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JPWO2008050537A1 - 半導体レーザ装置及びその駆動方法 - Google Patents

半導体レーザ装置及びその駆動方法 Download PDF

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JPWO2008050537A1 JP2008540906A JP2008540906A JPWO2008050537A1 JP WO2008050537 A1 JPWO2008050537 A1 JP WO2008050537A1 JP 2008540906 A JP2008540906 A JP 2008540906A JP 2008540906 A JP2008540906 A JP 2008540906A JP WO2008050537 A1 JPWO2008050537 A1 JP WO2008050537A1
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Abstract

本発明に係る半導体レーザ装置は半導体レーザ、光導波路若しくは回折格子の温度を周期的に変動させつつ光を出力すること、光導波路若しくは回折格子に機械的な周期的変動をさせつつ光を出力すること又は半導体レーザに周期的若しくは非周期的に変動する戻り光を入射させることとした。半導体レーザ、光導波路若しくは回折格子の温度に周期的変動を与えること、光導波路若しくは回折格子に機械的な周期的変動を与えること又は半導体レーザに戻り光を入射させることで、半導体レーザはシングルモード発振とマルチモード発振との間を移行することなく、低出力から高出力までマルチモード発振する。従って、本発明は、電流と光出力とが比例するＩＬ特性の半導体レーザ装置及びその駆動方法を提供することができる。

Description

本発明は、半導体レーザで発生した光のうち所定波長の光の一部を回折格子で半導体レーザへ反射して所定波長の光を発生させる半導体レーザ装置及びその駆動方法に関するものである。
半導体レーザが出力する光の波長は、半導体レーザの温度変化で大きく変動することが知られている。そのため、半導体レーザ装置ではペルチェ素子等による半導体レーザの温度を所定温度に維持させて出力光の波長を安定させている（例えば、特許文献１参照。）。
図７に従来の外部共振器型の半導体レーザ装置１００の構成を示す。半導体レーザ装置１００は、電源１０、ペルチェ素子１１、半導体レーザ１２、光導波路１３及び回折格子１４を含む。半導体レーザ装置１００は以下のように動作する。電源１０から半導体レーザ１２へ電流が供給され光が発生する。また、電源１０からペルチェ素子１１に電流が供給され、半導体レーザ１２を所定温度に保つ。発生した光は半導体レーザ１２の出射端から光導波路１３へ結合され、当該光は回折格子１４へ伝搬される。回折格子１４は外部共振器として所定波長の光の一部を反射して、当該波長のみを共振させる。半導体レーザ装置１００はペルチェ素子１１により半導体レーザ１２で発生する光の波長が安定し、回折格子１４により出力光７０の波長選択性が高くなる。
特開平０６−１８８５０３号公報
半導体レーザ装置１００の電流−光出力特性（ＩＬ特性）を図８に示す。電流を増加させると光出力も増加するが、一定の電流値を超えると光出力が不安定（キンク）となる。これは、前述のように半導体レーザを一定温度で動作させた結果、縦モードが外乱に敏感になり、縦モードがシングルからマルチに移行すると推定される。特にイメージ応用装置等は光強度のキンクがノイズとなるため、このようなＩＬ特性の半導体レーザ装置１００を利用することが困難であるという課題があった。
そこで、係る課題を解決するため、本発明は、全電流域において安定に動作する半導体レーザ装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
発明者らは、様々な実験を重ね、半導体レーザ、光導波路若しくは回折格子の温度に周期的変動を与えること、光導波路若しくは回折格子に機械的な周期的変動を与えること又は半導体レーザに戻り光を入射させることで、半導体レーザはシングルモード発振とマルチモード発振との間を移行することなく、低出力から高出力までマルチモード発振することを発見した。本発明はこの発見を基に発明されたものである。
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザ装置は半導体レーザ、光導波路若しくは回折格子の温度を周期的に変動させつつ光を出力する又は光導波路若しくは回折格子に機械的な周期的変動をさせつつ光を出力することとした。
具体的には、本発明は、半導体レーザと回折格子とを光導波路で光学的に結合し、前記半導体レーザで発生した光のうち所定波長の光の一部を前記回折格子で前記半導体レーザへ反射して前記所定波長の光を発生させる半導体レーザ装置の駆動方法において、前記半導体レーザ、前記回折格子若しくは前記光導波路の温度に周期的変動を与えながら、前記光導波路若しくは前記回折格子に機械的な周期的変動を与えながら又は前記半導体レーザの光を出射する部分に周期的若しくは非周期的に光強度又は波長が変動する戻り光を入射させながら光を出力することを特徴とする半導体レーザ装置の駆動方法である。
