(57)【要約】本発明は、外部共振器型の波長連続可変単一モードレーザ装置に関するものであり、このレーザ装置は、反射面と、光束の一部を抽出する手段と、レトロリフレクション式分散光学系とを有する共振器を備えている。また、前記共振器の内部に配設された少なくとも１つの増幅導波部を備え、更に、前記レトロリフレクション式分散光学系を制御することによって波長を連続的に変化させる手段を備えている。このレーザ装置は、このレーザ装置が発生する光波の波長に応じてその内部にブラッグ格子が形成される屈折性光学素子を、前記共振器の内部に配設したことを特徴としている。【選択図】図１
2004511914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面と、光束の一部を抽出する手段と、レトロリフレクション式分散光学系とを有する共振器を備え、
前記共振器の内部に配設された少なくとも１つの増幅導波部を備え、
前記レトロリフレクション式分散光学系を制御することによって波長を連続的に変化させる手段を備えた、外部共振器型の波長可変単一モードレーザ装置において、
該レーザ装置が発生する光波の波長に応じてその内部にブラッグ格子が形成される屈折性光学素子を、前記共振器の内部に配設したことを特徴とする、波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項２】
前記屈折性光学素子が、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）の結晶であることを特徴とする請求項１記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項３】
前記屈折性光学素子が、カドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）の結晶であることを特徴とする請求項２記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項４】
前記屈折性光学素子が、前記レーザ装置の前記共振器の２つの反射体の各々から略々等しい光学距離に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項５】
前記レトロリフレクション式分散光学系が、リットマン・メトカルフ型のレトロリフレクション式分散光学系であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項６】
前記レトロリフレクション式分散光学系のミラーが、光束の方向を、分散に際しての拡がり方向に対して垂直な方向に自動的に揃えるダイヘドロンであることを特徴とする請求項５記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項７】
前記レトロリフレクション式分散光学系が、レンズと、リッジリフレクタとして形成されたダイヘドロンとを組合せたアセンブリを備えており、該ダイヘドロンが格子の分散平面に対して垂直に配設されていることで、反射光束の向きが１次元的に自動調節される反射体アセンブリが形成されていることを特徴とする請求項６記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項８】
前記レトロリフレクション式分散光学系が、リトロー型のレトロリフレクション式分散光学系であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項９】
前記レーザ装置が波長連続可変であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１稿記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項１０】
複数の増幅導波部と、ただ１つの屈折性光学素子と、レーザ装置が発するレーザ光の波長を決定する増幅導波部を選択する手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項１１】
前記増幅導波部がレーザダイオードであり、該レーザダイオードの一端が該レーザ装置の出力面を成していることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項１２】
波長が１５５０ｎｍ近傍で変化するレーザ光束を発生することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【請求項１３】
