JP4713769B2 - High-frequency superposition operation inspection system for semiconductor laser - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザの高周波重畳動作検査装置に係り、特に、シングルモード半導体レーザへの注入電流に高周波を重畳することにより、発光スペクトルをマルチモード化した半導体レーザの高周波重畳動作の有無を検査する際に用いるのに好適な、半導体レーザの高周波重畳動作検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザ光を用いて測定対象物の寸法や変位を測定する装置に、特開2000−88528に記載されているように、レーザ光の平行走査範囲内に配置した測定対象物によって生じる影の長さを測定することにより測定対象物の外径を測定するレーザ走査型外径測定器や、特公平4−49048に記載されているように、測定対象面に投影したレーザ光の反射光の位置の、測定対象面の変位による変化を、PSD等の位置検出素子を用いて測定する、三角測量方式の光学式変位計や、特開平7−43148に記載されているように、オートフォーカス機構を利用して、合焦位置の変化から測定対象面の変位を測定する、合焦方式の光学式変位計がある。
【0003】
このようなレーザ光を利用した寸法測定装置において、従来は、発振スペクトルが拡散しているマルチモードの半導体レーザが用いられていたが、近年、製品の集約化により、使用可能な半導体レーザの種類が減っており、発振スペクトルが集中したシングルモードの半導体レーザが主流になり、マルチモードの半導体レーザは入手が困難になっている。
【0004】
しかしながら、シングルモードの半導体レーザを用いた光学システムでは、次の現象が問題となる場合がある。
【0005】
(1)周囲温度の変化によって発振モードが変化し、発光スペクトルが変化するモードホッピングに伴う、光波長の重心の急変による光路の急変。
【0006】
(2)不要な光の干渉。
【0007】
(3)戻り光誘起雑音。
【0008】
これらを解決する有効な手法として、出願人は特願2000−393223で、半導体レーザへの注入電流に例えば数百MHz以上の高周波を重畳することにより、発光スペクトルをマルチモード化すること(高周波重畳法と称する)を提案している。
【0009】
しかしながら、電子回路の動作不良や、線路異常等により、半導体レーザが高周波重畳動作をせず、マルチモードになっていない可能性があるので、半導体レーザの高周波重畳動作の有無を検査する必要がある。
【0010】
そのための手法としては、次の方法が考えられる。
【0011】
(1)光スペクトラムアナライザを用いて、発光スペクトルのマルチモード化を捉える方法。
【0012】
(2)2光束の干渉強度を観測して、干渉性の低下を捉える方法。
【0013】
(3)スペクトラムアナライザを用いて、戻り光誘起雑音の減少を捉える方法。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法は、いずれも、検査システム全体での専有スペースが大きい。又、光ファイバ入力型を除き、光学素子の光軸調整に、長時間と熟練を要するだけでなく、耐環境性が悪い。更に、(1)、(2)の方法では、光スペクトラムアナライザや干渉計等の高価な測定器を必要とする等の問題点を有していた。
【0015】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、操作や調整を簡単化すると共に、検査時間を短縮することを課題とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体レーザの高周波重畳動作検査装置であって、半導体レーザの偏光状態を動的に変化可能な光学素子と、該光学素子からの出射光が入射される複屈折光ファイバと、該複屈折光ファイバからの出射光が入射される、透過軸が前記複屈折光ファイバの主軸に対して45°回転された偏光子とを備え、前記複屈折光ファイバで生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定して、前記光学素子により半導体レーザ光の偏光状態を変化させた時の前記偏光子の光出力の変化から、高周波重畳動作の有無を検査することにより、前記課題を解決したものである。
【0017】
又、同じく半導体レーザの高周波重畳動作検査装置であって、半導体レーザの偏光状態を動的に変化可能な光学素子と、該光学素子からの出射光が入射されるファイバ型デポラライザと、該デポラライザからの出射光が入射される偏光子とを備え、前記デポラライザで生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定して、前記光学素子により半導体レーザ光の偏光状態を変化させた時の前記偏光子の光出力の変化から、高周波重畳動作の有無を検査することにより、同じく前記課題を解決したものである。
【0018】
又、同じく半導体レーザの高周波重畳動作検査装置であって、半導体レーザ光が入射されるファイバ型デポラライザと、該デポラライザの高周波を重畳していない状態の出力光を直線偏光状態にするための可変型遅相子と、該遅相子からの出射光が入射される、回転可能な偏光子とを備え、前記デポラライザで生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定して、前記偏光子により半導体レーザ光の偏光状態を変化させた時の該偏光子の光出力の変化から、高周波重畳動作の有無を検査することにより、同じく前記課題を解決したものである。
