JPH11233894A - 波長可変外部共振器型レーザ - Google Patents
波長可変外部共振器型レーザInfo
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- JPH11233894A JPH11233894A JP3617798A JP3617798A JPH11233894A JP H11233894 A JPH11233894 A JP H11233894A JP 3617798 A JP3617798 A JP 3617798A JP 3617798 A JP3617798 A JP 3617798A JP H11233894 A JPH11233894 A JP H11233894A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振波長の設定が簡便で、かつ装置構成を小
さくする。 【解決手段】 所定波長のレーザ光を発振するレーザダ
イオードからなるレーザ発光素子１１と、ポッケルス効
果を有する結晶からなるとともにグレーティング２１が
形成された外部分布反射器１５とを光結合する。外部分
布反射器には、直流電圧源１６から電圧を印加し、その
印加電圧を可変に制御することで結晶の実効屈折率を変
化させ、反射する光波のブラッグ波長を変化させること
によって、単一縦モードで発振するレーザ光の発振波長
を可変に制御し、共振器長を短くして緩和振動周波数を
高くし、直接変調を可能にする。
さくする。 【解決手段】 所定波長のレーザ光を発振するレーザダ
イオードからなるレーザ発光素子１１と、ポッケルス効
果を有する結晶からなるとともにグレーティング２１が
形成された外部分布反射器１５とを光結合する。外部分
布反射器には、直流電圧源１６から電圧を印加し、その
印加電圧を可変に制御することで結晶の実効屈折率を変
化させ、反射する光波のブラッグ波長を変化させること
によって、単一縦モードで発振するレーザ光の発振波長
を可変に制御し、共振器長を短くして緩和振動周波数を
高くし、直接変調を可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長が可変のレー
ザ光のうちから単一モードの所望波長のレーザ光を発振
する波長可変外部共振器型レーザに関する。
ザ光のうちから単一モードの所望波長のレーザ光を発振
する波長可変外部共振器型レーザに関する。
【０００２】
【関連する背景技術】従来、この種のレーザには、外部
共振器型の単一縦モードのレーザがあり、例えば図９に
示すように、外部分布反射器１０にグレーティング（回
析格子）を用い、このグレーティング１０をレーザダイ
オードからなるレーザ発光素子１１外部に配置し、グレ
ーティング１０と低反射面１２との間で生じた光波を共
振させるとともに、グレーティング１０の角度θを変化
させることによって反射波長を変化させ、導光路である
光ファイバ２０に発振するレーザ光の発振波長を調整し
ていた。なお、１３，１４は、光波を集光するための光
学レンズである。
共振器型の単一縦モードのレーザがあり、例えば図９に
示すように、外部分布反射器１０にグレーティング（回
析格子）を用い、このグレーティング１０をレーザダイ
オードからなるレーザ発光素子１１外部に配置し、グレ
ーティング１０と低反射面１２との間で生じた光波を共
振させるとともに、グレーティング１０の角度θを変化
させることによって反射波長を変化させ、導光路である
光ファイバ２０に発振するレーザ光の発振波長を調整し
ていた。なお、１３，１４は、光波を集光するための光
学レンズである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記レーザ
では、グレーティングの角度を機械的に動かす必要があ
る。すなわち、グレーティングは、例えば手動によって
マイクロメータヘッドやネジを用いて角度調整される場
合がある。このような場合には、微調整を行うのが難し
く、任意の波長に設定することは困難であり、かつ簡便
ではないという問題点があった。
では、グレーティングの角度を機械的に動かす必要があ
る。すなわち、グレーティングは、例えば手動によって
マイクロメータヘッドやネジを用いて角度調整される場
合がある。このような場合には、微調整を行うのが難し
く、任意の波長に設定することは困難であり、かつ簡便
ではないという問題点があった。
【０００４】また、波長設定の簡便性を向上させるため
に、モータ等の駆動系を用いてグレーティングを駆動し
て、角度調整するものもあったが、安定性が悪く、かつ
モータ等の駆動系であるため、装置が大きくなり製作コ
ストが高くなるという問題点があった。さらに、光学系
と駆動系の構成が大きいために、グレーティングとレー
ザ発光素子の反射面とで構成される共振器の長さが長く
なって、光子寿命が長くなる。その結果として、緩和振
動周波数が低周波に発生し、上記レーザ発光素子に直接
変調信号を印加して光信号を変調することができないと
いう問題点もあった。
に、モータ等の駆動系を用いてグレーティングを駆動し
て、角度調整するものもあったが、安定性が悪く、かつ
モータ等の駆動系であるため、装置が大きくなり製作コ
ストが高くなるという問題点があった。さらに、光学系
と駆動系の構成が大きいために、グレーティングとレー
ザ発光素子の反射面とで構成される共振器の長さが長く
なって、光子寿命が長くなる。その結果として、緩和振
動周波数が低周波に発生し、上記レーザ発光素子に直接
変調信号を印加して光信号を変調することができないと
いう問題点もあった。
【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、発振波長の設定が簡便で、かつ装置構成を小さくで
きる波長可変外部共振器型レーザを提供することを目的
とする。また、本発明の他の目的は、共振器長を短くし
て緩和振動周波数を高くでき、直接変調ができる波長可
変外部共振器型レーザを提供することにある。
で、発振波長の設定が簡便で、かつ装置構成を小さくで
きる波長可変外部共振器型レーザを提供することを目的
とする。また、本発明の他の目的は、共振器長を短くし
て緩和振動周波数を高くでき、直接変調ができる波長可
変外部共振器型レーザを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、光波の伝送が可能なように光ファイバ
と光結合され、波長が可変のレーザ光のうちから単一モ
ードのレーザ光を発振して前記光ファイバに伝送する波
長可変外部共振器型レーザにおいて、印加される電圧に
応じて、異なるブラッグ波長の光波を反射するグレーテ
ィングが形成された材質、例えば電気光学１次効果（い
わゆるポッケルス効果）を有する結晶からなる外部分布
反射器と、前記外部分布反射器に印加する電圧を可変に
制御する直流電圧源からなる電圧制御手段と、前記生じ
た光波を反射する反射面を有し、該反射面と前記グレー
ティングとの間で該光波を共振させて所定波長のレーザ
光を発振するレーザダイオードからなるレーザ発光素子
とを備えた波長可変外部共振器型レーザが提供される。