前記レトロリフレクション式分散光学系が、該レーザ装置が発するレーザ光の波長に応じて動作するサーボシステムであることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項記載の波長可変単一モードレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部共振器型の波長可変単一モードレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のごとく、レーザ装置の共振器は、レーザ増幅媒質が発生する複数の波長のうちの１つまたは幾つかを選択するために備えられている。最も広く採用されている共振器は、全反射ミラーと半透過ミラーとを組合せて構成した、いわゆるファブリ・ペロ共振器である。ファブリ・ペロ共振器が選択する波長は、この共振器において共振する波長であり、従って、半波長の整数倍がこの共振器の光路長Ｌｏｐに等しい波長であれば選択されることになるため、一般的に、互いに非常に近接した複数の波長が選択される。また、広帯域の増幅媒質は、複数の波長を増幅する。それによって発生されるレーザ光は、多モードのレーザ光になる。
【０００３】
レーザ光の用途のうちには、単一モードのレーザ光を必要とするものがある。単一モードのレーザ光を得るには、ファブリ・ペロ共振器に加えて、選択手段に結合したもう１つの共振器を設けなければならない。そのための方法として、例えば、ファブリ・ペロ共振器を構成している２つのミラーの一方を、レトロリフレクション式分散光学系に交換するという方法がある。
【０００４】
レトロリフレクション式分散光学系は、従来の様々な光学機器に広く使用されている。最も一般的なレトロリフレクション式分散光学系は、おそらく、所定ピッチｐを有する平面格子を用いた、リトロー型のレトロリフレクション式分散光学系であると思われる。
【０００５】
その概要は、次の通りである。先ず、ピッチｐの平面格子の分散平面は、その格子を形成している刻線に対して垂直に延在することになる。この平面格子へ、その分散平面に平行に、しかもその格子面の法線に対して入射角θ１を成すようにして、波長λの平行光束を入射させると、その平面格子から平行光束が発生する。この発生する平行光束は、平面格子の分散平面に平行に、しかもその格子面の法線に対して出射角θ２を成すようにして出射する。ここで、θ１とθ２との間には、次の式で表される関係が存在する。
【０００６】
ｐ・ｓｉｎθ１＋ｐ・ｓｉｎθ２＝λ
外部共振器型の波長可変レーザ装置のうちには、いわゆるリットマン−メトカルフ型のレトロリフレクション式分散光学系を備えたものもある。この分散光学系においては、平行光束を平面格子へ、その平面格子の法線に対して入射角θ１を成すようにして入射させている。また、この光学系はミラーを備えており、そのミラーは、そのミラーの法線が平面格子に対して角度θ２を成すようにして、平面格子へ向けて配設されている。この構成によれば、平面格子の分散作用によって、λ＝ｐ・ｓｉｎθ１＋ｐ・ｓｉｎθ２を満足する波長λの光束が平面格子から角度θ２で出射し、そして、その出射した光束に対して垂直に延在しているミラーによって、レトロリフレクション方式で、即ち、ミラーへの入射光路を逆にたどってミラーから出射するようにして反射される。ミラーで反射された光束は、ふたたび平面格子へ入射し、平面格子で回折されることによって、最初に分散されたときにたどった光路を逆方向にたどってこの平面格子から出射し、その出射角は、最初に入射したときの入射角θ１に等しい。以上が行われることによって、波長λが共振器によって選択されることになる。この場合、波長を変化させる方法には３通りあり、その第１は、平面格子とミラーとから成る光学系全体の角度を変化させることで角度θ１を変化させるというものであり、第２は、ミラーの角度だけを変化させて角度θ２を変化させるというものであり、第３は、平面格子の配設角度だけを変化させて、θ１−θ２の値を一定に保持したまま角度θ１とθ２との両方を変化させるというものである。
【０００７】
図１に、リットマン・メトカルフ型の光学系を構成するように配設した平面格子５を示した。適当に支持した単一モード増幅媒質８は、その一方の端面１０がコリメーション（平行光束化）用の光学素子９の焦点位置にくるようにして配設されており、平行光束化された波長λの主光束１が、光学系９によって形成される。
【０００８】
主光束１の方向は、平面格子５の分散平面に対して平行であり、換言するならば、平面格子５の刻線２に対して垂直に延在する平面に対して平行である。また更に、主光束１の方向は、平面格子５の格子面の法線３に対して角度θ１を成している。主光束１は、平面格子５の格子面で回折することによって、平行光束である二次光束１１を発生し、この二次光束１１の方向は、分散平面に沿った方向であり、また、平面格子５の格子面の法線３に対して角度θ２を成している。この二次光束１１の方向に対して垂直に延在する平面ミラー７が配設されており、二次光束１１が、この平面ミラー７によってレトロリフレクション方式で反射されることによって（即ち、平面ミラー７への入射光路とそこからの出射光路とが一致するように反射されることによって）、光束が以上の光学系の中を往路と同じ経路と通って戻ることになる。
【０００９】