【0019】
前記光学素子は、可変型遅相子や偏光回転子とすることができる。
【0020】
又、前記光学素子又は複屈折光ファイバ又はデポラライザの入側に結合レンズを設けて、半導体レーザ光の入射効率を高めたものである。
【0021】
又、前記半導体レーザ光の入射位置を調整するためのマイクロステージを設けて、光軸調整を容易としたものである。
【0022】
又、前記偏光子の出側に受光器及び受光アンプを設けて、光パワーメータ等の特別な測定器を不要とし、汎用の電圧測定器を用いて、光出力レベルを観測できるようにしたものである。
【0023】
又、前記受光アンプの出側に、アナログ/デジタル変換部及び表示部を設けて、独立したスタンドアロン型の検査装置としたものである。
【0024】
複屈折光ファイバを伝搬する光は、直交偏波モードに分かれる。この直交偏波モード間で生じる光路差は、複屈折光ファイバの長さに比例して大きくなる。従って、ある長さの複屈折光ファイバは、ある値より小さいコヒーレンス長を持つ光に対して、コヒーレンス長より大きな光路差を直交偏波モード間に生じさせることになる。そこで、コヒーレンス長がある値よりも小さい光に対しては、入射時の偏光状態がどのようであっても、光出力(光量)はほぼ同じであり、一方、コヒーレンス長がある値よりも大きい光に対しては、入射時の偏光状態によって、光出力に大きな違いが出る光学系を考える。
【0025】
ここで、半導体レーザが発する光には、(1)偏光度が高い、(2)高周波重畳によりコヒーレンス長が短くなる、という性質がある。
【0026】
従って、複屈折光ファイバ(ファイバ型デポラライザに使われている物も含む)で生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていないときの半導体レーザのコヒーレンス長より短いような光学系を用いれば、半導体レーザの高周波重畳動作の検査が可能となる。
【0027】
本発明は、このような知見に基づくものである。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0029】
本発明に係る検査装置10の第1実施形態は、図1に示す如く、半導体レーザ光の偏光状態を動的に変化可能な光学素子12と、該光学素子12からの出射光が入射される複屈折光ファイバ14と、該複屈折光ファイバ14からの出射光が入射される、透過軸が前記複屈折光ファイバ14の主軸に対して45°回転された偏光子16とを備え、前記複屈折光ファイバ14で生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定されている。
【0030】
図において、18は、前記偏光子16の光出力の光量を測定するための光パワーメータである。
【0031】
前記光学素子12としては、例えば回転機構等を設けて波長板等の厚みや有無を動的に切替可能とした可変型遅相子や偏光回転子の他、シングルモード光ファイバ(ねじる、つまむ、曲げる等して応力を加えると、内部光の偏光状態を変化させることができる)等を用いることができる。
【0032】
前記偏光子16の光出力には、複屈折光ファイバ14に入る前の入射波の偏光状態依存性が無く、光路の損失を無視すれば、光量は常に入射光の1/2になる。
【0033】
本実施形態において、前記光学素子12を回転したり、応力を加えて、半導体レーザ光の偏光状態を動的に変化させた時、半導体レーザが高周波重畳動作をしていれば、偏光子16の光出力はほとんど変化しないが、高周波重畳動作をしていなければ、偏光子16の光出力は大きく変化する。従って、光パワーメータ18等の光量測定を偏光子16の出側に設けて、定性的に変化の割合が小、大のどちらの状態にあるかを判定することによって、高周波重畳動作の有無を容易に検査できる。この際、定量的に精度の高いデータを取得する必要は、必ずしも無い。
【0034】
次に、本発明の第2実施形態を詳細に説明する。
【0035】
本実施形態は、図2に示す如く、第1実施形態と同様の半導体レーザ光の偏光状態を動的に変化可変な光学素子12と、該光学素子12からの出射光が入射されるファイバ型デポラライザ(偏光解消子)24と、該デポラライザ24からの出射光が入射される偏光子16とを備え、前記デポラライザ24で生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定されている。
【0036】
前記デポラライザ22は、図3に詳細に示す如く、例えば長さが1:2の2本の複屈折光ファイバ14A、14Bの主軸を互いに45°傾けて接続することにより構成されている。なお、第1実施形態は、第2実施形態の出側の複屈折光ファイバ14Bの代りに、偏光子16を配置したものと考えることもできる。
【0037】
第2実施形態におけるデポラライザ24の主軸と偏光子16の透過軸の角度の関係は任意である。
【0038】
本実施形態において、光学素子12により半導体レーザ光の偏光状態を動的に変化させた時、半導体レーザが高周波重畳動作をしていれば、偏光子16の光出力はほとんど変化しないが、高周波重畳動作をしていなければ、偏光子16の光出力は大きく変化する。従って、光パワーメータ18等の光量測定系を偏光子16の出側に設けることによって、高周波重畳動作の有無を容易に検査できる。
【0039】
次に、本発明の第3実施形態を詳細に説明する。
【0040】
