JPH0945983A - Variable wavelength semiconductor laser - Google Patents

Variable wavelength semiconductor laser

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JPH0945983A
JPH0945983A JP19378995A JP19378995A JPH0945983A JP H0945983 A JPH0945983 A JP H0945983A JP 19378995 A JP19378995 A JP 19378995A JP 19378995 A JP19378995 A JP 19378995A JP H0945983 A JPH0945983 A JP H0945983A
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JP
Japan
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semiconductor laser
laser light
laser
resonator
incident
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JP19378995A
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Inventor
Madoka Hamada
圓 濱田
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Ando Electric Co Ltd
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Ando Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a variable wavelength semiconductor laser in which the continuous phase wavelength variation width can be enlarged only through simple adjustment of mechanism without requiring correction for each wavelength. SOLUTION: A laser beam emitted from one edge of a semiconductor laser 1 is branched by an optical demultiplexer 31 and directed partially to a control section 32. The control section 32 controls a resonator or an optical attenuator 30, inserted between the resonator and the semiconductor laser 1, such that the incident laser beam has a constant intensity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば光コヒー
レント通信や光コヒーレント計測の光源として用いて好
適な波長可変半導体レーザ光源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength tunable semiconductor laser light source suitable for use as a light source for optical coherent communication or optical coherent measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にレーザ励振器(以降、レーザと称
する)は、発振利得が極小値になる波長で発振する。即
ち外部共振器型半導体レーザでは、その発振利得は外部
共振器の光損失から半導体レーザの光利得を減じた値で
あり、半導体レーザの光利得は波長変化に伴って緩やか
に変化し、外部共振器の光損失が最小となる波長におい
て発振する。
2. Description of the Related Art Generally, a laser exciter (hereinafter referred to as a laser) oscillates at a wavelength at which an oscillation gain has a minimum value. That is, in the external resonator type semiconductor laser, the oscillation gain is a value obtained by subtracting the optical gain of the semiconductor laser from the optical loss of the external resonator, and the optical gain of the semiconductor laser changes gently with the wavelength change, and the external resonance It oscillates at the wavelength where the optical loss of the container is minimized.

【0003】ところで平面鏡2枚から構成された共振器
には、反射率が最大となるモード、即ち光損失が最小と
なる多数の共振モードが存在する。そこで、平面鏡の一
方に回折格子等の波長フィルタを用いると、この回折格
子等で定まる光損失が最小となる波長帯の、数本以下の
共振モードにおいて発振する。
By the way, in a resonator composed of two plane mirrors, there are a number of resonance modes in which the reflectance is maximum, that is, the optical loss is minimum. Therefore, when a wavelength filter such as a diffraction grating is used for one of the plane mirrors, oscillation occurs in several or less resonance modes in the wavelength band in which the optical loss determined by the diffraction grating or the like is minimized.

【0004】以下に、回折格子を用いた単一モード発振
の外部共振器型半導体レーザを光源とし、その波長を可
変する場合を考える。この場合、回折格子により得られ
る最小光損失となる波長の変化機構は、一般に共振モー
ドの波長の変化機構と独立であり、波長可変には2つの
可変機構が必要となる。このため、これら2つの変化量
の差による発振モード飛びが必然的に生じ、これを避け
ることは困難である。即ち、波長可変半導体レーザの多
くは、こうしたモード飛びを伴うために、その波長の連
続可変は不可能である。
A case will be considered below in which a single mode oscillation external resonator type semiconductor laser using a diffraction grating is used as a light source and the wavelength thereof is variable. In this case, the wavelength changing mechanism that produces the minimum optical loss obtained by the diffraction grating is generally independent of the wavelength changing mechanism of the resonance mode, and two variable mechanisms are required for wavelength tuning. Therefore, the oscillation mode jumps inevitably occur due to the difference between these two changes, and it is difficult to avoid this. That is, many wavelength tunable semiconductor lasers cannot continuously tune their wavelengths because such mode jumps occur.

【0005】そこで一般には、本来は独立した2つの変
化機構によって可変されるべき波長を、1つの可変機構
によって、数十nmに亙って連続可変させている。これ
以降、このように可変である波長の連続性を位相連続性
と称する。例えば、従来の波長可変半導体レーザの例と
しては、特開平7−74421号公報に示される様なも
のがある。
Therefore, in general, the wavelength that should be tunable by two independent changing mechanisms is continuously tuned by several tens of nm by one tunable mechanism. Hereinafter, the wavelength continuity that is variable in this way is referred to as phase continuity. For example, as an example of a conventional wavelength tunable semiconductor laser, there is one as disclosed in JP-A-7-74421.

