JPH0738482B2 - 半導体レ−ザ波長安定化装置 - Google Patents
半導体レ−ザ波長安定化装置Info
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- JPH0738482B2 JPH0738482B2 JP28386786A JP28386786A JPH0738482B2 JP H0738482 B2 JPH0738482 B2 JP H0738482B2 JP 28386786 A JP28386786 A JP 28386786A JP 28386786 A JP28386786 A JP 28386786A JP H0738482 B2 JPH0738482 B2 JP H0738482B2
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- Japan
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光強度の影響を受けず、発振周波数の狭帯域
化を実現することのできる半導体レーザ波長安定化装置
に関するものである。
化を実現することのできる半導体レーザ波長安定化装置
に関するものである。
この種の半導体レーザ波長安定化装置の一例としては、
第２図に示す如き装置がある。これは本願出願人が特願
昭61−93563号としてすでに出願しているものである。
図において、LD1は半導体レーザダイオード、HMR1はこ
の半導体レーザダイオードLD1から出射されたレーザ光
の一部を帰還用に分離するハーフミラー、P1はλ/2板、
PBS1はレーザ光を２つに分離し、一方を後述する波長選
択素子３に入射させるビームスプリッタ、PD1,PD2はビ
ームスプリッタPBS1により分離された他方のレーザ光お
よび波長選択素子３の出力光を受けるフォトディテク
タ、１は半導体レーザダイオードLD1の駆動回路、２は
半導体レーザダイオードLD1の温度を一定に制御する温
度コントローラ、３はエタロンなどよりなり、所定波長
のレーザ光を選択的に出力（透過）する波長選択素子、
４はフォトディテクタPD1の出力を増幅する増幅器、５
はフォトディテクタPD1,PD2の出力の差を積分する積分
器である。また、積分器５の出力は駆動回路１に帰還さ
れている。
第２図に示す如き装置がある。これは本願出願人が特願
昭61−93563号としてすでに出願しているものである。
図において、LD1は半導体レーザダイオード、HMR1はこ
の半導体レーザダイオードLD1から出射されたレーザ光
の一部を帰還用に分離するハーフミラー、P1はλ/2板、
PBS1はレーザ光を２つに分離し、一方を後述する波長選
択素子３に入射させるビームスプリッタ、PD1,PD2はビ
ームスプリッタPBS1により分離された他方のレーザ光お
よび波長選択素子３の出力光を受けるフォトディテク
タ、１は半導体レーザダイオードLD1の駆動回路、２は
半導体レーザダイオードLD1の温度を一定に制御する温
度コントローラ、３はエタロンなどよりなり、所定波長
のレーザ光を選択的に出力（透過）する波長選択素子、
４はフォトディテクタPD1の出力を増幅する増幅器、５
はフォトディテクタPD1,PD2の出力の差を積分する積分
器である。また、積分器５の出力は駆動回路１に帰還さ
れている。
このように構成された半導体レーザ波長安定化装置は、
所定の波長成分のレーザ光を選択的に出力する波長選択
素子３を有し、半導体レーザダイオードLD1から出射さ
れたレーザ光をこの波長選択素子３に入射させるととも
に、この波長選択素子３の前後におけるレーザ光の光強
度の差を積分器５を介して前記半導体レーザダイオード
LD1の駆動回路１に帰還するようにしたものである。す
なわち、温度コントローラ２によって温度制御された半
導体レーザダイオードLD1の波長は波長選択素子３の特
性によって決定されるとともに、この波長近傍における
負帰還回路により、発振周波数の変動が半導体レーザダ
イオードLD1の駆動回路１に帰還され、スペクトル幅の
狭帯域化が実現されている。さらに、波長選択素子３に
入射する前のレーザ光の一部がビームスプリッタPBS1で
分離され、一定ゲインの増幅器４を介して帰還されるこ
とにより、光強度による発振波長への影響が除去されて
いる。
所定の波長成分のレーザ光を選択的に出力する波長選択
素子３を有し、半導体レーザダイオードLD1から出射さ
れたレーザ光をこの波長選択素子３に入射させるととも
に、この波長選択素子３の前後におけるレーザ光の光強
度の差を積分器５を介して前記半導体レーザダイオード
LD1の駆動回路１に帰還するようにしたものである。す
