JPH0469987A - 半導体レーザー波長可変方法及びその装置 - 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−゛光通信などに用いる半導体し、゛−ザーの発
振波長を変化させる生導体し−ザー波長町変方法に関す
る。

（従来の技術） 半導体１．・−ザーの非出力側端面より自然放出光を取
り出１．１、球レンズで平行にしたこの放出光を回折格
−ヂで単色光となし７、この単色光を自然放出光取り出
し端面へと供給する。この単色光と同じ波長で同位相の
単色光が生導体し−ザー出力側端面より誘導放出され、
る。回折格イの光軸に対する角度を変えれば、卸１色光
の波長も変化する。

（解決すべき課題） 回折格子を用いた波長可変装置は構造が複雑であり高価
である。また、分解能が悪く発振スペクトルの広がりが
太きい。単色光スペクトルの幅が大きいことは光通信シ
ステムには不適である。出願人は誘電体多層膜フィルタ
ー（特願昭５９−１２９６９７号）等を既に開発してお
り、光軸に対しても傾むけても、ひずみや減衰の少ない
バンドパスフィルターを実用化している。このバンドパ
スフィルターを回折格子に代って採用するのが本発明で
ある。

（手　段） 半導体レーザーの非出力側端面よυ自然放出光を取シ出
し、この放出光を球レンズにより平行光になし、光軸に
対して回転自在に設置されたバンドパスフィルターを通
過させ、バンドパスフィルターの後方に配置した反射鏡
でこの平行単色光をバンドパスフィルターへと送りかえ
し、このバンドパスフィルターを再度通過した平行単色
光を、上記球レンズにより半導体レーザーの非出力側端
面へと戻し、この単色光と同じ波長で同位相の単色光を
半導体レーザー出力側端面より誘４放ｔｆ、ｆる。バン
ドパスフィルターの回転角度に対応した波長の単色光が
得られる。

これに採用されるバンドパスフィルターの特性としては
、単色光のスペクトルａ幅が可及的に狭いこと、減衰の
少ないこと、そして、傾むけた時でもスペクトル波形の
ひずみが小さいことである。本発明では、共振層を有す
る誘電体多層膜フィルターや、高低二種類の屈折率を有
する誘電体Ｎ＠を、両屈折率の中間値の屈折率を有する
硝子板両面に交互に積層したエタロン板が採用される。

（作　用） 平行な自然放出光がバンドパスフィルターを通過すると
、第２図のような単色光が得られる。この単色光は反射
鏡で反射され、再びバンドパスフィルターを通ることに
なり、通過スペクトルの線幅が一層狭くなって単色性は
向上する。この優れた単色光が半導体レーザーに供給さ
れると、誘導放出され、レーザー光の発振スペクトルは
著るしく向上する。透過ス、ベクトルのピーク波長が１
．５６２μｍのバンドパスフィルターを回転し、１．５
１７μｍのピーク波長にシフトすると、この透過スペク
トルに対応した単色光が半導体レーザーより誘導放出さ
れる。バンドパスフィルターの光軸に対する傾み角を連
続して変えることで、レーザー発振スペクトルの波長を
連続的に変化させることができる。

（実施例） 半導体レーザー（１）の非出力側端面に反射防止膜を形
成し、自然放出光を取り出す。この放出光を平行光にす
る球レンズ（２）と、この平行光を再び球レンズ（２）
へと戻す反射鏡（３）とで閉光路を形成する。反射鏡（
３）は二酸化チタンと二酸化ケイ素の薄膜１９層を交互
に積層したものが使用される。半導体レーザー（１）は
発振波長１．５０μｍの７アプリベロー型が採用される
。

バンドパスフィルター（４）は、二酸化チタン、二酸化
ケイ素、アルミナの薄膜を交互に多数積層した多層膜フ
ィルターが採用され、上記球レンズ（２）と反射鏡（３
）のあいだに回転自在に配置する。共振層を有する多層
膜フィルターは本発明者により既に開発されたもので、
光軸に対して傾けても減衰ひずみは極めて少ない単色性
に優れた透過スペクトルが得られる。第２図はこのバン
ドパスフィルター（４）の透過スペクトルであり、単色
光の波長は１．５６２μｍである。光軸に対する回転角
度に応じてこの波長はソフトする。