【0006】図6に、従来技術による位相連続な波長可
変半導体レーザの構成例を示す。なお図6に示す波長可
変半導体レーザは、特開平7−74421号公報の図1
に示すものと同一であるので、その動作の詳細な説明は
省略し、以下に構成のみを簡単に説明する。
FIG. 6 shows an example of the structure of a conventional phase-tunable wavelength tunable semiconductor laser. Note that the wavelength tunable semiconductor laser shown in FIG. 6 is similar to that shown in FIG.
Since it is the same as that shown in FIG. 3, detailed description of its operation will be omitted, and only the configuration will be briefly described below.

【0007】図6において、12は集積型半導体レーザ
であり、その一端面には無反射膜2が設けられており、
駆動回路10により駆動されるとともに、屈折率可変回
路13によって共振器長の調整も可能に構成されてい
る。この集積型半導体レーザ12の他端面Cから回折格
子7までの間は、レンズ3aを介した共振器になってお
り、この共振器内で励起されたレーザ光は、上述の面C
からレンズ3b、光アイソレータ4および集光用のレン
ズ5を介して、光ファイバ6へと出力される。
In FIG. 6, reference numeral 12 is an integrated semiconductor laser having an antireflection film 2 provided on one end surface thereof.
It is configured to be driven by the drive circuit 10 and also capable of adjusting the resonator length by the refractive index variable circuit 13. Between the other end surface C of this integrated semiconductor laser 12 and the diffraction grating 7 is a resonator through the lens 3a, and the laser light excited in this resonator is the surface C described above.
Is output to the optical fiber 6 via the lens 3b, the optical isolator 4 and the condenser lens 5.

【0008】図6に示す集積型半導体レーザ12におい
て、無反射膜2側から出射された光は、レンズ3aによ
り平行光に変換されて回折格子7に入射する。回折格子
7は棒8の一端部Bに固定されており、この棒8の一端
部Bおよび他端部Aは、それぞれ直交するY軸、および
光軸と等しいX軸上を移動できる平行移動機構9a、9
bにより移動可能となっている。またY軸上の平行移動
機構9aは、共振器長調整機構11を備えている。
In the integrated semiconductor laser 12 shown in FIG. 6, the light emitted from the non-reflection film 2 side is converted into parallel light by the lens 3a and enters the diffraction grating 7. The diffraction grating 7 is fixed to one end B of a rod 8, and one end B and the other end A of the rod 8 can move on a Y-axis and an X-axis that are orthogonal to the optical axis, respectively. 9a, 9
It can be moved by b. The parallel movement mechanism 9 a on the Y axis includes a resonator length adjustment mechanism 11.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】一般に半導体レーザ
(12)は、広い波長範囲にわたる光利得を持っている
が、図7に示すように、その値は波長によって緩やかに
変化する。これに比べて、波長可変半導体レーザにおけ
る共振器の光損失は、図8に示すように波長に対してほ
ぼ一定である。一方、発振利得は光損失から光利得を減
算したものであるから、発振利得にほぼ比例する閾値電
流は、図9に示すように、図7とは逆の特性を示す。
Generally, the semiconductor laser (12) has an optical gain over a wide wavelength range, but as shown in FIG. 7, its value changes gently depending on the wavelength. On the other hand, the optical loss of the resonator in the wavelength tunable semiconductor laser is almost constant with respect to the wavelength as shown in FIG. On the other hand, since the oscillation gain is obtained by subtracting the optical gain from the optical loss, the threshold current, which is almost proportional to the oscillation gain, has a characteristic opposite to that of FIG. 7, as shown in FIG.

【0010】さらに閾値電流が上昇すると、半導体レー
ザの屈折率は減少するので、発振利得による屈折率の変
化量は、図10に示すような特性となる。このとき図1
0に比例して共振器長が波長により変化し、非線形誤差
を生じる。ただし、以上の説明は定性的なものであり、
例えば閾値電流を測定して、非線形誤差を見積もる場合
等は、正確には行えない。
When the threshold current further increases, the refractive index of the semiconductor laser decreases, so that the amount of change in the refractive index due to the oscillation gain has the characteristic shown in FIG. At this time
The resonator length changes with wavelength in proportion to 0, which causes a non-linear error. However, the above explanation is qualitative,
For example, when the threshold current is measured and the nonlinear error is estimated, it cannot be accurately performed.

【0011】もちろん共振器長調整機構11以外にも調
整機構の設定は可能である。さらに、波長によらずに一
定の屈折率値になるように、屈折率可変回路13を用い
ることでも可能となり、こうすることにより調整分解能
は、共振器長調整機構11による場合より高くなる。
Of course, it is possible to set an adjusting mechanism other than the resonator length adjusting mechanism 11. Further, it becomes possible to use the refractive index variable circuit 13 so that the refractive index value becomes constant irrespective of the wavelength, and by doing so, the adjustment resolution becomes higher than that of the resonator length adjusting mechanism 11.

