JPS63114292A - 周波数安定化光源 - Google Patents
周波数安定化光源Info
- Publication number
- JPS63114292A JPS63114292A JP26124186A JP26124186A JPS63114292A JP S63114292 A JPS63114292 A JP S63114292A JP 26124186 A JP26124186 A JP 26124186A JP 26124186 A JP26124186 A JP 26124186A JP S63114292 A JPS63114292 A JP S63114292A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grating
- holographic
- light source
- semiconductor laser
- diffraction grating
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
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】
産業上の利用分野
この発明は光通信、光計測、光記録用の周波数安定化光
源に関する。
源に関する。
従来の技術
従来、半導体レーザ素子の周波数安定化に回折格子を用
いた光帰還が行われてきたが、これらの回折格子として
機械刻線によるエシェレット格子が使用されてきた。こ
のエシェレット格子はその格子溝形状が鋸歯状をしてお
り、格子の傾きによって決まるブレーズ角とブレーズ波
長に対して回折効率が高くなる。したがって半導体レー
ザ素子から出た光は、回折格子で効率良く反射されて再
びもとの半導体レーザ素子と強く結合し、半導体レーザ
素子の発振モードが単一化されて周波数が安定化される
。発振波長は回折格子と半導体レーザ素子との位置関係
により幾何学的に決定される。
いた光帰還が行われてきたが、これらの回折格子として
機械刻線によるエシェレット格子が使用されてきた。こ
のエシェレット格子はその格子溝形状が鋸歯状をしてお
り、格子の傾きによって決まるブレーズ角とブレーズ波
長に対して回折効率が高くなる。したがって半導体レー
ザ素子から出た光は、回折格子で効率良く反射されて再
びもとの半導体レーザ素子と強く結合し、半導体レーザ
素子の発振モードが単一化されて周波数が安定化される
。発振波長は回折格子と半導体レーザ素子との位置関係
により幾何学的に決定される。
第４図に従来の実施例を示す。半導体レーザ素子４１よ
り出た光は、レンズ４２より平行光となりエシェレット
格子４３に入射される。入射光はその波長に従い分散さ
れ特定の波長のみが半導体レーザ素子４１と結合し、そ
の波長で半導体レーザ素子４１は発振する。特にエシェ
レット格子４３の溝面と入射および回折光が鏡面反射の
関係にあるとき回折効率は高くなり、半導体レーザ素子
４１との結合が強くなり発振が安定する。（たとえばエ
レクトロニクスレター（１！ＬＥＣＴＩ？０ＮｒＣＳ
ＬＥＴＴＥＲ）２１巻１５号 ６５８ペ一ジ１９８５年
）発明が解決しようとする問題点 しかし、上記に述べた周波数安定化光源に用いるエシェ
レット格子は主に機械刻線によって製作されるために溝
ピツチ誤差により発生するゴーストや迷光が発生し、半
導体レーザ素子の波長を不安定にしたり、ノイズを発生
させたりする。また格子定数の設定もネジピッチで制約
される。このためにレンズを含む光学系の設計に制約が
生じる。
り出た光は、レンズ４２より平行光となりエシェレット
格子４３に入射される。入射光はその波長に従い分散さ
れ特定の波長のみが半導体レーザ素子４１と結合し、そ
の波長で半導体レーザ素子４１は発振する。特にエシェ
レット格子４３の溝面と入射および回折光が鏡面反射の
関係にあるとき回折効率は高くなり、半導体レーザ素子
４１との結合が強くなり発振が安定する。（たとえばエ
レクトロニクスレター（１！ＬＥＣＴＩ？０ＮｒＣＳ
ＬＥＴＴＥＲ）２１巻１５号 ６５８ペ一ジ１９８５年
）発明が解決しようとする問題点 しかし、上記に述べた周波数安定化光源に用いるエシェ
レット格子は主に機械刻線によって製作されるために溝
ピツチ誤差により発生するゴーストや迷光が発生し、半
導体レーザ素子の波長を不安定にしたり、ノイズを発生
させたりする。また格子定数の設定もネジピッチで制約
される。このためにレンズを含む光学系の設計に制約が
生じる。
また機械刻線のエシェレット格子は製作に時間がかかり
、さらに刻線のためのルーリングエンジンは超精密機械
のために作成されたエシェレット格子は非常に高価なも
のになるので従来のエシェレット格子を用いた周波数安
定化光源はコストが高くなる。エシェレット格子を量産
する方法にマスターの格子からレプリカをとる方法があ
るが機械刻線のエシェレット格子の溝形状はルーリング
エンジンのカッターの歯先の形状や設定に依つて完全な
鋸歯状にはならず、第５図ｆａｔ、 （ｂｌに示すよう
に先端部が平になったり、ひげが生じたりする。
、さらに刻線のためのルーリングエンジンは超精密機械
のために作成されたエシェレット格子は非常に高価なも
のになるので従来のエシェレット格子を用いた周波数安
定化光源はコストが高くなる。エシェレット格子を量産
する方法にマスターの格子からレプリカをとる方法があ
るが機械刻線のエシェレット格子の溝形状はルーリング
エンジンのカッターの歯先の形状や設定に依つて完全な
鋸歯状にはならず、第５図ｆａｔ、 （ｂｌに示すよう
