半導体
レーザ１の波長λを可変することができる。
射膜１Ａが施されていない他の一方の端面とで初期共振
器長Ｌ0 の外部共振器が形成されているので、このとき
半導体レーザ１は以下に示す（１）式の条件を満たす初
期外部共振縦モードλFP0 （モード間隔＝λFP0 2／２Ｌ
0 ）のうち、回折格子３によって共振器中の損失が一番
小さくなるように選択された初期波長λGr0 で発振す
る。また、初期波長λGr 0 は以下に示す（２）式によっ
て表わされる。そして、回折格子３を回転すれば半導体
レーザ１の波長λを可変することができる。
【０００５】 λFP0 ＝２Ｌ0 ／ｍ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１） λFP0 ：初期外部共振縦モード Ｌ0 ：初期共振器長
ｍ：モード次数 λGr0 ＝２ｄｓｉｎθ0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２） λGr0 ：初期発振波長 ｄ：溝間隔 θ0 ：回折格
子の初期傾き角度 図２では、半導体レーザ１の外部共振鏡となる回折格子
３は半導体レーザ１の光軸方向に沿って平行移動する機
構を有する回転ステージ４に固定されており、さらに回
転ステージ４はアーム７を介して固定板１０と接してい
るので回折格子３の回転運動は平行運動に変換され、外
部共振器の共振器長Ｌが△Ｌ変化する。そして回折格子
３の回転角度△θに対応した外部共振縦モードλFP（モ
ード間隔＝λFP 2 ／［２｛Ｌ0 ＋△Ｌ｝］）と、回折格
子３によって選択され発振する波長λGrは（３）、
（４）式のように表わされる。 λFP＝２（Ｌ0 ＋△Ｌ）／ｍ ＝２［ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ＋△θ）］／ｍ・・・・・・・ （３） λFP：外部共振縦モード △Ｌ：共振器長Ｌの変化量 ＬA ：アーム７先端部から回折格子中心までの距離 △
θ：回転角度 λGr＝２ｄｓｉｎ（θ0 ＋△θ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （４） λGr：発振波長 外部共振縦モードλFPと回折格子３によって選択される
発振波長λGrの差となる波長誤差△λは（５）式のよう
に表わされるので、アーム７の長さｌをＬA ＝ｍｄとな
るように設定調整すれば波長誤差△λは回折格子３の回
転角度△θに依存せず常にゼロとなる。
ｍ：モード次数 λGr0 ＝２ｄｓｉｎθ0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２） λGr0 ：初期発振波長 ｄ：溝間隔 θ0 ：回折格
子の初期傾き角度 図２では、半導体レーザ１の外部共振鏡となる回折格子
３は半導体レーザ１の光軸方向に沿って平行移動する機
構を有する回転ステージ４に固定されており、さらに回
転ステージ４はアーム７を介して固定板１０と接してい
るので回折格子３の回転運動は平行運動に変換され、外
部共振器の共振器長Ｌが△Ｌ変化する。そして回折格子
３の回転角度△θに対応した外部共振縦モードλFP（モ
ード間隔＝λFP 2 ／［２｛Ｌ0 ＋△Ｌ｝］）と、回折格
子３によって選択され発振する波長λGrは（３）、
（４）式のように表わされる。 λFP＝２（Ｌ0 ＋△Ｌ）／ｍ ＝２［ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ＋△θ）］／ｍ・・・・・・・ （３） λFP：外部共振縦モード △Ｌ：共振器長Ｌの変化量 ＬA ：アーム７先端部から回折格子中心までの距離 △
θ：回転角度 λGr＝２ｄｓｉｎ（θ0 ＋△θ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （４） λGr：発振波長 外部共振縦モードλFPと回折格子３によって選択される
発振波長λGrの差となる波長誤差△λは（５）式のよう
に表わされるので、アーム７の長さｌをＬA ＝ｍｄとな
るように設定調整すれば波長誤差△λは回折格子３の回
転角度△θに依存せず常にゼロとなる。
【０００６】 △λ＝λFP−λGr ＝２×［ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ＋△θ）］／ｍ −２ｄｓｉｎ（θ0 ＋△θ） ＝２×ｓｉｎ（θ0 ＋△θ）・ ｛ＬA ／ｍ−ｄ｝・・・・・ （５） △λ：波長誤差 したがって、回折格子３、アーム７、固定板１０は波長
直線送り（以下、サインバーという）を構成しているこ
とになるので、モード次数ｍを一定（発振モード跳びの