【0012】ただし、何れにしても非線形誤差は、これ
らの調整によっては相殺できない。したがって従来は、
例えば機構的調整を行いながら位相連続波長可変幅がさ
らに広がるように、屈折率可変回路13により波長毎に
光学補正し、その値を記憶しておき、さらに波長可変毎
に補正をする方法が考えられている。しかしこの方法に
あっては、調整に時間がかかる上に補正値はモード飛び
がないというだけで最適値である保証はなかった。
However, in any case, the non-linear error cannot be canceled by these adjustments. So conventionally,
For example, there may be a method of performing optical correction for each wavelength by the refractive index variable circuit 13 so as to further widen the phase continuous wavelength tunable width while performing mechanical adjustment, storing the value, and further performing correction for each wavelength tunable. Has been. However, in this method, there is no guarantee that the correction value is the optimum value because the adjustment takes time and the mode does not skip.

【0013】以上説明したように従来は、位相連続波長
可変幅を広げるために、非線形誤差を見積り、波長ごと
に補正を行うために、調整に時間がかかり、さらに上述
のような理由から補正値は不正確であった。
As described above, conventionally, in order to widen the phase continuous wavelength tunable range, the nonlinear error is estimated and the correction is performed for each wavelength. Therefore, it takes a lot of time for adjustment. Was inaccurate.

【0014】この発明は、上述のような背景の下になさ
れたもので、波長ごとの補正を必要とせず、単純な機構
調整のみで、位相連続波長可変幅を拡大できる波長可変
半導体レーザを提供することを目的としている。
The present invention has been made under the background as described above, and provides a wavelength tunable semiconductor laser capable of expanding the phase continuous wavelength tunable width without requiring correction for each wavelength and only by simple mechanism adjustment. The purpose is to do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1に記載の発明にあっては、一端面が出
力側共振器鏡であり、前記一端面と他端面の両側にレー
ザ光を出射する半導体レーザ発振手段と、前記他端面側
の前記レーザ光の光軸上に配置され、前記半導体レーザ
発振手段とによって共振器を形成し、前記レーザ光を所
定の角度で入射し、前記光軸上に反射する回折格子と、
前記光軸上において前記回折格子の角度と前記共振器長
を変化させる平行移動手段と、前記半導体レーザと前記
回折格子との間の前記光軸上に挿入され、減衰量が変更
自在に形成された光減衰器と、前記半導体レーザ発振手
段の前記出力側共振器鏡から出射された前記レーザ光を
2分岐する分岐手段と、前記分岐手段により分岐された
前記レーザ光の一方が入射され、前記入射レーザ光強度
に基づいて前記光減衰器の減衰量を制御する制御部とを
具備することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, one end face is an output side resonator mirror, and both ends of the one end face and the other end face are provided. A semiconductor laser oscillating means for emitting laser light and an optical axis of the laser light on the other end face side are arranged, and a resonator is formed by the semiconductor laser oscillating means, and the laser light is incident at a predetermined angle. A diffraction grating reflecting on the optical axis,
A parallel moving unit that changes the angle of the diffraction grating and the resonator length on the optical axis, and the optical axis between the semiconductor laser and the diffraction grating are inserted so that the attenuation amount is changeable. Optical attenuator, branching means for branching the laser light emitted from the output side resonator mirror of the semiconductor laser oscillation means into two, and one of the laser light branched by the branching means is incident, And a control unit for controlling the amount of attenuation of the optical attenuator based on the intensity of the incident laser light.

【0016】また、請求項2に記載の発明にあっては、
一端面が出力側共振器鏡であり、前記一端面と他端面の
両側にレーザ光を出射する半導体レーザ発振手段と、前
記半導体レーザ発振手段の他端面から出射された前記レ
ーザ光が入射される共振器と、前記半導体レーザと前記
共振器との間の前記光軸上に挿入され、減衰量が変更自
在に形成された光減衰器と、前記半導体レーザ発振手段
の前記出力側共振器鏡から出射された前記レーザ光を2
分岐する分岐手段と、前記分岐手段により分岐された前
記レーザ光の一方が入射され、前記入射レーザ光強度に
基づいて前記光減衰器の減衰量を制御する制御部とを具
備することを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 2,
One end face is an output side resonator mirror, and semiconductor laser oscillation means for emitting laser light to both sides of the one end face and the other end face, and the laser light emitted from the other end face of the semiconductor laser oscillation means are incident. From a resonator, an optical attenuator that is inserted on the optical axis between the semiconductor laser and the resonator, and has an adjustable attenuation amount, and from the output-side resonator mirror of the semiconductor laser oscillation means. The emitted laser light is 2
It comprises: a branching unit for branching, and one of the laser beams branched by the branching unit, and a control unit for controlling the attenuation amount of the optical attenuator based on the intensity of the incident laser beam. To do.

