KR20080064358A - Laser light source apparatus adopting two surface diffraction grating optical wedge and method of detecting laser light - Google Patents

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Abstract

A laser light source apparatus adopting a two-sided diffraction grating wedge and a method of detecting laser light are provided to control the wavelength of the emitted light by detecting wavelength and single mode oscillation of the laser light simultaneously through diffraction lattices of the two-sided diffraction grating wedge. A laser light source apparatus(400) comprises a laser diode(410), a diffraction device(430), a two-sided diffraction lattice wedge(450), and a multi division light detector(460). The diffraction device diffracts laser beam emitted from the laser diode and reflects a first diffraction light to the laser diode. The two-sided diffraction lattice wedge has first and second surfaces formed with diffraction lattices for diffracting the light. The multi division light detector detects position and vividness of an interference pattern formed by the light which is diffracted by the two-sided diffraction lattice wedge.

Description

양면 회절격자 웨지를 채용한 레이저 광원장치 및 레이저광 검출방법{Laser light source apparatus adopting two surface diffraction grating optical wedge and method of detecting laser light}Laser light source apparatus adopting two surface diffraction grating optical wedge and method of detecting laser light}

도 1은 종래의 레이저 광원장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a conventional laser light source device.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 광원 장치를 개략적으로 보이는 도면이다. 2 is a view schematically showing a laser light source device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 실시예에 채용되는 양면 회절 격자 웨지를 보이는 도면이다.3 shows a double-sided diffraction grating wedge employed in the embodiment of FIG. 2.

도 4은 도 3의 양면 회절격자 웨지로부터 회절된 광이 형성하는 간섭무늬를 예시적으로 보이는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an interference fringe formed by light diffracted from the double-sided diffraction grating wedge of FIG. 3.

도 5는 다분할 광검출기의 복수의 검출영역을 예시하여 보이는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a plurality of detection regions of a multi-segment photodetector. FIG.

도 6은 다분할 광검출기의 검출영역에 형성된 간섭무늬로부터 광의 파장과 선명도를 검출하는 작용을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the operation of detecting the wavelength and sharpness of light from the interference fringe formed in the detection area of the multi-segment photodetector.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 광원 장치를 개략적으로 보이는 도면이다.7 is a schematic view of a laser light source device according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

410,510...레이저 다이오드 420,520...제1광학소자410,510 Laser diode 420,520 First optical element

430,530...회절소자 440...제2광학소자430,530 ... diffraction element 440 ... second optical element

540...광경로전환부재 450,550...양면 회절격자 웨지540 ... light path shift member 450,550

460,560...다분할 광검출기 A,B,V1,V2...검출영역460,560 multi-segment photodetectors A, B, V 1 , V 2 ... detection area

본 발명은 홀로그램 방식의 기록을 위한 레이저 광원 장치에 관한 것으로, 특히, 양면 회절격자 웨지를 채용함으로써 간단한 구성으로 레이저광의 파장과 싱글모드 발진 여부를 검출할 수 있는 레이저 광원장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser light source device for holographic recording, and more particularly to a laser light source device capable of detecting the wavelength and single mode oscillation of a laser light with a simple configuration by employing a double-sided diffraction grating wedge.

최근 홀로그램을 이용한 광저장 기술이 주목을 받고 있다. 홀로그램을 이용한 정보저장법은 정보를 광학 간섭무늬 형태로 빛에 예민한 무기질 결정이나 혹은 폴리머 재료에 저장하는 것이며, 기록밀도를 보다 높이기 위해 파장 다중화기법이 사용된다. Recently, optical storage technology using holograms has attracted attention. Holographic information storage method is to store information in the form of optical interference fringes in inorganic crystals or polymer materials sensitive to light, and the wavelength multiplexing technique is used to increase the recording density.

일반적인 홀로그램 기록 장치에서는 변조된 신호광(데이터가 중첩된 광), 변조되지 않는 참조광의 2개를 레이저광으로부터 생성하고, 이들을 홀로그램 기록 매체의 동일 장소에 조사한다. 그 결과, 홀로그램 기록 매체상에서 신호광과 참조광이 간섭하여 회절 격자(홀로그램)가 형성되고, 홀로그램 기록 매체에 데이터가 기록된다. 기록이 끝난 홀로그램 기록 매체에 참조광을 조사함으로써, 기록시에 형성된 회절 격자로부터 회절광(재생광)이 발생한다. 이 재생광은 기록시의 신호광에 중첩된 데이터를 포함하고 있기 때문에, 이것을 수광 소자에서 수광하여 기록한 신 호를 재생할 수 있다.In a typical hologram recording apparatus, two of the modulated signal light (light superimposed with data) and the unmodulated reference light are generated from the laser light and irradiated to the same place on the hologram recording medium. As a result, the signal light and the reference light interfere on the hologram recording medium to form a diffraction grating (hologram), and data is recorded on the hologram recording medium. By irradiating the reference light onto the recorded hologram recording medium, diffracted light (reproducing light) is generated from the diffraction grating formed at the time of recording. Since this reproduction light contains data superimposed on the signal light at the time of recording, it is possible to reproduce the signal received by the light receiving element and recorded.

