JPH1065265A - レーザダイオードモジュールおよびモードホップ検出装置 - Google Patents
レーザダイオードモジュールおよびモードホップ検出装置Info
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- JPH1065265A JPH1065265A JP21856496A JP21856496A JPH1065265A JP H1065265 A JPH1065265 A JP H1065265A JP 21856496 A JP21856496 A JP 21856496A JP 21856496 A JP21856496 A JP 21856496A JP H1065265 A JPH1065265 A JP H1065265A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】小型化が図られると共に、レーザ光のモードホ
ップモードを容易に確認できるモードホップ検出装置を
提供する。 【解決手段】レーザダイオード１１から出射されるレー
ザ光をコリメーティングレンズ１２でコリメートし、こ
のコリメーティングレンズを通過したレーザ光の光路上
に、この光路に対して斜めに平行平面板１３を置き、こ
の平行平面板１３の表面１３ａで反射するレーザ光と裏
面１３ｂで反射するレーザ光とによって形成される干渉
光をフォトダイオード１４で検出し、ＣＰＵ１５でこの
フォトダイオード１４で検出された干渉光の強度変化を
検出する。
ップモードを容易に確認できるモードホップ検出装置を
提供する。 【解決手段】レーザダイオード１１から出射されるレー
ザ光をコリメーティングレンズ１２でコリメートし、こ
のコリメーティングレンズを通過したレーザ光の光路上
に、この光路に対して斜めに平行平面板１３を置き、こ
の平行平面板１３の表面１３ａで反射するレーザ光と裏
面１３ｂで反射するレーザ光とによって形成される干渉
光をフォトダイオード１４で検出し、ＣＰＵ１５でこの
フォトダイオード１４で検出された干渉光の強度変化を
検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モードホップの検
出に適したレーザダイオードモジュールおよびレーザダ
イオードから出射したレーザ光のモードホップを検出す
るモードホップ検出装置に関する。
出に適したレーザダイオードモジュールおよびレーザダ
イオードから出射したレーザ光のモードホップを検出す
るモードホップ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レーザ光の干渉を利用して被
検体の変位や速度等を測定する測定器の光源には、一般
的に、Ｈｅ−ＮｅレーザやＡｒレーザ等のガスレーザが
用いられている。このようなガスレーザのかわりにレー
ザダイオード（ＬＤ）を用いることにより、各種測定器
の小型化、あるいはコスト削減を図ることができる。と
ころがレーザダイオードの中でもファブリペロ共振器構
造を有するレーザダイオードは、このレーザダイオード
の周囲温度や、レーザダイオードに供給される電流、あ
るいは戻り光などの外乱等により、レーザダイオードか
ら発振されるレーザ光の縦モードが変動するという問題
がある。これに対し、単一縦モード発振する構造を有す
るＤＦＢレーザやＤＢＲレーザ等も存在するが、これら
のレーザは主に光ファイバー通信に使用されるので、安
価に入手できるものは発振波長が赤外領域内に存在する
ものに限られてしまい、発振波長が、可視光領域から近
赤外領域までの間に存在するものは高価になってしま
う。従って、発振波長が可視光領域から近赤外領域まで
の間に存在し、かつ安価なレーザダイオードとしては、
レーザプリンタや光ディスク向けに生産されているファ
ブリベロ共振器構造を有するものになる。
検体の変位や速度等を測定する測定器の光源には、一般
的に、Ｈｅ−ＮｅレーザやＡｒレーザ等のガスレーザが
用いられている。このようなガスレーザのかわりにレー
ザダイオード（ＬＤ）を用いることにより、各種測定器
の小型化、あるいはコスト削減を図ることができる。と
ころがレーザダイオードの中でもファブリペロ共振器構
造を有するレーザダイオードは、このレーザダイオード
の周囲温度や、レーザダイオードに供給される電流、あ
るいは戻り光などの外乱等により、レーザダイオードか
ら発振されるレーザ光の縦モードが変動するという問題
がある。これに対し、単一縦モード発振する構造を有す
るＤＦＢレーザやＤＢＲレーザ等も存在するが、これら
のレーザは主に光ファイバー通信に使用されるので、安
価に入手できるものは発振波長が赤外領域内に存在する
ものに限られてしまい、発振波長が、可視光領域から近
赤外領域までの間に存在するものは高価になってしま
う。従って、発振波長が可視光領域から近赤外領域まで
の間に存在し、かつ安価なレーザダイオードとしては、
レーザプリンタや光ディスク向けに生産されているファ
ブリベロ共振器構造を有するものになる。
【０００３】このようなファブリペロ共振器構造を有す
るレーザダイオードを光源に用い、このレーザダイオー
ドのレーザ光の干渉を利用して測定を行う測定器では、
一定の強度を有する干渉光が得られなければならない
が、一定の強度を有する干渉光を得るためには単一縦モ
ードのレーザ光を発振する光源が必要である。ところ
が、ファブリペロ共振器構造を有するレーザダイオード
は、単一縦モード発振を規定しているものであっても、
モードホップを起こしたり、縦モードが複数になる場合
があるので、単一縦モードの位相の連続なレーザ光を発