【0017】また、請求項3に記載の発明にあっては、
請求項2に記載の波長可変半導体レーザでは、前記共振
器は、前記レーザ光が入射されるハーフミラーと、前記
入射するレーザ光の光軸の直交軸上に、前記ハーフミラ
ーを挟んで対向する全反射鏡、および前記レーザ光を所
定の角度で入射し前記直交軸上に反射する回折格子と、
前記全反射鏡を前記直交軸方向に平行移動させる平行移
動手段と、前記回折格子の角度を変化させる回転手段と
から構成され、前記半導体レーザ発振手段から前記ハー
フミラーに入射した前記レーザ光の一部は前記全反射鏡
側に反射され、前記全反射鏡によって反射された前記レ
ーザ光の一部は前記ハーフミラーによって前記光軸側に
反射されるとともに一部は透過して前記回折格子に入射
し、前記回折格子によって反射された前記レーザ光は一
部が前記ハーフミラーを透過することを特徴とする。
In the invention according to claim 3,
3. The wavelength tunable semiconductor laser according to claim 2, wherein the resonator faces a half mirror on which the laser light is incident, on the axis orthogonal to the optical axis of the incident laser light with the half mirror interposed therebetween. A total reflection mirror, and a diffraction grating which makes the laser light incident at a predetermined angle and reflects on the orthogonal axis,
One of the laser beams incident on the half mirror from the semiconductor laser oscillating means is composed of a parallel moving means for moving the total reflection mirror in parallel in the orthogonal axis direction and a rotating means for changing the angle of the diffraction grating. Part is reflected to the total reflection mirror side, and part of the laser light reflected by the total reflection mirror is reflected to the optical axis side by the half mirror and part of the laser light is incident on the diffraction grating. However, a part of the laser light reflected by the diffraction grating is transmitted through the half mirror.

【0018】また、請求項4に記載の発明にあっては、
請求項1ないし請求項3の何れかに記載の波長可変半導
体レーザでは、前記制御部は、前記入射レーザ光強度が
一定値になるよう前記光減衰器の減衰量を制御すること
を特徴とする。
Further, in the invention according to claim 4,
The tunable semiconductor laser according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls an attenuation amount of the optical attenuator so that the incident laser light intensity has a constant value. .

【0019】[0019]

【作用】この発明によれば、半導体レーザ発振手段の一
端面から出射され分岐部によって分岐されたレーザ光の
一部が制御部に入射され、制御部は入射されるレーザ光
の強度が一定値になるように、共振器あるいは共振器と
半導体レーザ発振手段との間に挿入された光減衰器の減
衰量を制御する。
According to the present invention, a part of the laser light emitted from the one end face of the semiconductor laser oscillating means and branched by the branch portion is incident on the control portion, and the control portion has a constant intensity of the incident laser light. Therefore, the attenuation amount of the resonator or the optical attenuator inserted between the resonator and the semiconductor laser oscillation means is controlled.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

A.第1の実施の形態 以下に、本発明の第1の実施の形態について説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態にかかる波長可変半導
体レーザの構成を示す構成図である。なお図1におい
て、図6に示す各部と対応する部分には同一の符号を付
し、その説明は省略する。
A. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a wavelength tunable semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 1, portions corresponding to the respective portions shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0021】図1において、1は半導体レーザ、30は
半導体レーザ1と回折格子7との間に構成された共振器
に挿入された光減衰器である。本実施の形態において光
減衰器30には、一例としてガラス板に金属膜を膜厚を
変えながら蒸着したものを用いており、この光減衰器3
0の減衰量は、後述の制御部32によって制御される。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a semiconductor laser, and 30 is an optical attenuator inserted in a resonator formed between the semiconductor laser 1 and the diffraction grating 7. In the present embodiment, as the optical attenuator 30, for example, a glass plate on which a metal film is deposited while changing the film thickness is used.
The attenuation amount of 0 is controlled by the control unit 32 described later.

【0022】31は光分波器であり、半導体レーザ1か
らレンズ3bおよび光アイソレータ4を介して出力され
たレーザ光を分岐させて、レンズ5と制御部32とに入
射させる。さらに32は制御部であり、入射された光強
度が一定値になるように光減衰器の減衰量を制御する。
この制御部32は一種の自動光出力制御であり、共振器
内の光損失を制御することで閾値電流を一定に制御し、
非線形誤差ΔL2(θ)(後述する)が0になるように制
御する。
Reference numeral 31 is an optical demultiplexer, which splits the laser light output from the semiconductor laser 1 through the lens 3b and the optical isolator 4 and makes the laser light incident on the lens 5 and the controller 32. Further, 32 is a control unit, which controls the attenuation amount of the optical attenuator so that the incident light intensity has a constant value.
This control unit 32 is a kind of automatic light output control, and controls the threshold current to be constant by controlling the optical loss in the resonator,
Control is performed so that the nonlinear error ΔL2 (θ) (described later) becomes zero.

