JPH1197792A - Light source for variable wavelength semiconductor laser - Google Patents

Light source for variable wavelength semiconductor laser

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JPH1197792A
JPH1197792A JP25713997A JP25713997A JPH1197792A JP H1197792 A JPH1197792 A JP H1197792A JP 25713997 A JP25713997 A JP 25713997A JP 25713997 A JP25713997 A JP 25713997A JP H1197792 A JPH1197792 A JP H1197792A
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JP
Japan
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light
optical coupler
wavelength
etalon
light source
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JP25713997A
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Inventor
Shinya Nagashima
伸哉 長島
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Ando Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide precise wavelength accuracy by providing an outer resonance-type semiconductor laser light source part, a driving part, first - third optical couplers, an acoustooptic element, an etalon and a transmissivity measuring part. SOLUTION: The first optical coupler 4 branches outgoing light from the outer resonance-type semiconductor laser light source part (light source) 1, outputs one light, makes the other light incident on the second optical coupler 5 and branches it. One branched light is made incident on the acoustooptic element 7 and the other light is made incident on the third optical coupler 6. In the acoustooptic element 7 and a photodiode array part (PD) 9, signals corresponding to the wavelength of incident light are outputted and they are outputted to a control part 3. The optical coupler 6 branches incident light and makes one light incident on the transmissivity measuring part 11 through the etalon 10. The transmissivity measuring part 11 obtains the transmissivity of the etalon 10 from the transmission light of the etalon 10 and the other incident light branched in the optical coupler 6 and outputs it to the control part 3. The control part 3 controls the driving part 2 so that a wavelength value becomes that which is set to the light source 1 from the signal of PD 9 and the transmissivity of the transmissivity measuring part 11.

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】本発明は、光信号源を用いる
技術の全ての分野に用いられ、特に、光通信、光コヒー
レント計測技術分野に用いられる可変波長半導体レーザ
光源に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunable semiconductor laser light source used in all fields of technology using an optical signal source, and more particularly to a tunable semiconductor laser light source used in optical communication and optical coherent measurement technology fields.

【0002】[0002]

【従来の技術】可変波長範囲が100nm程度の可変波
長光源に用いられる光源部には、通常、外部共振器型の
半導体レーザ(以下、LDとする)が使用されている。
そして、その外部共振器の一方の鏡に、波長選択素子で
ある回折格子を使用して単一モード発振させ、回折格子
の反射波長を機械的に可変することにより、広範囲の波
長掃引を可能としている。
2. Description of the Related Art Generally, an external resonator type semiconductor laser (hereinafter, referred to as an LD) is used for a light source section used for a variable wavelength light source having a variable wavelength range of about 100 nm.
Then, a single-mode oscillation is performed on one of the mirrors of the external resonator using a diffraction grating that is a wavelength selection element, and the wavelength of reflection of the diffraction grating is mechanically varied, thereby enabling a wide wavelength sweep. I have.

【0003】図5は、従来技術としての可変波長LD光
源の一構成例を示すもので、この図5において、1は外
部共振器型LD光源部、2は駆動部、3は制御部、12
は原点スイッチである。図5の可変波長LD光源におい
て、まず、制御部3は、電源投入時に原点スイッチ12
が動作する位置まで駆動部2を操作する。この原点スイ
ッチ12の動作位置における現在波長値は、あらかじ
め、正確な波長計で測定し、原点波長として記憶してお
く。そして、駆動部2は、外部共振器型LD光源部1内
の回折格子の反射波長を機械的に可変する。ここで、駆
動部2の状態と発振波長の関係は既知であり、制御部3
は、既知の関係式により波長設定を行う。
FIG. 5 shows an example of the configuration of a conventional variable wavelength LD light source. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes an external resonator type LD light source unit, 2 denotes a drive unit, 3 denotes a control unit, and 12 denotes a control unit.
Is an origin switch. In the variable wavelength LD light source shown in FIG.
The drive unit 2 is operated to the position where operates. The current wavelength value at the operating position of the origin switch 12 is measured by an accurate wavelength meter in advance and stored as the origin wavelength. Then, the drive unit 2 mechanically changes the reflection wavelength of the diffraction grating in the external resonator type LD light source unit 1. Here, the relationship between the state of the drive unit 2 and the oscillation wavelength is known, and the control unit 3
Sets the wavelength according to a known relational expression.

