JPS63239995A - 外部共振形レ−ザ装置 - Google Patents
外部共振形レ−ザ装置Info
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- JPS63239995A JPS63239995A JP7350487A JP7350487A JPS63239995A JP S63239995 A JPS63239995 A JP S63239995A JP 7350487 A JP7350487 A JP 7350487A JP 7350487 A JP7350487 A JP 7350487A JP S63239995 A JPS63239995 A JP S63239995A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/105—Controlling 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
-
- 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
- H01S5/10—Construction 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
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
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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。
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、半導体レーザの発振スペクトル線幅を狭くし
た外部共振形レーザ装置の安定性の改良に関するもので
ある。
た外部共振形レーザ装置の安定性の改良に関するもので
ある。
（従来の技術）
従来から半導体レーデのスペクトル幅を狭くするために
、第６図に示すように外部共振器をイ」加するｈ法が用
いられている。半導体レーザ１の出射光はレンズ２で平
行光となり、外部共振器ミラー３で反射して元にしどろ
。外部共振器長をＬＥ。
、第６図に示すように外部共振器をイ」加するｈ法が用
いられている。半導体レーザ１の出射光はレンズ２で平
行光となり、外部共振器ミラー３で反射して元にしどろ
。外部共振器長をＬＥ。
半導体レーザ共振器長をＬ−ｘ＋半導体レし−゛１の端
面反射率をＲ１＋、Ｒｐ２．外部共１辰器ミラー３の反
射率をＲεとすると、このときのスペクトル線幅は半導
体レー＋Ｊ″１単体の場合の（１ト （ＬＥ ／
ｎＬｎ ） 々“−ｒ【−Ｅ−ワア’Ｒａ−下
り−ヒ２倍となる。ただしｎは半導体レーザ１の屈折率
。
面反射率をＲ１＋、Ｒｐ２．外部共１辰器ミラー３の反
射率をＲεとすると、このときのスペクトル線幅は半導
体レー＋Ｊ″１単体の場合の（１ト （ＬＥ ／
ｎＬｎ ） 々“−ｒ【−Ｅ−ワア’Ｒａ−下
り−ヒ２倍となる。ただしｎは半導体レーザ１の屈折率
。
この場合に半導体レーザ１内の光とミラー３からの反射
光の位相を合せることが必要で、このためにミラーの位
置を矢印の方向に微調整（１）しなければならない。
光の位相を合せることが必要で、このためにミラーの位
置を矢印の方向に微調整（１）しなければならない。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、いったんミラーの位置を調整しても、環
境温度が変って、共振器長やレーク°の波良が変化すれ
ば、可成の調整が必要となる。また共振器長を変りにく
くするために、構造材として熱膨張の小さいインバー等
の材料を使用しても高価であり、特性に限界もある。し
たがって、長・短期に渡って安定度の良いものは皆無に
等しかつＩこ 。
境温度が変って、共振器長やレーク°の波良が変化すれ
ば、可成の調整が必要となる。また共振器長を変りにく
くするために、構造材として熱膨張の小さいインバー等
の材料を使用しても高価であり、特性に限界もある。し
たがって、長・短期に渡って安定度の良いものは皆無に
等しかつＩこ 。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、良・短期に渡って安定度良く狭スペクトル化が可
能な外部共振器形半導体レーザを安価に実現することを
目的とする。
ので、良・短期に渡って安定度良く狭スペクトル化が可
能な外部共振器形半導体レーザを安価に実現することを
目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は半導体レーザとミラーの間で外部共振器を構成
することにより出力光のスペクトル幅を狭くする外部共
振形レーザ装置に係るもので、その特徴とするところは