周知のごとく、以上の構成においては、平面格子５のピッチをｐで表すとき、ｐ・ｓｉｎθ１＋ｐ・ｓｉｎθ２＝λで表される関係が満足される場合に、主光束１が、先ず平面格子５で回折され、続いてレトロリフレクタとして機能する平面ミラー７で反射され、更に再び平面格子５で回折されて、最初に入射してきた方向へ逆向きに戻される。そして、戻された主光束１は、端面１０上に結像点を形成する。
【００１０】
以上に説明したレトロリフレクション式分散光学系の姿勢を調節することによって、波長を変化させることができるため、それを利用して波長可変レーザ装置を構成することができる。
【００１１】
しかしながら、そのように構成した波長可変レーザ装置は、モードジャンプが発生するおそれがある。即ち、平面格子を用いて構成した分散光学系を回転させることによって、選択波長を変化させることができるが、しかしながら、その波長は、共振器の光路長（片道光路長）Ｌｏｐが、半波長の整数Ｎ倍に等しいという共振器の共振条件を満足する必要があり、この条件は次の式で表される。
【００１２】
Ｌｏｐ＝Ｎ・λ／２
モードジャンプを発生させずに、即ち整数Ｎの値を固定したままで、選択波長を短縮するためには、共振器の光路長を短くする必要があり、逆に、選択波長を伸張するためには、光路長を長くする必要がある。
【００１３】
モードジャンプを発生させることなく、波長を連続的に変化させることができる光学系として、上で説明したリットマン・メトカルフ型の光学系とは構成の異なる、リトロー型の光学系が提案されている（Ｆ． Ｆａｖｒｅ ａｎｄ Ｄ． ｔｈｅ Ｇｕｅｎ， ”８２ ｎｍ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ａｎ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｅｍｉ−ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒ”（外部共振器型半導体レーザの８２ｎｍ近傍における波長連続可変性）， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ． ２７， １８３−１８４， ［１９９１］）。しかしながら、同文献のリトロー型の光学系は、２つの平行運動と２つの回転運動とを発生させるための複雑な機械式機構を必要としている。
【００１４】
リウ及びリットマンによる１９８１年発表の論文（Ｌｉｕ ａｎｄ Ｌｉｔｔｍａｎ， Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ． ６， Ｎｏ． ３， Ｍａｒｃｈ １９８１， ｐｐ． １１７−１１８）には、波長可変単一モードレーザ装置を構成するために用いる光学系が記載されており、その光学系は、格子と、向きを変えることのできるミラーとを備えている。同論文に記載されている光学系は、波長を連続的にスキャンすることができるものである。
【００１５】
更に、ダイヘドロンで形成した反射体（ダイヘドロンリフレクタ）についての研究も、長年にわたって続けられている。特に、１９８１年６月２１日付で出願された日本国特許出願の公開公報である特開昭５７−０９９７９３号公報には、波長多重方式の光ファイバ通信システムに使用するレトロリフレクション式分散光学系を、ダイヘドロンリフレクタを用いて構成することについて記載されているが、ただし、多重化する複数の波長は可変でなく、固定されている。
【００１６】
波長を連続的に変化させ得るようにした波長可変単一モードレーザ装置は、ヨーロッパ特許出願第０７０２４３８号公報にも記載されており、同公報のレーザ装置は、リットマン・メトカルフ型の光学系を使用している。
【００１７】
フランス特許出願公開第２７７５３９０号公報も、波長を連続的に変化させ得るようにした波長可変単一モードレーザ装置に関するものである。同公報のレーザ装置は、サーボシステムとして機能する手段を備えており、このサーボシステムは、発生させるレーザ光の波長に応じてレトロリフレクション式分散光学系の姿勢を調節することによって、レーザ光の波長を変化させる際にモードジャンプが発生するのを抑制するものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明した従来の様々な光学系やレーザ装置は、いずれも、それなりの結果をもたらしており、波長を変化させる際にモードジャンプが発生することは少ない。しかしながら、本発明の目的は、この種のレーザ装置の性能を更に向上させることにある。
【００１９】
更に、レーザ装置の共振器の内部に、屈折性光学素子である結晶を配設することによって得られる利点について記載した論文も存在している（Ｊ．Ｍ． Ｒａｍｓｅｙ ａｎｄ Ｗ．Ｂ． Ｗｈｉｔｔｅｎ −Ｏｐｔｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ− Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９８７， Ｖｏｌ． １２， Ｎｏ． １１）。
【００２０】