に先端部が平になったり、ひげが生じたりする。
このため、レプリカをとって形状を転写すると、元のオ
リジナルとは特性が異なったり、レプリカがとれない場
合もある。
リジナルとは特性が異なったり、レプリカがとれない場
合もある。
本発明は上記問題に鑑み、コストが安くノイズの低い周
波数安定化光源を提供するものである。
波数安定化光源を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の周波数安定化光源
はホログラフインク回折格子を用いて光帰還をおこなう
ものである。
はホログラフインク回折格子を用いて光帰還をおこなう
ものである。
作用
本発明は上記した構成によって、コストが安くノイズの
低い周波数安定化光源を提供するものである。
低い周波数安定化光源を提供するものである。
実施例
以下、本発明の一実施例における周波数安定化光源につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例における周波数安定化光源の
構成図を示すものである。１は半導体し一ザ素子、２は
レンズ、４はホログラフィック回折格子、５は反射防止
膜である。半４体レーザ素子ｌよりでた光は、レンズ２
より平行光となりホログラフィック回折格子４に入射さ
れる。入射光はその波長に従い分散され特定の波長のみ
が半導体レーザ素子ｌと結合し、その波長で半導体レー
ザ素子１は発振する。
構成図を示すものである。１は半導体し一ザ素子、２は
レンズ、４はホログラフィック回折格子、５は反射防止
膜である。半４体レーザ素子ｌよりでた光は、レンズ２
より平行光となりホログラフィック回折格子４に入射さ
れる。入射光はその波長に従い分散され特定の波長のみ
が半導体レーザ素子ｌと結合し、その波長で半導体レー
ザ素子１は発振する。
ホログラフインク回折格子の回折効率は入射光の偏光方
向および格子定数ｄと波長λの比λ／ｄに依存する。そ
の様子を第２図に示す、ホログラフィック回折格子の溝
方向と平行な方向に電気ベクトルを持つものをＰ偏光、
垂直なものをＳ偏光とする。ＰまたはＳ偏光に対して特
定のλ／４で効率が高くなる。半導体レーザ素子ｌの出
力光の波長幅は数オングストロームしかないため回折格
子のｄを効率が高くなるように設定すれば回折光強度が
高くなり半導体レーザ素子１に強い光帰還がかけられる
。半導体レーザ素子１の出力光はその接合面に対して水
平方向に偏光しているため、ホログラフィック回折格子
４の溝方向に対して半導体レーザ素子ｌの接合面を水平
または垂直に配置することでＰまたはＳ偏光状態で構成
することが容易にできる。ＰまたはＳ偏光状態での入射
光に対してλ／４が０．２くλ／４＜１．７の範囲では
特に回折効率が高くなる。
向および格子定数ｄと波長λの比λ／ｄに依存する。そ
の様子を第２図に示す、ホログラフィック回折格子の溝
方向と平行な方向に電気ベクトルを持つものをＰ偏光、
垂直なものをＳ偏光とする。ＰまたはＳ偏光に対して特
定のλ／４で効率が高くなる。半導体レーザ素子ｌの出
力光の波長幅は数オングストロームしかないため回折格
子のｄを効率が高くなるように設定すれば回折光強度が
高くなり半導体レーザ素子１に強い光帰還がかけられる
。半導体レーザ素子１の出力光はその接合面に対して水
平方向に偏光しているため、ホログラフィック回折格子
４の溝方向に対して半導体レーザ素子ｌの接合面を水平
または垂直に配置することでＰまたはＳ偏光状態で構成
することが容易にできる。ＰまたはＳ偏光状態での入射
光に対してλ／４が０．２くλ／４＜１．７の範囲では
特に回折効率が高くなる。
ホログラフィック回折格子は単一波長の二光束でフォト
レジストを感光し、現像することで容易に作成すること
ができる。また、ホログラフィック格子はその形状が滑
らかでかつ、対称であるため形状の転写が行いやすく、
オリジナルの溝構造がそのまま転写される。したがって
転写されてできたレプリカは、元のオリジナルのホログ
ラフィック回折格子の特性をそのまま有する。レプリカ
を作成することによって、同一特性のホログラフィック
回折格子を簡単にかつ大量に生産することができる。し
たがってホログラフィック回折格子を用いてコストの安
い周波数安定化光源を構成することができる。また三光
束干渉露光法によって作成されたホログラフィック格子
は機械刻線によるエシェレット格子にくらベピンチ誤差
によるゴ−ストが少ないために、半導体レーザ素子１へ
の光帰還をおこなっても不安定な結合状態にならない利
点を持つ。
レジストを感光し、現像することで容易に作成すること
ができる。また、ホログラフィック格子はその形状が滑
らかでかつ、対称であるため形状の転写が行いやすく、
オリジナルの溝構造がそのまま転写される。したがって
転写されてできたレプリカは、元のオリジナルのホログ
ラフィック回折格子の特性をそのまま有する。レプリカ
を作成することによって、同一特性のホログラフィック
回折格子を簡単にかつ大量に生産することができる。し
たがってホログラフィック回折格子を用いてコストの安
い周波数安定化光源を構成することができる。また三光
束干渉露光法によって作成されたホログラフィック格子
は機械刻線によるエシェレット格子にくらベピンチ誤差
によるゴ−ストが少ないために、半導体レーザ素子１へ
の光帰還をおこなっても不安定な結合状態にならない利
点を持つ。
第３図に本発明の第２の実施例を示す周波数安定化光源
の構成図である。半導体レーザ素子３１からの出力光は
ホログラフインク凹面回折格子３５で分散され、特定波
長の光が再び半導体レーザ素子３１に結合される０回折
