JPH10107354A - Spectral linewidth control device for semiconductor laser beam source - Google Patents

Spectral linewidth control device for semiconductor laser beam source

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JPH10107354A
JPH10107354A JP25928996A JP25928996A JPH10107354A JP H10107354 A JPH10107354 A JP H10107354A JP 25928996 A JP25928996 A JP 25928996A JP 25928996 A JP25928996 A JP 25928996A JP H10107354 A JPH10107354 A JP H10107354A
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JP
Japan
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current
laser
oscillator
output
drive current
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JP25928996A
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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 provide a low-cost spectral linewidth control device, facilitating optical system composition, without increasing adjusting steps, within an outer resonator type semiconductor laser beam source. SOLUTION: An outer resonator type laser beam source is composed of a semiconductor laser oscillator by a semiconductor laser 11 having a non- reflecting mirror 12, a reflecting mirror 6 comprising a resonator together with the oscillator, and a laser drive circuit 14. Furthermore, the laser beam source is provided with a random noise producer 3, convoluting an output current with a laser driving current, a switch 15 convoluting and disconnecting the noise current with and from the laser drive current, as well as a controller 16 controlling the switch transfer operation and the noise current of the random noise current of the random noise producer 3. Through these procedures, the noise current by the random noise producer 3 is convoluted with the laser driving current at an arbitrary amplitude through the intermediary of the switch 15 by the controller 16. In such a constitution, the fluctuation in the laser drive current by the noise current becomes the fluctuation in optical frequency, thereby equivalently widening the spectral linewidth.

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、外部共振器型の
半導体レーザ光源のスペクトル線幅制御装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spectral line width controller for an external resonator type semiconductor laser light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】広範囲な波長可変光源として、外部共振
器型半導体レーザ光源がある(以下では、半導体レーザ
をLDと略称する)。このような外部共振器型LD光源
のスペクトル線幅は、長共振器化に伴い、100kHz
以下が得られている。これに対して、通常のLD単体で
のスペクトル線幅は、10MHzオーダーである。
2. Description of the Related Art There is an external cavity type semiconductor laser light source as a widely variable wavelength light source (hereinafter, a semiconductor laser is abbreviated as LD). The spectral line width of such an external resonator type LD light source has been increased to 100 kHz with the increase in the length of the resonator.
The following has been obtained. In contrast, the spectral line width of a normal LD alone is on the order of 10 MHz.

【0003】しかし、前記のような外部共振器型LD光
源を用いた測定においては、狭スペクトル線幅による可
干渉性(以下、コヒーレンシという)の良さが、逆に、
干渉ノイズとして測定誤差要因になることがある。通
常、測定系には反射点が存在し、測定光と反射光で干渉
が生じる。その干渉光強度は2光の光路差に依存し、光
路差は常に変動するので、干渉ノイズとして測定光強度
変動が生じる。なお、光路差変動としては、温度変化等
によるゆっくりした変化も伴うので、測定条件によって
は、平均化処理によっても低減できない場合がある。
However, in the measurement using the external cavity type LD light source as described above, the good coherence due to the narrow spectral line width (hereinafter referred to as coherency) is conversely.
In some cases, the interference noise causes a measurement error. Usually, a reflection point exists in the measurement system, and interference occurs between the measurement light and the reflected light. The interference light intensity depends on the optical path difference between the two lights, and the optical path difference always fluctuates, so that the measurement light intensity fluctuates as interference noise. In addition, since the optical path difference fluctuation involves a slow change due to a temperature change or the like, it may not be reduced even by the averaging process depending on the measurement conditions.

【0004】ところで、同一光源からの出力光を2つに
分岐し、互いに異なる光路長を経由した後、再度合波し
たときに、干渉縞が得られる最大の光路長差を可干渉距
離(以下、コヒーレンス長という)という。このコヒー
レンス長Dは、スペクトル線幅をΔνとすると、次の
(1)式で与えられる。 D=c/Δν ・・・(1) ここで、cは光速である。
By the way, when the output light from the same light source is branched into two light beams, passing through different optical path lengths, and then multiplexed again, the maximum optical path length difference at which interference fringes can be obtained is determined by the coherent distance (hereinafter referred to as the coherence distance). , Called the coherence length). The coherence length D is given by the following equation (1), where the spectral line width is Δν. D = c / Δν (1) where c is the speed of light.

