JPH09260753A - 外部共振器型波長可変光源 - Google Patents

外部共振器型波長可変光源

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JPH09260753A
JPH09260753A JP8094927A JP9492796A JPH09260753A JP H09260753 A JPH09260753 A JP H09260753A JP 8094927 A JP8094927 A JP 8094927A JP 9492796 A JP9492796 A JP 9492796A JP H09260753 A JPH09260753 A JP H09260753A
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optical
light
wavelength
diffraction grating
incident
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JP8094927A
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Minoru Maeda
稔 前田
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Ando Electric Co Ltd
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Ando Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光増幅器の駆動状態が変化しても安定な波長
の光が得られ、波長可変した場合も安定したモードホッ
プの無い連続波長可変が行えるようにする。 【解決手段】 両端面が無反射処理され、自然放出光を
発生する光増幅器３１を用い、この光増幅器３１は光増
幅器駆動回路３２で駆動し、前記光増幅器３１の一方の
端面から放射される自然放出光を光共鳴反射器Ｂに入射
する。この光共鳴反射器Ｂでは、光分岐素子３４によ
り、光増幅器３１からの光を回折格子３５に導き、この
回折格子３５からの入射角度により選択された波長の反
射光を全反射ミラー４０に導いて両者間で選択波長光の
共振を起こし、その共振波長の光を光増幅器３１に導
く。これにより、光増幅器３１の出力光について、狭ス
ペクトル線幅で波長安定性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば光計測技
術分野で使用する外部共振器型の波長可変光源に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来技術の外部共振器型波長可変
半導体レーザ（ＬＤ）光源の構造を図５に示す。図５
で、光増幅器であるＬＤ１１はファブリペロ型構造であ
り、片端面に無反射膜（ＡＲコート）１１１が施され、
ＬＤ駆動回路１２で駆動される。ＬＤ１１の無反射膜１
１１側からの出射光は、レンズ１３で平行光に変換され
て回折格子１４に入射される。回折格子１４は波長選択
反射器として使用され、入射される平行光のうち入射角
によって決まる特定の波長の光を特定の方向へ反射する
機能を有する。
【０００３】すなわち、回折格子１４はＬＤ１１の無反
射膜１１１が施されていない端面とで共振器を形成して
おり、回折格子１４で選択された光をＬＤ１１に再入射
させることでＬＤ発振させることができる。
【０００４】一方、ＬＤ１１の無反射膜１１１が施され
ていない側から出射されるレーザ光はレンズ１５で平行
光に変換され、光アイソレータ１６を透過した後、レン
ズ１７で集光され、出力光として伝送用の出力ファイバ
１８に入射される。なお、光アイソレータ１６は、出力
ファイバ１８側からの反射光が光増幅器であるＬＤ１１
に戻らないようにするためのものである。
【０００５】ここで、回折格子１４は、角度調整機構１
９により入射光軸に対して任意の角度に調整可能となっ
ている。このため、角度調整機構１９を波長可変駆動回
路２０により駆動制御することで、回折格子１４を任意
の角度に回転させ、選択される波長（ブラッグ波長）を
任意に変化させることができ、これによってＬＤ１１の
利得範囲で波長可変を行うことができる。
【０００６】また、回折格子１４は、平行移動機構２１
により入射光軸と平行に移動可能なっている。このた
め、平行移動機構２１を位置調整駆動回路２２により駆
動制御することで、回折格子１４を共振器の光軸方向に
平行移動させることができ、これによって共振波長を任