本発明に係る半導体レーザ装置の駆動方法のうち、温度を周期的に変動させつつ光を出力する半導体レーザ装置は、光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザへ反射する回折格子と、前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路の温度に周期的変動を与える温度制御手段と、を備える。
前記温度制御手段は、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路に接続され、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路の温度を制御するペルチェ素子であることが好ましい。ペルチェ素子は、冷媒や可動部が不要であり、温度制御が容易のため構造を簡素化することができる。
一方、本発明に係る半導体レーザ装置の駆動方法のうち、機械的な周期的変動を与えながら光を出力する半導体レーザ装置は、光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザへ反射する回折格子と、前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、前記光導波路又は前記回折格子に機械的な周期的変動を与える振動手段と、を備える。
前記振動手段は、前記光導波路又は前記回折格子に接続されたピエゾ素子であることが好ましい。電気信号を直接振動に変換するため、小型化が可能で且つ振動数の制御が容易である。
また、本発明に係る半導体レーザ装置の駆動方法のうち、周期的又は非周期的な変動に変動する戻り光が半導体レーザに入射する半導体レーザ装置は、光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザヘ反射する回折格子と、前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、前記半導体レーザの光を出射する部分に周期的若しくは非周期的に光強度又は波長が変動する戻り光を入射する戻り光制御手段と、を備える。
前記戻り光制御手段は、直接前記半導体レーザの光を出射する部分に前記戻り光を入射してもよく、前記回折格子を通して前記半導体レーザの光を出射する部分に入射してもよい。
温度を周期的に変動させて光を出力すること、機械的周期的変動を与えて光を出力すること又は半導体レーザに戻り光を照射することで、半導体レーザは低出力から高出力までマルチモード発振するため、縦モードのシングルからマルチへの移行が無くなりＩＬ特性のキンクが解消する。
従って、本発明は、電流と光出力とが比例するＩＬ特性の半導体レーザ装置及びその駆動方法を提供することができる。
また、温度変動又は機械的変動の周期を制御しやすくするため、前記半導体レーザ装置における前記温度制御手段又は前記振動手段の前記周期的変動は正弦波状であることが好ましい。
従って、本発明は、電流と光出力とが比例するＩＬ特性の半導体レーザ装置及びその駆動方法を提供することができる。
本発明に係る半導体レーザ装置を本発明に係る駆動方法で駆動することで、供給する電流と光出力とが比例するため、本発明に係る半導体レーザ装置をイメージ応用装置等の光源に使用することができる。
本発明に係る半導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体レーザ装置のＩＬ特性である。 本発明に係る半導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 従来の半導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 従来の半導体レーザ装置のＩＬ特性である。 本発明に係る半導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
図面において使用されている符号は以下の通りである。
１００、１０１、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７ 半導体レーザ装置
１０ 電源
１１、３１、４１ ペルチェ素子
１２ 半導体レーザ
１３ 光導波路
１４ 回折格子
５１、６１ ピエゾ素子
７０ 出力光
７１、７２ 戻り光
Ａ シングルモード領域
Ｂ マルチモード領域
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。
（実施の形態１）
本実施形態は、光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザへ反射する回折格子と、前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路の温度に周期的変動を与える温度制御手段と、を備える半導体レーザ装置である。
また、前記温度制御手段は、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路に接続され、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路の温度を制御するペルチェ素子である。