【0005】この(1)式から、例えば、スペクトル線
幅Δνが100kHzのとき、干渉可能なコヒーレンス
長Dは約3kmで、10MHzのときは30mである。
すなわち、測定系の光路長条件によっては、従来LD単
体で測定した時には観測されなかった干渉ノイズが、外
部共振器型LDを使用したために顕著になることがあ
る。また、最近では、単体でも狭スペクトル線幅化した
LDが報告されているので、これを使用しても干渉ノイ
ズが現れる。
From the equation (1), for example, when the spectral line width Δν is 100 kHz, the coherence length D capable of interfering is about 3 km, and when it is 10 MHz, it is 30 m.
That is, depending on the optical path length conditions of the measurement system, interference noise that has not been observed when measuring with the LD alone in the related art may become significant due to the use of the external resonator type LD. In addition, recently, LDs with a narrow spectral line width have been reported, even when used alone, so that interference noise appears even when used.

【0006】そして、その干渉ノイズを低減する方法と
して、光源の出力光ファイバに応力を加えて出力光の偏
波状態を変動させる方法がある。しかし、この方法は光
周波数が変化するわけではないので、前記の平均化処理
と同様の効果しか望めない。そこで、従来からLD光源
の光周波数を変動させてスペクトル線幅を制御する方法
が用いられている。そのようなスペクトル線幅制御装置
として、例えば、特開平6−37382号公報に示され
る様なものがある。
As a method of reducing the interference noise, there is a method of applying a stress to the output optical fiber of the light source to change the polarization state of the output light. However, in this method, since the optical frequency does not change, only the same effect as the above-mentioned averaging process can be expected. Therefore, a method of controlling the spectral line width by changing the optical frequency of the LD light source has been conventionally used. As such a spectral line width control device, for example, there is one as disclosed in JP-A-6-37382.

【0007】次に、従来技術によるLD光源のスペクト
ル線幅制御装置の構成例を図3に示す。なお、この図3
に示すスペクトル線幅制御装置は、前記特開平6−37
382号公報の図2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。すなわち、図3において、反射鏡5と反射鏡6
により共振器が構成されており、その共振器中にゲイン
媒質1を有することで、レーザ発振を得ている。ここ
で、共振器長をLとすると、光周波数fは次の(2)式
で与えられる。 f=Nc/(2L) ・・・(2) ここで、Nは整数である。
Next, FIG. 3 shows an example of the configuration of a conventional apparatus for controlling the spectral line width of an LD light source. Note that FIG.
The spectral line width control device shown in FIG.
Since this is the same as that shown in FIG. 2 of Japanese Patent Publication No. 382, the detailed description of the operation is omitted, and only the configuration will be briefly described below. That is, in FIG.
, And a laser oscillation is obtained by having the gain medium 1 in the resonator. Here, assuming that the resonator length is L, the optical frequency f is given by the following equation (2). f = Nc / (2L) (2) where N is an integer.

【0008】この(2)式より、共振器長変化ΔLに対
する光周波数変化Δfは次の(3)式となる。 Δf=−fΔL/L ・・・(3) この(3)式より、例えば、光周波数fを200TH
z、共振器長Lを50mmとし、共振器長変化ΔLが振
幅±2.5nmの振動であるとすれば、光周波数変化Δ
fは±10MHz程度となる。また、共振器長変化ΔL
の振動がランダムであれば、測定側では光周波数変化Δ
fが等価的にスペクトル線幅Δνに相当し、従来のLD
単体の場合とほぼ同条件になる。なお、図3に示したよ
うに、反射鏡6には微小変位アクチュエータ2が取り付
けられ、ランダムノイズ発生器3からの信号により、微
小変位アクチュエータ2が反射鏡6に光軸方向のランダ
ムな振動を与える。反射鏡6の振動に伴い共振器長が変
動し、光周波数が変動する。
From this equation (2), the optical frequency change Δf with respect to the resonator length change ΔL is given by the following equation (3). Δf = −fΔL / L (3) From the equation (3), for example, the optical frequency f is set to 200 TH
z, the cavity length L is 50 mm, and the cavity length change ΔL is a vibration with an amplitude of ± 2.5 nm.
f is about ± 10 MHz. Also, the resonator length change ΔL
If the vibration of is random, the optical frequency change Δ
f is equivalent to the spectral line width Δν equivalently,
The conditions are almost the same as those of a single unit. As shown in FIG. 3, the minute displacement actuator 2 is attached to the reflecting mirror 6, and the minute displacement actuator 2 applies random vibration in the optical axis direction to the reflecting mirror 6 by a signal from the random noise generator 3. give. The resonator length fluctuates with the vibration of the reflecting mirror 6, and the optical frequency fluctuates.