意に変化させることができる。
【０００７】以上のことから、上記構成による波長可変
ＬＤ光源においては、回折格子１４１の角度調整による
ブラッグ波長変化と位置調整による共振波長変化を同時
に制御することで、モードホップのない連続波長可変を
行うことができる。
【０００８】ここで、さらに狭スペクトル線幅も得られ
る構造として、図６に示す光共鳴反射器構造の外部共振
器型波長可変ＬＤ光源（特開平６−１１２５８３号公
報）がある。なお、図６において、図５と同一部分には
同一符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【０００９】この光共鳴反射器型の波長可変ＬＤ光源で
も、光増幅器として片端面が無反射膜が施されたＬＤ１
１を使用する。一方、外部共振器としては、前述の回折
格子１４、角度調整機構１９、平行移動機構２１と共
に、ＬＤ１１および回折格子１４からの光を分岐する光
分岐素子２３、当該分岐素子２３からの分岐光を入射方
向に全反射する全反射ミラー２４で光共鳴反射器Ａを形
成しており、この光共鳴反射器ＡをＬＤ１１の無反射膜
１１１側の反射器として使用する。
【００１０】この光共鳴反射器Ａによる外部共振構造
は、波長に対して急峻な反射特性をもつために、ＬＤ１
１の発振波長に光学的負帰還が掛かる。よって、スペク
トル線幅の狭窄化が可能となる。連続波長可変は、原理
的には図５の回折格子型波長可変ＬＤ光源の構造と等し
く、回折格子１４の角度調整と共振器長の調整とを同時
に制御することで得られる。
【００１１】しかし、この光共鳴反射器型の波長可変Ｌ
Ｄ光源における構造では、全反射ミラー２４と回折格子
１４とからなる共振器と、回折格子１４と無反射膜１１
１が施されていないＬＤ１１の端面とからなる共振器と
の２つの共振器が存在する。一方の共振器にはＬＤ１１
が挿入されているので、ＬＤ１１の屈折率が共振器長に
影響し、波長可変時には、両方の共振器変化が同一とは
ならない。
【００１２】これら図５、図６に示される従来の外部共
振器型波長可変ＬＤ光源の構造では、共振器内に光増幅
器であるＬＤ１１が配置されている結果、ＬＤ発振が可
能となる。しかし、ＬＤ１１には電流・温度・発振波長
などの動作状態で屈折率が変化し、発振波長の安定度が
悪いという問題点がある。安定な発振波長を得るために
は、外部共振器長を一定に保つ他に、ＬＤ１１の駆動電
流や温度についても注意する必要がある。
【００１３】さらに、ＬＤ光源では、出力光の光強度変
調を行う使用法もある。そのため、ＬＤ駆動電流を直接
変調してしまうと、ＬＤ屈折率の変化が発生し、出力光
の強度変調の他に発振波長も変調されてしまう結果とな
る。このようなことから、安定な発振波長で光強度変調
が必要な場合は、ＬＤ駆動電流の直接変調ではなく、外
部に光変調器を接続して行う必要がある。
【００１４】また、モードホップのない連続波長可変を
行う場合には、回折格子１４で選択されるブラッグ波長
（λGr）と共振器のｍ次の縦モード次数による共振波長
（λFP）を連動して同じ波長量を変化させなければなら
ない。そのためには、ブラッグ波長と共振波長の波長差
をλ／２以下に保ったまま、回折格子１４の角度調整と
共振器長の調整を行う必要がある。
【００１５】その一方法として、分光器に使用されてい
るサインバー機構がある。サインバー機構を使用した構
成図を図７に示す。なお、図７において、図５または図
６と同一部分には同一符号を付して示す。
【００１６】回折格子１４は図示を省略した角度調整可
能な角度調整機構により回転駆動を受けることでブラッ
グ波長を変化させる機能を備えている。さらに、角度調
整機構自体が平行移動機構に設置され、共振器方向に平
行移動することで共振波長を変化させる機能を備えてい
る。
【００１７】回折格子１４は、詳細は図示しないが、コ
ンタクト台に接触されているサインバーを介して回転す
る。位置調整駆動回路からの駆動制御で平行移動機構が
平行移動すると、回折格子１４も自動的にサインバーで
回転する。
【００１８】サインバー構造では、共振器長とサインバ
ーの長さの関係が（１）式〜（３）式の条件を満たす必
要がある。
【００１９】 λGr＝２・ｄ・sin θ …（１） λFP＝２・ｎ・Ｌ／ｍ＝２・ＬA ・sin θ／ｍ …（２） Δλ＝λGr−λFP＝２・sin θ・（ｄ−ＬA ／ｍ） …（３） ここで、λGrは回折格子１４で選択されたブラッグ波
長、ｄは回折格子１４の溝間隔、λFPは外部共振器によ
る共振波長、Ｌは外部共振器長、ｍは外部共振器の共振
縦モード次数、ＬA はサインバーのアーム長、θは回折
