JP2014165384A - Semiconductor laser module - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ光の制御波長を、高精度でありながらより柔軟に設定することができる半導体レーザモジュールを提供する。
【解決手段】半導体レーザ素子4と、光の周波数的に周期的な透過特性を有し、半導体レーザ素子が出力するレーザ光の一部である2以上のレーザ光を透過特性に応じた透過率で透過する2以上の光フィルタ9,10と、2以上の光フィルタを透過した各レーザ光を受光する2以上の受光器11、12、13と、を備え、2以上の光フィルタは、1周期の1/3以内の差の周期の透過特性を有し、かつ、2以上の光フィルタは、2以上のレーザ光に対する透過特性が、1周期の1/3〜1/5の範囲で互いに位相が異なるように配置されている半導体レーザモジュール100。
【選択図】図1Provided is a semiconductor laser module capable of setting a control wavelength of a laser beam more flexibly while being highly accurate.
A semiconductor laser element and a transmittance corresponding to the transmission characteristics of two or more laser beams having a periodic transmission characteristic in terms of frequency of light and being a part of a laser beam output from the semiconductor laser element. 2 and two or more optical filters 9 and 10, and two or more optical receivers 11, 12, and 13 that receive each laser beam transmitted through the two or more optical filters. Two or more optical filters have a transmission characteristic with a difference period within 1/3 of the period, and the transmission characteristics with respect to two or more laser beams are within a range of 1/3 to 1/5 of one period. Semiconductor laser module 100 arranged so that the phases are different.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体レーザモジュールに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor laser module.
1本の光ファイバに波長が異なる複数の光信号を多重化して同時に伝送する波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing:WDM)通信分野では、情報通信量の増加に伴い、より狭い波長間隔で光信号を多重化することが求められている。より狭い波長間隔で光信号を多重化するためには、半導体レーザ素子から出射される、信号光となるレーザ光の波長を精度高く制御する必要がある。このため、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を選択的に透過するエタロンフィルタを備える半導体レーザモジュールが提案されている(特許文献1、2参照)。
In a wavelength division multiplexing (WDM) communication field in which a plurality of optical signals having different wavelengths are multiplexed and transmitted simultaneously on one optical fiber, optical signals are transmitted at narrower wavelength intervals as the amount of information communication increases. Multiplexing is required. In order to multiplex optical signals at narrower wavelength intervals, it is necessary to control the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser element as signal light with high accuracy. For this reason, there has been proposed a semiconductor laser module including an etalon filter that selectively transmits laser light emitted from a semiconductor laser element (see
この半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部をエタロンフィルタ側に分岐し、エタロンフィルタを透過した分岐光の強度に基づいて半導体レーザ素子の温度を制御することによって、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を制御する。エタロンフィルタは、レーザ光の波長に対して光の周波数的に周期的な透過特性を有するので、エタロンフィルタを透過した分岐光の強度が所定の値になるように半導体レーザ素子の温度を制御することによって、レーザ光を所定の波長に制御することができる。 In this semiconductor laser module, a part of the laser light emitted from the semiconductor laser element is branched to the etalon filter side, and the temperature of the semiconductor laser element is controlled based on the intensity of the branched light transmitted through the etalon filter. The wavelength of laser light emitted from the laser element is controlled. Since the etalon filter has periodic transmission characteristics with respect to the wavelength of the laser light, the temperature of the semiconductor laser element is controlled so that the intensity of the branched light transmitted through the etalon filter becomes a predetermined value. Thus, the laser beam can be controlled to a predetermined wavelength.
なお、より高精度の波長制御のためには、制御すべきレーザ光の波長は、エタロンフィルタの透過特性における光の周波数に対する透過率の変化率(以下、透過率変化率という)が大きい周波数領域の波長に設定されることが好ましい。 For more precise wavelength control, the wavelength of the laser beam to be controlled is a frequency region where the transmittance change rate (hereinafter referred to as transmittance change rate) is large with respect to the light frequency in the transmission characteristics of the etalon filter. It is preferable that the wavelength is set.