【0009】次に、従来技術によるLD光源の他のスペ
クトル線幅制御装置の構成例を図4示す。なお、この図
4に示すスペクトル線幅制御装置は、前記特開平6−3
7382号公報の図3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。すなわち、図4において、反射鏡5と反射鏡
6により共振器が構成されており、その共振器中にゲイ
ン媒質1を有することで、レーザ発振を得ている。その
共振器中に有する位相変調器4をランダムノイズ発生器
3により駆動することで、共振器の屈折率が変動する。
その共振器内屈折率の変動は共振器長の変動となり、光
周波数が変動する。なお、位相変調器としては、LDに
集積された構成のものもある。
Next, FIG. 4 shows an example of the configuration of another conventional spectral line width control device for an LD light source. The spectral line width control device shown in FIG.
Since the operation is the same as that shown in FIG. 3 of Japanese Patent No. 7382, detailed description of its operation is omitted, and only the configuration will be briefly described below. That is, in FIG. 4, a resonator is formed by the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror 6, and the laser oscillation is obtained by having the gain medium 1 in the resonator. By driving the phase modulator 4 in the resonator by the random noise generator 3, the refractive index of the resonator fluctuates.
The change in the refractive index in the resonator changes the length of the resonator, and the optical frequency changes. In addition, as a phase modulator, there is also a phase modulator integrated in an LD.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、先ず、図3に
示した従来例では、振動を発生させるために、微小変位
アクチュエータ2が新たに必要となる。さらに、この微
小変位アクチュエータ2を光学系の反射鏡6に取り付け
るために、光源部の組立調整工数が増加してしまう。な
お、ランダムノイズ発生器3の周波数帯域は数10MH
z以上であっても、機械的振動の周波数帯域は数10k
Hzまでであるために、高速な測定条件の場合には、光
周波数変動による干渉ノイズ低減効果が減少するといっ
た問題もある。
However, first, in the conventional example shown in FIG. 3, a micro displacement actuator 2 is newly required to generate vibration. Further, since the micro-displacement actuator 2 is attached to the reflecting mirror 6 of the optical system, the man-hour for assembling and adjusting the light source unit increases. The frequency band of the random noise generator 3 is several tens MH.
frequency band of mechanical vibration is several tens of k
Since the frequency is up to Hz, there is also a problem that the effect of reducing interference noise due to optical frequency fluctuation is reduced under high-speed measurement conditions.

【0011】また、図4に示した従来例では、共振器中
に位相変調器4を設定するために、光学調整が複雑にな
る。その点、位相変調器集積型LDを使用すれば、調整
工数の増加は抑えられるが、このような集積型LDは、
製造工程が複雑で、通常のLDより高価になるといった
問題がある。なお、狭スペクトル線幅のLD単体の場合
には、位相変調器集積型でなければならないという問題
もある。
Further, in the conventional example shown in FIG. 4, since the phase modulator 4 is set in the resonator, the optical adjustment becomes complicated. In that regard, the use of a phase modulator integrated LD can suppress an increase in the number of adjustment steps, but such an integrated LD is
There is a problem that the manufacturing process is complicated and the cost is higher than that of a normal LD. In addition, in the case of a single LD having a narrow spectral line width, there is a problem that the LD must be a phase modulator integrated type.

【0012】そこで、この発明は、外部共振器型のLD
光源において、光学系の構成が簡易で、調整工数の増加
がなく、しかも、安価なスペクトル線幅制御装置を提供
することを目的としている。
Accordingly, the present invention provides an external resonator type LD.
It is an object of the present invention to provide an inexpensive spectral line width controller in which a light source has a simple optical system configuration, does not increase the number of adjustment steps, and is inexpensive.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項1記載の発明は、一端面に出力側共振器鏡を有
し、この出力側共振器鏡を有する一端面とその反対側の
無反射膜等の他端面との両側からレーザ光を出射するL
D発振手段と、このLD発振手段の前記他端面側の前記
レーザ光の光軸上に配置され、前記LD発振手段とによ
って共振器を構成する反射鏡と、前記LD発振手段にレ
ーザ駆動電流を供給するレーザ駆動回路と、を備えるL
D光源において、例えば、ランダムノイズ発生器等によ
る発振器と、この発振器の出力に基づき前記レーザ駆動
電流を変化させて制御する、例えば、スイッチおよび制
御部等からなる駆動電流可変制御手段と、を備えるよう
にした、LD光源のスペクトル線幅制御装置の構成を特
徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has an output side resonator mirror on one end face, and one end face having the output side resonator mirror and the opposite side. L that emits laser light from both sides of the other end surface of the anti-reflection film or the like
D oscillation means, a reflecting mirror arranged on the optical axis of the laser light on the other end surface side of the LD oscillation means and forming a resonator by the LD oscillation means, and a laser drive current supplied to the LD oscillation means. And a laser drive circuit for supplying
The D light source includes, for example, an oscillator using a random noise generator or the like, and a drive current variable control unit including, for example, a switch and a control unit that controls the laser drive current by changing the laser drive current based on the output of the oscillator. The configuration of the spectral line width control device for an LD light source is characterized.

