JPS60133776A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS60133776A
JPS60133776A JP58239933A JP23993383A JPS60133776A JP S60133776 A JPS60133776 A JP S60133776A JP 58239933 A JP58239933 A JP 58239933A JP 23993383 A JP23993383 A JP 23993383A JP S60133776 A JPS60133776 A JP S60133776A
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JP
Japan
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semiconductor laser
rod lens
diffraction grating
wavelength
laser device
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Pending
Application number
JP58239933A
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English (en)
Inventor
Masatoyo Tsunoda
正豊 角田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/14External cavity lasers
    • H01S5/141External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/023Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • H01S5/02326Arrangements for relative positioning of laser diodes and optical components, e.g. grooves in the mount to fix optical fibres or lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08059Constructional details of the reflector, e.g. shape
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/105Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
    • H01S3/1055Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being constituted by a diffraction grating

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単一の波長で発振し、この発振波長を制御する
ことが可能な半導体レーザ装置に関するものである。
従来技術に係るこの種の半導体レーザ装置は、第1図(
a)に示すように1半導体結晶1のへき開面2を利用し
て光共振器を構成していた。半導体結晶1の長さ2t、
活性層の屈折率′frnとすると、この光共振器の共振
波長は2 =二をm rtx 満たすものである。但しmは整数。なお、図中4杜リー
ド線である。
一方、第1図(b)K示すように、半導体結晶は広い増
幅範囲Li持っているため、従来の半導体レーザ装置で
は複数の波長で発振を行っていた。このため、分散のあ
る伝送媒体を通過した時、波長によって伝播速度が異な
るため、信号波形形状が変化し、信号が正しく伝送さn
ないといった欠点があった。なお、第1図か)中実線は
利得曲線を、また点線は損失を夫々示している。
上述のように、光源が複数個の波長で発振している場合
、伝送媒体の分散のために、信号波形が変化し、長距離
の通信が不可能圧なる。現在光通信に使用さ扛ている半
導体レーザが10個程度の波長で発振している現状を考
えると、光通信システムの設計にあたっては、伝送媒体
の分散特性を正確に把握することが不可欠であった。
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、単一の波長で発
振し、この発振波長が制御可能な半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。
かかる目的を達成する本発明は、回折格子付ロッドレン
ズ全半導体レーザテップに近接させて配置し、圧電素子
の伸縮を利用してロッドレンズの位置を変えて回折格子
へのレーザ光の入射角を変化きせる点をその債暫思想の
基礎とするものである。
以下本発明の実施例全図面に基づき詳細に説明する。第
2図は本発明の原理図であって、15は半導体レーザチ
ップ、6は活性層、7は光出射口、8は反射防止膜、9
は分布型の屈折率分布をもつロッドレンズ、1Oはロッ
ドレンズ9の焦点、11はロッドレンズ9の焦点面、1
2はロッドレンズ9の中心軸、13は回折格子である。
半導体レーザチップ5、ロッドレンズ9および回折格子
13は、ロッドレンズ9の傾斜端面の傾斜方向と回折格
子13のルーリング方向14が一致するとともにロッド
レンズ9の中心軸12を含み回折格子13に垂直な平面
と焦点面11の交線上に光出射口3が位置するように配
置されている。
このような配置になっているので、ロッドレンズ9に入
射したレーザ光15は、中心軸12て回折格子13に入
射する。ここで、fはロッドレンズ9の焦点距離であ、
!0.cl:光出射ロアと中心軸12の距離である。な
お、図中138は回折格子13の法線である。
ところで、第3図に示すように、回折格子13の入射角
αと回折角βの間には、 λ= A (sinα−1−sinβ) −・−のの関
係がある。ことで、λは光の波長、Aは回折格子固有の