ところで、近年40Gbps、100Gbps等のデジタルコヒーレント光通信が普及し始めている。このような大容量光通信の実現する場合に、光伝送波長帯域の効率的利用のために、レーザ光の周波数間隔についても、25GHzや50GHzに固定されていた従来の固定グリッド方式から、異なる周波数間隔で混在して配置される、いわゆるフレキシブルグリッド方式が導入されようとしている。 Incidentally, in recent years, digital coherent optical communication such as 40 Gbps and 100 Gbps has begun to spread. When realizing such a large-capacity optical communication, the frequency interval of the laser light is also different from the conventional fixed grid method fixed at 25 GHz or 50 GHz for efficient use of the optical transmission wavelength band. A so-called flexible grid system that is mixedly arranged at intervals is about to be introduced.
しかしながら、エタロンフィルタは固定した透過特性を有するため、制御すべきレーザ光の波長が、透過率変化率が小さい周波数領域の波長の場合は、高精度の波長制御が困難であり、フレキシブルグリッド方式には適用が困難であるという問題があった。なお、エタロンフィルタの透過特性は温度調整によってある程度は可能であるが、温度調整素子を追加で用意しなければならず、かつ調整に時間が掛かったり、30℃近く温度を変化させなければいけない場合がある等、困難であった。 However, since the etalon filter has a fixed transmission characteristic, if the wavelength of the laser light to be controlled is a wavelength in the frequency region where the transmittance change rate is small, highly accurate wavelength control is difficult, and the flexible grid method is used. Had a problem that it was difficult to apply. The transmission characteristics of the etalon filter can be controlled to some extent by adjusting the temperature. However, additional temperature adjusting elements must be prepared, and adjustment takes time or the temperature must be changed by nearly 30 ° C. It was difficult.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ光の制御波長を、高精度でありながらより柔軟に設定することができる半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser module that can set a control wavelength of laser light more flexibly while being highly accurate.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子と、光の周波数的に周期的な透過特性を有し、前記半導体レーザ素子が出力するレーザ光の一部である2以上のレーザ光を前記透過特性に応じた透過率で透過する2以上の光フィルタと、前記2以上の光フィルタを透過した各レーザ光を受光する2以上の受光器と、を備え、前記2以上の光フィルタは、1周期の1/3以内の差の周期の前記透過特性を有し、かつ、前記2以上の光フィルタは、前記2以上のレーザ光に対する前記透過特性が、1周期の1/3〜1/5の範囲で互いに位相が異なるように配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a semiconductor laser module according to the present invention includes a semiconductor laser element and a laser having a periodic transmission characteristic of light in frequency and output from the semiconductor laser element Two or more optical filters that transmit two or more laser beams, which are part of the light, with a transmittance according to the transmission characteristics, and two or more light receivers that receive the laser beams transmitted through the two or more optical filters And the two or more optical filters have the transmission characteristics with a difference period within 1/3 of one period, and the two or more optical filters have the two or more laser beams with respect to the two or more laser beams. The transmission characteristics are arranged so that the phases are different from each other within a range of 1/3 to 1/5 of one cycle.
本発明に係る半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が出力するレーザ光を2以上のレーザ光に分岐する分岐器と、光の周波数的に周期的な透過特性を有し、前記分岐した2以上のレーザ光を前記透過特性に応じた透過率で透過する光フィルタと、前記光フィルタを透過した各レーザ光を受光する2以上の受光器と、を備え、前記各レーザ光は、前記光フィルタの前記各レーザ光に対する前記透過特性が、1周期の1/3〜1/5の範囲で互いに位相が異なるような角度で前記光フィルタに入射することを特徴とする。 The semiconductor laser module according to the present invention has a semiconductor laser element, a branching device for branching the laser beam output from the semiconductor laser element into two or more laser beams, and a periodic transmission characteristic of the light in frequency. An optical filter that transmits the two or more branched laser beams at a transmittance according to the transmission characteristics; and two or more light receivers that receive the laser beams transmitted through the optical filter. Are characterized in that the transmission characteristics of the optical filter with respect to the laser beams are incident on the optical filter at angles that are different from each other in a range of 1/3 to 1/5 of one cycle.
本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記光フィルタはエタロンフィルタであることを特徴とする。 In the semiconductor laser module according to the present invention as set forth in the invention described above, the optical filter is an etalon filter.
本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記光フィルタはリング共振器型フィルタであることを特徴とする。 In the semiconductor laser module according to the present invention as set forth in the invention described above, the optical filter is a ring resonator type filter.
本発明によれば、レーザ光の制御波長を、高精度でありながらより柔軟に設定することができるという効果を奏する。 According to the present invention, the control wavelength of the laser beam can be set more flexibly while being highly accurate.