홀로그램 기록 재생용 광원으로는 극히 가간섭성이 좋은 싱글 모드의 레이저 광원이 필요하게 되고, 가스 레이저, SHG 레이저 등이 이용된다. 통상의 레이저 다이오드는 멀티 모드이기 때문에 가간섭성의 측면에서 불충분하지만, 외부 공진기형 레이저를 구성하면 양호한 홀로그램 기록 재생용의 광원을 실현할 수 있다. 이 때문에, 블루 레이저 다이오드를 사용한 외부 공진기형 레이저도 홀로그램 광원으로서 사용할 수 있게 되었다. 또한, 홀로그램 기록에 이용할 때에 중요한 것은 파장의 재현성이다. 특히, 파장을 바꾸어 기록하는 파장 분할 다중을 행할 때에는 출력광의 파장을 의도한 길이로 제어하여야 한다. 그 경우, 예를 들면 파장 가변형의 외부 공진기 레이저를 이용할 수 있다. 이때 레이저의 파장과 싱글모드 발진여부를 판단할 필요가 있다.As a light source for hologram recording and reproduction, a single mode laser light source with extremely high coherence is required, and a gas laser, a SHG laser, or the like is used. Conventional laser diodes are inadequate in terms of coherence because they are multi-mode. However, by configuring an external resonator laser, a good light source for reproducing hologram recording can be realized. For this reason, the external resonator type laser using a blue laser diode can also be used as a hologram light source. Also, when used for hologram recording, an important thing is the reproducibility of the wavelength. In particular, when performing wavelength division multiplexing in which the wavelength is changed and recorded, the wavelength of the output light must be controlled to the intended length. In that case, an external resonator laser of a variable wavelength type can be used, for example. At this time, it is necessary to determine the wavelength of the laser and whether the single mode oscillation is performed.

도 1은 홀로그래픽 스토리지에서 사용되는 종래의 레이저 광원장치의 개략적인 구성을 보이는 도면이다. 도면을 참조하면, 레이저 광원 장치는 멀티 모드의 레이저광을 발광하는 레이저 광원(101)과, 상기 레이저 광원(101)에 의해 발광된 레이저광을 평행광으로 하는 광학 소자(102)와, 평행광으로 된 레이저광 중, 1차광을 레이저 광원 측으로 반사하는 회절 격자(103)와, 회절 격자(103)를 반사한 0차광을 소정의 방향으로 반사하며, 또한, 상기 회절 격자를 반사한 0차광의 일부를 투과하는 제2의 광학 소자(104)와, 상기 제2의 광학 소자(104)를 투과한 광의 파장 및 해당 광의 강도 중 적어도 한쪽을 검출하는 제1의 검출수단(105)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 종래의 발명은 도 1과 같이 파장을 확인하기 위해서 불완전 미러와 같은 소자를 이용한다. 즉, 파장에 따라 회절격자의 각도가 달라지기 때문에 불완전 미러를 투과하는 광은 파장에 따라 굴절한 방향이 다르다. 이 방향의 차이를 이분할 포토디텍더와 같은 검출 수단에서 검출함에 의해, 광의 파장을 검출할 수 있다. 이외에 가간섭성을 확인하기 위해서는 추가적인 광학 소자로서 광학웨지(201)과 같은 소자를 이용하여 레이저 광의 간섭무늬를 형성하고 이를 다분할 PD(202)로 측정하여 간섭무늬의 visibility를 확인하는 방법을 사용한다.1 is a view showing a schematic configuration of a conventional laser light source device used in holographic storage. Referring to the drawings, the laser light source device includes a laser light source 101 that emits a laser light of a multi-mode, an optical element 102 that uses the laser light emitted by the laser light source 101 as parallel light, and parallel light. Among the laser beams, the diffraction grating 103 reflects the primary light toward the laser light source side, and the zero-order light reflecting the diffraction grating 103 is reflected in a predetermined direction. And a first optical means (104) for transmitting at least one of the wavelength of the light transmitted through the second optical element (104) and at least one of the intensity of the light. It features. The conventional invention uses an element such as an incomplete mirror to check the wavelength as shown in FIG. That is, since the angle of the diffraction grating varies depending on the wavelength, the light that passes through the incomplete mirror is refracted by the wavelength. The wavelength of the light can be detected by detecting the difference in this direction by a detection means such as a bipartite photodetector. In addition, in order to check the coherence, as an additional optical element, a method of forming an interference fringe of laser light using an element such as an optical wedge 201 and measuring it with a multiplied PD 202 is used to check the visibility of the interference fringe. do.

