JPH09260792A - 外部共振器型波長可変ｌｄ光源 - Google Patents
外部共振器型波長可変ｌｄ光源Info
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- JPH09260792A JPH09260792A JP9493296A JP9493296A JPH09260792A JP H09260792 A JPH09260792 A JP H09260792A JP 9493296 A JP9493296 A JP 9493296A JP 9493296 A JP9493296 A JP 9493296A JP H09260792 A JPH09260792 A JP H09260792A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光出力変動や機構的なバックラッシュなしに
波長可変範囲全域にわたって温度変動による発振波長変
動を安定化を図れる外部共振器型波長可変ＬＤ光源を提
供する。 【解決手段】 外部共振器型ＬＤ光源には、片端面にＡ
Ｒコート２３２が施されたＬＤ２３３の外部反射鏡とし
て回折格子２１が配置される。回折格子２１とＬＤ２３
３からなる共振器内にガラス基板２２が挿入される。光
学系ベース台２とガラス基板２２の温度をそれぞれ温度
検出素子２４、２２１で検出する。光学系ベース台２の
温度変動による共振器長変化をガラス基板２２の温度を
ガラス基板温度制御回路３とペルチェ素子２２２により
制御し補正することで、ＬＤ光源の発振波長を安定化す
る。
波長可変範囲全域にわたって温度変動による発振波長変
動を安定化を図れる外部共振器型波長可変ＬＤ光源を提
供する。 【解決手段】 外部共振器型ＬＤ光源には、片端面にＡ
Ｒコート２３２が施されたＬＤ２３３の外部反射鏡とし
て回折格子２１が配置される。回折格子２１とＬＤ２３
３からなる共振器内にガラス基板２２が挿入される。光
学系ベース台２とガラス基板２２の温度をそれぞれ温度
検出素子２４、２２１で検出する。光学系ベース台２の
温度変動による共振器長変化をガラス基板２２の温度を
ガラス基板温度制御回路３とペルチェ素子２２２により
制御し補正することで、ＬＤ光源の発振波長を安定化す
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部共振器型波長
可変半導体レーザ（ＬＤ）光源に関し、特に、光コヒー
レント通信・計測技術分野において使用される外部共振
器型波長可変のＬＤ光源における波長を安定化技術に関
するものである。
可変半導体レーザ（ＬＤ）光源に関し、特に、光コヒー
レント通信・計測技術分野において使用される外部共振
器型波長可変のＬＤ光源における波長を安定化技術に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば光コヒーレント通信・計測技術に
おいては、広範囲における波長可変が可能で狭スペクト
ル線幅かつ波長安定度が良い単一モード発振のＬＤ光源
を使用する必要がある。なお、このような波長可変とし
ては可変幅 100ｎｍ、分解能１ｐｍ、波長安定度０．１
ｐｍが実現でき、また小型であるものが市場で求められ
ている。
おいては、広範囲における波長可変が可能で狭スペクト
ル線幅かつ波長安定度が良い単一モード発振のＬＤ光源
を使用する必要がある。なお、このような波長可変とし
ては可変幅 100ｎｍ、分解能１ｐｍ、波長安定度０．１
ｐｍが実現でき、また小型であるものが市場で求められ
ている。
【０００３】上記のような広範囲における波長可変が可
能な単一モード発振ＬＤ光源としては、一般的には、回
折格子等を使用した外部共振器型のＬＤ光源が使用され
る。このような回折格子を用いた外部共振器型ＬＤ光源
の発振波長動作を以下に簡単に説明する。
能な単一モード発振ＬＤ光源としては、一般的には、回
折格子等を使用した外部共振器型のＬＤ光源が使用され
る。このような回折格子を用いた外部共振器型ＬＤ光源
の発振波長動作を以下に簡単に説明する。
【０００４】まず、ＬＤ光源におけるの発振波長は、下
の（１）式、（２）式の関係で与えられる。この場合、
ＬＤ光源は、回折格子のブラッグ波長λb 近傍におい
て、ミラー損失が小さく、かつ、光共振器による位相条
