JPH0590692A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0590692A JPH0590692A JP27842391A JP27842391A JPH0590692A JP H0590692 A JPH0590692 A JP H0590692A JP 27842391 A JP27842391 A JP 27842391A JP 27842391 A JP27842391 A JP 27842391A JP H0590692 A JPH0590692 A JP H0590692A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 3
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- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザの出力周波数に変調のかからない安定
した周波数出力を得ることのできる半導体レーザ装置を
得ること。 【構成】 半導体レーザ出力部１，２を二体設け、一方
の半導体レーザ出力部に、当該一方の半導体レーザ出力
部の出力周波数の変動を検出する周波数変動検出部２０
と，この周波数変動検出部２０で検出された周波数変動
信号に基づいて一方の半導体レーザ出力部の出力周波数
の変動を補正する周波数補正部２１とを併設し、他方の
半導体レーザ出力部に、当該他方の半導体レーザ出力部
と一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の差を検出す
る差分周波数検出部３０と，この差分周波数検出部３０
の出力に基づいて他方の半導体レーザ出力部の出力を差
分ゼロを含む所定の出力周波数に安定制御する周波数安
定制御部３１と併設したこと。
した周波数出力を得ることのできる半導体レーザ装置を
得ること。 【構成】 半導体レーザ出力部１，２を二体設け、一方
の半導体レーザ出力部に、当該一方の半導体レーザ出力
部の出力周波数の変動を検出する周波数変動検出部２０
と，この周波数変動検出部２０で検出された周波数変動
信号に基づいて一方の半導体レーザ出力部の出力周波数
の変動を補正する周波数補正部２１とを併設し、他方の
半導体レーザ出力部に、当該他方の半導体レーザ出力部
と一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の差を検出す
る差分周波数検出部３０と，この差分周波数検出部３０
の出力に基づいて他方の半導体レーザ出力部の出力を差
分ゼロを含む所定の出力周波数に安定制御する周波数安
定制御部３１と併設したこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置に関
し、特にレーザ周波数の安定化を考慮した半導体レーザ
装置に関する。
し、特にレーザ周波数の安定化を考慮した半導体レーザ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザ装置は、発光スペク
トル周波数が回路電流及び温度により大きく変動すると
いう欠点をもっている。このため、従来の半導体レーザ
装置にあっては、周辺温度の安定化及び回路電流を安定
化する事により、発光スペクトル周波数の安定化を図る
という手法が採られてていた。
トル周波数が回路電流及び温度により大きく変動すると
いう欠点をもっている。このため、従来の半導体レーザ
装置にあっては、周辺温度の安定化及び回路電流を安定
化する事により、発光スペクトル周波数の安定化を図る
という手法が採られてていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術で
は、前述した如く半導体レーザ装置の発光スペクトルの
経時変化に伴うドリフトを除去する事は本質的に困難で
あり、従って、長期にわたり発光スペクトル周波数の安
定したレーザ光を得る事は困難であるという欠点があっ
た。
は、前述した如く半導体レーザ装置の発光スペクトルの
経時変化に伴うドリフトを除去する事は本質的に困難で
あり、従って、長期にわたり発光スペクトル周波数の安
定したレーザ光を得る事は困難であるという欠点があっ
た。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに、レーザの出力周波数に変調のかから
ない安定した周波数出力を得ることのできる半導体レー
ザ装置を提供することを、その目的とする。
を改善し、とくに、レーザの出力周波数に変調のかから
ない安定した周波数出力を得ることのできる半導体レー
ザ装置を提供することを、その目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、半導体レー
ザ出力部が二体設けられている。この内、一方の半導体
レーザ出力部には、当該一方の半導体レーザ出力部の出
力周波数の変動を検出する周波数変動検出部と，この周
波数変動検出部で検出された周波数変動信号に基づいて
一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の変動を補正す
る周波数補正部とが併設されている。また、他方の半導
体レーザ出力部には、当該他方の半導体レーザ出力部と