기존 방식의 문제는 먼저 파장을 확인하기 위한 구조가 외부공진기 형태 중 일부인 Littrow 형태에만 가능하다는 점이다. 즉, 다른 형태인 Littman 형태나 출력광이 레이저 다이오드의 반대로 나오는 변형된 Littrow 형태에는 적용하기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 파장을 판단하기 위한 장치와 싱글모드 발진을 확인하기 위한 장비가 별도로 구비되므로 장치의 구성이 복잡해지고, 측정을 위해 두 번에 걸쳐 광을 분할하기 때문에 광효율이 감소하는 문제가 있다The problem with the conventional method is that the structure for identifying the wavelength is only possible with the Littrow type which is part of the external resonator type. That is, there is a problem that it is difficult to apply to other forms of Littman form or modified Littrow form in which the output light is reversed from the laser diode. In addition, since the device for determining the wavelength and the equipment for confirming the single-mode oscillation are provided separately, the configuration of the device is complicated, and the light efficiency is reduced because the light is divided twice for measurement.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 간단한 구성에 의해 레이저광의 파장과 싱글 모드 발진여부를 동시에 검출함으로써 발광되는 광의 파장을 제어할 수 있는 레이저 광원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a laser light source device capable of controlling the wavelength of emitted light by simultaneously detecting the wavelength of the laser light and whether the single mode oscillation is performed by a simple configuration.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 광원장치는 멀티 모드의 레이저 광을 발광하는 레이저 다이오드와; 상기 레이저 다이오드에서 발광된 레이저 광을 회절시키는 것으로, 상기 광 중 소정 파장의 광이 상기 레이저 다이오드 내에서 증폭되도록, 상기 소정 파장의 1차 회절광을 레이저 다이오드 쪽으로 반사하는 회절소자와; 웨지 형상으로 인접한 제1면과 제2면을 가지는 것으로, 상기 제1면 및 제2면에는 광을 회절시키는 회절격자가 형성된 양면 회절격자 웨지와; 상기 양면 회절격자 웨지에 의해 회절된 광이 형성하는 간섭무늬의 위치와 선명도를 검출하는 것으로, 복수의 검출영역을 가지는 다분할 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a laser light source device according to an embodiment of the present invention comprises a laser diode for emitting a multi-mode laser light; Diffractive elements diffracting the laser light emitted from the laser diode and reflecting the first diffracted light of the predetermined wavelength toward the laser diode so that the light of the predetermined wavelength is amplified in the laser diode; A double-sided diffraction grating wedge having a first surface and a second surface adjacent in a wedge shape, the first and second surfaces having diffraction gratings diffracting light; And detecting the position and sharpness of the interference fringe formed by the light diffracted by the double-sided diffraction grating wedge, and comprising a multi-segment photodetector having a plurality of detection areas.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 레이저광 검출방법은 멀티 모드의 레이저광을 발광하는 단계; 상기 멀티 모드의 레이저 광 중 소정 파장의 광을 증폭하는 단계; 상기 증폭된 레이저광으로부터 광의 파장에 따라 다른 위치에 형성되는 간섭무늬를 형성하는 단계; 상기 간섭무늬의 위치와 선명도를 검출하는 단계; 상기 간섭무늬의 위치와 선명도로부터 상기 증폭된 레이저광의 파장과 강도를 산출하는 단계;를 포함하여, 레이저광의 파장과 강도를 하나의 간섭무늬로부터 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the laser beam detection method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of emitting a multi-mode laser light; Amplifying light having a predetermined wavelength among the multi-mode laser lights; Forming an interference fringe formed at a different position according to the wavelength of light from the amplified laser light; Detecting the position and sharpness of the interference fringe; Computing the wavelength and intensity of the amplified laser light from the position and sharpness of the interference fringe, characterized in that for detecting the wavelength and intensity of the laser light from one interference fringe.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 광원 장치 및 레이저광 검출방법을 상세히 설명하기로 한다. 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, a laser light source device and a laser light detection method according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail. The embodiments illustrated below are not intended to limit the scope of the present invention, but are provided to fully explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 광원 장치의 구성을 개략적으로 보 이는 도면이고, 도 3은 도 2의 실시예에 채용된 양면 회절격자 웨지의 구조를 상세히 보인 도면이다.2 is a view schematically showing the configuration of a laser light source device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing in detail the structure of the double-sided diffraction grating wedge employed in the embodiment of FIG.

