(57)【要約】【課題】１つの半導体レーザで２つの波長を発生させ、測定範囲が広く、構成がシンプルな２波長型半導体レーザ光源を提供する。【解決手段】半導体レーザ１は、注入電流及び温度の変化に応じて出力光の波長が変化し、ある電流及び温度において出力光の波長がステップ的に変化するモードホップを生じる性質を有する。温度コントローラ２は、半導体レーザ１の温度をモードホップが生じる温度に制御し、半導体レーザ１がモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とする。電流コントローラ３は、該状態において、半導体レーザ１に供給される注入電流又は電圧を制御し、半導体レーザ１から２つの異なる波長の一方を選択的に出力させる。【選択図】  図１
2004241659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入電流及び／又は温度の変化に応じて出力光の波長が変化し、注入電流及び／又は温度の変化に対して出力光の波長がステップ的に変化するモードホップを生じる半導体レーザと、
前記半導体レーザへの注入電流又は電圧を制御する電流コントローラと、
前記半導体レーザの温度を変化させる温度コントローラと
を備え、
前記温度コントローラ又は前記電流コントローラの一方は、前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とするように制御し、
前記温度コントローラ又は前記電流コントローラの他方は、該状態において、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させるように制御する２波長型半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記温度コントローラは、前記半導体レーザの温度を外部から入力された温度に、又は、予め設定されているモードホップが生じる温度に制御することにより、前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とし、
前記電流コントローラは、該状態において注入電流又は電圧を制御し、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させる請求項１に記載の２波長型半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記電流コントローラは、前記半導体レーザへの注入電流又は電圧を、外部から入力された電流若しくは電圧に、又は、予め設定されているモードホップが生じる電流若しくは電圧に制御することにより、前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とし、
前記温度コントローラは、該状態において前記半導体レーザの温度を制御し、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させる請求項１に記載の２波長型半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記電流コントローラ及び／又は前記温度コントローラに、外部からの指示又は予め設定された値により制御目標となる電流若しくは電圧、及び／又は、温度を指示する発振制御部をさらに備えた請求項１乃至３のいずれかに記載の２波長型半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記発振制御部は、注入電流及びモードホップが生じる温度に対応して、モードホップ前後の出力波長及び／又は波長差が記憶された出力波長テーブルを有し、外部から入力した又は予め定められた注入電流及び出力波長及び／又は波長差に基づき、該出力波長テーブルを参照してモードホップが生じる温度を取得し、前記温度コントローラに対して取得した温度を制御温度として出力する請求項４に記載の２波長型半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記半導体レーザからの出力光を受光して波長スペクトルを求めるスペクトラムアナライザをさらに備え、
前記発振制御部は、前記スペクトラムアナライザからの出力に基づき、前記温度コントローラ又は前記電流コントローラにより、前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とする請求項４又は５に記載の２波長型半導体レーザ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の２波長型半導体レーザ装置と、
前記２波長型半導体レーザ装置からの出力光の一部を反射する参照鏡と、
前記２波長型半導体レーザ装置からの出力光を分岐して前記参照鏡並びに測定物体に導き、及び、前記参照鏡並びに測定物体からの反射光又は透過光により干渉光を形成するための干渉手段と、
前記干渉手段からの干渉光を受光し、干渉信号を生成して出力する光検出器と、
前記光検出器からの干渉信号及び前記２波長型半導体レーザ装置の出力波長に基づき、測定物体の段差及び／又は形状を求める測定部と
を備えた２波長型干渉計測装置。
【請求項８】
前記測定部は、前記２波長型半導体レーザ装置に対して、外部から入力した又は予め定められた測定波長信号を出力し、
前記２波長型半導体レーザ装置は、温度及び電流若しくは電圧を制御し、前記測定部からの測定波長信号に応じた第１及び第２波長の光をそれぞれ出力し、
前記測定部は、該第１及び第２波長の光による干渉信号をそれぞれ前記光検出器から入力し、該干渉信号及び第１並びに第２波長に基づいて測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項７に記載の２波長型干渉計測装置。
【請求項９】
前記測定部は、前記２波長型半導体レーザ装置に対して、外部から入力した又は予め定められた測定波長信号と、２つの波長を含む光を出力させる指示を出力し、
前記２波長型半導体レーザ装置は、温度及び電流若しくは電圧を制御し、前記測定部からの測定波長信号に応じた第１及び第２波長の両方を含む光を同時に出力し、
前記測定部は、該第１及び第２波長に対応した２つの干渉光に基づく干渉信号を前記光検出器から入力し、該干渉信号及び第１並びに第２波長に基づいて測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項７に記載の２波長型干渉計測装置。
【請求項１０】
前記参照鏡は、位置により光路差が生じるように所定角度傾くように配置され、
