JPH1168233A - 可変波長レーザ光源 - Google Patents

可変波長レーザ光源

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JPH1168233A
JPH1168233A JP22999397A JP22999397A JPH1168233A JP H1168233 A JPH1168233 A JP H1168233A JP 22999397 A JP22999397 A JP 22999397A JP 22999397 A JP22999397 A JP 22999397A JP H1168233 A JPH1168233 A JP H1168233A
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JP
Japan
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light
optical
laser diode
variable
semiconductor laser
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JP22999397A
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English (en)
Inventor
Keisuke Asami
圭助 浅見
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Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザダイオードの一端面側の光学系
を不要にすることで、光学調整および構成の簡素化を実
現可能にする。 【解決手段】 一端面には無反射膜1Aが施され、他端
面が劈開面とされまたはこれの反射率以上の反射率を持
つ高反射膜1Bが施された半導体レーザダイオード1
と、前記出射光の波長成分のうち特定の波長の光を透過
する光可変バンドパスフィルタ4とを設けて、光ファイ
バ6の入射端面に、半導体レーザダイオード1の劈開面
または高反射膜1Bとで外部共振器を構成する部分反射
膜6Aを施し、該部分反射膜6Aに入射された光を光フ
ァイバ6を通して出力ポート7から取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信などで用
いられる可変波長レーザ光源に関し、特に波長選択手段
として透過型光学素子である光可変バンドパスフィルタ
を用いた可変波長レーザ光源に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザダイオード(ファブリペロ
ー)では、これの片端面に無反射膜を施し、波長選択性
のある素子を使用して半導体レーザダイオードに帰還を
かけることにより、もう一方の端面との間で外部共振器
を形成し、利得条件および位相条件が反射損失や散乱損
失等にうち勝った場合に、レーザ発振をすることが知ら
れている。また、このようにレーザ発振をする半導体レ
ーザダイオードから出射された出射光のうちの任意の波
長のレーザ光を選択して、半導体レーザダイオードに帰
還させることによって、可変波長レーザ光源として利用
可能になる。
【0003】図2および図3は、それぞれかかる従来の
可変波長レーザ光源の一例を示す構成図である。まず、
図2の従来例から説明すると、8aは半導体レーザダイ
オードで、この半導体レーザダイオード8aの一端面に
は低反射膜8bが施されており、半導体レーザダイオー
ド8aの他端面には無反射膜8cが施されている。ま
た、9bは半導体レーザダイオード8aから出射した光
を平行光に変換するレンズ、12はレンズ9bの前方に
配置された光可変バンドパスフィルタ、13はこの光可
変バンドパルスフィルタ12の前方に配置された全反射
ミラー13である。そして、この全反射ミラー13と低
反射膜8bとにより外部共振器が構成されている。ま
た、9aは半導体レーザダイオード8aの低反射膜8b
の後方に配置されたレンズ、10はレンズ9aを透過し
たレーザ光を伝達する光ファイバで、このレーザ光は光
ファイバ10を伝たわり、出力ポート11から出力され
る構成となっている。
【0004】次に、動作について説明する。半導体レー
ザダイオード8aからレーザ光が出射されると、この光
はレンズ9bにより平行光に変換され、さらに、光可変
バンドパスフィルタ12を通して特定の波長の光を透過
する。そして、この透過光が全反射ミラー13により反
射されると、この光は向きを180°変えて進行し、再
度光可変バンドパスフィルタ12およびレンズ9bを通
過して、半導体レーザダイオード8aに入射される。こ
のようにして半導体レーザダイオード8aに入射した光
は、数%の反射率を持つ低反射膜8b面で反射され、再
度半導体レーザダイオード8aに戻される。このため、
低反射膜8bと全反射ミラー13とにより外部共振器が
形成されることで、レーザ発振が行われる。
【0005】このレーザ発振により発生した光は、レン
ズ9aを介して光ファイバ10を伝搬し、出力ポート1
1から出力される。このような光出力動作中において
は、光可変バンドパスフィルタ12の透過波長を可変す
ることにより、可変波長レーザ光源とすることができ
る。
【0006】一方、図3に示す可変波長レーザ光源は、
