JPS5978587A - 半導体レ−ザの発振波長安定化装置 - Google Patents
半導体レ−ザの発振波長安定化装置Info
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- JPS5978587A JPS5978587A JP18816282A JP18816282A JPS5978587A JP S5978587 A JPS5978587 A JP S5978587A JP 18816282 A JP18816282 A JP 18816282A JP 18816282 A JP18816282 A JP 18816282A JP S5978587 A JPS5978587 A JP S5978587A
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- Japan
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- semiconductor laser
- resonator
- optical
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- Pending
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-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
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】
〔発明の属する技術外野〕
この発明は、半導体レーザの発振波長安定化装置に関す
る。
る。
半導体レーザの発振波長の不安定性の要因は、温度、注
入電流のゆらぎ及び振動であシ、温度安定化による発振
波長安定化は、従来よシもっとも基本的な手段とされて
きた。しかし、この方法による安定化の速度には、熱伝
導速度に伴なう限界がある。したがって前記限界以上の
速度のゆらぎに対しては、従来、温度安定化、注入電流
安定化及び除振を行なった上で、半導体レーザ光の発振
周波数をモニタするため半導体レーザ光を光共振器に入
射し、その光周波数変化に応じた光強度の変化を注入電
流に帰還して発振波長を安定化する方法が採られている
。
入電流のゆらぎ及び振動であシ、温度安定化による発振
波長安定化は、従来よシもっとも基本的な手段とされて
きた。しかし、この方法による安定化の速度には、熱伝
導速度に伴なう限界がある。したがって前記限界以上の
速度のゆらぎに対しては、従来、温度安定化、注入電流
安定化及び除振を行なった上で、半導体レーザ光の発振
周波数をモニタするため半導体レーザ光を光共振器に入
射し、その光周波数変化に応じた光強度の変化を注入電
流に帰還して発振波長を安定化する方法が採られている
。
そこで、従来光周波数安定化の方法とし、１つの光共振
器と光出力モニタの強度よυ制御する方法も提案されて
いるが、共振器のＱ値の変化等の影響もあシ、差動光共
振器を用いる方がすぐれている。第１図に２個の差動光
共振器を用いた半導体レーザの発振波長安定化装置を示
す。半導体レーザ１１は、バイアス電源１２によ）しき
い値以上注入電流を受は発振している。その出力をビー
ムスプリッタ１３により２つの光共振器１４．１５に入
射し光検出器１６によってそれぞれの光強度に応じた電
気出力を得る。さらにその電気出力の差を、差動増幅器
１７によって得、注入電流に帰還する。この時、２つの
光共振器の共振器長を微小に異なるようにし、第２図に
示すごとく、透過最大波長をΔλだけずらすことによシ
、差動増幅器１７の出力の波長依存特性は第３図に示す
ごとく、２つの差動光共振波長の一致する特定の波長λ
。を中心に光周波数変化を１対１に出力電圧に変換する
ことができる。
器と光出力モニタの強度よυ制御する方法も提案されて
いるが、共振器のＱ値の変化等の影響もあシ、差動光共
振器を用いる方がすぐれている。第１図に２個の差動光
共振器を用いた半導体レーザの発振波長安定化装置を示
す。半導体レーザ１１は、バイアス電源１２によ）しき
い値以上注入電流を受は発振している。その出力をビー
ムスプリッタ１３により２つの光共振器１４．１５に入
射し光検出器１６によってそれぞれの光強度に応じた電
気出力を得る。さらにその電気出力の差を、差動増幅器
１７によって得、注入電流に帰還する。この時、２つの
光共振器の共振器長を微小に異なるようにし、第２図に
示すごとく、透過最大波長をΔλだけずらすことによシ
、差動増幅器１７の出力の波長依存特性は第３図に示す
ごとく、２つの差動光共振波長の一致する特定の波長λ
。を中心に光周波数変化を１対１に出力電圧に変換する
ことができる。
したがって第３図のΔλ内の波長域で発振している半導
体レーザの注入電流を差動増幅器の出力をＯにするよう