格子１４へ入射する光の入射角度、Δλはブラッグ波長
λGrとｍ次の共振波長λFPとの差を表す。
【００２０】上記の条件を満たして平行移動させた場
合、サインバー構造による共振波長変化と回折格子１４
のブラッグ波長変化が同一の変化量となり、波長を連続
して変化させることができる。サインバー機構を使用し
なくても、式を満たすように回折格子１４への入射角度
と共振器長を制御すれば、連続波長可変は可能である
が、個別に入射角度と共振器長の調整を広範囲で連続に
制御することは極めて困難である。
【００２１】さらに、前述したようにＬＤ１１の屈折率
は、駆動電流・温度・発振波長で変化する。駆動電流や
温度に対しての屈折率変化はほぼ線形変化となるが、発
振波長に対しては非線形の屈折率変化となる。モードホ
ップのない連続波長可変を行うために、物理的共振器長
と回折格子１４のブラッグ波長を正確に線形変化させて
も、実際の光学的共振器長は非線形変化となってしま
う。このため、ある波長範囲以上に波長を変化させる
と、共振波長とブラッグ波長がλ／２以上ずれてしま
い、モードホップを伴った波長可変になってしまう。
【００２２】共振器長の調整を線形に変化させないで、
波長変化に対応した非線形な変化を行えば連続波長可変
も可能であるが、ＬＤ１１の駆動電流が異なると波長に
対する屈折率の非線形特性も異なってしまうため、共振
器長の調整を非線形で変化させて波長可変を行うことも
非常に困難である。
【００２３】従来技術の図５に示される回折格子型波長
可変ＬＤ光源において、ＬＤ１１の代わりに、両端面に
無反射処理された半導体光増幅器を配置する構造が考え
られる。この場合、回折格子１４で反射された光は、多
重干渉によってブラッグ波長を中心とした波長となり、
ある程度の位相は合っている。
【００２４】しかしながら、共振特性での位相に比べる
と多重干渉の位相が合っていないため、回折格子１４の
反射光が光増幅器に入射され透過する間に増幅されて
も、ＬＤ発振のような狭スペクトル線幅での強度の強い
光は得られない。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように共振器
内に光増幅器であるＬＤが配置されている従来の光源構
造では、ＬＤの駆動電流・温度・発振波長などの変動に
よって屈折率特性が変化し、共振器長である実効的な光
学長も変化してしまう問題がある。
【００２６】特に、発振波長に対する屈折率変化が非線
形であるため、線形な共振器長変化を行っても広帯域な
連続波長可変は得られない。さらに、駆動電流が異なっ
た状態で波長可変を行うと、モードホップの発生する波
長が異なった連続波長可変特性になってしまうなどの問
題がある。
【００２７】さらに、出力光の光強度変調のためにＬＤ
駆動電流を直接変調すると、ＬＤ屈折率が変化してしま
い、光出力の光強度変調の他に発振波長が変調されてし
まうことになる。安定な発振波長で光強度変調が必要な
場合は、ＬＤ駆動電流の直接変調ではなく、外部に光変
調器を接続して行うこととになり、光源のコストが増大
する問題がある。
【００２８】この発明は、光増幅器の動作状態変化によ
る屈折率変化があっても、狭スペクトル線幅で波長安定
性が得られるとともに、波長可変を行っても安定な連続
波長可変特性が得られる外部共振器型波長可変光源を提
供することを目的とする。
【００２９】
【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、両端面が無反射処理された光増幅器を
使用し、光増幅器の外部に光共鳴反射器を設けた構造に
する。
【００３０】第１の発明に係る外部共振器型波長可変光
源は、両端面が無反射処理され、自然放出光を発生する
光増幅器３１，５１と、光増幅器３１，５１を駆動する
光増幅器駆動回路３２，５２と、光増幅器３１，５１の
一方の端面から放射される自然放出光を入射し、任意の
波長で共振して光増幅器３１，５１の同一端面に反射す
る光共鳴反射器Ｂ，Ｃ，Ｄと、光共鳴反射器Ｂ，Ｃ，Ｄ
の光共振波長を制御する波長制御手段３６，３７，６
５，６７と、光共鳴反射器Ｂ，Ｃ，Ｄの共振長を制御す
る共振長制御手段３８，３９，６６，６８と、光共鳴反
射器Ｂ，Ｃ，Ｄからの反射光が増幅されて光増幅器３
１，５１の他方の端面から出射する光を抽出出力する光
出力手段４１，４２，４３，４４とを備える。
【００３１】特に、光共鳴反射器Ｂは、入射角度に応じ
て異なる波長の光を入射光軸と平行に反射する回折格子
３５と、入射光を入射光軸と平行に反射する全反射ミラ
ー４０と、光増幅器３１からの光を回折格子３５に反射
し、回折格子３５からの反射光の一部を透過して全反射
