JP7453519B2 - Oscillation adjustment method - Google Patents
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Description
本発明は、発振調整方法に関し、特に体積ブラッグ回折格子を用いた外部共振器半導体レーザの発振調整方法に関する。 The present invention relates to a method for adjusting oscillation, and particularly to a method for adjusting oscillation of an external cavity semiconductor laser using a volume Bragg grating.
体積ブラッグ回折格子を使用して外部共振器を構成することで単一縦モード動作させた外部共振器半導体レーザが知られている(たとえば、特許文献1参照)。外部共振器半導体レーザでは、波長選択格子によって一部のスペクトルのみを選択的に光フィードバックすることにより、特定の波長のみで狭線幅のレーザ発振が可能である。特に、体積ブラッグ回折格子を用いた外部共振器半導体レーザは、従来の手法(例えば、回折格子の波長選択性を用いる方法)と比較し、ブラッグ回折を用いるために角度のずれに対しても発振波長が変わりづらい等の性質を有する。 An external cavity semiconductor laser is known that operates in a single longitudinal mode by constructing an external cavity using a volumetric Bragg diffraction grating (for example, see Patent Document 1). In an external cavity semiconductor laser, laser oscillation with a narrow linewidth is possible only at a specific wavelength by selectively optically feeding back only a part of the spectrum using a wavelength selection grating. In particular, compared to conventional methods (for example, methods that use the wavelength selectivity of the diffraction grating), external cavity semiconductor lasers using a volumetric Bragg diffraction grating can oscillate even with angular shifts because they use Bragg diffraction. It has properties such as its wavelength is difficult to change.
通常の回折格子は、入射光線を、波長に応じて様々な角度に回折する。幅広い入射角で回折が見えるため、回折光線を目安にして発振調整が可能である。これに対し、体積ブラッグ回折格子は、ブラッグ回折を基本にするため、高度の波長選択性を有する。体積ブラッグ回折格子は、所定の入射角に対して、ブラッグ条件を満たす波長(ブラッグ波長)成分のみを回折し、それ以外の光を透過させる。体積ブラッグ回折格子を用いて外部共振器を構成する場合、半導体レーザ単体のスペクトル幅が、体積ブラッグ回折格子の波長幅よりも広いため、ごく一部の光しか回折しない。したがって、目安となる回折光が見えにくく、レーザの発振調整が困難である。 A typical diffraction grating diffracts an incident light beam into different angles depending on the wavelength. Since diffraction is visible over a wide range of incident angles, oscillation adjustment can be made using the diffracted beam as a guide. On the other hand, a volume Bragg diffraction grating is based on Bragg diffraction and therefore has a high degree of wavelength selectivity. A volumetric Bragg diffraction grating diffracts only a wavelength component satisfying a Bragg condition (Bragg wavelength) at a predetermined incident angle, and transmits other light. When an external resonator is constructed using a volumetric Bragg grating, only a small portion of the light is diffracted because the spectral width of a single semiconductor laser is wider than the wavelength width of the volumetric Bragg grating. Therefore, it is difficult to see the diffracted light that serves as a guide, and it is difficult to adjust the laser oscillation.
本発明は、体積ブラッグ回折格子を用いた外部共振器半導体レーザの発振調整を容易にすることを目的とする。 An object of the present invention is to facilitate the oscillation adjustment of an external cavity semiconductor laser using a volumetric Bragg grating.
本発明の一つの側面において、発振調整方法は、
半導体レーザからの光を第1の光路と第2の光路に分岐して、前記第1の光路で外部共振器を形成して単一縦モード発振させ、
前記第2の光路に体積ブラッグ回折格子を配置し、前記体積ブラッグ回折格子による回折光が前記半導体レーザに戻るように、前記第2の光路の光軸に対する前記体積ブラッグ回折格子の角度を調整し、
前記体積ブラッグ回折格子の角度調整の後に、前記第1の光路を遮断して、前記体積ブラッグ回折格子で発振するように前記体積ブラッグ回折格子の位置を調整する。
In one aspect of the present invention, the oscillation adjustment method includes:
branching light from a semiconductor laser into a first optical path and a second optical path, forming an external resonator in the first optical path and causing single longitudinal mode oscillation;
A volume Bragg diffraction grating is arranged in the second optical path, and an angle of the volume Bragg diffraction grating with respect to the optical axis of the second optical path is adjusted so that the diffracted light by the volume Bragg diffraction grating returns to the semiconductor laser. ,
After adjusting the angle of the volume Bragg diffraction grating, the first optical path is blocked and the position of the volume Bragg diffraction grating is adjusted so that the volume Bragg diffraction grating oscillates.
