JPS63143888A - レ−ザ発生装置の制御方法 - Google Patents

レ−ザ発生装置の制御方法

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JPS63143888A
JPS63143888A JP29224586A JP29224586A JPS63143888A JP S63143888 A JPS63143888 A JP S63143888A JP 29224586 A JP29224586 A JP 29224586A JP 29224586 A JP29224586 A JP 29224586A JP S63143888 A JPS63143888 A JP S63143888A
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temperature
semiconductor laser
laser
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敏嗣 植田
Katsuya Ikezawa
克哉 池澤
Eiji Ogita
英治 荻田
Yoshihiko Tachikawa
義彦 立川
Shunji Hayashi
俊二 林
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    • 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
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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    • HELECTRICITY
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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】 (産業上の利用分野〕 本発明は、温度調節を必要とするレーザー光源の波長安
定化を効率良く行なうことができるレーザー発生装置の
制御方法に関するものである。
〔従来の技術〕
レーザー発生装置を構成する半導体レーザー1波長弁別
素子(例えばエタロン)、ホト・ダイオード、その他光
学系構成物は、周囲温度により特性が変化するので、安
定な波長のレーザーを得るためには、これらの各素子を
一定な温度環境下に配rすることが基本的に必要である
。そこで、従来からこれらの各素子を一定温度に制御さ
れた恒温槽内に配置した上で、波長安定化手段を動作さ
U安定な波長のレーザーを取出すようにしている。
即ち、従来のレーザー発生装置は温度安定化1段どレー
ザー波長安定化1段とを有しており、これら2つのf:
段をコントロールすることにより安定な波長のシー1グ
ーを1りるようにしている。
(発明が解決しようどする問題点) しかし、上記2つの手段相互間の制御I関係が従来確立
されていないため、次のような問題があつた。
例えば、恒温槽の温度が設定された値となり、エタロン
で選択したレーザーの波長が設定値のλ1となり、レー
ザー波長安定化手段のfll w系が安定したとする。
その後、何んらかの原因でレーザー波長が変動したとす
ると、エタロンの波長−透過率特性は周期的なため、エ
タロンにおける選択波長がλ2となってしまい、その状
!ぶてレーザー波長安定化の制御系が安定してしまう場
合がある。
即ち、レーザー発生装置としては、所望の波長λ箇と異
なるλ2のレーザーを出力する可能性があるわりである
また、温度安定化手段とレーザー波長安定化手段が相互
にレーザー波長の安定に影響するため、波長が安定する
まで多くの時間を要し、また−ての安定度も改良の余地
がある。   。
本発明の目的は、レーザー波長の安定化が確実かつ迅速
に得られるレーザー発生装置の制御方法を提供すること
である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決するために半導体レーザー
と、この半導体レーザーの光を分岐する複数個の分岐手
段と、1つの分岐した光を受ける波長弁別素子と、半導
体レーザーと波長弁別素子の温度を安定に保つ恒温槽と
、この半導体レーI7’−から発生する光の波長の安定
化を図る波長安定化手段と、恒温槽の温度の安定化を図
る温度安定化手段と、を備えたレーザー発生装置におい
て、 光の波長または恒温槽の温度が設定範囲から外れた場合
、波長安定化手段の制御ループを一旦開放して、基準電
流を半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制
御ループを閉じるように制御したものである。
