虽然宽条半导体激光器容易大功率输出，但是存在如下问题：即横模为多模，与单模波导路径和单模光纤的耦合效率低，难于用于相干性高的装置。因此，本发明专利技术公开一种相干光源，使从宽条半导体激光器输出的光，在其透过模式变换器和波长选择滤光器后，反馈向半导体激光器的活性层，从而能够将半导体激光器的振荡模式固定为单模。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用光波导路径装置的相干光源以及光源装置。
技术介绍
半导体激光器较为小型且高输出，并能够进行电一光间变换效率超过40％的高效率变换。半导体激光器采用光波导路径构造，并利用将光封入光波导路径内而寻求高效率化。然而，由于该光的封入，半导体激光器的高输出化被受到限制。这是因为若提高光波导路径内功率密度，则出射部近旁的功率密度也变高并引起端面破坏，并且可靠性也劣化。为了解决这些问题，降低半导体激光器的光的功率密度较为有效。因此，通过把将光封入的光波导路径的剖面积增大而降低光的功率密度，从而进行高输出化。这种半导体激光器被称作宽条(wide stripe)的半导体激光器(以下，称半导体激光器)，并能够实现数百mW～数W的高输出特性。另一方面，在半导体激光器中，将在光波导路径内传输的光保持为单模较为困难，光的场分布因多个多模的存在而变得不均匀。另外，该半导体激光器，与通常光盘和光通信中所使用的单模半导体激光器不同，聚焦特性大为降低。另外，因为存在多个模式，因此对于半导体激光器振荡的纵模也多模化，存在多个半波长波谱，因而以单一波长振荡很难。因此，空间和时间上的相干性劣化，难以用于单模光纤和光波导路径装置。作为解决这些问题的方法，提出在半导体激光器中使用光反馈的方法。可以通过来自外部的光反馈而控制半导体激光器的导波模式。例如，公开了如下方案，即用窄带域波长选择滤光器和光纤光栅对半导体激光器的出射光进行波长选择后，在半导体激光器的共振器内通过反馈，从而能够将半导体激光器的振荡波长固定(例如，参照非专利文献1)。另外，提案了如下方法(例如参照非专利文献2)，即也可以进行半导体激光器的横模的控制，通过非线形反射镜使来自外部的光返回，并使半导体激光器单模振荡。非专利文献1Optics Letters，vol.22，No.16，pp.1250-1252(1997)非专利文献2Optics Letters，vol.22，No.11，pp.825-827(1998)。然而，在非专利文献1等方法中，由于高输出的半导体激光器的光波导路径构造采用宽条构造，因此产生的光不仅是影响振荡波长的纵模，作为出射光的场分布的横模中，同时也成为多模状态。在以往的光反馈中，对于这种高输出的宽条的半导体激光器，虽然可以实现纵模的单模，但是存在不能够实现横模的单模的问题。为此，存在单模的光波导路径装置与半导体激光器的结合性极端地降低的问题。另一方面，在非专利文献2等方法中，由于非线形反射镜效率较低，为了提高效率而需要非常高的功率。此外，也存在光学系统复杂，难于小型化、稳定化的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的相干光源的特征在于，具备宽条的半导体激光器；模式变换器，其对来自半导体激光器的光进行光束整形；单模波导路径，来自半导体激光器的光通过模式变换器而耦合；波长选择滤光器，其将通过单模波导路径的光的一部分，反馈到半导体激光器的活性层。半导体激光器的振荡模式，被反馈的光限制。藉此，能够实现半导体激光器和单模波导路径的高效率耦合，并能够实现较高的光变换效率。此外，在本专利技术的相干光源中，其特征在于，与单模波导路径耦合后的光的一部分，也在单模波导路径的出射端面被反射，并被反馈到半导体激光器的活性层。另外，波长选择滤光器其特征在于，也可以由带通滤光器和反射体构成，通过单模波导路径后的光，通过带通滤光器后，其一部分被反射体所反射，并被反馈到半导体激光器的活性层。藉此，能够实现宽条激光器的横模控制，并能够实现与单模波导路径的高效率耦合。带通滤光器和反射体，也可以作为布拉格反射光栅与单模波导路径一体化而形成。另外，波长选择滤光器可以由体积光栅构成，也可以是光纤光栅。藉此，能够实现宽条激光器的横模控制。另外，波长选择滤光器，也可以作为布拉格反射光栅与半导体激光器一体化而形成。