件のあった波長において発振する。
の（１）式、（２）式の関係で与えられる。この場合、
ＬＤ光源は、回折格子のブラッグ波長λb 近傍におい
て、ミラー損失が小さく、かつ、光共振器による位相条
件のあった波長において発振する。
【０００５】 λM ＝２×ｎ×Ｌ／Ｍ …（１） λb ＝２×ｄ×ｓｉｎθ／ｍ …（２） なお、λM ：外部共振器内の共振波長 Ｍ ：外部共振器内の縦モード数（整数）、 Ｌ ：外部共振器長、 ｎ ：外部共振器の屈折率、 λb ：ブラッグ波長、 ｄ ：回折格子の溝間隔（格子定数）、 θ ：回折格子への入射角（Ｌｉｔｔｒｏｗ配置) 、 ｍ ：回折格子の反射光次数( 通常 ｍ＝1)である。
【０００６】上記のように、回折格子を使用したＬＤ光
源においては、回折格子の角度を変化させて、回折格子
への入射角θを変化させることにより、光源の発振波長
可変が可能となる。しかしながら、入射角θが一定の場
合、（１）式の屈折率ｎと共振器長Ｌは温度により変動
するため、温度変化で発振波長λM が変化してしまう。
ここで、ＬＤの温度変動による発振波長の変動は、ＬＤ
の物理長変動がＬＤの屈折率変動と比べると小さいこと
から、下記（３）式の様になる。
源においては、回折格子の角度を変化させて、回折格子
への入射角θを変化させることにより、光源の発振波長
可変が可能となる。しかしながら、入射角θが一定の場
合、（１）式の屈折率ｎと共振器長Ｌは温度により変動
するため、温度変化で発振波長λM が変化してしまう。
ここで、ＬＤの温度変動による発振波長の変動は、ＬＤ
の物理長変動がＬＤの屈折率変動と比べると小さいこと
から、下記（３）式の様になる。
【０００７】 ΔλM ＝（λM ／Ｌ）×（ΔｎLD×ＬLD） …（３） なお、ΔλM ：発振波長変動、 ＬLD ：ＬＤの物理長、 ΔｎLD：ＬＤの屈折率変動である。
【０００８】ここで、λM ＝1550ｎｍ、Ｌ＝30mm、ＬLD
＝ 300μｍ、ΔｎLD＝２×１０-4（℃-1）とすると、
（３）式により、ＬＤの温度変動１℃につきΔλM は約
３ｐｍ変動する。そして、市場で求められているものを
考えるとＬＤの温度変動は約0.033 ℃以内にする必要が
ある。
＝ 300μｍ、ΔｎLD＝２×１０-4（℃-1）とすると、
（３）式により、ＬＤの温度変動１℃につきΔλM は約
３ｐｍ変動する。そして、市場で求められているものを
考えるとＬＤの温度変動は約0.033 ℃以内にする必要が
ある。
【０００９】ところで、回折格子を用いた外部共振器型
波長可変ＬＤ光源において、従来技術における温度変動
による発振波長変動を安定化させる構成としては、例え
ば、図３、図４、図５に示した構成がある。
波長可変ＬＤ光源において、従来技術における温度変動
による発振波長変動を安定化させる構成としては、例え
ば、図３、図４、図５に示した構成がある。
【００１０】図３は、光源共振器部全体を高精度に温度
制御することで波長を安定化する構成である。この場
合、片端面にＡＲコート２３２が施されたＬＤ２３３
と、ＡＲコート端面側の外部反射鏡としての回折格子２
１とで光共振器が形成される。そして、ＬＤ２３３とレ
ンズ２３１・２３４及び光アイソレータ２３５で構成さ
れるＬＤ部２３には温度検出素子２３６とペルチェ素子
２２７が備え付けられている。このＬＤ部２３は温度制
御回路５によって制御されており、ＬＤ部２３と回折格
子２１は光学系ベース台２上に搭載されている。また、
ＬＤ駆動回路１はＬＤ駆動電流を一定に制御している。
さらに、光学系ベース台２には温度検出素子２２１とペ
ルチェ素子２２２が備え付けられており、温度制御回路
５で高精度に制御されて波長を安定化している。
制御することで波長を安定化する構成である。この場
合、片端面にＡＲコート２３２が施されたＬＤ２３３
と、ＡＲコート端面側の外部反射鏡としての回折格子２
１とで光共振器が形成される。そして、ＬＤ２３３とレ
ンズ２３１・２３４及び光アイソレータ２３５で構成さ
れるＬＤ部２３には温度検出素子２３６とペルチェ素子
２２７が備え付けられている。このＬＤ部２３は温度制
御回路５によって制御されており、ＬＤ部２３と回折格
子２１は光学系ベース台２上に搭載されている。また、
ＬＤ駆動回路１はＬＤ駆動電流を一定に制御している。
さらに、光学系ベース台２には温度検出素子２２１とペ