本実施形態は、図4に示す如く、半導体レーザ光が入射されるファイバ型デポラライザ24と、該デポラライザ24の出力光を直線偏光状態にするための可変型遅相子26と、該遅相子26からの出射光が入射される、回転可能な偏光子28とを備え、前記デポラライザ24で生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定されている。
【0041】
高周波を重畳していない状態において、半導体レーザが発する光は偏光度が高く、デポラライザ24を通ることにより、光出力が円偏光となる場合が有り得る。この円偏光状態では、偏光子28を回転させても、その光出力はほとんど変化しない。即ち、高周波重畳動作をしていないにも拘らず、光出力が変化しないため、本発明による検査の判定ができない状態となる場合がある。これを防ぐため、本実施形態では、可変型遅相子24を調整することにより、高周波を重畳していない状態の光出力を確実に直線偏光状態にしておく。可変型遅相子24としては、波長板等を用いて、波長の異なる光源を検査する時に、調整することができる。
【0042】
これにより、偏光子28の透過軸を回転させた時、半導体レーザが高周波重畳動作をしていれば、偏光子28の出力はほとんど変化しないが、高周波重畳動作をしていなければ、偏光子28の光出力は大きく変化する。したがって、光パワーメータ16等の光量測定系を偏光子28の出側に設けることによって、高周波重畳動作の有無を簡単に検査できる。
【0043】
ここで、偏光子16、28へ入力する光は、図3に示した2つの複屈折光ファイバ14A、14Bを含む第2、第3実施形態のデポラライザ24を用いたものでは、図3にCで示す如く、互いにコヒーレンス長以上の光路差を持った4光波に分かれているのに対して、図3に示した最初の複屈折光ファイバ14Aのみを含む第1実施形態では、図3にBで示す如く、互いにコヒーレンス長以上の光路差を持った2光波に分かれている。
【0044】
即ち、図3にAで示す最初の複屈折光ファイバ14Aに入射する前の光波は、1つの光波(真ん中の三角形)が、複屈折光ファイバ14A内に入ると、x軸とy軸で示す直交偏波モード(それぞれの方向を向いている三角形)に分かれることを示す。図3にBで示す中央の光波は、左側の複屈折光ファイバ14A内を伝搬する直交偏波モードの間の光路差が大きくなり、この光のコヒーレンス長lcを超えたために、この光ファイバ14Aから出射した光が、互いに干渉し合うことがなく、偏光方向が直交している2つの光波に分かれていることを示している。図3にCで示す右側の光波は、左側の複屈折光ファイバ14Aの主軸に対し、45°だけ主軸を傾けた右側の複屈折光ファイバ14B内で、上記2光波のそれぞれが、新たなx軸、y軸の直交偏波モードに更に分かれ、互いに光路差がコヒーレンス長より大きくなったために、このファイバ14Bから出射した光が、互いに干渉し合うことがない、4光波に分かれたことを示している。このとき、光量は全偏光方向に均一に配分される。
【0045】
従って、第1実施形態の方が光波全体での光路差の範囲を狭くすることができ、次のような利点を有する。
【0046】
即ち、シングルモード半導体レーザに高周波重畳法を適用し、マルチモード化した時の発光スペクトルは、大きなスペクトル変調度を持つことがある。このような光に対し、干渉性の低い状態を得るために必要な光路差の条件は、コヒーレンス長以上であるということだけではない。図5に示すようなビジビリティの第2コヒーレンスピーク、第3コヒーレンスピーク・・・第nコヒーレンスピークが大きい場合、光路差がコヒーレンス長以上であっても、各コヒーレンスピークの位置に相当する光路差になっていれば、高い干渉性を示す。このビジビリティの影響を避けるは、次の2つの方法がある。
【0047】
(1)ビジビリティのコヒーレンスピークが十分小さくなっている光路差領域に、光路差を設計する(充分大きな光路差にする)。
【0048】
(2)ビジビリティの各コヒーレンスピークを避けた光路差領域に、光路差を設計する(例えば、第1コヒーレンスピークと第2コヒーレンスピークの間の、干渉性の低い光路差領域に、光路差を設計する)。
【0049】
ここで、前記のように、第1実施形態は、第2、第3実施形態よりも、光波全体での光路差の範囲を狭くすることができるので、上記(2)の設計が容易である。これが第1実施形態の利点である。
【0050】
なお、前記実施形態においては、いずれも偏光子16又は28の出力が光パワーメータ18等の、検査装置10とは別体の光量測定系により測定されていたが、図6に示す変形例の如く、光出力を電圧に変換するために、偏光子16又は28の出側に受光器30及び受光アンプ32を設けて、光パワーメータ等の特別な測定器を用いることなく、オシロスコープ等の汎用の電圧測定器34を用いて光出力レベルを観測できるように構成することもできる。
【0051】
更に、図7に示す他の変形例の如く、前記受光器30及び受光アンプ32の出側に、更にアナログ/デジタル(A/D)変換部36及び表示部38を追加して、独立したスタンドアロン型の検査装置とすることもできる。
【0052】
更に、前記複屈折光ファイバ14又はデポラライザ24の前段側に結合レンズを追加して、半導体レーザ光を光ファイバへ入射する際の結合効率を高めることもできる。
【0053】
具体的には、前記第1及び第2実施形態において、前記偏光状態を動的に変化可能な光学素子12が、光ファイバの入出力ポートを有する場合には、図8に示す如く、該光学素子12の直前に結合レンズ40を設けることができる。
【0054】
あるいは、前記偏光状態を動的に変化可能な光学素子12が、光ファイバの入出力ポートを持たない場合には、図9に示す如く、該光学素子12と複屈折光ファイバ14又は14A(デポラライザ24の場合)の入側に結合レンズ40を設けることができる。
【0055】
