JPS61124187A - 半導体レ−ザ発振波長制御装置 - Google Patents

半導体レ−ザ発振波長制御装置

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Publication number
JPS61124187A
JPS61124187A JP24576484A JP24576484A JPS61124187A JP S61124187 A JPS61124187 A JP S61124187A JP 24576484 A JP24576484 A JP 24576484A JP 24576484 A JP24576484 A JP 24576484A JP S61124187 A JPS61124187 A JP S61124187A
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JP
Japan
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light
hologram
feedback
semiconductor laser
scanning
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Pending
Application number
JP24576484A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Hasegawa
信也 長谷川
Fumio Yamagishi
文雄 山岸
Hiroyuki Ikeda
池田 弘之
Yushi Inagaki
雄史 稲垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61124187A publication Critical patent/JPS61124187A/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14External cavity lasers
    • H01S5/141External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は半導体レーザ装置に係わり、特にその発振波長
制御装置に関する。
(2)技術の背景 半導体レーザはガスレーザなどに比べて低出力である半
面、小型、安価なものを製作することが可能であり、か
つ直接変調が可能であることなどから光フアイバ通信、
DAD、VD (ビデオディスク)、光走査装置、及び
光計測装置などに広く使用され、注目されている。
(3)従来技術と問題点 従来の半導体レーザ(以下、LDと略す)は。
流れる電流や温度などによって、その発振波長がずれて
しまうモードホッピングと呼ばれる現象が起こるという
問題点があった。
そのような問題点を除くための第1の従来例を第2図に
示す。この方式はLDIからのモニタ光2をレンズ3に
よって平行光にし、それを反射型回折格子(以下、単に
回折格子と呼ぶ)4に入射させるようにしたものである
。この状態で回折格子4のピッチと向きを調整すること
によって2回折格子4に入射したモニタ光は特定波長λ
0の回折光のみがそのまま平行光として入射光の逆方向
に反射し、LDIに帰還する。これにより、レンズ5を
介したLDIからのシステム光6の発振波長をλ0で安
定させることができる。しかしこの方式では、LDIか
らのモニタ光2を必要とするが9通常のLDにおいては
モニタ光をLDの外部に導くことが困難であり、上記従
来例を直接通用することができない。
また、第3図は他の従来例(特開昭58−60590 
)を示したものである。この方式は第2図のようなモニ
タ光を使用せずに、レンズ8を介したLD7からの出力
光9をホログラム10に入射させている。そしてホログ
ラム10からの1次透過光11を収束性があるようにホ
ログラム10を調整し。
それをピンホール12を介してミラー13に入射させて
いる。この時、ピンホール12を特定波長λ0の回折光
のみが透過するように設定することによって、ミラー1
3で反射した特定波長λ0の回折光は再びホログラム1
0を介してLD7に帰還する。そして、ホログラム10
からのO?!R,透過光をシステム光14として用いる
ことによって。
その波長をλ0で安定させている。しかしこの方式を光
走査装置などに、適用した場合、ホログラム10の0次
透過光であるシステム光14をさらに走査用のホログラ
ムスキャナなどに入射することになる。従って、システ
ム光10はホログラム14を透過したものを用いるため
2次段の走査用のホログラムスキャナに入射する際にシ
ステム光14の波面は乱れている可能性があり、またホ
ログラム10を透過したことによる光量の損失も大きい
という問題点があった。さらに、波長λ0を決定するた
めのピンホール11の設定も鉗しいという問題点があっ
た。
(4)発明の目的 本発明は上記問題点を除くために、ホログラムからの0
次透過光をLDへの帰還に用い、1次透過光を直接走査
光などとして用いることにより。
安定した波し、波面、光量の出力を供給することのでき
る半導体レーザ発振波長制御装置を提供することを目的
とする。
(5)発明の構成 本発明は上記目的を達成するために、半導体レーザを光
源とする光学装置において、該光源からの出射光の光路
中にホログラムと、該ホログラムからの0次透過光の光
路中に特定波長の光のみを前記半導体レーザに帰還させ
る帰還手段を有することを特徴とする半導体レーザ発振
波長制御装置を提供する。
(6)発明の実施例 、以下1本発明の実施例について詳細に説明を行う。
第1図は本発明による半導体レーザ発振制御装置の基本
的な構成図ある。半導体レーザ(以下。