前記測定部は、入力した干渉信号の空間周波数の違いに基づき、各波長に対応する干渉信号に分離し、分離した干渉信号に基づき各位相及び位相差を求め、求めた位相差により測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項９に記載の２波長型干渉計測装置。
【請求項１１】
前記測定部は、入力した干渉信号の直流成分と交流成分との比であるビジビリティ又はコントラストに基づき、干渉光の位相差を求め、求めた位相差により測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項９に記載の２波長型干渉計測装置。
【請求項１２】
注入電流及び／又は温度の変化に応じて出力光の波長が変化し、注入電流及び／又は温度の変化に対して出力光の波長がステップ的に変化するモードホップを生じる半導体レーザを用いた２波長型半導体レーザ発振方法であって、
前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とするように、前記半導体レーザの温度又は注入電流若しくは電圧を制御し、
該状態において、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させるように、前記半導体レーザへの注入電流若しくは電圧又は温度を制御する前記２波長型半導体レーザ発振方法。
【請求項１３】
前記半導体レーザの温度を、外部から入力された温度又は予め設定されているモードホップが生じる温度に制御することにより、前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とし、
該状態において、注入電流又は電圧を制御し、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させる請求項１２に記載の２波長型半導体レーザ発振方法。
【請求項１４】
前記半導体レーザへの注入電流又は電圧を、外部から入力した電流若しくは電圧に、又は、予め設定されているモードホップが生じる電流若しくは電圧に制御することにより、前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とし、
該状態において、前記半導体レーザの温度を制御し、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させる請求項１２に記載の２波長型半導体レーザ発振方法。
【請求項１５】
注入電流及び／又は温度の変化に応じて出力光の波長が変化し、注入電流及び／又は温度の変化に対して出力光の波長がステップ的に変化するモードホップを生じる半導体レーザを用いた２波長型干渉計測方法であって、
前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とするように、前記半導体レーザの温度又は注入電流若しくは電圧を制御し、
該状態において、前記半導体レーザからモードホップ前後の第１波長及び／又は第２波長の光を出力させるように、前記半導体レーザへの注入電流若しくは電圧又は温度を制御し、
前記第１及び／又は第２波長の光の参照鏡及び測定物体からの反射光又は透過光が形成する干渉光を受光して干渉信号を生成し、
該干渉信号及び第１並びに第２波長に基づいて測定物体の段差及び／又は形状を求める２波長型干渉計測方法。
【請求項１６】
前記半導体レーザが第１及び第２波長の光をそれぞれ出力させるように、前記半導体レーザへの注入電流若しくは電圧又は温度を制御し、
第１及び第２波長の光による干渉光をそれぞれ受光して干渉信号を生成し、
該干渉信号に基づき、測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項１５に記載の２波長型干渉計測方法。
【請求項１７】
前記半導体レーザが第１及び第２波長を含む光を同時に出力するように前記半導体レーザへの注入電流若しくは電圧又は温度を制御し、
前記第１及び第２波長に対応した２つの干渉光を受光して干渉信号を生成し、
該干渉信号に基づいて測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項１５に記載の２波長型干渉計測方法。
【請求項１８】
参照鏡を位置により光路差が生じるように所定の角度傾け、
前記干渉信号の空間周波数の違いに基づき、前記第１及び第２波長に対応する干渉信号に分離し、分離した干渉信号に基づき各位相及び位相差を求め、求めた位相差により測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項１７に記載の２波長型干渉計測方法。
【請求項１９】
前記干渉信号の直流成分と交流成分との比であるビジビリティ又はコントラストに基づき、干渉光の位相差を求め、求めた位相差により測定物体の段差及び／又は形状を求める請求項１７に記載の２波長型干渉計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２波長型半導体レーザ装置、２波長型干渉計測装置、２波長型半導体レーザ発振方法及び２波長型干渉計測方法に係り、特に、２つの波長を選択的に出力可能にした２波長型半導体レーザ装置及びレーザ発振方法、２波長型半導体レーザ装置を光源とした２波長型干渉計測装置及び計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物体の形状を高精度に測定する方法として、従来から半導体レーザを用いた干渉計測法が提案されている。一般に、干渉計では半波長より大きい段差の測定は不可能であり、１波長型の干渉計では大きな段差の計測が困難であった。これを解決する手段として、光源として２つの半導体レーザを用い、波長の異なる光を利用した２波長型干渉計が提案されている。
【０００３】
２つ以上の波長を得る方法としては、例えば、２つ以上の光源によって異なる波長の光を発生し、ビームスプリッタ等を用いてレーザ光を同一光軸上であわせて合波するなどの装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、２つ以上の半導体レーザに対してそれぞれ回折格子を有し、各回折格子の温度を制御するヒータを配置し、所望の波長光でそれぞれの最大の光パワーが出力されるように、各回折格子の温度を制御する多波長光源装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、多数の回折格子を１つの素子内に作りこみ、多波長を同時に発生する光源が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
