JPS6043680B2 - 温度安定化レ−ザ装置 - Google Patents
温度安定化レ−ザ装置Info
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- JPS6043680B2 JPS6043680B2 JP54120695A JP12069579A JPS6043680B2 JP S6043680 B2 JPS6043680 B2 JP S6043680B2 JP 54120695 A JP54120695 A JP 54120695A JP 12069579 A JP12069579 A JP 12069579A JP S6043680 B2 JPS6043680 B2 JP S6043680B2
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- laser device
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザ装置における発振波長の温度依存性を実
質的に零とする高安定の温度安定化レーザ装置に関する
ものである。
質的に零とする高安定の温度安定化レーザ装置に関する
ものである。
従来、半導体レーザ装置の温度変動に対して発振波長を
安定化する方法としては、半導体レーザのマウントに冷
却器を装着し、周囲温度変動に対しても常に一定温度に
保つよう冷却器温度を制御する方法が用いられていた。
安定化する方法としては、半導体レーザのマウントに冷
却器を装着し、周囲温度変動に対しても常に一定温度に
保つよう冷却器温度を制御する方法が用いられていた。
しかし、この種の技術ではせいぜい±１℃程度の温度制
御しかできを−− −ー、 り■ｇｔ恰ｒＬＬハ＾黛立
１＝”−１１ツ’、、Ｊ− 来の光伝送方式用光源とし
ては、この程度の波長変動でも十分に使用に耐られるが
、将来の光周波数および位相を用いたＰＳＫ、ＦＳＫ変
調方式およびヘテロダイン、ホモターン復調方式あるい
は大容量光波長多重方式を実現しようとする場合には、
上述したような光波長変動であつてもその影響を受けや
すいので、光波長変動を極力抑える必要がある。そこで
、本発明は温度変動に対する発振波長変動が極めて少い
温度安定化レーザ装置を提供することを目的とし、この
ために、本発明は、発振波長変動を、共振器支持体の熱
膨張係数および長さを最適化することにより、補償する
ことを特徴とする。
御しかできを−− −ー、 り■ｇｔ恰ｒＬＬハ＾黛立
１＝”−１１ツ’、、Ｊ− 来の光伝送方式用光源とし
ては、この程度の波長変動でも十分に使用に耐られるが
、将来の光周波数および位相を用いたＰＳＫ、ＦＳＫ変
調方式およびヘテロダイン、ホモターン復調方式あるい
は大容量光波長多重方式を実現しようとする場合には、
上述したような光波長変動であつてもその影響を受けや
すいので、光波長変動を極力抑える必要がある。そこで
、本発明は温度変動に対する発振波長変動が極めて少い
温度安定化レーザ装置を提供することを目的とし、この
ために、本発明は、発振波長変動を、共振器支持体の熱
膨張係数および長さを最適化することにより、補償する
ことを特徴とする。
以下図面について本発明を詳細に説明する。
まず、第１図Ａに従来の半導体レーザの構族を示す。こ
こで１はＩｎＧａＡｓＰ等のレーザ媒質、２、２’は共
振器の光反射面、３は電流注入用電極、Ｌレーザ光であ
る。この場合、発振波長λ。・の温度依存性Δλｏはｌ
ｄｎｌｄｔ ΔＴ −−＋一 Δλ。
こで１はＩｎＧａＡｓＰ等のレーザ媒質、２、２’は共
振器の光反射面、３は電流注入用電極、Ｌレーザ光であ
る。この場合、発振波長λ。・の温度依存性Δλｏはｌ
ｄｎｌｄｔ ΔＴ −−＋一 Δλ。
＝λｏｎｄＴをｄＴ
で表わされる。
ここでｎはレーザ媒質１の屈折ψ ↓、↓１、一、＆４
’柑哲、小且★ア太ス １生ｂ」胛はそれぞれ温度変動
による屈折率および長さの変動係数であり、ＩｎＧａＡ
ｓＰの場合、それぞれ２．７×１０−５，４．５×１０
−６である。これらは同符号であり、相加し、Δλｏ−
ニ０．３×ΔＴ（人）となる。なお、この場合、ｎ＝３
．６である。第１図Ｂは温度変化ΔＴＣＣ）に対する発
振波長変化Δλ（Ａ）の上式の関係を示す。第１図Ｂか
られかるように、従来は、温度変化ΔＴに対して、発振
波長の変化分Δλが比例して増大する。第２図はこのよ
うな温度変化に対処するようにしたレーザ装置の一例を
示す。ここで１，２″および３は第１図における同符号
の個所と同等の対象を示す。４はレーザ共振器を載置し
た共振器支持体、４″は共振板で共振器支持体４に固着
されている。