【0004】次に、図6は、外部共振器型LD光源部1
の構成例を示したもので、この図6において、101は
回折格子、102,105,107はレンズ、103は
無反射膜、104はLD、106は光アイソレータ、1
08は光ファイバ、109はLD駆動回路である。図6
の外部共振器型LD光源部1において、外部共振器は、
LD端面Bと回折格子101で構成され、その共振器長
は、回折格子101の光軸X上の点Aとして、線分AB
である。そして、LD104の回折格子101側端面に
は、不要な反射を除去するために無反射膜103が形成
されている。また、レンズ102,105は、LD10
4の出射ビームを平行ビームにそれぞれ変換するコリメ
ータである。
FIG. 6 shows an external resonator type LD light source unit 1.
In FIG. 6, 101 is a diffraction grating, 102, 105, 107 are lenses, 103 is a non-reflection film, 104 is an LD, 106 is an optical isolator,
08 is an optical fiber and 109 is an LD drive circuit. FIG.
In the external resonator type LD light source unit 1 described above, the external resonator is:
It is composed of an LD end face B and a diffraction grating 101, and its resonator length is represented by a line segment AB as a point A on the optical axis X of the diffraction grating 101.
It is. An anti-reflection film 103 is formed on an end surface of the LD 104 on the side of the diffraction grating 101 in order to remove unnecessary reflection. Also, the lenses 102 and 105 are
4 is a collimator for converting each of the outgoing beams into parallel beams.

【0005】以上において、外部共振器LD104から
の出力光は、LD端面B側から得られ、レンズ107に
より集光され、光ファイバ108により取り出される。
そして、後続の光学系からの戻り光によるノイズを発生
させないために、出力側には光アイソレータ106が挿
入されている。なお、LD駆動回路109は、所望の光
出力レベルに相当するLD駆動電流を供給している。
[0005] In the above, the output light from the external resonator LD 104 is obtained from the LD end face B side, condensed by the lens 107, and extracted by the optical fiber 108.
An optical isolator 106 is inserted on the output side so as not to generate noise due to return light from the subsequent optical system. Note that the LD drive circuit 109 supplies an LD drive current corresponding to a desired light output level.

【0006】次に、外部共振器型LD光源部1の光学フ
ィルタ特性について、図7、図8(a)、(b)、
(c)、(d)を参照しながら説明する。図7は回折格
子101の光学系を示すもので、図示のように、光軸と
回折格子101の法線Ngrのなす角をθ、格子間隔をd
とし、同一の光軸X上に入射光と反射(回折)光を設定
する。ここで、白色光を入射した時の反射光スペクトル
が回折格子101のフィルタ特性であり、図8(a)に
示すようなフィルタ特性が得られ、その反射ピーク波長
λgrは、以下のブラッグの式(1)で求められる。 λgr=2d×sin(θ) ・・・(1) また、外部共振器長をLとすれば、その共振縦モード
は、mを整数として、 mλm =2L ・・・(2) となり、この共振縦モードのスペクトルは図8(b)と
なる。従って、100nm以上の波長範囲で利得を有す
るLDの利得特性を図8(c)とすれば、外部共振器型
LD光源部1の発振波長は、図8(a)のフィルタ特性
により、図8(d)に示すような単一モード発振が得ら
れる。このように、図8において、図8(a)、
(b)、(c)の各特性を変化させれば、すなわち、
L,θを適当に可変すれば、波長掃引を行うことができ
る。
Next, the optical filter characteristics of the external cavity type LD light source unit 1 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to (c) and (d). FIG. 7 shows an optical system of the diffraction grating 101. As shown, the angle between the optical axis and the normal Ngr of the diffraction grating 101 is θ, and the grating interval is d.
And incident light and reflected (diffraction) light are set on the same optical axis X. Here, the reflected light spectrum when white light is incident is the filter characteristic of the diffraction grating 101, and the filter characteristic as shown in FIG. 8A is obtained. The reflection peak wavelength λgr is represented by the following Bragg equation: It is determined in (1). λgr = 2d × sin (θ) (1) If the external resonator length is L, the resonance longitudinal mode is mλm = 2L (2), where m is an integer. FIG. 8B shows the spectrum of the longitudinal mode. Therefore, assuming that the gain characteristic of the LD having a gain in the wavelength range of 100 nm or more is as shown in FIG. 8C, the oscillation wavelength of the external resonator type LD light source unit 1 is obtained by the filter characteristic of FIG. A single mode oscillation as shown in (d) is obtained. Thus, in FIG. 8, FIG.
If the characteristics of (b) and (c) are changed,
By appropriately changing L and θ, wavelength sweep can be performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、現在のWD
M光通信方式は、波長間隔1nm程度で数波を多重する
通信方式であるが、光アンプの増幅帯域や光ファイバの
損失帯域の最適化を行う上で、その波長間隔を0.1n
m程度で微調整する必要がある。従って、求められる波
長確度はさらに1桁下の0.01nm程度が必要とな
る。これに対し、従来技術における可変波長LD光源の
設定分解能は、0.001nm程度であるが、その設定
波長確度は、機構上のバックラッシュやヒステリシス、
温度変動や経時変化を含めた設定再現性といった誤差要
因のため、せいぜい±0.1nm程度である。従って、
設定波長確度を向上させるには、可変波長LD光源以外
に高価な波長計を準備し、設定のたびにその波長計で可
変波長LD光源の出力波長を測定し、設定を補正するし
かなかった。
By the way, the current WD
The M optical communication system is a communication system in which several waves are multiplexed at a wavelength interval of about 1 nm. In order to optimize an amplification band of an optical amplifier and a loss band of an optical fiber, the wavelength interval is set to 0.1 n.
It is necessary to make a fine adjustment in about m. Therefore, the required wavelength accuracy is required to be one digit lower than about 0.01 nm. On the other hand, the setting resolution of the variable wavelength LD light source in the related art is about 0.001 nm, but the setting wavelength accuracy is based on mechanical backlash, hysteresis, and the like.
Due to error factors such as setting reproducibility including temperature fluctuations and temporal changes, the value is at most about ± 0.1 nm. Therefore,
The only way to improve the set wavelength accuracy is to prepare an expensive wavelength meter in addition to the variable wavelength LD light source, measure the output wavelength of the variable wavelength LD light source with the wavelength meter each time the wavelength meter is set, and correct the setting.

【0008】そこで、本発明は、±0.01nm程度の
波長確度を保証することができる可変波長LD光源を提
供することを目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable wavelength LD light source that can guarantee a wavelength accuracy of about ± 0.01 nm.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
本発明は、外部共振器型半導体レーザ光源部と、外部共
振器長を可変する駆動部と、該駆動部と半導体レーザ駆
動電流を制御する制御部と、から構成される可変波長半
導体レーザ光源において、前記外部共振器型半導体レー
ザ光源部からの出力光を一方の入射光として2分岐出力
する第1の光カプラと、該第1の光カプラからの一方の
出力光を入射して2分岐出力する第2の光カプラと、該
第2の光カプラからの一方の出力光を入射して更に2分
岐出力する第3の光カプラと、前記第2の光カプラから
の他方の出力光を入射して入射光波長に対応した角度で
光を出力する音響光学素子と、該音響光学素子を駆動さ
せる発振器と、前記音響光学素子からの光の入射位置を
検出して、該入射位置を前記制御部へと送信する受光器
アレイ部と、前記第3の光カプラからの一方の出力光を
入射するエタロンと、前記第3の光カプラからの他方の
出力光と前記エタロンからの透過光の光強度を比較して
前記エタロンの透過率を求め、該エタロンの透過率を前
記制御部へ送信するエタロン透過率測定部と、を備えた
構成、を特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an external cavity type semiconductor laser light source unit, a driving unit for varying the length of the external cavity, and a driving unit and a semiconductor laser driving current. A first optical coupler for splitting and outputting the output light from the external cavity type semiconductor laser light source as one incident light in the variable wavelength semiconductor laser light source, comprising: a first optical coupler; A second optical coupler that receives one output light from the second optical coupler and outputs two branches, and a third optical coupler that receives one output light from the second optical coupler and further outputs two branches An acousto-optic element that receives the other output light from the second optical coupler and outputs light at an angle corresponding to the wavelength of the incident light, an oscillator that drives the acousto-optic element, and an acousto-optic element. Detecting the incident position of the light of A photodetector array unit that transmits the output light to the control unit, an etalon that receives one output light from the third optical coupler, and the other output light from the third optical coupler and the etalon. An etalon transmittance measuring unit for determining the transmittance of the etalon by comparing the light intensity of the transmitted light and transmitting the transmittance of the etalon to the control unit.

【0010】このように、外部共振器型半導体レーザ光
源部からの出力光を一方の入射光として第1の光カプラ
により2分岐出力し、この2分岐出力された第1の光カ
プラからの一方の出力光を第2の光カプラに入射して2
分岐出力し、この2分岐出力された第2の光カプラから
の一方の出力光を音響光学素子に入射して入射光波長に
対応した角度で光を受光器アレイ部へ出力し、該出力さ
れた光の受光器アレイ部における入射位置を検出して制
御部へと送信するとともに、第2の光カプラからのもう
一方の出力光を第3の光カプラに入射して2分岐出力
し、この第3の光カプラからの出力光の一方を、エタロ
ンを介してエタロン透過率測定部へと入射させ、他方を
直接エタロン透過率測定部へと入射させて、これらエタ
ロン透過率測定部に出力されたエタロンからの透過光と
第3の光カプラからの出力光との光強度を比較してエタ
ロンの透過率を求め、該エタロンの透過率を制御部へと
送信する可変波長半導体レーザ光源なので、以下の作用
が得られる。すなわち、本発明によれば、第2の光カプ
ラから入射して光波長に対応した出射角度で音響光学素
子からPDアレイ部に出力された光の入射位置と、第3
の光カプラからエタロンを介してエタロン透過率測定部
に入射したエタロン透過光と第3の光カプラから直接エ
タロン透過率測定部に入射した光の強度を比較して求め
られたエタロンの透過率とを、制御部へ送信して現在波
長値を演算し、外部共振器型半導体レーザ光源部に設定
された波長値に相当するように、駆動部を制御すること
で、設定波長確度を±0.01nm程度にすることがで
きる。従って、設定のたびに、可変波長LD光源以外の
波長計を用いて出射光波長を測定しなくてもよい。
As described above, the output light from the external cavity type semiconductor laser light source section is split into two lights by the first optical coupler as one incident light, and one of the two split output lights from the first optical coupler is output. Is output to the second optical coupler and
One of the output lights from the second optical coupler, which has been branched and output, is incident on the acousto-optic element, and the light is output to the photodetector array at an angle corresponding to the wavelength of the incident light. While detecting the incident position of the light in the light receiver array unit and transmitting the detected position to the control unit, the other output light from the second optical coupler is incident on the third optical coupler and is branched and output. One of the output lights from the third optical coupler is made to enter the etalon transmittance measurement unit via the etalon, and the other is made to directly enter the etalon transmittance measurement unit and output to these etalon transmittance measurement units. Since the light intensity of the transmitted light from the etalon and the light intensity of the output light from the third optical coupler are compared to determine the transmittance of the etalon, the variable wavelength semiconductor laser light source transmits the transmittance of the etalon to the control unit. The following effects are obtained. That is, according to the present invention, the incident position of the light incident from the second optical coupler and output from the acousto-optic element to the PD array unit at an emission angle corresponding to the light wavelength, and
And the etalon transmittance obtained by comparing the intensity of the etalon transmitted light incident on the etalon transmittance measurement unit from the optical coupler via the etalon with the intensity of light directly incident on the etalon transmittance measurement unit from the third optical coupler. Is transmitted to the control unit, the current wavelength value is calculated, and the drive unit is controlled so as to correspond to the wavelength value set in the external cavity type semiconductor laser light source unit, so that the set wavelength accuracy is ± 0. It can be about 01 nm. Therefore, it is not necessary to measure the emitted light wavelength using a wavelength meter other than the variable wavelength LD light source every time the setting is performed.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る可変波長L
D光源の実施の形態例を図1から図4に基づいて説明す
る。図1は本発明を適用した実施の形態例に係る可変波
長LD光源の構成を示す構成図である。ただし、この図
1において、前述した図5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。図1にお
いて、4,5,6は光カプラ、7は音響光学素子、8は
発振器、9は受光器アレイ部(以下PDアレイ部とす
る)、10はエタロン、11は透過率測定部(エタロン
透過率測定部)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A variable wavelength L according to the present invention will be described below.
An embodiment of the D light source will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a variable wavelength LD light source according to an embodiment to which the present invention is applied. However, in FIG. 1, portions common to the respective portions in FIG. 5 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 1, reference numerals 4, 5, and 6 denote optical couplers, reference numeral 7 denotes an acousto-optic element, reference numeral 8 denotes an oscillator, reference numeral 9 denotes a photodetector array unit (hereinafter referred to as a PD array unit), reference numeral 10 denotes an etalon, and reference numeral 11 denotes a transmittance measuring unit (etalon). Transmittance measurement section).

【0012】始めに、第1の光カプラとして例示する光
カプラ4は、外部共振器型LD光源部1からの出射光を
一方の入力として2分岐出力する。この光カプラ4で2
分岐された出射光の一方は、可変波長LD光源の出力光
となる。また、光カプラ4で2分岐された出射光の他方
は、第2の光カプラとして例示する光カプラ5に入射し
て更に2分岐される。
First, an optical coupler 4 exemplified as a first optical coupler takes out the light emitted from the external resonator type LD light source unit 1 as one input and outputs two branches. This optical coupler 4 is 2
One of the branched outgoing lights becomes the output light of the variable wavelength LD light source. The other of the outgoing light branched into two by the optical coupler 4 enters the optical coupler 5 exemplified as a second optical coupler and is further branched into two.

【0013】この光カプラ5で2分岐された出射光の一
方は、音響光学素子7に入射される。そして、音響光学
素子7は、入射された光波長に対応した出射角度θでP
Dアレイ部9に光を出力する。このPDアレイ部9は、
音響光学素子7に対して適当な距離に配置され、音響光
学素子7から角度θで出射された光の位置に対応した信
号を制御部3へと出力する。ここで、音響光学素子7と
PDアレイ部9による現在波長値の測定方法について、
図2を用いて説明する。図2は、音響光学素子及びPD
アレイ部の光学系図である。光カプラ5で2分岐された
出力光の一方は、音響光学素子7に入射されてから、角
度θにてPDアレイ部9へと出射される。このときの出
射光の角度θは、発振器8からの発振周波数F、入射さ
れた光波長λ、及び音響光学素子7内を伝わる超音波の
音速Vから、以下の式(3)により、求めることができ
る。 θ=sin-1(λF/2V) ・・・(3) そして、この音響光学素子7より出射された光は、PD
アレイ部9の一列に並べられた受光素子により、どの位
置に入射されたかが検出されるようになっている。つま
り、音響光学素子7が波長変化量を角度変化量に変換
し、PDアレイ部9が角度変化量を位置変化量に変換す
ることで、現在光波長の測定を可能としている。
One of the outgoing light beams branched by the optical coupler 5 enters the acousto-optic device 7. Then, the acousto-optic device 7 sets P at an emission angle θ corresponding to the wavelength of the incident light.
Light is output to the D array unit 9. This PD array unit 9
It is arranged at an appropriate distance from the acousto-optic element 7 and outputs a signal corresponding to the position of light emitted from the acousto-optic element 7 at an angle θ to the control unit 3. Here, a method of measuring the current wavelength value by the acousto-optic element 7 and the PD array unit 9 will be described.
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an acousto-optic device and a PD.
It is an optical system diagram of an array part. One of the output lights branched into two by the optical coupler 5 is incident on the acousto-optic element 7 and then emitted to the PD array unit 9 at an angle θ. The angle θ of the outgoing light at this time can be obtained from the oscillation frequency F from the oscillator 8, the incident light wavelength λ, and the sound speed V of the ultrasonic wave transmitted through the acousto-optic element 7 by the following equation (3). Can be. θ = sin −1 (λF / 2V) (3) The light emitted from the acousto-optic element 7 is PD
The light-receiving elements arranged in a line in the array section 9 detect at which position the light is incident. That is, the acousto-optic device 7 converts the wavelength change amount into the angle change amount, and the PD array unit 9 converts the angle change amount into the position change amount, thereby enabling the measurement of the current light wavelength.