【0023】図1に示す構成において、回折格子7の法
線Nと光軸とは角度π−θ[rad] をなす。この時、角O
ABは角θである。ここで、回折格子7の最大反射率に
相当する波長を、角θの関数としてλGR(θ)とし、また
回折格子7の格子間隔をdとすると、ブラッグの回折の
条件より、 λGR(θ)=2・d・sin θ ・・・(1) となる。また共振器長に比例する発振縦モードの波長
を、同様に角θの関数としてλFP(θ)とし、またモード
次数をmとする。また、棒8(即ち線分AB)の長さを
L0とすると、 λFP(θ)=2{L0・sin θ−L(θ)}/m ・・・(2) となる。
In the configuration shown in FIG. 1, the normal line N of the diffraction grating 7 and the optical axis form an angle π-θ [rad]. At this time, corner O
AB is the angle θ. Here, assuming that the wavelength corresponding to the maximum reflectance of the diffraction grating 7 is λGR (θ) as a function of the angle θ, and the grating interval of the diffraction grating 7 is d, λGR (θ) is calculated from the Bragg diffraction condition. = 2 · d · sin θ (1) Similarly, the wavelength of the oscillation longitudinal mode proportional to the cavity length is λFP (θ) as a function of the angle θ, and the mode order is m. If the length of the rod 8 (that is, the line segment AB) is L0, then λFP (θ) = 2 {L0 · sin θ−L (θ)} / m (2)

【0024】ここで、実際の共振器長とL0・sin θとの
差をL(θ)とおく。この場合、屈折率を考慮しなけれ
ば、L(θ)は線分OCによって一定であるが、実際に
は屈折率が波長により変化するので、L(θ)は波長θ
の関数となる。光学上、共振器長は物理長と屈折率との
積となるので、光学部品等は屈折率分を換算して考える
必要があり、例えば物理長300μm且つ屈折率3.3
の半導体レーザの共振器長は、300μm×3.3=9
90μmである。以下同様に換算し、特に断らないかぎ
り共振器長は屈折率換算で表す。
Here, the difference between the actual resonator length and L0 · sin θ is set to L (θ). In this case, if the refractive index is not taken into consideration, L (θ) is constant due to the line segment OC, but since the refractive index actually changes depending on the wavelength, L (θ) is the wavelength θ.
Is a function of Optically, the cavity length is the product of the physical length and the refractive index, so it is necessary to consider the refractive index component for optical components, for example, the physical length is 300 μm and the refractive index is 3.3.
The cavity length of the semiconductor laser is 300 μm × 3.3 = 9
It is 90 μm. The same applies to the following, and the resonator length is expressed in terms of refractive index unless otherwise specified.

【0025】ここで、(2)式よりモード間隔はλFP/
mである。これはモード飛びの目安ともなり、(1)式
と(2)式の差、即ちλGR−λFPがモード間隔λFP/m
を超える場合に、モード飛びが生じると考えることがで
きる。
Here, from equation (2), the mode interval is λFP /
m. This is also a measure of mode jump, and the difference between equations (1) and (2), that is, λGR-λFP is the mode interval λFP / m.
It can be considered that mode jump occurs when the value exceeds.

【0026】そこで初期条件として、θ=θ0である場
合にλGR−λFP=0となると仮定する。即ち、 λGR(θ0)=λFP(θ0) ・・・(3) である。次に、波長Δλの変化、角度Δθの変化があっ
た場合を考える。ここでΔλとΔθとの関係は、 Δλ=2・d・cos θ0・Δθ ・・・(4) と、計算される。
Therefore, as an initial condition, it is assumed that λGR-λFP = 0 when θ = θ0. That is, λGR (θ0) = λFP (θ0) (3). Next, consider a case where there is a change in wavelength Δλ and a change in angle Δθ. Here, the relationship between Δλ and Δθ is calculated as Δλ = 2 · d · cos θ0 · Δθ (4).

【0027】(4)式において、Δλが100nm程度
ならば、Δθの1次近似が成り立つので、(1)式ない
し(3)式より、
In the equation (4), if Δλ is about 100 nm, the first-order approximation of Δθ is established. Therefore, from the equations (1) to (3),

【数1】 となる。なおここでは、L(θ0+Δθ)=L(θ0)+ΔL
とおいた。
[Equation 1] Becomes Here, L (θ0 + Δθ) = L (θ0) + ΔL
I said.

