JPH1168209A - 電界制御による波長可変マイクロチップレーザ - Google Patents
電界制御による波長可変マイクロチップレーザInfo
- Publication number
- JPH1168209A JPH1168209A JP9216117A JP21611797A JPH1168209A JP H1168209 A JPH1168209 A JP H1168209A JP 9216117 A JP9216117 A JP 9216117A JP 21611797 A JP21611797 A JP 21611797A JP H1168209 A JPH1168209 A JP H1168209A
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- Japan
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- crystal
- laser
- electric field
- reflection surface
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電界制御により高い応答性で波長を変化させ
ることができる波長可変マイクロチップレーザを提供す
る。 【解決手段】 電界の印加によって各軸方向の屈折率を
変化させるように構成された非線形結晶１２と、レーザ
結晶１４とからなる。非線形結晶とレーザ結晶はそれぞ
れ、互いに共通な平面境界面１２ａ，１４ａと、境界面
にほぼ直交する外端面とを有する。レーザ結晶の外端面
は全反射面１４ｂであり、非線形結晶の外端面は部分反
射面１２ｂであり、この全反射面と部分反射面とにより
ファブリペロー型共振器を構成する。また、レーザ結晶
に偏光性結晶を用いることにより、偏光板を組み込むこ
となしに、電界制御による複屈折フィルタとして機能さ
せ、損失を低減し高い応答性で波長を変化させることが
できる。
ることができる波長可変マイクロチップレーザを提供す
る。 【解決手段】 電界の印加によって各軸方向の屈折率を
変化させるように構成された非線形結晶１２と、レーザ
結晶１４とからなる。非線形結晶とレーザ結晶はそれぞ
れ、互いに共通な平面境界面１２ａ，１４ａと、境界面
にほぼ直交する外端面とを有する。レーザ結晶の外端面
は全反射面１４ｂであり、非線形結晶の外端面は部分反
射面１２ｂであり、この全反射面と部分反射面とにより
ファブリペロー型共振器を構成する。また、レーザ結晶
に偏光性結晶を用いることにより、偏光板を組み込むこ
となしに、電界制御による複屈折フィルタとして機能さ
せ、損失を低減し高い応答性で波長を変化させることが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界制御による波
長可変マイクロチップレーザに関する。
長可変マイクロチップレーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の複屈折フィルタの原理図
である。この複屈折フィルタは、異なった厚さの数個の
石英波長板からなり、各石英板は、空洞内で垂直に偏光
した光が石英板の表面で反射による損失を受けないよう
に、空洞内にブルースター角をなして置かれる。無損失
条件は、空洞内で高度に直線偏光した光の増幅を可能に
する。
である。この複屈折フィルタは、異なった厚さの数個の
石英波長板からなり、各石英板は、空洞内で垂直に偏光
した光が石英板の表面で反射による損失を受けないよう
に、空洞内にブルースター角をなして置かれる。無損失
条件は、空洞内で高度に直線偏光した光の増幅を可能に
する。
【０００３】もし、真空中の波長λ0 がｄ（ｎslow−ｎ
fast）＝ｍλ0 （ｍは整数）で、ｄは光が石英板中を進
行する距離であるような関係を満足するとき、その石英
板が垂直偏光光に対して全波長板となるように、石英板
の結晶軸が向けられている。他の波長の場合には、石英
板を通過した垂直偏光光の伝送は楕円偏光となる。端ミ
ラーで反射した後、この楕円偏光光は次に波長板表面と
会う際に反射による損失を受ける。この損失は、全波長
条件を満たす波長とはるかに異なる波長ではレーザ動作
が起こらないようにする。
fast）＝ｍλ0 （ｍは整数）で、ｄは光が石英板中を進
行する距離であるような関係を満足するとき、その石英
板が垂直偏光光に対して全波長板となるように、石英板
の結晶軸が向けられている。他の波長の場合には、石英
板を通過した垂直偏光光の伝送は楕円偏光となる。端ミ
ラーで反射した後、この楕円偏光光は次に波長板表面と
会う際に反射による損失を受ける。この損失は、全波長
条件を満たす波長とはるかに異なる波長ではレーザ動作
が起こらないようにする。
【０００４】レーザの同調は図４に示すように、共通の
台に取り付けられている板を、板の法線のまわりに回転
することによって達成される。板は光軸に対して傾けら
