JPS62136088A - 半導体レ−ザ装置の発振波長安定化装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の発振波長安定化装置Info
- Publication number
- JPS62136088A JPS62136088A JP27737985A JP27737985A JPS62136088A JP S62136088 A JPS62136088 A JP S62136088A JP 27737985 A JP27737985 A JP 27737985A JP 27737985 A JP27737985 A JP 27737985A JP S62136088 A JPS62136088 A JP S62136088A
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- Japan
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- semiconductor laser
- light
- oscillation wavelength
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
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- Optics & Photonics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は温度の変化によって発振波長が変動する単導体
装置の発振波長安定化装置に関し、更に詳しくは測定系
の光ｍに全く影響を及ぼさず効率的に行う半導体装置の
発振波長安定化装置に関する。
装置の発振波長安定化装置に関し、更に詳しくは測定系
の光ｍに全く影響を及ぼさず効率的に行う半導体装置の
発振波長安定化装置に関する。
（従来の技術）
半導体レーザは可干渉性光源として各種の分野で広く用
いられている。
いられている。
ところで該半導体レーザは、周囲温度が変化するとその
発振波長も変化するという欠点がある。
発振波長も変化するという欠点がある。
この欠点を除くため従来第２図のような方法が取られて
いた。
いた。
第２図において、１は半導体レーザであり、温度制御を
行うためのペルチェ素子のような加熱冷却索子２が取付
られている。該半導体レーザ１の出力ビームはレンズ３
で集束された後ビームスプリッタ４によりモード制御用
のビームＡと他の測定を行うためのビームＢとに分割さ
れる。分割されたモード制御３Ｄ用のビームＡは、周期
的な凹凸が形成された反則型回折格子５に垂直に照射さ
れる。
行うためのペルチェ素子のような加熱冷却索子２が取付
られている。該半導体レーザ１の出力ビームはレンズ３
で集束された後ビームスプリッタ４によりモード制御用
のビームＡと他の測定を行うためのビームＢとに分割さ
れる。分割されたモード制御３Ｄ用のビームＡは、周期
的な凹凸が形成された反則型回折格子５に垂直に照射さ
れる。
該反則型回折格子５からは、特定の角度を有する回折光
Ｃが反則される。該回折光Ｃは、全戻口」ミラー６．７
で反則されて変位が拡大された後、回折光のビーム径に
略対応した開口部を有するスリット板８に加えられる。
Ｃが反則される。該回折光Ｃは、全戻口」ミラー６．７
で反則されて変位が拡大された後、回折光のビーム径に
略対応した開口部を有するスリット板８に加えられる。
該スリット板８を通過した回折光はスリット板８の後に
配置された光電変換素子９に入射され、電気信号に変換
される。該光電変換素子９から出力される電気信号は、
加熱冷却素子２を駆動する加熱冷却素子駆動回路１゜に
加えられる。該加熱冷却素子駆動回路１０は、例えば光
電変換素子９の出力信号が常に最大になるように加熱冷
却素子２を駆動する。
配置された光電変換素子９に入射され、電気信号に変換
される。該光電変換素子９から出力される電気信号は、
加熱冷却素子２を駆動する加熱冷却素子駆動回路１゜に
加えられる。該加熱冷却素子駆動回路１０は、例えば光
電変換素子９の出力信号が常に最大になるように加熱冷
却素子２を駆動する。
このようにして加熱冷却素子２が駆動されることにより
半導体レーザ１の発振波長が変化し、反射型回折格子５
から反射する回折光Ｃの回折角も変化し、従って、回折
光Ｃのビームスポットは常にスリット板８の開口部の中
心を通るようになる。
半導体レーザ１の発振波長が変化し、反射型回折格子５
から反射する回折光Ｃの回折角も変化し、従って、回折
光Ｃのビームスポットは常にスリット板８の開口部の中
心を通るようになる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしこのような従来の構成によれば次のような問題点
がある。
がある。
（１）出射光をハーフミラ−により測定を行うためのビ
ームとモード制御用のビームとに分割させるため、測定
に使用する光のパワーは出射光パワーより小さい。従っ
て、測定系に必要なパワーまで出力パワーを上げられる
光源でなければ、この装置は使用できない。
ームとモード制御用のビームとに分割させるため、測定
に使用する光のパワーは出射光パワーより小さい。従っ
て、測定系に必要なパワーまで出力パワーを上げられる
光源でなければ、この装置は使用できない。
（２）波長モニタ用の反射型回折格子が、周囲の湿度に
よって伸縮する。従って、凸凹のピッチが変化する為に
回折角が変化し、ビームの光路が変化する。前記の装置
では、スリットを通過する光分により波長をモニタして