’柑哲、小且★ア太ス １生ｂ」胛はそれぞれ温度変動
による屈折率および長さの変動係数であり、ＩｎＧａＡ
ｓＰの場合、それぞれ２．７×１０−５，４．５×１０
−６である。これらは同符号であり、相加し、Δλｏ−
ニ０．３×ΔＴ（人）となる。なお、この場合、ｎ＝３
．６である。第１図Ｂは温度変化ΔＴＣＣ）に対する発
振波長変化Δλ（Ａ）の上式の関係を示す。第１図Ｂか
られかるように、従来は、温度変化ΔＴに対して、発振
波長の変化分Δλが比例して増大する。第２図はこのよ
うな温度変化に対処するようにしたレーザ装置の一例を
示す。ここで１，２″および３は第１図における同符号
の個所と同等の対象を示す。４はレーザ共振器を載置し
た共振器支持体、４″は共振板で共振器支持体４に固着
されている。
共振板４″のうちレーザ媒質１と対向する面５は光反射
面である。レーザ媒質１の光反射面２″と反対側の面６
は、第１図の光反射面２とは異なり、レーザ媒質１と空
気との屈折率の相異による反射を防止するため蒸着、ス
パッタなどによりＡＲコートを施した反射防止面である
。光反射面２″，５間で共振器が形成される。このレー
ザ装置の場合のΔλｏは、 で表わされる。
面である。レーザ媒質１の光反射面２″と反対側の面６
は、第１図の光反射面２とは異なり、レーザ媒質１と空
気との屈折率の相異による反射を防止するため蒸着、ス
パッタなどによりＡＲコートを施した反射防止面である
。光反射面２″，５間で共振器が形成される。このレー
ザ装置の場合のΔλｏは、 で表わされる。
ここで、ｅは共振器支持体４の長さ、すなわち第２図に
示すように、レーザ媒質１の端面のうち光反射面５とは
対向しない側の端面２″と光反射面５との間の距離であ
る。この式において、Δλｏ＝０の条件は、となる。
示すように、レーザ媒質１の端面のうち光反射面５とは
対向しない側の端面２″と光反射面５との間の距離であ
る。この式において、Δλｏ＝０の条件は、となる。
いま、支持体として負の温度係数を有する物質を用いる
とΔλｏ＝０が実現可能となる。例えばＬｌＯ２・Ａｅ
２Ｏ３・２ｓｉ０２の場合、±代Ｃ＝
ＥｄＴ一１．７６×１０−５であるから
Δλｏ＝０となる条件はｅ／ｔ−＋６となる。
とΔλｏ＝０が実現可能となる。例えばＬｌＯ２・Ａｅ
２Ｏ３・２ｓｉ０２の場合、±代Ｃ＝
ＥｄＴ一１．７６×１０−５であるから
Δλｏ＝０となる条件はｅ／ｔ−＋６となる。
すなわち、レーザ媒質長ｔの約６倍の長さｅの共振器支
持体４を用いることにより、波長の温度変化をＯとする
ことができる。また、取り出すべき光の方向は、光反射
面２″と光反射面５の反射率を適当に設定することによ
り、いずれの反射面から光を取り出すかを任意に選択す
ることができる。第２図に示した例では、光反射面５と
反射防止面６との距離が長い場合は、光波の回折損失が
大きくなり、発振しきい値が上昇する。
持体４を用いることにより、波長の温度変化をＯとする
ことができる。また、取り出すべき光の方向は、光反射
面２″と光反射面５の反射率を適当に設定することによ
り、いずれの反射面から光を取り出すかを任意に選択す
ることができる。第２図に示した例では、光反射面５と
反射防止面６との距離が長い場合は、光波の回折損失が
大きくなり、発振しきい値が上昇する。
これを防止するようにした例を第３図に示す。第３図に
おいて、４″は共振板４″に代えて配置した直立共振器
−支持体、７は支持体４″に取付けた集束形レンズ８は
集束形レンズ７の端面にコーティングを施した光反射面
である。このような構成により、従来のレーザと同程度
の発振しきい値が得られる。なお、第３図のように集束
形レンズ７を用いる代りに、第２図における光反射面５
を凹面鏡にしても、本例と同様に発振しきい値を従来の
レーザと同程度にすることができる。以上の第２図また
は第３図の例でま、負の熱膨張係数をもつ特殊な物質を
用いて支持体を構成しなくてはならず、正の熱膨張係数
をもつ通常の安価な材料を用いることができず、しかも
その特殊な物質に合わせた加工しかできない欠点がある
。
おいて、４″は共振板４″に代えて配置した直立共振器
−支持体、７は支持体４″に取付けた集束形レンズ８は
集束形レンズ７の端面にコーティングを施した光反射面
である。このような構成により、従来のレーザと同程度
の発振しきい値が得られる。なお、第３図のように集束
形レンズ７を用いる代りに、第２図における光反射面５
を凹面鏡にしても、本例と同様に発振しきい値を従来の
レーザと同程度にすることができる。以上の第２図また
は第３図の例でま、負の熱膨張係数をもつ特殊な物質を
用いて支持体を構成しなくてはならず、正の熱膨張係数