ルチェ素子２２２が備え付けられており、温度制御回路
５で高精度に制御されて波長を安定化している。
【００１１】ところが、この図３の構成により光学系ベ
ース台２上の光学系全体を温度制御することは、光学系
ベース台２が大型であることから、光学系ベース台２上
の光学系全体を均一に温度制御するのは非常に困難であ
る。このため、この図３の構成は実用的ではない。
ース台２上の光学系全体を温度制御することは、光学系
ベース台２が大型であることから、光学系ベース台２上
の光学系全体を均一に温度制御するのは非常に困難であ
る。このため、この図３の構成は実用的ではない。
【００１２】一方、図４に示したのは、ＬＤの温度を制
御しＬＤの屈折率を変化させることで、外部共振器長を
変化して波長を安定化する構成である。この場合、光学
系ベース台２上に搭載される各部材、およびＬＤ駆動回
路１は図３と同様である。なお、図６は図４の要部を示
したものである。図６において、ｎ0 、ｎLD、ｎは屈折
率を示している。
御しＬＤの屈折率を変化させることで、外部共振器長を
変化して波長を安定化する構成である。この場合、光学
系ベース台２上に搭載される各部材、およびＬＤ駆動回
路１は図３と同様である。なお、図６は図４の要部を示
したものである。図６において、ｎ0 、ｎLD、ｎは屈折
率を示している。
【００１３】そして、図４の構成では、波長を安定化方
法としては、出力光の一部を取り出し光源の外部に備え
付けられた波長測定部６に入力して発振波長を測定し、
その測定した波長をＣＰＵ４１に入力する構成を採用し
ている。そして、ＣＰＵ４１は発振波長変動に比例した
信号を温度制御回路５に入力し、温度制御回路５はＣＰ
Ｕ４１からの信号によりＬＤ２３３の温度を変化させ
る。これにより、光学系ベース台２の熱膨張により変化
した共振器長の変化分を補正して発振波長を安定させる
ことができる。なお、上記（１）式の右辺は、細かく書
くと、図６から下記の（４）式の様になる。
法としては、出力光の一部を取り出し光源の外部に備え
付けられた波長測定部６に入力して発振波長を測定し、
その測定した波長をＣＰＵ４１に入力する構成を採用し
ている。そして、ＣＰＵ４１は発振波長変動に比例した
信号を温度制御回路５に入力し、温度制御回路５はＣＰ
Ｕ４１からの信号によりＬＤ２３３の温度を変化させ
る。これにより、光学系ベース台２の熱膨張により変化
した共振器長の変化分を補正して発振波長を安定させる
ことができる。なお、上記（１）式の右辺は、細かく書
くと、図６から下記の（４）式の様になる。
【００１４】 λM ＝２×｛（ｎLD×ＬLD）＋（ｎ0 ×（Ｌ−ＬLD））｝／Ｍ …（４） なお、ｎ0 ：空気の屈折率（＝１）、 ｎLD：ＬＤの屈折率である。
【００１５】ところが、図４の構成の場合、ＬＤの温度
を変化させることによって（４）式のＬＤの屈折率ｎLD
を変化させて波長を安定化させるが、ＬＤの温度を変化
させた場合には、図７において、ＬＤのしきい電流の変
動が起きてしまう。そして、レーザ発振領域では、ＬＤ
駆動電流Ｉに対する光出力Ｐは下記（５）式で表される
ことから、駆動電流一定の場合にはしきい電流の変動で
光出力が変動する。よって、ＬＤの温度を変化させるこ
とで発振波長を安定化させる構成では、温度の変化によ
りしきい電流が変動し、この結果、光出力が変動すると
いう問題点がある。
を変化させることによって（４）式のＬＤの屈折率ｎLD
を変化させて波長を安定化させるが、ＬＤの温度を変化
させた場合には、図７において、ＬＤのしきい電流の変
動が起きてしまう。そして、レーザ発振領域では、ＬＤ
駆動電流Ｉに対する光出力Ｐは下記（５）式で表される
ことから、駆動電流一定の場合にはしきい電流の変動で
光出力が変動する。よって、ＬＤの温度を変化させるこ
とで発振波長を安定化させる構成では、温度の変化によ
りしきい電流が変動し、この結果、光出力が変動すると
いう問題点がある。
【００１６】 Ｐ＝ηd ×（ｈν／ｑ）×（Ｉ−Ｉth） …（５） なお、Ｐ ：レ−ザ発振領域における光出力、 ηd ：外部微分量子効率、 ｈν：光のエネルギー、 ｑ ：注入キャリアの電荷、 Ｉ ：ＬＤの駆動電流、 Ｉth：ＬＤのしきい電流である。
【００１７】また、図５の構成は、機械的に外部共振器
