JPS58111393A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS58111393A JPS58111393A JP20945281A JP20945281A JPS58111393A JP S58111393 A JPS58111393 A JP S58111393A JP 20945281 A JP20945281 A JP 20945281A JP 20945281 A JP20945281 A JP 20945281A JP S58111393 A JPS58111393 A JP S58111393A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- resonator
- semiconductor laser
- change
- mode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ装置に係り、特に縦モード変化の
ない、低雑音の半導体レーザ装置に関する。
ない、低雑音の半導体レーザ装置に関する。
一般に縦モード単一発振の半導体レーザは、温度を変化
させると、モードの次数が次々に変化し、このモードの
遷移時にモード競合によるノイズが発生することが問題
と汝っている。このノイズは、光ビデイオディスクでは
画面に雑音を生じ、ＰＣＭディスクではエラー・レート
の増加となって音質の低下をもたらす。
させると、モードの次数が次々に変化し、このモードの
遷移時にモード競合によるノイズが発生することが問題
と汝っている。このノイズは、光ビデイオディスクでは
画面に雑音を生じ、ＰＣＭディスクではエラー・レート
の増加となって音質の低下をもたらす。
この現象をさらに詳細に説明する。
第１図は、特徴的な縦モード単一発振の半導体レーザの
特性を示す図である。第１図（ａ）は温度変化によるレ
ーザの発振波長の変化を示し、この図から１、発振波長
は温度上昇と共に緩やかに長波長側に移ると同時に、あ
る温度でモードが長波長側に遷移し、その段階で発振波
長が急激に変化することがわかる。この時のレーザ出力
のノイズを示したものが第１図（ｂ）でありモードの遷
移時にノイズが発生している様子を、読みとることがで
きる。
特性を示す図である。第１図（ａ）は温度変化によるレ
ーザの発振波長の変化を示し、この図から１、発振波長
は温度上昇と共に緩やかに長波長側に移ると同時に、あ
る温度でモードが長波長側に遷移し、その段階で発振波
長が急激に変化することがわかる。この時のレーザ出力
のノイズを示したものが第１図（ｂ）でありモードの遷
移時にノイズが発生している様子を、読みとることがで
きる。
レーザはレーザ共振器長をＬとした時、発振波長は ２
Ｌ＝ｎλ−（１） （ｎ ：次数、λ：波長）の条件を
満足する波長が発振できる。第１図（→中の直線Ｇは利
得の最も高い発振波長の温度依存性を示したものであり
、レーザの発振波長はこの直線Ｇに発振波長を合わせる
ように、（１）式を満足させながら次数と波長の組合わ
せを得て変化していく。
Ｌ＝ｎλ−（１） （ｎ ：次数、λ：波長）の条件を
満足する波長が発振できる。第１図（→中の直線Ｇは利
得の最も高い発振波長の温度依存性を示したものであり
、レーザの発振波長はこの直線Ｇに発振波長を合わせる
ように、（１）式を満足させながら次数と波長の組合わ
せを得て変化していく。
ｎは整数であるため、ｎが変化する時に急激な波長変化
を生じ、その際にノイズが発生する。第１図（ａ）中の
直線Ｈはｎが変化しない時の共振器長Ｌの温度変化によ
る発振波長の変化を示してお抄、この線Ｈに沿う波長変
化は緩やかである。
を生じ、その際にノイズが発生する。第１図（ａ）中の
直線Ｈはｎが変化しない時の共振器長Ｌの温度変化によ
る発振波長の変化を示してお抄、この線Ｈに沿う波長変
化は緩やかである。
本発明はモード変化時によるノイズを避けるために１温
度変化によるモードの遷移をなくそうとするものである
。
度変化によるモードの遷移をなくそうとするものである
。
従来からモードの変化を生じさせないようにする試みは
いくつかある。例えば■分布帰還型レーザ、■壷金共振
器によるモード固定、■回折格子によるモード固定があ
る。
いくつかある。例えば■分布帰還型レーザ、■壷金共振
器によるモード固定、■回折格子によるモード固定があ
る。
これらの共通の特徴は、基本的には、複合共振器を構成
し、複合の共振器における共通の発振波長のＱ値を高め
ることによってモード固定を行なうという技術思想に基