【0014】ここで、LD発振手段としては、例えば、
出力側共振器鏡とは反対側の他端面に無反射膜を有する
LDにより構成されるが、他の構成によるものでもよ
い。また、駆動電流可変制御手段としては、例えば、ラ
ンダムノイズ発生器等の発振器からの出力電流をレーザ
駆動電流に重畳・遮断するスイッチと、そのスイッチの
切換動作および発振器の出力電流を制御する制御部とに
より構成されるが、他の構成によるものでもよい。
Here, as the LD oscillation means, for example,
It is composed of an LD having an anti-reflection film on the other end face opposite to the output side resonator mirror, but may have another configuration. Further, as the drive current variable control means, for example, a switch that superimposes and interrupts an output current from an oscillator such as a random noise generator on the laser drive current, and a control unit that controls the switching operation of the switch and the output current of the oscillator , But may have another configuration.

【0015】以上のように、請求項1記載の発明によれ
ば、LD光源において、駆動電流可変制御手段によっ
て、発振器の出力に基づきレーザ駆動電流を変化させて
制御するようにしたスペクトル線幅制御装置なので、発
振器の出力に基づくレーザ駆動電流の可変制御により、
光周波数を変動させて、スペクトル線幅を等価的に広げ
ることができる。しかも、発振器の出力に基づきレーザ
駆動電流を変化させて制御する駆動電流可変制御手段を
設けるだけなので、LD光源の改造を伴わずに、光学系
を簡易に構成したままで、調整工数の増加もなく、安価
に提供できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in the LD light source, the driving line variable control means changes the laser driving current based on the output of the oscillator to control the spectral line width. Because it is a device, by variably controlling the laser drive current based on the output of the oscillator,
By changing the optical frequency, it is possible to broaden the spectral line width equivalently. In addition, since only the drive current variable control means for controlling the laser drive current by changing it based on the output of the oscillator is provided, the number of adjustment steps can be increased without modifying the LD light source and keeping the optical system simple. And can be provided at low cost.

【0016】なお、請求項2記載の発明は、請求項1記
載のLD光源のスペクトル線幅制御装置であって、前記
駆動電流可変制御手段は、例えば、ランダムノイズ発生
器等の前記発振器からのノイズ電流等による出力電流を
前記レーザ駆動電流に重畳・遮断可能とするように切換
動作するスイッチと、このスイッチの切換動作および前
記発振器(ランダムノイズ発生器等)の出力電流(ノイ
ズ電流等)を制御する制御部と、からなる構成を特徴と
している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the spectral line width control device for an LD light source according to the first aspect, wherein the drive current variable control means includes, for example, a signal from the oscillator such as a random noise generator. A switch that performs a switching operation so that an output current due to a noise current or the like can be superimposed on or cut off from the laser driving current; and a switching operation of the switch and an output current (a noise current or the like) of the oscillator (a random noise generator or the like). And a control unit for controlling.

【0017】このように、請求項2記載の発明によれ
ば、請求項1記載の駆動電流可変制御手段が、発振器か
らの出力電流をレーザ駆動電流に重畳・遮断可能とする
スイッチの切換動作を制御部により制御し、かつ、この
制御部により発振器の出力電流を制御するので、制御部
によって、発振器の出力電流を制御しながら、その電流
をスイッチを介してレーザ駆動電流に重畳できる。従っ
て、発振器の出力に基づいてレーザ駆動電流を可変制御
できる。
Thus, according to the second aspect of the present invention, the drive current variable control means according to the first aspect of the present invention controls the switching operation of the switch which enables the output current from the oscillator to be superimposed on or cut off from the laser drive current. Since the control section controls the output current of the oscillator by the control section, the control section can superimpose the current on the laser drive current via the switch while controlling the output current of the oscillator. Therefore, the laser drive current can be variably controlled based on the output of the oscillator.