半導体レーザとミラーの間に配設したビームスプリッタ
と、このビームスプリッタの一方の側面に設けられたハ
ーフミラ−と、このハーフミラ−と前記ミラーからの反
射光を干渉させた干渉光を検出する受光手段と、この受
光手段の電気出力に対応してビームスプリッタとミラー
間の光路長を変化させる駆動手段とを備え、駆動手段が
前記干渉光の強度を所定の値に制御するように構成した
点にある。
することにより出力光のスペクトル幅を狭くする外部共
振形レーザ装置に係るもので、その特徴とするところは
半導体レーザとミラーの間に配設したビームスプリッタ
と、このビームスプリッタの一方の側面に設けられたハ
ーフミラ−と、このハーフミラ−と前記ミラーからの反
射光を干渉させた干渉光を検出する受光手段と、この受
光手段の電気出力に対応してビームスプリッタとミラー
間の光路長を変化させる駆動手段とを備え、駆動手段が
前記干渉光の強度を所定の値に制御するように構成した
点にある。
（実施例）
以下末完用を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本発明に係る外部共振形レーザ装置の一実施例
を示す構成ブロック図である。１は半導体レー舎ア、２
はこの半導体レーザ１の出射光を平行光にするコリメー
タレンズ、４はこのコリメータレンズ２の出射光を入射
するビームスプリッタ、３はこのビームスプリッタ４の
出射光を入ＱＪ する（外部共振器）ミラー、５は前記
ビームスプリッタ４の一方の側面に設けられたハーフミ
ラ−１６は前記ビームスプリッタ４の他方の側面から出
射される光を入射する受光手段、７は前記ハーフミラ−
５からの出射光を入射する受光手段、８はこの受光手段
７の電気出力を増幅する可変ゲイン増幅器、９はこの可
変ゲイン増幅器８および前記受光手段６の電気出力を入
力する差動増幅器、１０はこの差動増幅器の出力を入力
して前記ミラー３の位置を変化させる圧電素子を用いた
駆動手段である。
を示す構成ブロック図である。１は半導体レー舎ア、２
はこの半導体レーザ１の出射光を平行光にするコリメー
タレンズ、４はこのコリメータレンズ２の出射光を入射
するビームスプリッタ、３はこのビームスプリッタ４の
出射光を入ＱＪ する（外部共振器）ミラー、５は前記
ビームスプリッタ４の一方の側面に設けられたハーフミ
ラ−１６は前記ビームスプリッタ４の他方の側面から出
射される光を入射する受光手段、７は前記ハーフミラ−
５からの出射光を入射する受光手段、８はこの受光手段
７の電気出力を増幅する可変ゲイン増幅器、９はこの可
変ゲイン増幅器８および前記受光手段６の電気出力を入
力する差動増幅器、１０はこの差動増幅器の出力を入力
して前記ミラー３の位置を変化させる圧電素子を用いた
駆動手段である。
」：記のような構成の外部共撮形レーザ装置の動作を以
下に説明する。半導体レーザ１から出射された光はコリ
メータレンズ２で平行光となり、ビームスプリッタ４に
入射する。ビームスプリッタ４に入射した光１−１はＬ
２と１３に分れ、光Ｌ２はミラー３で反射され（Ｌ２−
）、ビームスプリッタ４内でＬ６とＬ７に分かれる。光
Ｌ６は半導体レーザ１に戻り、光Ｌ７は受光素子６に入
射する。光Ｌ３はハーフミラ−５でＬ４とＬうに分かれ
る。反射された光Ｌ４はビームスプリッタ４で（一部反
射されて）１４′となり、受光素子６に入射する。一方
透過光Ｌ５は受光素子７に入射する。受光素子７の電気
信号出力は可変ゲイン増幅器８を通って差動増幅器９に
送られる。受光素子６が受ける光はＬ４＝とＬ７が干渉
した干渉信号で、これが電気信号に変えられ、差動増幅
器９に送られる。２つの信号の差動信号はアクチュエー
タドライバ（図では省略）で増幅され、駆動装置１０に
入力してミラー３を移動く１）させる。
下に説明する。半導体レーザ１から出射された光はコリ
メータレンズ２で平行光となり、ビームスプリッタ４に
入射する。ビームスプリッタ４に入射した光１−１はＬ
２と１３に分れ、光Ｌ２はミラー３で反射され（Ｌ２−
）、ビームスプリッタ４内でＬ６とＬ７に分かれる。光
Ｌ６は半導体レーザ１に戻り、光Ｌ７は受光素子６に入
射する。光Ｌ３はハーフミラ−５でＬ４とＬうに分かれ
る。反射された光Ｌ４はビームスプリッタ４で（一部反
射されて）１４′となり、受光素子６に入射する。一方
透過光Ｌ５は受光素子７に入射する。受光素子７の電気
信号出力は可変ゲイン増幅器８を通って差動増幅器９に
送られる。受光素子６が受ける光はＬ４＝とＬ７が干渉
した干渉信号で、これが電気信号に変えられ、差動増幅
器９に送られる。２つの信号の差動信号はアクチュエー
タドライバ（図では省略）で増幅され、駆動装置１０に
入力してミラー３を移動く１）させる。
上記の構成によれば、半導体レー４ｊ １とビームスプ
リッタ４の間隔は半導体レーザ１とミラー３の間隔に比
べて相当小さくできるので、温度変動による半導体レー
ザ１とビームスプリッタ４の間隔の変動は十分小さくで