図１は、本実施形態の半導体レーザ装置１０１の構成を示すブロック図である。半導体レーザ装置１０１は電源１０、ペルチェ素子１１、半導体レーザ１２、光導波路１３及び回折格子１４を含む。
ペルチェ素子１１は、供給される電流で表面を冷却する素子であり、表面温度は電流値で変化する。ペルチェ素子１１の表面温度が電圧又は電力で変化する場合もある。半導体レーザ１２は、供給された電流により活性層のバンドギャップに応じた波長の光を発生する。半導体レーザ１２は電圧又は電力で光を発生する場合もある。光導波路１３は光を内部に閉じ込めて一方から他方へ伝搬する。光導波路１３として光ファイバやプレーナ型光導波路が例示できる。回折格子１４は所定の波長の光を入射方向へ反射する。回折格子１４としてファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）を使用してもよい。
電源１０は、半導体レーザ１２を駆動する電流を供給する半導体レーザ駆動部を持つ。半導体レーザ駆動部は半導体レーザ１２で発生する光の強度を制御するため、電流値を制御する。なお、半導体レーザ駆動部は半導体レーザ１２を電圧又は電力で駆動してもよい。また、電源１０は、半導体レーザ装置１０１から出力される光強度をモニタし、その結果を半導体レーザ駆動部にフィードバックする回路を有していてもよい。
また、電源１０は、ペルチェ素子１１を駆動するため電流を供給するペルチェ素子駆動部を持つ。前記ペルチェ素子駆動部はペルチェ素子１１の温度を周期的に変動させるため、電流値を周期的に変動させる機能を持つ。例えば、前記ペルチェ素子駆動部は定常電流Ｉｏに高周波発生回路で発生させた±Ｉｓｉｎωｔの正弦波を加算してペルチェ素子１１に供給することができる。ペルチェ素子駆動部はペルチェ素子１１を電圧又は電力で駆動してもよい。また、電源１０は、半導体レーザ１２やペルチェ素子１１の表面温度を測定し、その結果をペルチェ素子駆動部にフィードバックする回路を有していてもよい。
電源１０はペルチェ素子１１と半導体レーザ１２とに接続される。ペルチェ素子１１は冷却面が半導体レーザ１２に接続している。半導体レーザ１２に直接接触してもよく、金属板等の基板を介して半導体レーザ１２に接続してもよい。半導体レーザ１２の光の出射端に光導波路１３の一端が接続される。光導波路１３の他端には回折格子１４が接続される。
半導体レーザ１２と回折格子１４とを光導波路１３で光学的に結合し、半導体レーザ１２で発生した光のうち所定波長の光の一部を回折格子１４で半導体レーザ１２へ反射して前記所定波長の光を発生させる半導体レーザ装置１０１の駆動方法は、半導体レーザ１２の温度に周期的変動を与えながら光を出力することに特徴がある。
半導体レーザ装置１０１は、図７の半導体レーザ装置１００で説明したように動作して出力光７０を出力する。さらに、電源１０の前記ペルチェ素子駆動部の正弦波を含む電流の供給により、ペルチェ素子１１の冷却面の温度が周期的に変動し、半導体レーザ１２の温度も周期的に変動する。そのため、半導体レーザ１２は低出力から高出力までマルチモード発振する。
半導体レーザ装置１０１のＩＬ特性を図２に示す。図２に示すように、ＩＬ特性にキンクは生じず、半導体レーザ１２に供給する電流と出力光７０の光出力とは比例している。従って、半導体レーザ装置１０１は、光強度の変化に敏感なイメージ応用装置等の光源として利用することができる。
なお、半導体レーザ装置１０１に光導波路１３がなく、半導体レーザ１２からの光が気中を通過して回折格子１４へ結合される場合又は半導体レーザ１２の出射端に回折格子１４が直接接続している場合であっても同様の効果を得ることができる。
（実施の形態２）
図３は、本実施形態の半導体レーザ装置１０３の構成を示すブロック図である。図３において図１で使用した符号と同じ符号は同じ構成要素を示す。半導体レーザ装置１０３と図１の半導体レーザ装置１０１との違いは、半導体レーザ装置１０３にペルチェ素子３１が含まれることである。
ペルチェ素子３１はペルチェ素子１１と同様の素子であるが、光導波路１３に接続されている。図３では光導波路１３を覆うように記載しているが、光導波路１３と接触又は金属等の基板を介して接触してもよい。さらに、ペルチェ素子３１にも電源１０の前記ペルチェ素子駆動部から正弦波を含む電流が供給される。
半導体レーザ装置１０３は、図１の半導体レーザ装置１０１と同様に動作する。さらに、電源１０の前記ペルチェ素子駆動部の正弦波を含む電流の供給により、ペルチェ素子３１の冷却面の温度が周期的に変動し、光導波路１３の温度も周期的に変動する。そのため、光導波路１３を伝搬する光の縦モードがマルチとなる。従って、半導体レーザ装置１０３のＩＬ特性は図２のようになり、半導体レーザ装置１０３は図１の半導体レーザ装置１０１と同様の効果が得られる。
また、半導体レーザ装置１０３は光導波路１３で光の縦モードをマルチ化しているため、半導体レーザ１２の温度が一定になるようにペルチェ素子１１を制御してもよい。半導体レーザ１２の温度が一定のため、半導体レーザ１２で発生する光の波長が安定する。
なお、半導体レーザ装置１０３に光導波路１３がなく、半導体レーザ１２からの光が気中を通過して回折格子１４へ結合される場合又は半導体レーザ１２の出射端に回折格子１４が直接接続している場合は、半導体レーザ１２の光の出射端又は回折格子１４の光の入射端にペルチェ素子を接触させて周期的温度変化を与えることで同様の効果を得ることができる。