도면들을 참조하면, 레이저 광원 장치(400)는 레이저 다이오드(410)와 입사된 광을 회절시키는 회절소자(430)와 회절격자가 양면에 형성된 양면 회절격자 웨지(450)와 상기 양면 회절격자 웨지(450)에서 회절된 광의 간섭무늬의 선명도(visibility)와 위치를 측정하는 다분할 광검출기(460)를 포함한다. 레이저 다이오드(410)와 회절소자(430) 사이의 광경로 상에는 레이저 다이오드(410)에서의 광을 평행광으로 콜리메이팅 하는 제1광학소자(420)가 마련된다. 또한, 레이저 다이오드(410)와 양면 회절격자 웨지(450) 사이의 광경로 상에는 레이저 다이오드(410)에서 증폭 발진되어 출사하는 광을 평행광으로 콜리메이팅하는 제2광학소자(440)가 마련된다. Referring to the drawings, the laser light source device 400 includes a double-sided diffraction grating 450 and a double-sided diffraction grating wedge 450 having a diffraction element 430 diffracting the incident light and a laser diode 410 and diffraction gratings formed on both sides thereof. And a multi-segment photodetector 460 that measures the visibility and position of the interference fringe of the light diffracted at 450. On the optical path between the laser diode 410 and the diffraction element 430, a first optical element 420 is provided for collimating light from the laser diode 410 into parallel light. In addition, a second optical element 440 is provided on the optical path between the laser diode 410 and the double-sided diffraction grating wedge 450 to collimate the light amplified and emitted from the laser diode 410 into parallel light.

레이저 다이오드(410)는 멀티 모드의 레이저 광을 발광한다. 레이저 다이오드(410)는 양면 발광형으로 되어 있어 레이저 다이오드(410)를 사이에 두고 배치된 회절소자(430) 및 양면 회절격자 웨지(450)를 향하는 두 방향으로 광을 출사한다.The laser diode 410 emits laser light of a multi mode. The laser diode 410 is a double-sided light emission type and emits light in two directions toward the diffractive element 430 and the double-sided diffraction grating wedge 450 disposed with the laser diode 410 interposed therebetween.

제1광학소자(320)는 레이저 다이오드(410)로부터 발광된 광을 평행광으로 콜리메이팅하여 회절소자(430)에 입사되게 하기 위한 것으로, 예를 들어 콜리메이팅 렌즈가 채용될 수 있다.The first optical device 320 is to collimate the light emitted from the laser diode 410 into parallel light to be incident on the diffraction device 430. For example, a collimating lens may be employed.

회절소자(430)는 평행광으로 입사된 레이저광을 회절시키고, 소정 파장의 광을 레이저 다이오드(410) 쪽으로 되돌아가게 함으로써 특정 파장의 광을 증폭 발진시키기 위한 것이다. 회절소자(430)는 일면에 회절격자(432)가 형성된 광학판으로 구성되며 상기 회절격자(432)가 입사광을 회절시킨다. 이 때 회절되는 방향은 주어진 회절격자(432)에 대해서 입사광의 파장 및 회절격자(432)가 형성된 면과 입사광이 이루는 각도에 따라 다르다. 따라서, 회절격자(432)가 형성된 면과 입사광이 이루는 각도는 발진시키고자 하는 파장의 광이 레이저 다이오드(410) 쪽을 향하도록 적절히 결정된다. 예를 들어, 405nm 파장의 광을 발진시키기 위해서, 회절소자(430)는 파장 405nm인 광의 1차 회절광이 레이저 다이오드(410) 쪽을 향하도록 배치각도가 설정된다. 이로써 레이저 다이오드(410) 내에서 405nm의 파장 성분만이 증대하여 발진된다.The diffraction element 430 diffracts the laser light incident on the parallel light and returns the light having a predetermined wavelength toward the laser diode 410 to amplify and oscillate the light having a specific wavelength. The diffraction element 430 is composed of an optical plate having a diffraction grating 432 formed on one surface thereof, and the diffraction grating 432 diffracts incident light. At this time, the diffraction direction depends on the wavelength of incident light with respect to the given diffraction grating 432 and the angle between the plane on which the diffraction grating 432 is formed and the incident light. Therefore, the angle formed between the plane on which the diffraction grating 432 is formed and the incident light is appropriately determined so that the light of the wavelength to be oscillated toward the laser diode 410. For example, in order to oscillate light having a wavelength of 405 nm, the diffraction element 430 is set with an arrangement angle such that the first diffracted light of light having a wavelength of 405 nm is directed toward the laser diode 410. As a result, only the wavelength component of 405 nm in the laser diode 410 is increased and oscillated.