ミラー４０に導いて回折格子３５と全反射ミラー４０と
の間で共振させ、同時に回折格子３５からの反射光を光
増幅器３１に向けて反射する光分岐素子３４とを備え
る。
【００３２】または、入射角度に応じて異なる波長の光
を入射光軸と平行に反射する回折格子３５と、入射光を
入射光軸と平行に反射する全反射ミラー４０と、光増幅
器Ｃからの光を透過して回折格子３５に導き、回折格子
３５からの反射光の一部を反射して全反射ミラー４０に
導いて回折格子３５と全反射ミラー４０との間で共振さ
せ、同時に回折格子３５からの反射光を透過して光増幅
器Ｃに導く光分岐素子３４′とを備える。
【００３３】また、波長制御手段３６，３７は回折格子
３５の入射光軸に対する角度を調整し、共振長制御手段
３８，３９は回折格子３５、全反射ミラー４０の少なく
ともいずれか一方を入射光軸に沿って平行移動させるよ
うにする。
【００３４】また、光共鳴反射器Ｄとしては、互いに対
向配置され、それぞれ入射光軸と平行に入射光を反射す
る全反射ミラー６２，６４と、光増幅器５１からの光を
反射して全反射ミラー６２に導き、ミラー６４からの反
射光の一部を透過して全反射ミラー６４に導いて全反射
ミラー６２，６４間で共振させ、同時に全反射ミラー６
２からの反射光を反射して光増幅器５１に導く光分岐素
子６１と、全反射ミラー６２，６４のいずれか一方と光
分岐素子６１との光路中に配置され、その光軸に対する
角度に応じて異なる波長の光を透過する光バンドパスフ
ィルタ６３とを備える。
【００３５】また、波長制御手段６５，６７は光バンド
パスフィルタ６３の入射光軸に対する角度を調整し、共
振長制御手段６６，６８は全反射ミラー６２，６４の少
なくともいずれか一方を入射光軸に沿って平行移動させ
るようにする。
【００３６】また、光増幅器３１は、両端面に無反射処
理が施された半導体光増幅素子３１１でもよい。
【００３７】また、光増幅器５１はファイバ型光増幅素
子５１１であり、光増幅器駆動回路５２は、励起用ポン
プ光源５２２と光合波分波器５２１を備え、励起用ポン
プ光源５２２で発生される励起光を光合波分波器５２１
を介してファイバ型光増幅素子５１１の一方の端面に入
射し、その端面からの出射光を光合波分波器５２１を介
して出射するようにする。
【００３８】
【発明の実施の形態】次に、図１〜図４を参照して本発
明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の
第１実施形態による外部共振器型波長可変光源の構成を
示す図である。
【００３９】図１で、光増幅器３１には半導体光増幅素
子３１１を用いる。この半導体光増幅素子３１１はＬＤ
と同様なダブルヘテロ構造をもち、両端面にはＬＤ発振
を防止する無反射膜（ＡＲコート）３１２，３１３によ
り無反射処理が施されている。半導体光増幅素子３１１
の両端面処理は、無反射膜構造の他に、端面に窓構造を
取り入れた構造や、端面に対して斜めに光導波路を形成
した構造でもよい。
【００４０】この半導体光増幅素子３１１は、光増幅器
駆動回路３２と接続され、この駆動回路３２からの注入
電流に応じて、両端面から利得のある波長範囲でかつ位
相がランダムな自然放出光を出射する。
【００４１】レンズ３３は光増幅器３１の一方の出射光
軸上に設けられ、光増幅器３１の端面から出射される自
然放出光を平行光に変換する。平行光に変換された自然
放出光は光分岐素子３４に入射される。
【００４２】光分岐素子３４は反射率が２０％で透過率
が８０％の特性を持ち、入射された平行光の２０％を回
折格子３５に反射させる。この回折格子３５は波長選択
反射器として機能し、入射角θで入射された平行光のう
ち入射角θにより決定される波長（ブラッグ波長）の光
のみを、光分岐素子３４からの光軸に反射させる。ブラ
ッグ波長以外の光は、光分岐素子３４からの光軸とは異
なった角度で反射され、光増幅器３１に戻ることはな
い。
【００４３】ここで、回折格子３５は、角度調整機構３
６により入射光軸に対して任意の角度に調整可能となっ
ており、この角度調整機構３６を波長可変駆動回路３７
により駆動制御することで、回折格子３５を任意の角度
に回転させ、選択される波長（ブラッグ波長）を任意に
変化させることができ、これによって光増幅器３１の利
得範囲で波長可変を行うことができる。
【００４４】また、回折格子３５は、平行移動機構３８
により入射光軸と平行に移動可能なっており、この平行
移動機構３８を位置調整駆動回路３９により駆動制御す
ることで、回折格子３５を共振器の光軸方向に平行移動
させることができ、これによって共振波長を任意に変化