れているので、回転によって効果的に遅軸屈折率がｎ
slowからｎ′slowに変化し、これによって選択波長が
λ′0 ＝ｄ（ｎ′slow−ｎfast）／ｍに変化する。従っ
て、図４に示した複屈折フィルタをレーザのミラー間に
挿入することにより、波長λ0 の特定の偏光のみを選択
して増幅することができる。
台に取り付けられている板を、板の法線のまわりに回転
することによって達成される。板は光軸に対して傾けら
れているので、回転によって効果的に遅軸屈折率がｎ
slowからｎ′slowに変化し、これによって選択波長が
λ′0 ＝ｄ（ｎ′slow−ｎfast）／ｍに変化する。従っ
て、図４に示した複屈折フィルタをレーザのミラー間に
挿入することにより、波長λ0 の特定の偏光のみを選択
して増幅することができる。
【０００５】図５は、別の複屈折フィルターの構成図
（Ａ）とその特性図（Ｂ）である。この図において複屈
折フィルターは、厚さが異なる３枚の非線形結晶ｂ1,ｂ
2,ｂ3と偏光板Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3 とからなる。３枚の非線形
結晶ｂ1,ｂ2,ｂ3 の厚さはそれぞれｄ1,２ｄ1,４ｄ1 で
あり、偏光板Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3 はα軸，β軸に対して４５°
に偏光面が設定されている。この場合、非線形結晶ｂ1
と偏光板Ｐ1 の組み合わせを通過する光の通過率は、
（Ｂ）のａのようになり、同様に、非線形結晶ｂ2と偏
光板Ｐ2 、非線形結晶ｂ3 と偏光板Ｐ4 の組み合わせを
通過する光の通過率は、（Ｂ）のｂ，ｄのようになる。
従って、図５（Ａ）の全体では、（Ｂ）のｅのように非
常に狭いバンドパスフィルターとして機能させることが
できる。なお、この複屈折フィルターは、“The Birefr
ingent Filter"(THE OPTICAL SOCIETYOF AMERICA, VOLU
ME 39,NUMBER3, MARCH, 1949)に開示されている。
（Ａ）とその特性図（Ｂ）である。この図において複屈
折フィルターは、厚さが異なる３枚の非線形結晶ｂ1,ｂ
2,ｂ3と偏光板Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3 とからなる。３枚の非線形
結晶ｂ1,ｂ2,ｂ3 の厚さはそれぞれｄ1,２ｄ1,４ｄ1 で
あり、偏光板Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3 はα軸，β軸に対して４５°
に偏光面が設定されている。この場合、非線形結晶ｂ1
と偏光板Ｐ1 の組み合わせを通過する光の通過率は、
（Ｂ）のａのようになり、同様に、非線形結晶ｂ2と偏
光板Ｐ2 、非線形結晶ｂ3 と偏光板Ｐ4 の組み合わせを
通過する光の通過率は、（Ｂ）のｂ，ｄのようになる。
従って、図５（Ａ）の全体では、（Ｂ）のｅのように非
常に狭いバンドパスフィルターとして機能させることが
できる。なお、この複屈折フィルターは、“The Birefr
ingent Filter"(THE OPTICAL SOCIETYOF AMERICA, VOLU
ME 39,NUMBER3, MARCH, 1949)に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の複屈折
フィルタは、石英板、雲母板等の屈折率固定の複屈折素
子を用いてこれを機械的に傾斜、回転させることにより
波長選択する必要がある。しかし、そのためそのような
機械的制御の難しい超小型かつ精密な装置、例えばマイ
クロチップレーザ等の制御への適用は困難である問題点
があった。
フィルタは、石英板、雲母板等の屈折率固定の複屈折素
子を用いてこれを機械的に傾斜、回転させることにより
波長選択する必要がある。しかし、そのためそのような
機械的制御の難しい超小型かつ精密な装置、例えばマイ
クロチップレーザ等の制御への適用は困難である問題点
があった。
【０００７】また、従来のモノリシックなマイクロチッ
プレーザでは、結晶温度等の制御によってしか波長が可
変しないため、迅速な制御を可能にするために複合共振
器を使用し電歪素子で制御することが従来から行われて
いる。しかし、この場合でも応答性が低い問題点があっ
た。
プレーザでは、結晶温度等の制御によってしか波長が可
変しないため、迅速な制御を可能にするために複合共振
器を使用し電歪素子で制御することが従来から行われて
いる。しかし、この場合でも応答性が低い問題点があっ
た。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、電界
制御により高い応答性で波長を変化させることができる
波長可変マイクロチップレーザを提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、電界
