JP2001160642A - 集積型可変波長レーザー - Google Patents
集積型可変波長レーザーInfo
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Abstract
提供する。 【解決手段】 集積型可変波長レーザーにおいて、レー
ザー媒質により構成される光導波路13に、外部から制
御可能な周期的屈折率分布を設け分布帰還を得ることに
より、レーザー媒質、光共振器、波長同調素子を単一の
基板11上に集積化させる。
Description
積化させる集積型可変波長レーザーに関するものであ
る。
ように構成されていた。
式図である。
ザーは、光の増幅を行うレーザー媒質1と、2枚の鏡2
A,2Bよりなる光共振器2と、波長同調素子3と、励
起光源としての励起用レーザー4の4つの部分(エレメ
ント)より成り立っている。
た従来の可変波長レーザーは、4つのエレメントを備え
ているため、大型化するとともに、コストの上昇が避け
られないものであった。
コストな集積型可変波長レーザーを提供することを目的
とする。
成するために、 〔1〕集積型可変波長レーザーにおいて、レーザー媒質
により構成される光導波路に、外部から制御可能な周期
的屈折率分布を設け分布帰還を得ることにより、レーザ
ー媒質、光共振器、波長同調素子を単一の基板上に集積
化させることを特徴とする。
ーザーにおいて、前記基板に半導体レーザーや半導体レ
ーザー励起固体レーザーなどを励起光源として組み合わ
せることを特徴とする。
て図面を参照しながら説明する。
ザー、アレキサンドライトレーザー、チタン・サファイ
アレーザー、色中心レーザー、光パラメトリック発振器
など、発振する光の波長を10nm以上にわたって制御
して連続的に変化できるレーザーのことをいう。この種
のレーザーは、分光分析などの用途に使われている。半
導体レーザーも広い意味では可変波長レーザーである。
け、導波路を伝搬する光がその凹凸の周期で決まる特定
の波長で反射される現象を利用して、単色性の良いレー
ザー発振を得る技術は、分布帰還(DFB:Distr
ibuted Feedback)法と呼ばれ、半導体
レーザーに適用され、その単色性の向上に寄与してい
る。
化して導波型レーザーを形成し、上記分布帰還法を用い
てレーザー媒質・光共振器・波長同調素子の3者を長さ
数ミリメートル(10mm程度)のサイズに一体化して
集積した点に特徴がある。
的な凹凸をつけるのではなく、外部から音波や光波、電
子ビームの波動を与えて、導波路内に屈折率の周期構造
を誘起し、それによって、分布帰還動作を達成する点に
特徴がある。
から制御して変化させることにより、発振波長を連続的
に広く変化させることができる。
長レーザーの模式図である。
レーザーは、各エレメントを一体化して平板光導波路上
に集積化することによって得られる。つまり、基板11
上に励起用レーザー12と、外部から周期を制御する、
屈折率の周期構造を持った薄膜レーザー媒質(光導波
路)13を備える。
ものと比べ、著しく小型で低コストの可変波長レーザー
を実現することができる。
である、レーザー媒質と、光共振器、波長同調素子、及
び励起用レーザーの4エレメントを一体化するには、本
発明では光導波路をレーザー媒質13で構成し、この導
波路13に沿って外部から屈折率の周期的な変化を与え
て、特定波長での光帰還を行わせる。更に、励起用レー
ザー12として半導体レーザー(LD)あるいは半導体
レーザー励起のマイクロチップ固体レーザーを励起源と
して、その出力を光導波路13に結合することにより達
成される。
基板11上に可変波長レーザー媒質(導波路)13を2
〜5ミクロンの厚さに薄膜化して堆積させる。その導波
路13を励起用レーザー12で照射し、励起すると同時
に、導波路13に発振させたい波長の整数分の1の周期
の屈折率変化をつけることで、定められた波長の光だけ
を帰還させ、フィルター効果により狭いスペクトル幅で
レーザー発振を得る。
にその周期を外部から制御する方法としては、超音波を
導波路に沿って伝搬させる方法、励起光や電子ビームを
干渉させる方法がある。超音波の場合にはその周波数を
制御し、光や電子ビームの場合には入射角を変化させ
て、発振波長を制御する。
レーザー(LD)、あるいは半導体レーザーを励起源と
する固体のマイクロチップレーザーを使い、その出力を
直接、あるいは光導波路13を介して上述の集積型可変
波長レーザーの導波路13に結合させることにより、全
体の小型集積化が達成される。
いて図2を参照しながら説明する。
来方法と、(2)励起光を干渉させる方法について、下
記のように動作を確認している。
ける分布帰還の実験では、図2(a)に示すように、励
起源21はパルスNd:YAG固体レーザーであり、レ
ンズ系22により細長いビームパターンに整形される。
23は試作した集積型可変波長レーザーであり、ガラス
基板上に有機色素をドープした厚さ5ミクロンのアクリ
ル樹脂である。その表面に予め紫外線レーザー光を2方
向から照射して、干渉縞を露光後エッチングして、回折
格子を形成しておく。この素子に励起光をあてると、分
布帰還を起こして、図3に示すような、特定の狭いスペ
クトルでレーザー発振を起こした。なお、図3におい
て、横軸は波長(nm)、縦軸は分布帰還レーザーの出
力(任意スケール)を表しており、色素はローダミン6
G1.28×10-2mol/l、励起強度は点線の場合
は1.6(mJ/cm2 )、実線の場合は4.4(mJ
/cm2 )である。
方法による分布帰還の実験である。励起光ビームを鏡2
4により二つに分け、2方向から照射することにより、
膜内に励起光の干渉縞が生じ、分布帰還が達成される。
この場合は、上記(A)と違って、入射角を変えること
により縞の周期が変化し、発振波長を制御できる。図4
