(57)【要約】【課題】波長可変半導体レーザ光源の自然放出光成分を低減すること。【解決手段】全反射ミラー１５、バンドパスフィルタ１４、両端面に無反射膜が施された半導体レーザ３１、エタロン３３、ハーフミラー３４をこの順に配置して外部共振型レーザを構成する。そしてバンドパスフィルタ１４の角度を回転テーブル１４ａで制御することにより、共振波長を選択する。こうしてハーフミラー３４の透過光を出力光とすることで、自然放出光成分が抑えられた単一モード発振のレーザ光が得られる。【選択図】　　　　図１
2004087782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、
前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、
前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させるエタロンと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側と、前記ミラーとの間に配置された入射角度が制御可能なバンドパスフィルタと、
前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記バンドパスフィルタ及び前記エタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とする波長可変半導体レーザ光源。
【請求項２】
一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、
前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、
前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させるエタロンと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側と前記ミラーとの間に配置され、透過波長が制御可能な光干渉フィルタと、
前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記光干渉フィルタ及び前記エタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とする波長可変半導体レーザ光源。
【請求項３】
一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、
前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、
前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させるエタロンと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側と前記ミラーとの間に配置され、透過波長が制御可能な透過型回折格子と、
前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記透過型回折格子及び前記エタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とする波長可変半導体レーザ光源。
【請求項４】
一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、
前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、
前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させる第１のエタロンと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側と前記ミラーとの間に配置され、前記利得媒質の利得幅以上のＦＳＲを持ち、ギャツプ媒質の厚さ又は屈折率の変化に応じて透過波長の変化する外部からの制御により透過波長を変化させる第２のエタロンと、
前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記第２のエタロン及び前記第２のエタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とする波長可変半導体レーザ光源。
【請求項５】
一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、
前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、
前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させる第１のエタロンと、
前記第１のエタロンと前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、前記第１のエタロンより広く前記利得媒質の利得幅以上のＦＳＲを有し、外部からの制御により透過波長を変化させる第２のエタロンと、
前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、
前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記第１，第２のエタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とする波長可変半導体レーザ光源。