いるので、光源の波長と異なった波長を測定してしまう
。
よって伸縮する。従って、凸凹のピッチが変化する為に
回折角が変化し、ビームの光路が変化する。前記の装置
では、スリットを通過する光分により波長をモニタして
いるので、光源の波長と異なった波長を測定してしまう
。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、測定用出射ビームのパワーを損じることなく、一定の
パワーと波長で発振する半導体レーザ装置の発振波長安
定化装置を実現することである。
、測定用出射ビームのパワーを損じることなく、一定の
パワーと波長で発振する半導体レーザ装置の発振波長安
定化装置を実現することである。
（問題点を解決するための手段）
前記の問題点を解決する本発明は、加熱冷却素子により
温度制御される半導体レーザのパワーモニター用ビーム
をビームスプリッタにより分岐し、一方を半導体レーザ
のパワーコントロール用に用い、他方を光波長測定器に
より波長を測定し、基準波長との差を演算し、その結果
に基づき前記加熱冷却素子の駆ｖＪＮ流を加減して半導
体レーザの発振波長を安定させることを特徴とするもの
である。
温度制御される半導体レーザのパワーモニター用ビーム
をビームスプリッタにより分岐し、一方を半導体レーザ
のパワーコントロール用に用い、他方を光波長測定器に
より波長を測定し、基準波長との差を演算し、その結果
に基づき前記加熱冷却素子の駆ｖＪＮ流を加減して半導
体レーザの発振波長を安定させることを特徴とするもの
である。
（作用）
半導体レーザのパワーコントロール用に用いていたビー
ムをビームスプリッタにより２つに分岐し、一方をＡＰ
Ｃ回路に送って半導体レーザのパワーの制御に供して半
導体レーザの出力を一定にし、他方を光波長測定器に入
れて波長を測定し、コンピュータにおいて基準波長と比
較し、その結果に基づき加熱冷却素子への駆動電流の維
持、僧減をコントローラに指令して加熱冷却素子の温度
を定め、以って半導体レーザの発振波長を一定に維持さ
せる。
ムをビームスプリッタにより２つに分岐し、一方をＡＰ
Ｃ回路に送って半導体レーザのパワーの制御に供して半
導体レーザの出力を一定にし、他方を光波長測定器に入
れて波長を測定し、コンピュータにおいて基準波長と比
較し、その結果に基づき加熱冷却素子への駆動電流の維
持、僧減をコントローラに指令して加熱冷却素子の温度
を定め、以って半導体レーザの発振波長を一定に維持さ
せる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。図に
おいて１１は半導体レーザである。半導体レーザ１１は
図の上下方向の両端面からビームが出射し、図の下方の
ビームが装置の測定系に使用される。そして図の上方の
端面から測定に使用するビームと同じ波長を持つビーム
が出射される。
おいて１１は半導体レーザである。半導体レーザ１１は
図の上下方向の両端面からビームが出射し、図の下方の
ビームが装置の測定系に使用される。そして図の上方の
端面から測定に使用するビームと同じ波長を持つビーム
が出射される。
このビームをレンズ１２で平行光線にする。１３はハー
フミラ−で、透過するビームと反射して光軸に直角な方
向に屈折するビームとに分岐する。
フミラ−で、透過するビームと反射して光軸に直角な方
向に屈折するビームとに分岐する。
反射したビームはレンズ１４で集束され、光−電気変換
器１５に取込まれ、電気信号に変換され、Ａ Ｐ Ｃ（
Ａ ｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐ ｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒ
ｏｌ ）回路１６に送り込まれる。ＡＰＣ回路１６は半
導体レーザ１１に駆１４１１電流を供給する。一方ハー
フミラー１３を透過したビームはレンズ１７で集束され
、光波長測定器１８に入り、入用光の波長を測定する。
器１５に取込まれ、電気信号に変換され、Ａ Ｐ Ｃ（
Ａ ｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐ ｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒ
ｏｌ ）回路１６に送り込まれる。ＡＰＣ回路１６は半
導体レーザ１１に駆１４１１電流を供給する。一方ハー
フミラー１３を透過したビームはレンズ１７で集束され
、光波長測定器１８に入り、入用光の波長を測定する。
そしてこの測定結果に基づき光の波長に相当するデータ
をコンピュータ１つに送り、コンピュータ１つはそのデ
ータに対し演算処理を行い、その結果に基づく電気信号
を加熱冷却素子２ｏに送る。加熱冷却素子２０は半導体
レーザ１１に対し１」０熱及び冷却の温度変化を与える
動きをする。半導体レーザ１１は温度変化によって発振
波長が変化するという特性があるが、光波長測定器１８
で測定した波長と基準波長とを比較し、その差に基づき
加熱冷却素子２０に駆動電流を流すことによる温度変化
を半導体レーザ１１に与えることにより、半導体レーザ
１１を一定の波長で発振させることができる。
をコンピュータ１つに送り、コンピュータ１つはそのデ
ータに対し演算処理を行い、その結果に基づく電気信号
を加熱冷却素子２ｏに送る。加熱冷却素子２０は半導体
レーザ１１に対し１」０熱及び冷却の温度変化を与える
動きをする。半導体レーザ１１は温度変化によって発振
波長が変化するという特性があるが、光波長測定器１８
で測定した波長と基準波長とを比較し、その差に基づき
