JPH11330596A - 連続的に波長を調整可能な単モ―ドレ―ザ源 - Google Patents

連続的に波長を調整可能な単モ―ドレ―ザ源

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JPH11330596A
JPH11330596A JP11042638A JP4263899A JPH11330596A JP H11330596 A JPH11330596 A JP H11330596A JP 11042638 A JP11042638 A JP 11042638A JP 4263899 A JP4263899 A JP 4263899A JP H11330596 A JPH11330596 A JP H11330596A
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Sophie Bourzeix
ソフィー・ブルゼイ
Daniel Gatti
ダニエル・ガッティ
Philippe Graindorge
フィリップ・グランドルジュ
Bernard Laloux
ベルナルド・ラルー
Herve Lefevre
エルヴェ・レフェヴレ
Denis Mangeot
ドゥニ・マンジョ
Philippe Martin
フィリップ・マルタン
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Photonetics SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放出波長λｅにて共振する、共振キャビティ
内にピークλｓを有する選択曲線を発生させ得るように
配置された逆反射性波長分散装置を備える、外部キャビ
ティを有する連続的に調整可能な単モードレーザ源を提
供すること。 【解決手段】 本発明によれば、放出波長λｅが変化す
る間に、追加的な微調整手段は、略連続的な調整位置か
ら、偏差λｅ−λｓを監視する一方にて、この偏差がモ
ードホッピングを招来する限界値の１つに達するのを防
止することを可能にする。かかる形態は、機械的な調整
に通常、伴う不完全さを解消し、また、波長が連続的に
変化することを保証し、また、Δλｅがキャビティの２
つの連続的な共振モードの間の距離である場合、その変
動が約Δλｅ／２以下である限り、その波長の変化に対
して補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部キャビティを
有する波長を調整可能な単モードレーザ源に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ源の共振光学キャビティは、増幅
器のレーザ媒質から放出された１つ又は幾つかの波長を
選択することは公知のことである。この装置は、２つの
ミラーから成つており、そのミラーの一方は、部分的に
透明であり、いわゆるファブリー・ぺロット（Ｆａｂｒ
ｙ−Ｐｅｒｏｔ）キャビティを形成することが最も多
い。かかるファブリー・ぺロットキャビティは、キャビ
ティの光学的長さＬopの約数に等しい半波長に対する選
択又は共振を行ない、従って、一般に互いに極めて近接
している。次に、広いスペクトルの増幅器媒質により幾
つかの波長を増幅して、多重モードレーザを提供するこ
とができる。
【０００３】特定の用途の場合、単モードレーザの方が
好ましい。次に、例えば、そのミラーの１つを逆反射性
分散装置と交換することにより、ファブリー・ぺロット
キャビティと相補的な選択手段と関係する共振光学キャ
ビティを具体化することが必要となる。
【０００４】逆反射性分散装置は、従来の光学素子にて
共通に使用されている。公知の最良の装置は、多分、リ
トロー（Ｌｉｔｔｒｏｗ）の形態に従って採用されたピ
ッチｐの面格子であろう。
【０００５】一般的に言って、ピッチｐの面格子は、そ
の線に対して垂直な分散面を有している。格子の分散面
に対し平行な格子の正規軸線に対して角度θだけ傾斜さ
せた、波長λのコリメート光線ビームは、分散面に対し
て平行であるコリメートビームであって、正規軸線に対
して角度θ２だけ傾斜させた方向を有するコリメートビ
ームを発生させる一方、θ１及びθ２は、次式により関
連付けられる。 ｐｓｉｎθ１＋ｐｓｉｎθ２＝λ
【０００６】入射するコリメートビームが格子の正規軸
線に対して角度θ１を形成する、いわゆる、リットマン