振し続けるようにするためには、何らかの対策を講じる
必要がある。
るレーザダイオードを光源に用い、このレーザダイオー
ドのレーザ光の干渉を利用して測定を行う測定器では、
一定の強度を有する干渉光が得られなければならない
が、一定の強度を有する干渉光を得るためには単一縦モ
ードのレーザ光を発振する光源が必要である。ところ
が、ファブリペロ共振器構造を有するレーザダイオード
は、単一縦モード発振を規定しているものであっても、
モードホップを起こしたり、縦モードが複数になる場合
があるので、単一縦モードの位相の連続なレーザ光を発
振し続けるようにするためには、何らかの対策を講じる
必要がある。
【０００４】レーザダイオードが、単一縦モードのレー
ザ光を発振し続けるようにする方法として、戻り光など
の外乱を低減した上で、レーザダイオードの温度および
レーザダイオードに供給する電流を、レーザダイオード
が単一縦モードのレーザ光を発振するように固定する方
法が考えられる。
ザ光を発振し続けるようにする方法として、戻り光など
の外乱を低減した上で、レーザダイオードの温度および
レーザダイオードに供給する電流を、レーザダイオード
が単一縦モードのレーザ光を発振するように固定する方
法が考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した方
法は、レーザダイオードの各個体毎に、レーザダイオー
ドを装置に組み込む前に、単一縦モード発振する際のレ
ーザダイオードの温度及びレーザダイオードに供給する
電流を調べなければならないという問題がある。また、
単一縦モード発振するようにレーザダイオードの温度お
よびレーザダイオードに供給する電流を固定しても、経
年変化により動作点が変化し、測定中にモードホップが
生じてしまうことが考えられ、結局、モード変化が生じ
たかどうかを確認しなければならないが、レーザ光のモ
ードを確認する為に、例えばスペクトルアナライザを用
いてレーザ光のスペクトルを求めるための装置を組まな
ければならず、時間と手間がかかるという問題がある。
法は、レーザダイオードの各個体毎に、レーザダイオー
ドを装置に組み込む前に、単一縦モード発振する際のレ
ーザダイオードの温度及びレーザダイオードに供給する
電流を調べなければならないという問題がある。また、
単一縦モード発振するようにレーザダイオードの温度お
よびレーザダイオードに供給する電流を固定しても、経
年変化により動作点が変化し、測定中にモードホップが
生じてしまうことが考えられ、結局、モード変化が生じ
たかどうかを確認しなければならないが、レーザ光のモ
ードを確認する為に、例えばスペクトルアナライザを用
いてレーザ光のスペクトルを求めるための装置を組まな
ければならず、時間と手間がかかるという問題がある。
【０００６】これに対し、レーザダイオードから発生す
るレーザ光の干渉を利用して被検体の変位や速度等を測
定する測定器に、レーザダイオードから発生するレーザ
光を検出してレーザ光のスペクトルを求めるファブリベ
ロ干渉計やマイケルソン干渉計等を用いたスペクトルア
ナライザを組み込み、モードホップが生じた場合には、
レーザダイオードから発生するレーザ光が最初に設定さ
れたモードになるように、レーザダイオードの温度およ
びレーザダイオードに供給する電流を求めるという方法
等が考えられる。
るレーザ光の干渉を利用して被検体の変位や速度等を測
定する測定器に、レーザダイオードから発生するレーザ
光を検出してレーザ光のスペクトルを求めるファブリベ
ロ干渉計やマイケルソン干渉計等を用いたスペクトルア
ナライザを組み込み、モードホップが生じた場合には、
レーザダイオードから発生するレーザ光が最初に設定さ
れたモードになるように、レーザダイオードの温度およ
びレーザダイオードに供給する電流を求めるという方法
等が考えられる。
【０００７】ところが、このような方法は、各種測定器
が大型化する、あるいはコストが増大するという問題が
ある。本発明は、上記事情に鑑み、レーザダイオードか
ら発生するレーザ光をモードホップ検出用に受光すると
ともに小型化が図られたレーザダイオードモジュールお
よびレーザダイオードのモードホップの有無を容易に検
出できるモードホップ検出装置を提供することを目的と
する。
が大型化する、あるいはコストが増大するという問題が
ある。本発明は、上記事情に鑑み、レーザダイオードか
ら発生するレーザ光をモードホップ検出用に受光すると
ともに小型化が図られたレーザダイオードモジュールお
よびレーザダイオードのモードホップの有無を容易に検
出できるモードホップ検出装置を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のレーザダイオードモジュールは、 （１）レーザ光を出射するレーザダイオード （２）このレーザダイオードから出射したレーザ光の光
路上に、この光路に対し斜めに配置された、このレーザ
光を透過すると共に表面および裏面それぞれでこのレー
ザ光の一部を反射する平行平面板 （３）この平行平面板で反射したレーザ光とこの平行平
面版の裏面で反射したレーザ光との干渉光を受光する受
光素子が一体的に組み込まれてなることを特徴とするも
のである。
明のレーザダイオードモジュールは、 （１）レーザ光を出射するレーザダイオード （２）このレーザダイオードから出射したレーザ光の光
路上に、この光路に対し斜めに配置された、このレーザ
光を透過すると共に表面および裏面それぞれでこのレー
ザ光の一部を反射する平行平面板 （３）この平行平面板で反射したレーザ光とこの平行平
面版の裏面で反射したレーザ光との干渉光を受光する受
光素子が一体的に組み込まれてなることを特徴とするも
