JPH03239380A - レーザー光源装置 - Google Patents

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〉 本発明はレーザー光源装置に関し、更に詳しくは、例え
ばセンサーのレーザー光源として用いられる半導体レー
ザー光源装置におけるモードホップの防止に関する。

〈従来の技術〉 メカトロニクスや精密機械の分野では、機器の高性能化
や高精密化等により、微小な変位等の物理量の変化をと
らえて解析することがますます重要になっている。

このような微小な変位等を測定するセンサーとして例え
ば第５図に示すような干渉計型センサーが開発されてい
る。このセンサーは、測定対象物にミラー（ターゲット
シート）を貼ｆ−１して該ミラにレーザー光源から出力
されるレーザー光を照射し、その反射光を利用して位置
変化を検出するものである。この場合、位置変化による
２光路の光波長の変化により生じる干渉光の強度変化を
求める。

第５図では、半導体レーザー１−からレーザー光を照射
し、ビームスプリッタ２ならびにミラー３で反射して受
光素子４に入射される第１の光と、ビームスプリッタ２
を透過して被測定対象に貼付されているミラー５で反射
し、再びビームスプリッタ２を経て受光素子４に人耶ｔ
される第２の光との干渉強度、すなわち光の位相差を検
出することによって変位等を測定する。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このようなセンサーで用いられる半導体レー
ザー１では、第６図及び第７図に示すようなモードホッ
プとよばれる周波数の跳びが観測されることがある。こ
のモードホップは光周波数が瞬間的にそれまでと異なる
モードに移るというもので、モードホップを起こす領域
では複数のモトの競合が発生して発振状態が不安定にな
り、ノイズも発生する。

また、半導体レーザ１の周波数掃引を行う場合には第６
図のａの範囲のようなモードホップが発生しない範囲の
電流で掃引されているが、モードホップは温度や経時変
化等でその発生領域が変化してしまい、第６図のａの範
囲でもモードホップが発生することがある。

このようなモードホップが発生すると、第５図のセンサ
ーではある位相点を基準にして該位相点からの干渉縞の
数（位相）を測定する相対的な測定方法を採用している
ために、基鵡点そのものが不定になってしまって微小な
変位測定はほぼ不「り能になってしまう。

ところが、従来はこのようなモードホップの有無を検出
することは行われていなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、モードホップの有無を検出することによって
発振の安定した信頼性の高いレーザー光源装置を提供す
ることにある。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決する本発明は、 半導体レーザーと、 該半導体レーザーの出力光の一部が入射される光共振器
と、 該光共振器の出力光が入射されるフォトダイ第一部と、 該フォトダイオードの出力信号の不連続性を検出するモ
ニタ回路と、 該モニタ回路の不連続性検出信号に従って前記フォトダ
イオードの出力信号が連続するように前記半導体レーザ
ーの駆動電流を制御する駆動電流制御回路と、 該駆動電流制御回路から出力される制御信号に従って前
記半導体レーザーを駆動する半導体レーザー駆動回路と
を具備したことを特徴とするものである。

く作用〉 本発明のレーザー光源装置において、半導体レーザーに
モードホップが発生すると光共振器の出力光の強度が大
きく変化し、フォトダイオードの出力信号が不連続にな
る。モニタ回路は該フォトダイオードの出力信号の不連
続を検出してその検出信号を半導体レーザーの駆動電流
を制御する駆動電流制御回路に出力する。そして、駆動
電流制御回路はフォトダイオードの出力信号が連続する
ように半導体レーザーの駆動電流を制御する。

これにより、半導体レーザーのモードホップの発生は抑
制される。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

図において、半導体レーザー６は駆動電流制御回路１３
により設定される電流に従って駆動回路１４で駆動され
る。該半導体レーザー６の出力光はレンズ７に入射され
て平行光に変換された後、ビームサンプラー８に入射さ
れる。該ビームサンプラ−８を通った半導体レーザー６
の出力光の一部はモニタ光として分岐されて例えばフィ
ネスの低イファブリーペローエタロンで構成された光共
振器９に入射される。該光共振器９の出力光はフォトダ
イオード１０に入射されて電気信号に変換される。該フ
ォトダイオード１０の出力信号は増幅器１〕−を介して
モニタ回路１２に人力される。該モニタ回路〕２はフォ
トダイオード１０の出力信号の不連続性を検出するため
に設けられたものであり、例えば微分器とトリガ回路と
で構成されている。破線で囲まれた光共振器９．フォト
ダイオード１０　増幅器１１及びモニタ回路１２はモニ
タ部Ｍを構成している。駆動電流制御回路１３はモニタ
回路１２の不連続性検出信号に従ってフォトダイオード
１０の出力信号が連続するように半導体レーザー６の駆
動電流を制御する。駆動回路１４は該駆動電流制御回路
１３から出力される制御信号に従って半導体レーザー６
を駆動する。すなわち、モニタ部Ｍの出力信号は半導体
レーザー６の駆動回路１４にフィードバックされている
。