・メトカフ（Ｌｉｔｔｍａｎ−Ｍｅｔｃａｌｆ）形態に
て作動する、外部キャビティを有する調整可能なレーザ
源において、追加のミラーがその正規軸線が角度θ２を
形成するように格子の上に配置される。等式λ＝ｐｓｉ
ｎθ１＋ｐｓｉｎθ２を表わす波長λは、格子により角
度θ２により分散され、次に、この場合、垂直であるミ
ラーに逆反射され、最終的に、再度、格子内に分散さ
れ、入射角度θ１にて出てくる。このため、この波長λ
は、キャビティ内にて選択される。格子／ミラーの組立
体の方向を変更することにより、すなわち、θ１を変更
する間に、又はミラーの方向のみを変更する間に、すな
わち、θ２を変更し又は格子の方向のみを変更する間
に、すなわち、θ１及びθ２を変更する間にθ１−θ２
の関係が一定であるようにすることにより、波長の調整
が可能となる。
【０００７】図１には、リットマン・メトカフ組立体に
従って具体化された格子１１が示してある。この場合、
案内された単モード増幅器媒質１３の端部２は、波長λ
の主たるコリメートビーム１５を発生させるコリメーシ
ョン光学素子１４の焦点に配置される。
【０００８】このビームは、格子の分散面に対して平行
である、すなわち、格子１１の線１６に対し垂直な面に
対して平行であり、格子１１の表面にて正規軸線１７に
対して角度θ１を形成する。格子まで回折させることに
より、ビーム１５は、第二のコリメートビーム１８を発
生させる。このビームは、分散面内に位置し且つ正規軸
線１７に対して角度θ２を形成する。平面ミラー１９が
ビーム１８に対して直角に配置されており、ビームは、
全体の系を通じて逆反射される。
【０００９】これらの状況下において、ｐを格子のピッ
チとしたとき、ｐｓｉｎθ１＋ｐｓｉｎθ２＝λの関係
が確認された場合、ビームは、格子１１まで最初に回折
し、ミラー１９に逆反射し且つ格子１１まで第二の回折
がされた後、ビーム１５はそれ自体に重なり合うように
戻る。このため、このビームは、端部２と重なり合った
点像８を発生させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】かかる装置を調整する
ためには、選択軸線に対して垂直で且つ分散面に対して
平行な軸線の周りで格子を正確に位置決めすることが必
要となる。この後者の調整及びその安定性を保つこと
は、極めて難しく、殆どの場合、得られる結果の質を決
定することになる。
【００１１】分類の目的上、図２Ａには、コリメート光
学素子１４の焦点面の図が示されている。この焦点面内
には、案内された増幅器媒質の端部２が位置されている
一方、増幅器が広いスペクトルを発生させるとき、図１
に示した組立体によりスペクトルが発生される。このた
め、波長λ１乃至波長λ２の範囲に亙るスペクトルが得
られ、このスペクトルに対して、波長λが端部２まで逆
反射され、このため、キャビティ内にて選択される。
【００１２】実際には、真の回転軸線は格子の線に対し
て正確に平行にすることはできないから、焦点面内にお
けるスペクトルの変位には、スペクトルに対して垂直な
動作が伴ない、波長λ´が逆反射されたとき、図２Ｂに
示したような形態となる。この形態において、逆反射は
正確に行われない。その理由は、スペクトルは、それ自
体に対して垂直にずらすと同時に、コリメート光学素子
の焦点面内にてそれ自体に対し平行に行にずれているか
らである。
【００１３】リットマン・メトカフの形態において、格
子１１又はミラー１９若しくはその双方が格子の線１６
に対して平行な軸線の周りで回転するとき、この問題点
が生ずる。
【００１４】かかる装置は、モードホッピングをも発生
させる可能性がある。実際上、格子分散装置が回転する
と、選択された波長が変化するが、この波長は、各光学
キャビティの共振状態を表わすものでなければならな
い。このことは、キャビティ（一方向）の光学長さＬop
が半波長の整数Ｎに等しいことを表わす。 Ｌop＝Ｎ．λ／２
【００１５】選択した波長が短くなるときキャビティ
は、同時に、短くなり、波長が長くなるとき、その逆に
長くなって、等しい整数Ｎを保ち、モードホッピングを
防止しなければならない。
【００１６】モードホッピングが生じない連続的に調整
可能な装置は、リットマン・メトカフの形態と異なるリ
ットローの形態にて提案されている（１９９１年のエレ
クトロニクスレターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ）Ｖｏｌ．２７、１８３−１８４頁にＦ．フ
ァブル（Ｆ．Ｆａｖｒｅ）及びレ ギアン（Ｌｅ Ｇｕ
ｅｎ）が発表した外部キャビティ半導体レーザ用の８２
ｎｍの連続的に調整する可能性（８２ｎｍｏｆ Ｃｏｎ
ｔｉｎｕｏｕｓ Ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ａｎ
ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｅｍｉ−ｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒ）。しかし、これは、２つの並
進動作及び２つの回転動作を使用する複雑な機械的な組
立体を必要とする。
【００１７】１９８１年のリー及びリットマン（Ｌｉｕ
ａｎｄ Ｌｉｔｔｍａｎ）の論文（１９８１年３月の
オプティックスレターズ（Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ）Ｖｏｌ．６．Ｎo３ １１７−１１８頁）には、可
変波長の単モードレーザを実施し得るように具体化され
たミラーと、可変方向ミラーとを備える装置が記載され
ている。この提案された幾何学的形態は、波長の連続的
な走査を可能にするものである。
【００１８】更に、長年に亙って反射二面体の研究も行
われている。特に、１９８１年６月２１日付けの日本国
特許出願第ＪＰ−Ａ−５７，０９９，７９３号には、波
長多重化光ファイバ通信網内にて逆反射性分散装置を構
成するためにかかる二面体を使用し、これにより上記の
長さを一定にすることが提案されている。
【００１９】また、上の図３に関して画定されたリット
マン・メトカフの形態を使用する欧州特許第０，７０
２，４３８号に記載されたような連続的な調整可能な単
モードレーザ源も公知である。このレーザ源は、平面格
子３１と、コリメート軸線を有する格子３１の分散面に
対して平行な端縁３９１を有する対角状の反射二面体３
９とを備えている。
【００２０】点Ａは、コリメート軸線と格子の軸線との
交点であり、点Ｂ´は、分散装置の側部に配置されたキ
ャビティの光学素子の端部であり、点Ｃ´は、主たるコ
リメート軸線と増幅器媒質の側部に配置されたキャビテ
ィの光学素子の端部との交点、Ｄ点は、回折面を含む面
と点Ｂ´を透過する二面体の端縁に対して平行な面との
交点である。
【００２１】角度ＡＣ´Ｄは、９０°に等しく保たれ、
長さＡＤは、一定に保たれる。純粋に機械的な手段のた
め、これらの条件が満たされる、かかる装置は、極めて
広い用途にて満足し得るものである。しかしながら、そ
の調整を容易にするために、この装置を更に改良するこ
とが有効であることが分かった。
【００２２】このため、本発明の目的は、その調整が一
層容易とされた、外部キャビティの連続的に調整可能な
単モードレーザ源であって、その調整が最善の経済的状
態下にて行うことができ、その第一の動作直後に、及び
その寿命の全体に亙って十分な安定性を保証するように
した、単モードレーザ源を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、外部キャビティの連続的に調整可能な単モードレー
ザ源に関するものである。このレーザ源は、放出波長λ
ｅにて共振する共振キャビティを備えている。また、こ
のレーザ源は、次のものを備えている。
【００２４】共振キャビティの内部に配置された、空間
的単モードの増幅型の導波管であって、反射的防止被覆
にて処理したキャビティ内面を呈する導波管と、導波管
の内部面がこれら光学素子の焦点に配置されるようにす
る、焦点を有するコリメート光学素子と、部分的に反射
する出力面と、ピーク値λｓを有する波長の選択曲線を
描くように導波管及びコリメート光学素子に対して配置
された、逆反射性波長分散装置と、多少なりとも連続的
な調整可能性を保証する主たる機械的手段とである。
【００２５】本発明によれば、該レーザ源は、逆反射性
分散装置の位置を自動的に制御して、放出波長λｅが変
化する間に、偏差λｅ−λｓを監視する一方にて、この
偏差がモードホッピングを生じさせる限界値の１つに達
するのを防止し得るように、略連続的な調整可能な位置
から作動することを可能にする追加的な微調整手段を備
えている。
【００２６】かかる形態は、機械的な調整に通常伴う不