(実施例〕 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明に係る制御方法を備えたレーザー発生
に置の一実施例を示した図である。同図において、1は
半導体レーザーであり、定電流源25から加えられる電
流によりその波長が制御される。また、温度によっても
半導体レーザーの波長を制御できるが、ここでは温度を
一定に保つようにしているので、定電流源25からの電
流のみによりその波長が制御されている。この半導体レ
ーザー1からのレーザー光はレンズ2によりコリメート
され、絞り板3を通ってハーフミラ−5により2方向に
分岐される。分岐された一方の光はホトダイオード8に
入射し、そこで入射光強度に応じた電気信号VAに変換
される。また、分岐された他方の光は、ハーフミラ−6
に照射され、そこで更に2方向に分岐される。このハー
フミラ−6で分岐された一方の光は出力光となり、レー
ザー発生装Vから取出される。また、ハーフミラ−6で
分岐された他方の光は基準となる波長(狭帯域)の光を
透過する波長弁別素子10(本川SOWではエタロンを
用いた例で説明する)に導かれ、エタロン10の波長−
透過率特性に応じてパワーの減衰を受けて、ホトダイオ
ード11に照rJJフる。そして、このホトダイオード
11にて入射・光強度に応じた電気信F3 V Bに変
換される。
この2つの電気信号V^、Vaは割算器21に入力され
、そこでVa/VAの演口が施される。この割輝器21
の出力はMe増幅器22の反転入力端子に入力され、基
準電圧23どの差が増幅さ゛れる。イして差動増幅器2
2の出力により制御回路24の出力がtdJ IIIさ
れ、この出力に基づいて定電流源25の出力1ljtl
lがflなわれる。
以上の半導体レーザー1〜ボトダイオード11までは恒
温槽30の中に配置され、設定された温度環境下に置か
れる。
このような構成により定電流源25からの電流を制御し
、エタロン10の波長−透過率特性上の一点に半導体レ
ーザー1の発振波長を固定し波長の安定化を図っている
以上に説明したレーザー波長安定化手段の構成は公知な
ものであり、本発明で特徴とする構成ではない。そして
本発明で備えるレーザー波長安定化手段は第1図に限定
せず、波長を安定に制御するものであればどのような構
成であってもよい。
また、発熱素子13と温度センサ15ど潟度制御回路2
7は温度安定化手段を構成している。即ち、温度センナ
15にて恒温W43θ内の温度を検出し、この検出信号
を温度制御回路2γに導入する。ぞして、この検出信号
に基づいて、恒温槽30内の温度が設定温度となるよう
に発熱素子13を制御するようにしている。このような
温度安定化手段は公知のものであるため、その具体的構
成は省略する。
前記差動増幅器22の出力S1は出力レーザーの波長が
設定範囲内にあるか否かを示す信号であり、また瀉ff
 i制御回j’l’i27の出力S2は恒温槽30の温
度が設定範囲内にあるか否かを示す信号である。この2
つの信号s1. s2は判別回路26に導入され、判別
回路26はこの2つの信号からレーザー波長と恒温槽の
温度が設定範囲にあるか否かを判断し、ぞの結果信号3
3を制御回路24に出力する。
以上に説明した第1図装置は次の順序で動作づる。
(1>  8度センサ15、発熱素子13、温度1II
IiX1回路27からなる温度安定化手段を駆動させ、
恒温槽30内の温度が設定値となるように動作させると
ともに、半導体レーザー1へ定電流源25から基t1!
電流■。
を加える。この基準電流■1は、今、設定された波長の
レーザーを出力するために適当と推定される値の電流1
0であり、制御回路24からの指令により定められる電
流値である。従って、この基*r!i流1+を出力づる
(1)工程の動作段階では波長安定化手段の制御系はル
ープが開放状態である。・(2)温度安定化手段が動作
した結果、恒温槽30内の温度が設定値の範囲に入ると
、波長安定化手段の1111 rJDループをmじる(
この制御ループの間m手段は制御回路24内にあるが第
1図では図示していない)。即ち、割1i21にて、V
a/V^のH界をし、この値と基準電圧23の差をM切
崩幅器で取出づ。そして、この差の出力S1が零となる
ように制御回路24は定電流源25を駆動してエタロン
10の波長−透過率特性上の一点に半導体レー普アー1
の発振波長を固定し、そこで波長安定化手段の系が安定
する。
なお、第2図は1タロンと半導体レーザーの波長−光強
痘特性を示した図である。同図において、a(点線)は
半導体レーザーの特性であり、b(点線)はエタロンを
通過し得る波長の光を示したものであり、C(実線)は
aの特性の光をエタロンに加えた場合エタロンから取出
される波長の光を示したものである。
以上の(1)、(2)の工程を経て1111図のレーザ
ー発生装置からは、設定された波長のレーザーが取出さ