一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の差を検出する
差分周波数検出部と，この差分周波数検出部の出力に基
づいて他方の半導体レーザ出力部の出力を差分ゼロを含
む所定の出力周波数に安定制御する周波数安定制御部と
併設する、という構成を採っている。これによって前述
した目的を達成しようとするものである。
ザ出力部が二体設けられている。この内、一方の半導体
レーザ出力部には、当該一方の半導体レーザ出力部の出
力周波数の変動を検出する周波数変動検出部と，この周
波数変動検出部で検出された周波数変動信号に基づいて
一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の変動を補正す
る周波数補正部とが併設されている。また、他方の半導
体レーザ出力部には、当該他方の半導体レーザ出力部と
一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の差を検出する
差分周波数検出部と，この差分周波数検出部の出力に基
づいて他方の半導体レーザ出力部の出力を差分ゼロを含
む所定の出力周波数に安定制御する周波数安定制御部と
併設する、という構成を採っている。これによって前述
した目的を達成しようとするものである。
【０００６】
【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づ
いて説明する。この図１に示す実施例は、半導体レーザ
出力部を二体備えている。一方の半導体レーザ出力部１
には、当該一方の半導体レーザ出力部１の出力周波数の
変動を検出する周波数変動検出部２０と，この周波数変
動検出部２０で検出される周波数変動信号に基づいて一
方の半導体レーザ出力部１の出力周波数の変動を補正す
る周波数補正部２１とが併設されている。また、他方の
半導体レーザ出力部２には、当該他方の半導体レーザ出
力部２と一方の半導体レーザ出力部１の出力周波数の差
を検出する差分周波数検出部３０と，この差分周波数検
出部３０の出力に基づいて他方の半導体レーザ出力部２
の出力を差分ゼロを含む所定の出力周波数に安定制御す
る周波数安定制御部３１とが併設されている。そして、
周波数安定制御部３１と差分周波数検出部３０との間に
は、位相検波器１５を装備すると共に、この位相検波器
１５の入力段に電圧制御発振器１４が装備されている。
いて説明する。この図１に示す実施例は、半導体レーザ
出力部を二体備えている。一方の半導体レーザ出力部１
には、当該一方の半導体レーザ出力部１の出力周波数の
変動を検出する周波数変動検出部２０と，この周波数変
動検出部２０で検出される周波数変動信号に基づいて一
方の半導体レーザ出力部１の出力周波数の変動を補正す
る周波数補正部２１とが併設されている。また、他方の
半導体レーザ出力部２には、当該他方の半導体レーザ出
力部２と一方の半導体レーザ出力部１の出力周波数の差
を検出する差分周波数検出部３０と，この差分周波数検
出部３０の出力に基づいて他方の半導体レーザ出力部２
の出力を差分ゼロを含む所定の出力周波数に安定制御す
る周波数安定制御部３１とが併設されている。そして、
周波数安定制御部３１と差分周波数検出部３０との間に
は、位相検波器１５を装備すると共に、この位相検波器
１５の入力段に電圧制御発振器１４が装備されている。
【０００７】これを更に詳述すると、本実施例では、２
つの1.5 μｍ半導体レーザ１，２と両レーザを温度制御
する温度制御器１８と、1.5 〔μｍ〕の光を吸収するア
セチレンセル６と、このアセチレンセル６を温度制御す
る温度制御器８と、アセチレンセル６をシールドする磁
気シールドケース７と、アセチレンセル６通過後の光を
検出する光検出器９と、変調信号を発生させる発振器１
０と、光検出器９の出力を位相検波する位相検波器１１
と、位相検波器出力を1.5 μｍ半導体レーザへ帰還させ
る周波数制御器１２と、２つのレーザ光を合成あるいは
分岐する３個あるいはそれ以上のハーフミラー３，４，
５と、光信号を電気信号に変換する変換器１３と、オフ
セット周波数を発生させる電圧制御発振器１４と、交換
器出力と前述の発振器出力の位相を比較する位相検波器
１５と、この位相検波器１５の出力の高周波成分を除去
する低域通過フィルタ１６と、この低域通過フィルタ出
力を1.5 μｍ半導体レーザへ帰還する周波数制御器１７
とを有している。
つの1.5 μｍ半導体レーザ１，２と両レーザを温度制御
する温度制御器１８と、1.5 〔μｍ〕の光を吸収するア
セチレンセル６と、このアセチレンセル６を温度制御す
る温度制御器８と、アセチレンセル６をシールドする磁
気シールドケース７と、アセチレンセル６通過後の光を
検出する光検出器９と、変調信号を発生させる発振器１
０と、光検出器９の出力を位相検波する位相検波器１１
と、位相検波器出力を1.5 μｍ半導体レーザへ帰還させ
る周波数制御器１２と、２つのレーザ光を合成あるいは
分岐する３個あるいはそれ以上のハーフミラー３，４，
５と、光信号を電気信号に変換する変換器１３と、オフ
セット周波数を発生させる電圧制御発振器１４と、交換
器出力と前述の発振器出力の位相を比較する位相検波器
１５と、この位相検波器１５の出力の高周波成分を除去
する低域通過フィルタ１６と、この低域通過フィルタ出
力を1.5 μｍ半導体レーザへ帰還する周波数制御器１７
