DE60218624T2

DE60218624T2 - Vorrichtung zur Abstimmung der Wellenlänge einer Lichtquelle

Info

Publication number: DE60218624T2
Application number: DE60218624T
Authority: DE
Inventors: Seiji Kouhoku-ku Yokohama-shi Funakawa; Yagi Kouhoku-ku Yokohama-shi Toshiyuki
Original assignee: Acterna R&D Japan Inc
Current assignee: Acterna R&D Japan Inc
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: EP1335458B1; US6842464B2; DE60218624D1; US20030147431A1; EP1335458A2; EP1335458A3; CA2392611A1; JP2003234527A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle und betrifft insbesondere eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle, welche eine Laserschwingung stabilisieren und eine Lichtausgabeintensität mit ausgeblendetem, spontan emittiertem Lichtbestandteil frei einstellen kann.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In dem Dokument EP 1 065 764 ist eine abstimmbare Laserquelle mit einem externen Hohlraum beschrieben. Ein Beugungsgitter und ein Spiegel am Hohlraumende, der Licht durch einen ersten Bereich des Gitters zurückreflektiert, bilden einen Teil des externen Hohlraums. Ein weiterer Spiegel dient als Strahlengangwechsler, welcher an dem Lichtausgang aus dem externen Hohlraum ausgegebenes Licht direkt zu einem zweiten Bereich des Gitters zurücklenkt, ohne daß es in den externen Hohlraum eintritt. Die spontane Emission der Laserquelle wird ausgeblendet, und die Wellenlängenwahl innerhalb des Hohlraums und außerhalb des Hohlraums ist synchronisiert. In einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung, die einen externen Resonator nutzt, wird das ausgegebene Laserlicht in einem Verstärkungsmedium erzeugt, das in dem externen Resonator vorgesehen ist, der zum Bestimmen der Verstärkung in der Laserresonanz dient. Das aus der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ausgegebene Licht umfaßt Laserlicht der gewünschten Wellenlänge und auch spontan emittiertes, von dem Verstärkungsmedium erzeugtes Licht. Deshalb sind in der herkömmlichen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung zum Ausgeben des Laserlichts mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Licht im allgemeinen eine Wellenlängenwählkonstruktion und ein Strahlteiler in dem externen Resonator angeordnet. Bei dieser herkömmlichen Einrichtung erhält man Reflexionslicht (oder Beugungslicht) von der Wellenlängenwählkonstruktion durch den Strahlteiler als Ausgabelicht.
Als nächstes wird an anhand von 23 ein Beispiel für die herkömmliche wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert, welche das spontan emittierte Licht ausblendet. Bei einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201 wird als Lichtquelle eine Halbleiterlaserdiode (LD) 202 verwendet. Die Halbleiterlaserdiode 202 weist zwei Endflächen 203 und 204 auf. Diese Endflächen 203 und 204 sind als A-Ende 203 und als B-Ende 204 bezeichnet. Das A-Ende 203 weist einen Reflexionsgrad von einigen zehn Prozent auf und bildet ein Ende eines Laserresonators, der in der externen Resonatorlichtquelle 205 enthalten ist. Das B-Ende 204 ist mit einer reflexionsmindernden Schicht (AR-Schicht) 206 überzogen. Das B-Ende 204 weist eine Konstruktion auf, die bewirkt, daß kein Licht reflektiert wird.
Das von dem B-Ende 204 der Halbleiterlaserdiode 202 emittierte Licht wird von einer Linse 207 in paralleles Licht umgewandelt, durchläuft einen nicht polarisierenden Strahlteiler (BS) 208 und tritt in ein Beugungsgitter 209 einer Wellenlängenwählkonstruktion 221 ein. In 23 ist ein plattenförmiges Beugungsgitter 209 von der Seite betrachtet. In der Wellenlängenwählkonstruktion 221 ist das Beugungsgitter 209 derart befestigt, daß es mit einem (nicht gezeigten) Drehantrieb um eine drehbare Welle 210 herum gedreht werden kann. Das Beugungsgitter 209 beugt das von der Linse 207 in paralleles Licht umgewandelte Licht. Auf Grund der Wirkung des Beugungsgitters 209 wird in dem gleichen Winkel wie dem Einfallswinkel in das Beugungsgitter 209 nur Licht der gewünschten Wellenlänge emittiert und wird durch die Linse 207 hindurch wieder in das B-Ende 204 der Halbleiterlaserdiode 202 eingeleitet. Das Beugungsgitter 209 fungiert zusammen mit dem obigen A-Ende 203 als Ende eines Laserresonators in der externen Resonatorlichtquelle 205.
Der nicht polarisierende Strahlteiler 208 ist in der oben erläuterten Weise in dem Strahlengang zwischen der Halbleiterlaserdiode 202 und dem Beugungsgitter 209 angeordnet. Der nicht polarisierende Strahlteiler 208 spaltet einen Teil des von dem Beugungsgitter 209 wieder in die Halbleiterlaserdiode 202 eingeleiteten Lichts ab. Die Linse 211 fokussiert das von dem nicht polarisierenden Strahlteiler 208 geteilte Licht und leitet es in eine Lichtleitfaser 212 ein. Diese Lichtleitfaser 212 bildet eine Lichtausgabeeinheit der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201. Eine erste Lichtausgabe A der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201 wird aus der Lichtleitfaser 212 herausgenommen.
Im folgenden wird die Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201 erläutert.