一方、半導体レーザは、注入電流で発振波長が変化するという性質を有しており、注入電流を制御することにより波長の異なる光を発生できることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２８４７４０号公報
【特許文献２】
特開２０００−１７４３９７号公報
【特許文献３】
特開平９−２７０５６８号公報
【非特許文献１】
Ｔ．  Ｓｕｚｕｋｉ，  Ｏ．  Ｓａｓａｋｉ，  ａｎｄ  Ｔ．  Ｍａｒｕｙａｍａ，  「Ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｕｓｉｎｇ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ」  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｖｏｌ．３５，  Ｎｏ．２  ４９２−４９７  （１９９６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び２に記載の、従来の装置のような２つ以上の半導体レーザを用いる光源は、複数の波長を同時に得ることはできるが、光軸合わせが煩雑であり光学系が複雑になるという課題がある。また、特許文献３に記載されている光源は、多数の回折格子を１つの素子に作り込むなど特殊な構造を必要とする。さらに、このように構成が複雑な光学系や特殊な構造を有する装置は、価格が高価になることが想定される。また、２波長光源にはＤｙｅレーザやＹＡＧレーザが知られているが、Ｄｙｅレーザは大型であり、ＹＡＧレーザは人間の目に見えにくいため干渉計の光源としては適してない。
【０００８】
非特許文献１に記載されている、注入電流の制御により半導体レーザから出力した光の波長差は極めて小さい。また、注入電流を大きく変化させる必要があることから、レーザ光の強度までも大きく変化する課題がある。例えば、電流変調での波長変化率は、約５×１０−３ｎｍ／ｍＡであり、光強度の変化を無視しうる範囲に抑えるために電流変化を１〜２ｍＡとする必要があり、この電流変化で得られる波長変化は、５〜１０×１０−３ｎｍ程度である。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、１つの半導体レーザで２つの波長を発生する２波長型半導体レーザ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、レーザ光の強度を大きく変化させることなく、できるだけ波長差の大きい２つの波長を選択的に発生させることも目的の一つである。さらに、２波長型半導体レーザ装置を用いて、シンプルで、より安価な２波長型干渉計測装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の解決手段によると、
注入電流及び／又は温度の変化に応じて出力光の波長が変化し、注入電流及び／又は温度の変化に対して出力光の波長がステップ的に変化するモードホップを生じる半導体レーザと、
前記半導体レーザへの注入電流又は電圧を制御する電流コントローラと、
前記半導体レーザの温度を変化させる温度コントローラと
を備え
前記温度コントローラ又は前記電流コントローラの一方は、前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とするように制御し、
前記温度コントローラ又は前記電流コントローラの他方は、該状態において、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させるように制御する２波長型半導体レーザ装置が提供される。
【００１１】
本発明の第２の解決手段によると、
前記２波長型半導体レーザ装置と、
前記２波長型半導体レーザ装置からの出力光の一部を反射する参照鏡と、
前記２波長型半導体レーザ装置からの出力光を分岐して前記参照鏡並びに測定物体に導き、及び、前記参照鏡並びに測定物体からの反射光又は透過光により干渉光を形成するための干渉手段と、
前記干渉手段からの干渉光を受光し、干渉信号を生成して出力する光検出器と、
前記光検出器からの干渉信号及び前記２波長型半導体レーザ装置の出力波長に基づき、測定物体の段差及び／又は形状を求める測定部と
を備えた２波長型干渉計測装置が提供される。
【００１２】
本発明の第３の解決手段によると、
注入電流及び／又は温度の変化に応じて出力光の波長が変化し、注入電流及び／又は温度の変化に対して出力光の波長がステップ的に変化するモードホップを生じる半導体レーザを用いた２波長型半導体レーザ発振方法であって、
前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とするように、前記半導体レーザの温度又は注入電流若しくは電圧を制御し、
該状態において、前記半導体レーザからモードホップ前後の波長の一方を選択的に出力させるように、前記半導体レーザへの注入電流若しくは電圧又は温度を制御する前記２波長型半導体レーザ発振方法が提供される。
【００１３】
本発明の第４の解決手段によると、
注入電流及び／又は温度の変化に応じて出力光の波長が変化し、注入電流及び／又は温度の変化に対して出力光の波長がステップ的に変化するモードホップを生じる半導体レーザを用いた２波長型干渉計測方法であって、
前記半導体レーザがモードホップ前後の２つの異なる波長を含む光を出力する状態とするように、前記半導体レーザの温度又は注入電流若しくは電圧を制御し、
該状態において、前記半導体レーザからモードホップ前後の第１波長及び／又は第２波長の光を出力させるように、前記半導体レーザへの注入電流若しくは電圧又は温度を制御し、
前記第１及び第２波長の光の参照鏡及び測定物体からの反射光又は透過光が形成する干渉光を受光して干渉信号を生成し、
該干渉信号及び第１並びに第２波長に基づいて測定物体の段差及び／又は形状を求める２波長型干渉計測方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
１．  ２波長型半導体レーザ装置の第１の実施の形態
１―１  装置構成
図１は、第１の実施の形態における２波長型半導体レーザ装置の構成図である。２波長型半導体レーザ装置は、半導体レーザ１、温度コントローラ２、電流コントローラ３を備える。また、電流コントローラ３は、発振器３１と可変バイアス源３２を有する。
【００１５】