（実施の形態３）
図４は、本実施形態の半導体レーザ装置１０４の構成を示すブロック図である。図４において図１で使用した符号と同じ符号は同じ構成要素を示す。半導体レーザ装置１０４と図１の半導体レーザ装置１０１との違いは、半導体レーザ装置１０４にペルチェ素子４１が含まれることである。
ペルチェ素子４１はペルチェ素子１１と同様の素子であるが、回折格子１４に接続されている。ペルチェ素子４１は回折格子１４と直接接触してもよいが、金属等の基板を介して接触してもよい。さらに、ペルチェ素子４１にも電源１０の前記ペルチェ素子駆動部から正弦波を含む電流が供給される。
ペルチェ素子４１が回折格子１４に周期的温度変化を与えることで、回折格子１４で反射する光の縦モードがマルチとなる。従って、半導体レーザ装置１０４のＩＬ特性は図２のようになり、半導体レーザ装置１０４は図１の半導体レーザ装置１０１及び図３の半導体レーザ装置１０３の効果と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態４）
本実施形態は、光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザへ反射する回折格子と、前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、前記光導波路又は前記回折格子に機械的な周期的変動を与える振動手段と、を備える半導体レーザ装置である。
また、前記振動手段は、前記光導波路又は前記回折格子に接続されたピエゾ素子である。
図５は、本実施形態の半導体レーザ装置１０５の構成を示すブロック図である。図５において図１で使用した符号と同じ符号は同じ構成要素を示す。半導体レーザ装置１０５と図１の半導体レーザ装置１０１との違いは、半導体レーザ装置１０５に機械的な周期的変動の手段としてピエゾ素子５１が含まれること及び電源１０にピエゾ素子駆動部があることである。
ピエゾ素子５１は、電圧の変動で伸縮する圧電素子である。ピエゾ素子５１は光導波路１３と接続している。また、ピエゾ素子５１は電源１０と電気的に接続され、周期的変動として±Ｖｓｉｎωｔの正弦波の電圧が印加される。この電圧によりピエゾ素子５１は機械的な周期的変動として正弦波で振動し、その振動を光導波路１３に伝達する。
半導体レーザ１２と回折格子１４とを光導波路１３で光学的に結合し、半導体レーザ１２で発生した光のうち所定波長の光の一部を回折格子１４で半導体レーザ１２へ反射して前記所定波長の光を発生させる半導体レーザ装置１０５の駆動方法は、光導波路１３に機械的な周期的変動を与えながら光を出力することに特徴がある。
半導体レーザ装置１０５は、図７の半導体レーザ装置１００で説明したように動作して出力光７０を出力する。さらに、ピエゾ素子５１が光導波路１３に振動を加えることで、伝搬する光の縦モードがマルチとなる。従って、半導体レーザ装置１０５のＩＬ特性は図２のようになり、半導体レーザ装置１０５は図１の半導体レーザ装置１０１と同様の効果を得ることができる。
また、半導体レーザ装置１０５は光導波路１３で光の縦モードをマルチ化しているため、図３の半導体レーザ装置１０３で説明したように半導体レーザ１２の温度が一定になるようにペルチェ素子１１を制御し、半導体レーザ１２で発生する光の波長を安定させてもよい。
（実施の形態５）
図６は、本実施形態の半導体レーザ装置１０６の構成を示すブロック図である。図６において図１及び図５で使用した符号と同じ符号は同じ構成要素を示す。半導体レーザ装置１０６と図５の半導体レーザ装置１０５との違いは、半導体レーザ装置１０６にピエゾ素子５１がなく、ピエゾ素子６１が含まれることである。
ピエゾ素子６１はピエゾ素子５１と同様の素子であるが、回折格子１４に接続されている。ピエゾ素子６１にもピエゾ素子５１と同様に電源１０の前記ピエゾ素子駆動部から正弦波の電圧が印加される。
半導体レーザ装置１０６は、図１の半導体レーザ装置１０１と同様に動作する。さらに、ピエゾ素子６１が回折格子１４に振動を加えることで、回折格子１４で反射する光の縦モードがマルチとなる。従って、半導体レーザ装置１０６のＩＬ特性は図２のようになり、半導体レーザ装置１０６は図１の半導体レーザ装置１０１及び図５の半導体レーザ装置１０５と同様の効果を得ることができる。
(実施の形態６)
図９は、本実施形態の半導体レーザ装置１０７の構成を示すブロック図である。図９において図１で使用した符号と同じ符号は同じ構成要素を示す。半導体レーザ装置１０７と図１の半導体レーザ装置１０１の違いは、半導体レーザ１２の光を出射する部分に周期的若しくは非周期的に光強度又は波長が変動する戻り光７１が入射されていることである。戻り光７１は、半導体レーザ装置１０７が備える戻り光制御手段（不図示）により生成してもよい。また、半導体レーザ装置１０７の外部に備える戻り光制御手段（不図示）により回折格子１４の出力光側から戻り光７２として入射してもよい。戻り光７２は光導波路１３を伝搬し、戻り光７１として半導体レーザ１２の光を出射する部分に入射する。例えば、戻り光制御手段は光強度や波長を可変できる光源である。反射する光強度を可変できる反射板であってもよい。戻り光７１が半導体レーザ１２の光を出射する部分に入射されると、半導体レーザ１２は常に縦モードがマルチモード発振するため、図２のようなＩ−Ｌ特性を得ることができる。