長を変化させることで発振波長の安定化する構成であ
る。この構成では、図３、図４と同様に、ＬＤ２３３と
回折格子２１で光共振器が形成されている。ＬＤ部２３
には温度検出素子２３６とペルチェ素子２３７が備え付
けられ、これらは温度制御回路５によって制御されて、
ＬＤ２３３の温度が安定化される。そして、ＬＤ駆動回
路１がＬＤ駆動電流を一定に制御している。また、回折
格子２１は回転テーブル２１３に取り付けられ、さらに
回転テーブル２１３は直動テーブル２１４に取り付けら
れており、さらに、ＬＤ部２３と直動テーブル２１４が
光学系ベース台２上に搭載されている。そして、波長を
安定化する構成としては、出力光の一部を取り出して発
振波長変動をＣＰＵ４１で演算するまでは図４の構成と
同様である。異なる点は、共振器長制御回路８はＣＰＵ
４１からの信号により直動テーブル２１４を光軸方向に
動かし、光学系ベース台２の熱膨張により変化した共振
器長の変化分を補正して発振波長を安定化する点であ
る。
長を変化させることで発振波長の安定化する構成であ
る。この構成では、図３、図４と同様に、ＬＤ２３３と
回折格子２１で光共振器が形成されている。ＬＤ部２３
には温度検出素子２３６とペルチェ素子２３７が備え付
けられ、これらは温度制御回路５によって制御されて、
ＬＤ２３３の温度が安定化される。そして、ＬＤ駆動回
路１がＬＤ駆動電流を一定に制御している。また、回折
格子２１は回転テーブル２１３に取り付けられ、さらに
回転テーブル２１３は直動テーブル２１４に取り付けら
れており、さらに、ＬＤ部２３と直動テーブル２１４が
光学系ベース台２上に搭載されている。そして、波長を
安定化する構成としては、出力光の一部を取り出して発
振波長変動をＣＰＵ４１で演算するまでは図４の構成と
同様である。異なる点は、共振器長制御回路８はＣＰＵ
４１からの信号により直動テーブル２１４を光軸方向に
動かし、光学系ベース台２の熱膨張により変化した共振
器長の変化分を補正して発振波長を安定化する点であ
る。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した図
５の構成の場合、ＬＤの温度が安定化されることから、
ＬＤのしきい電流変動による光出力の変動という問題は
ない。しかしながら、機械的に直動テーブルを動かす構
成であることから、機構的バックラッシュが起こること
が避けられず、このため、外部共振器長にずれが生じ
て、波長安定度は悪くなってしまうという問題点があ
る。
５の構成の場合、ＬＤの温度が安定化されることから、
ＬＤのしきい電流変動による光出力の変動という問題は
ない。しかしながら、機械的に直動テーブルを動かす構
成であることから、機構的バックラッシュが起こること
が避けられず、このため、外部共振器長にずれが生じ
て、波長安定度は悪くなってしまうという問題点があ
る。
【００１９】また、図４、図５の構成において、波長測
定部にはファブリペロエタロンや光周波数カウンタなど
が用いられるが、ファブリペロエタロンは高精度の温度
制御を必要するとともにファブリペロエタロンの共振器
長で決まる共振ピーク波長間隔をもつために、ファブリ
ペロエタロンのピーク波長以外での波長を安定化できな
いという問題がある。また、光周波数カウンタの場合に
は非常に高価で大型になってしまうという問題がある。
定部にはファブリペロエタロンや光周波数カウンタなど
が用いられるが、ファブリペロエタロンは高精度の温度
制御を必要するとともにファブリペロエタロンの共振器
長で決まる共振ピーク波長間隔をもつために、ファブリ
ペロエタロンのピーク波長以外での波長を安定化できな
いという問題がある。また、光周波数カウンタの場合に
は非常に高価で大型になってしまうという問題がある。
【００２０】よって、本発明は、光出力変動や機構的バ
ックラッシュのない波長可変範囲全域にわたる発振波長
変動の安定化を図ることができる外部共振器型ＬＤ光源
を提供することを目的とする。
ックラッシュのない波長可変範囲全域にわたる発振波長
変動の安定化を図ることができる外部共振器型ＬＤ光源
を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の外部共振器型波
長可変ＬＤ光源は、半導体レーザと、外部反射鏡として
の回折格子と、前記回折格子と前記半導体レーザから構