LDと略す)15からの出力光はレンズ16を介して平
行出力光17に変換され、ホログラム18に入射する。
ホログラム18からの0次透過光19は反射型回折格子
(以下、単に回折格子と呼ぶ)20に入射する。回折格
子20からの反射回折光23はホログラム18及びレン
ズ16と介してLDI5に帰還する。またホログラム1
8からの1次透過光24は直接回折光として用いられる
上記のような構成の半導体レーザ発振制御装置において
1回折格子20のピッチをd、0次透過光19の光軸2
2と回折格子20の法線23との交角をθ、固定したい
波長をλ0とすると、設定角θは θ−5in−’ (λo/2d)・・・・(A)という
ように決定できる。これによって、1次透過光24の波
長はλ0に固定することができる。
そしてこの1次透過光24はたとえば直接走査用の回折
光として用いられる。すなわち、第3図の従来例が1次
透過光を帰還に用い、0次透過光をシステム光としてさ
らにその後段に走査用のホログラムスキャナを配置した
のに対し、第1図の実施例においては第3図の場合と全
く逆で0次透過光を帰還用に用いている。そして1次透
過光は本来走査用の回折光として用いられるので、ホロ
グラム18を走査用のホログラムスキャナと兼用にすれ
ば、1次透過光24は直接走査用の回折光となり、第3
図の従来例のように帰還用のホログラム10を配置した
ことによるシステム光14の波面の乱れや光量の損失な
どの影響を除くことかできる。このように本発明によれ
ば、0次透過光を帰還用に用いたことにより帰還用のホ
ログラムと走査用のホログラムスキャナを共通にするこ
とができ、波面の乱れや光量の損失を抑制することがで
きる。また帰還用に回折格子20を用いているが、前記
(A)式に基づく波長λ0設定のためのピッチdと設定
角θの決定は第3図のピンホール11の設定に比べて容
易であるという利点がある。
次に第4図は本発明を用いたホログラムスキャナによる
光走査装置の構成図である。LD光学装置25からの平
行出力光26はホログラムスキャナ27に入射する。ホ
ログラムスキャナ27からの0次透過光29は回折格子
28に入射し、その反射回折光30はホログラムスキャ
ナ27を介してLD光学装置25に帰還する。また、ホ
ログラムスキャナ27が回転するに従ってその1次透過
光は32−1.32−2.32−3のように走査される
。このような構成の光走査装置は、第1図の本発明によ
る基本的実施例においてホログラム18を具体的なホロ
グラムスキャナ27としたものであり、全く同じ効果を
得ることができる。すなわちと、ホログラムスキャナ2
7が回転するに従って、その1次透過光が32−1.3
2−2゜32−3のように走査され直接走査用の回折光
として用いられる。この場合9回折格子28の設定は第
1図の場合と同様に前記(A)式に基づいて行われる。
また、ここで回折格子28がらの特定波長λ0の反射回
折光30は回折格子28からの1次透過光であり(ホロ
グラムスキャナからの0次透過光とは意味が異なる)、
その他の成分を含む回折格子28からの0次回折光は第
4図31に示すように正反射光となってLD光学装置2
5には帰還されないため、LDの不安定要因とはならな
い。なお、光走査装置はレーザプリンタなどの用途があ
る。
なお上記実施例において反射回折光の光量が弱いときは
波長の固定力が弱くなる。このような場合、特にホログ
ラムスキャナが表面レリーフ型のものであるとき、ホロ
グラムスキャナへの入射偏光特性を変えることによって
0次透過光の光量を強<シ1反射回析光の光量を強くす
ることができる(第11図参照)。
第5図は第4図の光走査装置において、LD光学装置か
らの出力光が平行出力光26ではなく。
収束出力光26′である場合の実施例である。この場合
は、ホログラムスキャナ27と回折格子28の間の0次
透過光の光路中に凹レンズ33を配置している。これに
よっす、ホログラムスキャナ27からの0次透過光は平
行0次透過光29′、  に変換される。このとき9回
折格子28からの反射回折光301は平行光として凹レ
ンズ33に再び入射し、収束出力光26′の逆の光路を
たどってLDに帰還する。なおこの場合、1次透過光3
2は収束光となるようにホログラムスキャナ27が設定
される。
!!86図は同様に、LD光学装置がらの出力光が発散
出力光26″の場合の実施例である。この場合は、同図
に示すように凸レンズ34を配置している。これによっ
てホログラムスキャナ27がらの0次透過光は平行0次
透過光29″に変換される。そして回折格子28からの
反射回折光30″は平行光として凸レンズに再び入射し
2発散出力光26”の逆の光路をたどってLDに帰還す
る。
この場合も、1次透過光32は収束光となるようにホロ
グラムスキャナ27が設定される。
第7図は第5図と同様にLD光学装置からの出力光が収
束出力光26′である場合において、凹レンズを用いな
い実施例である。このとき1回折格子37は第9図に示
すように、固定したい波長λ0において発散球面波40
ではB点で焦点を結び、収束球面波41では0点で焦点
を結び、それらの焦点距離は同−距1i111fになる
ようにピンチを調整し作成する。そして第7図で示すよ
うに0次透過光35が0点で焦点を結び、かつ回折格子
37と0点との距離が上記焦点距離fになるように配置
する。これによって波長λ0の反射回折光36は完全に
収束出力光26′の逆の光路をたどってLDに帰還され
ることができる。
第8図は第6図と同様にLD光学装置からの出力光が発
散出力光26″である場合において、凸レンズを用いな
い実施例である。このとき1回折格子37は上記第9図
で説明したのと同様のものを用い、それを第8図に示す
ようにLDの入射点をB点として、B点と回折格子37
との距離が前記焦点距離fになるように配置する。これ
によって回折格子37に入射した0次透過光38は、波