制御により高い応答性で波長を変化させることができる
波長可変マイクロチップレーザを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電界の
印加によって各結晶軸方向の屈折率を変化させるように
構成された非線形結晶と、レーザ結晶とからなり、該非
線形結晶とレーザ結晶はそれぞれ、互いに共通な平面境
界面と、該境界面にほぼ直交する外端面とを有し、レー
ザ結晶の外端面は全反射面であり、非線形結晶の外端面
は部分反射面であり、レーザ結晶の全反射面と非線形結
晶の部分反射面とによりファブリペロー型共振器を構成
する、ことを特徴とする電界制御による波長可変マイク
ロチップレーザが提供される。
印加によって各結晶軸方向の屈折率を変化させるように
構成された非線形結晶と、レーザ結晶とからなり、該非
線形結晶とレーザ結晶はそれぞれ、互いに共通な平面境
界面と、該境界面にほぼ直交する外端面とを有し、レー
ザ結晶の外端面は全反射面であり、非線形結晶の外端面
は部分反射面であり、レーザ結晶の全反射面と非線形結
晶の部分反射面とによりファブリペロー型共振器を構成
する、ことを特徴とする電界制御による波長可変マイク
ロチップレーザが提供される。
【００１０】上記本発明の構成によれば、一次電気光学
効果をもつ結晶（非線形結晶）を、適切な軸方向に用
い、電界の印加によって、通常の複屈折素子を機械的に
操作する場合と同様の効果が得られる。すなわち、複合
共振型マイクロチップレーザにおいて、発振波長を制御
する手段として、一次電気光学的効果を利用し、その屈
折率変化によってその光学長を変動させて制御する。こ
れにより、電歪に比べ、動作速度の向上が期待できる。
効果をもつ結晶（非線形結晶）を、適切な軸方向に用
い、電界の印加によって、通常の複屈折素子を機械的に
操作する場合と同様の効果が得られる。すなわち、複合
共振型マイクロチップレーザにおいて、発振波長を制御
する手段として、一次電気光学的効果を利用し、その屈
折率変化によってその光学長を変動させて制御する。こ
れにより、電歪に比べ、動作速度の向上が期待できる。
【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
レーザ結晶は、偏光性のある結晶である。この構成によ
り、偏光板を組み込むことなしに、電界制御による複屈
折フィルタとして機能させ、損失を低減し高い応答性で
波長を変化させることができる。また、前記非線形結晶
の非線形軸がレーザの光軸と整合している、ことが好ま
しい。この構成により、結晶に電界の印加によって、レ
ーザ光軸方向の屈折率を直接変化させ、光路長が制御で
き、波長制御が可能となる。また、電歪素子に比べて応
答性が高まり、安定化制御等の性能が向上する。
レーザ結晶は、偏光性のある結晶である。この構成によ
り、偏光板を組み込むことなしに、電界制御による複屈
折フィルタとして機能させ、損失を低減し高い応答性で
波長を変化させることができる。また、前記非線形結晶
の非線形軸がレーザの光軸と整合している、ことが好ま
しい。この構成により、結晶に電界の印加によって、レ
ーザ光軸方向の屈折率を直接変化させ、光路長が制御で
き、波長制御が可能となる。また、電歪素子に比べて応
答性が高まり、安定化制御等の性能が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図１は、非
線形結晶の説明図である。この図に示すように、非線形
結晶１２は、側面に対向して取り付けられた２枚の電極
１３に電圧が印加されるようになっており、この電圧に
より生じる電界の印加によって各結晶軸方向の屈折率ｎ
x,ｎ y,ｎz の少なくとも１つが変化する特性を有してい
る。かかる特性を一次電気光学効果とも呼ぶ。なお、か
かる非線形結晶としては、ＢＢＯ，ＬＢＯ等が知られて
いる。
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図１は、非
線形結晶の説明図である。この図に示すように、非線形
結晶１２は、側面に対向して取り付けられた２枚の電極
１３に電圧が印加されるようになっており、この電圧に
より生じる電界の印加によって各結晶軸方向の屈折率ｎ
x,ｎ y,ｎz の少なくとも１つが変化する特性を有してい
る。かかる特性を一次電気光学効果とも呼ぶ。なお、か
かる非線形結晶としては、ＢＢＯ，ＬＢＯ等が知られて
いる。
【００１３】図２は、本発明による波長可変マイクロチ
ップレーザの構成図である。この図において、（Ａ）は
側面図、（Ｂ）は端面図である。この図に示すように、
本発明の電界制御による波長可変マイクロチップレーザ
１０は、非線形結晶１２とレーザ結晶１４とからなる。
またこの図に示すように、非線形結晶１２とレーザ結晶
１４はそれぞれ、互いに共通な平面境界面１２ａ，１４
ａと、この境界面１２ａ，１４ａにほぼ直交する外端面
１２ｂ，１４ｂとを有する。レーザ結晶１４の外端面１
４ｂは全反射面であり、非線形結晶１２の外端面１２ｂ