きる。さらに半導体レーザ１．レンズ２およびビームス
プリッタ４を一体化して温度制ｍすれば、上記間隔の変
動がほぼ全く生じないように構成できる。したがって光
Ｌ４′の光路長は変化しないから、光Ｌ７の位相をこれ
と１波長の範囲内で一定の関係に保てば、光Ｌ７の光路
長を一定に保つことができる。第２図はミラーを１移動
させたときの受光素子６の出力変化を示す特性曲線図で
ある。ミラーを前後づると、Ｌ４−とＬ７の（ビームス
プリッタ４のスプリット而からの〉光路長の差が変化し
て、レーザ光の波長と等しい周期で強度の変化が起こる
。あらかじめミラー３を前後に移動してスペクトル幅が
最も狭くなったときの受光素子６の出力電圧を調べ、こ
れをＶχとすると、駆動装置１０は受光素子６の出力電
圧が常にＶｘとなるようにミラー３の位置を制御づる。
リッタ４の間隔は半導体レーザ１とミラー３の間隔に比
べて相当小さくできるので、温度変動による半導体レー
ザ１とビームスプリッタ４の間隔の変動は十分小さくで
きる。さらに半導体レーザ１．レンズ２およびビームス
プリッタ４を一体化して温度制ｍすれば、上記間隔の変
動がほぼ全く生じないように構成できる。したがって光
Ｌ４′の光路長は変化しないから、光Ｌ７の位相をこれ
と１波長の範囲内で一定の関係に保てば、光Ｌ７の光路
長を一定に保つことができる。第２図はミラーを１移動
させたときの受光素子６の出力変化を示す特性曲線図で
ある。ミラーを前後づると、Ｌ４−とＬ７の（ビームス
プリッタ４のスプリット而からの〉光路長の差が変化し
て、レーザ光の波長と等しい周期で強度の変化が起こる
。あらかじめミラー３を前後に移動してスペクトル幅が
最も狭くなったときの受光素子６の出力電圧を調べ、こ
れをＶχとすると、駆動装置１０は受光素子６の出力電
圧が常にＶｘとなるようにミラー３の位置を制御づる。
この結果、環境潤度が変化しても、ミラー３は常にスペ
クトル幅が最も狭くなる位置にルＩＩ ａｌｌされる。
クトル幅が最も狭くなる位置にルＩＩ ａｌｌされる。
可変ゲイン増幅器８は半導体レーイｆ１のパワーが増減
したときにこれに追従して変化ブる比較レベルＶｘを差
ａ！ｔ＃ｌ器９に与えている。この様子を第３図のＶｘ
２からＶｘ１への比較レベルの変化で示す。したがって
、半導体レーず１のパワーが増減し干渉信号の大きさが
変っても、常に位相関係を同一に保てる。
したときにこれに追従して変化ブる比較レベルＶｘを差
ａ！ｔ＃ｌ器９に与えている。この様子を第３図のＶｘ
２からＶｘ１への比較レベルの変化で示す。したがって
、半導体レーず１のパワーが増減し干渉信号の大きさが
変っても、常に位相関係を同一に保てる。
このような構成の外部共振形レーザ装置によれば、環ｉ
温度が変り、共振器長が変化しても、フィードバック系
が働いて、長・短期的に安定に狭スペクトル化が図られ
る。
温度が変り、共振器長が変化しても、フィードバック系
が働いて、長・短期的に安定に狭スペクトル化が図られ
る。
構造材として高価な材料を使用しないので、安価に構成
できる。
できる。
機械的微調Ｉ履構が無いので、構造も簡単である。
第４図は第１図装置の変形例で、駆動手段として電気光
学素子を用いたものを示す構成ブロック図′Ｃある。第
１図装置の場合と異なり、ミラー３は固定され、ニオブ
酸リチウム結晶等の電気光学素子１１を駆動手段として
ビームスプリッタ４とミラー３の間に配置する。ニオブ
酸リチウム結晶は印加電界により、屈折率が変るので、
等価的な光路長を変化することができる。可動部が無く
なるので、安定性がさらに増す。
学素子を用いたものを示す構成ブロック図′Ｃある。第
１図装置の場合と異なり、ミラー３は固定され、ニオブ
酸リチウム結晶等の電気光学素子１１を駆動手段として
ビームスプリッタ４とミラー３の間に配置する。ニオブ
酸リチウム結晶は印加電界により、屈折率が変るので、
等価的な光路長を変化することができる。可動部が無く
なるので、安定性がさらに増す。
第５図は第１図装置の第２の変形例で、平凸型のコリメ
ートレンズ２１．ビームスプリッタ４およびハーフミラ
−５１を一体化したちのを示す要部構成ブロック図であ
る。図で電気的な接続関係は省略されている。ここでハ
ーフミラ−５１はビームスプリッタ４の側面に蒸着膜で
形成されている。
ートレンズ２１．ビームスプリッタ４およびハーフミラ
−５１を一体化したちのを示す要部構成ブロック図であ
る。図で電気的な接続関係は省略されている。ここでハ
ーフミラ−５１はビームスプリッタ４の側面に蒸着膜で
形成されている。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば、長・短期に渡って安
定度良く狭スペクトル化が可能な外部共掘器形半導体レ
ーザを簡単な構成で安価に実現することができる。
定度良く狭スペクトル化が可能な外部共掘器形半導体レ
ーザを簡単な構成で安価に実現することができる。
第１図は本発明に係る外部共振形レーザ装置の一実施例