【0014】また、光カプラ5で2分岐されたもう一方
の出射光は、第3の光カプラとして例示する光カプラ6
に入射して更に2分岐される。この2分岐された出力光
の一方は、エタロン10を透過してから透過率測定部1
1に入射する。また、光カプラ6で2分岐された出力光
の他方は、透過率測定部11に直接入射する。そして、
透過率測定部11では、エタロン10の透過光と光カプ
ラ6からの直接入射光を測定し、その強度比、すなわ
ち、エタロン10の透過率を求めて、該エタロン10の
透過率を制御部3へと送信する。そして、制御部3は、
精密な波長計を使用して、あらかじめ、測定記憶してお
いた、PDアレイ入射位置と波長の関係、エタロン透過
率と波長の関係に基づき、PDアレイ部9からのPDア
レイ入射位置データと透過率測定部11からの透過率デ
ータとから現在波長値を演算し、外部共振器型LD光源
部1に設定された波長値に相当する値になるように、駆
動部2に指示する。
The other outgoing light branched into two by the optical coupler 5 is supplied to an optical coupler 6 exemplified as a third optical coupler.
And is further branched into two. One of the two branched output lights passes through the etalon 10 and then passes through the transmittance measuring unit 1.
Incident on 1. The other of the output light branched into two by the optical coupler 6 directly enters the transmittance measuring unit 11. And
The transmittance measuring unit 11 measures the transmitted light of the etalon 10 and the directly incident light from the optical coupler 6, obtains the intensity ratio, that is, the transmittance of the etalon 10, and determines the transmittance of the etalon 10. Send to. And the control part 3
Based on the relationship between the incident position and the wavelength of the PD array and the relationship between the etalon transmittance and the wavelength, which have been measured and stored in advance using a precise wavelength meter, the data of the incident position of the PD array from the PD array unit 9 and the transmission The current wavelength value is calculated from the transmittance data from the rate measuring unit 11, and the driving unit 2 is instructed to set the current wavelength value to a value corresponding to the wavelength value set in the external resonator type LD light source unit 1.

【0015】次に、エタロン10及び透過率測定部11
による、現在波長値の測定方法について、図3及び図4
を用いて説明する。図3はエタロンの光学系図、図4は
エタロンの透過特性図である。図3において、Dは干渉
エタロンの厚さ、nは屈折率であり、各透過ピーク波長
は、エタロン10内の光軸とエタロン10の法線Nのな
す角φに対して、kを整数として、以下の式(4)で求
められる。 kλk =2nD×cos(φ) ・・・(4) また、各ピーク間隔は、一般的には、自由スペクトル領
域(以下、FSRとする)と定義され、端面反射率を2
7%程度に設定した場合には、図4のように、正弦波に
近い透過曲線を示す。また、現在波長の測定分解能はエ
タロン透過率の読み取り分解能と等価である。即ち、
0.01nmの設定分解能を達成するためには、図4の
透過曲線の、勾配の少ない透過率最大最小付近における
読み取り誤差を考えると、読み取り分解能が最大でも透
過率/50以下である必要がある。これは、現実上十分
可能である。従って、透過曲線の立ち上がり、立ち下が
りを他の方法により検出可能であるとすれば、誤差を±
0.01nmで設定可能にするためのFSRは0.2n
m程度となる。そのため、音響光学素子7とPDアレイ
部9による波長測定に要求される分解能は、前記エタロ
ン透過曲線の立ち上がり、立ち下がりを検出可能な分解
能で、0.1nm以下であることが望ましい。
Next, the etalon 10 and the transmittance measuring unit 11
FIGS. 3 and 4 show a method of measuring the current wavelength value according to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an optical system diagram of the etalon, and FIG. 4 is a transmission characteristic diagram of the etalon. In FIG. 3, D is the thickness of the interference etalon, n is the refractive index, and each transmission peak wavelength is represented by k as an integer with respect to the angle φ between the optical axis in the etalon 10 and the normal line N of the etalon 10. , Is obtained by the following equation (4). kλk = 2 nD × cos (φ) (4) Further, each peak interval is generally defined as a free spectral region (hereinafter, referred to as FSR), and the end face reflectance is 2
When set to about 7%, a transmission curve close to a sine wave is shown as shown in FIG. Further, the measurement resolution of the current wavelength is equivalent to the reading resolution of the etalon transmittance. That is,
In order to achieve the set resolution of 0.01 nm, considering the read error in the transmittance curve of FIG. 4 near the transmittance maximum and minimum with a small gradient, it is necessary that the read resolution is not more than transmittance / 50 even at the maximum. . This is practically possible. Therefore, if the rise and fall of the transmission curve can be detected by another method, the error is ±
The FSR for enabling setting at 0.01 nm is 0.2n
m. Therefore, the resolution required for the wavelength measurement by the acousto-optic element 7 and the PD array unit 9 is preferably a resolution capable of detecting the rise and fall of the etalon transmission curve and 0.1 nm or less.