【0018】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは2記載のLD光源のスペクトル線幅制御装置であっ
て、前記発振器は、前記レーザ駆動電流に重畳するノイ
ズ電流を生成するランダムノイズ発生器である構成を特
徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the spectral line width control device for an LD light source according to the first or second aspect, wherein the oscillator generates a random noise superimposed on the laser driving current. It features a configuration that is a generator.

【0019】このように、請求項3記載の発明によれ
ば、請求項1または2記載の発振器としてのランダムノ
イズ発生器によって、レーザ駆動電流に重畳するノイズ
電流を生成するので、レーザ駆動電流にノイズ電流を重
畳して、レーザ駆動電流を変動できる。
As described above, according to the third aspect of the present invention, the random noise generator as the oscillator according to the first or second aspect generates a noise current to be superimposed on the laser drive current. The laser drive current can be varied by superimposing the noise current.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係るLD光源
のスペクトル線幅制御装置の実施の形態例を図1および
図2に基づいて説明する。先ず、図1はこの発明を適用
した一例としてのLD光源のスペクトル線幅制御装置の
構成を示すブロック図である。ただし、この図1におい
て、前述した図3の各部と共通する部分には同一の符号
を付して示し、その説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a spectral line width control apparatus for an LD light source according to the present invention will be described below with reference to FIGS. First, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a spectrum line width control device of an LD light source as an example to which the present invention is applied. However, in FIG. 1, the same reference numerals are given to portions common to the respective portions in FIG. 3 described above, and description thereof will be omitted.

【0021】この図1において、11はLD、12は無
反射膜、13はレンズ、14はレーザ駆動回路、15は
スイッチ、16は制御部である。すなわち、先ず、LD
11には、図示のように、その一方の端面にコーティン
グ等による無反射膜12が形成されている。また、LD
11の無反射膜12と反対側の他方の端面と、そのLD
11の無反射膜12側の光軸上に配置される前述した反
射鏡6とで共振器が構成されている。つまり、LD11
の無反射膜12と反対側の他方の端面が出力側共振器鏡
となっており、このような出力側共振器鏡および無反射
膜12を互いの端面に有するLD11によりLD発振手
段が構成されている。なお、LD11と反射鏡6との間
の光軸上に配置されたレンズ13は、LD11の共振器
内への出射光を平行光に変換するコリメータである。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an LD, 12 denotes an anti-reflection film, 13 denotes a lens, 14 denotes a laser drive circuit, 15 denotes a switch, and 16 denotes a control unit. That is, first, LD
11, an anti-reflection film 12 made of a coating or the like is formed on one end face as shown. Also, LD
11, the other end face opposite to the anti-reflection film 12 and its LD
A resonator is constituted by the above-mentioned reflecting mirror 6 arranged on the optical axis of the anti-reflection film 12 on the side of 11. That is, LD11
The other end face opposite to the non-reflection film 12 is an output-side resonator mirror, and LD oscillation means is constituted by the LD 11 having such an output-side resonator mirror and the anti-reflection film 12 on both end faces. ing. Note that the lens 13 disposed on the optical axis between the LD 11 and the reflecting mirror 6 is a collimator that converts light emitted into the resonator of the LD 11 into parallel light.

【0022】従って、以上の無反射膜12および出力側
共振器鏡を有するLD11によるLD発振手段と、反射
鏡6と、コリメータレンズ13とによって、外部共振器
型LD光源が構成されている。さらに、レーザ駆動回路
14は、LD11に一定のレーザ駆動電流を供給するも
のである。そして、スイッチ15は、レーザ駆動回路1
4からLD11に出力されるレーザ駆動電流に、発振器
であるランダムノイズ発生器3から出力されるノイズ電
流を重畳させたり遮断させたりするために切換動作する
ものである。また、制御部16は、ランダムノイズ発生
器3の出力電流(ノイズ電流)を制御すると共に、スイ
ッチ15の切換動作も制御する。これらのスイッチ15
および制御部16から駆動電流可変制御手段が構成され
る。
Therefore, an external resonator type LD light source is constituted by the LD oscillating means of the LD 11 having the non-reflection film 12 and the output side resonator mirror, the reflection mirror 6, and the collimator lens 13. Further, the laser drive circuit 14 supplies a constant laser drive current to the LD 11. The switch 15 is connected to the laser drive circuit 1
The switching operation is performed to superimpose or cut off the noise current output from the random noise generator 3 as an oscillator on the laser drive current output from the LD 4 to the LD 11. The control unit 16 controls the output current (noise current) of the random noise generator 3 and also controls the switching operation of the switch 15. These switches 15
And the control section 16 constitute a drive current variable control means.