成される共振器内に挿入された基板と、前記基板に設け
られた基板温度検出用の第１の温度検出素子と、前記基
板の温度を変化させる温度制御素子と、前記半導体レー
ザ、前記回折格子、前記基板、前記第１の温度検出素
子、並びに前記温度制御素子が搭載された光学系ベース
台と、前記光学系ベース台の温度を検出する第２の温度
検出素子とを有し、前記光学系ベース台の温度変動に基
づいて前記基板の温度を制御することで発振波長を安定
化することを特徴とするものである。
長可変ＬＤ光源は、半導体レーザと、外部反射鏡として
の回折格子と、前記回折格子と前記半導体レーザから構
成される共振器内に挿入された基板と、前記基板に設け
られた基板温度検出用の第１の温度検出素子と、前記基
板の温度を変化させる温度制御素子と、前記半導体レー
ザ、前記回折格子、前記基板、前記第１の温度検出素
子、並びに前記温度制御素子が搭載された光学系ベース
台と、前記光学系ベース台の温度を検出する第２の温度
検出素子とを有し、前記光学系ベース台の温度変動に基
づいて前記基板の温度を制御することで発振波長を安定
化することを特徴とするものである。
【００２２】つまり、本発明では、外部共振器型ＬＤ光
源の光学系が組み上げられている光学系ベース台の温度
変動を検出し、この検出結果に基づいて回折格子とＬＤ
から構成される共振器内に挿入した温度依存性のある屈
折率を持った光学素子である基板を温度制御してその屈
折率を変化させることで、温度変動によって光学系ベー
ス台が熱膨張変化した外部共振器長変化量分を補正制御
し、光源の波長を安定化するようにしている。
源の光学系が組み上げられている光学系ベース台の温度
変動を検出し、この検出結果に基づいて回折格子とＬＤ
から構成される共振器内に挿入した温度依存性のある屈
折率を持った光学素子である基板を温度制御してその屈
折率を変化させることで、温度変動によって光学系ベー
ス台が熱膨張変化した外部共振器長変化量分を補正制御
し、光源の波長を安定化するようにしている。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１に本発明の実施の形態の外部共振器型波長可
変ＬＤ光源を示した。
する。図１に本発明の実施の形態の外部共振器型波長可
変ＬＤ光源を示した。
【００２４】図１において、片端面にＡＲコート２３２
が施されたファブリペロ型のＬＤ２３３のＡＲコート端
面側からの出射光は、レンズ２３１によって平行光に変
換される。レンズ２３１は、好ましくは、波面収差が小
さい非球面レンズや組み合わせレンズが使用される。そ
して、ＬＤ２３３とレンズ２３１・２３４および光アイ
ソレータ２３５で構成されるＬＤ部２３には、サーミス
タや熱電対等の温度検出素子２３６、並びにペルチェ素
子２３７が取り付けられており、これらを用いてＬＤ温
度制御回路５によりＬＤ部２３が制御されている。な
お、ＬＤ温度制御回路５では、発振波長変動を０．１ｐ
ｍ以下にするために、0.033 ℃以内にＬＤの温度を安定
させている。
が施されたファブリペロ型のＬＤ２３３のＡＲコート端
面側からの出射光は、レンズ２３１によって平行光に変
換される。レンズ２３１は、好ましくは、波面収差が小
さい非球面レンズや組み合わせレンズが使用される。そ
して、ＬＤ２３３とレンズ２３１・２３４および光アイ
ソレータ２３５で構成されるＬＤ部２３には、サーミス
タや熱電対等の温度検出素子２３６、並びにペルチェ素
子２３７が取り付けられており、これらを用いてＬＤ温
度制御回路５によりＬＤ部２３が制御されている。な
お、ＬＤ温度制御回路５では、発振波長変動を０．１ｐ
ｍ以下にするために、0.033 ℃以内にＬＤの温度を安定
させている。
【００２５】さらに、ＬＤ２３３のＡＲコート側には回
折格子２１が外部反射鏡として備え付けられており、こ
れとＡＲコートが施されていないＬＤ端面とで光共振器
が形成されている。また、この光共振器内の回折格子２
１とＬＤ部２３の間には、温度検出素子２２１とペルチ
ェ素子２２２が備え付けられたガラス基板２２が挿入さ
れている。
折格子２１が外部反射鏡として備え付けられており、こ
れとＡＲコートが施されていないＬＤ端面とで光共振器
が形成されている。また、この光共振器内の回折格子２
１とＬＤ部２３の間には、温度検出素子２２１とペルチ