無い）とした位相連続な波長可変が可能となる。
直線送り（以下、サインバーという）を構成しているこ
とになるので、モード次数ｍを一定（発振モード跳びの
無い）とした位相連続な波長可変が可能となる。
【０００７】一方、半導体レーザ１の無反射膜１Ａが施
されていない端面からは出射光２Ａを出射し、出射光２
Ａはレンズ５により平行光に変換された後、外部共振器
型可変波長光源としての出力光となる。
されていない端面からは出射光２Ａを出射し、出射光２
Ａはレンズ５により平行光に変換された後、外部共振器
型可変波長光源としての出力光となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】サインバーによって構
成された外部共振器型可変波長光源は（５）式に示した
ように波長誤差△λが回折格子の回転角度△θに対して
常にゼロとなるので、モード次数ｍを一定（発振モード
跳びの無い）とした位相連続な可変波長が可能となる。
しかしながら、回折格子の溝間隔、固定板の位置、アー
ムの長さや、回折格子への入射ビーム位置等の各部に設
定誤差が生じると、波長誤差△λが回転角度△θに対し
て次第に蓄積していく。
成された外部共振器型可変波長光源は（５）式に示した
ように波長誤差△λが回折格子の回転角度△θに対して
常にゼロとなるので、モード次数ｍを一定（発振モード
跳びの無い）とした位相連続な可変波長が可能となる。
しかしながら、回折格子の溝間隔、固定板の位置、アー
ムの長さや、回折格子への入射ビーム位置等の各部に設
定誤差が生じると、波長誤差△λが回転角度△θに対し
て次第に蓄積していく。
【０００９】そして、この波長誤差△λが外部共振縦モ
ード間隔を越えると発振モード跳びが生じるので、位相
連続な可変波長範囲が制限される。例えば、回折格子へ
の入射ビーム位置が半導体レーザの光軸に対して垂直方
向にズレた場合は（５）式中に入射ビーム位置誤差が含
まれることになるので、アームの長さｌをＬA ＝ｍｄと
なるように設定調整しても波長誤差△λは回折格子の回
転角度△θに対して次第に蓄積していく。したがって、
広範囲な可変波長範囲を位相連続で達成するには、可変
波長時の回折格子への入射ビーム位置誤差を極力小さく
しなければならない。
ード間隔を越えると発振モード跳びが生じるので、位相
連続な可変波長範囲が制限される。例えば、回折格子へ
の入射ビーム位置が半導体レーザの光軸に対して垂直方
向にズレた場合は（５）式中に入射ビーム位置誤差が含
まれることになるので、アームの長さｌをＬA ＝ｍｄと
なるように設定調整しても波長誤差△λは回折格子の回
転角度△θに対して次第に蓄積していく。したがって、
広範囲な可変波長範囲を位相連続で達成するには、可変
波長時の回折格子への入射ビーム位置誤差を極力小さく
しなければならない。
【００１０】しかし、図２に示す従来の外部共振器型可
変波長光源におけるサインバー構成では、波長可変時に
回折格子を平行移動し外部共振器の物理長を変化させて
いるため、回転ステージの平行移動精度がそのままビー
ム位置誤差に影響してしまうという問題が生じるという
欠点がある。
変波長光源におけるサインバー構成では、波長可変時に
回折格子を平行移動し外部共振器の物理長を変化させて
いるため、回転ステージの平行移動精度がそのままビー
ム位置誤差に影響してしまうという問題が生じるという
欠点がある。
【００１１】この発明は、このような従来技術の欠点を
解消し、半導体レーザの発振波長を広範囲で位相連続に
可変可能なサインバー方式の外部共振器型可変波長光源
を提供することを目的とする。
解消し、半導体レーザの発振波長を広範囲で位相連続に
可変可能なサインバー方式の外部共振器型可変波長光源
を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明は、一方の端面に無反射膜１Ａを施す半導
体レーザ１と、回転ステージ４上に固定し無反射膜１Ａ
を施した端面からの出射光２Ｂを入射する回折格子３
と、半導体レーザ１と回折格子３の間に固定され無反射
膜１Ａを施した端面からの出射光２Ｂを透過する第１の
プリズム８と、第１のプリズム８と組み合わせ出射光２
Ｂを透過する第２のプリズム９とを備える。
に、この発明は、一方の端面に無反射膜１Ａを施す半導
体レーザ１と、回転ステージ４上に固定し無反射膜１Ａ
を施した端面からの出射光２Ｂを入射する回折格子３
と、半導体レーザ１と回折格子３の間に固定され無反射
膜１Ａを施した端面からの出射光２Ｂを透過する第１の
プリズム８と、第１のプリズム８と組み合わせ出射光２
Ｂを透過する第２のプリズム９とを備える。
【００１３】
【作用】前記構成によれば、半導体レーザ１の無反射膜