のである。
【０００９】本発明のレーザダイオードモジュールは、
モードホップ検出用の干渉光を受光するための部品とし
て、平行平面板，受光素子の２部品だけで済み、このよ
うに少ない部品で干渉光を受光することができる。レー
ザダイオードモジュールを構成するレーザダイオードが
モードホップを生じると干渉光の強度変化を生じるの
で、このようなレーザダイオードモジュールに、例えば
干渉光の強度変化を検出する検出器を接続することによ
り、小型化が図られるとともにレーザ光のモードホップ
の有無を簡単に知ることができる装置を構成できる。
モードホップ検出用の干渉光を受光するための部品とし
て、平行平面板，受光素子の２部品だけで済み、このよ
うに少ない部品で干渉光を受光することができる。レー
ザダイオードモジュールを構成するレーザダイオードが
モードホップを生じると干渉光の強度変化を生じるの
で、このようなレーザダイオードモジュールに、例えば
干渉光の強度変化を検出する検出器を接続することによ
り、小型化が図られるとともにレーザ光のモードホップ
の有無を簡単に知ることができる装置を構成できる。
【００１０】ここで、上記本発明のレーザダイオードモ
ジュールにおいて、上記平行平面板内の光路長が上記レ
ーザダイオードの共振器光路長の整数倍からずれた光路
長を有する平行平面板を備えることが好ましい。これは
以下の理由による。レーザダイオードに電流を供給して
レーザ光を出射すると、供給する電流の大きさにより、
レーザ光の波長が変化し、受光素子で受光された干渉光
の強度は、レーザ光の波長変化に対して正弦波状に変化
する。つまり、受光素子で受光された干渉光の強度は、
レーザダイオードに供給される電流に対して近似的に正
弦波状に変化する。
ジュールにおいて、上記平行平面板内の光路長が上記レ
ーザダイオードの共振器光路長の整数倍からずれた光路
長を有する平行平面板を備えることが好ましい。これは
以下の理由による。レーザダイオードに電流を供給して
レーザ光を出射すると、供給する電流の大きさにより、
レーザ光の波長が変化し、受光素子で受光された干渉光
の強度は、レーザ光の波長変化に対して正弦波状に変化
する。つまり、受光素子で受光された干渉光の強度は、
レーザダイオードに供給される電流に対して近似的に正
弦波状に変化する。
【００１１】したがって、レーザダイオードの共振器光
路長の整数倍からずれた光路長を有する平行平面板を備
えると、レーザダイオードに供給される電流に対する干
渉光の強度変化を表す正弦波曲線は、レーザダイオード
から発生するレーザ光がモードホップを起こした場合、
位相がずれるので、このような平行平面板を有するレー
ザダイオードモジュールに、例えば干渉光の強度変化を
検出する検出器を接続することにより、モードホップが
生じた際にレーザダイオードに供給された電流の大きさ
を知ることができる。
路長の整数倍からずれた光路長を有する平行平面板を備
えると、レーザダイオードに供給される電流に対する干
渉光の強度変化を表す正弦波曲線は、レーザダイオード
から発生するレーザ光がモードホップを起こした場合、
位相がずれるので、このような平行平面板を有するレー
ザダイオードモジュールに、例えば干渉光の強度変化を
検出する検出器を接続することにより、モードホップが
生じた際にレーザダイオードに供給された電流の大きさ
を知ることができる。
【００１２】また、上記目的を達成する本発明のモード
ホップ検出装置は、 （１）レーザダイオードから出射したレーザ光の光路上
にこの光路に対し斜めに配置された、このレーザ光を透
過するとともに表面及び裏面それぞれでこのレーザ光の
一部を反射する平行平面板 （２）この平行平面板の表面で反射したレーザ光と、こ
の平行面板の裏面で反射したレーザ光との干渉光を受光
する受光素子 （３）この受光素子に入射した干渉光の強度変化を検出
する検出器を備えたことを特徴とする。
ホップ検出装置は、 （１）レーザダイオードから出射したレーザ光の光路上
にこの光路に対し斜めに配置された、このレーザ光を透
過するとともに表面及び裏面それぞれでこのレーザ光の
一部を反射する平行平面板 （２）この平行平面板の表面で反射したレーザ光と、こ
の平行面板の裏面で反射したレーザ光との干渉光を受光
する受光素子 （３）この受光素子に入射した干渉光の強度変化を検出
する検出器を備えたことを特徴とする。
【００１３】本発明のモードホップ検出装置は、平行平
面板で干渉光を作り出し、その干渉光を受光素子で受光
し、その干渉光の強度変化を検出する検出器を備えたも
のであるため、モードホップの有無を容易に知ることが
できる。
面板で干渉光を作り出し、その干渉光を受光素子で受光
し、その干渉光の強度変化を検出する検出器を備えたも
のであるため、モードホップの有無を容易に知ることが
できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明のレーザダイオードモジュー
ルの一実施形態の構造を示す図である。レーザダイオー
ドモジュール１０は、レーザダイオード１１，コリメー
ティングレンズ１２，平行平面板１３，およびフォトダ
イオード（ＰＤ）１４を備えている。
説明する。図１は、本発明のレーザダイオードモジュー
ルの一実施形態の構造を示す図である。レーザダイオー
ドモジュール１０は、レーザダイオード１１，コリメー
ティングレンズ１２，平行平面板１３，およびフォトダ
イオード（ＰＤ）１４を備えている。
【００１５】レーザダイオード１１から出射したレーザ
光は、このレーザ光の光路に配置されたコリメーティン
グレンズ１２によりコリメートされ、この光路上に、こ