なわち、温度コントローラ２によって温度制御された半
導体レーザダイオードLD1の波長は波長選択素子３の特
性によって決定されるとともに、この波長近傍における
負帰還回路により、発振周波数の変動が半導体レーザダ
イオードLD1の駆動回路１に帰還され、スペクトル幅の
狭帯域化が実現されている。さらに、波長選択素子３に
入射する前のレーザ光の一部がビームスプリッタPBS1で
分離され、一定ゲインの増幅器４を介して帰還されるこ
とにより、光強度による発振波長への影響が除去されて
いる。
しかしながら、上記のような半導体レーザ波長安定化装
置では、１つの半導体レーザダイオードの波長を安定化
することはできるが、２つの半導体レーザダイオードの
波長を安定化するためには、それぞれの半導体レーザダ
イオードに同様の帰還光学系を設けなければならず、経
済的ではない。また、波長選択素子としてエタロンを使
用した場合には、ミラー間隔などの特性の揃ったエタロ
ンを得ることは難しく、２つの波長差を高精度に制御す
ることは容易ではない。
置では、１つの半導体レーザダイオードの波長を安定化
することはできるが、２つの半導体レーザダイオードの
波長を安定化するためには、それぞれの半導体レーザダ
イオードに同様の帰還光学系を設けなければならず、経
済的ではない。また、波長選択素子としてエタロンを使
用した場合には、ミラー間隔などの特性の揃ったエタロ
ンを得ることは難しく、２つの波長差を高精度に制御す
ることは容易ではない。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、２つ
の半導体レーザダイオードに対する波長の安定化を共通
の波長選択素子を使用して行ない、２つの波長の差を高
精度に制御することのできる半導体レーザ波長安定化装
置を簡単な構成により実現することを目的としたもので
ある。
の半導体レーザダイオードに対する波長の安定化を共通
の波長選択素子を使用して行ない、２つの波長の差を高
精度に制御することのできる半導体レーザ波長安定化装
置を簡単な構成により実現することを目的としたもので
ある。
本発明の半導体レーザ波長安定化装置は、所定の波長成
分のレーザ光を選択的に出力する波長選択素子と、波長
の異なるレーザ光を発生する２つの半導体レーザダイオ
ードと、これら２つの半導体レーザダイオードから出射
されたレーザ光をその偏光面を直交させたうえで重畳し
前記共通の波長選択素子に入射させる重畳手段と、この
波長選択素子に入射するレーザ光の一部を前記偏光面の
向きに応じて分離する第１の分光手段と、前記波長選択
素子を介して出力されたレーザ光を前記偏光面の向きに
応じて分離する第２の分光手段と、これら第１および第
２の分光手段により分離されたレーザ光からそれぞれの
波長のレーザ光に対する前記波長選択素子の前後におけ
る光強度の差を求めるとともにその出力をそれぞれ積分
器を介して前記各半導体レーザダイオードの駆動回路に
帰還する帰還手段とを具備するようにしたものである。
分のレーザ光を選択的に出力する波長選択素子と、波長
の異なるレーザ光を発生する２つの半導体レーザダイオ
ードと、これら２つの半導体レーザダイオードから出射
されたレーザ光をその偏光面を直交させたうえで重畳し
前記共通の波長選択素子に入射させる重畳手段と、この
波長選択素子に入射するレーザ光の一部を前記偏光面の
向きに応じて分離する第１の分光手段と、前記波長選択
素子を介して出力されたレーザ光を前記偏光面の向きに
応じて分離する第２の分光手段と、これら第１および第
２の分光手段により分離されたレーザ光からそれぞれの
波長のレーザ光に対する前記波長選択素子の前後におけ
る光強度の差を求めるとともにその出力をそれぞれ積分
器を介して前記各半導体レーザダイオードの駆動回路に
帰還する帰還手段とを具備するようにしたものである。
このように、２つの半導体レーザダイオードから出射さ
れたレーザ光をその偏光面を直交させたうえで重畳し、
共通の波長選択素子に入射させるとともに、波長選択素
子から出射されたレーザ光をその偏光面の違いを利用し
て分離し、それぞれの帰還回路に導くようにすると、２
つのレーザ光が互に干渉することなく、それぞれの帰還
回路に導かれるので、２つの半導体レーザダイオードに
対してそれぞれ独立の波長安定化装置が構成されている
と考えることができ、２つの半導体レーザダイオードに
対する波長の安定化を共通の波長選択素子を使用して行
なうことができる。また、共通の波長選択素子により同
一の特性を使用することができるので、２つの波長の差
を高精度に制御することができる。
れたレーザ光をその偏光面を直交させたうえで重畳し、
共通の波長選択素子に入射させるとともに、波長選択素
