(57)【要約】【課題】外部共振器構造を持つ可変波長光源において、駆動系が単純で小型化が可能な可変波長光源を提供する。【解決手段】半導体レーザ１から出射されたレーザ光２は、コリメートレンズ３によってコリメートされる。コリメートされたコリメート光４は、回折格子５で回折され、回折された回折光はコリメートレンズ３を通って半導体レーザ１に入射される。コリメートレンズ３の位置をコリメートレンズ駆動器６で変えることにより発振波長が変わる。【選択図】　　　　図１
2004128072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ（１）と、前記半導体レーザの出射光をコリメートするためのコリメートレンズ（３）と、前記コリメートレンズによってコリメートされたコリメート光の光路上に配置され、前記コリメート光を回折して、当該回折された回折光を再び前記半導体レーザーに入射させる回折格子（５）とを有する可変波長光源において、
前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるためのコリメートレンズ駆動器（６）を備え、前記コリメートレンズの位置を変化させることにより、発振波長を変化させることを特徴とする可変波長光源。
【請求項２】
半導体レーザ（１）と、前記半導体レーザの出射光をコリメートするためのコリメートレンズ（３）と、前記コリメートレンズによってコリメートされたコリメート光の光路上に配置され、前記コリメート光を回折する回折格子（５）と、前記回折格子によって回折された回折光の光路上に配置され、前記回折光を前記回折格子に向けて反射させる反射鏡（７）とを有する可変波長光源において、
前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるためのコリメートレンズ駆動器（６）を備え、前記コリメートレンズの位置を変化させることにより、発振波長を変化させることを特徴とする可変波長光源。
【請求項３】
複数の半導体レーザ（１）と、前記複数の半導体レーザからの出射光をコリメートするための複数のコリメートレンズ（３）と、それぞれが前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるための複数のコリメートレンズ駆動器（６）と、前記複数のコリメートレンズによってコリメートされた複数のコリメート光の光路上に配置され、前記複数のコリメート光を回折して、前記複数のコリメート光を再び前記複数の半導体レーザに入射させる一つの回折格子（５）とを備え、前記複数のコリメートレンズの位置を変化させることにより、前記複数の半導体レーザのそれぞれの発振波長を変化させることを特徴とする多出力の可変波長光源。
【請求項４】
複数の半導体レーザ（１）と、前記複数の半導体レーザからの出射光をコリメートするための複数のコリメートレンズ（３）と、それぞれが前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるための複数のコリメートレンズ駆動器（６）と、前記複数のコリメートレンズによってコリメートされた複数のコリメート光の光路上に配置され、前記複数のコリメート光を回折する一つの回折格子（５）と、前記回折格子によって回折された回折光の光路上に配置され、前記回折光を前記回折格子に向けて反射させる一つの反射鏡（７）とを備え、前記複数のコリメートレンズの位置を変化させることにより、前記複数の半導体レーザのそれぞれの発振波長を変化させることを特徴とする多出力の可変波長光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信、光計測の分野で利用される光源に係り、特に発振波長を調整できる可変波長光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信、光計測において、レーザ光源は最も基本的な光部品であり、特に光多重通信用には、１つのシステムに数十の光源が使用される。光源の種類としては、ＤＦＢ−ＬＤ、ＤＢＲ−ＬＤ、外部共振器構造ＬＤ（ＬＤ：半導体レーザ）等があるが、価格、作製の容易さ、操作の容易さから考えると、外部共振器構造ＬＤが最も光多重通信に適している。
【０００３】
一般的な外部共振器構造ＬＤの構成としては、リットマン型とリトロ型があり、どちらも市販されている。外部共振器構造ＬＤは他種光源に対して利点が多いが、光学系が大きいという欠点を持っている。そのため、光多重通信のチャンネル数が増えると光源の大きさが問題となってくる。
【０００４】