【0023】以上によって、外部共振器型LD光源のス
ペクトル線幅制御装置が構成されている。従って、以上
のような構成による外部共振器型LD光源のスペクトル
線幅制御装置によれば、ランダムノイズ発生器3からの
ノイズ電流は、制御部16により出力値を制御され、こ
の制御部16により切り換えられるスイッチ15によっ
て、レーザ駆動回路14から出力されるレーザ駆動電流
への重畳を制御される。
As described above, the spectral line width control device of the external cavity type LD light source is constituted. Therefore, according to the spectral line width control device of the external resonator type LD light source having the above-described configuration, the output value of the noise current from the random noise generator 3 is controlled by the control unit 16. The switch 15 that is switched controls the superimposition on the laser drive current output from the laser drive circuit 14.

【0024】ところで、一般に、レーザ駆動電流、すな
わち、LDへの注入電流の変動は、光出力および電子密
度の変動を伴う。図2はLD光源の注入電流と光出力お
よび電子密度の関係を示す特性図である。この図2の特
性図に示されるように、注入電流が閾値電流Ithに達す
るまで、光出力はほぼ零で、電子密度は注入電流に比例
して閾値電子密度Nthまで増加する。そして、閾値電流
Ithを越えると、注入電流は光として消化されるため、
光出力が比例的に増加し、電子密度はわずかに増加して
ゆく。この電子密度の変化は屈折率の変化と温度変化を
伴い、結果として光周波数の変化が生じる。
Incidentally, in general, the fluctuation of the laser driving current, that is, the injection current to the LD is accompanied by the fluctuation of the light output and the electron density. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the injection current of the LD light source, the light output, and the electron density. As shown in the characteristic diagram of FIG. 2, until the injection current reaches the threshold current Ith, the optical output is almost zero, and the electron density increases in proportion to the injection current to the threshold electron density Nth. When the current exceeds the threshold current Ith, the injected current is digested as light.
The light output increases proportionately and the electron density increases slightly. This change in electron density is accompanied by a change in refractive index and a change in temperature, resulting in a change in optical frequency.

【0025】ここで、一般に、InGaAsP系のLD
の特性は、注入電流による光出力の変化が約0.1mW
/mAで、注入電流による光周波数変化は、Nth以降の
変化量が鈍った後でも数GHz/mAである。ただし、
外部共振器型LDでは、光周波数変化への電子密度変化
の寄与が外部共振器の分だけ減少するので、注入電流に
よる光周波数変化はおよそ数100MHz/mAとな
る。例えば、数10MHzの光周波数変化に相当する光
出力変化は、0.01mW程度であり、光出力10mW
時における光出力変動に換算して、約0.005dBと
なる。光周波数をさらに変化させると、測定側での光強
度変動が大きくなり、ノイズとして観測されるが、この
場合は、干渉ノイズに観られるゆっくりとした変動等は
ないので、平均化処理により簡単に低減できる。
Here, generally, an InGaAsP-based LD is used.
Is that the change in optical output due to the injection current is about 0.1 mW
/ MA, the optical frequency change due to the injection current is several GHz / mA even after the change amount after Nth becomes dull. However,
In the external resonator type LD, the contribution of the electron density change to the optical frequency change is reduced by the external resonator, so that the optical frequency change due to the injection current is about several hundred MHz / mA. For example, an optical output change corresponding to an optical frequency change of several tens of MHz is about 0.01 mW, and an optical output of 10 mW
It becomes about 0.005 dB in terms of optical output fluctuation at the time. When the optical frequency is further changed, the light intensity fluctuation on the measurement side increases and is observed as noise.In this case, there is no slow fluctuation observed in the interference noise. Can be reduced.