次に、具体的な動作を説明する。

半導体レーザー６の出力光の一部はビームサンプラー８
により分岐されてファプリーペローエタロン９に入射さ
れる。該ファプリーペローエタロン９は光の共振器であ
り、半導体レーザー６の出力光の周波数に応じて第２図
のような透過光強度が得られる。ファプリーペローエタ
ロン９は、その反射ミラーの反射率Ｒが０．３程度でフ
ィネスの低いものを用いる。従って、半導体レーザー６
の出力光の強度を安定化した系ではファプリーペローエ
タロン９を透過する半導体レーザー６の出力光の強度は
一定になり、周波数を掃引する系ではその光強度は緩や
かに変化して第２図の反射率Ｒが０６２７付近の形状に
なる。

フォトダイオード１０はファプリーペローエタロン９を
透過する半導体レーザー６の出力光の強度を電気信号に
変換し、モニタ回路１２は該フォトダイオード１０の出
力信号の変化の状態をモニタしている。

ここで、半導体レーザー６の発振周波数が前述のような
モードホップを起こすと、ファプリーペローエタロン９
を透過する半導体レーザー６の出力光の強度が急峻に変
化し、フォトダイオード１０の出力信号も急峻に変化す
る。該フォトダイオド１０の出力信号の急峻な変化はモ
ニタ回路１２の微分器により検出され、大きな微分信号
が出力される。モニタ回路１２のトリガ回路は該微分信
号が設定値以上になると駆動電流制御回路１３に駆動電
流の設定値や第３図に示すような周波数掃引間のバイア
ス電流分を変更するためのトリガ信号（制御信号）を出
力する。

このような制御によってモードホップが発生しなくなる
とファプリーペローエタロン９を透過する半導体レーザ
ー６の出力光の強度の変化は小さくなってフォトダイオ
ード１０の出力信号の変化も小さくなり、モニタ回路１
２の微分器の微分信号はトリガレベル以下になることか
ら駆動電流制御回路１３に駆動電流の設定値や周波数掃
引時のバイアス電流分を変更するためのトリガ信号（制
御信号）が出力されることはない。

なお、上述第１図の実施例では光共振器としてファプリ
ーペローエタロンを用いているが、第４図に示すような
リング導波路１５と直線光導波路１６で方向性結合器１
７が構成されたリング導波路型の光共振器を用いても同
じ効果が得られる。

このように構成されるレーザー光源装置は構成か比較的
単純であることから信頼性は高く、各種センサー類の光
源として利用価値は高い。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明によれば、モードホ
ップの有無を検出することによって発振の安定した信頼
性の高いレーザー光源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はファ
プリーペローエタロンの透過特性側図、 第３図は駆動電流の説明図、 第４図はリング導波路型の光共振器の構成図、第５図は
干渉計型センサーの一例を示す構成図、第６図及び第７
図はモードホップの説明図である。 ６・・・半導体レーザー　　　　７・・・レンズ８・・
・ビームサンプラー ９・・・ファプリーペローエタロン（光共振器）１０・
・・フォトダイオード　　１１・・・増幅器１２・・・
モニタ回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体レーザーと、 該半導体レーザーの出力光の一部が入射される光共振器
   と、 該光共振器の出力光が入射されるフォトダイオードと、 該フォトダイオードの出力信号の不連続性を検出するモ
   ニタ回路と、 該モニタ回路の不連続性検出信号に従って前記フォトダ
   イオードの出力信号が連続するように前記半導体レーザ
   ーの駆動電流を制御する駆動電流制御回路と、 該駆動電流制御回路から出力される制御信号に従って前
   記半導体レーザーを駆動する半導体レーザー駆動回路と
   を具備したことを特徴とするレーザー光源装置。