め、本発明では、光波の伝送が可能なように光ファイバ
と光結合され、波長が可変のレーザ光のうちから単一モ
ードのレーザ光を発振して前記光ファイバに伝送する波
長可変外部共振器型レーザにおいて、印加される電圧に
応じて、異なるブラッグ波長の光波を反射するグレーテ
ィングが形成された材質、例えば電気光学１次効果（い
わゆるポッケルス効果）を有する結晶からなる外部分布
反射器と、前記外部分布反射器に印加する電圧を可変に
制御する直流電圧源からなる電圧制御手段と、前記生じ
た光波を反射する反射面を有し、該反射面と前記グレー
ティングとの間で該光波を共振させて所定波長のレーザ
光を発振するレーザダイオードからなるレーザ発光素子
とを備えた波長可変外部共振器型レーザが提供される。
【０００７】すなわち、前記ポッケルス効果を有するリ
チウムナイオベイト等の結晶に紫外光照射によりグレー
ティングを形成させるとともに、この結晶とレーザ発光
素子を光結合する。結晶には、直流電圧源から電圧を印
加し、その印加電圧を可変に制御することで結晶の実効
屈折率を変化させ、これにより反射する光波のブラッグ
波長を変化させて、単一縦モードで発振するレーザ光の
発振波長を可変に制御する。
チウムナイオベイト等の結晶に紫外光照射によりグレー
ティングを形成させるとともに、この結晶とレーザ発光
素子を光結合する。結晶には、直流電圧源から電圧を印
加し、その印加電圧を可変に制御することで結晶の実効
屈折率を変化させ、これにより反射する光波のブラッグ
波長を変化させて、単一縦モードで発振するレーザ光の
発振波長を可変に制御する。
【０００８】また、前記波長可変外部共振器型レーザ
は、前記外部分布反射器の温度を検出する例えばサーミ
スタ等の温度センサからなる温度検出手段と、前記検出
された温度に応じて、前記外部分布反射器の温度を所定
温度に制御するペルチェ素子及び温度制御回路からなる
温度制御手段とを備え、外部分布反射器の温度を一定に
することが好ましい。
は、前記外部分布反射器の温度を検出する例えばサーミ
スタ等の温度センサからなる温度検出手段と、前記検出
された温度に応じて、前記外部分布反射器の温度を所定
温度に制御するペルチェ素子及び温度制御回路からなる
温度制御手段とを備え、外部分布反射器の温度を一定に
することが好ましい。
【０００９】また、本発明に係る波長可変外部共振器型
レーザは、温度に応じて、異なるブラッグ波長の光波を
反射するグレーティングが形成されたリチウムナイオベ
イト等の結晶からなる外部分布反射器と、前記外部分布
反射器の温度を検出する温度センサと、前記検出された
温度に応じて、前記外部分布反射器の温度を可変に制御
するペルチェ素子及び温度制御回路とを備え、外部分布
反射器の温度を可変に制御することでブラッグ波長を変
化させて、単一縦モードで発振するレーザ光の発振波長
を可変に制御することが好ましい。
レーザは、温度に応じて、異なるブラッグ波長の光波を
反射するグレーティングが形成されたリチウムナイオベ
イト等の結晶からなる外部分布反射器と、前記外部分布
反射器の温度を検出する温度センサと、前記検出された
温度に応じて、前記外部分布反射器の温度を可変に制御
するペルチェ素子及び温度制御回路とを備え、外部分布
反射器の温度を可変に制御することでブラッグ波長を変
化させて、単一縦モードで発振するレーザ光の発振波長
を可変に制御することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に係る波長可変外部共振器
型レーザを図１乃至図８の図面に基づいて説明する。図
１は、本発明に係る波長可変外部共振器型レーザの第１
実施例の構成を示す構成図である。なお、以下の図にお
いて、図９と同様の構成部分に関しては、説明の都合
上、同一符号を付記する。
型レーザを図１乃至図８の図面に基づいて説明する。図
１は、本発明に係る波長可変外部共振器型レーザの第１
実施例の構成を示す構成図である。なお、以下の図にお
いて、図９と同様の構成部分に関しては、説明の都合
上、同一符号を付記する。
【００１１】図１において、波長可変外部共振器型レー
ザは、光源であるレーザダイオードからなるレーザ発光
素子１１と、光学レンズ１３，１４と、レーザ発光素子
１１と光ファイバ２０との間に配置される結晶からなる
外部分布反射器１５と、本発明に係る電圧制御手段を構
成し、外部分布反射器１５に印加する電圧を可変に制御
する直流電圧源１６とから構成される。
ザは、光源であるレーザダイオードからなるレーザ発光
素子１１と、光学レンズ１３，１４と、レーザ発光素子
１１と光ファイバ２０との間に配置される結晶からなる
外部分布反射器１５と、本発明に係る電圧制御手段を構
成し、外部分布反射器１５に印加する電圧を可変に制御
する直流電圧源１６とから構成される。
【００１２】レーザ発光素子１１は、例えば多重量子井
戸構造を持つ活性層１７と、活性層１７を挟んで形成さ
れる無反射端面１８及び高反射端面１９とを有し、外部
分布反射器１５には、ポッケルス効果を有する例えばリ
チウムナイオベイト（LiNbO3）の結晶が用いられ、この
結晶に紫外光を照射することにより、グレーティング２
１が形成されている。この結晶（外部分布反射器１５）
とレーザ発光素子１１及び光ファイバ２０は、光学レン
ズ１３，１４を介して光結合されており、注入される電
流によって活性層１７に光波が生じ、その光波が高反射
端面１９とグレーティング２１間で形成される共振器に
よって反射共振され、光ファイバ２０にレーザ光として
出力されている。また、外部分布反射器１５には、直流
電圧源１６から電圧が印加されており、この印加電圧を
可変に制御することで結晶の実効屈折率を変化させてい
る。このため、グレーティング２１で反射する光波のブ
ラッグ波長は、上記印加電圧に応じて変化し、光ファイ
バ２０には、可変制御された単一縦モードの所望発振波
長のレーザ光が発振されることとなる。
戸構造を持つ活性層１７と、活性層１７を挟んで形成さ
れる無反射端面１８及び高反射端面１９とを有し、外部
分布反射器１５には、ポッケルス効果を有する例えばリ
チウムナイオベイト（LiNbO3）の結晶が用いられ、この
結晶に紫外光を照射することにより、グレーティング２
１が形成されている。この結晶（外部分布反射器１５）
とレーザ発光素子１１及び光ファイバ２０は、光学レン
ズ１３，１４を介して光結合されており、注入される電
流によって活性層１７に光波が生じ、その光波が高反射
端面１９とグレーティング２１間で形成される共振器に
よって反射共振され、光ファイバ２０にレーザ光として
出力されている。また、外部分布反射器１５には、直流
電圧源１６から電圧が印加されており、この印加電圧を
可変に制御することで結晶の実効屈折率を変化させてい
る。このため、グレーティング２１で反射する光波のブ
ラッグ波長は、上記印加電圧に応じて変化し、光ファイ
バ２０には、可変制御された単一縦モードの所望発振波
長のレーザ光が発振されることとなる。
【００１３】なお、本実施例では、レーザ発光素子１１
前面の無反射端面１８の反射率は、１０-4以下となるよ
うに、ＡＲ（Anti Reflection）コーティングし、また