又、前記第3実施形態においては、図10に示す如く、前記デポラライザ24の入側に結合レンズ40を設けることができる。
【0056】
又、前記半導体レーザ光の検査装置に対する光軸調整を容易にするために、2軸のマイクロステージを追加することもできる。具体的には、図11に示す如く、マイクロステージ50のステージ部54上に半導体レーザ8を乗せ、検査装置10に対してレーザ光の位置決めを行う形態とすることができる。
【0057】
前記マイクロステージ50のステージ部54は2軸分設けられ、その中央には光を通すための穴が形成されている。
【0058】
図において、11は検査装置の筐体、52はマイクロステージ50のベース部、56は半導体レーザ8の把持部である。
【0059】
本発明の適用対象は、レーザ走査型外径測定器や光学式変位計に限定されず、CD/DVD等の光ピックアップや、光波長に依存する出力を有する他の計測システムにも同様に適用できることは明らかである。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、操作や調整が簡単化され、検査時間を短縮することができる。又、小型化、軽量化、携帯化が可能である。更に、低価格化、低消費電力化(受動部品だけの構成であれば、電力は零であり、電装部品を追加しても、低消費電力化は容易)が可能である。又、構成の簡素化及び製作の容易化が可能である。更に、耐環境性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す構成図
【図2】同じく第2実施形態を示す構成図
【図3】第2実施形態で用いられているデポラライザの構成及び光波の変化状態を示す線図
【図4】本発明の第3実施形態を示す構成図
【図5】第1実施形態が、第2、第3実施形態よりも優れていることを説明するためのビジビリティを示す線図
【図6】前記実施形態の変形例を示す構成図
【図7】同じく他の変形例を示す構成図
【図8】同じく結合レンズを用いた変形例を示す構成図
【図9】同じく結合レンズを用いた他の変形例を示す構成図
【図10】同じく結合レンズを用いた更に他の変形例を示す構成図
【図11】同じくマイクロステージを用いた変形例を示す断面図
【符号の説明】
8…半導体レーザ
10…検査装置
12…光学素子
14、14A、14B…複屈折光ファイバ
16、28…偏光子
18…光パワーメータ
24…ファイバ型デポラライザ
26…可変型遅相子
30…受光器
32…受光アンプ
34…電圧測定器
36…A/D変換部
38…表示部
40…結合レンズ
50…マイクロステージ
54…ステージ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency superposition operation inspection apparatus for a semiconductor laser, and in particular, inspects for the presence or absence of a high-frequency superposition operation of a semiconductor laser whose emission spectrum is made into a multimode by superimposing a high frequency on an injection current to a single mode semiconductor laser. The present invention relates to a high-frequency superposition operation inspection apparatus for a semiconductor laser, which is suitable for use at the time.
[0002]
[Prior art]
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-88528, an apparatus for measuring the size and displacement of a measurement object using a laser beam is used to measure the length of a shadow caused by the measurement object arranged within the parallel scanning range of the laser beam. As described in Japanese Patent Publication No. 4-49048, the position of the reflected light of the laser beam projected on the measurement target surface is measured. Using a triangulation optical displacement meter that measures changes due to displacement of the measurement object surface using a position detection element such as a PSD, or an autofocus mechanism as described in JP-A-7-43148 Then, there is an optical displacement meter of a focusing type that measures the displacement of the measurement target surface from the change of the focusing position.