【0026】また、LDの注入電流による変調周波数帯
域は、通常で1GHz程度であるから、光周波数変動幅
をそのままスペクトル線幅とみなしてよい。ここで、ラ
ンダムノイズ発生器3は、熱ノイズやショットノイズの
ような白色ノイズ、例えば、ツェナーダイオード等によ
り発生させたノイズを、数10MHz以上の帯域で、出
力電流振幅数mAまで任意増幅できるものが好ましい。
また、スイッチ15は、通常オフ状態で、スペクトル線
幅は制御していない。従って、スペクトル線幅を等価的
に広げて、コヒーレンシを劣化させたいときには、制御
部16によって、スイッチ15をオン状態に切り換え、
さらに必要に応じて、ランダムノイズ発生器3の出力電
流振幅を制御する。
Since the modulation frequency band due to the injection current of the LD is usually about 1 GHz, the fluctuation width of the optical frequency may be regarded as the spectrum line width as it is. Here, the random noise generator 3 is capable of arbitrarily amplifying white noise such as thermal noise or shot noise, for example, noise generated by a zener diode or the like to an output current amplitude of several mA in a band of several tens of MHz or more. Is preferred.
The switch 15 is normally off, and does not control the spectral line width. Therefore, when it is desired to broaden the spectral line width equivalently and degrade the coherency, the control unit 16 switches the switch 15 to the on state,
Further, the output current amplitude of the random noise generator 3 is controlled as needed.

【0027】以上の通り、本発明の実施の形態例に係る
LD光源のスペクトル線幅制御装置によれば、制御部1
6によりスイッチ15を切換動作して、ランダムノイズ
発生器3の出力に基づき、レーザ駆動電流を可変制御す
ることによって、光周波数を変動させることができ、従
って、スペクトル線幅を等価的に広げることができる。
しかも、ランダムノイズ発生器3の出力に基づきレーザ
駆動電流を可変制御するスイッチ15および制御部16
を設けただけのため、LD光源の改造を伴わずに、光学
系を簡易に構成したままで、調整工数の増加もなく、ス
ペクトル線幅を拡大する装置を安価に提供できる。ま
た、反射鏡6を回折格子とすれば、前述した(2)式に
おいて、Nをある特定値とする単一モードのレーザ光が
得られ、さらに、LD11と回折格子の相対位置を適当
に変えることにより、光周波数を広範囲に可変できる波
長可変光源のスペクトル線幅制御装置も構成できる。
As described above, according to the spectral line width control apparatus for an LD light source according to the embodiment of the present invention, the control unit 1
The optical frequency can be varied by variably controlling the laser drive current based on the output of the random noise generator 3 by switching the switch 15 by 6 so that the spectral line width can be broadened equivalently. Can be.
Moreover, the switch 15 and the control unit 16 for variably controlling the laser drive current based on the output of the random noise generator 3
Is provided, the apparatus for expanding the spectral line width can be provided at low cost without modifying the LD light source, keeping the optical system simple and without increasing the number of adjustment steps. If the reflecting mirror 6 is a diffraction grating, a single-mode laser beam having N as a specific value in the above-described equation (2) can be obtained, and the relative position between the LD 11 and the diffraction grating is appropriately changed. Thus, a spectral line width control device of a wavelength tunable light source capable of changing an optical frequency in a wide range can be configured.

【0028】なお、以上の実施の形態例において、発振
器としては、ホワイトノイズのランダムノイズ発生器と
したが、そのランダムノイズ発生器はピンクノイズ等で
もよく、さらに、固定周波数スペクトルではない種種の
発振器が用いられる。そして、その他の部品構成や具体
的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは
勿論である。
In the above embodiment, the oscillator is a white noise random noise generator. However, the random noise generator may be pink noise or the like. Is used. Needless to say, other components and specific detailed structures can be appropriately changed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明に係
るLD光源のスペクトル線幅制御装置によれば、駆動電
流可変制御手段により、発振器の出力に基づきレーザ駆
動電流を変化させて制御するため、発振器の出力に基づ
くレーザ駆動電流の可変制御によって、光周波数を変動
させることができ、従って、スペクトル線幅を等価的に
広げることができる。しかも、発振器の出力に基づきレ
ーザ駆動電流を変化させて制御する駆動電流可変制御手
段を設けるだけのため、LD光源の改造を伴わずに、光
学系を簡易に構成したままで、調整工数の増加もなく、
スペクトル線幅を拡大できる装置を安価に実現すること
ができるという効果がある。
As described above, according to the spectral line width control apparatus for an LD light source according to the first aspect of the present invention, the drive current variable control means controls the laser drive current based on the output of the oscillator. Therefore, the optical frequency can be changed by variably controlling the laser drive current based on the output of the oscillator, so that the spectral line width can be equivalently broadened. Moreover, since only the drive current variable control means for changing the laser drive current based on the output of the oscillator is provided, the number of adjustment steps is increased without modifying the LD light source and keeping the optical system simple. No,
There is an effect that an apparatus capable of expanding the spectral line width can be realized at low cost.