完全さを回避し、また、波長の変化の連続性を保証し、
Δλｅがキャビティの２つの連続的な共振モード間の距
離であるとき、その変動が約Δλｅ／２よりも小さいま
まである限り、波長の変化を補正することを可能にす
る。
【００２７】制御手段は、次のものを備えることが有利
である。変調λｅ−λｓの発生器と、逆反射性分散装置
の位置を自動的に制御するために使用される復調信号を
発生させる、測定した光束の強さの復調装置と、標準偏
差「λｅ−λｓ」が、零よりも大きいΔλｏの値に監視
されることと、偏差「λｅ−λｓ」が、零まで監視され
ること、逆反射性分散装置の選択曲線のピーク値の波長
λｓを制御し且つ変調することにより、λｅ−λｓの制
御及び変調が為されること、逆反射性分散装置の要素の
１つを更に回転させることにより、波長λｓの制御及び
変調が為されること、反射器を更に回転させることによ
り、波長λｓの制御及び変調が為されること、波長λｅ
を制御し且つ変調することにより、λｅ−λｓの制御及
び変調が為されること、共振キャビティの要素の１つを
更に並進させることにより、波長λｅの制御及び変調が
為されること、逆反射性分散装置が反射器を備える一
方、該反射器を更に並進させることにより、波長λｅの
制御及び変調が為されることとである。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明は、図面を参照しつつより
詳細に説明する。図３に関して、上述したような、連続
的に調整可能な外部キャビティの単モードレーザ源の作
動を改善するため、本発明によるレーザ源は、放出波長
λｅを変化させるとき、偏差λｅ−λｓを制御し且つ変
調する手段を備えている。これら制御及び変調手段は、
図４に示してある。
【００２９】レーザ源４０により放出された光束４２の
一部分４１は、分離手段４３によりサンプリングされ且
つ光電気検出器４４により測定されて、第一の処理装置
４５を介して、偏差λｅ−λｓの測定値を提供し、この
測定値は制御手段４７を介して、レーザ源４０のアクチ
ュエータ４９を作動させ、この偏差λｅ−λｓを支配す
る。
【００３０】変調器４８は、周波数ｆにて偏差λｅ−λ
ｓを変調させ得るようにレーザ源４０のアクチュエータ
４９を作動させる一方、偏差λｅ−λｓは、平均偏差
「λｅ−λｓ」と変調値の合計値となるようにすること
が有利である。この場合、処理装置４５は、変調発生器
４８に接続された復調器４６を保持しており、偏差「λ
ｅ−λｓ」に基づいて、上記装置が光検出器４４により
供給された変調後の電気信号から復調成分を抽出するこ
とを可能にする。
【００３１】この変調成分は、次に、従属ループに対す
る誤差信号として機能し、この場合、この従属ループに
おいて、制御手段４７は平均偏差「λｅ−λｓ」を制御
し得るようにアクチュエータ４９を作動させる。
【００３２】特に、効果的であることが確認されている
この配置は、次の理論を適用し得ると考えられる。図３
に関して、上述した、従来技術のレーザ発生源に組み込
まれたような純粋に機械的な調整機構は、連続的に調整
可能な条件を満たし、レーザ源が正確に調整されている
と仮定するならば、単一の放出モードは、選択曲線のピ
ーク波長である値λｓと一致する波長λｅにてピークパ
ワーを有することになる。逆反射性分散装置の構成要素
の１つが放出波長を修正し得るように回転されたとき、
この一致した状態は保たれる。しかしながら、この機械
的な調整は完全なものではなく、実際には、波長λｅ、
λｓとの間の偏差は零に保たれず、その値は変動する。
これら変動の程度がλｓ−Δλc／２乃至λｓ＋Δλc／
２の範囲内に留まる限り、（この場合、Δλc＝λ2 e／
２Ｌopはキャビティの長手方向モードの間隔である）、
調整可能なレーザ源は、何らモードホッピングを生ずる
ことなく、同一の長手方向モードにて作動を続ける。し
かしながら、増幅器の導波管３３内の利得を修正するこ
とにより、レーザ発生源のパワーを変化させたならば、
該パワーは、この導波管の屈折率を修正し、これによ
り、キャビティの光学的長さＬop、従ってλｅを変化さ
せることが分かった。機械的な調整が一定に保たれたな
らば、偏差λｅ−λｓの変動程度は一定のままである
が、導波管の屈折率の変化だけ変換されるため、それ以
上、零に中心決めされることはない。これら変動により
λｅがλｓ−Δλc／２の限界値、すなわち、λｓ＋Δ