제2광학소자(440)는 이렇게 발진된 레이저 광을 평행광으로 콜리메이팅 하여 양면 회절격자 웨지(450)에 입사되게 하는 것으로, 예를 들어 콜리메이팅 렌즈가 채용될 수 있다. The second optical element 440 collimates the laser light thus oscillated with parallel light so as to be incident on the double-sided diffraction grating wedge 450. For example, a collimating lens may be employed.

양면 회절격자 웨지(450)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1면(450a)과 제2면(450b)이 소정 각을 이루는 웨지 형상의 광학판으로 되어 있다. 상기 제1면(450a) 및 제2면(450b)에는 회절격자가 형성되어 있다. 양면 회절격자 웨지(450)에 광이 입사되면 제1면(450a)과 제2면(450b)에 회절된 광이 간섭무늬를 형성하게 된다. 도 4는 제1면(450a)에서 회절된 광(S1)과 제2면(450b)에서 회절된 광(S2)이 형성하는 간섭무늬(S12)의 예를 보이고 있다. As shown in FIG. 3, the double-sided diffraction grating wedge 450 is a wedge-shaped optical plate having a first angle 450a and a second surface 450b at a predetermined angle. Diffraction gratings are formed on the first surface 450a and the second surface 450b. When light is incident on the double-sided diffraction grating wedge 450, the light diffracted on the first surface 450a and the second surface 450b forms an interference fringe. 4 illustrates an example of an interference fringe S 12 formed by the light S 1 diffracted on the first surface 450a and the light S 2 diffracted on the second surface 450b.

다분할 광검출기(460)는 레이저 광의 파장과 싱글 모드 발진여부를 검출하기 위한 양면 회절격자 웨지(450)에 의해 회절된 광을 검출한다. 도 5를 참조하면, 다 분할 광검출기(460)는 소정 구간으로 구획된 복수의 검출영역을 가진다. 검출영역은 광의 파장을 검출하기 위해 간섭무늬의 위치를 판단하기 위한 영역(A,B)과, 광의 싱글모드 여부를 판단하기 위해 간섭무늬의 선명도를 측정하기 위한 영역(V1,V2,...)을 포함하고 있다.The multi-segment photodetector 460 detects light diffracted by the double-sided diffraction grating wedge 450 for detecting the wavelength of the laser light and whether single-mode oscillation is performed. Referring to FIG. 5, the multi-stage photodetector 460 has a plurality of detection regions divided into predetermined sections. Detection area is an area for determining the position of the interference pattern for detecting a wavelength of light (A, B) and a light to determine whether a single mode to measure the sharpness of an interference fringe area (V 1, V 2, for in order. ..)