づいている。この時の発振波長の温度変化は、第２図に
示すようＫなり、共振器長りの変化によるＨ曲線に従っ
ている。しかしながらこの時、利得分布曲線ＧＫは沿っ
ていないため、発振波長の閾値電流及び発振出力が温度
によって着しぐ変動し、例えば出力が約５〜６倍変化す
る恐れがあり実用的でない。
し、複合の共振器における共通の発振波長のＱ値を高め
ることによってモード固定を行なうという技術思想に基
づいている。この時の発振波長の温度変化は、第２図に
示すようＫなり、共振器長りの変化によるＨ曲線に従っ
ている。しかしながらこの時、利得分布曲線ＧＫは沿っ
ていないため、発振波長の閾値電流及び発振出力が温度
によって着しぐ変動し、例えば出力が約５〜６倍変化す
る恐れがあり実用的でない。
本発明では、Ｈ線をＧｌ！に近づけるととＫよって、モ
ード固定を行なおうとするものである。
ード固定を行なおうとするものである。
発振波長を利得分布中心のＧ線に合わせることにより、
閾値電流及び発振出力の変化を少なく押えることが可能
となる。現在の半導体レーザの共振器長の変化は、Ｇ線
とＨ線の傾きの比から考慮すると、０１ｓＫ合うようＫ
するには必要変化量の５〜１０分の１である。
閾値電流及び発振出力の変化を少なく押えることが可能
となる。現在の半導体レーザの共振器長の変化は、Ｇ線
とＨ線の傾きの比から考慮すると、０１ｓＫ合うようＫ
するには必要変化量の５〜１０分の１である。
従って、本発明では共振器長の変化を数倍大きくするこ
とが、目的達成のために不可欠となる。
とが、目的達成のために不可欠となる。
本発明の一実施例を第３図により説明する。
既存の半導体レーザ１の片方の端面に無反射コーナイン
グ２を施こす。これは既存の技術、例えば８４０等のス
パッタで充分可能である。とのレーザ素子１の無反射コ
ーティング２を設は九端面に対向してピエゾ素子４のつ
い九反射鏡３を設！し、装置の共振器を、レーザ素子１
のもう一つの端面５と、反射鏡３とでもって構成する。
グ２を施こす。これは既存の技術、例えば８４０等のス
パッタで充分可能である。とのレーザ素子１の無反射コ
ーティング２を設は九端面に対向してピエゾ素子４のつ
い九反射鏡３を設！し、装置の共振器を、レーザ素子１
のもう一つの端面５と、反射鏡３とでもって構成する。
ここで、反射鏡３を、温度の変化に合わせてレーザ素子
の利得分布の変化にあうよう、ピエゾ素子４を駆動して
、レーザ素子１の端面に平行に移動せしめ、もってレー
ザ光の発振モードを固定する。なお、温度の検出は、例
えばレープ素子１を配置するヒートシンク（図示せず）
の温度を、熱電対環の温度検出器で検出することができ
る。また、ピエゾ素子４の変位としては、例えば波長ｇ
ｏｏｎｍｓ共振器長りが１■の場合、６０ｒの温度変化
に対して、１２５μ程度動かせばよい。
の利得分布の変化にあうよう、ピエゾ素子４を駆動して
、レーザ素子１の端面に平行に移動せしめ、もってレー
ザ光の発振モードを固定する。なお、温度の検出は、例
えばレープ素子１を配置するヒートシンク（図示せず）
の温度を、熱電対環の温度検出器で検出することができ
る。また、ピエゾ素子４の変位としては、例えば波長ｇ
ｏｏｎｍｓ共振器長りが１■の場合、６０ｒの温度変化
に対して、１２５μ程度動かせばよい。
本実施例では、反射鏡３を用いて共振器長を変化させ九
が、共振器長りは、ｎａｘｚ（但し、ｎ４は共振器内物
質の屈折率、ｔは幾何的長さ）であられされるので、ｔ
を動かすほかに１温度変化による屈折率ｎ−の変化の大
きい物質をレーザ素子の外側につけても同じ効果がある
。
が、共振器長りは、ｎａｘｚ（但し、ｎ４は共振器内物
質の屈折率、ｔは幾何的長さ）であられされるので、ｔ
を動かすほかに１温度変化による屈折率ｎ−の変化の大
きい物質をレーザ素子の外側につけても同じ効果がある
。
第４図に本発明の他の実施例を示す。半導体レーザ素子
ｌの一方の端面に無反射コーティング２を施こすのは、
第３図の実施例と同じである。この半導体レーザ素子は
ヒートシンク６に配置され、このヒートシンク６には、
ヒートシンクと熱膨張係数の異なる金属７が配置される
。金属７には、無反射コーティング２を設けた端面に対
向して位置するよう反射鏡３が付着されている０本夾施
例は、ヒートシンク６と金属７の熱膨張を用いて、端面
５と反射鏡３とで構成される共振器の長さＬの温度変化
を利得分布の温度変化（０曲線）Ｋ一致させるものであ
る。本実施例で熱膨張係数の異なる２つの金属６．７を
用いたのは、１つの金属では共振器長りの温度変化を０
曲線に一致させるのに、金属の材料の選択に制約′が生
ずるからである。つマ抄、本実施例のように２つの金属