に負帰還をかけることによｐ発振波長をλ。に安定化す
ることができる。
体レーザの注入電流を差動増幅器の出力をＯにするよう
に負帰還をかけることによｐ発振波長をλ。に安定化す
ることができる。
１〜かし、差動光共振器としての機能をなすためには、
２個の差動光共振器の共振波長差を光共振器の半値幅程
度に制御する必要がある。そこで、２つの光共振器長差
の制御は、光の波長の１０分の１程度まで必要であり、
非常に製作技術的に困難であるという欠点を有する。ま
た所定の波長λ。を安定点とする為には、共振器長差だ
けでなく、共振器絶対長を波長の１０外の１以上の精度
で製作しなければいけｆｒ、いという欠点を有する。
２個の差動光共振器の共振波長差を光共振器の半値幅程
度に制御する必要がある。そこで、２つの光共振器長差
の制御は、光の波長の１０分の１程度まで必要であり、
非常に製作技術的に困難であるという欠点を有する。ま
た所定の波長λ。を安定点とする為には、共振器長差だ
けでなく、共振器絶対長を波長の１０外の１以上の精度
で製作しなければいけｆｒ、いという欠点を有する。
本発明は上述した従来装置の製作上の欠点を改良したも
ので、電流帰還の為の光波長変化検出に用いられる光共
振器長の微妙な制御を必要としない半導体レーザの発振
波長安定化装置を提供することを目的とする。
ので、電流帰還の為の光波長変化検出に用いられる光共
振器長の微妙な制御を必要としない半導体レーザの発振
波長安定化装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記従来装置の２つの光共振器に代わシ、入
出射面が平行でない１つの光共振器を用い、その入射面
の法線と直交する出射面上の直線以外の直線上に少なく
とも２つの光検出器を置きそこでの共振波長が特定の差
を持つようにし、その光検出器の出力の差を取シ、それ
を注入電流に加え、半導体レーザの発振波長を安定化す
る装置である。
出射面が平行でない１つの光共振器を用い、その入射面
の法線と直交する出射面上の直線以外の直線上に少なく
とも２つの光検出器を置きそこでの共振波長が特定の差
を持つようにし、その光検出器の出力の差を取シ、それ
を注入電流に加え、半導体レーザの発振波長を安定化す
る装置である。
前記光共振器の透過特性は、出射光の断面方向について
異なる為、出射面の入射面との傾き角と、光検出器の受
光面積と、光検出器の相対的位置を適切に選ぶことによ
シ、透過特性の透過波長差を任意に定めることができ、
光共振器の製作上、技術的に容易である。また従来装置
の２″）の光共振器にかわり、前記光共振器を置くこと
により、差動増幅器出力の波長依存特性を変化させ得る
為、半導体レーザ発振波長λ。を安定点に選ぶこと力】
できる。
異なる為、出射面の入射面との傾き角と、光検出器の受
光面積と、光検出器の相対的位置を適切に選ぶことによ
シ、透過特性の透過波長差を任意に定めることができ、
光共振器の製作上、技術的に容易である。また従来装置
の２″）の光共振器にかわり、前記光共振器を置くこと
により、差動増幅器出力の波長依存特性を変化させ得る
為、半導体レーザ発振波長λ。を安定点に選ぶこと力】
できる。
以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
この発明の装置を第４図に示す。半導体レーザ４１は、
ＤＣバイアス用電源４２によシ、シきい値以上の電流を
注入され、レーザ発振している。その光は、ビームスプ
リッタ４３を介し、一方は装置の出力光となり、一方は
光共振器４４に導かれている。
ＤＣバイアス用電源４２によシ、シきい値以上の電流を
注入され、レーザ発振している。その光は、ビームスプ
リッタ４３を介し、一方は装置の出力光となり、一方は
光共振器４４に導かれている。
光共振器の出射面上に２つの光検出器４５を置き、その
出力電流の差を差動増幅器４６によシアナログ出力し、
それを半導体レーザ注入電流に加えている。ここで、前
記光共振器４４は、第５図に示すように角度αを持つく
さび状透過光物質の一部でら９１両端面５１は光強度反
射率をＲとした固体光共振器である。
出力電流の差を差動増幅器４６によシアナログ出力し、
それを半導体レーザ注入電流に加えている。ここで、前
記光共振器４４は、第５図に示すように角度αを持つく
さび状透過光物質の一部でら９１両端面５１は光強度反
射率をＲとした固体光共振器である。
レーザ光は平面波で垂直入射し、光検出器の置く位置の
光共振器長をｄと“すれば、光ノくワー透過率Ｉｔは となる。
光共振器長をｄと“すれば、光ノくワー透過率Ｉｔは となる。
ここで光共振器の断面方向の大きさ及び入射光径は十分
大きいものとし、λ。は入射光波長、αは入射面と出射
面のなす角、ｎは内部屈折率としだ。
大きいものとし、λ。は入射光波長、αは入射面と出射
面のなす角、ｎは内部屈折率としだ。