させることができる。
【００４５】以上のことから、回折格子３５の角度調整
によるブラッグ波長変化と位置調整による共振波長変化
を同時に制御することで、モードホップのない連続波長
可変を行うことができる。
【００４６】回折格子３５で選択されたブラッグ波長の
反射光は、再度光分岐素子３４に入射され、そのうち２
０％が光増幅器３１に反射され、残り８０％の光が光分
岐素子３４を透過して全反射ミラー４０に入射される。
この全反射ミラー４０は、入射した光を全反射し、光分
岐素子３４に再度入射させる。
【００４７】光分岐素子３４、回折格子３５、角度調整
機構３６、平行移動機構３８、全反射ミラー４０は、光
共鳴反射器Ｂを構成する。
【００４８】一方、光増幅器３１の他方の端面から出射
される光は、レンズ４１で平行光に変換され、光アイソ
レータ４２を透過した後、レンズ４３で集光されて出力
ファイバ４４に入射することで出力光となる。光アイソ
レータ４２は、出力ファイバ４４側からの反射光を光増
幅器３１に戻らないようにしている。
【００４９】上記構成による外部共振器型波長可変光源
において、以下にその動作を説明する。まず、回折格子
３５と光分岐素子３４および全反射ミラー４０との間で
反射と透過が繰り返される。このとき、回折格子３５で
選択された波長で共振波長と一致した光のみが回折格子
３４と全反射ミラー４０間で共振し、光分岐素子３４か
ら反射光として光増幅器３１に戻る。
【００５０】この光増幅器３１に入射した光は、位相が
一致しているので、光増幅器３１を通過するとき誘導放
出が起こって光増幅が行われ、狭スペクトル線幅で強い
光となって反対の端面から出射される。
【００５１】光増幅されて出射した光は、レンズ４１で
平行光に変換され、光アイソレータ４２を透過した後、
レンズ４３で集光されて出力ファイバ４４に入射するこ
とで出力光となる。
【００５２】ここで、回折格子３５を角度調整機構３６
によって回転させることで選択される波長（ブラッグ波
長）が変化し、光増幅器３１の利得範囲で波長を変化さ
せることができる。また、平行移動機構３７によって共
振器の光軸方向に平行移動させることで共振波長を変化
させることができる。このため、回折格子３５の角度調
整によるブラッグ波長変化と平行移動調整による共振波
長変化を同時に制御することで、モードホップのない連
続波長可変が可能となる。
【００５３】上記構成による波長可変光源では、光共鳴
反射器Ｂの共振器内には、光増幅器３１として半導体光
増幅素子３１１が挿入されていないため、半導体光増幅
素子３１１の屈折率変化が問題になることはない。
【００５４】その結果、半導体光増幅素子３１１の駆動
電流を変化させても、安定した波長の光が得られ、光強
度変調を半導体光増幅素子３１１の駆動電流で直接変調
させることも可能で、余分な光変調器などを使用する必
要がなくなる。また、波長可変の場合でも、半導体光増
幅素子３１１の波長に対する非線形な屈折率変化を考慮
する必要はなく、共振器長を線形に変化させればよいた
め、安定に波長可変が行える。
【００５５】ところで、第１実施形態においては、光共
鳴反射器Ｂに使用した光分岐素子３４の特性は、反射率
が２０％で透過率が８０％のものを使用して説明した
が、光共鳴反射器Ｂの特性として、波長に対して急峻な
反射特性が得られる範囲であれば、反射率が１０％〜４
０％で透過率が９０％〜６０％のものを使用することも
可能である。
【００５６】次に、この発明の第２実施形態による外部
共振器型波長可変光源の構成を図２に示す。なお、図２
において、図１と同一部分には同一符号を付して示し、
ここでは重複する説明を省略する。
【００５７】図２で、光増幅器５１には、希土類元素を
添加された光ファイバ型の光増幅器（ファイバ光増幅素
子）５１１を使用し、光共鳴反射器Ｃ側の出力端面は無
反射処理がされており、この端面から出射される自然放
出光はレンズ３３により平行光に変換されて光共鳴反射
器Ｃに導かれ、他方の端面から出射される自然放出光は
光増幅器駆動回路５２内の光合波分波器５２１および反
射防止用の光アイソレータ５３を介して出力ファイバ５
４に導かれる。
【００５８】光増幅器駆動回路５２は、外部励起用ポン
プ光源５２２を備え、このポンプ光源５２２で発生され
る励起光を光合波分波器５２１を介してファイバ光増幅
素子５１１の端面に入射することで、当該ファイバ光増
幅素子５１１を励起する。
【００５９】すなわち、上記構成による波長可変光源で
は、光増幅器駆動回路５２の励起用ポンプ光源５２２で
発生される励起光をファイバ光増幅素子５１１に入射す
ることでその内部に反転分布を形成し、これによって半