１Ａを施した端面から出射された出射光２Ｂは、第１の
プリズム８の斜面上をスライド移動する第２のプリズム
９と第１のプリズム８を透過し、回転ステージ４上の回
折格子３に入射される。回折格子３を回転して半導体レ
ーザ１の波長を可変する際、第２のプリズム９を第１の
プリズム８の斜面に沿って移動し、これにより回折格子
３を回転することで、半導体レーザ１の発振波長を広範
囲で位相連続に可変する。
１Ａを施した端面から出射された出射光２Ｂは、第１の
プリズム８の斜面上をスライド移動する第２のプリズム
９と第１のプリズム８を透過し、回転ステージ４上の回
折格子３に入射される。回折格子３を回転して半導体レ
ーザ１の波長を可変する際、第２のプリズム９を第１の
プリズム８の斜面に沿って移動し、これにより回折格子
３を回転することで、半導体レーザ１の発振波長を広範
囲で位相連続に可変する。
【００１４】
【実施例】次に添付図面を参照してこの発明による外部
共振器型可変波長光源の実施例を詳細に説明する。
共振器型可変波長光源の実施例を詳細に説明する。
【００１５】図１は、たとえば光コヒーレント通信用の
光源として用いられるこの発明による外部共振器型可変
波長光源の実施例を示す構成図である。この実施例にお
いて図２に示した従来技術と異なる点は、回転ステージ
４がアーム７を介して固定板１０に連結される代わり
に、回転ステージ４がアーム７を介して三角プリズム８
の斜面上をスライドする平行四辺形プリズム９に連結さ
れていることである。なお、図１において図２と同じ構
成要素には同一の符号を記した。
光源として用いられるこの発明による外部共振器型可変
波長光源の実施例を示す構成図である。この実施例にお
いて図２に示した従来技術と異なる点は、回転ステージ
４がアーム７を介して固定板１０に連結される代わり
に、回転ステージ４がアーム７を介して三角プリズム８
の斜面上をスライドする平行四辺形プリズム９に連結さ
れていることである。なお、図１において図２と同じ構
成要素には同一の符号を記した。
【００１６】半導体レーザ１は、一方の端面に無反射膜
１Ａが施され、無反射膜１Ａが施された端面から出射光
２Ｂを出射する。出射光２Ｂは、レンズ６で平行光に変
換された後、半導体レーザ１と回折格子３の間に固定し
一方の端面に無反射膜８Ａが施され屈折率ｎを有する三
角プリズム８と、三角プリズム８と組み合わされ一方の
端面に無反射膜９Ａが施され屈折率ｎを有する平行四辺
形プリズム９を透過した後、溝間隔ｄを有し半導体レー
ザ１の光軸方向に対してθ0 傾いた回折格子３に入射す
る。
１Ａが施され、無反射膜１Ａが施された端面から出射光
２Ｂを出射する。出射光２Ｂは、レンズ６で平行光に変
換された後、半導体レーザ１と回折格子３の間に固定し
一方の端面に無反射膜８Ａが施され屈折率ｎを有する三
角プリズム８と、三角プリズム８と組み合わされ一方の
端面に無反射膜９Ａが施され屈折率ｎを有する平行四辺
形プリズム９を透過した後、溝間隔ｄを有し半導体レー
ザ１の光軸方向に対してθ0 傾いた回折格子３に入射す
る。
【００１７】このとき、回折格子３の中心と半導体レー
ザ１の無反射膜１Ａが施されていない他の一方の端面と
で共振器長Ｌ0 の外部共振器が形成され、半導体レーザ
１は以下に示す（６）式の条件を満たす初期外部共振縦
モードλFP0 のうち回折格子３によって共振器中の損失
が一番小さくなるように選択された初期波長λGR0 で発
振する。このときの初期波長λGR0 は（７）式によって
表わされる。そして、回折格子３を回転すれば半導体レ
ーザ１の波長λを可変することができる。 λFP0 ＝２Ｌ0 ／ｍ ＝２｛Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１）｝／ｍ ・・・・・・・（６） λFP0 ：初期外部共振縦モード Ｌ0 ：初期共振器長
ｍ：モード次数 Ｌ1 ：初期設定距離１ Ｌ2 ：初期設定距離２
ｎ：屈折率 ｔ0 ：平行四辺形プリズムと三角プリズムの初期状態で
の重なり幅 λGr0 ＝２ｄｓｉｎθ0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （７） λGr0 ：初期発振波長 ｄ：溝間隔 θ0 ：回折格
子の初期傾き角度 ここで、平行四辺形プリズム９は半導体レーザ１と回折
格子３の間に固定された三角プリズム８の斜面上をスラ
イド移動する機構を有し、さらに回折格子３を固定する
回転ステージ４はアーム７を介して平行四辺形プリズム
９と接している。したがって、回折格子３の回転運動は
平行四辺形プリズム９のスライド運動に変換され、この