上記の手法により、体積ブラッグ回折格子を用いた外部共振器半導体レーザの発振調整が容易になる。 The above method facilitates oscillation adjustment of an external cavity semiconductor laser using a volumetric Bragg grating.
図1A~図1Dは、実施形態の発振調整方法の手順を示す模式図である。上述したように、体積ブラッグ回折格子(Volume Bragg Grating;以下、適宜「VBG」と略称する)は通常の回折格子と異なり、特定の波長の光が特定の角度で入射したときのみ光を回折する。そのため、VBGで外部共振器を構成して半導体レーザを単一縦モード発振させるときに、可視光レーザであっても調整の目安となる光が見えにくく、発振調整が難しい。そこで、実施形態では、スペクトルをブラッグ波長近傍にあらかじめ集中させることで発振調整を容易とする。 1A to 1D are schematic diagrams showing the procedure of the oscillation adjustment method according to the embodiment. As mentioned above, a Volume Bragg Grating (hereinafter abbreviated as "VBG" as appropriate) differs from a normal diffraction grating in that it diffracts light only when light of a specific wavelength is incident at a specific angle. . Therefore, when an external resonator is configured with VBG and a semiconductor laser is caused to oscillate in a single longitudinal mode, it is difficult to see the light that serves as a guide for adjustment even with a visible light laser, making it difficult to adjust the oscillation. Therefore, in the embodiment, the oscillation adjustment is facilitated by concentrating the spectrum in the vicinity of the Bragg wavelength in advance.
実施形態では、図1A~図1Dの手順で調整することで、VBGを用いた外部共振器半導体レーザ(External Cavity Laser Diode;以下、「ECLD」と称する)の発振調整が容易になる。 In the embodiment, the oscillation adjustment of an external cavity laser diode (hereinafter referred to as "ECLD") using VBG is facilitated by adjusting according to the procedures shown in FIGS. 1A to 1D.
(第1ステップ)
図1Aで、半導体レーザ1(以下、「LD1」と称する)の出力光を、偏光ビームスプリッタ4(以下、「PBS4」と称する)や部分反射ミラー等で、第1の光路P1と第2の光路P2に分岐し、第1の光路P1で外部共振器を形成して単一縦モード発振させる。LD1の一方の端面は反射防止(AR)面、もしくは部分反射(PR)面1aとなっており、他方の端面は高反射面1bである。AR面の反射率は5%未満が好ましく、1%以下がより好ましい。PR面の反射率は5%~50%が好ましく、10%~30%がより好ましい。高反射面の反射率は95%以上が好ましく、98%以上がより好ましい。
(1st step)
In FIG. 1A, output light from a semiconductor laser 1 (hereinafter referred to as "LD1") is divided into a first optical path P1 and a second optical path by a polarizing beam splitter 4 (hereinafter referred to as "PBS4"), a partial reflection mirror, etc. The light is branched into an optical path P2, and an external resonator is formed in the first optical path P1 to cause single longitudinal mode oscillation. One end surface of the
第1の光路P1に波長選択性の反射器3が配置され、反射器3と、LD1の高反射面1bとで、共振器が形成される。反射器3として、通常の回折格子を用いてもよいし、干渉フィルタまたは分布ブラッグ反射器のいずれかと、ミラーとを組み合わせた構成を採用してもよい。反射器3で形成される外部共振器を、便宜上、「第1共振器(以下、「ER1」と称する)」と呼ぶ。後のステップでVBGとLD1との間に構成される外部共振器と区別するためである。
A wavelength
LD1とPBS4との間に、半波長板2が挿入されてもよい。半波長板2は、入射光が直交する2つの直線偏光成分に180度の位相差を与える。その結果、直線偏光を入射した際に、その偏光面を任意の角度に回転することができる。LD1からの出力光の偏光方向を回転させることにより、PBS4への入射角と反射角を調整できる。また、LD1と半波長板2との間に、コリメートレンズが挿入されていてもよい。
A half-wave plate 2 may be inserted between the LD1 and the PBS4. The half-wave plate 2 gives a phase difference of 180 degrees to two orthogonal linearly polarized components of the incident light. As a result, when linearly polarized light is incident, the plane of polarization can be rotated to any angle. By rotating the polarization direction of the output light from the