の光路に対し斜めに配置された平行平面板１３に向か
う。この平行平面板１３の表面１３ａと裏面１３ｂは平
行であり研磨されている。この平行平面板１３の表面１
３ａに向かうレーザ光の３％〜５％は表面１３ａで反射
し、残りの９５％〜９７％は透過し裏面１３ｂに向か
う。この裏面１３ｂに向かったレーザ光の３％〜５％は
裏面１３ｂで反射し、残りの９５％〜９７％は平行平面
板１３から出射し、さらにこのモジュールの外部に出射
される。表面１３ａで反射したレーザ光と裏面１３ｂで
反射したレーザ光は重なりあい干渉光を形成する。この
干渉光は、干渉光の光路に配置されたフォトダイオード
１４で検出される。
光は、このレーザ光の光路に配置されたコリメーティン
グレンズ１２によりコリメートされ、この光路上に、こ
の光路に対し斜めに配置された平行平面板１３に向か
う。この平行平面板１３の表面１３ａと裏面１３ｂは平
行であり研磨されている。この平行平面板１３の表面１
３ａに向かうレーザ光の３％〜５％は表面１３ａで反射
し、残りの９５％〜９７％は透過し裏面１３ｂに向か
う。この裏面１３ｂに向かったレーザ光の３％〜５％は
裏面１３ｂで反射し、残りの９５％〜９７％は平行平面
板１３から出射し、さらにこのモジュールの外部に出射
される。表面１３ａで反射したレーザ光と裏面１３ｂで
反射したレーザ光は重なりあい干渉光を形成する。この
干渉光は、干渉光の光路に配置されたフォトダイオード
１４で検出される。
【００１６】このように、上記実施形態のレーザダイオ
ードモジュール１０は、少ない部品で干渉光を検出する
ことができ、このようなレーザダイオードモジュールを
用いることにより、モードホップを簡単に検出できる。
図２は、本発明の一実施形態のモードホップ検出装置を
内蔵した、モードホップが生じないようなレーザ光が出
射されるようにレーザダイオードを制御する制御装置で
ある。
ードモジュール１０は、少ない部品で干渉光を検出する
ことができ、このようなレーザダイオードモジュールを
用いることにより、モードホップを簡単に検出できる。
図２は、本発明の一実施形態のモードホップ検出装置を
内蔵した、モードホップが生じないようなレーザ光が出
射されるようにレーザダイオードを制御する制御装置で
ある。
【００１７】制御装置３０の動作は、以下に説明する３
つの動作、すなわちレーザダイオード温度設定動作，定
常動作，簡易診断動作に分けられる。以下に、制御装置
３０の構成を説明しながら、先ずレーザダイオード温度
設定動作について説明し、レーザダイオード温度設定動
作の説明時に、制御装置３０に内蔵された本発明の一実
施形態のモードホップ検出装置についても説明する。次
に、定常動作、簡易診断動作についてこの順に説明す
る。
つの動作、すなわちレーザダイオード温度設定動作，定
常動作，簡易診断動作に分けられる。以下に、制御装置
３０の構成を説明しながら、先ずレーザダイオード温度
設定動作について説明し、レーザダイオード温度設定動
作の説明時に、制御装置３０に内蔵された本発明の一実
施形態のモードホップ検出装置についても説明する。次
に、定常動作、簡易診断動作についてこの順に説明す
る。
【００１８】レーザダイオード温度設定動作では、ＣＰ
Ｕ１５で、レーザダイオード１１の温度を、このレーザ
ダイオード１１の動作可能温度範囲内の所定の温度に設
定するためのデジタル信号が生成され、このデジタル信
号は、ＤＡ変換回路１６に入力される。ＤＡ変換回路１
６では、このＤＡ変換回路１６に入力されたデジタル信
号がアナログ信号に変換され、このアナログ信号は、温
度制御回路１７に入力される。温度制御回路１７は、そ
の入力されたアナログ信号に基づいて温調ユニットを制
御する。温調ユニット１８は、ペルチエ素子と温度セン
サとから構成されており、この温調ユニット１８の制御
により、ペルチエ素子が所望の温度になり、レーザダイ
オード１１の温度を、その温度に固定する。また、温度
センサはレーザダイオード１１の温度を検出するもので
あり、レーザダイオード１１の温度が、その所望の温度
から変化した場合は、温度制御回路１７から、レーザダ
イオード１１の温度を所望の温度に戻すための温度制御
信号が温調ユニットに入力される。このようにして、レ
ーザダイオード１１の温度が制御される。
Ｕ１５で、レーザダイオード１１の温度を、このレーザ
ダイオード１１の動作可能温度範囲内の所定の温度に設
定するためのデジタル信号が生成され、このデジタル信
号は、ＤＡ変換回路１６に入力される。ＤＡ変換回路１
６では、このＤＡ変換回路１６に入力されたデジタル信
号がアナログ信号に変換され、このアナログ信号は、温
度制御回路１７に入力される。温度制御回路１７は、そ
の入力されたアナログ信号に基づいて温調ユニットを制
御する。温調ユニット１８は、ペルチエ素子と温度セン
サとから構成されており、この温調ユニット１８の制御
により、ペルチエ素子が所望の温度になり、レーザダイ
オード１１の温度を、その温度に固定する。また、温度
センサはレーザダイオード１１の温度を検出するもので
あり、レーザダイオード１１の温度が、その所望の温度
から変化した場合は、温度制御回路１７から、レーザダ
イオード１１の温度を所望の温度に戻すための温度制御
信号が温調ユニットに入力される。このようにして、レ
ーザダイオード１１の温度が制御される。
【００１９】また、ＣＰＵ１５では、レーザダイオード
１１から出射されるレーザ光の強度が時系列的に変化す
るようにレーザダイオード１１を駆動させる、単一の三
角波パルスを表わすデジタル信号が生成される。このデ
ジタル信号は、ＤＡ変換回路１９でアナログ信号に変換
されて電流増幅器２０に入力される。電流増幅器２０