加熱冷却素子２０に駆動電流を流すことによる温度変化
を半導体レーザ１１に与えることにより、半導体レーザ
１１を一定の波長で発振させることができる。
以上の装置において半導体レーザ１１の片端面からの出
射光を発振波長モニタ用として使用している。半導体レ
ーザ１１は基本的には２枚のミラーで構成されているフ
ァブリペロ−の共振器と同じであるから、ミラーの反射
率と共振器からなる発振条件が満たされた時、固有の周
波数で連続発振する。従って第３図に示すように両端面
の出射光の波長λは同じである。
射光を発振波長モニタ用として使用している。半導体レ
ーザ１１は基本的には２枚のミラーで構成されているフ
ァブリペロ−の共振器と同じであるから、ミラーの反射
率と共振器からなる発振条件が満たされた時、固有の周
波数で連続発振する。従って第３図に示すように両端面
の出射光の波長λは同じである。
第４図に本装置のＡＰＣ回路の構成を示す。本装置では
ハーフミラ−１３で出射光を２つのビームに分岐し、一
方を光−電気変換器１５で電流に変えた後ＡＰＣ回路に
送る。ＡＰＣ回路１６では先ず光−電気変換器１５から
の電流信号を電流−電圧変換回路１６１により電圧信号
に変える。電圧信号は一方が入力信号、他方が基準電圧
を入力とする差動回路１６２に送られる。差動回路１６
２では、この電圧入力信号と基準電圧の差に相当する電
圧を出力する。この出力は電圧−電流変換装置１６３に
より電流信号に変えられ、駆動電流として半導体レーザ
１１を駆動してその出力光のパワーを加減する。従って
半導体レーザ１１からは常に一定のパワーの出力光を得
ることができる。
ハーフミラ−１３で出射光を２つのビームに分岐し、一
方を光−電気変換器１５で電流に変えた後ＡＰＣ回路に
送る。ＡＰＣ回路１６では先ず光−電気変換器１５から
の電流信号を電流−電圧変換回路１６１により電圧信号
に変える。電圧信号は一方が入力信号、他方が基準電圧
を入力とする差動回路１６２に送られる。差動回路１６
２では、この電圧入力信号と基準電圧の差に相当する電
圧を出力する。この出力は電圧−電流変換装置１６３に
より電流信号に変えられ、駆動電流として半導体レーザ
１１を駆動してその出力光のパワーを加減する。従って
半導体レーザ１１からは常に一定のパワーの出力光を得
ることができる。
一方ハーフミラー１３を透過した光は光波長測定器１８
に取り込まれる。光波長測定器１８で測定された波長の
データの流れを第５図に示す。光波長測定器１８は通信
用のポートとしてＧＰＩＢ通信をサポートしている。従
って光波長測定器１８で測定したデータをコンピュータ
１９に送ることが出来る。コンピュータ１９は送信して
きた波長のデータに対し、定められた基準の発振波長と
の大小の比較を行う。このデータが基準波長と同じであ
れば、コンピュータ１９は電流出力を出しているコント
ローラ１９１に対し同じ出力電流を保つ様に命令を出す
。データの値が基準の波長と異なる場合は、第６図のフ
ローチャートに従いコンピュータ１つがコントローラ１
９１から出す電流値を変化させる。この結果半導体レー
ザ１１は加熱冷却素子２０から温度変化を受けるので波
長が基準の方にシフトする。このシフトする発振波長ｊ
は再び光波長測定器１８によって測定されコンピュータ
１９内でデータ処理が行われる。以上のように光波長測
定器１８とコンピュータ１９及び加熱冷却素子２０の系
でフィードバック系を作り、加熱冷却素子２０によって
温度のオン−オフ制御を行うことにより半導体レーザ１
１の発振波長を基準の発振波長と一致させることができ
る。
に取り込まれる。光波長測定器１８で測定された波長の
データの流れを第５図に示す。光波長測定器１８は通信
用のポートとしてＧＰＩＢ通信をサポートしている。従
って光波長測定器１８で測定したデータをコンピュータ
１９に送ることが出来る。コンピュータ１９は送信して
きた波長のデータに対し、定められた基準の発振波長と
の大小の比較を行う。このデータが基準波長と同じであ
れば、コンピュータ１９は電流出力を出しているコント
ローラ１９１に対し同じ出力電流を保つ様に命令を出す
。データの値が基準の波長と異なる場合は、第６図のフ
ローチャートに従いコンピュータ１つがコントローラ１
９１から出す電流値を変化させる。この結果半導体レー
ザ１１は加熱冷却素子２０から温度変化を受けるので波
長が基準の方にシフトする。このシフトする発振波長ｊ
は再び光波長測定器１８によって測定されコンピュータ
１９内でデータ処理が行われる。以上のように光波長測
定器１８とコンピュータ１９及び加熱冷却素子２０の系
でフィードバック系を作り、加熱冷却素子２０によって
温度のオン−オフ制御を行うことにより半導体レーザ１
１の発振波長を基準の発振波長と一致させることができ
る。
尚、光波長測定器１８の出力信号としてアナログ電圧を
通ってもよい。
通ってもよい。
〈発明の効果）
以上詳細に説明したように本発明によれば本来の測定の
ための光エネルギーを損することなく、又、外気温の変
化に対しても半導体レーザの発振波長を安定化させるこ
とができる。
ための光エネルギーを損することなく、又、外気温の変
化に対しても半導体レーザの発振波長を安定化させるこ
とができる。
第１図は本発明の実施例の構成ブロック図、第２図は従
来の半導体レーザ装置の構成ブロック図、第３図は半導
体レーザの発振波長の説明図、第４図はへＰＣ回路の構
成ブロック図、第５図は発振波長安定化回路の説明図、
第６図は発振波長安定化のためのフローチャートである
。 １・・・半導体レーザ ２・・・加熱冷却素子３・・
・レンズ ４・・・ビームスプリッタ９・・・