後面の高反射端面１９の反射率は、無反射端面１８に光
出力が集中できるように、０．９以上とする。上記構成
の波長可変外部共振器型レーザにおいて、レーザ発光素
子１１前面の無反射端面１８から出力された光波は、光
学レンズ１３を通過してグレーティングが形成された外
部分布反射器１５に入射される。ここで、外部分布反射
器１５のリチウムナイオベイトの透過率は、入射光の偏
波依存性があり、ＴＥモードの光のみが上記リチウムナ
イオベイトを透過しうる。また、上記多重量子井戸構造
を持つレーザ発光素子１１の活性層１７における利得に
も、偏波依存性がある。
前面の無反射端面１８の反射率は、１０-4以下となるよ
うに、ＡＲ（Anti Reflection）コーティングし、また
後面の高反射端面１９の反射率は、無反射端面１８に光
出力が集中できるように、０．９以上とする。上記構成
の波長可変外部共振器型レーザにおいて、レーザ発光素
子１１前面の無反射端面１８から出力された光波は、光
学レンズ１３を通過してグレーティングが形成された外
部分布反射器１５に入射される。ここで、外部分布反射
器１５のリチウムナイオベイトの透過率は、入射光の偏
波依存性があり、ＴＥモードの光のみが上記リチウムナ
イオベイトを透過しうる。また、上記多重量子井戸構造
を持つレーザ発光素子１１の活性層１７における利得に
も、偏波依存性がある。
【００１４】従って、ＴＥモードのみ利得を有するレー
ザ発光素子１１からは、ＴＥモードの光波が出力され、
直流電圧源１６では、このＴＥモードの光波が透過する
ように電圧を外部分布反射器１５に印加し、上記リチウ
ムナイオベイトの結晶方向を調整して固定する。結晶に
入射された光波は、グレーティング２１におけるブラッ
グ波長で決まる任意の波長成分のみ反射し、光学レンズ
１３を逆に通過してレーザ発光素子１１に戻る。この結
果、共振器構造で決まる縦モードのうち、ブラッグ波長
に最も近い単一縦モードの光波が発振し、結晶を通過し
てレーザ光として光ファイバ２０に出力される。すなわ
ち、レーザ光の発振波長は、結晶に形成されたグレーテ
ィング２１におけるブラッグ波長に依存することとな
る。
ザ発光素子１１からは、ＴＥモードの光波が出力され、
直流電圧源１６では、このＴＥモードの光波が透過する
ように電圧を外部分布反射器１５に印加し、上記リチウ
ムナイオベイトの結晶方向を調整して固定する。結晶に
入射された光波は、グレーティング２１におけるブラッ
グ波長で決まる任意の波長成分のみ反射し、光学レンズ
１３を逆に通過してレーザ発光素子１１に戻る。この結
果、共振器構造で決まる縦モードのうち、ブラッグ波長
に最も近い単一縦モードの光波が発振し、結晶を通過し
てレーザ光として光ファイバ２０に出力される。すなわ
ち、レーザ光の発振波長は、結晶に形成されたグレーテ
ィング２１におけるブラッグ波長に依存することとな
る。
【００１５】ここで、上記結晶の平均屈折率をｎav、グ
レーティングの周期（ピッチ）をΛとすると、ブラッグ
波長λBは、 λB＝２ｎavΛ …（１） となる。また、上記結晶に形成されたグレーティングの
ブラッグ波長におけるパワー反射率ＲBには、次の関係
がある。
レーティングの周期（ピッチ）をΛとすると、ブラッグ
波長λBは、 λB＝２ｎavΛ …（１） となる。また、上記結晶に形成されたグレーティングの
ブラッグ波長におけるパワー反射率ＲBには、次の関係
がある。
【００１６】ＲB＝tanh2（πΔｎＬ／λB） なお、ここでΔｎは、グレーティングの屈折率変化幅、
Ｌは、グレーティングの長さを表す。従って、反射率Ｒ
Bは、これら屈折率変化幅Δｎ、グレーティングの長さ
Ｌを調節することで選択することができる。次に、この
パワー反射率ＲBと結合効率Ｃout 2の関係について、図
２から図４の図面を用いて説明する。図２は、歪多重量
子井戸レーザからなる波長可変外部共振器型レーザを用
いた実験における、レーザの発振しきい電流の変化を示
す関係図である。図２において、しきい電流は、パワー
反射率ＲBと結合効率Ｃout 2によって変化する。
Ｌは、グレーティングの長さを表す。従って、反射率Ｒ
Bは、これら屈折率変化幅Δｎ、グレーティングの長さ
Ｌを調節することで選択することができる。次に、この
パワー反射率ＲBと結合効率Ｃout 2の関係について、図
２から図４の図面を用いて説明する。図２は、歪多重量
子井戸レーザからなる波長可変外部共振器型レーザを用
いた実験における、レーザの発振しきい電流の変化を示
す関係図である。図２において、しきい電流は、パワー
反射率ＲBと結合効率Ｃout 2によって変化する。
【００１７】上記しきい電流は、結合効率Ｃout 2が大き
く、かつ反射率ＲBが大きいほど小さくなる。一般的に
しきい電流は、低い方のが良い。一方、電流−出力特性
（以下、「Ｉ−Ｌ特性」という）は、レーザへの注入電
流と光出力パワーの関係であり、その傾きは，Ｗ／Ａで
表される。実験に用いたレーザにおいて、グレーティン
グのブラッグ波長における反射率ＲBを、０．２２で一
定とし、結合効率Ｃout 2をパラメータとした時の電流−
出力特性が図３である。図３では、Ｉ−Ｌ特性の傾き
は、結合効率Ｃout 2が小さい方が大きいが、図２では、
結合効率Ｃout 2が小さい方がしきい電流が大きくなるこ
とが判る。
く、かつ反射率ＲBが大きいほど小さくなる。一般的に
しきい電流は、低い方のが良い。一方、電流−出力特性
（以下、「Ｉ−Ｌ特性」という）は、レーザへの注入電
流と光出力パワーの関係であり、その傾きは，Ｗ／Ａで
表される。実験に用いたレーザにおいて、グレーティン
グのブラッグ波長における反射率ＲBを、０．２２で一
定とし、結合効率Ｃout 2をパラメータとした時の電流−
出力特性が図３である。図３では、Ｉ−Ｌ特性の傾き
は、結合効率Ｃout 2が小さい方が大きいが、図２では、
結合効率Ｃout 2が小さい方がしきい電流が大きくなるこ
とが判る。
【００１８】また、図４は、結合効率Ｃout 2を０．６と
し、反射率ＲBをパラメータとした時のＩ−Ｌ特性を示
す。図３では、反射率ＲBが小さいほど、Ｉ−Ｌ特性の
傾きが大きいが、図２では、反射率ＲBが小さい方がし
きい電流が大きくなることが判る。このことから、しき
い電流を小さくすることと、これらＩ−Ｌ特性の傾きを
大きくすることは、相互に交換関係となっていることが
判る。つまり、しきい電流が大きいほど、Ｉ−Ｌ特性の
傾きは、大きいのであるから、所望なしきい電流の上限
を決め、それを満たすような結合効率Ｃout 2及び反射率
ＲBが規定されれば良い。
し、反射率ＲBをパラメータとした時のＩ−Ｌ特性を示
す。図３では、反射率ＲBが小さいほど、Ｉ−Ｌ特性の
傾きが大きいが、図２では、反射率ＲBが小さい方がし
きい電流が大きくなることが判る。このことから、しき
い電流を小さくすることと、これらＩ−Ｌ特性の傾きを
大きくすることは、相互に交換関係となっていることが
判る。つまり、しきい電流が大きいほど、Ｉ−Ｌ特性の
傾きは、大きいのであるから、所望なしきい電流の上限
を決め、それを満たすような結合効率Ｃout 2及び反射率
ＲBが規定されれば良い。