は、入力されたアナログ信号の信号レベルに応じた電流
を、レーザダイオード１１の定格電流を超えない大きさ
の範囲で増幅し、レーザダイオードモジュール１０を構
成するレーザダイオード１１に供給する。レーザダイオ
ード１１に電流が供給されると、レーザ光が出射され、
このレーザ光はコリメーティングレンズ１２を通過し、
平行平面板１３に向かう。
１１から出射されるレーザ光の強度が時系列的に変化す
るようにレーザダイオード１１を駆動させる、単一の三
角波パルスを表わすデジタル信号が生成される。このデ
ジタル信号は、ＤＡ変換回路１９でアナログ信号に変換
されて電流増幅器２０に入力される。電流増幅器２０
は、入力されたアナログ信号の信号レベルに応じた電流
を、レーザダイオード１１の定格電流を超えない大きさ
の範囲で増幅し、レーザダイオードモジュール１０を構
成するレーザダイオード１１に供給する。レーザダイオ
ード１１に電流が供給されると、レーザ光が出射され、
このレーザ光はコリメーティングレンズ１２を通過し、
平行平面板１３に向かう。
【００２０】この平行平面板１３に向かうレーザ光の大
部分は裏面１３ｂから出射して測定光として用いられる
が、残りのレーザ光は、モードホップ検出用に用いられ
る。以下に、制御装置３０に内蔵された本発明の一実施
形態のモードホップ検出装置が、モードホップを検出す
る過程について説明する。本発明の一実施形態のモード
ホップ検出装置は、平行平面板１３，フォトダイオード
１４，増幅器２１，ＡＤ変換回路２２，およびＣＰＵ１
５からなる。
部分は裏面１３ｂから出射して測定光として用いられる
が、残りのレーザ光は、モードホップ検出用に用いられ
る。以下に、制御装置３０に内蔵された本発明の一実施
形態のモードホップ検出装置が、モードホップを検出す
る過程について説明する。本発明の一実施形態のモード
ホップ検出装置は、平行平面板１３，フォトダイオード
１４，増幅器２１，ＡＤ変換回路２２，およびＣＰＵ１
５からなる。
【００２１】平行平面板１３に向かうレーザ光の大部分
は裏面１３ｂから出射するが、残りのレーザ光は、表面
１３ａ、あるいは裏面１３ｂで反射して干渉光を形成
し、この干渉光はフォトダイオード１４で検出される。
干渉光がフォトダイオード１４で検出されると、その干
渉光の強度を表わす信号が増幅器２１で増幅され、ＡＤ
変換回路２２でデジタル信号に変換されてＣＰＵ１５に
入力される。ＣＰＵ１５では、このようにして入力され
たデジタル信号から、レーザダイオード１１の温度が所
定の温度のときの、レーザダイオード１１に供給され
た、三角波の立上り区間の電流の変化に対する干渉光の
強度変化と、レーザダイオード１１に供給された、三角
波の立下り区間の電流の変化に対する干渉光の強度変化
とを、一定間隔離れた電流毎に求める。このように干渉
光の強度変化を三角波の立上り区間および立ち下がり区
間で求めたのは、レーザダイオードのモードホップの有
無を、レーザダイオードに供給する電流を増加させた場
合と減少させた場合の両方の場合で確認するためであ
る。モードホップによりレーザ光のモード変化が生じな
ければ、干渉光の強度は直線的に増加あるいは減少する
電流変化に対して正弦波状に変化するので、このように
して求められた各電流に対する干渉光の強度から、ある
電流に対する干渉光の強度と、その電流に大きさの最も
近い電流に対する干渉光の強度との差を各電流について
求め、この干渉光の強度の差が基準となる範囲内にない
場合は、干渉光の強度が正弦波状に変化しない、つまり
モードホップが生じたと判断する。
は裏面１３ｂから出射するが、残りのレーザ光は、表面
１３ａ、あるいは裏面１３ｂで反射して干渉光を形成
し、この干渉光はフォトダイオード１４で検出される。
干渉光がフォトダイオード１４で検出されると、その干
渉光の強度を表わす信号が増幅器２１で増幅され、ＡＤ
変換回路２２でデジタル信号に変換されてＣＰＵ１５に
入力される。ＣＰＵ１５では、このようにして入力され
たデジタル信号から、レーザダイオード１１の温度が所
定の温度のときの、レーザダイオード１１に供給され
た、三角波の立上り区間の電流の変化に対する干渉光の
強度変化と、レーザダイオード１１に供給された、三角
波の立下り区間の電流の変化に対する干渉光の強度変化
とを、一定間隔離れた電流毎に求める。このように干渉
光の強度変化を三角波の立上り区間および立ち下がり区
間で求めたのは、レーザダイオードのモードホップの有
無を、レーザダイオードに供給する電流を増加させた場
合と減少させた場合の両方の場合で確認するためであ
る。モードホップによりレーザ光のモード変化が生じな
ければ、干渉光の強度は直線的に増加あるいは減少する
電流変化に対して正弦波状に変化するので、このように
して求められた各電流に対する干渉光の強度から、ある
電流に対する干渉光の強度と、その電流に大きさの最も
近い電流に対する干渉光の強度との差を各電流について
求め、この干渉光の強度の差が基準となる範囲内にない
場合は、干渉光の強度が正弦波状に変化しない、つまり
モードホップが生じたと判断する。
【００２２】このように、本発明の一実施形態のモード
ホップ検出装置により、モードホップが検出される。そ
して、上述した干渉光の強度の差が基準となる範囲内に
ない場合を歪が生じたと定義し、レーザダイオード１１
の温度が所定の温度において、歪が生じたか否かを求め
る。レーザダイオード１１の温度は、レーザダイオード
１１の動作可能温度範囲内において、一定間隔離れた温
度毎に設定され、レーザダイオード１１の各温度に対し
て、歪が生じたか否かが求められる。このようにして求
められた歪の有無から、レーザダイオード１１の温度変