[0003]
In such a dimension measuring apparatus using laser light, a multimode semiconductor laser having a diffused oscillation spectrum has been used in the past. However, single mode semiconductor lasers with concentrated oscillation spectra have become mainstream, and multimode semiconductor lasers have become difficult to obtain.
[0004]
However, in an optical system using a single mode semiconductor laser, the following phenomenon may be a problem.
[0005]
(1) A sudden change in the optical path due to a sudden change in the center of gravity of the light wavelength accompanying a mode hopping in which the oscillation mode changes due to a change in ambient temperature and the emission spectrum changes.
[0006]
(2) Unnecessary light interference.
[0007]
(3) Return light induced noise.
[0008]
As an effective technique for solving these problems, the applicant of Japanese Patent Application No. 2000-393223 has made the emission spectrum multi-mode by superimposing a high frequency of, for example, several hundred MHz on the injection current to the semiconductor laser (high frequency superposition). Proposed).
[0009]
However, there is a possibility that the semiconductor laser does not perform the high-frequency superimposition operation due to malfunction of the electronic circuit, line abnormality, etc., and is not in the multimode. Therefore, it is necessary to inspect the semiconductor laser for the high-frequency superimposition operation. .
[0010]
The following method can be considered as a technique for that purpose.
[0011]
(1) A method of capturing multi-mode emission spectrum using an optical spectrum analyzer.
[0012]
(2) A method of observing the interference intensity of two light beams and catching a decrease in coherence.
[0013]
(3) A method of capturing a reduction in return light induced noise using a spectrum analyzer.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, all of these methods require a large space for the entire inspection system. Further, except for the optical fiber input type, not only a long time and skill are required for adjusting the optical axis of the optical element, but also the environmental resistance is poor. Furthermore, the methods (1) and (2) have a problem that an expensive measuring instrument such as an optical spectrum analyzer or an interferometer is required.