導体光増幅素子と同様に、ファイバ光増幅素子５１１に
自然放出光を発生させる。このファイバ光増幅素子５１
１は、外部から入射される光が通過すると内部に誘導放
出が起こり、出射端から光増幅された光を出力する。
【００６０】そこで、励起用ポンプ光源５２２で発生さ
れる光をファイバ光増幅素子５１１に通し、ファイバ光
増幅素子５１１で発生した自然放出光が光共鳴反射器Ｃ
に入射する。このとき、回折格子３５で選択される波長
のみが共振し、共振波長の光のみが光増幅器５１側に再
反射され、増幅出力される。一方、励起用ポンプ光源５
２２の光は回折格子３５で選択されないため、光増幅器
５１に戻ることはなく、出力ファイバ５４から出力され
ることはない。
【００６１】図２に示す光共鳴反射器Ｃの構成は、図１
での反射率が２０％で透過率が８０％の光分岐素子３４
を使用した構成とは異なり、反射率が８０％で透過率が
２０％の光分岐素子３４′を使用した場合の構成であ
る。
【００６２】レンズ３３によって平行光に変換された光
増幅器５１からの自然放出光は、光分岐素子３４′に入
射される。光分岐素子３４′は、反射率が８０％で透過
率が２０％の特性を持ち、入射された平行光の２０％を
波長選択反射器である回折格子３５側に透過させる。回
折格子３５に入射された自然放出光のうち、選択された
ブラッグ波長の反射光が、再度光分岐素子３４′に入射
する。光分岐素子３４′に再入射した光のうち２０％が
光増幅器５１側に透過され、残り８０％の光が光分岐素
子３４′を反射して全反射ミラー４０に入射する。全反
射ミラー４０は、入射した光を全反射し、光分岐素子３
４′に再度入射させる。
【００６３】以下、回折格子３５と光分岐素子３４′お
よび全反射ミラー４０間で反射と透過が繰り返されるこ
とで、回折格子３５で選択された波長で共振波長と一致
した光のみが回折格子３５と全反射ミラー４０間で共振
され、光分岐素子３４′から光共鳴反射器Ｃの反射光と
して光増幅器５１に戻る。
【００６４】その結果、第１実施形態で示した光共鳴反
射器Ｂの構成と同様、位相が一致している光が得られ、
光増幅器５１であるファイバ光増幅素子５１１を透過す
ることで狭スペクトル線幅で光強度の強い光が得られ
る。
【００６５】第２実施形態では、光共鳴反射器Ｃに使用
する光分岐素子３４′として、反射率が８０％で透過率
が２０％の特性を有する場合について説明したが、光共
鳴反射器Ｃの特性として、波長に対して急峻な反射特性
が得られる範囲であれば、反射率が９０％〜６０％で透
過率が１０％〜４０％のものを使用してもよい。
【００６６】以上述べた第１、第２実施形態では、波長
可変方法として、回折格子３５の角度調整を行う角度調
整機構３６と共振器長の調整を行う平行移動機構３８と
を個別に制御する方法で説明したが、従来技術で説明し
たサインバー機構を使用してもよい。
【００６７】また、第１、第２実施形態では、回折格子
３５側を平行移動させ、共振器長の調整を行う構造で説
明したが、全反射ミラー４０側に平行移動機構を持たせ
て、全反射ミラー４０の平行移動で共振器長の調整を行
ってもよい。この場合の回折格子３５は角度調整機構の
角度調整による回転だけの動きとなり、構造が簡単にな
る。
【００６８】次に、この発明の第３実施形態による外部
共振器型波長可変光源の構成を図３に示す。なお、図３
において、図１、図２と同一部分には同一符号を付して
示し、ここでは重複する説明を省略する。
【００６９】図３において、光増幅器３１または５１の
一方の端面から出射される自然放出光は、レンズ３３を
介して光共鳴反射器Ｄに入射される。この光共鳴反射器
Ｄは、光分岐素子６１、全反射ミラー６２、光バンドパ
スフィルタ６３、全反射ミラー６４、角度調整機構６
５、平行移動機構６６で構成される。
【００７０】ここで、光分岐素子６１はレンズ３３から
の平行光を反射して光バンドパスフィルタ６３を介して
第１の全反射ミラー６２に導くと共に、光バンドパスフ
ィルタ６３を介して入射される全反射ミラー６２からの
反射光を一部全反射ミラー６４に向けて透過し、一部光
増幅器３１または５１に向けて反射する。全反射ミラー
６２，６４はいずれも入射光をその光軸に対して平行に
全反射するもので、両者間で所定波長の光を共振させる
機能を有する。
【００７１】一方、角度調整機構６５は波長可変駆動回
路６７により光バンドパスフィルタ６３の入射光軸に対
する角度を調整可能となっている。また、平行移動機構
６６は位置調整駆動回路６８により第１の全反射ミラー
６２を入射光軸に対して平行に移動可能となっている。
また、光バンドパスフィルタ６３は干渉膜を利用したも