光電変換素子 １１・・・半導体レーザ１２．１４．
１７・・・レンズ １３・・・ビームスプリッタ １５・・・光−電気変換器 １６・・・ＡＰＣ回路 １８・・・光波長測定器１９
・・・コンピュータ ２０・・・加熱冷却素子１６１・
・・電流−電圧変換回路 １６２・・・差動回路 １６３・・・電圧−電流変換装置 １９１・・・コントローラ
来の半導体レーザ装置の構成ブロック図、第３図は半導
体レーザの発振波長の説明図、第４図はへＰＣ回路の構
成ブロック図、第５図は発振波長安定化回路の説明図、
第６図は発振波長安定化のためのフローチャートである
。 １・・・半導体レーザ ２・・・加熱冷却素子３・・
・レンズ ４・・・ビームスプリッタ９・・・
光電変換素子 １１・・・半導体レーザ１２．１４．
１７・・・レンズ １３・・・ビームスプリッタ １５・・・光−電気変換器 １６・・・ＡＰＣ回路 １８・・・光波長測定器１９
・・・コンピュータ ２０・・・加熱冷却素子１６１・
・・電流−電圧変換回路 １６２・・・差動回路 １６３・・・電圧−電流変換装置 １９１・・・コントローラ
Claims (1)
- 加熱冷却素子により温度制御される半導体レーザのパワ
ーモニター用ビームをビームスプリッタにより分岐し、
一方を半導体レーザのパワーコントロール用に用い、他
方を光波長測定器により波長を測定し、基準波長との差
を演算し、その結果に基づき前記加熱冷却素子の駆動電
流を加減して半導体レーザの発振波長を安定させること
を特徴とする半導体レーザの発振波長安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27737985A JPS62136088A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 半導体レ−ザ装置の発振波長安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27737985A JPS62136088A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 半導体レ−ザ装置の発振波長安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136088A true JPS62136088A (ja) | 1987-06-19 |
Family
ID=17582704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27737985A Pending JPS62136088A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 半導体レ−ザ装置の発振波長安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62136088A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715078A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-01-17 | Nec Corp | 半導体レーザ装置 |
| EP0818857A1 (en) * | 1996-07-11 | 1998-01-14 | Nec Corporation | Semiconductor laser unit having a function of stabilizing an optical output and a wavelength |
| JP2007309840A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Olympus Corp | 光源装置及び分析装置 |
-
1985
- 1985-12-10 JP JP27737985A patent/JPS62136088A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715078A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-01-17 | Nec Corp | 半導体レーザ装置 |
| EP0818857A1 (en) * | 1996-07-11 | 1998-01-14 | Nec Corporation | Semiconductor laser unit having a function of stabilizing an optical output and a wavelength |
| US5867513A (en) * | 1996-07-11 | 1999-02-02 | Nec Corporation | Semiconductor laser unit having a function of stabilizing an optical output and a wavelength |
| JP2007309840A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Olympus Corp | 光源装置及び分析装置 |
| WO2007135922A1 (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Olympus Corporation | 光源装置及び分析装置 |
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