ェ素子２２２が備え付けられたガラス基板２２が挿入さ
れている。
【００２６】ＬＤ部２３と回折格子２１及びガラス基板
２２は、温度検出素子２４が備え付けられた光学系ベー
ス台２上に搭載されている。また、ガラス基板温度制御
回路３は、ガラス基板２２の温度検出素子２２１から検
出された温度検出信号により、ガラス基板２２１のペル
チェ素子２２２を制御して、ガラス基板２２の温度を安
定化させている。なお、共振器長の熱膨張率は光学系ベ
ース台２の熱膨張率に相当しており、その値は、具体的
には、光学系ベース台としてインバー材を用いた場合に
は、室温２０℃で０．１３×１０-6である。
２２は、温度検出素子２４が備え付けられた光学系ベー
ス台２上に搭載されている。また、ガラス基板温度制御
回路３は、ガラス基板２２の温度検出素子２２１から検
出された温度検出信号により、ガラス基板２２１のペル
チェ素子２２２を制御して、ガラス基板２２の温度を安
定化させている。なお、共振器長の熱膨張率は光学系ベ
ース台２の熱膨張率に相当しており、その値は、具体的
には、光学系ベース台としてインバー材を用いた場合に
は、室温２０℃で０．１３×１０-6である。
【００２７】光学系ベース台２の温度検出素子２４は、
光学系ベース台２の温度を検出する。この検出信号は制
御部４に入力される。制御部４は、波長を安定化を始め
るときの光学系ベース台２の温度を記憶するとともに、
その後の温度変動に比例する信号をガラス基板温度制御
回路３に出力する。また、制御部４からの信号により、
ガラス基板温度制御回路３はガラス基板の温度を変化さ
せ、この温度により再びガラス基板を安定化させること
で、光学系ベース台２の温度変動による発振波長変動が
安定化される。
光学系ベース台２の温度を検出する。この検出信号は制
御部４に入力される。制御部４は、波長を安定化を始め
るときの光学系ベース台２の温度を記憶するとともに、
その後の温度変動に比例する信号をガラス基板温度制御
回路３に出力する。また、制御部４からの信号により、
ガラス基板温度制御回路３はガラス基板の温度を変化さ
せ、この温度により再びガラス基板を安定化させること
で、光学系ベース台２の温度変動による発振波長変動が
安定化される。
【００２８】ここで、ＬＤ２３３の温度を一定とし、ま
た光学系ベース台２とガラス基板２２の温度が変動した
場合における発振波長変動量ΔλM は、上記（４）式お
よび図２より、下記の様になる。
た光学系ベース台２とガラス基板２２の温度が変動した
場合における発振波長変動量ΔλM は、上記（４）式お
よび図２より、下記の様になる。
【００２９】 ΔλM ＝（ΔｎG ×ＬG ＋ｎ0 ×ΔＬ0 ）×λM ／（ｎLD×ＬLD＋ｎG × ＬG ＋ｎ0 ×Ｌ0 ） …（６） なお、ＬG ：ガラス基板の厚み（＝２×１０-3ｍｍ）、 Ｌ0 ：図２のＬ01＋Ｌ02、 ｎG ：ガラス基板の屈折率（＝1.4563）、 ΔｎG ：ガラス基板の屈折率変化量、 ΔＬ0 ：Ｌ0 の変動量である。
【００３０】そして、波長変動をなくすためには、上記
（６）式においてΔλM ＝０にすれば良い。また、ΔＬ
0 は、ＬＤ２３３の温度が一定なので光学系ベース台２
の温度変動による共振器長の変化量と等しい。よって、
Ｌ＝30mmとすると、共振器長の熱膨張率よりΔＬ0 ＝
3.9ｎｍ／℃となり、上記（６）式よりΔｎG ＝−1.95
×１０-6℃-1となる。
（６）式においてΔλM ＝０にすれば良い。また、ΔＬ
0 は、ＬＤ２３３の温度が一定なので光学系ベース台２
の温度変動による共振器長の変化量と等しい。よって、
Ｌ＝30mmとすると、共振器長の熱膨張率よりΔＬ0 ＝
3.9ｎｍ／℃となり、上記（６）式よりΔｎG ＝−1.95
×１０-6℃-1となる。
【００３１】また、ガラス基板２２の温度変化によるガ
ラス基板２２の屈折率変化は−３×１０-6℃-1であるの
で、光学系ベース台２の温度変動１℃についてガラス基
板２２の温度を約０．６℃変化させることで、ΔλM ＝
０となる。
ラス基板２２の屈折率変化は−３×１０-6℃-1であるの
で、光学系ベース台２の温度変動１℃についてガラス基
板２２の温度を約０．６℃変化させることで、ΔλM ＝
０となる。
【００３２】さらに、発振波長変動を０．１ｐｍ以内に