【００１９】ここで、結合効率Ｃout 2は、光モジュール
の光学系によって決まる。これによって選られる結合効
率は、０．６〜０．８程度である。また、通信用レーザ
のしきい電流は、通常５〜２０ｍＡの範囲内であるか
ら、まず、しきい電流を２０ｍＡ以下にするには、結合
効率が０．８の場合には、反射率が０．１以上、結合効
率が０．６の場合には、反射率が０．２以上必要である
（図２参照）。
の光学系によって決まる。これによって選られる結合効
率は、０．６〜０．８程度である。また、通信用レーザ
のしきい電流は、通常５〜２０ｍＡの範囲内であるか
ら、まず、しきい電流を２０ｍＡ以下にするには、結合
効率が０．８の場合には、反射率が０．１以上、結合効
率が０．６の場合には、反射率が０．２以上必要である
（図２参照）。
【００２０】一方、反射率が大きいと、Ｉ−Ｌ特性の傾
きが小さくなり、効率良くレーザを発振できない。その
ため、結合効率０．６において、しきい電流が５ｍＡと
なる反射率０．６を上限とする（図４参照）。以上のこ
とより、通常の光学系を用いて選られる結合効率０．６
〜０．８の場合において、グレーティングのブラッグ波
長における反射率は、０．１〜０．６の範囲にすると、
レーザを効率良く安定させることが可能となる。なお、
本実施例では、レーザをさらに効率良く安定させるため
に、結合効率０．６〜０．８の場合のグレーティングの
ブラッグ波長における反射率ＲBは、０．２〜０．４の
範囲内で選ぶものとする。
きが小さくなり、効率良くレーザを発振できない。その
ため、結合効率０．６において、しきい電流が５ｍＡと
なる反射率０．６を上限とする（図４参照）。以上のこ
とより、通常の光学系を用いて選られる結合効率０．６
〜０．８の場合において、グレーティングのブラッグ波
長における反射率は、０．１〜０．６の範囲にすると、
レーザを効率良く安定させることが可能となる。なお、
本実施例では、レーザをさらに効率良く安定させるため
に、結合効率０．６〜０．８の場合のグレーティングの
ブラッグ波長における反射率ＲBは、０．２〜０．４の
範囲内で選ぶものとする。
【００２１】また、上述したＩ−Ｌ特性の変化は、以下
のように式で表すことができる。すなわち、レーザのし
きい電流Ｉthは、 Ｉth＝ｅＶaＢeff｛［α1Ｌ1／Г＋（１／ГＬ1）ｌｎ （１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）］／ｇ’＋Ｎg｝ …（２） となる。ここで、ｅは電子電荷、Ｃout 2は結合効率、ｒ
hは上記高反射端面の電界反射率、ｔaは上記無反射端面
の電界透過率、Гは上記活性層横方向光閉じ込め係数、
α1は上記活性層内の伝搬損失、Ｌ1は上記活性層の長
さ、Ｂeffは実効再結合係数、Ｎgは反転分布キャリア密
度、ｇ’は微分利得である。また、Ｖaは活性層体積で
あり、活性層幅ωと活性層厚さｔと活性層の長さＬ1の
積で表され、Ｖa＝Ｌ1ｔωとなる。ｒBはブラッグ波長
における電界反射率でｒB 2＝ＲBの関係にある。
のように式で表すことができる。すなわち、レーザのし
きい電流Ｉthは、 Ｉth＝ｅＶaＢeff｛［α1Ｌ1／Г＋（１／ГＬ1）ｌｎ （１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）］／ｇ’＋Ｎg｝ …（２） となる。ここで、ｅは電子電荷、Ｃout 2は結合効率、ｒ
hは上記高反射端面の電界反射率、ｔaは上記無反射端面
の電界透過率、Гは上記活性層横方向光閉じ込め係数、
α1は上記活性層内の伝搬損失、Ｌ1は上記活性層の長
さ、Ｂeffは実効再結合係数、Ｎgは反転分布キャリア密
度、ｇ’は微分利得である。また、Ｖaは活性層体積で
あり、活性層幅ωと活性層厚さｔと活性層の長さＬ1の
積で表され、Ｖa＝Ｌ1ｔωとなる。ｒBはブラッグ波長
における電界反射率でｒB 2＝ＲBの関係にある。
【００２２】また、自然放出光を無視すると、注入電流
Ｉに対するレーザの全光出力Ｐ0は、 Ｐ0＝ηdＥg(Ｉ−Ｉth) Ｅg＝ｈν …（３） となる。ここで、ｈはプランク定数、νは光波の振動
数、ηdは外部微分量子効率である。このηdはレーザの
内部量子効率ηinを用いて表すと、 ηd＝ηinαm／（α1＋αm） ＝ηin｛（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）／［α1＋ （１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）］｝ …（４） となる。ここで、αmはミラー損失である。さらに、レ
ーザから外部に取り出される光出力は、後面及び前面に
分かれて出力される。この時、前面の光出力を
Ｐ front、後面の光出力をＰbackとして表すと、 Ｐfront／Ｐback＝［（１−ＲB）／（１−Ｒh）］√（Ｒh／ＲB）…（５） となる。ここで、ＲBは前面ミラーのパワー反射率、Ｒh
は後面ミラーのパワー反射率である。
Ｉに対するレーザの全光出力Ｐ0は、 Ｐ0＝ηdＥg(Ｉ−Ｉth) Ｅg＝ｈν …（３） となる。ここで、ｈはプランク定数、νは光波の振動
数、ηdは外部微分量子効率である。このηdはレーザの
内部量子効率ηinを用いて表すと、 ηd＝ηinαm／（α1＋αm） ＝ηin｛（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）／［α1＋ （１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）］｝ …（４） となる。ここで、αmはミラー損失である。さらに、レ
ーザから外部に取り出される光出力は、後面及び前面に
分かれて出力される。この時、前面の光出力を
Ｐ front、後面の光出力をＰbackとして表すと、 Ｐfront／Ｐback＝［（１−ＲB）／（１−Ｒh）］√（Ｒh／ＲB）…（５） となる。ここで、ＲBは前面ミラーのパワー反射率、Ｒh
は後面ミラーのパワー反射率である。
【００２３】なお、この実験に用いた歪多重量子井戸構
造を持つレーザ発光素子１１の特性パラメータ値は、表
１に示すものである。
造を持つレーザ発光素子１１の特性パラメータ値は、表
１に示すものである。
【００２４】
【表１】 本発明では、Ｉ−Ｌ特性に関する（２）〜（５）式に表
１の上記値を代入しても、図３、図４に示すＩ−Ｌ特性
を得ることができた。
１の上記値を代入しても、図３、図４に示すＩ−Ｌ特性
を得ることができた。
【００２５】次に、印加電圧と屈折率変化の関係につい
て説明する。ポッケルス効果は、電界に比例して屈折率
が変化する現象であり、中心対称性を持たない結晶で
は、この効果が見られる。例えば１軸性結晶のリチウム
ナイオベイトでは、光軸のｚ軸（ｃ軸ともいう）方向に
電界Ｅを加える場合、ｘ軸、ｙ軸方向の電界は０であ
る。そこで、ｚ軸方向の屈折率変化Δｎeは、 Δｎe＝−ｎe 3γ33Ｅ／２ と表される。ここで、ｎeは、電界を印加しない時のリ
チウムナイオベイトのｚ軸方向の屈折率であり、ｎe＝
２．２程度の値が知られている。γ33は、１次光学係数