半導体レーザ１は、発振器３１及び可変バイアス源３２からの注入電流により発振し、注入電流に応じた強度のレーザ光を発する。また、半導体レーザ１は、注入電流の変化に応じて発振波長が変化する注入電流依存性と、温度の変化により発振波長が変化する温度依存性を有する。
【００１６】
図２は、半導体レーザ１の発振波長の注入電流依存性及び温度依存性を表す図である。図２（ａ）に、半導体レーザ１の温度Ｔを一定（例えば、Ｔ＝ｃ）にした時の、発振波長の注入電流依存性を示す。半導体レーザ１の発振波長は、注入電流の増加に伴い変化するが、ある電流付近でステップ的に大きな変化を示す（以下、モードホップと呼ぶ）。一般に、電流変調では図２（ａ）の「ロ」で示される連続部分を使用するが、レーザ光の強度の変化を無視しうる範囲（例えば、電流で１〜２ｍＡ）で使用すると、波長差は５〜１０×１０−３ｎｍ程度である。また、レーザ光の強度変化を考慮せず、連続部分の端から端まで電流を変化させたとしても、その電流変化は約１０ｍＡほどであり、得られる波長差は５×１０−２ｎｍ程度である。
【００１７】
図２（ｂ）に、半導体レーザ１の注入電流Ｉを一定（例えば、Ｉ＝ａ）にした時の、発振波長の温度依存性を示す。半導体レーザ１の発振波長は、温度の上昇に伴い変化し、注入電流依存性と同様、ある温度付近でモードホップを生じる。図２（ｂ）のイとロの部分（隣り合うモード）では、例えば１ｎｍ程度の波長差があり、電流変調に比べて約１００〜２００倍程度の波長差が得られる。
【００１８】
一般に、２波長型干渉計では波長差が大きいほど計測の分解能が大きくなるため、２波長型干渉計に用いる場合は大きな波長差を得る光源が有効である。本実施の形態では、半導体レーザ１の温度依存性と注入電流依存性を同時に使用することにより、異なる２つの波長の光を選択的に出力させる。
【００１９】
温度コントローラ２は、半導体レーザ１の温度を変化させる発熱及び／又は放熱・吸熱手段と、半導体レーザ１の温度を検出する温度検出手段を有する。発熱及び／又は放熱・吸熱手段としては、例えば、ペルチェ素子を用いる事ができる。ペルチェ素子は、電流を流すことにより発熱し、電流の向きを反転させることにより吸熱する。なお、ペルチェ素子以外にも、適宜の発熱及び／又は放熱・吸熱手段を用いても良い。また、発熱手段と吸熱手段は異なる構成であっても良い。吸熱手段としては、放熱ファン等を用いて半導体レーザ１の放熱を促進するものであっても良い。温度検出手段は、例えば、半導体温度センサ等の適宜の温度センサであり、半導体レーザ１の温度を検出する。
【００２０】
温度コントローラ２は、例えば、温度検出手段の出力に基づき半導体レーザ１の温度をモードホップが生じる温度（例えば、図２（ｂ）における温度ｃ又はｄ）に設定するための制御信号を生成し、発熱及び／又は放熱・吸熱手段に出力する。なお、モードホップが生じる温度は、予め設定されていてもよいし、外部から入力されてもよい。例えば、温度コントローラ２は、モードホップが生じる温度を記憶した制御部、ＰＣ等の外部機器や適宜の入力部から温度を入力しても良い。また、半導体レーザ１が出力した光を、例えばスペクトラムアナライザを用いて測定し、温度コントローラ２は測定された光が異なる波長のスペクトルを含むように温度を制御してもよい。
【００２１】
電流コントローラ３は、可変バイアス源３２からのバイアス電流又は電圧を制御し、半導体レーザ１に供給される注入電流を制御する。電流コントローラ３は、温度コントローラ２によってモードホップが生じる温度付近に温度制御された状態において、外部から入力した波長選択信号に基づいて可変バイアス源３２からの電流を増加又は減少させ、半導体レーザ１が選択された波長を安定して発振するように電流制御を行う。波長選択信号は、出力可能な２つの波長のうち、どちらを出力させるか指示する適宜の信号である。例えば、注入電流を増加又は減少させる指示又は値であってもよいし、電流値、波長であってもよい。なお、電流コントローラ３は、発振器３１から供給される交流電流又は電圧の振幅を変化させて半導体レーザ１に供給される注入電流を制御することもできる。
【００２２】
電流コントローラ３の発振器３１は、半導体レーザ１を発振させるための交流電流又は電圧を発生する。また、可変バイアス源３２は、例えば、半導体レーザ１に供給する直流バイアス電流又は電圧を発生する。可変バイアス源３２は、可変の電流源でも良いし、電圧を可変にすることで電流を可変にできる電圧源であっても良い。発振器３１及び可変バイアス源３２からの電流は、注入電流として半導体レーザ１に供給される。可変バイアス源３２からのバイアス電流の変化により、半導体レーザ１から出力されるレーザ光の波長及び強度が変化する。
【００２３】
１―２  動作例
図３は、２波長型半導体レーザ装置の動作説明図である。図３は、図２に示す注入電流依存性及び温度依存性を３次元で１つの図に表したものである。図２（ａ）及び（ｂ）のグラフから、半導体レーザ１は、電流ａ、温度ｃでモードホップする。すなわち、図２（ａ）における電流ａでのモードホップと、図２（ｂ）における温度ｃでのモードホップは同一の特性であり、図３では、この部分が重なる。例えば、電流コントローラ３及び温度コントローラ２は、注入電流をａ、温度をｃに制御してモードホップが生じる状態とし、この状態で電流コントローラ３が注入電流を増減又は温度コントローラ２が温度を増減させることにより、図３の「イ」のモード又は「ロ」のモードの波長を選択的に出力することができる。なお、注入電流や温度は、図３の電流ａ、温度ｃ以外にもモードホップが生じる他の電流や温度（例えば、図３の電流ｂ又は温度ｆ）にしてもよい。また、温度を適宜変化させることにより電流ａとｂの間でモードホップを生じさせることも可能である。この詳細については後述する。
【００２４】
図４及び図５は、半導体レーザ１が発するレーザ光のスペクトルを示す図である。以下、図３〜図５を用いて、２波長型半導体レーザ装置の動作について説明する。まず、電流コントローラ３及び温度コントローラ２により、モードホップが生じるように電流と温度を制御する。例えば、電流コントローラ３は注入電流を図３の電流ａに固定し、温度コントローラ２は、半導体レーザ１の温度を図３の温度ｃに制御する。なお、電流ａ、温度ｃの情報は、予めそれぞれのコントローラに設定されていてもよいし、外部から入力するようにしてもよい。図４は、モードホップが生じるように電流と温度が制御された状態での半導体レーザ１が発するレーザ光のスペクトルである。半導体レーザ１が出力するレーザ光のスペクトルは、異なる波長のスペクトルが２本同時に（又は略同時といえる状態で）出現する。
【００２５】