【0028】また、ΔLは波長変化に伴う屈折率の変化
によるものである。しかしながら、レンズ等の光学部品
の屈折率は100nm程度の波長範囲では波長に比例す
る。一方、波長変化に伴う半導体レーザの発振利得の変
化による屈折率変化は、波長に比例しない非線形な値な
ので、さらにΔLを以下で表現する。 ΔL=L1・Δθ+ΔL2(θ) ・・・(6) さらに(6)式を(5)式に代入して、
Further, ΔL is due to the change in the refractive index due to the change in wavelength. However, the refractive index of optical components such as lenses is proportional to the wavelength in the wavelength range of about 100 nm. On the other hand, since the change in the refractive index due to the change in the oscillation gain of the semiconductor laser due to the change in wavelength is a non-linear value that is not proportional to the wavelength, ΔL is further expressed below. ΔL = L1 · Δθ + ΔL2 (θ) (6) Substituting equation (6) into equation (5),

【数2】 がモード間隔λFP/m以内となるように調整すればよ
い。
[Equation 2] Should be adjusted so that the value is within the mode interval λFP / m.

【0029】またさらに(7)式において、L(θ0)を
共振器長調整機構11により可変してL1の項と相殺す
るように調整し、(7)式における−2・L(θ0)/(m・
tanθ0)+2・L1/mの部分を0に近づければよい。
Further, in the equation (7), L (θ0) is adjusted by the resonator length adjusting mechanism 11 so as to be canceled by the term of L1, and −2 · L (θ0) / (m ・
It is sufficient to bring the part of (tan θ0) + 2 · L1 / m close to zero.

【0030】即ち制御部32は、光減衰器30によって
共振器の光損失を、光利得に対応して図2に示すように
変化させる。この結果、図3に示すように閾値電流が一
定となり、従って図4に示すように、発振利得による屈
折率の変化量を0、即ちΔL2(θ)=0とすることが可
能となる。
That is, the control unit 32 causes the optical attenuator 30 to change the optical loss of the resonator as shown in FIG. 2 in accordance with the optical gain. As a result, the threshold current becomes constant as shown in FIG. 3, and therefore, as shown in FIG. 4, the amount of change in the refractive index due to the oscillation gain can be set to 0, that is, ΔL2 (θ) = 0.

【0031】以上のように、半導体レーザの駆動電流を
一定に保ちながら、光出力が一定になるように共振器の
光損失を制御すれば、結果として閾値電流も一定とな
り、ΔL2(θ)=0が実現できる。この状態で機構調整
を行うことで比較的容易に位相連続性が向上する。
As described above, if the optical loss of the resonator is controlled so that the optical output becomes constant while keeping the driving current of the semiconductor laser constant, the threshold current also becomes constant, and ΔL2 (θ) = 0 can be realized. By performing the mechanism adjustment in this state, the phase continuity is relatively easily improved.

【0032】B.第2の実施の形態 次に、この発明の第2の実施の形態について説明する。
図5は本発明の第2の実施の形態にかかる波長可変半導
体レーザの構成を示す構成図である。なお図5におい
て、図1あるいは図6に示す各部と対応する部分には同
一の符号を付し、その説明は省略する。
B. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a wavelength tunable semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, parts corresponding to those shown in FIG. 1 or 6 are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted.

【0033】図5において21はハーフミラー、22は
全反射鏡、また23は点Bを中心に回折格子7を回転自
在に支持する回転機構である。さらに24は平行移動機
構であり、この実施の形態では点Cが移動する。本実施
の形態では、回折格子7と全反射鏡22との間に光共鳴
反射鏡を構成し、この間にハーフミラー21が挿入され
ている。
In FIG. 5, 21 is a half mirror, 22 is a total reflection mirror, and 23 is a rotating mechanism for rotatably supporting the diffraction grating 7 around the point B. Furthermore, 24 is a parallel movement mechanism, and in this embodiment, the point C moves. In the present embodiment, an optical resonance reflecting mirror is formed between the diffraction grating 7 and the total reflection mirror 22, and the half mirror 21 is inserted between them.

【0034】図5に示す構成において、ハーフミラー2
1の位置をS、半導体レーザ1の出力側端面をB'とす
ると、物理的共振器長は線分CS+SB'となる。また
線分CBは、光共鳴反射鏡の物理的共振器長である。本
実施の形態では、以上のような構成により、短共振器長
でも狭線幅化が可能な光共鳴反射鏡を用いた外部共振器
型半導体レーザにおいて、容易に広帯域位相連続波長可
変ができる。
In the configuration shown in FIG. 5, the half mirror 2
When the position of 1 is S and the output side end face of the semiconductor laser 1 is B ', the physical resonator length is the line segment CS + SB'. The line segment CB is the physical resonator length of the optical resonance mirror. According to the present embodiment, with the above-mentioned configuration, it is possible to easily tune the broadband phase continuous wavelength in the external resonator type semiconductor laser using the optical resonance reflecting mirror capable of narrowing the line width even with a short resonator length.