以上説明したように、半導体レーザ装置１０１、１０３、１０４、１０５、１０６及び１０７は電流と光出力とが比例するＩＬ特性が得られる。なお、以上の説明で述べた温度や振動の周期的変動は、それら変動を加える素子の応答速度と同程度の変動でよく、非周期的であってもよい。
本発明に係る半導体レーザ装置の駆動方法は、半導体レーザだけでなく、ガスレーザ、液体レーザ、固体レーザにも応用することができる。

Claims (8)

  1. 光を発生する半導体レーザと、
    前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザへ反射する回折格子と、
    前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、
    前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路の温度に周期的変動を与える温度制御手段と、
    を備える半導体レーザ装置。
  2. 前記温度制御手段は、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路に接続され、前記半導体レーザ、前記回折格子又は前記光導波路の温度を制御するペルチェ素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
  3. 光を発生する半導体レーザと、
    前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザへ反射する回折格子と、
    前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、
    前記光導波路又は前記回折格子に機械的な周期的変動を与える振動手段と、
    を備える半導体レーザ装置。
  4. 前記振動手段は、前記光導波路又は前記回折格子に接続されたピエゾ素子であることを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザ装置。
  5. 請求項１若しくは２に記載の半導体レーザ装置における前記温度制御手段又は請求項３若しくは４に記載の半導体レーザ装置における前記振動手段の前記周期的変動は正弦波状であることを特徴とする半導体レーザ装置。
  6. 半導体レーザと回折格子とを光導波路で光学的に結合し、前記半導体レーザで発生した光のうち所定波長の光の一部を前記回折格子で前記半導体レーザへ反射して前記所定波長の光を発生させる半導体レーザ装置の駆動方法において、
    前記半導体レーザ、前記回折格子若しくは前記光導波路の温度に周期的変動を与えながら、前記光導波路若しくは前記回折格子に機械的な周期的変動を与えながら又は前記半導体レーザの光を出射する部分に周期的若しくは非周期的に光強度又は波長が変動する戻り光を入射させながら光を出力することを特徴とする半導体レーザ装置の駆動方法。
  7. 光を発生する半導体レーザと、
    前記半導体レーザに光学的に結合され、前記半導体レーザからの光のうち所定波長の光の一部を前記半導体レーザヘ反射する回折格子と、
    前記半導体レーザと前記回折格子との間を光学的に結合する光導波路と、
    前記半導体レーザの光を出射する部分に周期的若しくは非周期的に光強度又は波長が変動する戻り光を入射する戻り光制御手段と、
    を備える半導体レーザ装置。
  8. 前記戻り光制御手段は、前記戻り光を前記回折格子を介して前記半導体レーザの光を出射する部分に入射することを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5356560B2 (ja) * 2011-06-02 2013-12-04 古河電気工業株式会社 レーザ装置および調整方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031603A (ja) * 1998-07-15 2000-01-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光モジュール
JP2002329925A (ja) * 2001-02-28 2002-11-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール
JP2003332680A (ja) * 2002-05-08 2003-11-21 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザモジュール

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2677543B1 (fr) * 1991-06-13 1993-09-24 Oreal Composition cosmetique filtrante a base d'acide benzene 1,4-di(3-methylidene-10-camphosulfonique) et de nanopigments d'oxydes metalliques.