λc／２以上となったとき、モードホッピングは観察さ
れ、このことは、放出波長λｅをΔλ c又は−Δλcだ
け、急激にずらすことになる。
【００３３】残りの偏差λｅ−λｓを電子機械的に制御
するならば、このモードホッピングを回避することが可
能となる。図５には、逆反射性分散装置の波長の選択曲
線５１、波長λｓに中心決めされ且つその途中までの幅
Δλｓを有する曲線，及びファブリー・ぺロット（Ｆａ
ｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）キャビティのその他の長手方向モ
ード５２に対して波長λｅにて放出されたレーザビーム
５０が示してある。
【００３４】偏差λｅ−λｓの絶対値がΔλc／２以下
である限り、放出ビーム５０は、最大増幅されるファブ
リー・ぺロットキャビティのモードに一致する。偏差λ
ｅ−λｓの絶対値がΔλc／２以上となったとき、λｅ
の一側部に配置されたファブリー・ぺロットキャビティ
の長手方向モード５２、５３の１つは、波長λｅの増幅
比よりも大きい増幅比となり、また、該キャビティの放
出波長にとって有害な放出波長となる。このため、何ら
かの制御を施さないならば、本発明により提供されるよ
うに、偏差λｅ−λｓを制御することにより回避するべ
きであるモードホッピングが生じる。
【００３５】偏差λｅ−λｓを制御し且つ／又は変調す
ることは、λｅ又はλｓを制御し且つ／又は変調するこ
とにより行うことができる。図６には、何らのモードホ
ッピングを伴わないときの作動範囲８１が示してある。
このλｓに中心が設定された範囲８１は、Δλcの幅を
有する。
【００３６】本発明のレーザ源は、図１０に従って提供
されることが有利であり、この場合、逆反射性分散装置
は、固定した格子６１と、可動ブラケット６０２に取り
付けられた二面体６９とを備えており、この可動ブラケ
ット６０２は、格子６１の分散面に対して垂直で且つ点
Ｄを通過する軸線の周りで回転することができる。
【００３７】格子６１、内部キャビティ６２を有する単
モードの案内増幅器媒質６３、及びコリメートレンズ６
４は、フレーム６０１に固定されている。二面体６９
は、軸線６０３の周りを回転して中心外に動く主たる可
動ブラッケット６０２の上に固定されており、このた
め、キャビティの光学的端部である点Ｂ´を通過する端
縁６９１に対して平行な線６９２もまた軸線６０３を通
る。
【００３８】この軸線６０３は、１組の並進動作部分６
０４、６０５に固定されている。これら並進動作部分
は、点Ｃ´を通過するキャビティの軸線に対する垂線
と、格子６１の面を貫通する線６０７との交点Ｄに上記
の軸線を配置することを可能にする。フレーム６０１に
固定されたモータ６０８は、ロッド６０９を作動させ、
このことは、主ブラケット６０２及び該主ブラケットに
固定された二面体６９を軸線６０３の周りで回転させる
ことになる。このように、キャビティ内にて選択された
回折ビーム６８は、端縁６９１に対して垂直なままであ
る。
【００３９】可動ブラケット６０２が回転する間、ビー
ム６８は、二面体６９の上にて横方向に動き、また、線
６９２に沿った点Ｂ´の上にて動く。ビームのこの変位
は、該ビームの幾何学的並進であり、このことは、機械
的部品の如何なる並進をも意味するものではない。
【００４０】この配置は、連続的な調整可能性を略純粋
に機械的に調節することを可能にするものであり、この
ことは主ブラケットの簡単な機械的な回転を使用するか
ら、点Ｂ´は上述した機械的な配置の観点からして特に
便宜である。点Ｂ´は、上述した位置に対してずらし、
このため、キャビティの長さを短くし又は長くすること
ができることが分かった。この場合、点Ｃ´を同一の長
さに沿って動かす間に、点Ｄの周りにて回転させること
により、同一の連続的な調整可能性を見い出すことが可
能であるが、その回転方向は、点Ｂ´の変位に起因す
る、この位置ずらしを補正し得るように逆方向である。
【００４１】この調整可能なレーザ源は、増幅器媒質６
３の出口６３１にて拡がるビーム６３２を提供するが、
格子６１に対するビーム６５の正反射に対応するコリメ
ートビーム６３３を容易に使用することも可能である。
格子の零順序とも称される、この正反射は、一定の方向
を保つものである。その理由は、格子は格子に締結さ
れ、波長を調整する間に二面体のみが可動であるからで
ある。