スライド運動に伴う平行四辺形プリズム９の光軸方向へ
の移動量△ｔに対応して平行四辺形プリズム９中を透過
するビームの光学長が△Ｌ変化する。
ザ１の無反射膜１Ａが施されていない他の一方の端面と
で共振器長Ｌ0 の外部共振器が形成され、半導体レーザ
１は以下に示す（６）式の条件を満たす初期外部共振縦
モードλFP0 のうち回折格子３によって共振器中の損失
が一番小さくなるように選択された初期波長λGR0 で発
振する。このときの初期波長λGR0 は（７）式によって
表わされる。そして、回折格子３を回転すれば半導体レ
ーザ１の波長λを可変することができる。 λFP0 ＝２Ｌ0 ／ｍ ＝２｛Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１）｝／ｍ ・・・・・・・（６） λFP0 ：初期外部共振縦モード Ｌ0 ：初期共振器長
ｍ：モード次数 Ｌ1 ：初期設定距離１ Ｌ2 ：初期設定距離２
ｎ：屈折率 ｔ0 ：平行四辺形プリズムと三角プリズムの初期状態で
の重なり幅 λGr0 ＝２ｄｓｉｎθ0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （７） λGr0 ：初期発振波長 ｄ：溝間隔 θ0 ：回折格
子の初期傾き角度 ここで、平行四辺形プリズム９は半導体レーザ１と回折
格子３の間に固定された三角プリズム８の斜面上をスラ
イド移動する機構を有し、さらに回折格子３を固定する
回転ステージ４はアーム７を介して平行四辺形プリズム
９と接している。したがって、回折格子３の回転運動は
平行四辺形プリズム９のスライド運動に変換され、この
スライド運動に伴う平行四辺形プリズム９の光軸方向へ
の移動量△ｔに対応して平行四辺形プリズム９中を透過
するビームの光学長が△Ｌ変化する。
【００１８】そして、回折格子３の回転角度△θに対応
した外部共振縦モードλFP（モード間隔＝λFP 2 ／［２
｛Ｌ0 ＋△Ｌ｝］）と、回折格子によって選択され発振
する波長λGrは（８）、（９）式のように表わされる。 λFP＝２（Ｌ0 ＋△Ｌ）／ｍ ＝２｛Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１） ＋（ｎ−１）・ ［ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ＋△θ） −ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）］｝／ｍ ・・・・・・・（８） λFP：外部共振縦モード △Ｌ：共振器長Ｌの変化量 ＬA ：アーム先端部から回折格子中心までの距離 △θ：
回転角度 λGr＝２ｄｓｉｎ（θ0 ＋△θ） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （９） λGr：発振波長 このとき、外部共振縦モードλFPと回折格子３によって
選択され発振する波長λGrの差となる波長誤差△λは
（１０）式のように表わされるので、アーム７の長さｌ
をＬA ＝ｍｄ／（ｎ−１）となるように設定調整し、さ
らに初期設定距離であるＬ1 、Ｌ2 をＬ1 ＋Ｌ2 ＝（ｎ
−１）・ ｛ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）−ｔ0 ｝となるように
設定すれば波長誤差△λは回折格子３の回転角度△θに
依存せず常にゼロとなる。 △λ＝λFP−λGr ＝２｛Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１） ＋（ｎ−１）・ ［ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ＋△θ） −ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）］｝／ｍ−２ｄｓｉｎ（θ0 ＋△θ） ＝２［Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１）］／ｍ −２［（ｎ−１）ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）］／ｍ ＋２ｓｉｎ（θ0 ＋△θ）・ ｛ＬA （ｎ−１）／ｍ−ｄ｝・・（１０） △λ：波長誤差 従って、回折格子３、アーム７、平行四辺形プリズム９
はサインバーを構成していることになるのでモード次数
ｍを一定（発振モード跳びのない）とした位相連続な波
長可変が可能となる。
した外部共振縦モードλFP（モード間隔＝λFP 2 ／［２
｛Ｌ0 ＋△Ｌ｝］）と、回折格子によって選択され発振