図2の可変波長レーザ光源を構成する可変バンドパスフ
ィルタ12および全反射ミラー13を削除し、代わりに
回折格子14を用いている。その他の構成は図2と同様
であるので、図2と同一の構成部分には同一符号を付し
て、その重複説明を省略する。この図3に示す従来の可
変波長レーザ光源では、レンズ9bで平行光に変換され
た光は回折格子14に入射され、回折格子14で回折光
を利用して波長選択された光が、再度レンズ9bを通し
て半導体レーザダイオード8aに入射され、以下、図2
の場合と同様にして、回析格子14および低反射膜8b
から外部共振器が形成されて、レンズ9aを透過した後
に、光ファイバ10を伝搬して出力ポート11から出力
される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のいずれの可変波長レーザ光源にあっても、半導体
レーザダイオード8aの片方の端面からの出射光を全反
射ミラー13または回析格子14で光帰還させ、もう片
方の端面からの出射光を出力光として取り出すため、半
導体レーザダイオード8aの両側での光軸合わせなどの
光学調整が必要となり、構造が複雑化するほか、平行光
を全反射ミラー13または回析格子14で光帰還させて
いるため、これらの僅かな角度変化でも光帰還量が変動
してしまい、光学部品の配置には高度な光軸調整技術
と、信頼性を高めるための高度な固定技術が必要とな
り、これが生産面での大きな障害となっていた。
【0008】この発明は前記のような従来の課題を解決
するものであり、半導体レーザダイオードの一端面側の
光学系を不要にすることで、光学調整および構成の簡素
化を実現でき、さらに光ファイバに集光される光の一部
を帰還させるという構成とすることで、入射角度に対す
る帰還量の変化を緩くすることができ、しかも高度の光
軸調整や固定技術を要することなく生産性および経済性
を改善できる可変波長レーザ光源を得ることを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的達成のため、請
求項1の発明にかかる可変波長レーザ光源は、一端面に
は無反射膜が施され、他端面が劈開面とされまたはこれ
の反射率以上の反射率を持つ高反射膜が施された半導体
レーザダイオードと、該半導体レーザダイオードからの
出射光を平行光にする第1のレンズと、該第1のレンズ
からの出射光の波長成分のうち特定の波長の光を透過す
る光可変バンドパスフィルタと、該光可変バンドパスフ
ィルタからの透過光を光ファイバに入射結合する第2の
レンズとを設けて、中心軸に対して垂直となる光ファイ
バの入射端面に、前記半導体レーザダイオードの劈開面
または高反射膜とで外部共振器を構成する部分反射膜を
施し、該部分反射膜に入射された入射光を前記光ファイ
バを通して出力ポートから取り出すようにしたものであ
る。
【0010】また、請求項2の発明にかかる可変波長レ
ーザ光源は、前記光可変バンドパルスフィルタを、レー
ザ光の入射角度を調整可能に設けたものである。
【0011】また、請求項3の発明にかかる可変波長レ
ーザ光源は、前記劈開面側に、光出力モニタ用のホトダ
イオードを配置したものである。
【0012】また、請求項4の発明にかかる可変波長レ
ーザ光源は、前記光ファイバの入射端面と出力ポートと
の間に偏波無依存型光アイソレータを設けたものであ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図面を参照して説明する。図1はこの発明の可変波長レ
ーザ光源を示す構成図であり、同図において、1は半導
体レーザダイオードで、この半導体レーザダイオード1
の一端面には反射率0.1%以下の無反射膜1Aが施さ
れている。また、半導体レーザダイオード1の他端面
は、劈開面(反射率は30%前後)とされたり、または
この劈開面の反射率以上の反射率となる高反射膜1Bが
施されている。
【0014】さらに、3は第1のレンズとしてのレンズ
で、これが半導体レーザダイオード1から出射したレー
ザ光2を平行光にして、光可変バンドパスフィルタ4に
入射するように機能する。なお、この光可変バンドパス
フィルタ4には透過域半値幅が約0.5nmのものを使
用する。この光可変バンドパスフィルタ4は入射した光
のうち、全波長成分のうち特定の波長λaの光だけを透
過して、第2のレンズとしてのレンズ5によって光ファ
イバ6に結合するように機能する。この光ファイバ6の
入射端面は中心軸に対して垂直に研磨されており、端面
には入射した光の一部を反射する部分反射膜6Aが施さ
れている。また、7は出力光を取り出す出力ポートであ
る。
【0015】次に動作を説明する。半導体レーザダイオ
ードがレーザ光を発生すると、この光は無反射膜1Aを
通してレンズ3により平行光にされ、さらに光可変バン
ドパスフィルタ4に入射される。この光可変バンドパス
フィルタ4に入射された光は、全波長域のうち特定の波
長λaの光だけ透過し、この透過光のみがレンズ5によ
り集光されて、光ファイバ6に入射結合される。このた
め、その集光された光は光ファイバ6の入射端面である
部分反射膜6Aにおいて2つに分岐され、一方は180
度反転し再度レンズ5、光可変バンドパスフィルタ4、
レンズ3を通る元の光路をたどり、半導体レーザダイオ
ード1に帰還され、高反射膜1Bと前記部分反射膜6A
とで外部共振器を構成し、レーザ発振を起こす。
【0016】そして、分岐された他方の光は部分反射膜
6Aを透過し光ファイバ6内を伝搬し、出力ポート7よ
り出力光として取り出される。なお、部分反射膜6A
は、誘電体多層膜で形成され、例えば20%反射、80
%透過のものが使用される。このとき、レーザの発振波
長は、光可変バンドパスフィルタ4へのレーザ光の入射
角度を変えることで、自由に可変できる。
【0017】また、半導体レーザダイオード1の一端面
(前端面)は、通常の劈開面にしてホトダイオードによ
り後方向から光モニタすることで、このモニタ結果を用
いて光出力の安定化を図れるほか、さらに光反射率の高
い高反射膜を施すことでレーザ発振効率を高め、より高
い光出力を得ることができる。同様に、光ファイバ6の
入射端面に施す部分反射膜6Aについても、反射率を落
として光出力を増加させるか、反射率を高めて波長の可
変幅を広げるか、といった選択が任意にできる。
【0018】なお、光ファイバ6の入射端面と出力ポー
ト7との間に偏波無依存型光アイソレータを加えれば、
半導体レーザダイオード1の発振状態をより安定化させ
ることができる。さらにこれらの構成に、ペルチェ素
子、サーミスタなどを組み合わせ、半導体レーザダイオ
ード1の温度調節をすることにより、生産性が優れ、高
安定な可変波長レーザ光源とすることができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、一端面には無反射膜が施され、他端面が劈開面とさ
れまたはこれの反射率以上の反射率を持つ高反射膜が施
された半導体レーザダイオードと、該半導体レーザダイ
オードからの出射光を平行光にする第1のレンズと、こ
の第1のレンズからの出射光の波長成分のうち特定の波
長の光を透過する光可変バンドパスフィルタと、該光可
変バンドパスフィルタからの透過光を光ファイバに入射
結合する第2のレンズとを設けて、中心軸に対して垂直
となる光ファイバの入射端面に、前記半導体レーザダイ
オードの劈開面または高反射膜とで外部共振器を構成す
る部分反射膜を施し、該部分反射膜を通して出力光を出
力ポートから取り出すように構成したので、半導体レー
ザダイオードの後端面側の光学系が不要となり、さらに
光ファイバに集光した光の一部を帰還させるため、入射
角度に対する帰還量の変化を緩くでき、高度な固定技術
を要することもなく簡単な構成で生産性に優れた高安定
の可変波長レーザ光源をローコストに得ることができる
という効果が得られる。
【0020】また、請求項2の発明によれば、前記光可
変バンドパルスフィルタを、レーザ光の入射角度を調整
可能に設けるように構成したので、レーザの発振波長を
自由に選択できるという効果が得られる。
【0021】また、請求項3の発明によれば、前記劈開
面側に、光出力モニタ用のホトダイオードを配置するよ
うに構成したので、このモニタ結果に従って光出力の安
定化のための処置を図ることができるという効果が得ら
れる。
【0022】また、請求項4の発明によれば、前記光フ
ァイバの入射端面と出力ポートとの間に偏波無依存型光
アイソレータを設けるように構成したので、半導体レー
ザダイオードの発振状態をより安定化させることができ
るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態による可変波長レーザ
光源を示す構成図である。
【図2】従来の可変波長レーザ光源を示す構成図であ
る。
【図3】従来の他の可変波長レーザ光源を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体レーザダイオード 1A 無反射膜 1B 高反射膜 3 レンズ(第1のレンズ) 4 光可変バンドパスフィルタ 5 レンズ(第2のレンズ) 6 光ファイバ 6A 部分反射膜 7 出力ポート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端面には無反射膜が施され、他端面が
    劈開面とされまたはこの劈開面の反射率以上の反射率を
    持つ高反射膜が施された半導体レーザダイオードと、 該半導体レーザダイオードからの出射光を平行光にする
    第1のレンズと、 該第1のレンズからの出射光の波長成分のうち特定の波
    長の光を透過する光可変バンドパスフィルタと、 該光可変バンドパスフィルタからの透過光を光ファイバ
    に入射結合する第2のレンズと、 中心軸に対して垂直
    となる前記光ファイバの入射端面に施され、前記半導体
    レーザダイオードの劈開面または高反射膜とで外部共振
    器を構成する部分反射膜と、 該部分反射膜に入射された入射光を前記光ファイバを通
    じて取り出す出力ポートとを備えたことを特徴とする可
    変波長レーザ光源。
  2. 【請求項2】 前記光可変バンドパルスフィルタが、レ
    ーザ光の入射角度を調整可能に設けられていることを特
    徴とする請求項1に記載の可変波長レーザ光源。
  3. 【請求項3】 前記劈開面側に、光出力モニタ用のホト
    ダイオードを配置したことを特徴とする請求項1に記載
    の可変波長レーザ光源。
  4. 【請求項4】 前記光ファイバの入射端面と出力ポート
    との間に偏波無依存型光アイソレータを設けたことを特
    徴とする請求項1に記載の可変波長レーザ光源。
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