を用いることによシ、膨張係数の差を用いて種々の組合
せができ、材料の選択に幅をもたせることができる。
ｌの一方の端面に無反射コーティング２を施こすのは、
第３図の実施例と同じである。この半導体レーザ素子は
ヒートシンク６に配置され、このヒートシンク６には、
ヒートシンクと熱膨張係数の異なる金属７が配置される
。金属７には、無反射コーティング２を設けた端面に対
向して位置するよう反射鏡３が付着されている０本夾施
例は、ヒートシンク６と金属７の熱膨張を用いて、端面
５と反射鏡３とで構成される共振器の長さＬの温度変化
を利得分布の温度変化（０曲線）Ｋ一致させるものであ
る。本実施例で熱膨張係数の異なる２つの金属６．７を
用いたのは、１つの金属では共振器長りの温度変化を０
曲線に一致させるのに、金属の材料の選択に制約′が生
ずるからである。つマ抄、本実施例のように２つの金属
を用いることによシ、膨張係数の差を用いて種々の組合
せができ、材料の選択に幅をもたせることができる。
本発明によれば、共振器長の温度変化を利得分布の温度
変化に合わせることにより、安定出力で低雑音の半導体
レージ装置が実現できる。
変化に合わせることにより、安定出力で低雑音の半導体
レージ装置が実現できる。
第１図は、半導体レーザの発振波長とノイズレベルの温
度変化を示す図、第２図は、複合共振器型単一モードレ
ーザの特性を示す図、第３図、第４図はそれぞれ本発明
の一実施例を示す図である。 第 ３ 品 ２ ￥Ｊ ４ 図 第１頁２の続き ■出 願 人 日立入間電子株式会社 埼玉県入間郡毛呂山町旭台１５番 地
度変化を示す図、第２図は、複合共振器型単一モードレ
ーザの特性を示す図、第３図、第４図はそれぞれ本発明
の一実施例を示す図である。 第 ３ 品 ２ ￥Ｊ ４ 図 第１頁２の続き ■出 願 人 日立入間電子株式会社 埼玉県入間郡毛呂山町旭台１５番 地
Claims (1)
- １、単一波長モードで発振する半導体レーザ装置におい
て、共振器間隔を変化させる手段を具備し、該手段を温
度変化に応じて制御するととＫより上記共振器間隔をレ
ーザ媒質の利得分布の中心波長の温度変化に一致せしめ
てなることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20945281A JPS58111393A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20945281A JPS58111393A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58111393A true JPS58111393A (ja) | 1983-07-02 |
Family
ID=16573099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20945281A Pending JPS58111393A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58111393A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343389A (ja) * | 1986-08-09 | 1988-02-24 | Sharp Corp | 外部共振器型半導体レーザ装置 |
| JPS63229890A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Sharp Corp | 外部共振器型半導体レ−ザ装置 |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP20945281A patent/JPS58111393A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343389A (ja) * | 1986-08-09 | 1988-02-24 | Sharp Corp | 外部共振器型半導体レーザ装置 |
| JPH0523515B2 (ja) * | 1986-08-09 | 1993-04-02 | Sharp Kk | |
| JPS63229890A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Sharp Corp | 外部共振器型半導体レ−ザ装置 |
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