化に対して、歪が発生していないレーザダイオード１１
の温度範囲のうちの、最も広範囲に広がる温度範囲の中
心温度が求められ、この中心温度がＣＰＵ１５に記憶さ
れる。
ホップ検出装置により、モードホップが検出される。そ
して、上述した干渉光の強度の差が基準となる範囲内に
ない場合を歪が生じたと定義し、レーザダイオード１１
の温度が所定の温度において、歪が生じたか否かを求め
る。レーザダイオード１１の温度は、レーザダイオード
１１の動作可能温度範囲内において、一定間隔離れた温
度毎に設定され、レーザダイオード１１の各温度に対し
て、歪が生じたか否かが求められる。このようにして求
められた歪の有無から、レーザダイオード１１の温度変
化に対して、歪が発生していないレーザダイオード１１
の温度範囲のうちの、最も広範囲に広がる温度範囲の中
心温度が求められ、この中心温度がＣＰＵ１５に記憶さ
れる。
【００２３】定常動作では、ＣＰＵ１５から、レーザダ
イオード１１の温度をレーザダイオード温度設定動作に
おいてＣＰＵ１５に記録された温度に設定するためのデ
ジタル信号が、ＤＡ変換回路１６に出力され、レーザダ
イオード１１の温度が固定される。また、ＣＰＵ１５か
ら、レーザダイオード１１から出射されるレーザ光の強
度が一定になるようにレーザダイオード１１を駆動させ
るデジタル信号が生成される。このデジタル信号は、Ｄ
Ａ変換回路１９に入力されてアナログ信号に変換され、
電流増幅器２０に入力される。電流増幅器２０は、入力
されたアナログ信号の信号レベルに応じた電流をレーザ
ダイオード１１の定格電流の大きさまで増幅し、レーザ
ダイオードモジュール１０を構成するレーザダイオード
１１に供給する。レーザダイオード１１に電流が供給さ
れると、レーザ光が出射され、このレーザ光はコリメー
ティングレンズ１２を通過し、平行平面板１３に向か
い、この平行平面板１３の裏面１３ｂから出射したレー
ザ光が測定光として用いられる。
イオード１１の温度をレーザダイオード温度設定動作に
おいてＣＰＵ１５に記録された温度に設定するためのデ
ジタル信号が、ＤＡ変換回路１６に出力され、レーザダ
イオード１１の温度が固定される。また、ＣＰＵ１５か
ら、レーザダイオード１１から出射されるレーザ光の強
度が一定になるようにレーザダイオード１１を駆動させ
るデジタル信号が生成される。このデジタル信号は、Ｄ
Ａ変換回路１９に入力されてアナログ信号に変換され、
電流増幅器２０に入力される。電流増幅器２０は、入力
されたアナログ信号の信号レベルに応じた電流をレーザ
ダイオード１１の定格電流の大きさまで増幅し、レーザ
ダイオードモジュール１０を構成するレーザダイオード
１１に供給する。レーザダイオード１１に電流が供給さ
れると、レーザ光が出射され、このレーザ光はコリメー
ティングレンズ１２を通過し、平行平面板１３に向か
い、この平行平面板１３の裏面１３ｂから出射したレー
ザ光が測定光として用いられる。
【００２４】簡易診断動作では、ＣＰＵ１５から、レー
ザダイオード１１の温度を定常動作において設定された
温度に設定するためのデジタル信号が、ＤＡ変換回路１
６に出力され、レーザダイオード１１の温度が固定され
る。また、ＣＰＵ１５から、レーザダイオード温度設定
動作の説明で述べたような三角波を表わすデジタル信号
がＤＡ変換回路１９に入力され、レーザダイオード１１
からレーザ光が出射されて、レーザダイオード１１に供
給される電流変化に対する干渉光の強度変化が求めら
れ、この干渉光の強度変化から歪が生じたか否かが求め
られる。ここで歪が生じなかった場合は定常動作に戻
り、歪が生じた場合は、例えば、警告ランプを点灯する
等の手段（この手段は図示せず）でレーザダイオード１
１のレーザ光がモードホップを生じたことを知らせる。
このように、モードホップが生じた場合はレーザダイオ
ード温度設定動作に戻り、レーザダイオード１１の各温
度に対して、歪が生じたか否かが求められ、レーザダイ
オード１１の温度変化に対して、歪が発生しないレーザ
ダイオード１１の温度範囲のうちの、最も広範囲に広が
る温度範囲の中心温度が求められ、この中心温度がＣＰ
Ｕ１５に記憶される。
ザダイオード１１の温度を定常動作において設定された
温度に設定するためのデジタル信号が、ＤＡ変換回路１
６に出力され、レーザダイオード１１の温度が固定され
る。また、ＣＰＵ１５から、レーザダイオード温度設定
動作の説明で述べたような三角波を表わすデジタル信号
がＤＡ変換回路１９に入力され、レーザダイオード１１
からレーザ光が出射されて、レーザダイオード１１に供
給される電流変化に対する干渉光の強度変化が求めら
れ、この干渉光の強度変化から歪が生じたか否かが求め
られる。ここで歪が生じなかった場合は定常動作に戻
り、歪が生じた場合は、例えば、警告ランプを点灯する
等の手段（この手段は図示せず）でレーザダイオード１
１のレーザ光がモードホップを生じたことを知らせる。
このように、モードホップが生じた場合はレーザダイオ
ード温度設定動作に戻り、レーザダイオード１１の各温
度に対して、歪が生じたか否かが求められ、レーザダイ
オード１１の温度変化に対して、歪が発生しないレーザ
ダイオード１１の温度範囲のうちの、最も広範囲に広が
る温度範囲の中心温度が求められ、この中心温度がＣＰ
Ｕ１５に記憶される。
【００２５】このように、上述した制御装置では、本発
明の一実施形態のモードホップ検出装置を用いているの
で、レーザダイオードがモードホップを生じないような
温度にレーザダイオードの温度を設定でき、レーザダイ
オードから発生するレーザ光がモードホップを生じない
時の温度を、レーザダイオード個体毎に、レーザダイオ