を示す構成ブロック図、第２図および第３図は第１図装
置の動作を説明するための特性曲線図、第４図および第
５図は第１図装置の変形例を示す要部構成ブロック図、
第６図は従来の外部共振形レーザ装置の一例を示す構成
ブロック図である。 １・・・半導体レーデ、３・・・ミラー、４・・・ビー
ムスプリッタ、５・・・ハーフミラ−１６・・・受光手
段、１０・・・駆動手段。 ◇ 第 １ 図 第 ２ 口 ミラーの移ｕｆｌ − 第 ３ 口 第５図 第６区
を示す構成ブロック図、第２図および第３図は第１図装
置の動作を説明するための特性曲線図、第４図および第
５図は第１図装置の変形例を示す要部構成ブロック図、
第６図は従来の外部共振形レーザ装置の一例を示す構成
ブロック図である。 １・・・半導体レーデ、３・・・ミラー、４・・・ビー
ムスプリッタ、５・・・ハーフミラ−１６・・・受光手
段、１０・・・駆動手段。 ◇ 第 １ 図 第 ２ 口 ミラーの移ｕｆｌ − 第 ３ 口 第５図 第６区
Claims (1)
- 半導体レーザとミラーの間で外部共振器を構成すること
により出力光のスペクトル幅を狭くする外部共振形レー
ザ装置において、半導体レーザとミラーの間に配設した
ビームスプリッタと、このビームスプリッタの一方の側
面に設けられたハーフミラーと、このハーフミラーと前
記ミラーからの反射光を干渉させた干渉光を検出する受
光手段と、この受光手段の電気出力に対応してビームス
プリッタとミラー間の光路長を変化させる駆動手段とを
備え、駆動手段が前記干渉光の強度を所定の値に制御す
るように構成したことを特徴とする外部共振形レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350487A JPS63239995A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 外部共振形レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350487A JPS63239995A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 外部共振形レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239995A true JPS63239995A (ja) | 1988-10-05 |
| JPH051993B2 JPH051993B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=13520150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7350487A Granted JPS63239995A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 外部共振形レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63239995A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004066460A1 (de) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Nlg - New Laser Generation Gmbh | Laserresonator und frequenzkonvertierter laser |
| JP2006032407A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Sony Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP7350487A patent/JPS63239995A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004066460A1 (de) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Nlg - New Laser Generation Gmbh | Laserresonator und frequenzkonvertierter laser |
| JP2006032407A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Sony Corp | 半導体レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH051993B2 (ja) | 1993-01-11 |
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