次に、電流コントローラ３は、可変バイアス源３２から供給される注入電流をわずかに（例えば、１ｍＡ）変化させる。例えば、電流コントローラ３は、外部から波長選択信号を入力し、波長選択信号に基づいて注入電流を増加又は減少させる。図５（ａ）は、注入電流をわずかに（例えば、１ｍＡ）減少させた場合の、半導体レーザ１が発するレーザ光のスペクトルである。図４の２つの波長のスペクトルのうち短波長側のスペクトルが安定して立つ。一方、図５（ｂ）は、注入電流をわずかに（例えば、１ｍＡ）増加させた場合の半導体レーザ１が発するレーザ光のスペクトルである。この場合、図４の２つの波長のスペクトルのうち長波長側のスペクトルが安定して立つ。すなわち、２本のスペクトルを有する光を出力する状態において、注入電流をわずかに減少または増加させると、スペクトルはどちらか一方のみが支配的になって現れる。このとき必要な注入電流の変化はきわめて小さく、レーザ光の強度が大きく変化することはない。このため、干渉計に利用する場合には、光源に大きな波長変化を生じさせてもレーザ光の強度変化に伴う計測誤差はほとんど生じない。
【００２６】
また、これらの出力波長は一時的なものではなく、数時間経過後も半導体レーザ１は図４及び図５に示すスペクトルを安定して出力できる。なお、温度コントローラ２は、半導体レーザ１が２つの異なる波長を含む光を出力する温度に制御すればよく、モードホップが生じる温度に必ずしも正確に制御する必要はない。
【００２７】
１―３  実験による動作確認
図６及び図７は、半導体レーザ１の発振実験の結果を示す図である。図６及び図７に示す結果は、光出力３０ｍＷ、発振波長６８６ｎｍの半導体レーザ１と、ペルチェ素子及び半導体温度センサ（温度誤差０．５℃、温度係数＋１０．０ｍＶ／℃）を有する温度コントローラ２を用い、発振波長の温度依存性、温度及び注入電流制御による２波長出力の実験に対する結果である。なお、これらの構成及び実験結果は、２波長型半導体レーザ装置の一例であり、その構成、数値等を限定するものではない。
【００２８】
図６は、発振波長の温度依存性の実験結果を示す図である。電流コントローラ３で定めた注入電流Ｉ＝８０ｍＡにおいて、温度コントローラ２内のペルチェ素子に流す電流を変化させて半導体レーザ１の温度を変化させ、各温度における発振波長をスペクトラムアナライザによって測定したものである。半導体レーザ１の発振波長は、モードホップを繰り返しながら階段状に変化することが確認できる。なお、この実験結果から半導体レーザ１がモードホップする温度を知ることもできる。
【００２９】
図７は、温度制御及び注入電流制御による２波長出力の実験結果を示す図である。まず、注入電流をＩ＝８０ｍＡとし、温度コントローラ２によって半導体レーザ１の温度をモードホップが生じる温度（ここでは、２２．８℃）に制御した。図７（ａ）に、その時の半導体レーザ１からの出力光のスペクトル分布を示す。異なる波長のスペクトルが２本立っており、半導体レーザ１が２波長を含むレーザ光を出力していることが確認できる。なお、この２波長の波長差は、約０．６ｎｍである。
【００３０】
次に、図７（ａ）のように半導体レーザ１が２波長のスペクトルを含む光を出力する状態で、注入電流のみを１ｍＡ増減させた。図７（ｂ）及び（ｃ）に、注入電流を増減させた場合における半導体レーザ１からの出力光のスペクトル分布を示す。注入電流を増加させると長波長側のスペクトルが安定して立ち、一方、注入電流を減少させると短波長側のスペクトルが安定して立つことが確認できる。なお、図７（ａ）〜（ｃ）に示す３つの状態は、６時間経過しても安定している。
【００３１】
２．  ２波長型半導体レーザ装置の他の動作例
２−１  温度制御による波長選択
図８は、温度制御による波長選択の説明図である。図８（ａ）及び（ｂ）は、図２に示す半導体レーザ１の注入電流依存性及び温度依存性である。図８（ｂ）に示すように、半導体レーザ１は、例えば、電流ａ、温度ｃにおいては「イ」と「ロ」のモード間でモードホップし、電流ａ、温度ｆにおいては、「ニ」と「ハ」のモード間でモードホップする。図８（ｃ）は、これを注入電流依存性のグラフに表した図である。なお、図８（ｃ）は温度ｃ及びｆについて示しているが、図８（ｂ）の温度ｄ、ｅでの注入電流依存性も同様である。温度コントローラ２によって特定の温度に制御することで、出力波長又は波長差の選択が可能となる。
【００３２】
２―２  任意の電流におけるモードホップ
図９は、任意の電流においてモードホップを生じさせる説明図である。例えば、図２においては、半導体レーザ１は、電流ａとｂでモードホップを生じているが、電流ａとｂの間の電流ｇでモードホップを生じさせることも可能である。
【００３３】
注入電流ｇにおける温度依存性を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）に示すように、半導体レーザ１は、注入電流がｇの場合、温度ｈの時に▲１▼と▲２▼のモード間でモードホップを生じる。温度コントローラ２により、半導体レーザ１の温度を温度ｈに制御すると、注入電流依存性は図９（ａ）のようになり、半導体レーザ１の出力波長は、電流ｇでモードホップする。このように、任意の電流においてモードホップを生じさせることができ、異なる２つの波長を選択的に出力させることが可能である。例えば、レーザ光の強度の制約から注入電流をｇ付近で使用したい場合等に有効である。
【００３４】
３．  ２波長型半導体レーザ装置の第２の実施の形態
図１０は、第２の実施の形態における２波長型半導体レーザ装置の構成図である。２波長型半導体レーザ装置は、半導体レーザ１と、温度コントローラ２と、電流コントローラ３と、さらに、発振制御部５を備える。発振制御部５は、温度コントローラ２及び電流コントローラ３に対して温度及び電流の制御を指示し、半導体レーザ１の発振を制御する。また、注入電流毎に温度とモードホップ前後の波長、波長差が対応した出力波長テーブルが記憶されているメモリを有しても良い。
【００３５】
図１１は、発振制御部５のメモリに記憶される出力波長テーブルのデータフォーマットである。出力波長テーブルは、注入電流毎に、モードホップが生じる温度に対応して、モードホップ前後の出力波長（選択的に出力できる２つの波長）及び／又はモードホップ前後の波長差が記憶される。
【００３６】
また、２波長型半導体レーザ装置は、スペクトラムアナライザ４と、半導体レーザ１が出力した光を、例えば平行光にするレンズ６を備えてもよい。スペクトラムアナライザ４は、半導体レーザ１が出力した光を、レンズ６を介して受光し、受光した光の波長スペクトルを求めて発振制御部５に出力する。出力する波長スペクトルデータは、スペクトル強度が大きい２つのスペクトルの波長と強度であってもよい。この２つの強度を比較することにより、半導体レーザ１が２つの波長を含む光を出力しているのか、１つの波長を支配的に出力しているのか判別できる。また、予め定められたしきい値よりも大きいスペクトルの波長と強度であってもよい。