【請求項６】
前記利得媒質は半導体レーザであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の波長可変半導体レーザ光源。
【請求項７】
前記利得媒質は半導体増幅器であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の波長可変半導体レーザ光源。
【請求項８】
前記利得媒質は面発光半導体レーザであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の波長可変半導体レーザ光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長多重光通信や光部品の光学的評価システムに用いられる波長可変半導体レーザ光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術による波長可変半導体レーザ光源１０Ａの構成図を図１０に示す。図１０において、半導体レーザ１１は利得媒質として一方の面に増反射膜１１ａが、他方の面に無反射膜１１ｂが形成されている。そして無反射膜１１ｂ側にコリメートレンズ１２、エタロン１３、バンドパスフィルタ１４、全反射ミラー１５を設ける。また半導体レーザ１１の増反射膜１１ａ側には、コリメートレンズ１６、光アイソレータ１７、光干渉フィルタ１８、レンズ１９を設け、光ファイバ２０に接続する。
【０００３】
コリメートレンズ１２は半導体レーザ１１の無反射膜１１ｂを介して出射したレーザ光を平行ビームにするレンズである。エタロン１３は平行平面板から成るもので、光共振器として用いられる。エタロン１３はドライバ１３ａによって温度制御され、共振波長を変化させることができる。バンドパスフィルタ１４はガラス基板上に低屈折率誘電体層と高屈折率誘電体層とを多層に積層したものである。バンドパスフィルタ１４は図示のように回転テーブル１４ａに設置され、ドライバ１４ｂによりバンドパスフィルタ１４を平行ビームに対して所望の角度に設定できる。バンドパスフィルタ１４への光の入射角度を変化させることによって透過波長を僅かに変化することができる。
【０００４】
コリメートレンズ１６は半導体レーザ１１の増反射膜１１ａを介して出射されたレーザ光を平行ビームにするレンズである。光干渉フィルタ１８は例えば特公平７−９２５３０号公報に示されるように、ガラス基板上に低屈折率誘電体層と高屈折率誘電体層とを多層に積層したものであり、光学膜厚を連続的に変化させることによって入射位置に応じて透過波長が変化するものである。光干渉フィルタ１８は光軸とほぼ垂直となるように、図示しない直線移動テーブルに取り付けられる。この移動テーブルはドライバ１８ａによって光軸と垂直な方向に駆動され、レーザビームに対して所望の光学位置に光干渉フィルタ１８を設定することができる。レンズ１９は光干渉フィルタ１８を介して出力される単一モードのレーザ光を光ファイバ２０に集光するレンズである。
【０００５】
こうして半導体レーザ１１の増反射膜１１ａと全反射ミラー１５とによって外部共振器が構成される。半導体レーザの増反射膜１１ａから全反射ミラー１５までの光路長Ｌが外部共振器の長さとなる。
【０００６】
次に波長可変半導体レーザ光源１０Ａの動作について説明する。半導体レーザ１１の無反射膜１１ｂから出射したレーザ光はコリメートレンズ１２によって平行ビームに変換され、エタロン１３に入射される。エタロン１３を透過したレーザ光はバンドパスフィルタ１４に入射される。バンドパスフィルタ１４の透過光は全反射ミラー１５で反射され、バンドパスフィルタ１４及びエタロン１３を透過後、再び半導体レーザ１１に戻る。
【０００７】
図１１は波長可変半導体レーザ光源１０Ａの各光学素子の波長特性を示す説明図であり、（ａ）はバンドパスフィルタ１４の透過波長、（ｂ）はエタロン１３の共振モード、（ｃ）は外部共振モードを示す。波長可変半導体レーザ光源１０Ａでは、図１１（ｄ）に示すように、外部共振器モード、エタロン１３の共振モード、及びバンドパスフィルタ１４の透過波長が一致した波長で単一モード発振が起こる。またこのレーザ出力光は半導体レーザ１１の増反射膜１１ａ側の面から出射する。そしてコリメートレンズ１６によって平行ビームに変換され、光アイソレータ１７を通過し、光干渉フィルタ１８に入る。
【０００８】
光干渉フィルタ１８の透過波長をドライバ１８ａと制御部２１を用いてレーザ出力光の発振波長に合わせることにより、光干渉フィルタ１８の透過光は自然放出光成分（ＡＳＥ）が抑えられたレーザ光となる。光干渉フィルタ１８の透過光はレンズ１９によって集光され、光ファイバ２０に入射される。こうして光ファイバ２０の出力端面から波長多重光通信や光部品の光学的評価システムに用いられる波長可変のレーザ光が得られる。この場合、出力レーザ光の波長を所望の値に設定するには、制御部２１にその指示を与えればよい。こうすれば光干渉フィルタ１８の透過波長をレーザの発振波長に応じて制御することで、自然放出光成分が抑えられた単一モードのレーザ出力光を得ることができる。
【０００９】
又特開平６−３２６３８号公報では、レーザダイオードとハーフミラーとの間に回転台上に配置したバンドパスフィルタを設け、バンドパスフィルタの光軸に対する傾きによって波長を選択するようにした半導体レーザが示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのような従来の波長可変半導体レーザ光源１０Ａにあっては、光干渉フィルタ１８自身による光学損失が生じるという問題点があった。また単一モード発振におけるＡＳＥによるＳ／Ｎ比は、３５ｄＢ程度しか確保できないという問題もあった。