は部分反射面であり、このレーザ結晶の全反射面１４ｂ
と非線形結晶の部分反射面１２ｂとによりいわゆるファ
ブリペロー型共振器（すなわち複合共振型マイクロチッ
プレーザ）を構成している。
ップレーザの構成図である。この図において、（Ａ）は
側面図、（Ｂ）は端面図である。この図に示すように、
本発明の電界制御による波長可変マイクロチップレーザ
１０は、非線形結晶１２とレーザ結晶１４とからなる。
またこの図に示すように、非線形結晶１２とレーザ結晶
１４はそれぞれ、互いに共通な平面境界面１２ａ，１４
ａと、この境界面１２ａ，１４ａにほぼ直交する外端面
１２ｂ，１４ｂとを有する。レーザ結晶１４の外端面１
４ｂは全反射面であり、非線形結晶１２の外端面１２ｂ
は部分反射面であり、このレーザ結晶の全反射面１４ｂ
と非線形結晶の部分反射面１２ｂとによりいわゆるファ
ブリペロー型共振器（すなわち複合共振型マイクロチッ
プレーザ）を構成している。
【００１４】更に図２の例において、レーザ結晶１４
は、例えばＴｍ：ＹＬＦ等の偏光性のある結晶である。
また、この例では、非線形結晶１２の各結晶軸ｃは、レ
ーザの光軸と整合していない。この構成により、レーザ
結晶の全反射面１４ｂと非線形結晶の部分反射面１２ｂ
との間でレーザ光を反射させて光の帰還を行わせると、
レーザ結晶１４が偏光性結晶であることから、偏光板を
組み込むことなしに、電界制御による複屈折フィルタと
して機能させ、図に両矢印で示す偏光光のみが増幅され
て偏光レーザ光を部分反射面１２ｂから放射させること
ができる。
は、例えばＴｍ：ＹＬＦ等の偏光性のある結晶である。
また、この例では、非線形結晶１２の各結晶軸ｃは、レ
ーザの光軸と整合していない。この構成により、レーザ
結晶の全反射面１４ｂと非線形結晶の部分反射面１２ｂ
との間でレーザ光を反射させて光の帰還を行わせると、
レーザ結晶１４が偏光性結晶であることから、偏光板を
組み込むことなしに、電界制御による複屈折フィルタと
して機能させ、図に両矢印で示す偏光光のみが増幅され
て偏光レーザ光を部分反射面１２ｂから放射させること
ができる。
【００１５】また、この構成によれば、一次電気光学効
果をもつ結晶（非線形結晶１２）を、適切な軸方向に用
い、電界の印加によって、通常の複屈折素子を機械的に
操作する場合と同様の効果が得られる。すなわち、複合
共振型マイクロチップレーザにおいて、発振波長を制御
する手段として、一次電気光学的効果を利用し、その屈
折率変化によってその光学長を変動させて制御すること
により、電歪に比べ、動作速度の向上が期待できる。
果をもつ結晶（非線形結晶１２）を、適切な軸方向に用
い、電界の印加によって、通常の複屈折素子を機械的に
操作する場合と同様の効果が得られる。すなわち、複合
共振型マイクロチップレーザにおいて、発振波長を制御
する手段として、一次電気光学的効果を利用し、その屈
折率変化によってその光学長を変動させて制御すること
により、電歪に比べ、動作速度の向上が期待できる。
【００１６】図３は、本発明による別の波長可変マイク
ロチップレーザの構成図である。この図において、非線
形結晶１２の非線形軸（例えばｚ軸）がレーザの光軸Ｚ
と整合している。また、この例では、レーザ結晶１４
は、偏光性結晶以外でもよく、例えばＴｍ：ＹＬＦ、Ｔ
ｍ：ＹＡＧ等を用いることができる。その他の構成は、
図２と同様である。
ロチップレーザの構成図である。この図において、非線
形結晶１２の非線形軸（例えばｚ軸）がレーザの光軸Ｚ
と整合している。また、この例では、レーザ結晶１４
は、偏光性結晶以外でもよく、例えばＴｍ：ＹＬＦ、Ｔ
ｍ：ＹＡＧ等を用いることができる。その他の構成は、
図２と同様である。
【００１７】この構成により、結晶に電界の印加によっ
て、レーザ光軸方向の屈折率を直接変化させ、光路長が
制御でき、波長制御が可能となる。また、電歪素子に比
べて応答性が高まり、安定化制御等の性能が向上する。
て、レーザ光軸方向の屈折率を直接変化させ、光路長が
制御でき、波長制御が可能となる。また、電歪素子に比
べて応答性が高まり、安定化制御等の性能が向上する。
【００１８】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】上述したように、本発明の電界制御によ
る波長可変マイクロチップレーザは、電界制御により高
い応答性で波長を変化させることができる、等の優れた
効果を有する。
る波長可変マイクロチップレーザは、電界制御により高
い応答性で波長を変化させることができる、等の優れた
効果を有する。
【図１】非線形結晶の説明図である。
【図２】本発明による波長可変マイクロチップレーザの
構成図である。
構成図である。
【図３】本発明による別の波長可変マイクロチップレー
ザの構成図である。
ザの構成図である。
【図４】従来の複屈折フィルタの原理図である。
【図５】従来の別の複屈折フィルタの原理図である。