格子を凹面にすることによって、レンズが不要となる。
の構成図である。半導体レーザ素子３１からの出力光は
ホログラフインク凹面回折格子３５で分散され、特定波
長の光が再び半導体レーザ素子３１に結合される０回折
格子を凹面にすることによって、レンズが不要となる。
発明の効果
以上のように本発明は半導体レーザ素子と波長λと格子
定数ｄに対して０．２くλ／ｄ＜１．７のホログラフィ
ック回折格子を有することによって安価でかつノイズの
少ない周波数安定化光源を提供することができる。
定数ｄに対して０．２くλ／ｄ＜１．７のホログラフィ
ック回折格子を有することによって安価でかつノイズの
少ない周波数安定化光源を提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例における周波数安定化光
源の構成図、第２図はホログラフィック回折格子の偏光
と効率を示した特性図、第３図は本発明の第２の実施例
における周波数安定化光源の構成図、第４図は従来の実
施例における周波数安定化光源の構成図、第５図ｆａｌ
、 （ｂ）は機械刻線エシェレット格子の断面図である
。 １・・・・・・半導体レーザ素子、２・・・・・・レン
ズ、４３・・・・・・エシェレット格子、４・・・・・
・ホログラフィック回折格子、３５・・・・・・ホログ
ラフィック凹面回折格子。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名、ｊＪ１図 ４ ホコヴラフィ・ツクＵ３折格子 Ｓイ（−尤 入／ｄ 第 ３ 図 ３５ ホロヅラフィック凹面コ子斤禮子オ ４ 図 ４ｙ已Ｖ尤
源の構成図、第２図はホログラフィック回折格子の偏光
と効率を示した特性図、第３図は本発明の第２の実施例
における周波数安定化光源の構成図、第４図は従来の実
施例における周波数安定化光源の構成図、第５図ｆａｌ
、 （ｂ）は機械刻線エシェレット格子の断面図である
。 １・・・・・・半導体レーザ素子、２・・・・・・レン
ズ、４３・・・・・・エシェレット格子、４・・・・・
・ホログラフィック回折格子、３５・・・・・・ホログ
ラフィック凹面回折格子。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名、ｊＪ１図 ４ ホコヴラフィ・ツクＵ３折格子 Ｓイ（−尤 入／ｄ 第 ３ 図 ３５ ホロヅラフィック凹面コ子斤禮子オ ４ 図 ４ｙ已Ｖ尤
Claims (4)
- （１）使用波長λに対し格子定数ｄが、０．２＜λ／ｄ
＜１．７の範囲を有するホログラフィック回折格子と半
導体レーザ素子からなる周波数安定化光源。 - （２）上記回折格子に平面回折格子を用いた特許請求の
範囲第（１）項記載の周波数安定化光源。 - （３）上記回折格子に凹面回折格子を用いた特許請求の
範囲第（１）項記載の周波数安定化光源。 - （４）上記半導体レーザ素子に反射防止膜をつけた特許
請求の範囲第（１）項、第（２）項、または第（３）項
のいずれかに記載の周波数安定化光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26124186A JPH0722218B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 周波数安定化光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26124186A JPH0722218B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 周波数安定化光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63114292A true JPS63114292A (ja) | 1988-05-19 |
| JPH0722218B2 JPH0722218B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17359098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26124186A Expired - Fee Related JPH0722218B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 周波数安定化光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722218B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103534962A (zh) * | 2013-06-06 | 2014-01-22 | 华为技术有限公司 | 光频率监控装置 |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP26124186A patent/JPH0722218B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103534962A (zh) * | 2013-06-06 | 2014-01-22 | 华为技术有限公司 | 光频率监控装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722218B2 (ja) | 1995-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |