JPH0730183A - 半導体レーザー - Google Patents
半導体レーザーInfo
- Publication number
- JPH0730183A JPH0730183A JP16776793A JP16776793A JPH0730183A JP H0730183 A JPH0730183 A JP H0730183A JP 16776793 A JP16776793 A JP 16776793A JP 16776793 A JP16776793 A JP 16776793A JP H0730183 A JPH0730183 A JP H0730183A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser diode
- frequency
- grating element
- laser
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 進行波増幅領域を有するレーザーダイオード
と、このレーザーダイオードの後方端面から出射した光
を回折させてレーザーダイオードに戻すグレーティング
素子とからなる外部共振器型半導体レーザーにおいて、
出射光の周波数幅を十分に狭くし、かつ安定させる。 【構成】 レーザーダイオード10の後方端面10aから出
射してグレーティング素子13で回折したレーザービーム
11aを半球15において共振させ、この共振により周波数
が狭さく化されたレーザービーム11aを、グレーティン
グ素子13で回折させてレーザーダイオード10にフィード
バックする。
と、このレーザーダイオードの後方端面から出射した光
を回折させてレーザーダイオードに戻すグレーティング
素子とからなる外部共振器型半導体レーザーにおいて、
出射光の周波数幅を十分に狭くし、かつ安定させる。 【構成】 レーザーダイオード10の後方端面10aから出
射してグレーティング素子13で回折したレーザービーム
11aを半球15において共振させ、この共振により周波数
が狭さく化されたレーザービーム11aを、グレーティン
グ素子13で回折させてレーザーダイオード10にフィード
バックする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザー、特に詳
細には、進行波増幅領域を有するレーザーダイオード
と、このレーザーダイオードの後方端面から出射した光
を回折させてレーザーダイオードに戻すグレーティング
素子とからなる外部共振器型半導体レーザーに関するも
のである。
細には、進行波増幅領域を有するレーザーダイオード
と、このレーザーダイオードの後方端面から出射した光
を回折させてレーザーダイオードに戻すグレーティング
素子とからなる外部共振器型半導体レーザーに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】例えばConference On Lasers And
Electro−optics(コンファレンスオン レーザーズ
アンド エレクトロ・オプティクス)1993のPostdeadl
inePapers (ポストデッドライン ペーパーズ)CP
D1に記載があるように、進行波増幅領域を有するレー
ザーダイオードと、このレーザーダイオードの後方端面
から出射した光を平行光化するレンズと、平行光化され
た上記光を回折させてレーザーダイオードに戻すグレー
ティング素子とからなる外部共振器型半導体レーザーが
公知となっている。
Electro−optics(コンファレンスオン レーザーズ
アンド エレクトロ・オプティクス)1993のPostdeadl
inePapers (ポストデッドライン ペーパーズ)CP
D1に記載があるように、進行波増幅領域を有するレー
ザーダイオードと、このレーザーダイオードの後方端面
から出射した光を平行光化するレンズと、平行光化され
た上記光を回折させてレーザーダイオードに戻すグレー
ティング素子とからなる外部共振器型半導体レーザーが
公知となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の外部共振器
型半導体レーザーは、高出力、発振波長可変等の利点を
有する半面、出射光のスペクトル線幅が十分に狭いとは
言い難く、狭スペクトル化の余地が残されている。また
この外部共振器型半導体レーザーにおいては、出射光の
周波数(波長)が安定し難いという問題も認められる。
型半導体レーザーは、高出力、発振波長可変等の利点を
有する半面、出射光のスペクトル線幅が十分に狭いとは
言い難く、狭スペクトル化の余地が残されている。また
この外部共振器型半導体レーザーにおいては、出射光の
周波数(波長)が安定し難いという問題も認められる。
【0004】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、進行波増幅領域を有するレーザーダイオ
ードからなる外部共振器型半導体レーザーにおいて、出
射光の周波数幅を十分に狭くし、かつ安定させることを
目的とするものである。
たものであり、進行波増幅領域を有するレーザーダイオ
ードからなる外部共振器型半導体レーザーにおいて、出
射光の周波数幅を十分に狭くし、かつ安定させることを
目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザーは、先に述べたように進行波増幅領域を有するレー
ザーダイオードと、このレーザーダイオードの後方端面
から出射した光を回折させて上記レーザーダイオードに
戻すグレーティング素子とからなる外部共振器型半導体
レーザーにおいて、上記レーザーダイオードの後方端面
から出射して上記グレーティング素子で回折した光の周
波数を狭さく化する周波数弁別器、および、この周波数
が狭さく化された光を、上記グレーティング素子で回折
して上記後方端面からレーザーダイオードに戻る向きに
して該グレーティング素子に導く手段が設けられたこと
を特徴とするものである。
ザーは、先に述べたように進行波増幅領域を有するレー
ザーダイオードと、このレーザーダイオードの後方端面
から出射した光を回折させて上記レーザーダイオードに
戻すグレーティング素子とからなる外部共振器型半導体
レーザーにおいて、上記レーザーダイオードの後方端面
から出射して上記グレーティング素子で回折した光の周
波数を狭さく化する周波数弁別器、および、この周波数
が狭さく化された光を、上記グレーティング素子で回折
して上記後方端面からレーザーダイオードに戻る向きに
して該グレーティング素子に導く手段が設けられたこと
を特徴とするものである。
【0006】
【作用および発明の効果】上記構成の半導体レーザーに
おいては、周波数弁別器を経た光がレーザーダイオード
に戻されていわゆる光フィードバックがなされ、前方出
射光の周波数がロックされるが、このフィードバックさ
れる光は周波数弁別器によって周波数が狭さく化されて
いるので、前方出射光の周波数もそれに従って狭さく、
かつ安定化されて、その出力が高められる。
おいては、周波数弁別器を経た光がレーザーダイオード
に戻されていわゆる光フィードバックがなされ、前方出
射光の周波数がロックされるが、このフィードバックさ
れる光は周波数弁別器によって周波数が狭さく化されて
いるので、前方出射光の周波数もそれに従って狭さく、
かつ安定化されて、その出力が高められる。
【0007】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例による半
導体レーザーを示すものである。この半導体レーザーは
基本的に、テーパ状のストライプを備え進行波増幅領域
10cを有するレーザーダイオード10と、このレーザーダ
イオード10の後方端面10aから出射したレーザービーム
11aを平行光化するコリメーターレンズ12と、平行光化
された上記レーザービーム11aを回折させてレーザーダ
イオード10に戻すグレーティング素子13とからなる。な
おレーザーダイオード10の両端面10a、10bには、無反
射コートが施されている。
詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例による半
導体レーザーを示すものである。この半導体レーザーは
基本的に、テーパ状のストライプを備え進行波増幅領域
10cを有するレーザーダイオード10と、このレーザーダ
イオード10の後方端面10aから出射したレーザービーム
11aを平行光化するコリメーターレンズ12と、平行光化
された上記レーザービーム11aを回折させてレーザーダ
イオード10に戻すグレーティング素子13とからなる。な
おレーザーダイオード10の両端面10a、10bには、無反
射コートが施されている。
【0008】この構成においては、レーザーダイオード
10の前方端面10bとグレーティング素子13とによって半
導体レーザーの外部共振器が構成され、進行波増幅領域
10cによって増幅された光(レーザービーム)11bが前
方端面10bから出射する。そしてこのレーザービーム11
bは、上記外部共振器の作用で高出力のものとなり、ま
たグレーティング素子13の波長選択作用により、ある特
定の波長成分が特に高強度化したものとなる。
10の前方端面10bとグレーティング素子13とによって半
導体レーザーの外部共振器が構成され、進行波増幅領域
10cによって増幅された光(レーザービーム)11bが前
方端面10bから出射する。そしてこのレーザービーム11
bは、上記外部共振器の作用で高出力のものとなり、ま
たグレーティング素子13の波長選択作用により、ある特
定の波長成分が特に高強度化したものとなる。
【0009】次に、前方出射光である上記レーザービー
ム11bの周波数(波長)をさらに狭さく化し、そして十
分に安定させるための構成について説明する。グレーテ
ィング素子13に入射したレーザービーム11aの一部はそ
こで回折して図中上方に進行し、集光レンズ14によって
収束せしめられる。このレーザービーム11aが入射する
位置には、光学ガラス等からなる周波数弁別器としての
半球15が配設されている。この半球15はその球面15aに
高反射コートが施されたものであり、球面15aの中心を
含む平面15bがレーザービーム11aの収束位置に有るよ
うに配置されている。
ム11bの周波数(波長)をさらに狭さく化し、そして十
分に安定させるための構成について説明する。グレーテ
ィング素子13に入射したレーザービーム11aの一部はそ
こで回折して図中上方に進行し、集光レンズ14によって
収束せしめられる。このレーザービーム11aが入射する
位置には、光学ガラス等からなる周波数弁別器としての
半球15が配設されている。この半球15はその球面15aに
高反射コートが施されたものであり、球面15aの中心を
含む平面15bがレーザービーム11aの収束位置に有るよ
うに配置されている。
【0010】この半球15に入射したレーザービーム11a
の一部は球面15a、平面15b、球面15a、平面15b……
で次々に反射してV字状光路に閉じ込められ、この光路
の長さで決まる共振周波数のレーザービーム11aのみが
共振する。そして、共振したレーザービーム11aの一部
が平面15bを透過して集光レンズ14に入射し、グレーテ
ィング素子13で回折して、後方端面10aからレーザーダ
イオード10に戻る。このようにして光フィードバックが
なされ、レーザービーム11bの周波数がロックされる
が、上記共振周波数と一致する周波数の光のみが弁別さ
れて(つまり周波数が狭さく化されて)フィードバック
光となっているので、レーザービーム11bの周波数もそ
れに従って狭さく化され、そして十分に安定して、その
出力が高められる。例えば、半球15を設けないときレー
ザービーム11bのスペクトル線幅が10MHz程度である
場合に、半球15を設ければ、スペクトル線幅を 100kH
z程度まで狭さく化することができる。
の一部は球面15a、平面15b、球面15a、平面15b……
で次々に反射してV字状光路に閉じ込められ、この光路
の長さで決まる共振周波数のレーザービーム11aのみが
共振する。そして、共振したレーザービーム11aの一部
が平面15bを透過して集光レンズ14に入射し、グレーテ
ィング素子13で回折して、後方端面10aからレーザーダ
イオード10に戻る。このようにして光フィードバックが
なされ、レーザービーム11bの周波数がロックされる
が、上記共振周波数と一致する周波数の光のみが弁別さ
れて(つまり周波数が狭さく化されて)フィードバック
光となっているので、レーザービーム11bの周波数もそ
れに従って狭さく化され、そして十分に安定して、その
出力が高められる。例えば、半球15を設けないときレー
ザービーム11bのスペクトル線幅が10MHz程度である
場合に、半球15を設ければ、スペクトル線幅を 100kH
z程度まで狭さく化することができる。
【0011】次に、図2を参照して本発明の第2実施例
について説明する。なおこの図2において、前記図1中
の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについて
の説明は、必要の無い限り省略する(以下、同様)。
について説明する。なおこの図2において、前記図1中
の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについて
の説明は、必要の無い限り省略する(以下、同様)。
【0012】この第2実施例においては、レーザーダイ
オード10の前方端面10bから出射した波長λ1 =860 n
mのレーザービーム11bがコリメーターレンズ20によっ
て平行光化され、アイソレータ21に通された後、集光レ
ンズ22によって絞られてKN(KNbO3 )結晶23に入
射せしめられる。このKN結晶23はリング共振器を構成
する形状に加工されており、該KN結晶23に入射したレ
ーザービーム11bはその内部でリング状光路を辿って共
振する。この共振したレーザービーム11bは、非線形光
学材料であるKN結晶23により、波長λ2 =λ1 /2=
430 nmの第2高調波24に波長変換される。
オード10の前方端面10bから出射した波長λ1 =860 n
mのレーザービーム11bがコリメーターレンズ20によっ
て平行光化され、アイソレータ21に通された後、集光レ
ンズ22によって絞られてKN(KNbO3 )結晶23に入
射せしめられる。このKN結晶23はリング共振器を構成
する形状に加工されており、該KN結晶23に入射したレ
ーザービーム11bはその内部でリング状光路を辿って共
振する。この共振したレーザービーム11bは、非線形光
学材料であるKN結晶23により、波長λ2 =λ1 /2=
430 nmの第2高調波24に波長変換される。
【0013】なおKN結晶23はTEクーラー25により、
基本波であるレーザービーム11bと第2高調波24との位
相整合が取れる所定温度に温調される。また、KN結晶
23において生じた逆回りリング光はレーザーダイオード
10側に進行するが、上記アイソレータ21によってカット
される。
基本波であるレーザービーム11bと第2高調波24との位
相整合が取れる所定温度に温調される。また、KN結晶
23において生じた逆回りリング光はレーザーダイオード
10側に進行するが、上記アイソレータ21によってカット
される。
【0014】この構成においても、第1実施例と同様
に、半球15の作用によりレーザービーム11bの周波数が
狭さく、かつ安定化されて、その出力が高められる。そ
れにより、安定した高出力の第2高調波24が得られるよ
うになる。例えば、レーザーダイオード10の出力が1W
のとき、出力500 mWの第2高調波24を得ることも可能
である。
に、半球15の作用によりレーザービーム11bの周波数が
狭さく、かつ安定化されて、その出力が高められる。そ
れにより、安定した高出力の第2高調波24が得られるよ
うになる。例えば、レーザーダイオード10の出力が1W
のとき、出力500 mWの第2高調波24を得ることも可能
である。
【0015】なおこの構成においては、KN結晶23から
なるリング共振器の共振周波数を、半球15の共振周波数
と一致させる必要がある。そのためには、KN結晶23に
電界を印加し、その電界の強さを調節して共振周波数を
微調整可能とするのが望ましい。
なるリング共振器の共振周波数を、半球15の共振周波数
と一致させる必要がある。そのためには、KN結晶23に
電界を印加し、その電界の強さを調節して共振周波数を
微調整可能とするのが望ましい。
【0016】次に、図3を参照して本発明の第3実施例
について説明する。この第3実施例においては、図1お
よび図2に示された半球15に代わる周波数弁別器とし
て、リング共振器30が用いられている。このリング共振
器30に入射したレーザービーム11aはそこでリング状光
路を辿って共振するが、逆回りリング光の一部がグレー
ティング素子13に戻り、そこで回折してレーザーダイオ
ード10にフィードバックされる。
について説明する。この第3実施例においては、図1お
よび図2に示された半球15に代わる周波数弁別器とし
て、リング共振器30が用いられている。このリング共振
器30に入射したレーザービーム11aはそこでリング状光
路を辿って共振するが、逆回りリング光の一部がグレー
ティング素子13に戻り、そこで回折してレーザーダイオ
ード10にフィードバックされる。
【0017】この場合も、光フィードバックによりレー
ザービーム11bの周波数がロックされるが、リング共振
器30の共振周波数と一致する周波数の光のみが弁別され
て(つまり周波数が狭さく化されて)フィードバック光
となるので、レーザービーム11bの周波数もそれに従っ
て狭さく、かつ安定化されて、その出力が高められる。
ザービーム11bの周波数がロックされるが、リング共振
器30の共振周波数と一致する周波数の光のみが弁別され
て(つまり周波数が狭さく化されて)フィードバック光
となるので、レーザービーム11bの周波数もそれに従っ
て狭さく、かつ安定化されて、その出力が高められる。
【0018】次に、図4を参照して本発明の第4実施例
について説明する。この第4実施例においては、図1お
よび図2に示された半球15に代わる周波数弁別器とし
て、1対の共振器ミラー41、42からなるファブリー・ペ
ロー型共振器40が用いられている。このファブリー・ペ
ロー型共振器40に入射したレーザービーム11aはそこで
共振し、共振した光の一部がグレーティング素子13に戻
り、そこで回折してレーザーダイオード10にフィードバ
ックされる。
について説明する。この第4実施例においては、図1お
よび図2に示された半球15に代わる周波数弁別器とし
て、1対の共振器ミラー41、42からなるファブリー・ペ
ロー型共振器40が用いられている。このファブリー・ペ
ロー型共振器40に入射したレーザービーム11aはそこで
共振し、共振した光の一部がグレーティング素子13に戻
り、そこで回折してレーザーダイオード10にフィードバ
ックされる。
【0019】この場合も、光フィードバックによりレー
ザーダイオード10の発振周波数がロックされるが、ファ
ブリー・ペロー型共振器40の共振周波数と一致する周波
数の光のみが弁別されて(つまり周波数が狭さく化され
て)フィードバック光となるので、レーザービーム11b
の周波数もそれに従って狭さく、かつ安定化されて、そ
の出力が高められる。
ザーダイオード10の発振周波数がロックされるが、ファ
ブリー・ペロー型共振器40の共振周波数と一致する周波
数の光のみが弁別されて(つまり周波数が狭さく化され
て)フィードバック光となるので、レーザービーム11b
の周波数もそれに従って狭さく、かつ安定化されて、そ
の出力が高められる。
【0020】次に、図5を参照して本発明の第5実施例
について説明する。この第5実施例においては、図1お
よび図2に示された半球15に代わる周波数弁別器とし
て、グレーティング素子50が用いられている。このグレ
ーティング素子50は、グレーティング素子13よりもさら
に波長(周波数)選択の分解能が高いものである。した
がって、レーザービーム11aはそこで回折してさらに周
波数が狭さく化されて、レーザーダイオード10にフィー
ドバックされる。そこでこの場合も、レーザービーム11
bの周波数が狭さく、かつ安定化されて、その出力が高
められる。
について説明する。この第5実施例においては、図1お
よび図2に示された半球15に代わる周波数弁別器とし
て、グレーティング素子50が用いられている。このグレ
ーティング素子50は、グレーティング素子13よりもさら
に波長(周波数)選択の分解能が高いものである。した
がって、レーザービーム11aはそこで回折してさらに周
波数が狭さく化されて、レーザーダイオード10にフィー
ドバックされる。そこでこの場合も、レーザービーム11
bの周波数が狭さく、かつ安定化されて、その出力が高
められる。
【0021】なお以上説明した各実施例においては、周
波数弁別器が、周波数が狭さく化されたフィードバック
光をグレーティング素子13まで導く手段を兼ねている
が、このような手段は例えば複数のミラーを組み合わせ
る等して、周波数弁別器とは別体に構成されてもよい。
波数弁別器が、周波数が狭さく化されたフィードバック
光をグレーティング素子13まで導く手段を兼ねている
が、このような手段は例えば複数のミラーを組み合わせ
る等して、周波数弁別器とは別体に構成されてもよい。
【図1】本発明の第1実施例による半導体レーザーの側
面図
面図
【図2】本発明の第2実施例による半導体レーザーの側
面図
面図
【図3】本発明の第3実施例による半導体レーザーの側
面図
面図
【図4】本発明の第4実施例による半導体レーザーの側
面図
面図
【図5】本発明の第5実施例による半導体レーザーの側
面図
面図
10 レーザーダイオード 10a レーザーダイオードの後方端面 10b レーザーダイオードの前方端面 10c 進行波増幅領域 11a レーザービーム(後方出射光) 11b レーザービーム(前方出射光) 12、20 コリメーターレンズ 13、50 グレーティング素子 14、22 集光レンズ 15 半球 23 KN結晶 24 第2高調波 30 リング共振器 40 ファブリー・ペロー型共振器
Claims (1)
- 【請求項1】 進行波増幅領域を有するレーザーダイオ
ードと、このレーザーダイオードの後方端面から出射し
た光を回折させて前記レーザーダイオードに戻すグレー
ティング素子とからなる外部共振器型半導体レーザーに
おいて、 前記レーザーダイオードの後方端面から出射して前記グ
レーティング素子で回折した光の周波数を狭さく化する
周波数弁別器、および、 この周波数が狭さく化された光を、前記グレーティング
素子で回折して前記後方端面からレーザーダイオードに
戻る向きにして該グレーティング素子に導く手段が設け
られたことを特徴とする半導体レーザー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16776793A JPH0730183A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 半導体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16776793A JPH0730183A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 半導体レーザー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0730183A true JPH0730183A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15855728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16776793A Withdrawn JPH0730183A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 半導体レーザー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0730183A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09307190A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | AlInGaN系半導体発光素子および半導体発光装置 |
JP2012195475A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Sony Corp | 半導体レーザ素子組立体及びその駆動方法 |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16776793A patent/JPH0730183A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09307190A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | AlInGaN系半導体発光素子および半導体発光装置 |
JP2012195475A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Sony Corp | 半導体レーザ素子組立体及びその駆動方法 |
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Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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