ードを装置に組み込む前に調べる必要がない。
明の一実施形態のモードホップ検出装置を用いているの
で、レーザダイオードがモードホップを生じないような
温度にレーザダイオードの温度を設定でき、レーザダイ
オードから発生するレーザ光がモードホップを生じない
時の温度を、レーザダイオード個体毎に、レーザダイオ
ードを装置に組み込む前に調べる必要がない。
【００２６】さらに、上記実施形態のモードホップ検出
装置では、簡易診断動作によりモードモップ等によりレ
ーザ光のモードホップが生じたかどうかを随時確認でき
るので、経年変化によりレーザ光のモードホップが生じ
ても容易に確認できる。図３、図４は、図２に示す制御
装置を用いて、レーザダイオードの温度をモードホップ
が生じない温度に設定することを試みた際の実験データ
を示すグラフである。
装置では、簡易診断動作によりモードモップ等によりレ
ーザ光のモードホップが生じたかどうかを随時確認でき
るので、経年変化によりレーザ光のモードホップが生じ
ても容易に確認できる。図３、図４は、図２に示す制御
装置を用いて、レーザダイオードの温度をモードホップ
が生じない温度に設定することを試みた際の実験データ
を示すグラフである。
【００２７】図３は、簡易診断動作において得られるグ
ラフであり、レーザダイオードの温度が２５℃のとき
の、レーザダイオードに供給される電流の変化に対する
干渉光の強度変化を表す。図３に示すようにレーザダイ
オードに供給される電流が３４ｍＡから３８ｍＡの範囲
での干渉光の強度において、３５ｍＡから３５．５ｍＡ
の電流範囲の間で干渉光の強度が正弦波状変化とは異な
る変化をしている、つまり歪が生じたことが確認でき
る。すなわちモードホップが発生したことになる。この
ようにモードホップが生じた場合には、レーザダイオー
ド温度設定動作でレーザダイオードの温度の再設定が行
われる。
ラフであり、レーザダイオードの温度が２５℃のとき
の、レーザダイオードに供給される電流の変化に対する
干渉光の強度変化を表す。図３に示すようにレーザダイ
オードに供給される電流が３４ｍＡから３８ｍＡの範囲
での干渉光の強度において、３５ｍＡから３５．５ｍＡ
の電流範囲の間で干渉光の強度が正弦波状変化とは異な
る変化をしている、つまり歪が生じたことが確認でき
る。すなわちモードホップが発生したことになる。この
ようにモードホップが生じた場合には、レーザダイオー
ド温度設定動作でレーザダイオードの温度の再設定が行
われる。
【００２８】図４は、レーザダイオード温度設定動作に
おいて、歪が発生しないレーザダイオードの温度範囲の
うちの、最も広範囲に広がる温度範囲の中心温度が３
０．５℃と求められた際に、定常動作において得られる
グラフである。図４に示すグラフは、レーザダイオード
の温度が３０．５℃の時のレーザダイオードに供給され
る電流の変化に対する干渉光の強度変化を表す。
おいて、歪が発生しないレーザダイオードの温度範囲の
うちの、最も広範囲に広がる温度範囲の中心温度が３
０．５℃と求められた際に、定常動作において得られる
グラフである。図４に示すグラフは、レーザダイオード
の温度が３０．５℃の時のレーザダイオードに供給され
る電流の変化に対する干渉光の強度変化を表す。
【００２９】レーザダイオードの温度が３０．５℃のと
きは、図４に示すようにレーザダイオードに供給される
電流が３６ｍＡから４０ｍＡの範囲では、干渉光の強度
は正弦波状に変化しており、モードホップが生じていな
いことがわかる。
きは、図４に示すようにレーザダイオードに供給される
電流が３６ｍＡから４０ｍＡの範囲では、干渉光の強度
は正弦波状に変化しており、モードホップが生じていな
いことがわかる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザダ
イオードモジュールは、少ない部品でモードホップ検出
用の干渉光を受光することができる。また、本発明のモ
ードホップ検出装置は、平行平面板で干渉光を作り出
し、その干渉光を受光素子で受光し、その干渉光の強度
変化を検出しているので、レーザの波長を変化させるこ
とで簡易的なスペクトルアナライザとして機能し、コス
ト削減と小型化を図ることができるとともにレーザ光の
モードホップの有無を容易に確認できる。
イオードモジュールは、少ない部品でモードホップ検出
用の干渉光を受光することができる。また、本発明のモ
ードホップ検出装置は、平行平面板で干渉光を作り出
し、その干渉光を受光素子で受光し、その干渉光の強度
変化を検出しているので、レーザの波長を変化させるこ
とで簡易的なスペクトルアナライザとして機能し、コス
ト削減と小型化を図ることができるとともにレーザ光の
モードホップの有無を容易に確認できる。
【図１】本発明のレーザダイオードモジュールの一実施
形態の構造を示す図である。
形態の構造を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態のモードホップ検出装置を
内蔵した、モードホップが生じないようなレーザ光が出
射されるようにレーザダイオードを制御する制御装置で
ある。
内蔵した、モードホップが生じないようなレーザ光が出
射されるようにレーザダイオードを制御する制御装置で
ある。
【図３】レーザダイオードに供給される電流の変化に対
する干渉光の強度変化を表すグラフである。
する干渉光の強度変化を表すグラフである。
【図４】図３とは異なる、レーザダイオードに供給され
る電流の変化に対する干渉光の強度変化を表すグラフで
ある。
る電流の変化に対する干渉光の強度変化を表すグラフで
ある。