【００４２】偏差λｅ−λｓを制御し且つ／又は変調す
ることは、λｓを制御し且つ／又は変調することにより
行うことが有利である。このことは、分散面に対して垂
直な軸線の周りの位置に作用し且つ／又は反射器６９の
更なる回転角度とすることにより提供することができ
る。この目的のため、この分散面は、関節接続式の締結
手段７０１、７０２を介してアーム６０２に固定されて
おり、また、補助面７０３、７０４に相互に接続されて
いる。これらの補助面は、主ブラケット６０２に相互に
接続された圧電アクチュエータ７０５、７０６と協働す
る。また、該アクチュエータ７０５、７０６は、主ブラ
ケット６０２と反射器６９との間に単に介在させること
が出来る。該主ブラケット６０２は、粗調整を可能に
し、アクチュエータ７０５、７０６は微調整を可能にす
る。
【００４３】図４のアクチュエータ４９に対応するこれ
らの圧電アクチュエータ７０５、７０６は、平均偏差
「λｅ−λｓ」の制御に関して制御手段４７により作動
され、また、その変調に関して発生器４８により作動さ
れる。
【００４４】同様で図示しない方法にて、このλｓの変
調及び／又は制御は、格子６１の方向角度に作用するこ
とにより監視することができる。偏差λｅ−λｓを制御
し且つ／又は変調するためには、λｅすなわち、キャビ
ティの光学的長さＬopに作用することも可能である。キ
ャビティの長さＬopを変化させることは、反射器６９又
は格子６１を並進させることにより行うことができる。
また、増幅器ガイド６３又はこの目的のために提供され
る追加的な要素の何れかにより、キャビティの１つの要
素の光学的屈折率を変調させることも可能であり、これ
らの屈折率は、制御された方法にて変化させることがで
きる。このように、コリメートビーム６５の方向を決定
する案内増幅器媒質６３に関してコリメートレンズ６４
の分散面に対し平行な横断位置に作用することも可能で
ある。
【００４５】平均偏差「λｅ−λｓ」を零にし、これに
より、放出モードλｅの波長が逆反射性分散装置の選択
曲線のピーク値λｓとなるようにすることも有効である
ことがしばしばである。このことは、最大の光学的度を
形成する。かかる場合、従属ループは、復調した誤差信
号が零となるような設計とされてる。
【００４６】実際には、平均偏差「λｅ−λｓ」の自動
的な制御は、零値ではなくて、Δλ c／５乃至Δλcの範
囲の正の値Δλｏに設定することが望ましいことが判明
した。このことは、図９に示してある。実際には、上述
したモードホッピングを説明する理論は、レーザの閾値
と遥かに異なった作動状態のとき、それ以上、長く実際
の値に対応しないことが判明した。実際には、レーザ源
により放出されるパワーが増大すると、複雑な現象が発
生し、ヒステリシス及び非対称の効果が生ずる。次に、
レーザ源は、Δλｃよりも広い幅Δλｔの範囲に亙って
モードホッピングすることなく、作動することができる
が、モードホッピングが生じないこの作動範囲８２は、
λｓ（図７）に対して長い波長に向けてずれることが検
出されている。次に、最大値８４（平均偏差「λｅ−λ
ｓ」＝０）となるように調整するならば、モードホッピ
ングが生ずる危険性が顕著となることを示し、その理由
は、これらホッピングのより短い波長に向けた限界点８
３は、λｓに近く、変調に起因する可能性のある偏差λ
ｅ−λｓが僅かに変動しても、この限界点を超えて、モ
ードホッピングを生ずる可能性があるからである（図
８）。極めて高パワーの場合、より短い波長に向けたこ
の限界点８３は、λｓを上廻ることさえも有り得る。
【００４７】Δλｏ＝「λｅ−λｓ」選択された値は、
次のことの妥協の結果である。すなわち、Δλｏはλｅ
をモードホッピングの下方限界点８３から隔てるのに十
分に大きくなければならないが、十分なパワーを保ち得
るようにかなり大きくないようにしなければならない。
λｅが選択曲線のピーク値８４に対応するλｓから離れ
るとき、このパワーが劣化する。
【００４８】偏差λｅ−λｓの変調部分８５、８７は図
８及び図９に示してある。図８において、Δλｏ＝「λ
ｅ−λｓ」は零に等しく、変調部分８５は領域８６内で
下限値８３を上廻ることとなり、これにより、モードホ
ッピングが生じる。図９において、正で且つ十分な値で
あるΔλｏ＝「λｅ−λｓ」の値を選択することは、選
択曲線のピーク値８４から過度に偏倚することなく、変
調部分８７が下限値８３を上廻ることを防止する。