透過率Ｉｔの式（１）より、αを一定としだ時、光検出
器の位置によＪ、ｄが変化する為、２つの光検出器の位
置によシ任意の透過波長の差を生じることができる。
器の位置によＪ、ｄが変化する為、２つの光検出器の位
置によシ任意の透過波長の差を生じることができる。
Ｒ二〇、９．α＝３′の場合、第（１）式より、この光
共振器の透過特性の透過周波数は、はぼ平行共振器の透
過特性と同じである。
共振器の透過特性の透過周波数は、はぼ平行共振器の透
過特性と同じである。
ここで２つの共振特性をその半値全幅だけずらす為の光
検出器の位置は、第６図よシ、Ｐ、Ｐ’を光検出器の位
置とし、共振周波数間隔ΔνＦＳＲ及び共振の半値全幅
をΔν１とすると、 ここでＦは光共振器のフィネス、ｄ、ｄ’は光検出器の
位置における共振器長である。
検出器の位置は、第６図よシ、Ｐ、Ｐ’を光検出器の位
置とし、共振周波数間隔ΔνＦＳＲ及び共振の半値全幅
をΔν１とすると、 ここでＦは光共振器のフィネス、ｄ、ｄ’は光検出器の
位置における共振器長である。
第（２）式に示す共振特性の差を得る為の光共振器の間
＠Ｌは、 Ｌ−＝−！−（ｄ−ｄ′） 。 （α；ラジアン）となシ、Δ
νｒｓｎ ＝ １０ＧＨｚ、λｏ＝＝ ０．８５μｍ
とすれば、Ｌは約２２μｍとなる。
＠Ｌは、 Ｌ−＝−！−（ｄ−ｄ′） 。 （α；ラジアン）となシ、Δ
νｒｓｎ ＝ １０ＧＨｚ、λｏ＝＝ ０．８５μｍ
とすれば、Ｌは約２２μｍとなる。
Ｌの制御は、半導体製作上技術的に容易である。
したがって、光検出器間隔りを変化させても、又りを一
定止して光軸方向を軸として光共振器を回転させαを変
化させても、透過特性の差を自由に変化させ得る。
定止して光軸方向を軸として光共振器を回転させαを変
化させても、透過特性の差を自由に変化させ得る。
前述の２つの光検出器で得た電気出力の差を第４図の差
動増幅器４６によシ出力する。この出力特性／′ｉ、第
７図に示すように、半導体レーザ発振周波数７１の前後
において、発振周波数差に応じた電気出力が生ずる。
動増幅器４６によシ出力する。この出力特性／′ｉ、第
７図に示すように、半導体レーザ発振周波数７１の前後
において、発振周波数差に応じた電気出力が生ずる。
たとえば外部要因によシ発振周波数が高くなった場合、
差動増幅器出力が正となシ、半導体レーザ注入電流が増
加し、発振周波数が低くなシ、差動増幅器出力がＯとな
る。このように差動増幅器出力がＯとなる発振周波数が
この装置の安定点となる。第７図に示すように、７１点
で安定化する為の半導体レーザ発振周波数変動の許容範
囲は１０ＧＨｚである。ところで、２つの光検出器の間
隔と入射面と出射面とのなす面を一定とした時でも２つ
の光検出器を平行に移動させることによシ安定点となる
周波数を変化させることができる。
差動増幅器出力が正となシ、半導体レーザ注入電流が増
加し、発振周波数が低くなシ、差動増幅器出力がＯとな
る。このように差動増幅器出力がＯとなる発振周波数が
この装置の安定点となる。第７図に示すように、７１点
で安定化する為の半導体レーザ発振周波数変動の許容範
囲は１０ＧＨｚである。ところで、２つの光検出器の間
隔と入射面と出射面とのなす面を一定とした時でも２つ
の光検出器を平行に移動させることによシ安定点となる
周波数を変化させることができる。
同、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではない
。たとえば、前記実施例の光検出器として、アレイ化し
た光検出器を用い、適切な２個以上の光検出器を選ぶこ
とによシ、前述に示すような光共振器の物理的な移動を
必要とせず、周波数安定点を容易に変化及び決定するこ
とができる。
。たとえば、前記実施例の光検出器として、アレイ化し
た光検出器を用い、適切な２個以上の光検出器を選ぶこ
とによシ、前述に示すような光共振器の物理的な移動を
必要とせず、周波数安定点を容易に変化及び決定するこ
とができる。
要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。
して実施することができる。
第１図は従来装置を示す図、第２図は光共振器の透過特
性の違いを示す図、第３図は従来装置の差動増幅器の出
力を示す図、第４図は本発明の装置を示す図、第５図は
本発明の一部である共振器を示す図、第６図はそれを説
明する為の図、第７図は本発明の装置の差動増幅器の出
力を示す図である。 １１・・半導体レーザ １２・・・ＤＣバイアス用心源 １３・・・ビームスプリッタ ・ １４ 、１５ ・・・光共振器１６・・・光検
出器 １７・・差動増幅器 ４１・・半導体レーザ ４２・・・Ｄｏバイアス用′亀源 ４３・・ビームスプリッタ ４４・・光共振器 ４５・・・光検出器 ４６・・・差動増幅器 ５１・・・入出射面 ７１・・・安定点 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（はが１名）第 １