をもつ通常の安価な材料を用いることができず、しかも
その特殊な物質に合わせた加工しかできない欠点がある
。
このような欠点を解消し、かつ温度安定性の向上を図つ
た本発明レーザ装置の一実施例を第４図に示す。ここで
、９は第２支持体であり、例えば熱膨張係数が正であつ
て、その値の小いＳｉＯ２やインバータで構成できる。
１０は熱膨張係数がやはり正であつてその値やが比較的
大きい、例えばしんちゆうやアルミニウムなどの金属に
よる第１支持体、１１は共振器の光反射面である。
た本発明レーザ装置の一実施例を第４図に示す。ここで
、９は第２支持体であり、例えば熱膨張係数が正であつ
て、その値の小いＳｉＯ２やインバータで構成できる。
１０は熱膨張係数がやはり正であつてその値やが比較的
大きい、例えばしんちゆうやアルミニウムなどの金属に
よる第１支持体、１１は共振器の光反射面である。
第２支持体は、第１支持体１０とレーザ媒質１の遠端同
志を共通に支持しており、第２支持体９および第１支持
体１０は正の熱膨張係数を有するために、温度上昇によ
りこれら両支持体９および１０ともに膨張するが、その
膨張係数の大きさの差により、第２支持体９と第１支持
体１との組み合わせは、等価的に負の熱膨張係数を有す
ることとなり、第２図、第３図における共振器支持体４
と同様の作用をなし、以て波長変動を補償できる。以上
説明したように、本発明によれば、温度安定性に極めて
すぐれかつ製作も容易なレーザ装置を提供することがで
き、これにより、光の周波数や位相を用いた光伝送方式
の実現が可能となる。しかも、本発明によれば、第２図
、第３図の例で示したような負の熱膨張係数を有する特
殊な物質を用いる必要がなく、物質の選択の幅が広がり
、レーザ共振装置の設計が容易となる。なお、以上では
本発明を半導体レーザの場合について述べてきたが、本
発明はこれにのみ限られず、ガスレーザ、固体レーザ等
の場合にも適用して同様の効果を発揮することができる
。
志を共通に支持しており、第２支持体９および第１支持
体１０は正の熱膨張係数を有するために、温度上昇によ
りこれら両支持体９および１０ともに膨張するが、その
膨張係数の大きさの差により、第２支持体９と第１支持
体１との組み合わせは、等価的に負の熱膨張係数を有す
ることとなり、第２図、第３図における共振器支持体４
と同様の作用をなし、以て波長変動を補償できる。以上
説明したように、本発明によれば、温度安定性に極めて
すぐれかつ製作も容易なレーザ装置を提供することがで
き、これにより、光の周波数や位相を用いた光伝送方式
の実現が可能となる。しかも、本発明によれば、第２図
、第３図の例で示したような負の熱膨張係数を有する特
殊な物質を用いる必要がなく、物質の選択の幅が広がり
、レーザ共振装置の設計が容易となる。なお、以上では
本発明を半導体レーザの場合について述べてきたが、本
発明はこれにのみ限られず、ガスレーザ、固体レーザ等
の場合にも適用して同様の効果を発揮することができる
。
第１図Ａは従来のレーザ装置の一例を示す斜視図、第１
図Ｂは従来のレーザ装置の温度変化に対する波長変化を
示す特性曲線図、第２図および第３図は温度変化に対処
するようにしたレーザ装置の２例の構成を示す斜視図、
第４図は本発明の一実施例の構成を示す線図である。 １・・・・・ルーザ媒質、２，２″，５，８，１１・・
・・・・共振器の光反射面、３・・・・・・電極、４，
４″・・・共振器支持体、４″ ・・・共振板、６・・
・・・反射防止面、７・・・・・・集束形レンズ、９・
・・・・・第２支持体、１０・・・・・・第１支持体。
図Ｂは従来のレーザ装置の温度変化に対する波長変化を
示す特性曲線図、第２図および第３図は温度変化に対処
するようにしたレーザ装置の２例の構成を示す斜視図、
第４図は本発明の一実施例の構成を示す線図である。 １・・・・・ルーザ媒質、２，２″，５，８，１１・・
・・・・共振器の光反射面、３・・・・・・電極、４，
４″・・・共振器支持体、４″ ・・・共振板、６・・
・・・反射防止面、７・・・・・・集束形レンズ、９・
・・・・・第２支持体、１０・・・・・・第１支持体。
Claims (1)
- １ レーザ媒質および該レーザ媒質と対向して配置され
た光反射面によりレーザ共振器を構成したレーザ装置に
おいて、前記光反射面を一定の長さを有する第１支持体
の端部に設け、前記レーザ媒質および前記第１支持体と
略々並設され、かつ該第１支持体と前記レーザ媒質の遠
端同志を共通に支持する第２支持体を有し、前記第１支
持体と前記第２支持体の熱膨張係数は正の値を有し、前
記第１支持体の熱膨張係数を前記第２支持体の熱膨張係
数より大きく定めて、前記レーザ媒質の温度変動による