とを有している。
【０００８】次に、上記実施例の動作について説明す
る。1.5 μｍ半導体レーザ１及び1.5μｍ半導体レーザ
２は温度制御器（１）１８により温度制御されており、
短時間における発光スペクトルをまず安定化させる。
る。1.5 μｍ半導体レーザ１及び1.5μｍ半導体レーザ
２は温度制御器（１）１８により温度制御されており、
短時間における発光スペクトルをまず安定化させる。
【０００９】半導体レーザ１の出力はハーフミラー４に
て二分割され、片方はハーフミラー５に供給される一
方、他方はアセチレンセル６に供給される。アセチレン
セル６は1.5 μｍ帯特有のスペクトルに対して急峻な吸
収特性を有しており、温度制御器８及び磁気シールドケ
ース７により温度・磁気を一定にすると、吸収の中心周
波数は極めて安定な周波数となる。半導体レーザ（１）
１に発振器１０よりの信号で予め位相変調を加えた状態
でアセチレンセル６に入射する光の周波数がアセチレン
原子固有の周波数を基準にして正又は負にずれると、光
検出器９の出力の交流信号は位相が180 °ずれる。これ
を位相検波器１１にて位相誤差信号を得た後、増幅器等
より構成される周波数制御器１２を通じて半導体レーザ
１の電流に負帰還をかけると、半導体レーザ１の光周波
数をアセチレン原子の吸収線の中心に制御する事ができ
る。このようにして、半導体レーザ１の周波数がまず安
定化される。
て二分割され、片方はハーフミラー５に供給される一
方、他方はアセチレンセル６に供給される。アセチレン
セル６は1.5 μｍ帯特有のスペクトルに対して急峻な吸
収特性を有しており、温度制御器８及び磁気シールドケ
ース７により温度・磁気を一定にすると、吸収の中心周
波数は極めて安定な周波数となる。半導体レーザ（１）
１に発振器１０よりの信号で予め位相変調を加えた状態
でアセチレンセル６に入射する光の周波数がアセチレン
原子固有の周波数を基準にして正又は負にずれると、光
検出器９の出力の交流信号は位相が180 °ずれる。これ
を位相検波器１１にて位相誤差信号を得た後、増幅器等
より構成される周波数制御器１２を通じて半導体レーザ
１の電流に負帰還をかけると、半導体レーザ１の光周波
数をアセチレン原子の吸収線の中心に制御する事ができ
る。このようにして、半導体レーザ１の周波数がまず安
定化される。
【００１０】次に、1.5 μｍ半導体レーザ２の出力はハ
ーフミラー３にて二分割され、片方はレーザの最終出力
となる一方、他方はハーフミラー５に加えられ、ハーフ
ミラー４からの光と合成されて変換器１３に加えられ
る。変換器１３は半導体レーザ１と半導体レーザ２の周
波数の差を電気信号として出力し、位相検波器１５に供
給する。位相検波器１５には一方から電圧制御発振器１
４の出力が供給されており、位相検波器１５の出力を低
域通過フィルタ１６を介して周波数制御器１７に加え、
半導体レーザ２に帰還してやると、半導体レーザ２の周
波数と半導体レーザ１の周波数の差は電圧制御発振器の
周波数となる。つまりアセチレンセル６の吸収周波数を
ｆR ，半導体レーザ１の周波数をｆ1 ，半導体レーザ２
の周波数をｆ2 ，ＶＣＯの周波数をｆV とすると、ｆ1
＝ｆR であるから、「ｆ2 ＝ｆ1 ＋ｆV 」又は「ｆ2 ＝
ｆ1−ｆV 」に安定化される。また、位相検波器１５の
出力は低域通過フィルタ１６を介している為、半導体レ
ーザ１に加えられている位相変調は半導体レーザ２には
加えられず、電圧制御発振器１４に加える制御電圧を変
えることにより、半導体レーザ２の周波数をある帯域の
内で任意に設定することができる。
ーフミラー３にて二分割され、片方はレーザの最終出力
となる一方、他方はハーフミラー５に加えられ、ハーフ
ミラー４からの光と合成されて変換器１３に加えられ
る。変換器１３は半導体レーザ１と半導体レーザ２の周
波数の差を電気信号として出力し、位相検波器１５に供
給する。位相検波器１５には一方から電圧制御発振器１
４の出力が供給されており、位相検波器１５の出力を低
域通過フィルタ１６を介して周波数制御器１７に加え、
半導体レーザ２に帰還してやると、半導体レーザ２の周
波数と半導体レーザ１の周波数の差は電圧制御発振器の
周波数となる。つまりアセチレンセル６の吸収周波数を
ｆR ，半導体レーザ１の周波数をｆ1 ，半導体レーザ２
の周波数をｆ2 ，ＶＣＯの周波数をｆV とすると、ｆ1
＝ｆR であるから、「ｆ2 ＝ｆ1 ＋ｆV 」又は「ｆ2 ＝
ｆ1−ｆV 」に安定化される。また、位相検波器１５の
出力は低域通過フィルタ１６を介している為、半導体レ
ーザ１に加えられている位相変調は半導体レーザ２には
加えられず、電圧制御発振器１４に加える制御電圧を変
えることにより、半導体レーザ２の周波数をある帯域の
内で任意に設定することができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
1.5 μｍ半導体レーザの周波数をアセチレンの吸収線に
より安定化し、第２の1.5 μｍ半導体レーザとの周波数
差が一定のオフセット周波数となるような系を構成する
ことにより、1.5〔μｍ〕帯のレーザ周波数に変調の加
わらない優れた短期安定度と長期安定度を持たせる事が
でき、又、オフセット周波数を変化させた場合には、レ
ーザ周波数をある帯域内の任意の周波数に設定すること
ができる。この為、従来の半導体レーザでは得られなか