【0035】なお、上述の各実施の形態において光減衰
器30には、ガラス板に金属膜を膜厚を変えながら蒸着
したものを用いた例を挙げたが、例えばこの他に偏光板
等であってもよい。
In each of the above-mentioned embodiments, the optical attenuator 30 is exemplified by a glass plate on which a metal film is vapor-deposited while changing the film thickness. It may be.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
半導体レーザ発振手段の一端面から出射され分岐部によ
って分岐されたレーザ光の一部が制御部に入射され、制
御部は入射されるレーザ光の強度が一定値になるよう
に、共振器あるいは共振器と半導体レーザ発振手段との
間に挿入された光減衰器の減衰量を制御するので、時間
がかかる上に不正確な波長ごとの補正をすることなく非
線形誤差をなくし、単純な機構調整のみで位相連続波長
可変幅を拡大できる波長可変半導体レーザが実現可能で
あるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
A part of the laser light emitted from one end face of the semiconductor laser oscillating means and branched by the branching portion is made incident on the control portion, and the control portion makes a resonator or a resonance so that the intensity of the incident laser light becomes a constant value. Since it controls the amount of attenuation of the optical attenuator inserted between the laser and the semiconductor laser oscillation means, it takes time and eliminates non-linear errors without inaccurate correction for each wavelength. Thus, there is an effect that a wavelength tunable semiconductor laser capable of expanding the phase-continuous wavelength tunable width can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態にかかる波長可変半導体
レーザの概略構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a wavelength tunable semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における、レーザ光の波長と共振
器の光損失との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the wavelength of laser light and the optical loss of a resonator in the same embodiment.

【図3】同実施の形態における、レーザ光の波長と共振
器の閾値電流との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a wavelength of laser light and a threshold current of a resonator in the same embodiment.

【図4】同実施の形態における、レーザ光の波長と共振
器の屈折率の変化量との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the wavelength of laser light and the amount of change in the refractive index of the resonator in the same embodiment.

【図5】本発明の他の実施の形態にかかる波長可変半導
体レーザの概略構成を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a wavelength tunable semiconductor laser according to another embodiment of the present invention.

【図6】従来技術による波長可変半導体レーザの概略構
成を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a wavelength tunable semiconductor laser according to a conventional technique.

【図7】従来技術における、レーザ光の波長と半導体レ
ーザの光利得との関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the wavelength of laser light and the optical gain of a semiconductor laser in the prior art.

【図8】従来技術における、レーザ光の波長と共振器の
光損失との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the wavelength of laser light and the optical loss of a resonator in the prior art.

【図9】従来技術における、レーザ光の波長と共振器の
閾値電流との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a wavelength of laser light and a threshold current of a resonator in a conventional technique.

