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JPH04349684A - 光パルス発生装置 - Google Patents

光パルス発生装置

Info

Publication number
JPH04349684A
JPH04349684A JP3121448A JP12144891A JPH04349684A JP H04349684 A JPH04349684 A JP H04349684A JP 3121448 A JP3121448 A JP 3121448A JP 12144891 A JP12144891 A JP 12144891A JP H04349684 A JPH04349684 A JP H04349684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
optical
photopulses
laser devices
laser elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3121448A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Kawaguchi
仁司 河口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Electronic Corp filed Critical Pioneer Electronic Corp
Priority to JP3121448A priority Critical patent/JPH04349684A/ja
Priority to US07/800,108 priority patent/US5220572A/en
Priority to EP92300264A priority patent/EP0516263B1/en
Priority to DE69201011T priority patent/DE69201011T2/de
Publication of JPH04349684A publication Critical patent/JPH04349684A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1021—Coupled cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4006—Injection locking

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、小型な半導体レーザ素子から高
出力でパルス幅の短い光パルス列を発生することができ
る光パルス発生装置に関する。
【０００２】
【背景技術】従来、この種の装置として、図４に示すも
のがある。図４において、半導体レーザ素子１の一方の
端面が高反射面１ａ、他方の端面が無反射面４となって
いる。無反射面４は、半導体レーザ素子の片端面の反射
率を小さくするための無反射コーティングが施されてい
る。
【０００３】レンズ２は、反射鏡３と半導体レーザ素子
１とが光共振器として結合する位置に配置されている。 すなわち、この装置においては、高反射面１ａ、レンズ
２及び反射鏡３が半導体レーザ素子１をモード同期発振
せしめる光共振器を構成している。この半導体レーザ素
子１には、コンデンサ６を介してモード同期用高周波電
流が、さらにインダクタンスコイル７を介してバイアス
用直流電流がそれぞれ供給されるようになっている。
【０００４】次にかかる装置の動作ついて説明する。半
導体レーザ素子１に、コイル６から直流バイアス電流と
、コンデンサ６から周波数ｆの高周波電流（共振器長を
Ｌとするとｆ＝ｃ／２Ｌ（ｃは光速））を加えると図５
（ｂ）に示すように周波数ｆの同期をもつ光パルス列Ｐ
が発生する。従来、この種の装置は、半導体レーザ素子
の発振閾値付近では図５（ａ）に示すように、短い光パ
ルスとなるが、大きな光出力を得るために電流を増加す
ると、図５（ｂ）に示すように半導体レーザ素子の無反
射コーティング面４の残留反射（通常、１〜０．１　％
）により、半導体レーザ素子長ｌ（図４）に相当する間
隔（２ｌ／ｃ）で副パルスが発生し、パルス幅が長くな
る欠点があった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来装置の欠点
を除去するために成されたもので、高出力にて短い幅の
光パルスを発生できる光パルス発生装置を提供すること
を目的としている。
【０００６】
【発明の構成】本発明の光パルス発生装置は、対向する
高反射面及び無反射面を各々有する第１及び第２半導体
レーザ素子と、前記第１及び第２半導体レーザ素子の無
反射面側を互いに対向させて高反射面により光共振器を
形成する光学系と、前記光共振器内を光が１往復する時
間のｎ倍（ｎは整数）の周期を有しかつ互いにπ／ｎだ
け位相差を有する高周波電流を前記第１及び第２半導体
レーザ素子の各々に供給する電流供給手段とを有するこ
とを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用】以上の構成により、一対の半導体レーザ
素子が相補的に作用し、副パルスが除去される。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図に基づいて説
明する。図１は本実施例の光パルス発生装置を示し、図
において、光パルス発生装置は、一方の端面が高反射面
１１ａ、他方の端面が無反射面１１ｂとなっている第１
半導体レーザ素子１１と、同様に一端面が高反射面１２
ａ、他端面が無反射面１２ｂである第２半導体レーザ素
子１２とを有している。当該装置は、第１及び第２半導
体レーザ素子１１，１２を光共振器として結合にするた
めのレンズ１３，１３を有している。第１及び第２半導
体レーザ素子１１，１２は、互いの無反射コート面１１
ｂ，１２ｂからの両出力光線をレンズ１３，１３を介し
て互いに入射するように配置されている。すなわち両半
導体レーザ素子素子は互いに光学系により光学的に結合
されている。
【０００９】互いに光学的に結合された第１及び第２半
導体レーザ素子の外側の各々の高反射面１１ａ，１２ａ
の間において光は増幅し、高反射面１１ａ，１２ａによ
って長さＬの光共振器が形成されている。本装置におい
ては、レンズ１３，１３及び高反射面１１ａ，１２ａに
よって、第１及び第２半導体レーザ素子をモード同期発
振せしめる光共振器を構成している。
【００１０】本装置においては、電流供給手段によって
、第１半導体レーザ素子１１には、コンデンサ１６を介
してモード同期用高周波電流が、さらにインダクタンス
コイル１７を介してバイアス用直流電流がそれぞれ供給
されるようになっている。同様に、第２半導体レーザ素