【００３７】
以下に、動作を説明する。
まず、発振制御部５は、バイアス電流を設定する。さらに、発振制御部５は、出力光の波長又は波長差を設定する。例えば、発振制御部５は、予めメモリに記憶されているデータを読み出しても良いし、外部から入力しても良い。
【００３８】
次に、発振制御部５は、設定した電流及び波長若しくは波長差に基づき、メモリに記憶されている出力波長テーブルを参照し、制御目標となる温度（制御温度）を取得する。なお、設定した波長及び波長差が出力波長テーブルにない場合、所定の範囲内にある波長及び波長差に基づき制御温度を取得するようにしてもよい。
【００３９】
発振制御部５は、温度コントローラ２に対し、半導体レーザ１の温度を取得した制御温度に制御するよう指示する。温度コントローラ２は、発振制御部５からの指示に応じて半導体レーザ１の温度を制御する。温度コントローラ２は、半導体レーザ１の温度が指示された制御温度になった場合、発振制御部５に温度設定完了を示す信号を出力する。
【００４０】
スペクトラムアナライザ４を備える場合、温度設定完了信号を受け取った発振制御部５は、スペクトラムアナライザ４から波長スペクトルデータを入力し、半導体レーザ１が２つの波長を含む光を出力している状態であるかを判断する。例えば、発振制御部５は、入力した波長スペクトルデータのうち、強度が大きい２つのスペクトルを比較して強度差が予め定められた許容値以内であれば、２つの波長を含む光を出力していると判断することできる。発振制御部５は、半導体レーザ１が２つの波長を含む光を出力している状態又は所定の温度になっていないと判断した場合、半導体レーザ１の温度を調整する指示を温度コントローラ２に出力する。なお、スペクトラムアナライザ４からのデータ入力、温度調整指示は省略してもよい。また、温度コントローラ２は、温度検出手段の出力に基づいて温度を制御する代わりに、スペクトラムアナライザ４から波長スペクトルデータを入力し、波長スペクトルデータに基づいて半導体レーザ１が２つの波長を含む光を発する状態となるように温度を制御するようにしてもよい。
【００４１】
一方、発振制御部５は、半導体レーザ１が２つの波長を含む光を出力する状態であると判断した場合（又は温度設定完了信号を受け取った場合）、出力可能な２つの波長のうちどちらを支配的に出力させるか決定し、波長選択信号を生成する。例えば、設定された波長に基づいて出力させる波長を決定してもよいし、低い波長又は高い波長から出力させるように構成してもよい。また、波長選択信号は、電流を増加又は減少させる値又は指示であってもよいし、電流値であってもよい。操作者又は外部機器からの指示により、発振制御部５は、電流コントローラ３に波長選択信号を出力する。電流コントローラ３は、発振制御部５からの波長選択信号に応じて可変バイアス源３２から供給される注入電流を制御し、半導体レーザ１からモードホップ前又は後の波長の光を発生させる。
【００４２】
発振制御部５は、操作者若しくは外部機器からの指示により、又は、適宜のタイミングで電流コントローラ３に出力する波長選択信号を変更し、半導体レーザ１から異なる波長の光を出力させることができる。また、上述の実施の形態では、発振制御部５からの指示に対して、温度コントローラ２及び電流コントローラ３が温度及び電流を制御しているが、発振制御部５が温度及び電流を制御するようにしてもよい。また、上述の各実施の形態では、温度を固定して電流を増減させて２波長のうちの一つを選択しているが、逆に、電流を固定して温度を変化させても良い。
【００４３】
４．  ２波長型干渉計測装置
４−１  ハード構成
図１２は、２波長型干渉計測装置の構成図である。２波長型干渉計測装置は、２波長型半導体レーザ装置１０、レンズ１１、ビームスプリッタ（干渉手段）１２、参照鏡１３、光検出器１４、測定部１５を有する。測定部１５は、入力した信号及び測定結果を記憶する記憶部１５１と、測定結果を表示する表示部１５２を備えることができる。また、２波長型半導体レーザ装置１０は、半導体レーザ１、温度コントローラ２、電流コントローラ３を有する。２波長型半導体レーザ装置１０は、さらに、上述の第２の実施の形態のように、スペクトラムアナライザ４、発振制御部５を有しても良い。２波長型半導体レーザ装置１０についての詳細は上述と同様であるので、その説明を省略する。
【００４４】
レンズ１１は、半導体レーザ装置１０が出力した光を平行光にし、ビームスプリッタ１２へ導く。ビームスプリッタ１２は、レンズ１１により平行光となったレーザ光を分岐し、参照鏡１３及び測定物体２０へ送光する。分岐された光は、参照鏡１３及び測定物体２０で反射し、再びビームスプリッタ１２に戻る。ビームスプリッタ１２は、反射光を重ね合わせて干渉させ、干渉光を光検出器１４へ送光する。
【００４５】
干渉光は、参照鏡１３で反射した光（参照光）と、測定物体２０から反射してくる光（測定光）の光路差によって明暗ができる。参照光と測定光の光路差が、波長の整数倍であれば干渉光の明るさは最大となり、一方、光路差が波長の整数倍から半波長だけずれていれば干渉光の明るさは最小となる。光路差が一定でない場合には、明暗の干渉縞ができる。これらの干渉光を受光し、処理することにより測定物体２０の段差及び形状等を測定できる。干渉の明暗は、光源からの光の波長に関係し、干渉計では半波長よりも大きい段差の測定は不可能である。２波長型干渉計では、２つの異なる波長の光を用いて測定範囲を１波長型の干渉計よりも拡大している。
【００４６】
２つの波長λ１、λ２の光が使用可能な光源がある時、それぞれに対応する位相α１、α２は、次式で求められる。
【００４７】
【数１】
2004241659.tif 000003
【００４８】
ここで、Ｌは、光路差の半分である。また、位相差△αは、整理すると次式で表される。
【００４９】
【数２】
2004241659.tif 000004
【００５０】
ここで、Λを等価波長という。等価波長は光源の発振波長より長いため、干渉計の測定範囲を１波長型の干渉計に比べて拡大することができる。本実施の形態では、２つの異なる波長を１つの光源により発生させることが可能であり、２つの光源を有する干渉計に対して、光源数が減少できる、光軸あわせのための光学系が不要となる等、装置の構成を簡単化することが可能である。
【００５１】