する波長λGrは（８）、（９）式のように表わされる。 λFP＝２（Ｌ0 ＋△Ｌ）／ｍ ＝２｛Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１） ＋（ｎ−１）・ ［ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ＋△θ） −ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）］｝／ｍ ・・・・・・・（８） λFP：外部共振縦モード △Ｌ：共振器長Ｌの変化量 ＬA ：アーム先端部から回折格子中心までの距離 △θ：
回転角度 λGr＝２ｄｓｉｎ（θ0 ＋△θ） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （９） λGr：発振波長 このとき、外部共振縦モードλFPと回折格子３によって
選択され発振する波長λGrの差となる波長誤差△λは
（１０）式のように表わされるので、アーム７の長さｌ
をＬA ＝ｍｄ／（ｎ−１）となるように設定調整し、さ
らに初期設定距離であるＬ1 、Ｌ2 をＬ1 ＋Ｌ2 ＝（ｎ
−１）・ ｛ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）−ｔ0 ｝となるように
設定すれば波長誤差△λは回折格子３の回転角度△θに
依存せず常にゼロとなる。 △λ＝λFP−λGr ＝２｛Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１） ＋（ｎ−１）・ ［ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ＋△θ） −ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）］｝／ｍ−２ｄｓｉｎ（θ0 ＋△θ） ＝２［Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ｔ0 （ｎ−１）］／ｍ −２［（ｎ−１）ＬA ・ ｓｉｎ（θ0 ）］／ｍ ＋２ｓｉｎ（θ0 ＋△θ）・ ｛ＬA （ｎ−１）／ｍ−ｄ｝・・（１０） △λ：波長誤差 従って、回折格子３、アーム７、平行四辺形プリズム９
はサインバーを構成していることになるのでモード次数
ｍを一定（発振モード跳びのない）とした位相連続な波
長可変が可能となる。
【００１９】たとえば、回折格子３の溝間隔ｄを（1 /1
200 ）mm、モード次数ｍを 46800、三角プリズム８と平
行四辺形プリズム９の初期状態での重なり幅ｔ0 を10mm
とし、三角プリズム８と平行四辺形プリズム９の材質に
ＢＫ７（ｎ＝ 1.5）を用いた場合、ＬA ＝78mm、Ｌ1 ＋
Ｌ2 ＝ 31.27mmとなるようにアーム７の長さｌ及び初期
設定距離Ｌ1 、Ｌ2 を設定調整すればよく、また三角プ
リズム８と平行四辺形プリズム９の材質にＳＦ１１（ｎ
＝1.74）を用いた場合は、ＬA ＝ 52.70mm、Ｌ1 ＋Ｌ2
＝ 28.87mmとなるようにアーム７の長さｌ及び初期設定
距離Ｌ1 、Ｌ2を設定調整すれば位相連続な波長可変が
可能となる。
200 ）mm、モード次数ｍを 46800、三角プリズム８と平
行四辺形プリズム９の初期状態での重なり幅ｔ0 を10mm
とし、三角プリズム８と平行四辺形プリズム９の材質に
ＢＫ７（ｎ＝ 1.5）を用いた場合、ＬA ＝78mm、Ｌ1 ＋
Ｌ2 ＝ 31.27mmとなるようにアーム７の長さｌ及び初期
設定距離Ｌ1 、Ｌ2 を設定調整すればよく、また三角プ
リズム８と平行四辺形プリズム９の材質にＳＦ１１（ｎ
＝1.74）を用いた場合は、ＬA ＝ 52.70mm、Ｌ1 ＋Ｌ2
＝ 28.87mmとなるようにアーム７の長さｌ及び初期設定
距離Ｌ1 、Ｌ2を設定調整すれば位相連続な波長可変が
可能となる。
【００２０】また、この実施例に示した三角プリズム８
は、代替えプリズムとして平行四辺形プリズムや台形プ
リズムを用いてもよく、さらに平行四辺形プリズム９は
代替えプリズムとして台形プリズム等を使用してもさし
つかえない。
は、代替えプリズムとして平行四辺形プリズムや台形プ
リズムを用いてもよく、さらに平行四辺形プリズム９は
代替えプリズムとして台形プリズム等を使用してもさし
つかえない。
【００２１】一方、半導体レーザ１の無反射膜１Ａが施
されていない端面からは出射光２Ａを出射し、出射光２
Ａはレンズ５により平行光に変換された後、外部共振器
型可変波長光源としての出力光となる。
されていない端面からは出射光２Ａを出射し、出射光２
Ａはレンズ５により平行光に変換された後、外部共振器
型可変波長光源としての出力光となる。