子１２には、コンデンサ１８を介して第１半導体レーザ
素子１１と同一のモード同期用高周波電流と、インダク
タンスコイル１９を介してバイアス用直流電流とがそれ
ぞれ供給されるようになっている。かかる電流供給手段
は、従来と同様、周波数ｆとするとｆ＝ｃ／２Ｌ（ｃは
光速、Ｌは共振器長）を満たす高周波電流を半導体レー
ザ素子に各々供給する。高周波電流は、高周波電源から
第１及び第２高周波電流ケーブル２１，２２を経て、第
１及び第２半導体レーザ素子１１及び１２へ結線された
バイアス電流用ラインを介して半導体レーザ素子へ供給
される。
【００１１】電流供給手段においては、図１に示すよう
に、第１及び第２半導体レーザ素子１１及び１２に対応
する第１及び第２高周波電流ケーブル２１，２２の長さ
が、第１及び第２半導体レーザ素子１１及び１２に直流
バイアスと周波数ｆ（ｆ＝ｃ／２Ｌ）の高周波電流をそ
れぞれ加えるとき、半導体レーザ素子１１と１２に加え
る高周波電流の位相差が逆位相になるように、第１高周
波電流ケーブル２１をｄとすると第２高周波電流ケーブ
ル２２がｄ＋△ｄとなるように調整されている。すなわ
ち、第２高周波電流ケーブル２２は遅延線をなしている
。
【００１２】このように、本実施例の装置は対向する２
個の半導体レーザ素子の無反射コート面同士を光学的に
相互に所定間隔を保って結合し、各々の半導体レーザ素
子の外側の一対の高反射端面を光共振器面として用いて
１つの光共振器を形成し、この共振器内を光が１往復す
る時間に相当する周期をもつ高周波電流を各々の半導体
レーザ素子に半周期ずらして印加しているのである。
【００１３】次に、本実施例の光パルス発生装置の動作
について説明する。第１及び第２半導体レーザ素子１１
及び１２に所定の直流バイアスと高周波電流を加えたと
き、光パルスは、図１に示すように、高反射面１１ａ，
１２ａの間の光共振器内を周回する。この時、図２（ａ
）及び（ｂ）に示すように、第１及び第２半導体レーザ
素子１１及び１２に印加される各々の高周波電流の位相
差を逆位相にしているため、光パルスは、各々の半導体
レーザ素子が順方向（図２（ａ）及び（ｂ）の上向き方
向）に変調を受ける時間、すなわち利得を有する時間に
その素子領域を通過するようになされる。高反射面１２
ａを部分反射コーティングにしておけば、光パルスは図
２（ｃ）に示すように得られる。
【００１４】第２半導体レーザ素子１２のバイアス電流
を第１半導体レーザ素子１１のバイアス電流よりも小さ
く設定しておけば、第１半導体レーザ素子１１のバイア
ス電流を大きくしても第２半導体レーザ素子１２のゲー
ト効果により副パルスの発振が防げ、高出力の短光パル
スが発生できることになる。図３（ａ）及び（ｂ）に本
装置における第１半導体レーザ素子１１のバイアス電流
に対するパルス幅と平均光出力との測定結果の一例を示
す。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、最もパルス幅
の短い発振であるパルス幅約７ｐｓ，平均出力１．１９
ｍＷ，ピーク出力１７０ｍＷくり返し１ＧＨｚの光パル
スは、第１半導体レーザ素子１１のバイアス電流９０ｍ
Ａ，　でかつ第２半導体レーザ素子１２のバイアス電流
２５ｍＡ，　高周波電流１１０ｍＡｐ−ｐのとき発生す
る。
【００１５】なお、上記実施例では変調周波数ｆが周回
時間に相当する場合（ｆ＝ｃ／２Ｌ）について示したが
、変調周波数ｆの整数倍、周波数ｆ’＝ｎｃ／２Ｌ（こ
こでｎは整数）とし、２つの第１及び第２半導体レーザ
素子に加える電流の位相差をπ／ｎとしても同様の効果
が得られる。もちろん、この場合には光パルスのくり返
し周波数はｆ’となる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、２個の
半導体レーザ素子素子の無反射コート面を光学的に対向
させて配置して互に位相の異なる駆動電流によって駆動
する事としたので、副パルスの発生を抑制出来、高出力
かつ短いパルス幅の光パルスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】　　本発明による光パルス発生を説明するグラ
フである。
【図３】　　本発明装置によるパルス幅と平均光出力と
の測定結果のグラフである。
【図４】　　従来の光パルス発生装置を示す構成図であ
る。
【図５】　　従来法により発生される低出力動作時及び
高出力動作時の光パルスの波形を示すグラフである。
【符号の説明】
１１，１２……半導体レーザ素子 １３……レンズ １４……無反射コーティング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　対向する高反射面及び無反射面を各々
    有する第１及び第２半導体レーザ素子と、前記第１及び
    第２半導体レーザ素子の無反射面側を互いに対向させて
    高反射面により光共振器を形成する光学系と、前記光共
    振器内を光が１往復する時間のｎ倍（ｎは整数）の周期
    を有しかつ互いにπ／ｎだけ位相差を有する高周波電流
    を前記第１及び第２半導体レーザ素子の各々に供給する
    電流供給手段とを有することを特徴とする光パルス発生
    装置。
  2. 【請求項２】　　前記第１及び第２半導体レーザ素子の
    バイアス電流の大きさを異ならしめたことを特徴とする
    請求項１記載の光パルス発生装置。
JP3121448A 1991-05-27 1991-05-27 光パルス発生装置 Pending JPH04349684A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3121448A JPH04349684A (ja) 1991-05-27 1991-05-27 光パルス発生装置
US07/800,108 US5220572A (en) 1991-05-27 1991-11-29 Light pulse generator
EP92300264A EP0516263B1 (en) 1991-05-27 1992-01-13 Light pulse generator
DE69201011T DE69201011T2 (de) 1991-05-27 1992-01-13 Lichtimpulsgenerator.

Applications Claiming Priority (1)

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US (1) US5220572A (ja)
EP (1) EP0516263B1 (ja)
JP (1) JPH04349684A (ja)
DE (1) DE69201011T2 (ja)

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