PBS4の分岐比は、たとえば1対1であるが、これに限定されず、適切な分岐比を設計することができる。PBS4で反射された偏光成分は、反射器3に入射し、反射器3からの戻り光は、PBS4で反射され、半波長板2を通ってLD1の活性層に入射する。反射器3とLD1との間の光の反復により、LD1はER1の共振波長で単一縦モード発振する。
The branching ratio of the PBS 4 is, for example, 1:1, but is not limited to this, and an appropriate branching ratio can be designed. The polarized light component reflected by the PBS 4 enters the
第2の光路P2上に波長計5が配置され、PBS4の透過光を測定して、ER1を用いた単一縦モードの発振波長をモニタする。波長計5で測定される波長が、目的の波長になるように、第1の光路P1の光軸に対する反射器3の波長選択域が調整される。第1ステップは、LD1を単一縦モード発振させる手順である。換言すると、発振前のLD1のブロードな波長スペクトルを、ブラッグ波長を含む特定の波長範囲に絞り込む手順である。可視光を出力するLD1を用いる場合でも、最初からLD1の発振波長を、狭い幅のVBG波長に合わせ込むのは困難である。第1ステップを行うことで、LD1の出力光のスペクトルを、ブラッグ波長の近傍の発振波長に絞り込むことができる。
A wavelength meter 5 is placed on the second optical path P2, and measures the transmitted light of the PBS 4 to monitor the oscillation wavelength of a single longitudinal mode using ER1. The wavelength selection range of the
反射器3の角度は、ER1の共振波長、すなわち、単一縦モード発振の中心波長が、VBGの設計波長(入射した方向と回折する方向とが等しくなるブラッグ波長)よりも若干、短波長側にシフトするように調整されてもよい。後のステップで、VBGを第2の光路P2に組み込む際に、VBGで回折される光の量は入射光の光量に比べて少ない。VBGで回折された光が、単一縦モード発振してVBGに入射した光と同じ光路をたどってLD1に向かうと、VBGの回折光が入射レーザ光に埋もれて、回折光をLD1の活性層へ戻す調整が困難になる。波長計5でモニタする共振波長を、VBGの設計波長よりも若干短波長側に設定することで、VBGの回折光を入射光の光路からわずかに逸れた状態で、LD1に戻すことができる。この詳細については、図1Bを参照して後述する。
The angle of the
図2は、ER1による発振波長の絞り込みを説明する図である。LD1が一般的な利得導波路型のレーザダイオードである場合、単一縦モード発振する前のLD1の出力光のスペクトルには、多数のピークが含まれている。マルチ縦モードの平均的な分布をとると、図2のように、広い波長範囲に拡がるスペクトルとなる。 FIG. 2 is a diagram illustrating narrowing down of the oscillation wavelength by ER1. When LD1 is a general gain waveguide type laser diode, the spectrum of output light from LD1 before single longitudinal mode oscillation includes many peaks. If we take the average distribution of multiple longitudinal modes, we get a spectrum that spreads over a wide wavelength range, as shown in FIG.
第1の光路P1に適切な角度で反射器3を配置することで、LD1をER1の共振波長で単一縦モード発振させることができる。ER1の共振ピーク波長が、VBGの設計波長λ0よりもやや短波長側にあるように、反射器3の角度が調整される。
By arranging the
VBGの回折波長幅をΔλとすると、ER1の共振の中心波長λresntが、
λresnt=λ0-bΔλ (0.5<b<3.0)
となるように、反射器3の角度を調整してもよい。ここで、bは係数である。bの値は、一例として、0.5よりも大きく、3.0よりも小さい範囲、より好ましくは、1.0以上、2.5以下である。bの値が0.5以下では、VBGの回折光と入射光を区別することが難しい。bの値が3.0を超えると、VBGの回折光の方向が第2の光路P2から逸脱しすぎて、回折光をLD1に戻すことが難しい。第1の光路P1で、反射器3の角度を適切に調整することで、ER1によるLD1の単一縦モード発振波長を、VBGの回折光の波長よりもやや短波長側に設定することができる。
If the diffraction wavelength width of VBG is Δλ, the center wavelength of resonance of ER1 λresnt is
λresnt=λ 0 −bΔλ (0.5<b<3.0)
The angle of the
(第2ステップ)
LD1を単一縦モード発振させた後に、図1Bで、VBG7を第2の光路P2に配置して、VBG7による回折光LdifがLD1に戻るように、第2の光路P2の光軸に対するVBG7の角度を調整する。
(Second step)
After causing LD1 to oscillate in a single longitudinal mode, as shown in FIG. 1B, VBG7 is placed in second optical path P2, and VBG7 is adjusted relative to the optical axis of second optical path P2 so that the diffracted light Ldif by VBG7 returns to LD1. Adjust the angle.
VBG7は、ガラスに屈折率異方性の層が幾千も形成された回折格子であり、層(界面)の積み重ね方向の厚さは、立体と呼べる程度に厚く形成されている。実施形態では、一例として、5mm×5mm×2.5mmのVBG7を用いた。VBG7内部の界面で反射された光が強め合う条件のときに、回折が起きる。 The VBG 7 is a diffraction grating in which thousands of layers with refractive index anisotropy are formed in glass, and the thickness of the layers (interfaces) in the stacking direction is so thick that it can be called three-dimensional. In the embodiment, VBG7 of 5 mm x 5 mm x 2.5 mm is used as an example. Diffraction occurs under conditions where the light reflected at the interface inside the VBG 7 strengthens each other.
図3、及び図4は、VBG7の特性を説明する模式図である。図3は、VBG7を上面から見た図である。VBG7には、多くの屈折率異方性の層71が一定の周期Λで形成されている。VBG7の内部の周期的な屈折率分布により、限られた入射角θと波長λBの組み合わせの光だけが回折され、それ以外の光は透過する。一般的には、屈折率異方性の層71は、VBG7の入射面と平行に配置されるのではなく、所定の角度を持って形成されている。 3 and 4 are schematic diagrams illustrating the characteristics of the VBG7. FIG. 3 is a top view of the VBG7. In the VBG 7, many refractive index anisotropic layers 71 are formed at a constant period Λ. Due to the periodic refractive index distribution inside the VBG 7, only light having a limited combination of incident angle θ and wavelength λ B is diffracted, and other light is transmitted. Generally, the refractive index anisotropic layer 71 is not arranged parallel to the incident plane of the VBG 7, but is formed at a predetermined angle.
図4で、説明を簡単にするために、多数の屈折率異方性の層がVBG7の入射面と平行に設けられる場合を考える。VBG7でブラッグ回折が起きる条件は、
2n0Λcosθ=λB
が満たされるときである。ここで、n0はガラス本体の屈折率である。ここでは、一般的な光学の分野で用いられる入射角(入射面の法線と入射光が成す角度)をθとして説明する。この条件をブラッグ条件と呼ぶ。
In FIG. 4, to simplify the explanation, consider the case where a large number of refractive index anisotropic layers are provided parallel to the incident plane of the VBG 7. The conditions for Bragg diffraction to occur in VBG7 are:
2n 0 Λcosθ=λ B
This is when the requirements are met. Here, n 0 is the refractive index of the glass body. Here, the description will be made assuming that the incident angle (the angle formed by the normal line of the incident surface and the incident light) used in the field of general optics is θ. This condition is called the Bragg condition.
θ=0のとき、すなわち、入射光が回折面に対して垂直に入射するときに、λBは最大になる(cosθ=1)。入射光の波長λがλ0=2n0Λを満たすときに、θ=0であり、光は入射した方向に回折される。ここでは、このλ0をVBGの設計波長と定義する。 When θ=0, that is, when the incident light is perpendicular to the diffraction surface, λ B becomes maximum (cos θ=1). When the wavelength λ of the incident light satisfies λ 0 =2n 0 Λ, θ=0, and the light is diffracted in the direction of incidence. Here, this λ 0 is defined as the design wavelength of the VBG.
実際は、VBG7への入射光線波長λinが、 Actually, the wavelength λ in of the incident light to VBG7 is
実施形態では、一例として、設計波長λ0が、496.23±0.12nm、回折波長幅Δλが、0.05nm程度のVBG7を用いた。第2ステップでは、このVBG7を、VBG7の最終的な配置位置よりもLD1から離れた位置において、回折面の角度を調整する。VBG7の角度をLD1から離れた位置で調整するのは、VBG7がLD1から離れるほど、第2の光路P2でVBG7に入射する光と、VBG7の回折光Ldifとを区別しやすくなるからである。実施形態では、一例として、VBG7をLD1から30cm程度離して、第2の光路P2上に配置した。
In the embodiment, as an example, VBG7 with a design wavelength λ 0 of 496.23±0.12 nm and a diffraction wavelength width Δλ of about 0.05 nm is used. In the second step, the angle of the diffraction surface of the VBG 7 is adjusted at a position farther from the
LD1からPBS4を透過してVBG7に入射する光は、ER1により単一縦モード発振した光である。上述のように、単一縦モード発振した光の中心波長は、VBG7の設計波長よりも若干、短波長側に設定されている。そのため、入射レーザ光に含まれるほぼすべての光が、ブラッグ条件を満たす、入射レーザ光の光軸からわずかに逸れた方向に回折される。LD1からVBG7までの距離を長くとることで、回折光Ldifの偏向が認識しやすくなる。回折光Ldifが見える状態で、VBG7の角度を調整して回折光Ldifの方向を第2の光路P2に合わせ込むことで、回折光Ldifを精度良く、LD1の活性層に入射させる。 The light that passes through the PBS4 from the LD1 and enters the VBG7 is light oscillated in a single longitudinal mode by the ER1. As described above, the center wavelength of the light oscillated in a single longitudinal mode is set to be slightly shorter than the design wavelength of the VBG 7. Therefore, almost all of the light contained in the incident laser beam is diffracted in a direction slightly deviating from the optical axis of the incident laser beam, which satisfies the Bragg condition. By increasing the distance from LD1 to VBG7, it becomes easier to recognize the deflection of the diffracted light Ldif. With the diffracted light Ldif visible, the angle of the VBG 7 is adjusted to align the direction of the diffracted light Ldif with the second optical path P2, thereby making the diffracted light Ldif enter the active layer of the LD1 with high precision.
VBG7の角度調整で、VBG7への入射光と、VBG7からの回折光Ldifは、同じ高さ位置(Y方向の位置)にある。VBG7への入射光のうち、所定の角度で入射したVBG波長の光だけが回折され、入射光の光軸から若干逸れて、X-Z面内をLD1に向かって伝搬する。 By adjusting the angle of VBG7, the incident light to VBG7 and the diffracted light Ldif from VBG7 are at the same height position (position in the Y direction). Of the light incident on the VBG 7, only the light of the VBG wavelength that is incident at a predetermined angle is diffracted, deviates slightly from the optical axis of the incident light, and propagates in the XZ plane toward the LD1.
VBG7の角度調整は、LD1の発振パワーやモニタ電流値が最大となるように調整されてもよい。発振パワーをモニタする場合は、パワーメータをVBG7の透過側に配置してパワーを測定してもよい。LD1の出力を電流測定する場合は、LDパッケージに設置されたフォトダイオード(PD)8の電流値が最大となるように角度調整してもよい。
The angle of VBG7 may be adjusted so that the oscillation power and monitor current value of LD1 are maximized. When monitoring the oscillation power, a power meter may be placed on the transmission side of the VBG 7 to measure the power. When measuring the current of the output of the
PD8でモニタされる電流値は、ER1で得られる中心波長λresntの光と、VBG7で得られる中心波長λ0の回折光を足し合わせた光の強さを表わす。反射器3の角度は、第1ステップで単一縦モード発振させるときに調整されているので、PD8の電流値を最大にするVBG7の角度が、回折光LdifをLD1の活性層に戻すことのできる正しい角度である。
The current value monitored by the PD8 represents the intensity of the light that is the sum of the light with the center wavelength λresnt obtained by the ER1 and the diffracted light with the center wavelength λ0 obtained by the VBG7. Since the angle of the
(第3ステップ)
図1Cで、反射器3が置かれた第1の光路P1を遮断し、VBG7を、第2ステップで角度調整した位置から、第2の光路P2に沿って徐々にLD1に近づけて、VBG7単体で単一縦モード発振するように調整する。この時点では、反射器3を第1の光路P1上に置いたままの状態で、第1の光路P1を遮る。VBG7からの回折光Ldifを見失ったときに、直ちに第1の光路P1を光学的に接続して、LD1を単一縦モード発振させるためである。
(3rd step)
In FIG. 1C, the first optical path P1 in which the
第1の光路P1を遮断するときに、半波長板2をX-Z面内で回転させて、LD1の出力光のほぼすべてがVBG7が配置された第2の光路P2に透過するように調整してもよい。
When blocking the first optical path P1, rotate the half-wave plate 2 in the X-Z plane and adjust so that almost all of the output light of the
第2ステップでの角度調整により、VBG7からの回折光LdifがLD1の活性層に入射するように調整されている。第3ステップでは、VBG7を適切な位置までLD1に近づけることで、VBG7だけでLD1を単一縦モード発振させ、かつ最終的なレーザ装置のサイズをコンパクトにすることができる。
By adjusting the angle in the second step, the diffracted light Ldif from the VBG7 is adjusted to enter the active layer of the LD1. In the third step, by bringing the VBG 7 close to the
たとえば、VBG7の透過側にパワーメータ12を接続して、単一のピークが最大パワーで発生するように、VBG7の位置を調整する。一例として、VBG7を、LD1から30cm程度離れた位置から、5mm程度の距離まで近づけてもよい。第2の光路P2に沿ったVBG7の位置移動の間に、あるいは、VBG7の最終位置が決まった時点で、単一ピークの強度が最大となるように、VBG7の角度を、VBG7の配置面と平行な面内で回転させて、再度調整してもよい。
For example, a
(第4ステップ)
図1Dで、VBG7単体でのLD1の単一縦モード発振の後に、VBG7とLD1を除く不要な光学素子を除去する。実施形態の構成では、半波長板2、反射器3、PBS4を除去する。LD1とVBG7は調整された位置関係と角度関係で、レーザ装置のパッケージ内に配置されてもよい。これにより、高強度かつ狭帯域の外部共振器型の半導体レーザ装置が得られる。
(4th step)
In FIG. 1D, after single longitudinal mode oscillation of LD1 with VBG7 alone, unnecessary optical elements except VBG7 and LD1 are removed. In the configuration of the embodiment, the half-wave plate 2,
図5は、実施形態の発振調整方法のフローチャートである。LDの出力光を、第1の光路(P1)と第2の光路(P2)に分岐する(S1)。上述した実施形態ではPBS4を用いて、s偏光の反射光とp偏光の透過光に分岐させていたが、1対1の分割比率を持つ無偏光ビームスプリッタで、LDの出射光を第1の光路(P1)と第2の光路(P2)に分割してもよい。 FIG. 5 is a flowchart of the oscillation adjustment method according to the embodiment. The output light of the LD is branched into a first optical path (P1) and a second optical path (P2) (S1). In the embodiment described above, the PBS4 was used to split the reflected light of s-polarized light and the transmitted light of p-polarized light, but a non-polarizing beam splitter with a 1:1 splitting ratio splits the emitted light of the LD into the first one. It may be divided into an optical path (P1) and a second optical path (P2).
次に、第1の光路(P1)で外部共振器を形成して、LDを単一縦モード発振させる(S2)。実施形態では、第1の光路(P1)に配置される反射器として通常の回折格子を用い、LDの高反射面との間に外部共振器を形成していたが、干渉フィルタとミラーの組み合わせ、分布ブラッグ反射器とミラーの組み合わせなどを用いてもよい。 Next, an external resonator is formed in the first optical path (P1) to cause the LD to oscillate in a single longitudinal mode (S2). In the embodiment, an ordinary diffraction grating was used as a reflector disposed in the first optical path (P1), and an external resonator was formed between it and the high reflection surface of the LD, but a combination of an interference filter and a mirror , a combination of a distributed Bragg reflector and a mirror, etc. may also be used.
上述のように、反射器でLD1を単一縦モード発振させるときに、第1の光路(P1)に対する反射器の角度を調整することで、単一縦モードの発振波長を、VBG波長よりも若干、短波長側に設定してもよい。 As mentioned above, when oscillating LD1 in a single longitudinal mode with a reflector, by adjusting the angle of the reflector with respect to the first optical path (P1), the oscillation wavelength of the single longitudinal mode can be made to be shorter than the VBG wavelength. It may be set to a slightly shorter wavelength side.