レーザ装置の共振器の内部にこの種の結晶を配設すると、共振器の内部を伝播する光波がその結晶の内部を通過する際に、干渉作用によって、その結晶の内部にその光波の波長に応じた干渉縞を発生させ、その干渉縞が屈折率の変化を引き起こすことによって、その結晶の内部にブラッグ格子が形成される。
【００２１】
例えば上掲の論文には、かかる光学素子を配設することによって、レーザ装置が発生する光束のスペクトルを精密調節し得るということが示されている。
【００２２】
従って、従来、かかる光学素子は、上述したレトロリフレクション式分散光学系の平面格子の代わりに使用する部材として認識されており、平面格子をこのような光学素子に交換することによって、レーザ装置が発生するレーザ光の周波数の自動調節が行われるという利点を得るためのものであった。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、外部共振器型の波長可変単一モードレーザ装置に関するものであり、このレーザ装置は、反射面と、光束の一部を抽出する手段と、レトロリフレクション式分散光学系とを有する共振器を備えている。また、前記共振器の内部に配設された少なくとも１つの増幅導波部を備え、更に、前記レトロリフレクション式分散光学系を制御することによって波長を連続的に変化させる手段を備えている。
【００２４】
前記共振器の前記反射面は、全反射性の反射面であってもよく、また、部分反射性（半透性）の反射面であってもよい。後者の場合には、前記反射面が、光束の一部を抽出する前記手段を兼ねることになる。
【００２５】
本発明によれば、この単一モードレーザ装置は、このレーザ装置が発生する光波の波長に応じてその内部にブラッグ格子が形成される屈折性光学素子を、前記共振器の内部に配設したことを特徴としている。
【００２６】
以下の詳細な説明から明らかなように、以上の構成によれば、レーザ装置が発生する光束のスペクトル分布の精密調節が可能なばかりでなく、波長を変化させる際にモードジャンプが発生するおそれを抑制することができる。そのため、レーザ装置の安定性を向上させることができ、また、通常必要とされる製造上の条件に適合する上でのフレキシビリティを向上させることができる。
【００２７】
以下に説明する様々な実施の形態は、各々が固有の利点を有するものであると共に、可能な様々な形態を組合せることもできるものであり、本発明に係る単一モードレーザ装置は、それら実施の形態に係る特徴として、以下の特徴を備えるものである。
【００２８】
−前記屈折性光学素子が、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）の結晶であること。
【００２９】
−前記屈折性光学素子が、カドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）の結晶であること。
【００３０】
−前記屈折性光学素子が、前記レーザ装置の前記共振器の２つの反射体の各々から略々等しい光学距離に配設されていること。
【００３１】
−前記レトロリフレクション式分散光学系が、リットマン・メトカルフ型のレトロリフレクション式分散光学系であること。
【００３２】
−前記レトロリフレクション式分散光学系のミラーが、光束の方向を、分散に際しての拡がり方向に対して垂直な方向に自動的に揃えるダイヘドロンであること。
【００３３】
−前記レトロリフレクション式分散光学系が、レンズと、リッジリフレクタとして形成されたダイヘドロンとを組合せたアセンブリを備えており、該ダイヘドロンが格子の分散平面に対して垂直に配設されていることで、反射光束の向きが１次元的に自動調節される反射体アセンブリが形成されていること。
【００３４】
−前記レトロリフレクション式分散光学系が、リトロー型のレトロリフレクション式分散光学系であること。
【００３５】
−前記レーザ装置が波長連続可変であること。
【００３６】
−複数の増幅導波部と、ただ１つの屈折性光学素子と、レーザ装置が発するレーザ光の波長を決定する増幅導波部を選択する手段とを備えたこと。
【００３７】
−前記増幅導波部がレーザダイオードであり、該レーザダイオードの一端が該レーザ装置の出力面を成していること。
【００３８】
−波長が１５５０ｎｍ近傍で変化するレーザ光束を発生すること。
【００３９】
−前記レトロリフレクション式分散光学系が、該レーザ装置が発するレーザ光の波長に応じて動作するサーボシステムであること。
【００４０】
【発明の実施の形態】
これより添付図面を参照しつつ、本発明について更に詳細に説明して行く。
【００４１】
波長可変レーザ装置に従来から用いられている一般的な構成要素については、先に従来の技術に関連して説明したとおりであり、それら構成要素は図１に同一の参照符号を付して示してある。
【００４２】
本発明に従って、共振器の内部に、屈折性光学素子１２が配設されている。
【００４３】
この屈折性光学素子は、ときに、動的屈折性光学素子と呼ばれるものである。この屈折性光学素子は、レーザ装置の共振器の内部に存在する定在光波の影響を受けて、その内部にブラッグ格子が形成され、従って、そのブラッグ格子の特性は、その定在光波の波長に応じたものとなる。定在光波の波長が変化したときには、形成されるブラッグ格子も変化して、その干渉縞の空間周期が変化する。