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to simplify the operation and adjustment and shorten the inspection time.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a high-frequency superposition operation inspection apparatus for a semiconductor laser, an optical element capable of dynamically changing the polarization state of the semiconductor laser, a birefringent optical fiber into which light emitted from the optical element is incident, A polarizer having a transmission axis rotated by 45 ° with respect to the main axis of the birefringent optical fiber, which is incident on the outgoing light from the birefringent optical fiber, and between orthogonal polarization modes generated in the birefringent optical fiber. The optical path difference is set to be longer than the coherence length of the semiconductor laser light during the high frequency superimposing operation and shorter than the coherence length of the semiconductor laser light when the high frequency superimposing operation is not performed. This problem is solved by examining the presence or absence of a high-frequency superposition operation from the change in the light output of the polarizer when the polarization state of light is changed.
[0017]
Similarly, a high-frequency superimposing operation inspection apparatus for a semiconductor laser, an optical element capable of dynamically changing the polarization state of the semiconductor laser, a fiber depolarizer to which light emitted from the optical element is incident, and the depolarizer The optical path difference between the orthogonal polarization modes generated by the depolarizer is longer than the coherence length of the semiconductor laser light during the high frequency superimposing operation, and the high frequency superimposing operation is not performed. Inspects whether there is a high-frequency superposition operation based on the change in the light output of the polarizer when the optical element changes the polarization state of the semiconductor laser light by setting it to be shorter than the coherence length of the semiconductor laser light at the time By doing so, the same problem is solved.
[0018]
Similarly, a high-frequency superimposing operation inspection apparatus for a semiconductor laser, a fiber-type depolarizer on which a semiconductor laser beam is incident, and a variable type for converting output light in a state where the high-frequency of the depolarizer is not superimposed into a linearly polarized state A phase retarder and a rotatable polarizer on which light emitted from the phase retarder is incident, and an optical path difference between orthogonal polarization modes generated in the depolarizer is a high-frequency superposition operation of the semiconductor laser light longer than the coherence length, and, set to be shorter than the coherence length of the semiconductor laser light when not in the high frequency superimposing operation, the polarization at the time of changing the polarization state of the semiconductor laser beam by the pre-Symbol polarizer The above problem is similarly solved by inspecting the presence or absence of the high-frequency superposition operation from the change in the light output of the child.
[0019]
The optical element can be a variable retarder or a polarization rotator.
[0020]
In addition, a coupling lens is provided on the entrance side of the optical element, the birefringent optical fiber, or the depolarizer to increase the incident efficiency of the semiconductor laser light.
[0021]
Further, a microstage for adjusting the incident position of the semiconductor laser light is provided to facilitate the optical axis adjustment.
[0022]
In addition, a light receiver and a light receiving amplifier are provided on the exit side of the polarizer so that a special measuring device such as an optical power meter is not required, and a light output level can be observed using a general-purpose voltage measuring device. It is.
[0023]
Further, an analog / digital conversion unit and a display unit are provided on the output side of the light receiving amplifier to form an independent stand-alone inspection apparatus.
[0024]
Light propagating through the birefringent optical fiber is divided into orthogonal polarization modes. The optical path difference that occurs between the orthogonal polarization modes increases in proportion to the length of the birefringent optical fiber. Therefore, a birefringent optical fiber having a certain length causes an optical path difference larger than the coherence length between orthogonal polarization modes for light having a coherence length smaller than a certain value. Therefore, for light whose coherence length is smaller than a certain value, the light output (light quantity) is almost the same regardless of the polarization state at the time of incidence, while the coherence length is larger than a certain value. For light, consider an optical system in which the light output varies greatly depending on the polarization state at the time of incidence.
[0025]
Here, the light emitted from the semiconductor laser has the properties that (1) the degree of polarization is high, and (2) the coherence length is shortened by high-frequency superposition.
[0026]
Therefore, the optical path difference between orthogonal polarization modes that occurs in birefringent optical fibers (including those used in fiber-type depolarizers) is longer than the coherence length of the semiconductor laser light during high-frequency superposition operation, and high-frequency superposition operation If an optical system that is shorter than the coherence length of the semiconductor laser when not being used is used, the high-frequency superimposing operation of the semiconductor laser can be inspected.
[0027]
The present invention is based on such knowledge.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029]
In the first embodiment of the
[0030]
In the figure, 18 is an optical power meter for measuring the amount of light output from the polarizer 16.
[0031]
As the
[0032]
The light output of the polarizer 16 does not depend on the polarization state of the incident wave before entering the birefringent optical fiber 14, and the light amount is always ½ of the incident light if the optical path loss is ignored.
[0033]
In this embodiment, when the
[0034]
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail.
[0035]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
[0036]
As shown in detail in FIG. 3, the depolarizer 22 is configured by connecting the main axes of two birefringent
[0037]
The relationship between the main axis of the
[0038]
In the present embodiment, when the polarization state of the semiconductor laser light is dynamically changed by the
[0039]
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail.
[0040]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a
[0041]
In a state where the high frequency is not superimposed, the light emitted from the semiconductor laser has a high degree of polarization, and the light output may be circularly polarized by passing through the
[0042]
As a result, when the transmission axis of the
[0043]
Here, the light input to the
[0044]
That is, the light wave before entering the first birefringent
[0045]
Therefore, the first embodiment can narrow the range of the optical path difference in the entire light wave, and has the following advantages.
[0046]
That is, the emission spectrum when the high-frequency superposition method is applied to the single mode semiconductor laser to be converted into the multimode may have a large degree of spectral modulation. The condition of the optical path difference necessary for obtaining a state of low coherence with respect to such light is not limited to being not less than the coherence length. As shown in FIG. 5, the second coherence peak, the third coherence peak,..., When the nth coherence peak is large, even if the optical path difference is equal to or greater than the coherence length, the optical path difference corresponding to the position of each coherence peak If it is, it shows high coherence. There are two ways to avoid this effect of visibility.
[0047]
(1) An optical path difference is designed in an optical path difference region where the visibility coherence peak is sufficiently small (a sufficiently large optical path difference is set).
[0048]
(2) An optical path difference is designed in an optical path difference area avoiding each coherence peak of visibility (for example, an optical path difference is designed in an optical path difference area having low coherence between the first coherence peak and the second coherence peak. To do).
[0049]
Here, as described above, in the first embodiment, the range of the optical path difference in the entire light wave can be narrower than in the second and third embodiments, and thus the design of the above (2) is easy. . This is an advantage of the first embodiment.
[0050]
In each of the above embodiments, the output of the
[0051]
Further, as in another modification shown in FIG. 7, an analog / digital (A / D) conversion unit 36 and a
[0052]
Further, a coupling lens can be added to the front side of the birefringent optical fiber 14 or the
[0053]
Specifically, in the first and second embodiments, when the
[0054]
Alternatively, when the
[0055]
In the third embodiment, a
[0056]
Further, in order to easily adjust the optical axis of the semiconductor laser light inspection apparatus, a biaxial microstage can be added. Specifically, as shown in FIG. 11, the semiconductor laser 8 can be placed on the stage portion 54 of the
[0057]
The stage portion 54 of the
[0058]
In the figure, 11 is a housing of the inspection apparatus, 52 is a base portion of the
[0059]
The application object of the present invention is not limited to the laser scanning type outer diameter measuring instrument and the optical displacement meter, but is similarly applied to an optical pickup such as a CD / DVD and other measurement systems having an output depending on the optical wavelength. Obviously we can do it.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, operation and adjustment are simplified, and the inspection time can be shortened. Further, it can be reduced in size, weight, and portability. Further, it is possible to reduce the price and reduce the power consumption (the power consumption is zero if only the passive components are configured, and the power consumption can be easily reduced even if electric parts are added). Further, the configuration can be simplified and the manufacture can be facilitated. Furthermore, environmental resistance is also improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the same second embodiment. FIG. 3 shows a configuration of a depolarizer used in the second embodiment and a change state of a light wave. FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a line showing visibility for explaining that the first embodiment is superior to the second and third embodiments. FIG. 6 is a block diagram showing a modification of the embodiment. FIG. 7 is a block diagram showing another modification. FIG. 8 is a block diagram showing a modification using the coupling lens. FIG. FIG. 10 is a block diagram showing another modification using the coupling lens. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification using the microstage. Explanation】
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ...