するためには、ｎLD＝3.54、ＬLD＝300μｍとすると、
ΔｎG ≦−0.93×１０-6となる。よって、ガラス基板２
２の温度変動を０．３℃以内に抑えれば良い。そして、
その結果、ＬＤ２３３の温度制御の0.033 ℃に対して、
約１／１０の温度制御で同等の波長を安定化することが
できる。
するためには、ｎLD＝3.54、ＬLD＝300μｍとすると、
ΔｎG ≦−0.93×１０-6となる。よって、ガラス基板２
２の温度変動を０．３℃以内に抑えれば良い。そして、
その結果、ＬＤ２３３の温度制御の0.033 ℃に対して、
約１／１０の温度制御で同等の波長を安定化することが
できる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明では、共振器（外
部共振器）が構成されている光学系ベース台の温度変動
による熱膨張分の共振器長変化を、回折格子とＬＤから
成る共振器内に挿入された基板の屈折率を変化させて補
正することで、ＬＤ光源の発振波長を安定化を行ってい
ることから、光出力変動がなく、また機構的バックラッ
シュの問題もなく、さらにファブリペロエタロンなどの
基準光学素子を使用する必要がなくて、どの波長におい
ても波長を安定化できる。
部共振器）が構成されている光学系ベース台の温度変動
による熱膨張分の共振器長変化を、回折格子とＬＤから
成る共振器内に挿入された基板の屈折率を変化させて補
正することで、ＬＤ光源の発振波長を安定化を行ってい
ることから、光出力変動がなく、また機構的バックラッ
シュの問題もなく、さらにファブリペロエタロンなどの
基準光学素子を使用する必要がなくて、どの波長におい
ても波長を安定化できる。
【図１】本発明による外部共振器型波長可変ＬＤ光源の
実施の形態の説明図である。
実施の形態の説明図である。
【図２】図１の要部の説明図である。
【図３】従来技術におけるＬＤ光源部を温度制御して波
長を安定化させたＬＤ光源の説明図である。
長を安定化させたＬＤ光源の説明図である。
【図４】従来技術におけるＬＤ光源部を温度制御して波
長を安定化させた他のＬＤ光源の説明図である。
長を安定化させた他のＬＤ光源の説明図である。
【図５】従来技術における機械的に外部共振器長を変化
して波長を安定化させたＬＤ光源の説明図である。
して波長を安定化させたＬＤ光源の説明図である。
【図６】図４の要部の説明図である。
【図７】ＬＤにおける電流−光出力特性曲線を示したグ
ラフである。
ラフである。
１ ＬＤ駆動回路 ２ 光学系ベース台 ３ ガラス基板温度制御回路 ４ 制御部 ２１ 回折格子 ２２ ガラス基板 ２３ ＬＤ部 ２４ 温度検出素子
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体レーザ(233) と、 外部反射鏡としての回折格子(21)と、 回折格子(21)と前記半導体レーザ(233) から構成される
共振器内に挿入された基板(22)と、 基板(22)に設けられた基板温度検出用の第１の温度検出
素子(221) と、 基板(22)の温度を変化させる温度制御素子(222) と、 半導体レーザ(233) 、回折格子(21) 、基板(22)、第１
の温度検出素子(221)、並びに温度制御素子(222) が搭
載された光学系ベース台(2) と、 光学系ベース台(2) の温度を検出する第２の温度検出素
子(24)とを有し、 光学系ベース台(2) の温度変動に基づいて基板(22)の温
度を制御することで発振波長を安定化することを特徴と
する外部共振器型波長可変ＬＤ光源。 - 【請求項２】 基板(22)がガラス基板(22)である請求項
１記載の外部共振器型波長可変ＬＤ光源。 - 【請求項３】 温度制御素子(222) がペルチェ素子(22
2) である請求項１または２記載の外部共振器型波長可
変ＬＤ光源。 - 【請求項４】 半導体レーザ(233) の回折格子(21)側に
ＡＲコート(232) が施されている請求項１、２または３