次に、第2の光路(P2)にVBGを配置して、第2の光路(P2)に対する回折面の角度を調整する(S3)。角度調整は、VBGがLDから十分に離れた位置で行うことが望ましい。単一縦モード発振した入射光の波長よりも、VBGの設計波長をわずかに長波長とすることで、VBGの回折光を入射光と区別しやすくなる。 Next, a VBG is placed in the second optical path (P2), and the angle of the diffraction surface with respect to the second optical path (P2) is adjusted (S3). It is desirable that the angle adjustment be performed at a position where the VBG is sufficiently far away from the LD. By making the design wavelength of the VBG slightly longer than the wavelength of the incident light oscillated in a single longitudinal mode, it becomes easier to distinguish the diffracted light of the VBG from the incident light.
次に、第1の光路(P1)を遮断して、VBG単独で発振するようにVBGの位置、及び/または角度を調整する(S4)。この位置調整で、ECLDを単一かつ最大のピークで発振させる。 Next, the first optical path (P1) is blocked and the position and/or angle of the VBG is adjusted so that the VBG alone oscillates (S4). This position adjustment causes the ECLD to oscillate with a single, maximum peak.
最後に、反射器、ビームスプリッタ等の不要な光学素子を除去して、VBGとLDで形成されるレーザ装置から、高強度、かつ狭帯域のレーザ光を出力する(S5)。実施形態の発振調整方法により、VBGを用いた半導体レーザの発振調整が容易になる。 Finally, unnecessary optical elements such as reflectors and beam splitters are removed, and high-intensity, narrow-band laser light is output from the laser device formed by the VBG and LD (S5). The oscillation adjustment method of the embodiment facilitates oscillation adjustment of a semiconductor laser using VBG.
このように発振調整されたレーザ装置は、非常に狭いスペクトル幅の光を出力することができ、環境計測、分光分析、医療など、多様な分野に適用することができる。 A laser device whose oscillation is adjusted in this manner can output light with a very narrow spectral width, and can be applied to various fields such as environmental measurement, spectroscopic analysis, and medical care.
1 半導体レーザ
2 半波長板
3 反射器
4 偏光ビームスプリッタ
5 波長計
7 体積ブラッグ回折格子
12 パワーメータ
1 Semiconductor laser 2 Half-
Claims (6)
前記第2の光路に配置した波長計で、分岐された透過光を測定して、単一縦モードの発振波長を測定し、
前記波長計で測定される発振波長が、ブラッグ波長の近傍の発振波長であって、使用する体積ブラッグ回折格子の設計波長よりも短波長側になるように前記反射器の角度を調整し、
前記第2の光路に前記体積ブラッグ回折格子を配置し、前記体積ブラッグ回折格子による回折光が前記半導体レーザに戻るように、前記第2の光路の光軸に対する前記体積ブラッグ回折格子の角度を調整し、
前記体積ブラッグ回折格子の角度調整の後に、前記第1の光路を遮断して、前記体積ブラッグ回折格子単体で単一縦モード発振するように前記体積ブラッグ回折格子を前記第2の光路に沿って前記半導体レーザに近づけるように移動させて位置調整する、
ことを特徴とする発振調整方法。 branching light from a semiconductor laser into a first optical path and a second optical path, forming an external resonator with a reflector disposed in the first optical path, and causing single longitudinal mode oscillation;
measuring the split transmitted light with a wavelength meter placed in the second optical path to measure the oscillation wavelength of a single longitudinal mode;
Adjusting the angle of the reflector so that the oscillation wavelength measured by the wavelength meter is near the Bragg wavelength and is on the shorter wavelength side than the design wavelength of the volumetric Bragg grating used;
The volume Bragg diffraction grating is arranged in the second optical path, and the angle of the volume Bragg diffraction grating with respect to the optical axis of the second optical path is adjusted so that the diffracted light by the volume Bragg diffraction grating returns to the semiconductor laser. death,
After adjusting the angle of the volume Bragg grating, the first optical path is blocked and the volume Bragg grating is moved along the second optical path so that the volume Bragg grating alone oscillates in a single longitudinal mode. adjusting the position by moving it closer to the semiconductor laser ;
An oscillation adjustment method characterized by:
前記体積ブラッグ回折格子の前記位置調整が完了した後に、前記偏光ビームスプリッタを除去することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の発振調整方法。
splitting the light from the semiconductor laser into the first optical path and the second optical path by a polarizing beam splitter;
The oscillation adjustment method according to any one of claims 1 to 5 , characterized in that the polarization beam splitter is removed after the position adjustment of the volumetric Bragg grating is completed.
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