以下に、図面を参照して本発明に係る半導体レーザモジュールの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各層の厚さや厚さの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、本明細書では、半導体光増幅素子とは、レーザ増幅機能を有する半導体素子であって、半導体レーザ素子や半導体光増幅器を含むことを意味する。半導体光増幅器とは、入力された光をレーザ増幅して出力するものを意味する。 Hereinafter, embodiments of a semiconductor laser module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected suitably to the same or corresponding component. Also, it should be noted that the drawings are schematic, and the thicknesses and ratios of the layers are different from the actual ones. Moreover, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ also in between drawings is contained. In the present specification, the semiconductor optical amplification element is a semiconductor element having a laser amplification function, and includes a semiconductor laser element and a semiconductor optical amplifier. The term “semiconductor optical amplifier” means an amplifier that amplifies input light and outputs it.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体レーザモジュールの模式的な構成図である。図1に示すように、半導体レーザモジュール100は、筐体1、基台2、3、半導体レーザ素子4、サーミスタ5、コリメータレンズ6、光アイソレータ7、光分岐器であるビームスプリッタ8、2つのエタロンフィルタ9、10、受光器である3つのフォトダイオード(PD)11、12、13、集光レンズ14、および光ファイバ15を備えている。また、半導体レーザモジュール100は制御器Cに接続している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor laser module according to
基台2は、筐体1内で不図示の温度調節素子に載置されている。基台2は、光アイソレータ7、ビームスプリッタ8、エタロンフィルタ9、10、およびPD11、12、13、および基台3を載置している。基台3は、基台2に載置されるとともに、半導体レーザ素子4、サーミスタ5、およびコリメータレンズ6を載置している。集光レンズ14、光ファイバ15は筐体1に取り付けられている。
The
温度調節素子は、たとえばペルチェ素子である。温度調節素子は、駆動電流が供給されることによって半導体レーザ素子4を冷却してその温度を調節することができる。サーミスタ5は半導体レーザ素子4の温度を測定するために半導体レーザ素子4の近傍の配置されている。
The temperature adjustment element is, for example, a Peltier element. The temperature adjusting element can cool the
基台2、3は、たとえば熱伝導率が170W/m・Kと高い窒化アルミニウム(AlN)からなるが、AlNに限らず、CuW、炭化ケイ素(SiC)、ダイヤモンドなどの熱伝導率が高い材料でもよい。
The
半導体レーザ素子4、たとえばDFBレーザ素子や集積型半導体レーザ素子(たとえば、特許文献1参照)である。半導体レーザ素子4は、制御器Cから駆動電流を供給されて、レーザ光L1を出力する。レーザ光L1の波長は光通信用に用いられる波長帯(たとえば1520nm〜1620nm)内の波長である。
The
コリメートレンズ6は、半導体レーザ素子4のレーザ光を出力する側である前方側に配置されている。コリメートレンズ6は、半導体レーザ素子4から出力されたレーザ光L1を平行光に変換する。
The
光アイソレータ7は、レーザ光L1をビームスプリッタ8側に透過させるとともに、ビームスプリッタ8側から半導体レーザ素子4に光が戻ることを阻止する。
The
ビームスプリッタ8は、レーザ光L1の大部分を透過して集光レンズ14に出力するとともに、レーザ光L1の一部(レーザ光L2、L3、L4)を分岐し、それぞれパワーモニタ用のPD11、エタロンフィルタ9、10に向けて反射させる。
The
集光レンズ14は、ビームスプリッタ8から出力されたレーザ光L1を光ファイバ15に集光して入力させる。光ファイバ15はレーザ光L1を所定の装置等まで伝送する。
The condensing
一方、PD11は、レーザ光L2の強度を検出し、検出された強度に応じた電流を制御器Cに出力する。
On the other hand, the
エタロンフィルタ9、10は、光の周波数的に周期的な透過特性を有し、その透過特性に応じた透過率で、ビームスプリッタ8が反射したレーザ光L3、L4を選択的に透過して波長モニタ用のPD12、13に入力する。PD12、13は、エタロンフィルタ9、10を透過したレーザ光L3、L4の強度を検出し、検出された強度に応じた値の電流を制御器Cに出力する。