US5265115A (en) * 1991-08-30 1993-11-23 Hoya Corporation Solid-state laser device having a feedback loop
JPH06188503A (ja) 1992-12-18 1994-07-08 Olympus Optical Co Ltd 波長安定化装置
JP3392931B2 (ja) * 1994-02-14 2003-03-31 東北パイオニア株式会社 光波長変換装置
US5485481A (en) * 1994-06-28 1996-01-16 Seastar Optics Inc. Fibre-grating-stabilized diode laser
DE69529378T2 (de) * 1994-09-14 2003-10-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zur Stabilisierung der Ausgangsleistung von höheren harmonischen Wellen und Laserlichtquelle mit kurzer Wellenlänge die dasselbe benutzt
JPH10506724A (ja) * 1994-10-03 1998-06-30 エスディーエル インク． チューニング可能な青色レーザダイオード
US5835650A (en) * 1995-11-16 1998-11-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical apparatus and method for producing the same
US6021141A (en) * 1996-03-29 2000-02-01 Sdl, Inc. Tunable blue laser diode
US5870417A (en) * 1996-12-20 1999-02-09 Sdl, Inc. Thermal compensators for waveguide DBR laser sources
US5898718A (en) * 1997-05-19 1999-04-27 Altos Inc. Method and apparatus for optimizing the output of a multi-peaked frequency harmonic generator
JP3337403B2 (ja) * 1997-09-19 2002-10-21 日本電信電話株式会社 周波数安定化レーザ
EP1067644B1 (en) * 1999-01-27 2014-07-30 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
US6580734B1 (en) * 1999-07-07 2003-06-17 Cyoptics Ltd. Laser wavelength stabilization
US6707072B2 (en) 2001-02-28 2004-03-16 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
JP3682417B2 (ja) * 2001-05-01 2005-08-10 古河電気工業株式会社 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこれを用いたラマン増幅器
US20030064537A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device and method for effectively reducing facet reflectivity
US7649921B2 (en) 2002-05-08 2010-01-19 The Furukawa Electric Co., Ltd. Laser module
US6665321B1 (en) * 2002-12-31 2003-12-16 Intel Corporation Tunable laser operation with locally commensurate condition
DE10307524B4 (de) * 2003-02-21 2007-12-13 Litef Gmbh Hochstabile Breitband-Lichtquelle und dafür geeignetes Stabilisierungsverfahren
DE10335196B3 (de) 2003-07-30 2005-04-07 Yazaki Europe Ltd., Hemel Hempstead Kontaktbuchse für einen Flachstecker
DE10339886B9 (de) * 2003-08-29 2009-02-26 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Neusynchronisation eines Mobilfunkempfängers bei einem Umschalten zwischen zwei unterschiedlichen Modulationsverfahren
US7548567B2 (en) * 2004-04-02 2009-06-16 Vladimir Kupershmidt Analog transmitter using an external cavity laser (ECL)
CA2547450A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-23 Raman Kashyap Light source
US7295582B2 (en) * 2005-06-30 2007-11-13 Intel Corporation Thermo-optic tunable laser apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031603A (ja) * 1998-07-15 2000-01-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光モジュール
JP2002329925A (ja) * 2001-02-28 2002-11-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール
JP2003332680A (ja) * 2002-05-08 2003-11-21 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザモジュール

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN7007001300; Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｅｒｍａｎ 他: 'Ｎｏｉｓｅ ａｎｄ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ' ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｖｏｌ． ＱＥ-１８， Ｎｏ． ４, 198202 *
JPN7007001301; Ｍａｒｔｉｎ Ａｃｈｔｅｎｈａｇｅｎ 他: 'Ｌ-Ｉ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ９８０-ｎｍ Ｐｕｍｐ Ｌａｓｅｒｓ' ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ． １３， Ｎｏ． ５, 200105 *

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