이하, 상기한 구조의 레이저 광원장치(400)가 레이저 광의 파장과 싱글모드 발진 여부를 검출하는 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 6은 다분할 광검출기(460)의 검출영역에 간섭무늬(S12)가 형성된 것을 보이고 있다. 간섭무늬(S12)의 선명도(visibility)는 광원의 가간섭성에 따라 달라진다. 광원의 가간섭성은 싱글 모드일 때가 좋고 다중 모드로 발진이 되면 나빠진다. 이에 따라 간섭무늬의 선명도는 싱글 모드일 때 더 크다. 간섭무늬(S12)에 의해 검출영역(V1,V2,...)에 흐르는 광전류의 최대, 최소를 각각 Imax,Imin 이라 하면 선명도는 (Imax-Imin)/(Imax+Imin)으로 주어진다. 선명도는 광의 강도에 대응하는 것으로 이러한 선명도의 변화를 측정함으로써 싱글 모드 여부를 확인할 수 있다. 또한, 간섭무늬(S12)를 만드는 광들은 양면 회절격자 웨지(450)의 양면에 형성된 회절격자에 의해 회절되기 때문에 파장에 따라 간섭무늬(S12)의 위치가 달라지게 된다. 회절격자는 파장에 따라 다른 각도로 입사광을 회절시킨다. 예를 들어 1200 groove/mm의 회절격자는 400nm의 파장을 대략 28.7도 정도로 회절시킨다. 410nm의 파장은 대략 29.5도 정도로 회절된다. 이렇게, 다분할 광검출기(460)상에서 간섭무늬(S12)가 형성되는 위치는 파장에 따라 달라지 게 된다. 파장 변화에 따른 위치의 변화는 대략 0.8도/10nm이고, 회절격자와 다분할 광검출기(460) 사이의 거리를 50mm라 하면 파장 변화에 따른 위치의 변화는 약 0.7mm/10nm가 된다. 이 값은 다분할 광검출기(460)와 회절격자 사이의 거리와 회절격자에 따라 결정된다. 이와 같이, 간섭무늬(S12)의 위치를 검출함으로써 레이저 광의 파장을 판단할 수 있다. 간섭무늬(S12)의 위치는 검출영역 A,B에 흐르는 광전류(IA,IB)로부터 검출되며, (IA-IB)/(IA+IB)와 같은 식으로 구할 수 있다. 레이저 광의 파장과 싱글 모드 발진 여부를 검출한 결과에 따라 회절소자(430)의 배치각도를 적절히 조절함으로써 필요로 하는 파장의 광을 가간섭성이 좋은 싱글 모드의 형태로 출사할 수 있다.Hereinafter, the operation of detecting the wavelength and the single mode oscillation of the laser light by the laser light source device 400 having the above-described structure will be described. FIG. 6 shows that the interference fringe S 12 is formed in the detection area of the multi-segment photodetector 460. The visibility of the interference fringe S 12 depends on the coherence of the light source. The coherence of the light source is better in single mode and worsens when oscillation in multiple modes. As a result, the sharpness of the interference fringe is greater in the single mode. If the maximum and minimum of the photocurrent flowing through the detection region (V 1 , V 2 , ...) by the interference fringe S 12 are I max and I min , respectively, the sharpness is (I max -I min ) / (I max). + I min ). The sharpness corresponds to the intensity of light, and by measuring the change of the sharpness, it is possible to confirm whether the single mode is present. Also, making an interference pattern (S 12) are light becomes a different location of the interference pattern (S 12) depending on the wavelength because the diffraction by the diffraction grating formed on both surfaces of the double-sided grating wedge 450. The The diffraction grating diffracts incident light at different angles depending on the wavelength. A diffraction grating of 1200 grooves / mm, for example, diffracts a wavelength of 400 nm to approximately 28.7 degrees. The wavelength of 410 nm is diffracted at about 29.5 degrees. As such, the position at which the interference fringe S 12 is formed on the multi-segment photodetector 460 may vary depending on the wavelength. The position change due to the wavelength change is approximately 0.8 degrees / 10 nm, and if the distance between the diffraction grating and the multi-segment photodetector 460 is 50 mm, the position change according to the wavelength change is about 0.7 mm / 10 nm. This value is determined according to the distance between the multisegment photodetector 460 and the diffraction grating and the diffraction grating. In this way, the wavelength of the laser light can be determined by detecting the position of the interference fringe S 12 . The position of the interference fringe S 12 is detected from the photocurrents I A and I B flowing in the detection areas A and B, and can be obtained in the same manner as (I A -I B ) / (I A + I B ). . By appropriately adjusting the placement angle of the diffraction element 430 according to the result of detecting the wavelength of the laser light and the single mode oscillation, the light having the required wavelength can be emitted in the form of a coherent single mode.