【００４９】特に興味のある実施の形態において、約１
５５０ｎｍの波長付近にて作動するレーザ源を提供しよ
うとする。この場合、キャビティの長さは、Ｌop＝３０
ｍｍ（一方向にのみ３０ｍｍ）とすることが有利であ
り、長手方向モードの距離Δλｃは約４０ｐｍであり、
選択曲線の途中までの幅Δλｓは約２００ｐｍである。
【００５０】偏差λｅ−λｓは、反射器６９を更に回転
させることにより制御し且つ／又は変調する必要があ
る。偏差λｅ−λｓの変調程度は、典型的に１０ｐｍで
ある、すなわち、Δλc／４であり、変調周波数は５乃
至１０ｋＨｚの範囲にある。反射器二面体は、極めて軽
量にすることができるため、かかる周波数におけるかか
る動きは、従来の圧電セラミックに加わる変調電圧が低
い状態にて極めて容易に得ることができる。
【００５１】主機械的装置の欠点を修正するΔλｏに関
してλｅ−λｓを監視し且つ自動的に制御するため、実
際には、補正の程度は、アクチュエータの駆動に利用可
能な電圧と関係付けられる。十分な程度の大きさは、数
十ボルトにて数Δλc（幾つかのモードホッピングを伴
う）を補正することになるものである。
【００５２】特許請求の範囲に記載した技術的特徴部分
の後に付した参照符号は、上記特許請求の範囲の理解を
容易にすることのみを目的とするものであり、如何なる
意味でもその範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】リットマン・メトカフの形態による従来技術の
従来の組立体の概略図である。
【図２】図２Ａは図１の要素を調整するためのレーザ源
の面内にて反射したスペクトルの概略図である。図２Ｂ
は図２Ａと異なる調整のためのレーザ源の面内にて反射
したスペクトルの概略図である。
【図３】従来技術による連続的に調整可能で且つ自己整
合したレーザキャビティの概略図である。
【図４】レーザ源の制御及び変調ブロックの概略図であ
る。
【図５】ファブリー・ぺロットキャビティの他の長手方
向モード及び逆反射性分散装置の波長の選択曲線に対し
て、レーザ源により放出されたレーザビームの図であ
る。
【図６】閾値にて何らモードホッピングを伴わないレー
ザ源の作動領域の概略図である。
【図７】正常な作動状態にあるとき何らモードホッピン
グを伴わないレーザ源の作動領域の概略図である。
【図８】自動制御のために使用される変調の概略図であ
る。
【図９】自動制御のために使用される変調の概略図であ
る。
【図１０】本発明によるレーザ源の具体的な実施の形態
の図である。
【符号の説明】
４０ レーザ源 ４１ 光束の一部分 ４２ 光束 ４３ 分離手段 ４４ 光電気検出器 ４５ 第一の処理装
置 ４６ 復調器 ４７ 制御手段 ４８ 変調発生器、モジュレータ ４９ アクチュエー
タ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・グランドルジュ フランス共和国 21800 シュヴィニー・ サン・ソヴール，リュー・デュ・19・マル ス・1962 ８ (72)発明者 ベルナルド・ラルー フランス共和国 78450 ヴィルプルー, スクワール・クロザティエ ６ (72)発明者 エルヴェ・レフェヴレ フランス共和国 75014 パリ，リュー・ オリヴイエ・ノワイエ ５−15 (72)発明者 ドゥニ・マンジョ フランス共和国 78126 オーネイ・スュ ッド／モールドル，アンパッス・ド・ラ・ プレリー ５ (72)発明者 フィリップ・マルタン フランス共和国 78760 ポンシャルトラ ン，クロ・ブレーズ・サンドラー ５

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放出波長λｅにて共振する共振キャビテ
    ィを備える、外部キャビティの連続的に波長を調整可能
    な単モードレーザ源であって、 共振キャビティ内に配置された、空間的に単モードの増
    幅導波管であって、反射防止被覆で処理されたキャビテ
    ィ内面を呈する増幅導波管と、 焦点を有するコリメート光学素子であって、導波管のキ
    ャビティ内面がこれら光学素子の焦点に配置されるよう
    にする、コリメート光学素子と、 外面と、 キャビティ内光束の一部分の抽出手段と、 ピーク値λｓを有する波長の選択曲線を描くように、導
    波管及びコリメート光学素子に対して配置された、逆反