Claims (8)
該光学素子からの出射光が入射される複屈折光ファイバと、
該複屈折光ファイバからの出射光が入射される、透過軸が前記複屈折光ファイバの主軸に対して45°回転された偏光子とを備え、
前記複屈折光ファイバで生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定して、
前記光学素子により半導体レーザ光の偏光状態を変化させた時の前記偏光子の光出力の変化から、高周波重畳動作の有無を検査することを特徴とする半導体レーザの高周波重畳動作検査装置。An optical element capable of dynamically changing the polarization state of the semiconductor laser;
A birefringent optical fiber into which light emitted from the optical element is incident;
A light incident from the birefringent optical fiber, and having a transmission axis rotated by 45 ° with respect to the main axis of the birefringent optical fiber,
The optical path difference between the orthogonal polarization modes generated in the birefringent optical fiber is longer than the coherence length of the semiconductor laser light during the high frequency superimposing operation and shorter than the coherence length of the semiconductor laser light when the high frequency superimposing operation is not performed. Set to be
A high-frequency superimposing operation inspection apparatus for a semiconductor laser, wherein the presence or absence of a high-frequency superimposing operation is inspected based on a change in light output of the polarizer when the polarization state of the semiconductor laser light is changed by the optical element.
該光学素子からの出射光が入射されるファイバ型デポラライザと、
該デポラライザからの出射光が入射される偏光子とを備え、
前記デポラライザで生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定して、
前記光学素子により半導体レーザ光の偏光状態を変化させた時の前記偏光子の光出力の変化から、高周波重畳動作の有無を検査することを特徴とする半導体レーザの高周波重畳動作検査装置。An optical element capable of dynamically changing the polarization state of the semiconductor laser;
A fiber type depolarizer into which light emitted from the optical element is incident;
A polarizer on which light emitted from the depolarizer is incident,
The optical path difference between the orthogonal polarization modes generated in the depolarizer is longer than the coherence length of the semiconductor laser light during the high frequency superimposing operation and shorter than the coherence length of the semiconductor laser light when the high frequency superimposing operation is not performed. Set
A high-frequency superimposing operation inspection apparatus for a semiconductor laser, wherein the presence or absence of a high-frequency superimposing operation is inspected based on a change in light output of the polarizer when the polarization state of the semiconductor laser light is changed by the optical element.
該デポラライザの高周波を重畳していない状態の出力光を直線偏光状態にするための可変型遅相子と、
該遅相子からの出射光が入射される、回転可能な偏光子とを備え、
前記デポラライザで生じる直交偏波モード間の光路差が、高周波重畳動作時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より長く、且つ、高周波重畳動作をしていない時の半導体レーザ光のコヒーレンス長より短くなるように設定して、
前記偏光子により半導体レーザ光の偏光状態を変化させた時の該偏光子の光出力の変化から、高周波重畳動作の有無を検査することを特徴とする半導体レーザの高周波重畳動作検査装置。A fiber type depolarizer to which a semiconductor laser beam is incident;
A variable retarder for making the output light in a state where the high frequency of the depolarizer is not superimposed into a linearly polarized state;
A rotatable polarizer on which light emitted from the retarder is incident,
The optical path difference between the orthogonal polarization modes generated in the depolarizer is longer than the coherence length of the semiconductor laser light during the high frequency superimposing operation and shorter than the coherence length of the semiconductor laser light when the high frequency superimposing operation is not performed. Set
A high-frequency superimposing operation inspection apparatus for a semiconductor laser, wherein the presence or absence of a high-frequency superimposing operation is inspected based on a change in light output of the polarizer when the polarization state of the semiconductor laser light is changed by the polarizer.
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