であり、γ33＝３２×１０-12ｍ／Ｖ程度が知られてい
る。この効果により、ｚ軸方向の屈折率が電界によっ
て、ｎe＋Δｎeに変化することになる。印加電圧Ｖと電
界Ｅには、Ｖ＝Ｅｄ（ｄは電極間の距離）の関係がある
から、屈折率は、印加電圧に比例して変わることにな
る。
て説明する。ポッケルス効果は、電界に比例して屈折率
が変化する現象であり、中心対称性を持たない結晶で
は、この効果が見られる。例えば１軸性結晶のリチウム
ナイオベイトでは、光軸のｚ軸（ｃ軸ともいう）方向に
電界Ｅを加える場合、ｘ軸、ｙ軸方向の電界は０であ
る。そこで、ｚ軸方向の屈折率変化Δｎeは、 Δｎe＝−ｎe 3γ33Ｅ／２ と表される。ここで、ｎeは、電界を印加しない時のリ
チウムナイオベイトのｚ軸方向の屈折率であり、ｎe＝
２．２程度の値が知られている。γ33は、１次光学係数
であり、γ33＝３２×１０-12ｍ／Ｖ程度が知られてい
る。この効果により、ｚ軸方向の屈折率が電界によっ
て、ｎe＋Δｎeに変化することになる。印加電圧Ｖと電
界Ｅには、Ｖ＝Ｅｄ（ｄは電極間の距離）の関係がある
から、屈折率は、印加電圧に比例して変わることにな
る。
【００２６】上述したごとく、ブラッグ波長λBは、
（１）式に示した関係にあり、上記（１）式におけるｎ
avが、ｎe＋Δｎeであるから、ブラッグ波長λBが電圧
印加によって変化することになる。また、結晶は、共振
器の構成要素の１つであり、結晶の屈折率が変化する
と、レーザ発振の位相条件も変わり、発振しうる縦モー
ドも変わる。このため、結晶への電圧印加は、ブラッグ
波長の変化、縦モード条件の変化をもたらす。上記レー
ザは、ブラッグ波長に最も近い縦モードで発振するか
ら、任意の電圧を印加した時の位相条件、ブラッグ波長
で決まる単一縦モードのレーザ光が発振する。
（１）式に示した関係にあり、上記（１）式におけるｎ
avが、ｎe＋Δｎeであるから、ブラッグ波長λBが電圧
印加によって変化することになる。また、結晶は、共振
器の構成要素の１つであり、結晶の屈折率が変化する
と、レーザ発振の位相条件も変わり、発振しうる縦モー
ドも変わる。このため、結晶への電圧印加は、ブラッグ
波長の変化、縦モード条件の変化をもたらす。上記レー
ザは、ブラッグ波長に最も近い縦モードで発振するか
ら、任意の電圧を印加した時の位相条件、ブラッグ波長
で決まる単一縦モードのレーザ光が発振する。
【００２７】従って、本実施例では、直流電圧源の出力
電圧を調整して、結晶への印加電圧を変化させてブラッ
グ波長を調整するので、レーザの発振波長を変化させる
ことができ、発振波長の設定が簡便になり、かつ機械的
な駆動系を用いないので、装置構成を小さくできる。さ
らに、本実施例では、上記駆動系が不要になるため、グ
レーティングとレーザ発光素子の反射面とで構成される
共振器の長さが短くなって、光子寿命が短くなり、その
結果として、緩和振動周波数が高い周波数帯に発生し、
上記レーザ発光素子に直接変調信号を印加して光信号を
変調することが可能になる。
電圧を調整して、結晶への印加電圧を変化させてブラッ
グ波長を調整するので、レーザの発振波長を変化させる
ことができ、発振波長の設定が簡便になり、かつ機械的
な駆動系を用いないので、装置構成を小さくできる。さ
らに、本実施例では、上記駆動系が不要になるため、グ
レーティングとレーザ発光素子の反射面とで構成される
共振器の長さが短くなって、光子寿命が短くなり、その
結果として、緩和振動周波数が高い周波数帯に発生し、
上記レーザ発光素子に直接変調信号を印加して光信号を
変調することが可能になる。
【００２８】図５は、本発明に係る波長可変外部共振器
型レーザの第２実施例の構成を示す構成図である。図５
において、図１の第１実施例と異なる点は、レーザ発光
素子１１の後面側にグレーティングが形成された結晶を
配置して外部分布反射器１５を構成し、上記外部分布反
射器１５に直流電圧源１６から電圧を印加して、ブラッ
グ波長を可変制御することで、単一縦モードの所望発振
波長のレーザ光を発振させることである。
型レーザの第２実施例の構成を示す構成図である。図５
において、図１の第１実施例と異なる点は、レーザ発光
素子１１の後面側にグレーティングが形成された結晶を
配置して外部分布反射器１５を構成し、上記外部分布反
射器１５に直流電圧源１６から電圧を印加して、ブラッ
グ波長を可変制御することで、単一縦モードの所望発振
波長のレーザ光を発振させることである。
【００２９】また、上述したＩ−Ｌ特性の変化は、以下
のように式で表すことができる。すなわち、レーザのし
きい電流Ｉthは、 Ｉth＝ｅＶaＢeff｛［α1Ｌ1／Г＋（１／ГＬ1）ｌｎ （１／ｌa 2Ｃout 2ｒlｒB）］／ｇ’＋Ｎg｝ …（６） となる。ここで、ｒlは上記無反射端面の電界反射率
で、他のパラメータは（２）〜（５）式のパラメータと
同様である。また、自然放出光を無視すると、注入電流
Ｉに対するレーザの全光出力Ｐ0は、（３）式と同様、 Ｐ0＝ηdＥg(Ｉ−Ｉth) Ｅg＝ｈν …（７） である。ここで、ηdをレーザの内部量子効率ηinを用
いて表すと、ηd＝ηinαm／（α1＋αm） ＝ηin｛（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒlｒB）／［α1＋ （１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒlｒB）］｝ …（８） となる。さらに、レーザから外部に取り出される光出力
は、後面及び前面に分かれて出力される。この時、前面
の光出力をＰfront、後面の光出力をＰbackとして表す
と、 Ｐfront／Ｐback＝［（１−Ｒl）／（１−ＲB）］√（ＲB／Ｒl）…（９） となる。ここで、ＲBはグレーティングのブラッグ波長
におけるパワー反射率、Ｒlは前面ミラーのパワー反射
率である。本実施例でも、（６）〜（９）式に表１の上
記値を代入することで、良好なＩ−Ｌ特性を得ることが
できた。
のように式で表すことができる。すなわち、レーザのし
きい電流Ｉthは、 Ｉth＝ｅＶaＢeff｛［α1Ｌ1／Г＋（１／ГＬ1）ｌｎ （１／ｌa 2Ｃout 2ｒlｒB）］／ｇ’＋Ｎg｝ …（６） となる。ここで、ｒlは上記無反射端面の電界反射率
で、他のパラメータは（２）〜（５）式のパラメータと
同様である。また、自然放出光を無視すると、注入電流
Ｉに対するレーザの全光出力Ｐ0は、（３）式と同様、 Ｐ0＝ηdＥg(Ｉ−Ｉth) Ｅg＝ｈν …（７） である。ここで、ηdをレーザの内部量子効率ηinを用
いて表すと、ηd＝ηinαm／（α1＋αm） ＝ηin｛（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒlｒB）／［α1＋ （１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒlｒB）］｝ …（８） となる。さらに、レーザから外部に取り出される光出力
は、後面及び前面に分かれて出力される。この時、前面
の光出力をＰfront、後面の光出力をＰbackとして表す
と、 Ｐfront／Ｐback＝［（１−Ｒl）／（１−ＲB）］√（ＲB／Ｒl）…（９） となる。ここで、ＲBはグレーティングのブラッグ波長
におけるパワー反射率、Ｒlは前面ミラーのパワー反射
率である。本実施例でも、（６）〜（９）式に表１の上
記値を代入することで、良好なＩ−Ｌ特性を得ることが
できた。
【００３０】本実施例では、この構成に伴って、レーザ
発光素子１１の後面を反射率１０-4以下の無反射端面１
８とし、前面を反射率０．２〜０．４の間の高反射端面
１９とし、外部分布反射器１５であるグレーティングの
ブラッグ波長における反射率を０．９以上として、外部
分布反射器１５と反対側へ所望発振波長のレーザ光を発
振することを可能としている。なお、本実施例におい
て、結晶への電圧印加のみで発振波長が変化する原理
は、第１実施例と同様である。
発光素子１１の後面を反射率１０-4以下の無反射端面１
８とし、前面を反射率０．２〜０．４の間の高反射端面
１９とし、外部分布反射器１５であるグレーティングの
ブラッグ波長における反射率を０．９以上として、外部
分布反射器１５と反対側へ所望発振波長のレーザ光を発
振することを可能としている。なお、本実施例におい
て、結晶への電圧印加のみで発振波長が変化する原理
は、第１実施例と同様である。
【００３１】従って、本実施例でも、ブラッグ波長を調
整することができるので、第１実施例と同様に、レーザ
の発振波長を変化させることができ、発振波長の設定が
簡便になり、かつ装置構成を小さくできる。ところで、
上述したリチウムナイオベイトのような結晶に形成され
たグレーティングのブラッグ波長は、図６の実験結果に
示すような温度依存性を持っている。上記実験では、結
晶の温度を１０〜３０℃の範囲で変化させると、ブラッ
グ波長は、その温度変化に比例して変化し、温度上昇に
伴って長波長へとほぼ直線的にシフトする。この特性か
ら変化の傾きは、０．００６ｎｍ／℃である。従って、
結晶への印加電圧のみで波長可変を実現するためには、
温度変化による影響を削減する必要がある。
整することができるので、第１実施例と同様に、レーザ
の発振波長を変化させることができ、発振波長の設定が
簡便になり、かつ装置構成を小さくできる。ところで、
上述したリチウムナイオベイトのような結晶に形成され
たグレーティングのブラッグ波長は、図６の実験結果に
示すような温度依存性を持っている。上記実験では、結
晶の温度を１０〜３０℃の範囲で変化させると、ブラッ
グ波長は、その温度変化に比例して変化し、温度上昇に
伴って長波長へとほぼ直線的にシフトする。この特性か
ら変化の傾きは、０．００６ｎｍ／℃である。従って、
結晶への印加電圧のみで波長可変を実現するためには、
温度変化による影響を削減する必要がある。
【００３２】そこで、図７の第３実施例では、第１又は
第２の実施例に、以下に示す構成部分を付加して構成さ
れる。すなわち、上記結晶からなる外部分布反射器１５
の下方に導電性金属２２を介して、本発明に係る温度制
御手段を構成する素子、例えばペルチェ素子２３を配置
して結晶の温度を調整するものとする。さらに、上記結
晶には、本発明に係る温度検出手段を構成する温度セン
サ２４、例えばサーミスタを取り付けて結晶の温度を検
出し、上記検出された温度に応じて、本発明に係る温度
制御手段を構成する自動温度制御回路２５が、ペルチェ
素子２３の温度を制御するものとする。すなわち、サー
ミスタ２４では、検出温度を電圧信号に変換して自動温
度制御回路２５に出力しており、自動温度制御回路２５
では、基準温度を基準電圧として設定し、入力する上記
電圧信号と基準電圧との差をとり、この差に応じて外部
分布反射器１５の温度が一定になるように、ペルチェ素
子２３に流す電流のフィードバック制御を行っている。
第２の実施例に、以下に示す構成部分を付加して構成さ
れる。すなわち、上記結晶からなる外部分布反射器１５
の下方に導電性金属２２を介して、本発明に係る温度制
御手段を構成する素子、例えばペルチェ素子２３を配置
して結晶の温度を調整するものとする。さらに、上記結
晶には、本発明に係る温度検出手段を構成する温度セン
サ２４、例えばサーミスタを取り付けて結晶の温度を検
出し、上記検出された温度に応じて、本発明に係る温度
制御手段を構成する自動温度制御回路２５が、ペルチェ
素子２３の温度を制御するものとする。すなわち、サー
ミスタ２４では、検出温度を電圧信号に変換して自動温
度制御回路２５に出力しており、自動温度制御回路２５
では、基準温度を基準電圧として設定し、入力する上記
電圧信号と基準電圧との差をとり、この差に応じて外部
分布反射器１５の温度が一定になるように、ペルチェ素
子２３に流す電流のフィードバック制御を行っている。
【００３３】従って、本実施例では、結晶の温度を一定
に保つことが可能となり、グレーティングのブラッグ波
長の温度変化による影響を削減して、上記ブラッグ波長
を調整することができるので、さらに的確にレーザの発
振波長を変化させることができ、発振波長の設定が簡便
になり、かつ装置構成を小さくできる。なお、これら実
施例において、レーザ光の発振波長を可変制御するため
には、例えば光ファイバのレーザ光出力側に光カプラ
（図示せず）を取り付け、出力されるレーザ光を分離
し、その波長をモニタして直流電圧源にフィードバック
し、印加電圧を調整すれば、グレーティングのブラッグ
波長を調整することができ、レーザ光の発振波長を精度
良く選別することができる。
に保つことが可能となり、グレーティングのブラッグ波
長の温度変化による影響を削減して、上記ブラッグ波長
を調整することができるので、さらに的確にレーザの発
振波長を変化させることができ、発振波長の設定が簡便
になり、かつ装置構成を小さくできる。なお、これら実
施例において、レーザ光の発振波長を可変制御するため
には、例えば光ファイバのレーザ光出力側に光カプラ
（図示せず）を取り付け、出力されるレーザ光を分離
し、その波長をモニタして直流電圧源にフィードバック
し、印加電圧を調整すれば、グレーティングのブラッグ
波長を調整することができ、レーザ光の発振波長を精度
良く選別することができる。
【００３４】また、図６から判るように、結晶の温度を
変化させることでブラッグ波長を変化させることも可能
である。そこで、図８に本発明に係る波長可変外部共振
器型レーザの第４実施例の構成図を示す。第４実施例で
は、第３実施例に示した直流電圧源１６による結晶への
電圧印加を削除し、ペルチェ素子２３に流す電流のフィ
ードバック制御のみを行って、外部分布反射器１５の温
度が可変に調整されるようにし、ブラッグ波長を可変制
御することで、単一縦モードの所望発振波長のレーザ光
を発振させる。
変化させることでブラッグ波長を変化させることも可能
である。そこで、図８に本発明に係る波長可変外部共振
器型レーザの第４実施例の構成図を示す。第４実施例で
は、第３実施例に示した直流電圧源１６による結晶への
電圧印加を削除し、ペルチェ素子２３に流す電流のフィ
ードバック制御のみを行って、外部分布反射器１５の温
度が可変に調整されるようにし、ブラッグ波長を可変制
御することで、単一縦モードの所望発振波長のレーザ光
を発振させる。
【００３５】従って、本実施例では、外部分布反射器の
温度を可変調整することによって、ブラッグ波長が調整
されてレーザの発振周波数を変化させることができるの
で、発振波長の設定が簡便で、かつ装置構成を小さくで
きる。
温度を可変調整することによって、ブラッグ波長が調整
されてレーザの発振周波数を変化させることができるの
で、発振波長の設定が簡便で、かつ装置構成を小さくで
きる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、光波
の伝送が可能なように光ファイバと光結合され、波長が
可変の光波のうちから単一モードのレーザ光を発振して
前記光ファイバに伝送する波長可変外部共振器型レーザ
において、印加される電圧に応じて、異なるブラッグ波
長の光波を反射するグレーティングが形成された材質で
ある電気光学効果を有する結晶からなる外部分布反射器
と、前記外部分布反射器に印加する電圧を可変に制御す
る電圧制御手段と、生じた光波を反射する反射面を有
し、該反射面と前記グレーティングとの間で該光波を共
振させて所定波長のレーザ光を発振するレーザ発光素子
とを備えたので、発振波長の設定が簡便で、かつ装置構
成を小さくできるとともに、共振器長を短くして緩和振
動周波数を高くでき、直接変調ができる。
の伝送が可能なように光ファイバと光結合され、波長が
可変の光波のうちから単一モードのレーザ光を発振して
前記光ファイバに伝送する波長可変外部共振器型レーザ
において、印加される電圧に応じて、異なるブラッグ波
長の光波を反射するグレーティングが形成された材質で
ある電気光学効果を有する結晶からなる外部分布反射器
と、前記外部分布反射器に印加する電圧を可変に制御す
る電圧制御手段と、生じた光波を反射する反射面を有
し、該反射面と前記グレーティングとの間で該光波を共
振させて所定波長のレーザ光を発振するレーザ発光素子
とを備えたので、発振波長の設定が簡便で、かつ装置構
成を小さくできるとともに、共振器長を短くして緩和振
動周波数を高くでき、直接変調ができる。
【００３７】また、前記波長可変外部共振器型レーザ
は、前記外部分布反射器の温度を検出する温度検出手段
と、前記検出された温度に応じて、前記外部分布反射器
の温度を所定温度に制御する温度制御手段とを備え、外
部分布反射器の温度を一定にするので、さらに発振波長
の設定を簡便にできる。また、本発明に係る波長可変外
部共振器型レーザは、温度に応じて、異なるブラッグ波
長の光波を反射するグレーティングが形成された結晶か
らなる外部分布反射器と、前記外部分布反射器の温度を
検出する温度検出手段と、前記検出された温度に応じ
て、前記外部分布反射器の温度を可変に制御する温度制
御手段とを備え、外部分布反射器の温度を可変に制御す
ることでブラッグ波長を変化させて、単一縦モードで発
振するレーザ光の発振波長を可変に制御するので、発振
波長の設定が簡便で、かつ装置構成を小さくできる。
は、前記外部分布反射器の温度を検出する温度検出手段
と、前記検出された温度に応じて、前記外部分布反射器
の温度を所定温度に制御する温度制御手段とを備え、外
部分布反射器の温度を一定にするので、さらに発振波長
の設定を簡便にできる。また、本発明に係る波長可変外
部共振器型レーザは、温度に応じて、異なるブラッグ波
長の光波を反射するグレーティングが形成された結晶か
らなる外部分布反射器と、前記外部分布反射器の温度を
検出する温度検出手段と、前記検出された温度に応じ
て、前記外部分布反射器の温度を可変に制御する温度制
御手段とを備え、外部分布反射器の温度を可変に制御す
ることでブラッグ波長を変化させて、単一縦モードで発
振するレーザ光の発振波長を可変に制御するので、発振
波長の設定が簡便で、かつ装置構成を小さくできる。
【図１】本発明に係る波長可変外部共振器型レーザの第
１実施例の構成を示す構成図である。
１実施例の構成を示す構成図である。
【図２】歪多重量子井戸レーザからなる波長可変外部共
振器型レーザを用いた実験における、レーザの発振しき
い電流の変化を示す関係図である。
振器型レーザを用いた実験における、レーザの発振しき
い電流の変化を示す関係図である。
【図３】上記実験における反射率ＲBを０．２２で一定
とし、結合効率Ｃout 2をパラメータとした時のＩ−Ｌ特
性を示す特性図である。
とし、結合効率Ｃout 2をパラメータとした時のＩ−Ｌ特
性を示す特性図である。
【図４】上記実験における結合効率Ｃout 2を０．６と
し、反射率ＲBをパラメータとした時のＩ−Ｌ特性を示
す特性図である。
し、反射率ＲBをパラメータとした時のＩ−Ｌ特性を示
す特性図である。
【図５】本発明に係る波長可変外部共振器型レーザの第
２実施例の構成を示す構成図である。
２実施例の構成を示す構成図である。
【図６】ブラッグ波長の温度特性を示す特性図である。
【図７】本発明に係る波長可変外部共振器型レーザの第
３実施例の構成を示す構成図である。
３実施例の構成を示す構成図である。
【図８】本発明に係る波長可変外部共振器型レーザの第
４実施例の構成を示す構成図である。
４実施例の構成を示す構成図である。
【図９】従来の波長可変外部共振器型レーザの構成を示
す構成図である。
す構成図である。
１１レーザ発光素子 １３，１４ 光学レンズ １５ 外部分布反射器 １６ 直流電圧源 １７ 活性層 １８ 無反射端面 １９ 高反射端面 ２０ 光ファイバ ２１ グレーティング ２３ ペルチェ素子 ２４ サーミスタ
Claims (6)
- 【請求項１】 光波の伝送が可能なように光ファイバと
光結合され、波長が可変の光波のうちから単一モードの
レーザ光を発振して前記光ファイバに伝送する波長可変
外部共振器型レーザにおいて、 印加される電圧に応じて、異なるブラッグ波長の光波を
反射するグレーティングが形成された材質からなる外部
分布反射器と、 前記外部分布反射器に印加する電圧を可変に制御する電
圧制御手段と、 生じた光波を反射する反射面を有し、該反射面と前記グ
レーティングとの間で該光波を共振させて所定波長のレ
ーザ光を発振するレーザ発光素子とを備えたことを特徴
とする波長可変外部共振器型レーザ。 - 【請求項２】 前記波長可変外部共振器型レーザは、前
記外部分布反射器の温度を検出する温度検出手段と、前
記検出された温度に応じて、前記外部分布反射器の温度
を所定温度に制御する温度制御手段とを備えたことを特
徴とする請求項１に記載の波長可変外部共振器型レー
ザ。 - 【請求項３】 光波の伝送が可能なように光ファイバと
光結合され、波長が可変の光波のうちから単一モードの
レーザ光を発振して前記光ファイバに伝送する波長可変
外部共振器型レーザにおいて、 温度に応じて、異なるブラッグ波長の光波を反射するグ
レーティングが形成された材質からなる外部分布反射器
と、 前記外部分布反射器の温度を検出する温度検出手段と、 前記検出された温度に応じて、前記外部分布反射器の温
度を可変に制御する温度制御手段と、 生じた光波を反射する反射面を有し、該反射面と前記グ
レーティングとの間で該光波を共振させて所定波長のレ
ーザ光を発振するレーザ発光素子とを備えたことを特徴
とする波長可変外部共振器型レーザ。 - 【請求項４】 前記外部分布反射器の材質は、電気光学
効果を有する結晶からなることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の波長可変外部共振器型レーザ。 - 【請求項５】 前記レーザ発光素子のしきい電流Ｉ
thを、 Ｉth＝ｅＶaＢeff｛［α1Ｌ1／Г＋（１／ГＬ1）ｌｎ
（１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）］／ｇ’＋Ｎg｝ とし、注入電流Ｉに対するレーザの全光出力Ｐ0は、 Ｐ0=ηdＥg(Ｉ−Ｉth) Ｅg=ｈν とし、外部微分量子効率ηdはレーザの内部量子効率η
inを用いて、 ηd＝ηinαm／（α1＋αm） ＝ηin｛（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）／
［α1＋（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒhｒB）］｝ と表し、この時、前面の光出力をＰfront、後面の光出
力をＰbackとして表すと、 Ｐfront／Ｐback＝［（１−ＲB）／（１−Ｒh）］√
（Ｒh／ＲB） となることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長可
変外部共振器型レーザ。 - 【請求項６】 前記レーザ発光素子のしきい電流Ｉ
thを、 Ｉth＝ｅＶaＢeff｛［α1Ｌ1／Г＋（１／ГＬ1）ｌｎ
（１／ｔa 2Ｃout 2ｒlｒB）］／ｇ’＋Ｎg｝ とし、注入電流Ｉに対するレーザの全光出力Ｐ0は、 Ｐ0=ηdＥg(Ｉ−Ｉth) Ｅg=ｈν とし、外部微分量子効率ηdはレーザの内部量子効率η
inを用いて、 ηd＝ηinαm／（α1＋αm） ＝ηin｛（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒlｒB）／
［α1＋（１／Ｌ1）ｌｎ（１／ｔa 2Ｃout 2ｒlｒB）］｝ と表し、この時、前面の光出力をＰfront、後面の光出
力をＰbackとして表すと、 Ｐfront／Ｐback＝［（１−Ｒl）／（１−ＲB）］√
（ＲB／Ｒl） となることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長可
変外部共振器型レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3617798A JPH11233894A (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 波長可変外部共振器型レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3617798A JPH11233894A (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 波長可変外部共振器型レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233894A true JPH11233894A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12462468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3617798A Pending JPH11233894A (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 波長可変外部共振器型レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233894A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003098756A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Agilent Technologies,Inc. | Laser cavity with variable dispersion element |
| JP2004063828A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Shimadzu Corp | レーザ装置 |
| JP2004186576A (ja) * | 2002-12-05 | 2004-07-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 外部共振器レーザ |
| JP2005159104A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Sony Corp | レーザ・システム |
| US8038306B2 (en) | 2006-08-31 | 2011-10-18 | Seiko Epson Corporation | Light source device and image display device having a wavelength selective element |
| US8047659B2 (en) | 2007-07-12 | 2011-11-01 | Seiko Epson Corporation | Light source device, image display apparatus, and monitor apparatus |
| US8057051B2 (en) | 2007-08-30 | 2011-11-15 | Seiko Epson Corporation | Light source device, image display device, and monitor device |
| US8189631B2 (en) | 2007-06-13 | 2012-05-29 | Nec Corporation | External resonator-type wavelength tunable laser device |
| JP2017130487A (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | ２波長レーザー光混合によるミリ波、サブミリ波発生装置 |
-
1998
- 1998-02-18 JP JP3617798A patent/JPH11233894A/ja active Pending
Cited By (9)
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| JP2017130487A (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | ２波長レーザー光混合によるミリ波、サブミリ波発生装置 |
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