は入射角を変えることによって、発振スペクトルが変化
したことを示す実験結果である。なお、図4において、
横軸は波長(nm)、縦軸は分布帰還レーザーの出力
(任意スケール)を表しており、色素はローダミン6G
3.5×10-2mol/l、導波路の長さt=5.4μ
m、入力エネルギー203μJである。
周期的変化を導波路内に誘起する方法である。すなわ
ち、電子発振器25により超音波発振器26を駆動し、
その音波を光導波路に沿って伝搬させ、同時に励起光を
照射することによって、分布帰還を達成する。この方法
では、電子発振器の周波数を変えることにより電気的に
波長同調が可能である。なお、27は超音波吸収体であ
る。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
ーザーを得ることができる。
ザー励起固体レーザーなどを励起光源として組み合わせ
る。例えば、超音波により屈折率の周期的変化を導波路
内に誘起する。すなわち、電子発振器により超音波発振
器を駆動し、その音波を光導波路に沿って伝搬させ、同
時に励起光を照射することによって、分布帰還を達成す
る。そして、電子発振器の周波数を変えることにより電
気的に波長同調が可能となる。
の模式図である。
ペクトルの例を示す図である。
分布帰還発振時のスペクトルの例を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 集積型可変波長レーザーにおいて、 レーザー媒質により構成される光導波路に、外部から制
御可能な周期的屈折率分布を設け分布帰還を得ることに
より、レーザー媒質、光共振器、波長同調素子を単一の
基板上に集積化させることを特徴とする集積型可変波長
レーザー。 - 【請求項2】 請求項1記載の集積型可変波長レーザー
において、前記基板に半導体レーザーや半導体レーザー
励起固体レーザーなどを励起光源として組み合わせるこ
とを特徴とする集積型可変波長レーザー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34324699A JP2001160642A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 集積型可変波長レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34324699A JP2001160642A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 集積型可変波長レーザー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001160642A true JP2001160642A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=18360057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34324699A Pending JP2001160642A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 集積型可変波長レーザー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001160642A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003273434A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Japan Science & Technology Corp | 可変波長固体色素レーザー装置 |
JP2006049583A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Seiko Electric Co Ltd | 固体色素レーザーチップ |
US8354073B2 (en) | 2004-06-04 | 2013-01-15 | Kyushu University, National University Corporation | Inspection chip equipped with a light amplifier element |
-
1999
- 1999-12-02 JP JP34324699A patent/JP2001160642A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003273434A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Japan Science & Technology Corp | 可変波長固体色素レーザー装置 |
US8354073B2 (en) | 2004-06-04 | 2013-01-15 | Kyushu University, National University Corporation | Inspection chip equipped with a light amplifier element |
JP2006049583A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Seiko Electric Co Ltd | 固体色素レーザーチップ |
JP4620406B2 (ja) * | 2004-08-04 | 2011-01-26 | 株式会社正興電機製作所 | 固体色素レーザーチップ |
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