【0030】なお、請求項2記載の発明に係るLD光源
のスペクトル線幅制御装置によれば、制御部によって、
発振器とその出力電流をレーザ駆動電流に重畳・遮断す
るスイッチとを制御するため、発振器の出力電流を制御
しながら、その電流をスイッチを介してレーザ駆動電流
に重畳できるものとなり、従って、請求項1記載の発明
のように、発振器の出力に基づいてレーザ駆動電流を可
変制御することができる。
According to the apparatus for controlling the spectral line width of an LD light source according to the second aspect of the present invention,
In order to control the oscillator and a switch for superimposing and cutting off the output current from the laser drive current, the current can be superimposed on the laser drive current via the switch while controlling the output current of the oscillator. As described in the first aspect, the laser drive current can be variably controlled based on the output of the oscillator.

【0031】また、請求項3記載の発明に係るLD光源
のスペクトル線幅制御装置によれば、発振器としてのラ
ンダムノイズ発生器によって、レーザ駆動電流に重畳す
るノイズ電流を生成するため、レーザ駆動電流にノイズ
電流を重畳して、請求項1または2記載の発明のよう
に、レーザ駆動電流を変動させることができる。
According to the spectral line width control apparatus for an LD light source according to the third aspect of the present invention, a random noise generator as an oscillator generates a noise current to be superimposed on the laser drive current. The laser drive current can be varied by superimposing a noise current on the laser drive current.

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

【図1】この発明を適用した一例としてのLD光源のス
ペクトル線幅制御装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a spectral line width control device of an LD light source as an example to which the present invention is applied.

【図2】LD光源の注入電流と光出力および電子密度の
関係を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an injection current of a LD light source, light output, and electron density.

【図3】従来のLD光源のスペクトル線幅制御装置の概
略構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional spectral line width control device for an LD light source.

【図4】従来の他のLD光源のスペクトル線幅制御装置
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of another conventional spectrum line width control device for an LD light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ランダムノイズ発生器(発振器) 6 反射鏡 11 半導体レーザ 12 無反射膜 13 レンズ 14 レーザ駆動回路 15 スイッチ 16 制御部 Reference Signs List 3 random noise generator (oscillator) 6 reflecting mirror 11 semiconductor laser 12 anti-reflection film 13 lens 14 laser driving circuit 15 switch 16 control unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一端面に出力側共振器鏡を有し、この出力
側共振器鏡を有する一端面とその反対側の他端面との両
側からレーザ光を出射する半導体レーザ発振手段と、 この半導体レーザ発振手段の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
よって共振器を構成する反射鏡と、 前記半導体レーザ発振手段にレーザ駆動電流を供給する
レーザ駆動回路と、を備える半導体レーザ光源におい
て、 発振器と、 この発振器の出力に基づき前記レーザ駆動電流を変化さ
せて制御する駆動電流可変制御手段と、を備えることを
特徴とする半導体レーザ光源のスペクトル線幅制御装
置。
1. A semiconductor laser oscillating means having an output-side resonator mirror on one end face, and emitting laser light from both sides of one end face having the output-side resonator mirror and the other end face on the opposite side; A reflecting mirror arranged on the optical axis of the laser light on the other end surface side of the semiconductor laser oscillation means and forming a resonator with the semiconductor laser oscillation means; and a laser for supplying a laser drive current to the semiconductor laser oscillation means A drive circuit, comprising: an oscillator; and a drive current variable control unit that controls the laser drive current by changing the laser drive current based on an output of the oscillator. Width control device.
【請求項2】前記駆動電流可変制御手段は、 前記発振器からの出力電流を前記レーザ駆動電流に重畳
・遮断可能とするように切換動作するスイッチと、 このスイッチの切換動作および前記発振器の出力電流を
制御する制御部と、からなることを特徴とする請求項1
記載の半導体レーザ光源のスペクトル線幅制御装置。
2. A switch for performing a switching operation so that an output current from the oscillator can be superimposed on or interrupted from the laser driving current, a switching operation of the switch, and an output current of the oscillator. And a control unit for controlling the control.
A spectral line width control device for a semiconductor laser light source according to any one of the preceding claims.
【請求項3】前記発振器は、前記レーザ駆動電流に重畳
するノイズ電流を生成するランダムノイズ発生器である
ことを特徴とする請求項1または2記載の半導体レーザ
光源のスペクトル線幅制御装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said oscillator is a random noise generator for generating a noise current to be superimposed on said laser drive current.
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