った独立し、かつ周波数を可変できる高安定な長波長帯
光源としての半導体レーザ装置を提供することができ
る。
1.5 μｍ半導体レーザの周波数をアセチレンの吸収線に
より安定化し、第２の1.5 μｍ半導体レーザとの周波数
差が一定のオフセット周波数となるような系を構成する
ことにより、1.5〔μｍ〕帯のレーザ周波数に変調の加
わらない優れた短期安定度と長期安定度を持たせる事が
でき、又、オフセット周波数を変化させた場合には、レ
ーザ周波数をある帯域内の任意の周波数に設定すること
ができる。この為、従来の半導体レーザでは得られなか
った独立し、かつ周波数を可変できる高安定な長波長帯
光源としての半導体レーザ装置を提供することができ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す全体的構成図である。
１，２ 半導体レーザ出力部 １４ 電圧制御発振器 １５ 位相検波器 ２０ 周波数変動検出部 ２１ 周波数補正部 ３０ 差分周波数検出部 ３１ 周波数安定制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体レーザ出力部を二体設け、一方の
半導体レーザ出力部に、当該一方の半導体レーザ出力部
の出力周波数の変動を検出する周波数変動検出部と，こ
の周波数変動検出部で検出された周波数変動信号に基づ
いて前記一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の変動
を補正する周波数補正部とを併設し、前記他方の半導体
レーザ出力部に、当該他方の半導体レーザ出力部と前記
一方の半導体レーザ出力部の出力周波数の差を検出する
差分周波数検出部と，この差分周波数検出部の出力に基
づいて前記他方の半導体レーザ出力部の出力を差分ゼロ
を含む所定の出力周波数に安定制御する周波数安定制御
部とを併設したこと特徴とした半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記周波数安定制御部と差分周波数検出
部との間に、位相検波器を装備すると共に、この位相検
波器の入力段に電圧制御発振器を装備したことを特徴と
する請求項１記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3278423A JP2864814B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3278423A JP2864814B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590692A true JPH0590692A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2864814B2 JP2864814B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17597138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3278423A Expired - Lifetime JP2864814B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864814B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01291478A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-24 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザの発振周波数安定化方法及び装置 |
| JPH03250680A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-08 | Yokogawa Electric Corp | 周波数安定化レーザ光源 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3278423A patent/JP2864814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01291478A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-24 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザの発振周波数安定化方法及び装置 |
| JPH03250680A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-08 | Yokogawa Electric Corp | 周波数安定化レーザ光源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2864814B2 (ja) | 1999-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980707 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981117 |