子から出射されたレーザ光をその偏光面の違いを利用し
て分離し、それぞれの帰還回路に導くようにすると、２
つのレーザ光が互に干渉することなく、それぞれの帰還
回路に導かれるので、２つの半導体レーザダイオードに
対してそれぞれ独立の波長安定化装置が構成されている
と考えることができ、２つの半導体レーザダイオードに
対する波長の安定化を共通の波長選択素子を使用して行
なうことができる。また、共通の波長選択素子により同
一の特性を使用することができるので、２つの波長の差
を高精度に制御することができる。
第１図は本発明の半導体レーザ波長安定化装置の一実施
例を示す構成図である。図において、前記第２図と同様
のものは同一符号を付して示す。LD2は第２の半導体レ
ーザダイオード、HMR2はハーフミラー、P2はλ/2板、MR
はミラー、PBS2〜PBS4はビームスプリッタ、PD12,PD22
はフォトディテクタ、12は半導体レーザダイオードLD2
の駆動回路、22は半導体レーザダイオードLD2の温度を
一定に制御する温度コントローラ、42はフォトディテク
タPD12の出力を増幅する増幅器、52はフォトディテクタ
PD12,PD22の出力の差を積分するとともに、その出力を
駆動回路12に帰還する積分器である。なお、半導体レー
ザダイオードLD1,LD2における波長は、例えば、波長選
択素子３としてエタロンを使用した場合には、その周期
性の透過特性の肩にそれぞれ設定されている。
例を示す構成図である。図において、前記第２図と同様
のものは同一符号を付して示す。LD2は第２の半導体レ
ーザダイオード、HMR2はハーフミラー、P2はλ/2板、MR
はミラー、PBS2〜PBS4はビームスプリッタ、PD12,PD22
はフォトディテクタ、12は半導体レーザダイオードLD2
の駆動回路、22は半導体レーザダイオードLD2の温度を
一定に制御する温度コントローラ、42はフォトディテク
タPD12の出力を増幅する増幅器、52はフォトディテクタ
PD12,PD22の出力の差を積分するとともに、その出力を
駆動回路12に帰還する積分器である。なお、半導体レー
ザダイオードLD1,LD2における波長は、例えば、波長選
択素子３としてエタロンを使用した場合には、その周期
性の透過特性の肩にそれぞれ設定されている。
また、λ/2板P2,ミラーMRおよびビームスプリッタPBS2
は、２つの半導体レーザダイオードLD1,LD2から出射さ
れたレーザ光をその偏光面を直交させたうえで重畳する
重畳手段を構成しており、この重畳されたレーザ光の一
部はハーフミラーHMR1を介して波長選択素子３に入射し
ている。さらに、波長選択素子３に入射するレーザ光の
一部はハーフミラーHMR2により分離されてビームスプリ
ッタPBS3に入射し、波長選択素子３を介して出力された
レーザ光はビームスプリッタPBS4に入射している。ここ
で、ビームスプリッタPBS3,BPS4は波長選択素子３の前
後のレーザ光をその偏光面の違いを利用して分離し、フ
ォトディテクタPD1,PD12およびPD2,PD22にそれぞれ入射
させる第１および第２の分光手段を構成している。
は、２つの半導体レーザダイオードLD1,LD2から出射さ
れたレーザ光をその偏光面を直交させたうえで重畳する
重畳手段を構成しており、この重畳されたレーザ光の一
部はハーフミラーHMR1を介して波長選択素子３に入射し
ている。さらに、波長選択素子３に入射するレーザ光の
一部はハーフミラーHMR2により分離されてビームスプリ
ッタPBS3に入射し、波長選択素子３を介して出力された
レーザ光はビームスプリッタPBS4に入射している。ここ
で、ビームスプリッタPBS3,BPS4は波長選択素子３の前
後のレーザ光をその偏光面の違いを利用して分離し、フ
ォトディテクタPD1,PD12およびPD2,PD22にそれぞれ入射
させる第１および第２の分光手段を構成している。
このように構成された半導体レーザ波長安定化装置にお
いては、共通の波長選択素子３を通過した２つのレーザ
光が互に干渉することなく、それぞれの帰還回路（フォ
トディテクタPD1,PD2およびPD12,PD22）に導かれるの
で、２つの半導体レーザダイオードLD1,LD2に対してそ
れぞれ独立の波長安定化装置が構成されていると考える
ことができ、２つの半導体レーザダイオードLD1,LD2に
対する波長の安定化を共通の波長選択素子３を使用して
行なうことができる。また、それぞれの波長安定化装置
における動作は前記した第２図の装置と同様である。
いては、共通の波長選択素子３を通過した２つのレーザ
光が互に干渉することなく、それぞれの帰還回路（フォ
トディテクタPD1,PD2およびPD12,PD22）に導かれるの