【００１１】
また特開平６−３２６３８２号公報に開示されているような構成の波長可変半導体レーザ光源では、バンドパスフィルタを回転させた場合に出力側の光軸がずれてしまい、結果としてレーザ出力光の光ファイバへの結合効率が低下してしまうという問題点もあった。また半導体レーザの片端面にしか無反射膜が施されていないために、残留内部モードが存在してしまい、波長対光出力特性にリップルが生じるという問題点があった。
【００１２】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、上記の問題点を解決し、波長可変半導体レーザ光源を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させるエタロンと、前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、前記利得媒質の第２の無反射膜側と、前記ミラーとの間に配置された入射角度が制御可能なバンドパスフィルタと、前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記バンドパスフィルタ及び前記エタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
本願の請求項２の発明は、一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させるエタロンと、前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、前記利得媒質の第２の無反射膜側と前記ミラーとの間に配置され、透過波長が制御可能な光干渉フィルタと、前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記光干渉フィルタ及び前記エタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
本願の請求項３の発明は、一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させるエタロンと、前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、前記利得媒質の第２の無反射膜側と前記ミラーとの間に配置され、透過波長が制御可能な透過型回折格子と、前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記透過型回折格子及び前記エタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
本願の請求項４の発明は、一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させる第１のエタロンと、前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、前記利得媒質の第２の無反射膜側と前記ミラーとの間に配置され、前記利得媒質の利得幅以上のＦＳＲを持ち、ギャツプ媒質の厚さ又は屈折率の変化に応じて透過波長の変化する外部からの制御により透過波長を変化させる第２のエタロンと、前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記第２のエタロン及び前記第２のエタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
本願の請求項５の発明は、一方の端面に第１の無反射膜を有し、他方の端面に第２の無反射膜を有する利得媒質と、前記利得媒質の第１の無反射膜側に配置されたハーフミラーと、　前記ハーフミラー及び前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、外部からの制御により透過波長を変化させる第１のエタロンと、前記第１のエタロンと前記利得媒質の第１の無反射膜間に配置され、前記第１のエタロンより広く前記利得媒質の利得幅以上のＦＳＲを有し、外部からの制御により透過波長を変化させる第２のエタロンと、前記利得媒質の第２の無反射膜側に配置されたミラーと、前記ミラーの反射面位置を微動アクチュエータで制御すると共に、前記第１，第２のエタロンの透過波長を制御する制御手段と、を具備し、単一モードのレーザ光を前記ハーフミラーの透過光から得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１８】
本願の請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の波長可変半導体レーザ光源において、前記利得媒質は半導体レーザであることを特徴とする。
【００１９】
本願の請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の波長可変半導体レーザ光源において、前記利得媒質は半導体増幅器であることを特徴とする。
【００２０】
本願の請求項８の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の波長可変半導体レーザ光源において、前記利得媒質は面発光半導体レーザであることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による波長可変半導体レーザ光源について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態による波長可変半導体レーザ光源１０Ｂの構成図である。尚、図１０に示す従来例と同一部分は同一の符号を付けて詳細な説明を省略する。