光検出器１４は、干渉した光を受光し干渉信号を生成する。例えば、光検出器１４は、ＣＣＤ等のイメージセンサを用いることができる。測定部１５は、光検出器１４から干渉信号を入力し、干渉信号を処理することにより測定物体２０の段差、形状等を求める。
【００５２】
なお、スペクトラムアナライザ４を用いる場合は、光学系にビームスプリッタ等の適宜の分岐器を挿入し、半導体レーザ１からの出力光をスペクトラムアナライザ４に導くようにする構成をとればよい。
【００５３】
４−２  動作例−１
まず、測定部１５は、例えば、外部から入力した波長又は予め定められた初期値に基づいて、測定に用いる波長（測定波長）又は波長差を決定する。次に、測定部１５は、２波長型半導体レーザ装置１０に対して、測定波長の光を出力させる指示を出力する。例えば、測定部１５は、２波長型半導体レーザ装置１０の発振制御部５に対して指示を出力する。また、測定部１５は、発振制御部５の機能をさらに有し、測定波長を出力させるための温度及び波長選択信号を温度コントローラ２及び電流コントローラ３に出力してもよい。２波長型半導体レーザ装置１０は、温度及び電流を制御し、測定部１５が出力した指示に応じた光を半導体レーザ１から出力させる。
【００５４】
半導体レーザ１から発した光は、ビームスプリッタ１２で分岐され、参照鏡１３及び測定物体２０で反射してビームスプリッタ１２上で干渉する。光検出器１４は、干渉した光を受光して干渉信号を生成する。測定部１５は、光検出器１４から干渉信号を入力し、測定波長と対応させて記憶部１５１に記憶する。
【００５５】
次に、測定部１５は、２波長型半導体レーザ装置１０に対し、先とは異なる波長の光を出力させる指示を出力する。上述と同様に、２波長型半導体レーザ装置１０は、指示に応じた光を半導体レーザ１から出力させ、その光に対する干渉信号は、測定波長に対応して測定部１５の記憶部１５１に記憶される。
【００５６】
測定部１５は、記憶部１５１に記憶された２つの干渉信号及び測定波長を読み出し、干渉信号にフーリエ変換等の信号処理を行って、位相分布を求め、位相差を算出する。例えば、測定部１５は、読み出した干渉信号をフーリエ変換し、スペクトルの一番大きい空間周波数付近の周波数成分を取り出し、その周波数成分を０にシフトして逆フーリエ変換することで位相分布、位相差を求める。
【００５７】
さらに、測定部１５は、位相差及び測定波長に基づき、数式２を用いて光路差Ｌを算出し、測定物体２０の段差及び形状等を求める。なお、測定部１５は、干渉信号及び測定波長に基づき適宜の処理を実行し、測定物体２０の平面度や球面形状等を求めてもよい。また、測定部１５は、求めた測定結果を適宜のタイミングで記憶部１５１に記憶し、表示部１５２に表示してもよい。
【００５８】
４−３  動作例−２
上述の動作例−１では、２つの異なる波長の光をそれぞれ出力、受光して測定物体２０の段差及び形状を求めているが、２波長（λ１、λ２）を含む光を同時（又は略同時）に出力し、２つの干渉光を受光して測定することも可能である。２波長を同時に発振すると、各波長に対応して縞の間隔が異なる２つの干渉縞が発生し、光検出器１４では、これらが重なった状態の干渉信号が生成される。この２つの干渉縞を含む干渉信号に基づき位相差を求めることにより、測定物体２０の段差及び形状等を求めることができる。
【００５９】
まず、測定部１５は、測定に用いる波長（測定波長）又は波長差を決定し、２波長型半導体レーザ装置１０に対して、決定した測定波長と、光を同時に出力させる指示とを出力する。２波長型半導体レーザ装置１０は、温度及び電流を制御し、測定部１５が出力した指示に応じた２つの波長を含む光を同時（又は略同時）に半導体レーザ１から出力させる。
【００６０】
半導体レーザ１から発した光は、ビームスプリッタ１２で分岐され、参照鏡１３及び測定物体２０で反射してビームスプリッタ上で干渉する。この時の干渉光は、２つの波長に対応する干渉光を含んでいる。光検出器１４は、干渉した光を受光して干渉信号を生成する。測定部１５は、光検出器１４から干渉信号を入力し、入力した干渉信号に基づき位相差を求め、上述と同様に測定物体２０の段差及び形状等を求める。位相差を求める方法については後述する。
【００６１】
なお、測定部１５は、干渉信号及び測定波長に基づき適宜の処理を実行し、測定物体２０の平面度や球面形状等を求めてもよい。また、測定部１５は、分離した干渉信号及び求めた測定結果を適宜のタイミングで記憶部１５１に記憶し、表示部１５２に表示してもよい。
【００６２】
次に、２つの干渉縞を含む干渉信号から位相差を求める方法について述べる。（空間周波数の差を利用した測定）
図１３は、空間周波数により２つの干渉縞を分離する説明図である。図１３に示すように、参照鏡１３を光路差Ｌｒが生じるようにわずかに傾けた干渉計に、λ１及びλ２の波長の光を同時に入射して干渉縞を観測すると、周期のわずかに異なる２つの干渉縞が発生する。この縞は、光検出器１４上で重なって観測されるが、等価波長Λを小さくすると縞の周期の差も大きくなり、空間周波数に差ができる。例えば、等価波長Λ＝Ｌｒ／２のときは、図１３に示すように、ちょうど１周期だけ縞の数に差が生じる。この空間周波数の差を利用して２つの縞を分離することにより、２波長の同時出力による測定が可能である。
【００６３】
なお、本測定の場合、参照鏡１３は、位置により光路差が生じるように傾けて配置する。また、参照鏡１３の傾きを変化させる駆動部をさらに備えてもよい。
【００６４】
測定部１５は、等価波長Λを小さくし，空間周波数に差ができるように発振波長を決定する。また、測定部１５は、光検出器１４から入力した干渉信号に対してフーリエ変換等の信号処理を行い、周波数軸上で２つの縞を分離する。この時、２つの縞の空間周波数に対応したスペクトルが得られる。測定部１５は、各縞に対応した空間周波数の周りの周波数成分に基づき位相及び位相差を求め、位相差及び測定波長に基づき段差、表面形状等を求める。
【００６５】
（干渉縞の位相差を利用した測定）
また、空間周波数の差を利用する以外にも、重なった干渉縞から２つの波長に対応する干渉光の位相差を求めることもできる。干渉縞は、一般に次式で表すことができる。
【００６６】
【数３】
2004241659.tif 000005
【００６７】
ここで、Ｓａは干渉光の直流成分、Ｓｂは交流成分の振幅、ｆは空間周波数、αは位相である。また、交流成分の振幅Ｓｂと直流成分Ｓａとの比をビジビリティ（又はコントラスト）といい、次式で計算される。
Ｖ＝Ｓｂ／Ｓａ
例えば、干渉光に基づく干渉信号をフーリエ変換して得た直流成分と交流成分を用いて、ビジビリティＶを得るとこができる。上述の空間周波数の差を利用した測定では、数式３のカッコ内第１項目に注目しているが、ここでは第２項目に注目する。