外部共振器構造ＬＤの大きさを小さくする方法として、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　）アクチュエータを用いた光源が開発された。このＭＥＭＳ型光源は反射鏡あるいは回折格子をＭＥＭＳ技術で作製した静電アクチュエータで駆動されるものであり、共振器長１ｃｍ以下、光学部体積は数ｃｃとなった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ＭＥＭＳ型光源では、反射鏡あるいは回折格子に回転運動を与えるため、一般的にＭＥＭＳ技術が使われている光アッテネータや光スイッチの様に直線運動のものと比較して構造が複雑となっていた。また、反射鏡と回折格子は、ＭＥＭＳ型光源用に小型にする必要があるが、この場合、通常の外部共振構造ＬＤよりも高価となってしまうという欠点を持っていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係る可変波長光源は、コリメートレンズの平行移動によって発振波長を変化させることとして、駆動系を単純にする。また、複数の光源を必要とする場合、高価な光学部品を共有することによって、価格を安価にするものである。
【０００７】
すなわち、本発明の可変波長光源は、半導体レーザと、前記半導体レーザの出射光をコリメートするためのコリメートレンズと、前記コリメートレンズによってコリメートされたコリメート光の光路上に配置され、前記コリメート光を回折して、当該回折された回折光を再び前記半導体レーザーに入射させる回折格子とを有する可変波長光源において、前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるためのコリメートレンズ駆動器を備えている。
【０００８】
また、本発明の可変波長光源は、半導体レーザと、前記半導体レーザの出射光をコリメートするためのコリメートレンズと、前記コリメートレンズによってコリメートされたコリメート光の光路上に配置され、前記コリメート光を回折する回折格子と、前記回折格子によって回折された回折光の光路上に配置され、前記回折光を前記回折格子に向けて反射させる反射鏡とを有する可変波長光源において、前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるためのコリメートレンズ駆動器を備えている。
【０００９】
また、本発明の可変波長光源は、複数の半導体レーザと、前記複数の半導体レーザからの出射光をコリメートするための複数のコリメートレンズと、それぞれが前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるための複数のコリメートレンズ駆動器と、前記複数のコリメートレンズによってコリメートされた複数のコリメート光の光路上に配置され、前記複数のコリメート光を回折して、前記複数のコリメート光を再び前記複数の半導体レーザに入射させる一つの回折格子とを備えている。
【００１０】
また、本発明の可変波長光源は、複数の半導体レーザと、前記複数の半導体レーザからの出射光をコリメートするための複数のコリメートレンズと、それぞれが前記コリメートレンズを保持し、かつ、該コリメートレンズの前記出射光の光軸に対する位置を変化させるための複数のコリメートレンズ駆動器と、前記複数のコリメートレンズによってコリメートされた複数のコリメート光の光路上に配置され、前記複数のコリメート光を回折する一つの回折格子と、前記回折格子によって回折された回折光の光路上に配置され、前記回折光を前記回折格子に向けて反射させる一つの反射鏡とを備えている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る可変波長光源の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に第１の実施の形態であるリトロ配置の外部共振器構造ＬＤ光源の概略図を示す。本実施の形態の可変波長光源は、半導体レーザ１、コリメートレンズ３、該コリメートレンズ３を保持するコリメートレンズ駆動器６、および回折格子５から構成されている。コリメートレンズ３は、半導体レーザ１からの出射光の光軸に対してコリメートレンズ駆動器６によって移動可能であり、回折格子５は固定されている。
【００１２】
半導体レーザ１から出射されたレーザ光２は、コリメートレンズ３によってコリメートされる。コリメートレンズ３によってコリメートされたコリメート光４は、回折格子５に入射される。回折格子５で回折された回折光はコリメートレンズ３を通って再び半導体レーザ１に入射される。ここで回折格子５に対するコリメート光４の入射角をθ、回折格子５の溝間隔をｄとすると、この光源の発振波長は、
ｎ・λ＝２ｄ　ｓｉｎθ　　　　　ｎ＝１，２，３，・・・　　　　　　　　　（１）
となる。
【００１３】