図 第２図 ム＼ 第８図 第４図 第 ５ 図 第 ６ あ）
、 第７図
性の違いを示す図、第３図は従来装置の差動増幅器の出
力を示す図、第４図は本発明の装置を示す図、第５図は
本発明の一部である共振器を示す図、第６図はそれを説
明する為の図、第７図は本発明の装置の差動増幅器の出
力を示す図である。 １１・・半導体レーザ １２・・・ＤＣバイアス用心源 １３・・・ビームスプリッタ ・ １４ 、１５ ・・・光共振器１６・・・光検
出器 １７・・差動増幅器 ４１・・半導体レーザ ４２・・・Ｄｏバイアス用′亀源 ４３・・ビームスプリッタ ４４・・光共振器 ４５・・・光検出器 ４６・・・差動増幅器 ５１・・・入出射面 ７１・・・安定点 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（はが１名）第 １
図 第２図 ム＼ 第８図 第４図 第 ５ 図 第 ６ あ）
、 第７図
Claims (1)
- 入射面に対して微小に傾いた出射面を持つ光共振器に、
半導体レーザ光を導光し、前記光共振器の入射面の法線
と直交する出射面上の直線以外の前記直線上に少なくと
も２つの光検出器を置き、前記光検出器の出力の差に応
じた電流を半導体レーザ注入電流に帰還し、半導体レー
ザの発振波長を安定化したことを特徴とする半導体レー
ザの発振波長安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18816282A JPS5978587A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | 半導体レ−ザの発振波長安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18816282A JPS5978587A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | 半導体レ−ザの発振波長安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5978587A true JPS5978587A (ja) | 1984-05-07 |
Family
ID=16218832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18816282A Pending JPS5978587A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | 半導体レ−ザの発振波長安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5978587A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01251681A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-10-06 | Topcon Corp | 半導体レーザーの発振周波数・発振出力安定化装置 |
| US5323409A (en) * | 1991-12-05 | 1994-06-21 | Honeywell Inc. | Wavelength stabilization |
| JPH08503496A (ja) * | 1992-10-21 | 1996-04-16 | アライド−シグナル・インコーポレーテッド | プラズマ溶射マスキング・テープ |
-
1982
- 1982-10-28 JP JP18816282A patent/JPS5978587A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01251681A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-10-06 | Topcon Corp | 半導体レーザーの発振周波数・発振出力安定化装置 |
| US5323409A (en) * | 1991-12-05 | 1994-06-21 | Honeywell Inc. | Wavelength stabilization |
| JPH07501659A (ja) * | 1991-12-05 | 1995-02-16 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 波長安定化 |
| JPH08503496A (ja) * | 1992-10-21 | 1996-04-16 | アライド−シグナル・インコーポレーテッド | プラズマ溶射マスキング・テープ |
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