【００４４】
この屈折性光学素子１２を配設したことによって生じる物理現象について理解するには、この屈折性光学素子１２が、共振器の内部に存在する定在光波の光束に対してフィルタとして作用する点に注目すればよい。即ち、共振器の内部には常に複数のモードの光波が存在しており、そのうちの１つは中心モードであり、その他は近隣モードである。この屈折性光学素子１２は、近隣モードを減衰させる一方で、中心モードを増強するように機能する。
【００４５】
従って、屈折性光学素子１２を配設することによって、先に従来の技術に関連して説明したモード選択機能が得られ、また、スペクトル純度の高いレーザ装置が得られる。これら効果に加えて更に、注目すべき点として、波長可変レーザ装置においては、その波長を変化させる際に、その波長変化が比較的広いスペクトル領域に亘る場合であっても、その波長の変化と同時に屈折性光学素子１２の特性が変化するため、そのレーザ装置のスペクトル純度を向上させ得るばかりでなく、更に、従来はたとえモードジャンプ防止機構を装備していても波長スキャンを行う際に防止しきれずに発生していたモードジャンプまでも、この屈折性光学素子１２を配設したことによって防止できるということがある。
【００４６】
波長可変レーザ装置の共振器の内部に、分散光学素子５に加えて、相補的特性を備えた屈折性光学素子１２のような第２の分散光学素子を配設し、それによって、スペクトルの精密調節を行うと共に、一定の条件下におけるモードジャンプを防止するようにするということは、従来考えられていなかったことである。
【００４７】
しかるに、実地に試した結果、レトロリフレクション式分散光学系５、７によって得られる効果と、屈折性光学素子１２によって得られる効果とが累積した、累積選択効果が得られるということが判明した。
【００４８】
しかも、発生するレーザ光の波長を可変としているにもかかわらず、それら効果を得るために、屈折性光学素子１２を複数使用する必要はなく、ただ１つの屈折性光学素子１２によって効果を得ることができる。
【００４９】
また、以上の効果を得る上で、レーザ装置の共振器を、リットマン・メトカルフ型の光学系を用いた共振器とすることは必須の要件ではなく、波長連続可変機能を提供するリトロー型の光学系を用いた共振器としてもよい。また、レーザ装置が、必要とされるレーザ光の波長に応じて交替させて作動させる複数の増幅導波部を備えているようにしてもよい。そして、その場合にも、屈折性光学素子を複数使用する必要はなく、ただ１つの屈折性光学素子を備えるだけで、充分対応することが可能である。
【００５０】
更に、以上のようにして得られる累積効果は、屈折性光学素子１２を、このレーザ装置の共振器の２つの反射体８、７の各々から等しい光学距離に配設することによって最適なものとなることが判明している。
【００５１】
以上のように構成した場合の効果の具体例を図２に示した。図２において、横軸は波長を表し、縦軸は光強度を表している。図２Ａは、レーザ装置のファブリ・ペロ共振器が発生する複数のモード１３、１４、１５を示しており、それらモードは、図２Ｂに示したようにガウス曲線の形の特性曲線１６を有する１枚の格子５が配設されているため、この格子５の影響を受けることになる。
【００５２】
更に、屈折性光学素子１２が、フェブリ・ペロ共振器の２つの反射体８、７の中間地点に配設されているため、この屈折性光学素子１２の影響も受けることになる。この屈折性光学素子１２影響は、正弦波の形の特性曲線１７で表されるものであり、この正弦波の空間周期は、フェブリ・ペロ共振器が発生する複数のモード間の距離の２倍の長さである。そのため、主モードの波長が増幅されてその増幅度が増強される一方で、隣接モードが減衰され、これらの増大度及び減衰度は、屈折性光学素子の配設位置を、この位置にしたときに最大となる。この屈折性光学素子１２の効果を表す曲線と、格子５の効果を現す特性曲線とを、個別に示したのが図２Ｃであり、両者の累積効果を示したのが図２Ｄである。
【００５３】
以上のようにして、主モードのエネルギが、隣接モードのエネルギと比べてより増強されるのである。
【００５４】
本発明は、光ファイバから成る通信網の試験を行うために使用するレーザ装置を構成する場合に特に有用であり、この用途に用いるレーザ装置は、発生するレーザ光束の波長が、近赤外線領域にあって、たとえば１５５０ｎｍの近傍で変化するものである。
【００５５】
屈折性光学素子を、ガリウム砒素の結晶から成るものとすることで、或いは、カドミウム・テルルの結晶から成るものとすることによって、良好な結果が得られる。これらの結晶は、上述した波長領域において特に効果的なものである。
【００５６】
本発明は、リトロー型またはリットマン・メトカルフ型以外のレトロリフレクション式分散光学系を備えた波長可変可変レーザ装置として構成し得るばかりでなく、その他の種類のレトロリフレクション式分散光学系を備えた波長可変レーザ装置として構成することも可能である。