屈折率の変動に起因する発振波長の変動を補償するよう
にしたことを特徴とする温度安定化レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54120695A JPS6043680B2 (ja) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | 温度安定化レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54120695A JPS6043680B2 (ja) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | 温度安定化レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5645091A JPS5645091A (en) | 1981-04-24 |
| JPS6043680B2 true JPS6043680B2 (ja) | 1985-09-30 |
Family
ID=14792677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54120695A Expired JPS6043680B2 (ja) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | 温度安定化レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043680B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2115217B (en) * | 1982-02-09 | 1986-04-03 | Standard Telephones Cables Ltd | Semiconductor lasers |
| JPS60110187A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光帰還型半導体レ−ザ装置 |
| JPS60109896A (ja) * | 1983-11-19 | 1985-06-15 | Ricoh Co Ltd | 感熱記録材料 |
| JPS6343389A (ja) * | 1986-08-09 | 1988-02-24 | Sharp Corp | 外部共振器型半導体レーザ装置 |
| JP2572050B2 (ja) * | 1986-11-05 | 1997-01-16 | シャープ株式会社 | 導波路型光ヘツド |
| JPS63229890A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Sharp Corp | 外部共振器型半導体レ−ザ装置 |
| US4919532A (en) * | 1988-08-15 | 1990-04-24 | Mocker Hans W | High accuracy semiconductor laser doppler velocimeter |
| FR2664439A1 (fr) * | 1990-07-06 | 1992-01-10 | Alsthom Cge Alcatel | Laser semi-conducteur a reflecteur externe. |
| US5206878A (en) * | 1991-10-11 | 1993-04-27 | At&T Bell Laboratories | Wide strip diode laser employing a lens |
| JP2002525856A (ja) * | 1998-09-11 | 2002-08-13 | ニュー・フォーカス・インコーポレイテッド | 波長可変レーザ |
| LT6921B (lt) | 2020-12-14 | 2022-06-27 | Litilit, Uab | Būdas ir įrenginys, skirti lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti |
-
1979
- 1979-09-21 JP JP54120695A patent/JPS6043680B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5645091A (en) | 1981-04-24 |
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