１０ 波長可変マイクロチップレーザ １２ 非線形結晶 １２ａ 境界面 １２ｂ 全反射面 １３ 電極 １４ レーザ結晶 １４ａ 境界面 １４ｂ 部分反射面
Claims (3)
- 【請求項１】 電界の印加によって各結晶軸方向の屈折
率を変化させるように構成された非線形結晶と、レーザ
結晶とからなり、該非線形結晶とレーザ結晶はそれぞ
れ、互いに共通な平面境界面と、該境界面にほぼ直交す
る外端面とを有し、レーザ結晶の外端面は全反射面であ
り、非線形結晶の外端面は部分反射面であり、レーザ結
晶の全反射面と非線形結晶の部分反射面とによりファブ
リペロー型共振器を構成する、ことを特徴とする電界制
御による波長可変マイクロチップレーザ。 - 【請求項２】 前記レーザ結晶は、偏光性のある結晶で
ある、ことを特徴とする請求項１に記載の電界制御によ
る波長可変マイクロチップレーザ。 - 【請求項３】 前記非線形結晶の非線形軸がレーザの光
軸と整合している、ことを特徴とする請求項１に記載の
電界制御による波長可変マイクロチップレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9216117A JPH1168209A (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 電界制御による波長可変マイクロチップレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9216117A JPH1168209A (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 電界制御による波長可変マイクロチップレーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168209A true JPH1168209A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16683521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9216117A Pending JPH1168209A (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 電界制御による波長可変マイクロチップレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1168209A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825682B2 (en) | 2000-04-05 | 2004-11-30 | Infineon Technologies Ag | Test configuration for the functional testing of a semiconductor chip |
| JP2006126838A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Asml Holding Nv | 電気光学変調器を利用するシステムおよび方法 |
| US7876420B2 (en) | 2004-12-07 | 2011-01-25 | Asml Holding N.V. | System and method utilizing an electrooptic modulator |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP9216117A patent/JPH1168209A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825682B2 (en) | 2000-04-05 | 2004-11-30 | Infineon Technologies Ag | Test configuration for the functional testing of a semiconductor chip |
| JP2006126838A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Asml Holding Nv | 電気光学変調器を利用するシステムおよび方法 |
| US7876420B2 (en) | 2004-12-07 | 2011-01-25 | Asml Holding N.V. | System and method utilizing an electrooptic modulator |
| US8879045B2 (en) | 2004-12-07 | 2014-11-04 | Asml Holding N.V. | Method utilizing an electrooptic modulator |
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