【0016】以下、音響光学素子7とPDアレイ部9に
よる波長測定分解能を算出する。前述の(3)式におけ
る音速Vは、音響光学素子7内の超音波媒体により決ま
り、例えば、この超音波媒体をAs2Se3とし、発振器
8からの発振周波数を200MHzとした場合、音響光
学素子7に入射された光波長が0.1nm変化すると出
射角度θは約5μラジアン変化し、音響光学素子7とP
Dアレイ9の距離を100mm程度取れば、PDアレイ
部9のPD間隔は5μmとなる。PDアレイ9の素子間
隔を5μmとすることは、現在のPDアレイの製造技術
であれば実現可能である。よって、0.1nmの波長測
定分解能を達成することができる。即ち、例えば、上述
のように設計すれば、設定波長確度を±0.01nmと
することが可能となる。
Hereinafter, the wavelength measurement resolution by the acousto-optic device 7 and the PD array unit 9 will be calculated. The sound velocity V in the above formula (3) is determined by the ultrasonic medium in the acousto-optical element 7. For example, when the ultrasonic medium is As 2 Se 3 and the oscillation frequency from the oscillator 8 is 200 MHz, When the wavelength of light incident on the element 7 changes by 0.1 nm, the emission angle θ changes by about 5 μradian, and the acousto-optic element 7 and P
If the distance of the D array 9 is about 100 mm, the PD interval of the PD array unit 9 is 5 μm. Setting the element interval of the PD array 9 to 5 μm can be realized by the current PD array manufacturing technology. Therefore, a wavelength measurement resolution of 0.1 nm can be achieved. That is, for example, by designing as described above, the set wavelength accuracy can be set to ± 0.01 nm.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る可変波長L
D光源によれば、第2の光カプラから入射して光波長に
対応した出射角度で音響光学素子からPDアレイ部に出
力された光の入射位置と、第3の光カプラからエタロン
を介してエタロン透過率測定部に入射したエタロン透過
光と第3の光カプラから直接エタロン透過率測定部に入
射した光の強度を比較して求められたエタロンの透過率
とを、制御部へ送信して現在波長値を演算し、外部共振
器型半導体レーザ光源部に設定された波長値に相当する
ように、駆動部を制御することで、設定波長確度を±
0.01nm程度にすることができる。従って、設定の
たびに、可変波長LD光源以外の波長計を用いて出射光
波長を測定しなくてもよい。
As described above, the variable wavelength L according to the present invention is
According to the D light source, the incident position of the light incident from the second optical coupler and output from the acousto-optical element to the PD array unit at an emission angle corresponding to the light wavelength, and the light from the third optical coupler via the etalon The etalon transmittance transmitted to the etalon transmittance measurement unit and the etalon transmittance obtained by comparing the intensity of the light directly incident on the etalon transmittance measurement unit from the third optical coupler to the etalon transmittance are transmitted to the control unit. By calculating the current wavelength value and controlling the driving unit so as to correspond to the wavelength value set in the external cavity type semiconductor laser light source unit, the set wavelength accuracy is ±
It can be about 0.01 nm. Therefore, it is not necessary to measure the emitted light wavelength using a wavelength meter other than the variable wavelength LD light source every time the setting is performed.

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

【図1】本発明を適用した実施の形態例に係る可変波長
LD光源の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a variable wavelength LD light source according to an embodiment to which the present invention is applied.