    射性波長分散装置と、 多少なりとも連続的な調整可能性を保証する主たる機械
    的手段とを備える、連続的に波長を調整可能な単モード
    源において、 放出波長λｅが変化する間に、略連続的な調整可能な位
    置から偏差λｅ−λｓを監視することを可能にする一方
    にて、この偏差がモードホッピングを生じさせる限界値
    の１つに達するのを防止する更なる微調整手段を備える
    ことを特徴とする、単モードレーザ源。
  2. 【請求項２】 請求項1に記載の連続的に波長を調整可
    能な単モードレーザ源において、微調整手段が、逆反射
    性装置の位置及び／又は方向に作用することを特徴とす
    る、単モードレーザ源。
  3. 【請求項３】 請求項1又は２に記載の連続的に波長を
    調整可能な単モードレーザ源において、制御手段が、 変調（４８）λｅ−λｓの発生器と、 逆反射性分散装置の位置を自動的に制御するために使用
    される復調信号を発生させる、測定した光束の強度復調
    器（４６）を備えることを特徴とする、単モードレーザ
    源。
  4. 【請求項４】 請求項1乃至３の１つに記載の連続的に
    波長を調整可能な単モードレーザ源において、平均偏差
    「λｅ−λｓ」が、零以上の値Δλｏまで監視されるこ
    とを特徴とする、単モードレーザ源。
  5. 【請求項５】 請求項1乃至３の１つに記載の連続的に
    波長を調整可能な単モードレーザ源において、偏差「λ
    ｅ−λｓ」が零まで監視されることを特徴とする、単モ
    ードレーザ源。
  6. 【請求項６】 請求項1乃至５の１つに記載の連続的に
    波長を調整可能な単モードレーザ源において、逆反射性
    分散装置の選択曲線のピークの波長λｓを制御し且つ／
    又は変調することにより、λｅ−λｓの制御及び／又は
    変調が為されることを特徴とする、単モードレーザ源。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の連続的に波長を調整可
    能な単モードレーザ源において、逆反射性分散装置の要
    素の１つを回転させることにより、波長λｓの制御及び
    ／又は変調が為されることを特徴とする、単モードレー
    ザ源。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の連続的に波長を調整可
    能な単モードレーザ源において、反射器を更に回転させ
    ることにより、波長λｓの制御及び／又は変調が為され
    ることを特徴とする、単モードレーザ源。
  9. 【請求項９】 請求項1乃至５の１つに記載の連続的に
    波長を調整可能な単モードレーザ源において、波長λｅ
    を制御し且つ変調することにより、λｅ−λｓの制御及
    び／又は変調が為されることを特徴とする、単モードレ
    ーザ源。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の連続的に波長を調整
    可能な単モードレーザ源において、共振キャビティの要
    素の１つを更に並進させることにより、波長λｅの制御
    及び変調が為されることを特徴とする、単モードレーザ
    源。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の連続的に波長を調
    整可能な単モードレーザ源において、逆反射性分散装置
    が反射器を備える一方、該反射器の更なる並進により波
    長λｅの制御及び変調が為されることを特徴とする、単
    モードレーザ源。
  12. 【請求項１２】 請求項1乃至５の何れかに記載の連続
    的に波長を調整可能な単モードレーザ源において、コリ
    メート光学素子（６４）の横断位置を分散面に対して平
    行に制御し且つ変調することにより、λｅ−λｓの制御
    及び／又は変調が為されることを特徴とする、単モード
    レーザ源。
JP11042638A 1998-02-20 1999-02-22 連続的に波長を調整可能な単モ―ドレ―ザ源 Pending JPH11330596A (ja)

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