藉此，能够强化布拉格衍射的效果，并能够使半导体激光器的输出功率调制高速化。在专利技术的相干光源中，其特征在于，模式变换器可以是锥形波导路径，也可以是锥形光纤。藉此，能够产生高输出功率的单模光。在本专利技术的相干光源中，其特征在于，单模波导路径具有周期状的极化反转构造；来自半导体激光器的光的一部分被极化反转构造进行波长变换。由此，能够以高效率变换波长。本专利技术的相干光源的特征在于，具备宽条的半导体激光器；锥形波导路径，其具有将来自半导体激光器的光耦合的入射端面；单模波导路径，其形成于锥形波导路径的出射端面侧；带通滤光器，其使来自单模波导路径的光的一部分通过；反射体，其将通过带通滤光器后的光反射，并反馈到半导体激光器的活性层。半导体激光器的振荡模式，由反馈的光所限制。由此，能够实现宽条激光器的横模控制，并能够实现与单模波导路径的高效率耦合。带通滤光器，也可以作为布拉格反射光栅与单模波导路径一体化而形成。另外，单模波导路径其特征在于，由非线性光学材料构成，并具有周期状的极化反转构造，来自半导体激光器的光，被极化反转构造所波长变换。由此，能够以高效率变换波长。另外，其特征在于，单模波导路径的端面具有对基波反射且使高次谐波透过的分光反射镜。由此，能够将高次谐波输出到相干光源的外部。优选为，宽条半导体激光器的活性层的宽度是100μm以下。由此，能够确保半导体激光器和光波导路径之间的耦合。半导体激光器的横模，通过来自波长选择滤光器的反射光，几乎被固定为单模振荡。由此，在横模中也能够实现单模。本专利技术的光学装置其特征在于，具有上述任一项的相干光源和图像变换光学系统，通过光学系统将来自相干光源的光变换为二维图像。图像变换光学系统，优选为具有二维光束扫描光学系统，并优选为具有二维开关。按照以上那样，本专利技术实现了，对宽条半导体激光器，通过光反馈将纵模和横模同时控制为接近单模的振荡状态，并实现与单模波导路径之间的高效率耦合。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的相干光源的结构例的图。图2(a)是表示本专利技术所涉及的宽条(wide strip)半导体激光器的剖面的图。(b)是表示多模振荡时的宽条的半导体激光器的场强度分布的图。(c)是表示单模振荡时的宽条的半导体激光器的场强度分布的图。图3是表示本专利技术第一实施方式所涉及的相干光源的其他结构例的图。图4是表示本专利技术所涉及的体积光栅的透过特性的图。图5是表示本专利技术第二实施方式所涉及的相干光源的结构例的图。图6是表示本专利技术第三实施方式所涉及的相干光源的结构例的图。图7是表示本专利技术第三实施方式所涉及的相干光源的其他结构例的图。图8是表示本专利技术第四实施方式所涉及的相干光源的结构例的图。图9是表示本专利技术第五实施方式所涉及的相干光源的结构例的图。图10是表示本专利技术所涉及的光学装置的例子的图。图11是表示本专利技术所涉及的光学装置的其他例子的图。图中101、301、401、501、601、701-半导体激光器，102-模式变换器，103、304、404、509、605、704-单模波导路径，104、510、610-带通滤光器，105、513、902、903-反射体，120、620-体积光栅，300-光波导路径，303、402、503、604、703-锥形波导路径，305、405、408、708-布拉格反射光栅，406、506、603-极化反转，407、707-光纤，511、611本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种相干光源，具备： 宽条的半导体激光器； 模式变换器，其对来自所述半导体激光器的光进行光束整形； 单模波导路径，其通过所述模式变换器将来自所述半导体激光器的光耦合；及 波长选择滤光器，其将通过所述单模波导路径的光的一部分，反馈到所述半导体激光器的活性层， 所述半导体激光器的振荡模式，被所述反馈光所限制。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：水内公典，山本和久，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。