ので、光の入射角度に応じて透過ピーク波長が変化する
特性を有する。
【００７２】すなわち、上記構成による波長可変光源で
は、波長選択反射器として、回折格子を使用した構造の
代わりに、干渉膜を利用した光バンドパスフィルタ６３
と全反射ミラー６２，６４から形成される波長選択反射
器を使用して光共鳴反射器Ｄを構成している。光バンド
パスフィルタ６３でも、平行光の入射角度を垂直から角
度を持たせると透過ピーク波長が波長変化する。このた
め、回折格子と同様に、角度調整機構６５によりバンド
パスフィルタ６３を角度調整することによって波長変化
させることができる。また、どちらか一方の全反射ミラ
ー６２，６４（図では６２）を平行移動させることで、
共振波長を変化させることができる。
【００７３】なお、波長可変を必要としない場合には、
図４（図１〜図３と同一部分には同一符号を付して示
し、その説明は省略する）に示すように、光共鳴反射器
Ｅを基本的に光導波路で形成することができる。
【００７４】この場合、光共鳴反射器Ｅにおける光導波
路の入出力端面はＡＲコート７１，７２により無反射処
理が施されており、波長選択反射器としてＤＢＲ（分布
反射型ブラッグ反射器）領域をもった光導波路７３と光
増幅器３１または５１からの光を入射する光導波路７４
とが方向性光結合領域で結合されている。方向性光結合
領域の特性は、もう一方の光導波路に光が移る結合特性
として、１０％〜４０％の結合率が望ましい。
【００７５】
【発明の効果】この発明によれば、光増幅器の駆動状態
が変化しても安定な波長の光が得られ、波長可変した場
合も安定したモードホップのない連続波長可変が行える
外部共振器型波長可変光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態による外部共振器型波
長可変光源の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の第２実施形態による外部共振器型波
長可変光源の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の第３実施形態による外部共振器型波
長可変光源の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の応用例として、光導波路型光共鳴反
射器による光源の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の回折格子を使用した外部共振器型波長可
変ＬＤ光源の構成を示す図である。
【図６】従来の光共鳴反射器を使用した外部共振器型波
長可変ＬＤ光源の構成を示す図である。
【図７】従来の波長可変機構の一種であるサインバー機
構の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ ＬＤ １１１ ＡＲコート １２ ＬＤ駆動回路 １３，１５，１７ レンズ １４ 回折格子 １６ 光アイソレータ １８ 出力ファイバ １９ 角度調整機構 ２０ 波長可変駆動回路 ２１ 平行移動機構 ２２ 位置調整駆動回路 ２３ 光分岐素子 ２４ 全反射ミラー Ａ〜Ｅ 光共鳴反射器 ３１ 光増幅器 ３１１ 半導体光増幅素子 ３１２，３１３ ＡＲコート ３２ 光増幅器駆動回路 ３３，４１，４３ レンズ ３４ 光分岐素子 ３５ 回折素子 ３６ 角度調整機構 ３７ 波長可変駆動回路 ３８ 平行移動機構 ３９ 位置調整駆動回路 ４０ 全反射ミラー ４２ 光アイソレータ ４４ 出力ファイバ ５１ 光増幅器 ５１１ ファイバ光増幅器 ５２ 光増幅器駆動回路 ５２１ 光合波分波器 ５２２ 励起用ポンプ光源 ５３ 光アイソレータ ５４ 出力ファイバ ６１ 光分岐素子 ６２ 第１の全反射ミラー ６３ 光バンドパスフィルタ ６４ 第２の全反射ミラー ６５ 角度調整機構 ６６ 平行移動機構 ６７ 位相可変駆動回路 ６８ 位置調整駆動回路 ７１，７２ ＡＲコート ７３，７４ 光導波路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 両端面が無反射処理され、自然放出光を
    発生する光増幅器(31,51) と、 この光増幅器(31,51) を駆動する光増幅器駆動回路(32,
    52) と、 前記光増幅器(31,51) の一方の端面から放射される自然
    放出光を入射し、任意の波長で共振して前記光増幅器(3
    1,51) の同一端面に反射する光共鳴反射器(B,C,D) と、 この光共鳴反射器(B,C,D) の光共振波長を制御する波長
    制御手段(36,37,65,67) と、 前記光共鳴反射器(B,C,D) の共振長を制御する共振長制