【００２２】
本実施の形態では、利得媒質として半導体レーザ３１が用いられる。この半導体レーザ３１の両端面に第１の無反射膜３１ａと第２の無反射膜３１ｂが形成されている。半導体レーザの無反射膜３１ａ側には、第１のコリメートレンズ１６、エタロン３３、ハーフミラー３４、光アイソレータ１７、レンズ１９、光ファイバ２０がこの順序で設けられている。一方無反射膜３１ｂ側には、第２のコリメートレンズ１２、バンドパスフィルタ１４、全反射ミラー１５がこの順序で設けられている。
【００２３】
バンドパスフィルタ１４は従来例と同様に、ガラス基板上に低屈折率誘電体と高屈折率誘電体とを多層に積層したものであり、光の入射角度を変化させることによって透過波長を制御できる。ここでは例えば半値全幅が０．４ｎｍのバンドパスフィルタとする。またバンドパスフィルタ１４における透過波長の制御は、回転テーブル１４ａとそのドライバ１４ｂとによって行う。回転テーブル１４ａは平行ビームに対してバンドパスフィルタ１４を所望の入射角度に設定できる。尚、この回転テーブル１４ａ上のバンドパスフィルタを透過した光は全反射ミラー１５によって全て反射されて半導体レーザ３１側に戻るため、従来例のものと異なり、光軸のずれが問題となることはない。
【００２４】
コリメートレンズ１６は半導体レーザ３１から出射したレーザ光を平行にするレンズである。エタロン３３には温度制御用のドライバ３３ａが接続される。
【００２５】
図２はエタロン３３を示す斜視図である。図示のようにエタロンはＵ字型の保持部３３ｂ中にエタロンとなる素子３３ｃを挿入したものであり、保持部３３ｂには中央部に円形の開口が設けられ、光軸としている。エタロン素子３３ｃは例えば平行なガラス基板に誘電体の反射膜を蒸着したものであり、例えば厚さ０．５ｍｍのガラス基板に反射率９５％の反射膜を蒸着して形成される。そのＦＳＲは約１．６ｎｍであり、前述のバンドパスフィルタ１４によりエタロン３３の共振モードを選択できる。保持部３３ｂ中には温度検出素子、例えばサーミスタ３３ｄが設けられる。又保持部３３ｂの下方にはヒートシンク３３ｅが固定され、そのヒートシンクはペルチェ素子３３ｆが放置される。そしてペルチェ素子３３ｆを通じてエタロン３３の素子３３ｃの温度を変化させると、その屈折率が変化し、熱膨張によるエタロンの光路長が変わり、エタロン３３の共振波長を僅かに変化させることができる。従って、サーミスタとペルチェ素子によりエタロン３３を所望の温度に設定することにより、その共振特性を制御することができる。
【００２６】
以上のように半導体レーザ３１を含み、ハーフミラー３４と全反射ミラー１５間の光学素子によって外部共振器が構成される。微動アクチュエータ３２は全反射ミラー１５を保持しており、光軸方向に微動することで外部共振器の長さＬを微小範囲で制御可能である。微動アクチュエータ３２は例えば電歪素子であるＰＺＴにより構成される。ここでは例えば外部共振器の光路長Ｌを５０ｍｍとすると、外部共振器モードの間隔は約２４ｐｍとなり、エタロン３３で外部共振器モードを選択できる。
【００２７】
こうして全反射ミラー１５の反射面位置を微動アクチュエータ３２で制御すると共に、バンドパスフィルタ１４及びエタロン３３の透過波長を制御することにより、単一モードのレーザ光を外部共振器で発振させることができる。この場合、外部共振器モード、エタロン３３の共振モード、及びバンドパスフィルタ１４の透過波長が一致した波長で単一モード発振が得られる。
【００２８】
このとき利得媒質である半導体レーザ３１の残留内部共振器モードの影響を低減することができるために、波長を変えようとしたときの波長対光出力特性のリップルが低減できる。図示のようにエタロン３３の透過光をハーフミラー３４に通し、その透過光を出力光とすることにより、自然放出光の抑えられた単一モード発振の光ビームが得られる。従来のＳ／Ｎ比は３５ｄＢ程度であったが、本実施の形態の波長可変半導体レーザ光源を用いれば、５０ｄＢ程度のＳ／Ｎ比が得られる。
【００２９】
尚ここでは全反射ミラー１５を用いたが、これに代えてハーフミラーを用いるようにしてもよい。
【００３０】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２の波長可変半導体レーザ光源について説明する。実施の形態１では、バンドパスフィルタ１４の入射角度を変化させて波長を変化させているが、実施の形態２では特公平７−９２５３０号公報に示されるように入射位置に応じて透過波長の変化する光干渉フィルタを用いたものである。図３は実施の形態２による波長可変半導体レーザ光源１０Ｃの構成図である。
【００３１】
この波長可変半導体レーザ光源１０Ｃは、図１のバンドパスフィルタ１４に代えて光干渉フィルタ３６を設けたことを特徴とする。そして半導体レーザの第１の無反射膜３１ａ側には、第１のコリメートレンズ１６、エタロン３３、ハーフミラー３４、光アイソレータ１７、レンズ１９、光ファイバ２０をこの順序で設ける。また半導体レーザ３１の第２の無反射膜３１ｂ側に、第２のコリメートレンズ１２、光干渉フィルタ３６、微動アクチュエータ３２付きの全反射ミラー１５をこの順序で設ける。
【００３２】
そして光干渉フィルタ３６を図示しない直線移動テーブルに取り付け、光軸をほぼ直交するようにその位置をドライバ３６ａで制御する。こうすれば光干渉フィルタ３６の透過波長を変化させることができる。
【００３３】