で、２つの半導体レーザダイオードLD1,LD2に対してそ
れぞれ独立の波長安定化装置が構成されていると考える
ことができ、２つの半導体レーザダイオードLD1,LD2に
対する波長の安定化を共通の波長選択素子３を使用して
行なうことができる。また、それぞれの波長安定化装置
における動作は前記した第２図の装置と同様である。
さらに、波長選択素子３が共通であるので、エタロンに
おけるミラー間隔の変化など、波長選択素子３の特性が
変化してしまった場合にも、２つのレーザ光は同様の影
響を受けて波長が変動するので、これらの波長の差は常
に等しく保たれ、高精度に制御される。したがって、こ
のようなレーザ光源は、高精度の波長差が要求される測
長器などの用途に最適である。
おけるミラー間隔の変化など、波長選択素子３の特性が
変化してしまった場合にも、２つのレーザ光は同様の影
響を受けて波長が変動するので、これらの波長の差は常
に等しく保たれ、高精度に制御される。したがって、こ
のようなレーザ光源は、高精度の波長差が要求される測
長器などの用途に最適である。
なお、上記の説明においては、波長選択素子３の具体例
としてエタロンを示したが、波長選択素子３はこれに限
られるものではなく、レーザ光の波長に応じて透過率な
どが変化するものであれば、波長選択素子３として使用
することができる。例えば、波長に応じて回折角が変化
する回折格子を使用し、回折角に応じてフォトディテク
タPD2,PD22への入射光量が変化するようにすれば、波長
に応じた帰還量を得ることができる。この場合、２つの
レーザ光はその波長に応じて分離されるので、ビームス
プリッタBPS4は不要となる。
としてエタロンを示したが、波長選択素子３はこれに限
られるものではなく、レーザ光の波長に応じて透過率な
どが変化するものであれば、波長選択素子３として使用
することができる。例えば、波長に応じて回折角が変化
する回折格子を使用し、回折角に応じてフォトディテク
タPD2,PD22への入射光量が変化するようにすれば、波長
に応じた帰還量を得ることができる。この場合、２つの
レーザ光はその波長に応じて分離されるので、ビームス
プリッタBPS4は不要となる。
以上説明したように、本発明の半導体レーザ波長安定化
装置では、所定波長のレーザ光を選択的に出力する波長
選択素子と、波長の異なるレーザ光を発生する２つの半
導体レーザダイオードと、これら２つの半導体レーザダ
イオードから出射されたレーザ光をその偏光面を直交さ
せたうえで重畳し前記共通の波長選択素子に入射させる
重畳手段と、この波長選択素子に入射するレーザ光の一
部を前記偏光面の向きに応じて分離する第１の分光手段
と、前記波長選択素子を介して出力されたレーザ光を前
記偏光面の向きに応じて分離する第２の分光手段と、こ
れら第１および第２の分光手段により分離されたレーザ
光からそれぞれの波長のレーザ光に対する前記波長選択
素子の前後における光強度の差を求めるとともにその出
力をそれぞれ積分器を介して前記各半導体レーザダイオ
ードの駆動回路に帰還する帰還手段とを具備するように
しているので、２つのレーザ光が互に干渉することな
く、それぞれの帰還回路に導かれて、２つの半導体レー
ザダイオードに対してそれぞれ独立の波長安定化装置が
構成されていると考えることができ、２つの半導体レー
ザダイオードに対する波長の安定化を共通の波長選択素
子を使用して行ない、２つの波長の差を高精度に制御す
ることのできる半導体レーザ波長安定化装置を簡単な構
成により実現することができる。
装置では、所定波長のレーザ光を選択的に出力する波長
選択素子と、波長の異なるレーザ光を発生する２つの半
導体レーザダイオードと、これら２つの半導体レーザダ
イオードから出射されたレーザ光をその偏光面を直交さ
せたうえで重畳し前記共通の波長選択素子に入射させる
重畳手段と、この波長選択素子に入射するレーザ光の一
部を前記偏光面の向きに応じて分離する第１の分光手段
と、前記波長選択素子を介して出力されたレーザ光を前
記偏光面の向きに応じて分離する第２の分光手段と、こ
れら第１および第２の分光手段により分離されたレーザ
光からそれぞれの波長のレーザ光に対する前記波長選択
素子の前後における光強度の差を求めるとともにその出
力をそれぞれ積分器を介して前記各半導体レーザダイオ
ードの駆動回路に帰還する帰還手段とを具備するように
しているので、２つのレーザ光が互に干渉することな
く、それぞれの帰還回路に導かれて、２つの半導体レー
ザダイオードに対してそれぞれ独立の波長安定化装置が
構成されていると考えることができ、２つの半導体レー
ザダイオードに対する波長の安定化を共通の波長選択素
子を使用して行ない、２つの波長の差を高精度に制御す