【図10】従来技術における、レーザ光の波長と共振器
の屈折率の変化量との関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the wavelength of laser light and the amount of change in the refractive index of the resonator in the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ 7 回折格子 8 棒 9a、9b 平行移動機構 11 共振器長調整機構 24 平行移動機構 30 光減衰器 31 光分波器 32 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 7 Diffraction grating 8 Rod 9a, 9b Parallel moving mechanism 11 Resonator length adjusting mechanism 24 Parallel moving mechanism 30 Optical attenuator 31 Optical demultiplexer 32 Control part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端面が出力側共振器鏡であり、前記一
端面と他端面の両側にレーザ光を出射する半導体レーザ
発振手段(1)と、 前記他端面側の前記レーザ光の光軸上に配置され、前記
半導体レーザ発振手段とによって共振器を形成し、前記
レーザ光を所定の角度で入射し、前記光軸上に反射する
回折格子(7)と、 前記光軸上において前記回折格子の角度と前記共振器長
を変化させる平行移動手段(9a、9b)と、 前記半導体レーザと前記回折格子との間の前記光軸上に
挿入され、減衰量が変更自在に形成された光減衰器(3
0)と、 前記半導体レーザ発振手段の前記出力側共振器鏡から出
射された前記レーザ光を2分岐する分岐手段(31)
と、 前記分岐手段により分岐された前記レーザ光の一方が入
射され、前記入射レーザ光強度に基づいて前記光減衰器
の減衰量を制御する制御部(32)とを具備することを
特徴とする波長可変半導体レーザ。
1. A semiconductor laser oscillating means (1), one end surface of which is an output side resonator mirror, which emits laser light to both sides of the one end surface and the other end surface, and an optical axis of the laser light on the other end surface side. A diffraction grating (7) which is arranged on the optical axis, forms a resonator with the semiconductor laser oscillating means, allows the laser light to enter at a predetermined angle, and reflects the laser light on the optical axis; A parallel moving means (9a, 9b) for changing the angle of the grating and the resonator length, and a light which is inserted on the optical axis between the semiconductor laser and the diffraction grating and whose attenuation amount is changeable. Attenuator (3
0) and a branching means (31) for branching the laser light emitted from the output side resonator mirror of the semiconductor laser oscillation means into two.
And one of the laser beams branched by the branching unit, and a control unit (32) for controlling the attenuation amount of the optical attenuator based on the intensity of the incident laser beam. Tunable semiconductor laser.
【請求項2】 一端面が出力側共振器鏡であり、前記一
端面と他端面の両側にレーザ光を出射する半導体レーザ
発振手段(1)と、 前記半導体レーザ発振手段の他端面から出射された前記
レーザ光が入射される共振器と、 前記半導体レーザと前記共振器との間の前記光軸上に挿
入され、減衰量が変更自在に形成された光減衰器(3
0)と、 前記半導体レーザ発振手段の前記出力側共振器鏡から出
射された前記レーザ光を2分岐する分岐手段(31)
と、 前記分岐手段により分岐された前記レーザ光の一方が入
射され、前記入射レーザ光強度に基づいて前記光減衰器
の減衰量を制御する制御部(32)とを具備することを
特徴とする波長可変半導体レーザ。
2. A semiconductor laser oscillating means (1), one end surface of which is an output-side resonator mirror, which emits laser light to both sides of the one end surface and the other end surface, and the other end surface of the semiconductor laser oscillating means. And an optical attenuator (3) which is inserted on the optical axis between the semiconductor laser and the resonator and in which the attenuation amount is changeable.
0) and a branching means (31) for branching the laser light emitted from the output side resonator mirror of the semiconductor laser oscillation means into two.
And one of the laser beams branched by the branching unit, and a control unit (32) for controlling the attenuation amount of the optical attenuator based on the intensity of the incident laser beam. Tunable semiconductor laser.
【請求項3】 前記共振器は、 前記レーザ光が入射されるハーフミラー(21)と、 前記入射するレーザ光の光軸の直交軸上に、前記ハーフ
ミラーを挟んで対向する全反射鏡(22)、および前記
レーザ光を所定の角度で入射し前記直交軸上に反射する
回折格子(7)と、 前記全反射鏡を前記直交軸方向に平行移動させる平行移
動手段(24)と、 前記回折格子の角度を変化させる回転手段(23)とか
ら構成され、 前記半導体レーザ発振手段から前記ハーフミラーに入射
した前記レーザ光の一部は前記全反射鏡側に反射され、 前記全反射鏡によって反射された前記レーザ光の一部は
前記ハーフミラーによって前記光軸側に反射されるとと
もに一部は透過して前記回折格子に入射し、 前記回折格子によって反射された前記レーザ光は一部が
前記ハーフミラーを透過することを特徴とする請求項2
に記載の波長可変半導体レーザ。
3. The half mirror (21) into which the laser light is incident, and the total reflection mirror (21) facing the optical axis of the incident laser light with the half mirror interposed therebetween. 22), and a diffraction grating (7) which makes the laser light incident at a predetermined angle and reflects it on the orthogonal axis, and a parallel moving means (24) for moving the total reflection mirror in parallel in the orthogonal axis direction, Rotating means (23) for changing the angle of the diffraction grating, and a part of the laser light incident on the half mirror from the semiconductor laser oscillating means is reflected toward the total reflection mirror side, and is reflected by the total reflection mirror. A part of the reflected laser light is reflected by the half mirror toward the optical axis and a part of the reflected laser light is incident on the diffraction grating, and the laser light reflected by the diffraction grating is partially. Claim 2, characterized by transmitting the half mirror
The tunable semiconductor laser according to item 1.
【請求項4】 前記制御部は、 前記入射レーザ光強度が一定値になるよう前記光減衰器
の減衰量を制御することを特徴とする請求項1ないし請
求項3の何れかに記載の波長可変半導体レーザ。
4. The wavelength according to claim 1, wherein the controller controls an attenuation amount of the optical attenuator so that the incident laser light intensity has a constant value. Tunable semiconductor laser.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086429A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Yokogawa Electric Corp Wavelength variable light source
CN107069425A (en) * 2017-05-12 2017-08-18 中国科学院半导体研究所 Multimode laser and its multimode adjusting method

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