こうして全反射ミラー１５の反射面位置を微動アクチュエータ３２で制御すると共に、光干渉フィルタ３６及びエタロン３３の透過波長を制御することにより、単一モードのレーザ光を外部共振器で発振させることができる。
【００３４】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３による波長可変半導体レーザ光源について説明する。実施の形態１では、バンドパスフィルタ１４の入射角度を変化させて波長を変化させているが、実施の形態３では入射角度に応じて透過波長が変化する透過型の回折格子を用いたものである。図４は実施の形態３による波長可変半導体レーザ光源１０Ｄの構成図である。
【００３５】
この波長可変半導体レーザ光源１０Ｄは、図１のバンドパスフィルタ１４に代えて透過型回折格子３７を設けたことを特徴とする。そして半導体レーザの第１の無反射膜３１ａ側には、第１のコリメートレンズ１６、エタロン３３、ハーフミラー３４、光アイソレータ１７、レンズ１９、光ファイバ２０をこの順序で設ける。また半導体レーザ３１の無反射膜３１ｂ側に、第２のコリメートレンズ１２、透過型回折格子３７、微動アクチュエータ３２付きの全反射ミラー１５をこの順序で設ける。
【００３６】
そして透過型回折格子３７を回転テーブル３７ａに取り付け、その角度をドライバ３７ｂで制御する。こうすれば透過型回折格子３７の透過波長を変化させることができる。
【００３７】
こうして全反射ミラー１５の反射面位置を微動アクチュエータ３２で制御すると共に、透過型回折格子３７及びエタロン３３の透過波長を制御することにより、単一モードのレーザ光を発振させることができる。
【００３８】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４による波長可変半導体レーザ光源について説明する。実施の形態１では、バンドパスフィルタの入射角度を変化させて波長を変化させて、バンドパスフィルタの波長分解能以上のＦＳＲを持つエタロン３３を組み合わせて波長を選択した。しかし、本実施の形態は半導体レーザの利得幅以上の広いＦＳＲを持ち、ギャップ媒質の厚さ又は屈折率の変化に応じて透過波長の変化するエタロンを用いたものである。図５は実施の形態４による波長可変半導体レーザ光源１０Ｅの構成図である。
【００３９】
この波長可変半導体レーザ光源１０Ｅは、図１のバンドパスフィルタ１４に代えてエタロン３８を設けたことを特徴とする。半導体レーザの無反射膜３１ａ側には、第１のコリメートレンズ１６、第１のエタロン３３、ハーフミラー３４、光アイソレータ１７、レンズ１９、光ファイバ２０をこの順序で設ける。半導体レーザ３１の無反射膜３１ｂ側に、第２のコリメートレンズ１２、第２のエタロン３８、微動アクチュエータ３２付きの全反射ミラー１５をこの順序で設ける。エタロン３８にも図２と同様の温度制御機構を設ける。
【００４０】
この場合、ドライバ３８ｂを制御することにより、エタロン３８の透過波長を変化させることができる。こうして全反射ミラー１５の反射面位置を微動アクチュエータ３２で制御すると共に、第１，第２のエタロン３３，３８の透過波長を制御することにより、単一モードのレーザ光を発振させることができる。
【００４１】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５による波長可変半導体レーザ光源について説明する。実施の形態１では、利得媒質として半導体レーザ３１を用いているが、本実施の形態５では半導体増幅器を用いたものである。図６は実施の形態５による波長可変半導体レーザ光源１０Ｆの構成図である。
【００４２】
この波長可変半導体レーザ光源１０Ｆは、図１の半導体レーザ３１に代えて、半導体増幅器３９を設けたことを特徴とする。そして半導体増幅器３９の無反射膜３９ａ側には、第１のコリメートレンズ１６、エタロン３３、ハーフミラー３４、光アイソレータ１７、レンズ１９、光ファイバ２０をこの順序で設ける。また半導体増幅器３９の無反射膜３９ｂ側に、第２のコリメートレンズ１２、バンドパスフィルタ１４、微動アクチュエータ３２付きの全反射ミラー１５をこの順序で設ける。
【００４３】
この場合、半導体増幅器３９の内部で光が励起されると、外部共振器の長さＬで決まるコーヒーレント光が発振する。そして全反射ミラー１５の反射面位置を微動アクチュエータ３２で制御すると共に、エタロン３３及びバンドパスフィルタ１４の透過波長を制御することにより、単一モードのレーザ光を発振させることができる。
【００４４】
この実施の形態では半導体増幅器以外は実施の形態１と同様としているが、実施の形態２、３、４に示すように、直線的に変化するバンドパスフィルタ、回折格子、エタロンを用いたレーザ光源を半導体増幅器３９と組み合わせることもできる。
【００４５】
（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６による波長可変半導体レーザ光源について説明する。実施の形態１では、利得媒質として半導体レーザ３１を用いているが、本実施の形態６では、面発光半導体レーザの活性層による増幅器を用いたものである。図７は実施の形態６による波長可変半導体レーザ光源１０Ｇの構成図である。
【００４６】
この波長可変半導体レーザ光源１０Ｇは、図１の半導体レーザ３１に代えて、面発光半導体レーザ４０を用いたことを特徴とする。そして面発光半導体レーザ４０の無反射膜４０ａ側には、第１のコリメートレンズ１６、エタロン３３、ハーフミラー３４、光アイソレータ１７、レンズ１９をこの順序で設ける。また面発光半導体レーザ４０の無反射膜４０ｂ側に、第２のコリメートレンズ１２、バンドパスフィルタ１４、微動アクチュエータ３２付きの全反射ミラー１５をこの順序で設ける。