【００２２】
【発明の効果】この発明の外部共振器型可変波長光源に
よれば、回折格子とアームと第２のプリズムとによりサ
インバーが構成され、回折格子を回転し半導体レーザの
波長を可変する際に、従来例のように回折格子を平行移
動して外部共振器の物理長を変化させるのではなく、第
２のプリズム中を透過するビームの光学長を変化させて
いるので、共振器長の変化時に伴う回折格子への入射ビ
ーム位置誤差が皆無となり、半導体レーザの発振波長を
広範囲で位相連続に可変することができる。
よれば、回折格子とアームと第２のプリズムとによりサ
インバーが構成され、回折格子を回転し半導体レーザの
波長を可変する際に、従来例のように回折格子を平行移
動して外部共振器の物理長を変化させるのではなく、第
２のプリズム中を透過するビームの光学長を変化させて
いるので、共振器長の変化時に伴う回折格子への入射ビ
ーム位置誤差が皆無となり、半導体レーザの発振波長を
広範囲で位相連続に可変することができる。
【図１】この発明による外部共振器型可変波長光源の実
施例を示す構成図である。
施例を示す構成図である。
【図２】従来技術による外部共振器型可変波長光源の構
成図である。
成図である。
１ 半導体レーザ １Ａ 無反射膜 ３ 回折格子 ４ 回転ステージ ５ レンズ ６ レンズ ７ アーム ８ 三角プリズム ８Ａ 無反射膜 ９ 平行四辺形プリズム ９Ａ 無反射膜
Claims (2)
- 【請求項１】 一方の端面に無反射膜(1A)を施す半導体
レーザ(1) と、 半導体レーザ(1) に施された無反射膜(1A)の端面からの
出射光(2B)を入射する回折格子(3) と、 回折格子(3) が固定された回転ステージ(4) と、 半導体レーザ(1) と回折格子(3) の間に固定され、半導
体レーザ(1) の無反射膜(1A)を施した端面からの出射光
(2B)を透過する第１のプリズム(8) と、 第１のプリズム(8) の斜面上をスライド移動するように
第１のプリズム(8) と組み合わされるとともにアーム
(7) を介して回転ステージ(4) と連結され、無反射膜(1
A)を施した半導体レーザ(1) の端面からの出射光(2B)を
透過する第２のプリズム(9) とを有し、 第２のプリズム(9) が第１のプリズム(8) の斜面上をス
ライド移動すると、アーム(7) が連動して回転ステージ
(4) 上の回折格子(3) が回転することを特徴とする外部
共振器型可変波長光源。 - 【請求項２】 請求項１に記載の外部共振器型可変波長
光源において、第１のプリズム(8) は三角プリズム、平
行四辺形プリズムおよび台形プリズムの何れかを適用で
き、第２のプリズム(9) は平行四辺形プリズムおよび台
形プリズムのいずれかを適用できることを特徴とする外
部共振器型可変波長光源
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6054582A JPH07239273A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 外部共振器型可変波長光源 |
| US08/394,520 US5548609A (en) | 1994-02-28 | 1995-02-27 | External resonator type wavelength-variable semiconductor laser light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6054582A JPH07239273A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 外部共振器型可変波長光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07239273A true JPH07239273A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12974703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6054582A Pending JPH07239273A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 外部共振器型可変波長光源 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5548609A (ja) |