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 광원장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이다. 도면을 참조하면, 레이저 광원장치(500)는 레이저 다이오드(510)와 입사된 광을 회절시키는 회절소자(530)와 레이저 다이오드(510)로부터 증폭 발진되어 출사되는 광을 회절시키는 양면 회절격자 웨지(550)와 상기 양면 회절격자 웨지(550)에서 회절된 광의 간섭무늬의 선명도(visibility)와 위치를 측정하는 다분할 광검출기(560)를 포함한다. 레이저 다이오드(510)와 회절소자(530 사이의 광경로 상에는 레이저 다이오드(510)에서의 광을 평행광으로 콜리메이팅 하는 제1광학소자(520)가 마련된다. 또한, 회절소자(530)과 양면 회절격자 웨지(550) 사이의 광경로 상에는 회절소자(530)로부터의 광을 양면 회절격자 웨지(550)를 향하게 하는 광경로전환부재(540)가 더 마련될 수 있다. 본 실시예는 레이저 다이오드(510) 가 일면으로만 광을 출사하는 일면 발광형이라는 점에서 도 2의 실시예와 차이가 있다. 즉, 광을 출사하는 출사면과 회절소자(530)로부터 레이저 다이오드(510)를 향하여 되돌아온 광이 입사하는 입사면이 동일하며, 회절소자(530)로부터 회절된 0차광이 양면 회절격자 웨지(550)를 향하도록 구성된다는 점에서만 차이가 있다. 따라서, 도 2의 실시예와 동일 명칭의 부재는 도 2의 실시예에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 양면 회절격자 웨지(550)로는 도 3의 구조가 채용될 수 있으며, 다분할 광검출기(560)의 검출영역은 도 5와 같이 구성될 수 있다. 양면 회절격자 웨지(550)로부터 회절되어 다분할 광검출기(560)에 형성된 간섭무늬의 위치와 선명도를 검출하는 작용은 도 2의 실시예에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다. 상기한 구조의 레이저 광원장치(500)는 측정된 간섭무늬의 위치와 선명도로부터 레이저 광의 파장과 싱글 모드 발진여부를 판단한 결과에 다라 회절소자(540)의 배치각도를 적절히 선택함으로써 필요로 하는 파장의 광을 가간섭성이 좋은 싱글 모드의 형태로 출사할 수 있다.6 is a view schematically showing the configuration of a laser light source device according to another embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the laser light source device 500 includes a diffraction grating wedge which diffracts the light emitted by the amplification oscillation from the laser diode 510 and the diffraction element 530 diffracting the incident light. 550 and a multi-segment photodetector 560 that measures the visibility and location of the interference fringes of the light diffracted in the double-sided diffraction grating wedge 550. On the optical path between the laser diode 510 and the diffraction element 530, a first optical element 520 for collimating light from the laser diode 510 into parallel light is provided. On the optical path between the diffraction grating wedges 550, an optical path changing member 540 for directing light from the diffraction element 530 toward the double-sided diffraction grating wedge 550 may be further provided. 2 is different from the embodiment of Fig. 2 in that 510 emits light to only one surface, that is, the light exits back toward the laser diode 510 from the emission surface and the diffraction element 530 that emits light. The only difference is that the incident surface to which light is incident is the same, and that the zero-order light diffracted from the diffraction element 530 is configured to face the double-sided diffraction grating wedge 550. Therefore, the same name as in the embodiment of Fig. The member is described in the embodiment of FIG. The structure of Fig. 3 may be employed as the double-sided diffraction grating wedge 550, and the detection region of the multi-stage photodetector 560 may be configured as shown in Fig. 5. Double-sided diffraction grating wedge 550 Note that the function of detecting the position and sharpness of the interference fringe diffracted from the multistage photodetector 560 is substantially the same as that described in the embodiment of Fig. 2. The description thereof will be omitted. ) Is a single mode with high coherence for the wavelength of light required by appropriately selecting the placement angle of the diffraction element 540 according to the result of determining the wavelength and the single mode oscillation of the laser light from the measured position and sharpness of the interference fringe. You can exit in the form of