長λ0の反射回折光39として完全に発散出力光26”
の逆の光路をたどってLDに帰還されることができる。
最後に第10図は第4図における光走査装置のホログラ
ムスキャナを表面レリーフ型ホログラムスキャナ43と
した場合の実施例である。また表面レリーフ型ホログラ
ムスキャナ43においては。
第11図に示すように入射光の偏光特性によって1次透
過光52および0次透過光53の回折効率ηが変化する
。そしてホログラムスキャナにおいては走査光である1
次透過光51 (第10図)の回折効率ηが高いのが望
ましい。このため9表面レリーフ型ホログラムスキャナ
43に入射するLDの出力光42はホログラムのグレー
ティング方向と同一のS偏光特性にする。この時、0次
透過光44は4分の1波長板45を通過することによっ
て円偏光0次透過光46となり2回折格子47に入射す
る。そしてその反射回折光48は再び4分の1波長板4
5を通過することによってP偏光反射回折光49となっ
て表面レリーフ型ホログラムスキャナ43に再び入力す
る。ここで第11図よりホログラムスキャナへの入射光
がP偏光の時はその0次透過光の回折効率は最大となる
ので、上記P偏光反射回折光49は表面レリーフ型ホロ
グラムスキャナをほとんど通過し、その帰還光50はほ
ぼLDに帰還され、従って1次透過光51のより強い発
振波長の制御を行うことができる。
以上9本実施例においてはホログラムスキャナを用いた
場合について説明を行ったが9本発明はDADやVDの
ような光ビックアンプや、光フアイバ通信などにも適用
できるのは言うまでもない。
(7)発明の効果 本発明によれば、ホログラムの0次透過光を帰還のため
に用いているため、1次透過光を直接回折光として使用
することができ、帰還専用のホログラムを新たに必要と
しないため1回折光の波面の乱れや光量の損失を抑制す
ることができる。また、帰還手段に回折格子を用いれば
LDの発振波長を従来に比較して容易に制御することが
できる。
さらに表面レリーフ型のホログラムスキャナを用いた場
合は、帰還手段との間に4分の1波長板を配置すること
によって、帰還効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体レーザ発振制御装置の基本
的な構成図。 第2図は従来の半導体レーザ発振制御装置の一例の構成
図。 第3図は従来の半導体レーザ発振制御装置の他の一例の
構成図。 第4図は本発明を用いた光走査装置の実施例の構成図。 第5図は本発明を用いた光走査装置の第2の実施例の構
成図。 第6図は本発明を用いた光走査装置の第3の実施例の構
成図。 第7図は本発明を用いた光走査装置の第4の実施例の構
成図。 第8図は本発明を用いた光走査装置の第5の実施例の構
成図。 第9図は第7図及び第8図の実施例の説明図。 第10図は本発明を表面レリーフ型ホログラムスキャナ
を有する光走査装置に適用した場合の実施例の構成図。 第11図は第10図の実施例を説明するための表面レリ
ーフ型ホログラムスキャナの入射偏光特性と回折効率と
の関係図である。 15・・・半導体レーザ。 16・・・レンズ。 18・・・ホログラム。 20.2B、37.47・・・回折格子。 25・・・半導体レーザ光学装置。 27・・・ホログラムスキャナ。 33・・・凹レンズ。 34・・・凸レンズ。 43・・・表面レリーフ型ホログラムスキャナ。 第 1 − ウ4 Iソ 第2図 第3図 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体レーザを光源とする光学装置において、該
    光源からの出射光の光路中に設けられたホログラムと、
    該ホログラムからの0次透過光の光路中に特定波長の光
    のみを前記半導体レーザに帰還させる帰還手段を有する
    ことを特徴とする半導体レーザ発振波長制御装置。
  2. (2)前記ホログラムは表面レリーフ型であり、該ホロ
    グラムと前記帰還手段との間の前記0次透過光の光路中
    に、4分の1波長板を有することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の半導体レーザ発振波長制御装置。
JP24576484A 1984-11-20 1984-11-20 半導体レ−ザ発振波長制御装置 Pending JPS61124187A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0911924A2 (en) * 1997-10-23 1999-04-28 Ando Electric Co., Ltd. External cavity laser type light source

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0911924A2 (en) * 1997-10-23 1999-04-28 Ando Electric Co., Ltd. External cavity laser type light source
EP0911924A3 (en) * 1997-10-23 2000-04-26 Ando Electric Co., Ltd. External cavity laser type light source
EP1475868A2 (en) * 1997-10-23 2004-11-10 Ando Electric Co., Ltd. External cavity laser
EP1475868A3 (en) * 1997-10-23 2005-07-20 Ando Electric Co., Ltd. External cavity laser

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