| JP (1) | JPH07239273A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6101211A (en) * | 1995-04-03 | 2000-08-08 | Komatsu, Ltd. | Narrow-band laser apparatus |
| JP3526671B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2004-05-17 | アンリツ株式会社 | レーザ光源装置 |
| JPH09260753A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-10-03 | Ando Electric Co Ltd | 外部共振器型波長可変光源 |
| JPH11103124A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Ando Electric Co Ltd | 外部共振器型光源 |
| JP3119223B2 (ja) * | 1997-12-18 | 2000-12-18 | 日本電気株式会社 | 外部鏡型波長可変レーザ |
| US6542523B1 (en) | 1998-01-30 | 2003-04-01 | Ando Electric Co., Ltd. | Wavelength-variable light source apparatus |
| CA2363560C (en) | 1999-02-19 | 2008-09-02 | Radians Innova Ab | Device and method for tuning the wavelength of the light in an external cavity laser |
| JP2001284715A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Ando Electric Co Ltd | 外部共振器型レーザ光源 |
| US6901088B2 (en) * | 2001-07-06 | 2005-05-31 | Intel Corporation | External cavity laser apparatus with orthogonal tuning of laser wavelength and cavity optical pathlength |
| EP1231684A1 (en) * | 2001-09-07 | 2002-08-14 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Tuning a laser |
| EP1330000A1 (en) * | 2002-12-06 | 2003-07-23 | Agilent Technologies Inc | Operating point determination for mode-selection laser |
| US7170914B2 (en) * | 2003-06-27 | 2007-01-30 | Intel Corporation | Optical transmitters |
| US7822096B2 (en) | 2008-12-12 | 2010-10-26 | Corning Incorporated | Alignment and wavelength selection in external cavity lasers |
| US20220123523A1 (en) * | 2019-03-29 | 2022-04-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1565507A (ja) * | 1968-02-20 | 1969-05-02 | ||
| US3855547A (en) * | 1973-11-29 | 1974-12-17 | Ibm | Optical cavity for a laser |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6054582A patent/JPH07239273A/ja active Pending
-
1995
- 1995-02-27 US US08/394,520 patent/US5548609A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5548609A (en) | 1996-08-20 |
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