【００６８】
波長がλ１、λ２の２波長で測定した場合、各波長に対する干渉縞はそれぞれ、以下の式で表される。
【００６９】
【数４】
2004241659.tif 000006
【００７０】
ただし、
α１（ｘ）＝（２π／λ１）ｄ
α２（ｘ）＝（２π／λ２）ｄ  （ｄ：光路差）
である。例えば、ｄ＝ｎΛ＋Λ／４の場合には、位相差は、
α１（ｘ）−α２（ｘ）＝π／２
となり、２つの縞は９０度位相がずれる。
【００７１】
ここで、干渉光の直流成分Ｓａ、交流成分の振幅Ｓｂ、空間周波数ｆを、
Ｓａ１＝Ｓａ２＝Ｓａ
Ｓｂ１＝Ｓｂ２＝Ｓｂ
ｆ１＝ｆ２＝ｆ
とおく。なお、直流成分Ｓａと交流成分の振幅Ｓｂについては、２波長の光が同じ半導体レーザ１から出射されていることからＳａ１＝Ｓａ２、Ｓｂ１＝Ｓｂ２が成立する。
【００７２】
空間周波数ｆ１＝ｆ２について、以下に説明する。光検出器１４で取得する各波長λ１、λ２に対応する干渉縞の周期Ｎ１、Ｎ２は、
Ｎ１＝ｄ／λ１
Ｎ２＝ｄ／λ２
である。この式から、周期Ｎ１とＮ２の関係は、次式で表せる。
Ｎ２＝（λ１／λ２）Ｎ１
ここで、２波長型半導体レーザ装置１０から出力される波長λ１、λ２の波長差を、各波長に対して小さく設定すれば、Ｎ２＝Ｎ１とみなすことができる。例えば、２波長型半導体レーザ装置１０から出力される波長の差が０．６ｎｍ、中心波長が６８５ｎｍとし（λ１＝６８５ｎｍ、λ２＝６８５．６ｎｍ）、光検出器１４で取得する画像内に波長λ１の光により発生した縞をＮ１＝３０周期入れるとする。この時、波長λ２で発生した縞の周期数は、上述の関係式によりＮ２＝２９．９７となり、ほぼ３０である。したがって、空間周波数は周期の逆数であるので、ｆ１＝ｆ２とみなすことができる。
【００７３】
干渉光の直流成分Ｓａ、交流成分の振幅Ｓｂ、空間周波数ｆを上述のようにおくと、重なった２つの縞画像を表す式は、次式で表すことができる。
【００７４】
【数５】
2004241659.tif 000007
【００７５】
また、数式５より、重なった２つの縞画像のビジビリティＶは、次式で表すことができる。
【００７６】
【数６】
2004241659.tif 000008
【００７７】
数式６より、ビジビリティＶは、位相差α１（ｘ）−α２（ｘ）に応じて変化することがわかる。また、数式６のＳｂ／Ｓａは一定値である。例えば、Ｓｂ／Ｓａは、予め１つの波長のみを使って取得した縞画像から求めたビジビリティＶであり、予め記憶部１５１等に記憶しておく。
【００７８】
測定部１５は、光検出器１４から入力した干渉信号に基づきビジビリティＶを求め、数式６を用いて位相差を求める。具体的には、まず、測定部１５は、光検出器１４から入力した信号を、フーリエ変換等の信号処理を行い、周波数軸上で直流成分と交流成分に分離する。このとき、交流成分のスペクトルは周波数ｆの場所に現れ、その大きさは
【００７９】
【数７】
2004241659.tif 000009
【００８０】
である。また、直流成分のスペクトルは２Ｓａである。
【００８１】
次に、測定部１５は、直流成分と交流成分の振幅の比をとり、ビジビリティＶを求める。また、測定部１５は、求めたビジビリティＶと、予め記憶部１５１に記憶されているＳｂ／Ｓａの値を用いて、数式６により位相差を求める。
【００８２】
測定部１５は、求めた位相差により測定物体２０の段差及び形状等を求めることができる。なお、上述の数式及び説明は、ｘを変数とする一次元で示しているが、二次元とすることもできる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によると、１つの半導体レーザで２つの波長を発生させる２波長型半導体レーザ装置を提供することができる。また、本発明によると、レーザ光の強度を大きく変化させることなく、できるだけ波長差の大きい２つの波長を選択的に発生させることができる。また、本発明によると、注入電流の増減により出力光の選択を行うため、時定数が大きい温度の増減を行うよりも高速で効率的に２波長の切り替えが可能である。さらに、本発明によると、注入電流制御のみによる装置よりも波長差の大きい２波長の光を１つの半導体レーザで得ることができ、特に、干渉計測装置の分解能向上に大きく寄与する。本発明によると、２波長型半導体レーザ装置を用いて、シンプルで、より安価な２波長型干渉計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における２波長型半導体レーザ装置の構成図。
【図２】半導体レーザの発振波長の注入電流依存性及び温度依存性を模式的に表す図。
【図３】２波長型半導体レーザ装置の動作説明図。
【図４】モードホップする温度付近におけるレーザスペクトルを示す図。
【図５】異なる波長の光を選択的に出力させた時のレーザスペクトルを示す図。
【図６】発振波長の温度依存性の実験結果を示す図。
【図７】温度制御及び注入電流制御による２波長出力の実験結果を示す図。
【図８】温度制御による波長選択の説明図。
【図９】任意の電流においてモードホップを生じさせる説明図。
【図１０】第２の実施の形態における２波長型半導体レーザ装置の構成図。
【図１１】出力波長テーブルのデータフォーマット。
【図１２】２波長型干渉計測装置の構成図。
【図１３】空間周波数により２つの干渉縞を分離する説明図。
【符号の説明】
１    半導体レーザ
２    温度コントローラ
３    電流コントローラ
３１  発振器
３２  可変バイアス源
４    スペクトラムアナライザ
５    発振制御部
６    レンズ
１０  ２波長型半導体レーザ装置
１１  レンズ
１２  ビームスプリッタ
１３  参照鏡
１４  光検出器
１５  測定部
１５１  記憶部
１５２  表示部
２０  測定物体
【図１】
2004241659.tif 000010
【図２】
2004241659.tif 000011
【図３】
2004241659.tif 000012
【図４】
2004241659.tif 000013
【図５】
2004241659.tif 000014
【図６】
2004241659.tif 000015
【図７】
2004241659.tif 000016
【図８】
2004241659.tif 000017
【図９】
2004241659.tif 000018
【図１０】
2004241659.tif 000019
【図１１】
2004241659.tif 000020
【図１２】
2004241659.tif 000021
【図１３】
2004241659.tif 000022