The etalon filters 9 and 10 have a periodic transmission characteristic of the light in frequency, and selectively transmit the laser beams L3 and L4 reflected by the
PD11、12、13によって検出されたレーザ光L2、L3、L4の強度は、制御器Cによる波長ロック制御(レーザ光L1を所望の波長及び強度にするための制御)に用いられる。
The intensities of the laser beams L2, L3, and L4 detected by the
ここで、エタロンフィルタ9、10は、略同じ周期の透過特性を有するものである。ただし、図1に示すように、エタロンフィルタ10は、レーザ光L4の進行方向に対して光軸が略並行になるように配置しているが、エタロンフィルタ9は、レーザ光L3の進行方向に対して光軸を傾斜させて配置している。傾斜角度は、エタロンフィルタ9、10の周期が50GHzの場合はたとえば0.7度程度である。
Here, the
図2は、エタロンフィルタの透過特性の一例を示す図である。横軸は光の周波数を示し、縦軸はPD電流を示している。縦軸のPD電流はエタロンフィルタの透過率にほぼ比例する。図2の場合、たとえば周波数が191700GHz(曲線の谷)や191750GHz(曲線の山)の光の場合、透過率変化率が小さいため、高精度の波長制御が困難である。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of transmission characteristics of the etalon filter. The horizontal axis indicates the frequency of light, and the vertical axis indicates the PD current. The PD current on the vertical axis is substantially proportional to the transmittance of the etalon filter. In the case of FIG. 2, for example, in the case of light having a frequency of 191700 GHz (curve valley) or 191750 GHz (curve peak), the transmittance change rate is small, so that highly accurate wavelength control is difficult.
これに対して、図3は、図1に示す2つのエタロンフィルタ9、10の透過特性を示す図である。曲線C1がエタロンフィルタ9の透過特性であり、曲線C2がエタロンフィルタ10の透過特性である。このような曲線C1、C2は、周波数弁別カーブとも呼ばれる。上述したように、エタロンフィルタ10は、レーザ光L4の進行方向に対して光軸が略並行になるように配置し、エタロンフィルタ9は、レーザ光L3の進行方向に対して光軸を傾斜させて配置しているので、図3に示すように、エタロンフィルタ9、10は、周期は略同じであるが、透過特性の位相が互いに異なっている。
On the other hand, FIG. 3 is a diagram showing transmission characteristics of the two
その結果、曲線C1、C2の太線部で示す、10μA/GHz程度の透過率変化率が大きくて高精度の波長制御に使用できる周波数領域が、図2で示すような場合よりも広範囲に存在することとなる。制御器の方で1μAの精度で安定化させることができれば、0.1GHzの精度で波長が制御される。その結果、レーザ光L1の制御波長を、高精度でありながらより柔軟に設定することができる。また、エタロンフィルタの透過特性の調整のための温度調整素子の追加の必要も無く、高精度かつ柔軟な波長制御を低コストで実現ができる。 As a result, there is a wider frequency region that can be used for high-accuracy wavelength control with a large transmittance change rate of about 10 μA / GHz shown by the thick line portions of the curves C1 and C2 than in the case shown in FIG. It will be. If the controller can stabilize with an accuracy of 1 μA, the wavelength is controlled with an accuracy of 0.1 GHz. As a result, the control wavelength of the laser beam L1 can be set more flexibly while being highly accurate. Further, there is no need to add a temperature adjusting element for adjusting the transmission characteristics of the etalon filter, and highly accurate and flexible wavelength control can be realized at low cost.