第３図は発振波長１．５０μｍの半導体レーザー（１）
単体の発振スペクトル図で１、僅かながら多モード発振
で単色性は劣る。この半導体レーザー（１）と第２図の
透過スペクトルを有するバンドパスフィルター（４，）
　トを第１図のように配置し、バンドパスフィルター（
４）　全１＠ｉ次傾むけていった時の発振スペクトルが
第４図に示されている。単色光波長を１．５４０μｍか
ら１．４５０μｍまでｌＱｎｍおきに変化させたもので
、単色性の優れた発振スペクトルが得られる。特に、１
．５００μｍ近傍の単色光スペクトルパワーは、半導体
レーザー（１）単体の出力より大きいことが理解される
。分光特性の優れたバンドパスフィルター（４）を二度
通過した優れた単色光が、半導体レーザー（１）の誘導
光になるためである。

高低二種類の屈折率を有する誘電体薄膜を、両屈折率の
中間値の屈折率を有する硝子板両面に交互に積層して作
成されるエタロン板を、バンドパスフィルター（４）に
採用する際には、このバンドパスフィルター（４）と球
；５・・・ズ（２）２ｐｉを、いｆ（ｆ’、（ｔ・′”
、１つの即色光のみ通、ｉμ；；　、、ｌｉＺ。

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ま／１−３１＾１イ」の発振波Ｉし：（１ｊう０μ、、
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□−ｓスノイルタ−（４）を所定角度傾むけ°で゛設定
す゛れば良い−、Ｊ−１になる。

（効　果） 要するに、本発明は半導体１／−ザー（１）の非出力側
端面に反射防Ｊ）−膜ｆ：影形成、７、この端面から取
１１）ＩＪ旨＼Ｊ７た自然放出ガ、を下行にＪる球し・
ンズ（２）と、球し・ンズ（２）からの化イー１光を反
転（７，１ゼ→びｔ、・ンズ・・＼と送りか對７ず反射
鏡（３）３）３、球ｔ／ンズ（２）と汐射鏡（３）の）
１′、路間（・τバンドバスソイ４・ター（４）全回転
自在Ｐ・パ配置１２／こ／１りめ、単色性に優ｉ′ｒた
用浚”波長スζりトルを話邊−於出？−るこ、ｌがこき
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発振波長ノ５司。５００１１　ｔｎのノアプリ・電１−
〜ノ゛イ′導体１．・・　ザ″−４′４体の発振スくグ
′トノ１図、第４図はバシドバスノイルタ−を回転５＼
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″導体１５・　リ゛−２・　球しノに３・・・・Ｊヌ　
射　絣　　　　　４・　　バンドバスフィルター１．４
５１） １．５’Ｇ。

Ｃ門つ １．９つ １．４）’（ 第４図 五、ｂ５ｏり ＣＰ−） 、５５９

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、半導体レーザーの非出力側端面より自然放出光
   を取り出し、この放出光を平行にして、所定角度に設定
   されたバンドパスフィルターを通過させ、バンドパスフ
   ィルターの後方に配置した反射鏡でこの平行単色光をバ
   ンドパスフィルターへ送りかえし、このバンドパスフィ
   ルターを再度通過した平行単色光を、上記半導体レーザ
   ーの非出力側端面へと戻す、半導体レーザー波長可変方
   法。
2. （２）、半導体レーザーの非出力側端面に反射防止膜を
   形成し、この端面から取り出された自然放出光を平行に
   するレンズと、レンズからの平行光を反転して再びレン
   ズへと送りかえす反射鏡と、このレンズと反射鏡との光
   路間にバンドパスフィルターを回転自在に配置してなる
   、波長可変半導体レーザー。
3. （３）、屈折率の異なる誘電体薄膜を交互に繰り返し積
   層し、その中間に介在する共振層を、これら屈折率のあ
   いだの値を採る屈折率の誘電体で形成し、この誘電体多
   層膜フィルターをバンドパスフィルターに採用する、請
   求項（２）記載の波長可変半導体レーザー。（４）、高
   低二種類の屈折率を有する誘電体薄膜を、両屈折率の中
   間値の屈折率を有する硝子板両面に交互に積層し、この
   ように作成されるエタロン板をバンドパスフィルターに
   採用する、請求項（２）記載の波長可変半導体レーザー
   。