    御手段(38,39,66,68)と、 前記光共鳴反射器(B,C,D) からの反射光が増幅されて、
    前記光増幅器(31,51)の他方の端面から出射する光を抽
    出出力する光出力手段(41,42,43,44) とを具備すること
    を特徴とする外部共振器型波長可変光源。
  2. 【請求項２】 前記光共鳴反射器(B) は、 入射角度に応じて異なる波長の光を入射光軸と平行に反
    射する回折格子(35)と、 入射光を入射光軸と平行に反射する全反射ミラー(40)
    と、 前記光増幅器(31)からの光を前記回折格子(35)に反射
    し、当該回折格子(35)からの反射光の一部を透過して前
    記全反射ミラー(40)に導いて前記回折格子(35)と全反射
    ミラー(40)との間で共振させ、同時に前記回折格子(35)
    からの反射光を前記光増幅器(31)に向けて反射する光分
    岐素子(34)とを備えることを特徴とする請求項１に記載
    の外部共振器型波長可変光源。
  3. 【請求項３】 前記光共鳴反射器(C) は、 入射角度に応じて異なる波長の光を入射光軸と平行に反
    射する回折格子(35)と、 入射光を入射光軸と平行に反射する全反射ミラー(40)
    と、 前記光増幅器(C) からの光を透過して前記回折格子(35)
    に導き、当該回折格子(35)からの反射光の一部を反射し
    て前記全反射ミラー(40)に導いて前記回折格子(35)と全
    反射ミラー(40)との間で共振させ、同時に前記回折格子
    (35)からの反射光を透過して前記光増幅器(C) に導く光
    分岐素子 (34′) とを備えることを特徴とする請求項１
    に記載の外部共振器型波長可変光源。
  4. 【請求項４】 前記波長制御手段(36,37) は前記回折格
    子(35)の入射光軸に対する角度を調整し、前記共振長制
    御手段(38,39) は前記回折格子(35)、前記全反射ミラー
    (40)の少なくともいずれか一方を入射光軸に沿って平行
    移動させるようにしたことを特徴とする請求項２、３の
    いずれかに記載の外部共振器型波長可変光源。
  5. 【請求項５】 前記光共鳴反射器(D) は、 互いに対向配置され、それぞれ入射光軸と平行に入射光
    を反射する第１および第２の全反射ミラー(62,64) と、 前記光増幅器(51)からの光を反射して前記第１の全反射
    ミラー(62)に導き、当該ミラー(64)からの反射光の一部
    を透過して前記第２の全反射ミラー(64)に導いて前記第
    １および第２の全反射ミラー(62,64) 間で共振させ、同
    時に第１の全反射ミラー(62)からの反射光を反射して前
    記光増幅器(51)に導く光分岐素子(61)と、 前記第１お
    よび第２の全反射ミラー(62,64) のいずれか一方と前記
    光分岐素子(61)との光路中に配置され、その光軸に対す
    る角度に応じて異なる波長の光を透過する光バンドパス
    フィルタ(63)とを備えることを特徴とする請求項１に記
    載の外部共振器型波長可変光源。
  6. 【請求項６】 前記波長制御手段(65,67) は前記光バン
    ドパスフィルタ(63)の入射光軸に対する角度を調整し、
    前記共振長制御手段(66,68) は前記第１および第２の全
    反射ミラー(62,64) の少なくともいずれか一方を入射光
    軸に沿って平行移動させるようにしたことを特徴とする
    請求項５に外部共振器型波長可変光源。
  7. 【請求項７】 前記光増幅器(31)は、両端面に無反射処
    理が施された半導体光増幅素子(311) であることを特徴
    とする請求項１に記載の外部共振器型波長可変光源。
  8. 【請求項８】 光増幅器(51)はファイバ型光増幅素子(5
    11) であり、 前記光増幅器駆動回路(52)は、励起用ポンプ光源(522)
    と光合波分波器(521)を備え、前記励起用ポンプ光源(52
    2) で発生される励起光を前記光合波分波器(521) を介
    して前記ファイバ型光増幅素子(511) の一方の端面に入
    射し、その端面からの出射光を前記光合波分波器(521)
    を介して出射するようにしたことを特徴とする請求項１
    に記載の外部共振器型波長可変光源。
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