具体的には、波長ロック制御において、制御器Cは、PD11によって検出されたレーザ光L2の強度と、PD12またはPD13によって検出された、エタロンフィルタ9またはエタロンフィルタ10を透過後のレーザ光L3またはレーザ光L4の強度との比が、レーザ光L1の強度及び波長が所望の強度及び波長になるときの比になるように、半導体レーザ素子4の駆動電流と温度とを変化させる制御をする。これにより、レーザ光L1の強度及び波長を所望の強度及び波長(ロック波長)に制御することができる。
Specifically, in the wavelength lock control, the controller C controls the intensity of the laser light L2 detected by the
なお、エタロンフィルタの透過後のレーザ光の強度の検出結果として、PD12およびPD13のいずれの値を使用するかについては、レーザ光L1の制御すべき波長において、エタロンフィルタ9およびエタロンフィルタ10の透過率変化率のいずれか大きい方の検出結果を使用することが好ましい。なお、制御すべき波長において、いずれの透過率変化率が大きいかについては、制御器Cが制御波長と透過率変化率との対応を示すテーブルを記憶部に格納しておき、制御波長に応じて適宜選択するようにすればよい。
As for the detection result of the intensity of the laser light after passing through the etalon filter, which value of PD12 or PD13 is used is determined by the transmission of the
エタロン9、10の基本周期としては、作製時の固定精度と透過率変化率を鑑みて20GHz〜150GHz程度のものを用いることが望ましい。エタロンフィルタ9、10の透過特性の位相の差異については、1周期の1/3〜1/5の範囲であれば、波長にして30nm以上の範囲において、透過率変化率が大きい周波数領域を当該波長範囲にわたって分布させることができるので好ましい。
As the basic period of the
また、エタロンフィルタ9、10の周期については、互いに略等しいことが好ましいが、1周期の1/3以内の差であれば、互いに異なっていても、透過率変化率が大きい周波数領域を広い波長範囲にわたって分布させることができるので好ましく、同一であることがさらに好ましい。
Further, the periods of the
また、半導体レーザモジュール100では、エタロンフィルタ10は、レーザ光L4の進行方向に対して光軸が略並行になるように配置しているが、エタロンフィルタ9との透過特性の位相の差異を所望の値に設定できる程度に傾斜させてもよい。
In the
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2に係る半導体レーザモジュールの模式的な構成図である。半導体レーザモジュール100Aは、半導体レーザモジュール100のビームスプリッタ8、エタロンフィルタ9、10を、ビーススプリッタ8A、エタロンフィルタ9Aに置き換えた構成を有する。なお、制御器Cは記載を省略してある。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a semiconductor laser module according to
この半導体レーザモジュール100Aでは、ビーススプリッタ8Aは、レーザ光L3、L4を、互いの成す角度が所定の角度で傾斜するようにエタロンフィルタ9Aに入射させる。その結果、エタロンフィルタ9Aのレーザ光L3、L4に対する透過特性が、1周期の1/3〜1/5の範囲で互いに位相が異なることになる。これによって、1つのエタロンフィルタ9Aにて、半導体レーザモジュール100と同様に、レーザ光L1の制御波長を、高精度でありながらより柔軟に設定することができる。
In this
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3に係る半導体レーザモジュールの模式的な構成図である。半導体レーザモジュール100Bは、半導体レーザモジュール100のビームスプリッタ8、エタロンフィルタ9、10、PD11、12、13を、半導体レーザ素子4の後方に配置し、さらに、ビームスプリッタ18、PD19、コリメータレンズ20を追加した構成を有する。なお、制御器Cは記載を省略してある。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a semiconductor laser module according to
この半導体レーザモジュール100Bでは、半導体レーザ素子4が前端側から出力するレーザ光L1を、ビームスプリッタ18で一部(レーザ光L5)を分岐し、PD19側に反射させている。PD19は、レーザ光L5の強度を検出し、検出された強度に応じた電流を制御器Cに出力する。このように、レーザ光L1の強度はPD19にて検出される。
In this
一方、半導体レーザ素子4は、後端側からレーザ光L1aを出力する。レーザ光L1aは、レーザ光L1と同様に半導体レーザ素子4の内部にて発振したレーザ光であり、レーザ光L1と同一の波長と、レーザ光L1と比例する光強度とを有する。
On the other hand, the
コリメータレンズ20は、半導体レーザ素子4から出力されたレーザ光L1aを平行光に変換する。
The
ビームスプリッタ8は、レーザ光L1aの一部(レーザ光L2a、L3a、L4a)を、それぞれPD11、エタロンフィルタ9、10に向けて反射させる。
The