【００４７】
面発光半導体レーザ４０は図８に示すように、利得を生み出す活性層４０ｃと、回折格子による反射を生み出すＤＢＲ（分布反射）領域４０ｄとがある。
【００４８】
この場合、面発光半導体レーザ４０からレーザ光が出力されると、外部共振器の光路長Ｌで決まる波長のコーヒーレント光が選択される。そして全反射ミラー１５の反射面位置を微動アクチュエータ３２で制御すると共に、エタロン３３及びバンドパスフィルタ１４の透過波長を制御することにより、単一モードのレーザ光を外部共振器で発振させることができる。
【００４９】
尚本実施の形態では、面発光レーザ以外は実施の形態１と同様としているが、実施の形態２、３、４に示すように直線的に変化するバンドパスフィルタ、回折格子、エタロンを用いた半導体レーザ光源の半導体レーザを面発光半導体レーザとすることもできる。
【００５０】
（実施の形態７）
実施の形態１では、バンドパスフィルタ１４の入射角度を変化させて波長を制御し、バンドパスフィルタ１４の波長分解能以上のＦＳＲを持つエタロン３３を組み合わせて波長を選択した。本実施の形態７では、バンドパスフィルタの代わりに、半導体レーザ４１の利得幅以上の広いＦＳＲを持ち、エタロンのギャップ媒質の長さ又は屈折率の変化に応じて透過波長の変化するエタロン４３を用いたものである。図９は実施の形態７による波長可変半導体レーザ光源１０Ｈの構成図である。
【００５１】
この波長可変半導体レーザ光源１０Ｈでは、半導体レーザ４１の一方に無反射膜４１ａを、他方に無反射膜４１ｂを持つものとする。半導体レーザ４１の無反射膜４１ａ側に、コリメートレンズ１２、第１のエタロン４２、第２のエタロン４３、ハーフミラー３４をこの順序で設ける。他方の無反射膜４１ｂ側にコリメートレンズ４５及び全反射ミラー４６を設ける。そして全反射ミラー４６とハーフミラー３４との間で光路長Ｌの外部共振器を構成する。またハーフミラー３４を微動アクチュエータ４４に取り付け、ハーフミラー３４の位置を微動アクチュエータ４４とそのドライバ４４ａを用いて制御する。ハーフミラー３４の出射側には光アイソレータ１７、レンズ１９、光ファイバ２０をこの順序で設ける。
【００５２】
この場合、半導体レーザ４１からレーザ光が出力されると、外部共振器の光路長Ｌで決まる波長のコーヒーレント光が選択される。こうしてハーフミラー３４の反射面位置を微動アクチュエータ４４で制御すると共に、第１のエタロン４２及び第２のエタロン４３の透過波長を制御することにより、単一モードのレーザ光を外部共振器で発振させることができる。
【００５３】
尚前述した各実施の形態では、エタロンの波長を温度により制御しているが、アクチュエータを用いて平行平板間の間隔を変化させて波長を制御するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、半導体レーザ等の利得媒質を挟んで第１の共振部材と第２の共振部材とを配置して外部共振型レーザを構成する。そして、ハーフミラーの透過光を出力光とすることにより、自然放出光成分が抑えられた単一モードのレーザ出力光が得られる。従来のＳ／Ｎ比は３５ｄＢ程度であったが、本発明の波長可変半導体レーザ光源を用いれば５０ｄＢ程度のＳ／Ｎ比が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態のエタロンの温度制御部分を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態２における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態５における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態６における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態７における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態７における面発光レーザの概略図である。
【図１０】従来例における波長可変半導体レーザ光源の構成図である。
【図１１】従来例の波長可変半導体レーザ光源の各光学素子の波長特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｈ　波長可変半導体レーザ光源
１１，３１，４１　半導体レーザ
１１ａ　増反射膜
１１ｂ，３１ａ，３１ｂ，３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ
無反射膜
１２，１６，４５　コリメートレンズ
１３，３３，３８，４２，４３　エタロン
１３ａ，１４ｂ，１８ａ，３２ａ，３３ａ，３６ａ，３７ｂ，３８ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ　ドライバ
１４　バンドパスフィルタ
１４ａ，３７ａ　回転テーブル
１５，４６　全反射ミラー
１７　アイソレータ
１８，３６　光干渉フィルタ
１９　レンズ
２０　光ファイバ
２１，３５　制御部
３２，４４　微動アクチュエータ
３４　ハーフミラー
３７　透過型回折格子
４０　面発光半導体レーザ
４０ｃ　活性層
４０ｄ　ＤＢＲ層
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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