れるが、(+)、(2)までのt、II I11方法は
公知のものである。本発明では、以下に記す制御方法に
特徴がある。
(3)恒温槽30の温度が何んらかの原因で設定値から
外れた場合、温度制御回路21から信@S2を導入した
判別回路28はその旨を知ることができる。そして、I
IJt11回路24へ信号S3を加え、その結果、制御
回路24は波長安定化手段のill Inループを開放
して、半導体レー’f−1には基準電流r1のみを流す
。この際、温度安定化手段の方は恒温槽30の温度が設
定値となるように動作している。
(4)  (3)の動作により恒温lll30の温度が
設定値の範囲内になると、判別回路2Gは信号S2によ
りその旨を知ることができ、mil+御回路24に信号
S3を加えて、波長安定化手段の制御ループを開じ、−
11記(2)の動作を行ない設定された波長のレーザー
を出力する。
即ち、一旦、温度が設定範囲から外れると、第2図に示
す半導体レーザーの特性adBl線と、エタロンの特性
す曲線がX軸(波長軸)に沿って移動するため、所望の
波長λ1が変化し、波長の1jlJ III系が不定な
状態となる。
しかし、本発明ではこのような状態が発生しないように
一旦波長安定化の制御ループを開放し、まず温度安定化
を図ることにより迅速な安定化を行なうようにしている
。即ち、所定の温度とな9・た時に、エタロンの所望の
波長(例えばλ1)で制御系が安定するように基準電流
を流している。
従って、誤った波長(例えばλ2)で波長制御ループが
安定するようなことはない。
(5)  レーザー発生装置の出力波長が何んらかの原
因で設定範囲から外れた場合、(j 、Q 3 iを導
入している判別回路26は、この旨を知ることができる
イして制御回路24へ01号S3を加え、その結果、制
御回路24は波長安定化手段の制御ループを開放して、
半導体レーIJ″−1には基準電流■1のみを流し、そ
の後波長安定化手段のループを再び閉じて、(りの■稈
の動作を行なって所望の波長のレーザーを出力する。
即ち、レーザー波長が設定範囲から外れることによって
第2図に示す半導体レーザーの特性8曲線がX輪(波長
軸)沿って移動して、誤った波長(例えばλ2)で波長
制御ループが安定するようなことはない。 。
(本発明の効果〕 以上の説明の中でも述べたが、本発明によれば、次の効
果が(7られる。
■ 出力レーザーの波長が設定範囲から外れた場合、波
長安定化手段の制御ループを一旦開放して、!!準電電
流半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制御
ループを閉じるようにil制御しているのでエタロンの
所望の波長で制御系が必ず安定し、誤った波長で波長制
御ループが安定するようなことはない。
■ 恒温槽の温度が設定範囲から外れた場合、まず温度
の安定化を行なうので、波長の安定化が成されなかった
り、波長の安定度が目標値に)!ルなかったりすること
がない。
■ 温度の安定と同時に波長の安定化が開始されるので
迅速に安定な状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る制御方法を備えたレーザー発生装
置の一実FM例を示した図、第2図はエタ[1ンと半導
体レープ−の波長−光強度特性を示した図である。 1・・・半導体レープ゛+、5.6・・・ハーフミラ−
110・・・エタロン、8.11・・・ホトダイオード
、21・・・割算器、22・・・差動増幅器、24・・
・制御回路、25・・・定電流源、26・・・判別回路
、21・・・温度制御回路、30・・・恒温槽。 第1図 坂贅χ□

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体レーザーと、この半導体レーザーの光を分岐する
    複数個の分岐手段と、1つの分岐した光を受ける波長弁
    別素子と、半導体レーザーと波長弁別素子の温度を安定
    に保つ恒温槽と、この半導体レーザーから発生する光の
    波長の安定化を図る波長安定化手段と、恒温槽の温度の
    安定化を図る濃度安定化手段と、を備えたレーザー発生
    装置において、 光の波長または恒温槽の温度が設定範囲から外れた場合
    、波長安定化手段の制御ループを一旦開放して、基準電
    流を半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制
    御ループを閉じるように制御したことを特徴とするレー
    ザー発生装置の制御方法。
JP29224586A 1986-12-08 1986-12-08 レ−ザ発生装置の制御方法 Granted JPS63143888A (ja)

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