【図2】音響光学素子及びPDアレイ部の光学系図であ
る。
FIG. 2 is an optical system diagram of an acousto-optic element and a PD array unit.

【図3】エタロンの光学系図である。FIG. 3 is an optical system diagram of an etalon.

【図4】エタロンの波長−透過率特性図である。FIG. 4 is a wavelength-transmittance characteristic diagram of an etalon.

【図5】従来技術としての可変波長LD光源の一例を示
す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a variable wavelength LD light source as a conventional technique.

【図6】図5の外部共振器型LD光源部の構成例を示す
構成図である。
6 is a configuration diagram illustrating a configuration example of an external resonator type LD light source unit of FIG. 5;

【図7】図6の回折格子の光学系図である。FIG. 7 is an optical system diagram of the diffraction grating of FIG.

【図8】可変波長LD光源の発振モード選択原理図で、
(a)は波長−回折格子反射率特性図、(b)は波長−
共振器モード特性図、(c)は波長−LD利得特性図、
(d)は波長−発振モード特性図である。
FIG. 8 is a principle diagram of an oscillation mode selection of a tunable LD light source,
(A) is a wavelength-diffraction grating reflectance characteristic diagram, (b) is a wavelength-
Resonator mode characteristic diagram, (c) wavelength-LD gain characteristic diagram,
(D) is a wavelength-oscillation mode characteristic diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外部共振器型LD光源部 2 駆動部 3 制御部 4、5、6 光カプラ 7 音響光学素子 8 発振器 9 PDアレイ部 10 エタロン 11 透過率測定部(エタロン透過率測定部) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 External resonator type LD light source part 2 Drive part 3 Control part 4, 5, 6 Optical coupler 7 Acousto-optic element 8 Oscillator 9 PD array part 10 Etalon 11 Transmittance measurement part (Etalon transmittance measurement part)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外部共振器型半導体レーザ光源部と、 外部共振器長を可変する駆動部と、 該駆動部と半導体レーザ駆動電流を制御する制御部と、 から構成される可変波長半導体レーザ光源において、 前記外部共振器型半導体レーザ光源部からの出力光を一
方の入射光として2分岐出力する第1の光カプラと、 該第1の光カプラからの一方の出力光を入射して2分岐
出力する第2の光カプラと、 該第2の光カプラからの一方の出力光を入射して更に2
分岐出力する第3の光カプラと、 前記第2の光カプラからの他方の出力光を入射して入射
光波長に対応した角度で光を出力する音響光学素子と、 該音響光学素子を駆動させる発振器と、 前記音響光学素子からの光の入射位置を検出して、該入
射位置を前記制御部へと送信する受光器アレイ部と、 前記第3の光カプラからの一方の出力光を入射するエタ
ロンと、 前記第3の光カプラからの他方の出力光と前記エタロン
からの透過光の光強度を比較して前記エタロンの透過率
を求め、該エタロンの透過率を前記制御部へ送信するエ
タロン透過率測定部と、 を備えたことを特徴とする可変波長半導体レーザ光源。
1. A tunable wavelength semiconductor laser light source comprising: an external cavity type semiconductor laser light source unit; a drive unit for varying the external cavity length; and a control unit for controlling the semiconductor laser drive current. , A first optical coupler for outputting the output light from the external cavity type semiconductor laser light source unit as one incident light into two branches, and inputting one output light from the first optical coupler into two branches. A second optical coupler for outputting, and one of the output lights from the second optical coupler,
A third optical coupler that splits and outputs, an acousto-optic element that receives the other output light from the second optical coupler and outputs light at an angle corresponding to the wavelength of the incident light, and drives the acousto-optic element An oscillator, a light receiving array unit that detects an incident position of light from the acousto-optical element and transmits the incident position to the control unit, and receives one output light from the third optical coupler. An etalon that compares the other output light from the third optical coupler with the light intensity of the transmitted light from the etalon to determine the transmittance of the etalon and transmits the transmittance of the etalon to the control unit A variable wavelength semiconductor laser light source, comprising: a transmittance measuring unit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220864A (en) * 2006-02-16 2007-08-30 Anritsu Corp Wavelength calibration device, and method of mems wavelength sweep light source

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