ることのできる半導体レーザ波長安定化装置を簡単な構
成により実現することができる。
第１図は本発明の半導体レーザ波長安定化装置の一実施
例を示す構成図、第２図は本願出願人がすでに出願して
いる半導体レーザ波長安定化装置の一例を示す構成図で
ある。 LD1,LD2……半導体レーザダイオード、HMR1,HMR2……ハ
ーフミラー、PD1,PD2,PD12,PD22……フォトディテク
タ、PBS1〜BPS4……ビームスプリッタ、P1,P2……λ/2
板、MR……ミラー、1,12……駆動回路、2,22……温度コ
ントローラ、３……波長選択素子、4,42……増幅器、5,
52……積分器。
例を示す構成図、第２図は本願出願人がすでに出願して
いる半導体レーザ波長安定化装置の一例を示す構成図で
ある。 LD1,LD2……半導体レーザダイオード、HMR1,HMR2……ハ
ーフミラー、PD1,PD2,PD12,PD22……フォトディテク
タ、PBS1〜BPS4……ビームスプリッタ、P1,P2……λ/2
板、MR……ミラー、1,12……駆動回路、2,22……温度コ
ントローラ、３……波長選択素子、4,42……増幅器、5,
52……積分器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池澤 克哉 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−122986（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】所定波長のレーザ光を選択的に出力する波
長選択素子と、波長の異なるレーザ光を発生する２つの
半導体レーザダイオードと、これら２つの半導体レーザ
ダイオードから出射されたレーザ光をその偏光面を直交
させたうえで重畳し前記共通の波長選択素子に入射させ
る重畳手段と、この波長選択素子に入射するレーザ光の
一部を前記偏光面の向きに応じて分離する第１の分光手
段と、前記波長選択素子を介して出力されたレーザ光を
前記偏光面の向きに応じて分離する第２の分光手段と、
これら第１および第２の分光手段により分離されたレー
ザ光からそれぞれの波長のレーザ光に対する前記波長選
択素子の前後における光強度の差を求めるとともにその
出力をそれぞれ積分器を介して前記各半導体レーザダイ
オードの駆動回路に帰還する帰還手段とを具備してなる
半導体レーザ波長安定化装置。 - 【請求項２】前記波長選択素子としてエタロンを使用し
てなる前記特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ波
長安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28386786A JPH0738482B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 半導体レ−ザ波長安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28386786A JPH0738482B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 半導体レ−ザ波長安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63136681A JPS63136681A (ja) | 1988-06-08 |
| JPH0738482B2 true JPH0738482B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=17671198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28386786A Expired - Fee Related JPH0738482B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 半導体レ−ザ波長安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738482B2 (ja) |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28386786A patent/JPH0738482B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63136681A (ja) | 1988-06-08 |
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