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 레이저 광원 장치 및 레이저광 검출방법은 양면 회절격자 웨지를 사용함으로써, 광손실을 줄이며 광의 파장이나 싱글모드 발진여부를 간단하게 검출하는 구조 및 방법을 제시한다. 이에 의하면, 필요로 하는 파장의 광을 가간섭성이 좋은 싱글 모드의 형태로 출사할 수 있으므로 홀로그래픽 메모리 장치에 적합한 기록 재생용 광원이 제공된다.As described above, the laser light source device and the laser light detecting method according to the present invention provide a structure and method for reducing light loss and simply detecting the wavelength of light or whether single-mode oscillation is achieved by using a double-sided diffraction grating wedge. According to this, since light of the required wavelength can be emitted in the form of a coherent single mode, a light source for recording and reproduction suitable for a holographic memory device is provided.

이러한 본원 발명인 레이저 광원 장치 및 레이저광 검출방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Although the laser light source device and the laser light detecting method of the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for clarity, this is merely an example, and those skilled in the art can various modifications and equivalents therefrom. It will be appreciated that other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.

Claims (8)

멀티 모드의 레이저 광을 발광하는 레이저 다이오드와;A laser diode emitting a multi-mode laser light; 상기 레이저 다이오드에서 발광된 레이저 광을 회절시키는 것으로, 상기 광 중 소정 파장의 광이 상기 레이저 다이오드 내에서 증폭되도록, 상기 소정 파장의 1차 회절광을 레이저 다이오드 쪽으로 반사하는 회절소자와;Diffractive elements diffracting the laser light emitted from the laser diode and reflecting the first diffracted light of the predetermined wavelength toward the laser diode so that the light of the predetermined wavelength is amplified in the laser diode; 웨지 형상으로 인접한 제1면과 제2면을 가지는 것으로, 상기 제1면 및 제2면에는 광을 회절시키는 회절격자가 형성된 양면 회절격자 웨지와;A double-sided diffraction grating wedge having a first surface and a second surface adjacent in a wedge shape, the first and second surfaces having diffraction gratings diffracting light; 상기 양면 회절격자 웨지에 의해 회절된 광이 형성하는 간섭무늬의 위치와 선명도를 검출하는 것으로, 복수의 검출영역을 가지는 다분할 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원장치.And a multi-segment photodetector for detecting the position and sharpness of the interference fringe formed by the light diffracted by the double-sided diffraction grating wedge, the multi-segment photodetector having a plurality of detection regions. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 다이오드는 양면 발광형이고,The laser diode is a double-sided light emission type, 상기 레이저 다이오드 내에서 증폭된 광은 상기 회절소자로부터 회절되어 입사된 광이 입사되는 면과 마주하는 다른 면으로 출사되어 상기 양면회절격자 웨지를 향하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 광원장치.And the light amplified in the laser diode is directed toward the double-sided grating wedge by being emitted to another surface facing the surface where the light incident by being diffracted from the diffraction element is incident. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 다이오드 일면 발광형이고,The laser diode is one surface light emitting type, 상기 레이저 다이오드 내에서 증폭되어 출사된 광 중 상기 회절소자로부터 회절된 0차광이 상기 양면회절격자 웨지를 향하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 광원장치.And the zero-order light diffracted from the diffraction element among the light amplified and emitted from the laser diode is directed toward the double-sided diffraction grating wedge. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 레이저 다이오드와 상기 회절소자 사이의 광경로에는 광을 평행광으로 콜리메이팅 하는 콜리메이팅 렌즈가 마련되는 것을 특징으로 하는 레이저 광원장치.And a collimating lens for collimating light into parallel light in an optical path between the laser diode and the diffractive element. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 다분할 광검출기의 복수의 검출영역은,A plurality of detection areas of the multi-segment photodetector, 간섭무늬의 위치를 판단하기 위해 광전류를 검출하는 영역과 간섭무늬의 선명도를 검출하기 위해 광전류를 검출하는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원장치.And a region for detecting the photocurrent to determine the position of the interference fringe and a region for detecting the photocurrent to detect the sharpness of the interference fringe. 멀티 모드의 레이저광을 발광하는 단계;Emitting a multi-mode laser light; 상기 멀티 모드의 레이저 광 중 소정 파장의 광을 증폭하는 단계;Amplifying light having a predetermined wavelength among the multi-mode laser lights; 상기 증폭된 레이저광으로부터 광의 파장에 따라 다른 위치에 형성되는 간섭무늬를 형성하는 단계;Forming an interference fringe formed at a different position according to the wavelength of light from the amplified laser light; 상기 간섭무늬의 위치와 선명도를 검출하는 단계;Detecting the position and sharpness of the interference fringe; 상기 간섭무늬의 위치와 선명도로부터 상기 증폭된 레이저광의 파장과 강도를 산출하는 단계;를 포함하여,Calculating the wavelength and intensity of the amplified laser light from the position and clarity of the interference fringe; 레이저광의 파장과 강도를 하나의 간섭무늬로부터 검출하는 것을 특징으로 하는 레이저광 검출방법.A laser beam detection method comprising detecting the wavelength and intensity of a laser beam from one interference fringe. 제6항에 있어서, 상기 간섭무늬는,The method of claim 6, wherein the interference fringe, 웨지 형상으로 인접한 제1면과 제2면을 가지며 상기 제1면 및 제2면에는 광을 회절시키는 회절격자가 형성된 양면 회절격자 웨지에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저광 검출방법.And a double-sided diffraction grating wedge having a first surface and a second surface adjacent in a wedge shape and having diffraction gratings diffracted light on the first and second surfaces. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 간섭무늬의 위치와 간섭무늬의 선명도를 검출하는 것은,Detecting the position of the interference fringes and the sharpness of the interference fringes, 간섭무늬의 위치를 판단하기 위해 광전류를 검출하는 영역과 간섭무늬의 선명도를 판단하기 위해 광전류를 검출하는 영역을 포함하는 검출영역을 가지는 다분할 광검출기에 의하는 것을 특징으로 하는 레이저광 검출방법.A multi-segment photodetector comprising: a detection region comprising a region for detecting photocurrent for determining the position of the interference fringe and a region for detecting photocurrent for determining the sharpness of the interference fringe.
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KR20170098518A (en) * 2016-02-22 2017-08-30 한국전자통신연구원 Optical sensor

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