PD11は、レーザ光L2aの強度を検出し、検出された強度に応じた電流を制御器に出力する。
The
エタロンフィルタ9、10は、その透過特性に応じた透過率で、ビームスプリッタ8が反射したレーザ光L3a、L4aを選択的に透過して波長モニタ用のPD12、13に入力する。PD12、13は、エタロンフィルタ9、10を透過したレーザ光L3a、L4aの強度を検出し、検出された強度に応じた値の電流を制御器に出力する。
The etalon filters 9 and 10 selectively transmit the laser beams L3a and L4a reflected by the
PD11、12、13によって検出されたレーザ光L2a、L3a、L4aの強度は、半導体レーザモジュール100の場合と同様に、制御器による波長ロック制御に用いられる。その結果、レーザ光L1の制御波長を、高精度でありながらより柔軟に設定することができる。
The intensities of the laser beams L2a, L3a, and L4a detected by the
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4に係る半導体レーザモジュールの模式的な構成図である。半導体レーザモジュール100Cは、半導体レーザモジュール100のビームスプリッタ8をビームスプリッタ8Cに置き換え、さらにエタロンフィルタ21、PD22を追加した構成を有する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a semiconductor laser module according to
ビームスプリッタ8Cは、レーザ光L1の大部分を透過して集光レンズ14に入力させるとともに、レーザ光L1の一部(レーザ光L2、L3、L4、L6)を、それぞれパワーモニタ用のPD11、エタロンフィルタ9、10、21に向けて反射させる。
The
エタロンフィルタ21は、光の周波数的に周期的な透過特性を有し、その透過特性に応じた透過率で、ビームスプリッタ8Cが反射したレーザ光L6を選択的に透過して波長モニタ用のPD22に入力する。
The
PD11、12、13、22によって検出されたレーザ光L2、L3、L4、L6の強度は、制御器による波長ロック制御に用いられる。
The intensities of the laser beams L2, L3, L4, and L6 detected by the
ここで、エタロンフィルタ21は、エタロンフィルタ9、10と略同じ周期の透過特性を有するものであるが、レーザ光L6の進行方向に対して光軸を傾斜させて配置している。その傾斜角度は、エタロンフィルタ9の光軸の、レーザ光L3の進行方向に対する傾斜角度よりも小さく、たとえばエタロンフィルタ9、10、21の周期が50GHzの場合はたとえば0.35度程度である。
Here, the
図7は、図6に示す3つのエタロンフィルタ9、10、21の透過特性を示す図である。曲線C1がエタロンフィルタ9の透過特性であり、曲線C2がエタロンフィルタ10の透過特性である。曲線C3がエタロンフィルタ21の透過特性である。上述したように、エタロンフィルタ21は、レーザ光L6の進行方向に対して、エタロンフィルタ9の場合よりも小さい傾斜角度で光軸を傾斜させているので、図7に示すように、エタロンフィルタ9、10、21は、周期は略同じであるが、透過特性の位相が互いに異なっている。さらに、エタロンフィルタ21の周波数弁別カーブである曲線C3は、曲線C1と曲線C2との間に位置することとなる。すなわち、曲線C1と曲線C3との位相差は、曲線C1と曲線C2との位相差よりも小さく、たとえば曲線C1と曲線C2との位相差の約1/2である。
FIG. 7 is a diagram showing the transmission characteristics of the three
その結果、曲線C1、C2、C3の太線部で示す、透過率変化率が大きい周波数領域が、図3で示すような場合よりもさらに広範囲に存在することとなる。その結果、レーザ光L1の制御波長を、高精度でありながらさらに柔軟に設定することができる。このように、エタロンフィルタの数は2以上であれば特に限定されない。 As a result, the frequency region having a large transmittance change rate indicated by the thick line portions of the curves C1, C2, and C3 exists in a wider range than the case shown in FIG. As a result, the control wavelength of the laser beam L1 can be set more flexibly while being highly accurate. Thus, the number of etalon filters is not particularly limited as long as it is two or more.
なお、上記実施の形態では、光フィルタとしてエタロンフィルタを使用しているが、光の周波数的に周期的な透過特性を有する他の種類の光フィルタを用いてもよい。 In the above embodiment, an etalon filter is used as the optical filter. However, other types of optical filters having periodic transmission characteristics of light may be used.