記載の外部共振器型波長可変ＬＤ光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9493296A JPH09260792A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 外部共振器型波長可変ｌｄ光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9493296A JPH09260792A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 外部共振器型波長可変ｌｄ光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260792A true JPH09260792A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14123744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9493296A Pending JPH09260792A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 外部共振器型波長可変ｌｄ光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09260792A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6252897B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-06-26 | Nec Corporation | External mirror type wavelength tunable laser |
| WO2006080422A1 (ja) | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Eudyna Devices Inc. | レーザモジュールおよび外部共振型レーザの波長制御方法 |
| US7580433B2 (en) | 2006-05-10 | 2009-08-25 | Sony Corporation | Laser system |
| JP2016086045A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 株式会社ミツトヨ | 光共振器 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP9493296A patent/JPH09260792A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6252897B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-06-26 | Nec Corporation | External mirror type wavelength tunable laser |
| WO2006080422A1 (ja) | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Eudyna Devices Inc. | レーザモジュールおよび外部共振型レーザの波長制御方法 |
| JP2006210581A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Eudyna Devices Inc | レーザモジュール、レーザモジュールの制御装置、レーザモジュールの制御データ、光通信装置および外部共振型レーザの波長制御方法 |
| US7701984B2 (en) | 2005-01-27 | 2010-04-20 | Eudyna Devices Inc. | Laser module and method of controlling wavelength of external cavity laser |
| US7580433B2 (en) | 2006-05-10 | 2009-08-25 | Sony Corporation | Laser system |
| JP2016086045A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 株式会社ミツトヨ | 光共振器 |
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