コリメートレンズ駆動器６は、コリメートレンズ３を移動させるができ、このコリメートレンズ３の移動により、図２に示した通り、コリメート光４の光軸を変化させることができる。一例として、コリメートレンズ駆動器６によりコリメートレンズ３を図２の上方向にＤだけ移動させたとすると、光軸の方向φは、
φ＝　ｔａｎ−１（Ｄ／ｆ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
となる。ｆは半導体レーザ１とコリメートレンズ３の距離である。
【００１４】
従って、コリメートレンズ３の移動量Ｄと発振波長λとの関係は、
λ＝２ｄ　ｓｉｎ｛θ−　ｔａｎ−１（Ｄ／ｆ）｝／ｎ　　　　　　　　　　　（３）
となる。式（３）の計算結果を図３に示す。この例における回折格子の溝間隔ｄは１１００本／ｍｍの間隔であり、ｎは２である。この図から、発振波長λは移動量Ｄに、ほぼ比例していることが分かる。従って、コリメートレンズ駆動器６を用いてコリメートレンズを移動させることによって、コリメート光の光軸を変えれば、従来のように回折格子を回動させることなく、発振波長を制御することできる。
【００１５】
コリメートレンズ駆動器の一例として、ＭＥＭＳが利用できる。これは、微小な極板間の静電引力を駆動力に利用したものであり、微小なコリメートレンズを精度良く制御できる。ＭＥＭＳによるコリメートレンズ駆動器を図４に示す。コリメートレンズ３を取り付けた可動櫛歯電極板６１が静電引力により固定櫛歯電極板６２に引き寄せられ、静電引力が弱められればバネ６３、６３によって逆方向に戻されることで、コリメートレンズ３はＡ方向に移動する。
【００１６】
半導体レーザやコリメートレンズは回折格子と比較して微小な光学部品である。従って、１つの回折格子に複数の半導体レーザからのコリメート光を入射させた多出力な可変波長光源を構成することができる。多出力な可変波長光源の実施の形態を示す図を図５に示した。ここでもコリメートレンズ駆動器にＭＥＭＳを利用した。駆動系が単純で小型であるため、多出力としても小型化が可能である。また、高価な回折格子を共有できるため、大幅な低価格化を実現できる。
【００１７】
上記では、リトロ型の外部共振器構造を持つ可変波長光源について説明したが、リットマン型の外部共振器構造を持つ可変波長光源についても同様に実施することができる。
第２の実施の形態を図６に、それを多出力とした可変波長光源の実施の形態を図７に示す。リットマン型の場合は、図に示すように、固定の反射鏡７をさらに有しており、回折格子５で回折され、反射鏡７で回折格子５に向かって反射され、回折格子５で再び回折された回折光がコリメートレンズ３を介して半導体レーザ１に入射されるようになっている点がリトロ型のものとは異なる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の可変波長光源は、外部共振器構造ＬＤを用いた可変波長光源において、半導体レーザの出射光をコリメートするコリメートレンズを移動可能として、半導体レーザの出射光の光軸に対するコリメートレンズの位置を変えることによって、発振波長を変えることとしたから、その駆動系が単純で小型化でき、ＭＥＭＳの利用も可能となった。また、駆動系が単純で小型であるため、多出力としても小型の可変波長光源が得られ、さらに、高価な回折格子等を共有できるため低価格な可変波長光源が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変波長光源の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】コリメートレンズの位置とコリメート光の光軸との関係を模式的に示す図である。
【図３】コリメートレンズの位置と発振波長の関係を示す図である。
【図４】本発明に係るＭＥＭＳを利用したコリメートレンズ駆動器を示す図である。
【図５】本発明に係る多出力な可変波長光源の構成を示す図である。
【図６】本発明に係る可変波長光源の第２の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明に係る多出力な可変波長光源の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　半導体レーザ
２　レーザ光
３　コリメートレンズ
４　コリメート光
５　回折格子
６　コリメートレンズ駆動器
７　反射鏡
６１　可動櫛歯電極板
６２　固定櫛歯電極板
６３　バネ
【図１】
2004128072.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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