定数である。また、ロッドレンズ9の傾斜端面の傾斜角
??とすると t( 角度で、回折格子13に入射したとすると、回入射方向
に回折される。ところで、上述したように本実施例の配
置では、レーザ図15は平行光線となって回折格子13
&C入射するので、入射方向に回折さnた光は、光出射
ロアに戻るよで回折格子13に入射した波長λNλ0の
光#:J:、0式よシ、回折角βNαとなシ、入射方向
に二回折さnず光出射ロアに戻らない。さらに、半導体
レーザチップ50片端面には反射防止膜8が付けらnて
いるので、第1図のように半導体し一ザテッブ5内で光
共振器は形成さnない。半導体レーザテップ5の反射防
止膜8の付いてい数倍にしてやると、λ。のみが共振波
長となる。
したがって、λ0が半導体レーザテップ5の増幅範囲に
入るように、ψまたはdi調整してやると、本実施例の
半導体レーザ装置はλ。のみの単一の波長で発振する。
第4図は本実施例の構成例であって、半導体レーザチッ
プ5およびロッドレンズ9は、共通の部材14に1それ
ぞれ、ヒートシンク1吋Fと圧電素子16を介して固定
されている。圧電素子16は、中心軸12の方向および
光出射ロアから中心軸12に下した垂線の方向の2方向
に伸縮するようKなっていゐ。
本実施例装置はこのような構成になっているので、圧電
素子16の印加電圧17を変化させて、圧電素子16を
中心軸12の垂直方向に伸縮させてやると光出射ロアと
中心軸12の距離dが変化するので、■式の回折格子1
3への入さnて光出射ロアに戻る光の波長λ0=2A・
が可能になる。さらに、圧電素子16を中心軸12の方
向に伸縮させることにより、半導体し一ザデッブ5の反
射防止膜8の付いていない端なるようにしてやnばλ0
が共振波長となシ、半導体レーザ装置は波長λ0で発振
する。このように、本発明の半導体レーザ装fは、単一
の波長で発振し、且つ圧電素子16を伸縮させてやるこ
とによシ、半導体レーザが増幅利得をもつ波長範囲で発
振波長を制御することが可能である。
以上説明したように、本半導体レーザ装置は単一波長で
発振し、1つその発振波長が選択できることから、長距
離通信用の光源の他に光ファイバの損失や分散の波長依
存性等光学部品特性の波長依存性を、−個のレーザ装置
で測定できる利点を有している。
第5図は本発明を分散測定装置に用い九場合の一実施例
であって、レーザ駆動回路18によシ、本発明の半導体
レーザ装置19が正弦波で変調され、変調ざnたレーザ
光2oは、被測定物21を通過後、受光回路22に入シ
、復調される。ベクトルボルトメータ23Fi、レーザ
駆動回路18の変調信号S1と受光回路22の復調信号
82間の位相差θを測定する。圧電素子制御器24によ
り、半導体レーザ装[19の発振波長を変えてやると、
被測定物21の分散にょシ、レーザ駆動回路1Bの変調
信号8里と受光回路22の復調信号82間の位相差θが
変化するので、ベクトルボルトメータ23によって両信
号間の位相差を測定してやれば、被測定物21の分散を
測定してやることができる。
なお、本例では正弦波変調を行なったが、他の変調、例
えばパルス変調を行なってやって変調信号と後部信号の
遅延時間を測るととKj、多分散測定を行なうことがで
きる。
以上説明したように、本発明の半導体レーザ装置は、単
一の波長で発振するので、伝送媒体の分散の影響を受け
ず、長距離通信用の光源として使用できる利点がある。
さらに1発振波長を制御できることから、光ファイバの
損失や分散の波長依存性の他、YIG等の電気・磁気光
学結晶の特性の波長依存性を一個のレーザ装置で測定で
きる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体レーザ装置の概念図、第2図は本
発明の実施例に係る半導体レーザ装置の原理図、第3図
は回折格子の特性図、第4図は本発明の実施例装置の構
成図、第5図は本発明の応用例である分散測定装置の構
成図である。 図 面 中、 5は半導体レーザテップ、 6は活性層、 7は光出射口、 8は反射防止膜、 9はロッドレンズ、 10はロッドレンズの焦点、 11はロッドレンズの焦点面、 12はロッドレンズの中心軸、 131j回折格子、 14け部材、 1ダGはヒートシンク、 16は圧電素子、 18はレーザ駆動回路、 191j半導体レーザ装置、 20はレーザ光、 21は被測定物、 22は受光回路、 23はベクトルボルトメータ、 24は圧電素子制御器である。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 弁理士光石士部 (他1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一端面が中心軸に対して斜めに切ら扛た傾斜端面となっ
    ている分布型の屈折率分布をもつロッドレンズと、傾斜
    端面の傾斜方向とルーリング方向とが一致するよう傾斜
    端面に固着gnた回折格子と、一端面に反射防止膜を有
    する半導体レーザチップと、半導体レーザチップの前記
    一端面と前記ロッドレンズの他端面と含向い合わせ、ロ
    ッドレンズの中心軸を含み回折格子に垂直な平面とロッ
    ドレンズの焦点面の交線の近傍に前記半導体レーザチッ
    プの一端面側の光出射口が占位するようこの半導体レー
    ザチップを直接、またロッドレンズを圧電素子を介して
    固着している部材とを有することを特徴とする半導体レ
    ーザ装置。
JP58239933A 1983-12-21 1983-12-21 半導体レ−ザ装置 Pending JPS60133776A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63129686A (ja) * 1986-11-20 1988-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光帰還型発光装置
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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