図8は、リング共振器型光フィルタを用いた構成図である。この構成では、平面光波回路(Planar Lightwave Circuit:PLC)30は、光分岐部31と、直線型の光導波路32と、リング共振器型光フィルタ33aを有する光導波路33と、リング共振器型光フィルタ34aを有する光導波路34とを有している。
FIG. 8 is a configuration diagram using a ring resonator type optical filter. In this configuration, a planar lightwave circuit (PLC) 30 includes an optical branching
リング共振器型光フィルタ33a、34aは、1周期の1/3以内の差の周期の透過特性を有している。
The ring resonator type
ビームスプリッタ29は、レーザ光L1の一部(レーザ光L7)を、PLC30に向けて反射させる。PLC30において、光分岐部31は、レーザ光L7をレーザ光L8、L9、L10に分岐する。
The
光導波路32は、レーザ光L8をPD11に導波する。光導波路33、34は、それぞれレーザ光L9、10をPD12、13に導波する。
The
ここで、リング共振器型光フィルタ33a、34aは、対応するレーザ光L9、L10に対する透過特性が、1周期の1/3〜1/5の範囲で互いに位相が異なるように配置されている。その結果、エタロンフィルタ9、10を用いた場合と同様に、PD11、12、13によって検出されたレーザ光L8、L9、L10の強度は、制御器による波長ロック制御に用いることができ、レーザ光L1の制御波長を、高精度でありながらより柔軟に設定することができる。
Here, the ring resonator type
なお、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。たとえば、実施の形態2において、3以上のレーザ光を、互いの成す角度が所定の角度で傾斜するようにエタロンフィルタに入射させて、実施の形態4の場合と同様に3以上の周波数弁別カーブを備えるような構成としてもよい。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. For example, in the second embodiment, three or more laser beams are incident on the etalon filter so that the angle formed by each other is inclined at a predetermined angle, and three or more frequency discrimination curves are obtained as in the fourth embodiment. It is good also as a structure provided with. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
1 筐体
2、3 基台
4 半導体レーザ素子
5 サーミスタ
6 コリメータレンズ
7 光アイソレータ
8、8A、8C、18、29 ビームスプリッタ
9、9A、10、21 エタロンフィルタ
11、12、13、19、22 PD
14 集光レンズ
15 光ファイバ
20 コリメータレンズ
29 ビームスプリッタ
30 PLC
31 光分岐部
32、33、34 光導波路
33a リング共振器型光フィルタ
34a リング共振器型光フィルタ
100、100A、100B、100C 半導体レーザモジュール
C 制御器
C1、C2、C3 曲線
L1、L1a、L2、L2a、L3、L3a、L4、L5、L6、L7、L8、L9 レーザ光
DESCRIPTION OF
14
31 Optical branching
Claims (4)
光の周波数的に周期的な透過特性を有し、前記半導体レーザ素子が出力するレーザ光の一部である2以上のレーザ光を前記透過特性に応じた透過率で透過する2以上の光フィルタと、
前記2以上の光フィルタを透過した各レーザ光を受光する2以上の受光器と、
を備え、
前記2以上の光フィルタは、1周期の1/3以内の差の周期の前記透過特性を有し、かつ、前記2以上の光フィルタは、前記2以上のレーザ光に対する前記透過特性が、1周期の1/3〜1/5の範囲で互いに位相が異なるように配置されていることを特徴とする半導体レーザモジュール。 A semiconductor laser element;
Two or more optical filters having a periodic transmission characteristic of light and transmitting two or more laser beams that are part of the laser beam output from the semiconductor laser element with a transmittance according to the transmission characteristics When,
Two or more light receivers for receiving each laser beam transmitted through the two or more optical filters;
With
The two or more optical filters have the transmission characteristics with a difference period within 1/3 of one period, and the two or more optical filters have the transmission characteristics for the two or more laser beams of 1 A semiconductor laser module, which is arranged so that phases thereof are different from each other in a range of 1/3 to 1/5 of a cycle.
前記半導体レーザ素子が出力するレーザ光を2以上のレーザ光に分岐する分岐器と、
光の周波数的に周期的な透過特性を有し、前記分岐した2以上のレーザ光を前記透過特性に応じた透過率で透過する光フィルタと、
前記光フィルタを透過した各レーザ光を受光する2以上の受光器と、
を備え、
前記各レーザ光は、前記光フィルタの前記各レーザ光に対する前記透過特性が、1周期の1/3〜1/5の範囲で互いに位相が異なるような角度で前記光フィルタに入射することを特徴とする半導体レーザモジュール。 A semiconductor laser element;
A branching device for branching the laser beam output from the semiconductor laser element into two or more laser beams;
An optical filter having a periodic transmission characteristic of light in frequency, and transmitting the two or more branched laser beams at a transmittance according to the transmission characteristic;
Two or more light receivers for receiving each laser beam transmitted through the optical filter;
With
Each laser beam is incident on the optical filter at an angle such that the transmission characteristics of the optical filter with respect to the laser beam are different from each other in a range of 1/3 to 1/5 of one cycle. A semiconductor laser module.
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