１０ レーザダイオードモジュール １１ レーザダイオード １２ コリメーティングレンズ １３ 平行平面板 １３ａ 表面 １３ｂ 裏面 １４ フォトダイオード １５ ＣＰＵ １６，１９ ＤＡ変換回路 １７ 温度制御回路 １８ 温調ユニット ２０ 電流増幅器 ２１ 増幅器 ２２ ＡＤ変換回路
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光を出射するレーザダイオード
と、該レーザダイオードから出射したレーザ光の光路上
に、該光路に対し斜めに配置された、該レーザ光を透過
すると共に表面および裏面それぞれで該レーザ光の一部
を反射する平行平面板と、該平行平面板の表面で反射し
たレーザ光と該平行平面板の裏面で反射したレーザ光と
の干渉光を受光する受光素子とが一体的に組み込まれて
なることを特徴とするレーザダイオードモジュール。 - 【請求項２】 前記平行平面板内の光路長が、前記レー
ザダイオードの共振器光路長の整数倍からずれた光路長
を有することを特徴とするレーザダイオードモジュー
ル。 - 【請求項３】 レーザダイオードから出射したレーザ光
の光路上に該光路に対し斜めに配置される、該レーザ光
を透過すると共に表面及び裏面それぞれで該レーザ光の
一部を反射する平行平面板と、該平行平面板の表面で反
射したレーザ光と該平行平面板の裏面で反射したレーザ
光との干渉光を受光する受光素子と、該受光素子に入射
した干渉光の強度変化を検出する検出器を備えたことを
特徴とするモードホップ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21856496A JPH1065265A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | レーザダイオードモジュールおよびモードホップ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21856496A JPH1065265A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | レーザダイオードモジュールおよびモードホップ検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065265A true JPH1065265A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16721927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21856496A Pending JPH1065265A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | レーザダイオードモジュールおよびモードホップ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1065265A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036706A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | New Focus, Inc. | Systeme and method of detecting mode jumps of tunable lasers |
| US11719529B2 (en) | 2019-06-11 | 2023-08-08 | Asml Netherlands B.V. | Interferometer system, method of determining a mode hop of a laser source of an interferometer system, method of determining a position of a movable object, and lithographic apparatus |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP21856496A patent/JPH1065265A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036706A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | New Focus, Inc. | Systeme and method of detecting mode jumps of tunable lasers |
| US11719529B2 (en) | 2019-06-11 | 2023-08-08 | Asml Netherlands B.V. | Interferometer system, method of determining a mode hop of a laser source of an interferometer system, method of determining a position of a movable object, and lithographic apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060207 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060411 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060801 |