【００５７】
本発明に加えて、波長可変レーザ装置の安定性を高めモードジャンプを防止するための様々な改良手段を併用することによって、更に良好な結果を得ることができる。それら改良手段のうちには、たとえば、レトロリフレクション式分散光学系のミラーとしてダイヘドロンを使用するというものがあり、そうすることによって波長可変レーザ装置の動作を更に優れたものにすることができる。なぜならば、そのようなダイヘドロンは、光束の方向を、分散に際しての拡がり方向に対して垂直な方向に自動的に揃えるからである。
【００５８】
別の実施の形態として、レトロリフレクション式分散光学系が、レンズと、リッジリフレクタとして形成されたダイヘドロンとを組合せたアセンブリを備えており、そのダイヘドロンが格子の分散平面に対して垂直に配設されている構成としてもよい。このアセンブリは、反射光束の向きが１次元的に自動調節される反射体を形成するものである。
【００５９】
光束を良好に安定させるためには、屈折性光学素子である結晶の配設位置が重要であり、その配設位置を共振器の光路長の中点位置とするのがよい。この位置とすることにより、増幅媒質の反射防止膜と格子との間に構成されるファブリ・ペロ共振器によって発生するおそれのあるモードジャンプを良好に防止することができる。なぜならば、反射防止膜と格子との間に構成される光路長の短い共振器の部分と、レーザ装置の全体から成る光路長の大きな共振器の部分とが結合することが、不安定性の原因となるからである。
【００６０】
ただし、光束のモードジャンプが発生する原因はそればかりではない。
【００６１】
共振器の光路長が増大するとモード間の結合が大きくなり、格子による選択能力が低下する。従って、モードジャンプを発生させることなく動作させることのできる条件を明らかにする必要がある。
【００６２】
図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは、モードジャンプを発生させることなく動作させることのできる動作領域を示した図であり、夫々、共振器の内部に屈折性光学素子である結晶を配設していない場合（図３Ａ）、本発明に従って共振器の内部にガリウム砒素の結晶を配設した場合（図３Ｂ）、それに、本発明に従って共振器の内部にカドミウム・テルルの結晶を配設した場合（図３Ｃ）を示している。
【００６３】
これらの図において、横軸はレーザ装置の出力、縦軸は主モードの波長オフセット量を表しており、この波長オフセット量は、格子における主モードの伝達量が最大になる波長からのオフセット量である。
【００６４】
曲線１８及び１９はダブルモードジャンプの発生限界を示しており、曲線２０及び２１はモードジャンプの発生限界を示している。従ってレーザ装置は、それら曲線によって境界が画成された領域２２の内部に動作点が位置する限り、安定して動作する。
【００６５】
本発明に従って屈折性光学素子である結晶を配設することにより（図３Ｂ及び図３Ｃ）、安定動作領域２２の面積が大幅に拡大することが、それらの図から見て取れる。
【００６６】
図３Ｂ及び図３Ｃは、たとえばカドミウム・テルルの結晶などの、屈折性光学素子である結晶を共振器の内部に挿入することによって、その種の光学素子を共振器の内部に挿入しない場合と比べて、モードジャンプを大幅に抑制し得ることを示している。即ち、動作領域が顕著に拡大している。
【００６７】
図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃを得るために考慮したパラメータの値は次の通りである。反射防止膜と格子とで構成される共振器の構造の光路長は約３０ｍｍとし、カドミウム・テルルの結晶またはガリウム砒素の結晶の厚さは約４ｍｍとした。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係るレーザ装置の模式図であり、Ａは平面図、Ｂは同レーザ装置の第１光路部分の側面図、Ｃは同レーザ装置の第２光路部分の側面図である。
【図２】
前記レーザ装置が発生する光束のモードを示したグラフであり、Ａは同レーザ装置のファブリ・ペロ共振器のモードを示し、Ｂは従来の構成に従って屈折性光学素子を配設しない場合に同レーザ装置が発生するモードを示し、Ｃは分散光学系の効果と屈折性光学素子の効果とを個別に示し、Ｄは本発明に従って選択されたモードを示している。
【図３】
レーザ装置の特性の比較を示したグラフであり、Ａは従来の波長可変レーザ装置の動作領域を示し、Ｂはカドミウム・テルルで形成した屈折性光学素子を備えた本発明に係る波長可変レーザ装置の動作領域を示し、Ｃはガリウム砒素で形成した屈折性光学素子を備えた本発明に係るレーザ装置の動作領域を示している。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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