Das von der Halbleiterlaserdiode 202 zu dem Beugungsgitter 209 weiterlaufende Licht L2 enthält einen spontan emittierten Lichtbestandteil, der zusätzlich zu dem Laserlicht der gewünschten Wellenlänge λ 1 von der Halbleiterlaserdiode 202 emittiert wird. Dagegen ist das Licht L1, das durch den nicht polarisierenden Strahlteiler 208 aus dem Beugungsgitter 209 nach der Seite der Lichtleitfaser 212 herausgenommen wird, nur das Laserlicht der gewünschten Wellenlänge λ 1, in welchem der spontan emittierte Lichtbestandteil auf Grund der Streuwirkung des Beugungsgitters 209 ausgeblendet ist. Deshalb fungiert das Beugungsgitter 209 als Wellenlängenwählkonstruktion 203. Die Spektralverteilung des Lichts L1 ist in der durch das Bezugszeichen F2 in 23 angezeigten Weise als Lichtausgabe A gezeigt. Weiterhin ist die Spektralverteilung des Lichts L2 in der durch das Bezugszeichen F1 in 23 angezeigten Weise als Lichtausgabe B gezeigt.
Das obige Licht L1 wird als erste Lichtausgabe A aus der Lichtleitfaser 212 ausgegeben. Die Ausgabe aus der Lichtleitfaser 212 wandelt sich in die erste Lichtausgabe von nur dem Laserlicht der gewünschten Wellenlänge λ 1 mit dem durch die Wellenlängenstreuwirkung des Beugungsgitters 209 ausgeblendeten, spontan emittierten Licht. Das Licht L1, das in der oben erwähnten Weise für das durch die Wellenlängenstreuwirkung des Beugungsgitters 209 spontan emittierte Licht ausgeblendet wurde, wandelt sich in das erste Ausgabelicht der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201. In diesem Sinne bildet das Beugungsgitter 209 den Wellenlängenwählmechanismus 221.
Weiterhin ist das Licht mit dem von dem A-Ende 203 der Halbleiterlaserdiode 202 spontan emittierten Lichtbestandteil darin in bezug auf den Wellenlängenbestandteil das gleiche wie das obige Licht L2. Das von dem A-Ende 203 emittierte Licht wird von der Linse 213 in paralleles Licht umgewandelt und von der Linse 215 durch einen Isolator 214 hindurch an der Lichtleitfaser 216 fokussiert. Die Ausgabe aus der Lichtleitfaser 216 wandelt sich in die zweite Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201. Die zweite Lichtausgabe ist die obige Lichtausgabe B. Die Lichtausgabe aus der Lichtleitfaser 216 ist das Licht L2 und wandelt sich in das zweite Ausgabelicht der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201.
Man beachte, daß der Isolator 214 derart vorgesehen ist, daß er die Laserschwingung der externen Resonatorlichtquelle 205 nicht dadurch instabil werden läßt, daß Licht von außen auf die von dem A-Ende 203 und dem Beugungsgitter 209 gebildete externe Resonatorlichtquelle 205 auftrifft. Obwohl in 23 nicht gezeigt, kann ein Isolator außerdem in ähnlicher Weise zwischen dem nicht polarisierenden Strahlteiler 208 und der Linse 211 an der Seite der ersten Lichtausgabe A mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil angeordnet sein. Der Isolator ermöglicht das Ausblenden von Einwirkungen von außen auf die Laserschwingung der externen Resonatorlichtquelle 205.
In 23 ist nur das Beugungsgitter 209 für die Laserschwingung durch die externe Resonatorlichtquelle 205 mit der gewünschten Wellenlänge gezeigt. Im Gegensatz dazu ist die in 24 gezeigte herkömmliche externe Resonatorlichtquelle mit der Halbleiterlaserdiode 202, dem nicht polarisierenden Strahlteiler 208, dem Beugungsgitter 209, dem Spiegel 217, dem Arm 218 und der drehbaren Welle 219 konfiguriert, die in dem dargestellten, vorgegebenen Positionsverhältnis angeordnet sind, und wobei der Spiegel 217 an dem sich um die drehbare Welle 219 drehenden Arm 218 befestigt ist. Diese Konfiguration ist diejenige einer externen Resonatorlichtquelle in Littmann-Bauweise. Gemäß dieser Konfiguration kann man die Resonanzwellenlänge der externen Resonatorlichtquelle ohne Artensprünge kontinuierlich einstellen und Licht mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil erhalten, wie das beispielsweise durch den nicht polarisierenden Strahlteiler 208 mit der ersten Lichtausgabe A (Licht 1) gezeigt ist. Wie oben erläutert, ist das Beugungsgitter 209 vorgesehen, um mit der drehbaren Welle 219 in ein vorgegebenes Positionsverhältnis zu kommen. Durch Drehung der drehbaren Welle 219 wird der Arm 218 in der von dem Pfeil 220 gezeigten Weise bewegt, um den von dem Arm 218 und dem Beugungsgitter 209 gebildeten Winkel zu ändern und die Position des an dem Arm befestigten Spiegels 217 zu wechseln. Dadurch wird es möglich, die Resonanzwellenlänge der externen Resonatorlichtquelle zu ändern.
Man beachte, daß das die Lichtausgabe B bildende Laserlicht aus dem A-Ende 203 der Halbleiterlaserdiode 202 emittiert wird. Weiterhin erzeugt das Beugungsgitter 209 neben den Lichtausgaben A und B die Lichtausgabe C 0-ter Ordnung des Beugungsgitters.
Gemäß der Konfiguration der oben erläuterten herkömmlichen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung wurde das Licht L1 mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil der Halbleiterlaserdiode 202 herausgenommen, indem ein Strahlteiler, d.h. der nicht polarisierende Strahlteiler 208, in dem Laserresonator der externen Resonatorlichtquelle 205 vorgesehen wurde. Deshalb bestand das Problem, daß der Resonatorverlust der externen Resonatorlichtquelle 205 schnell anstieg und zu einem die Laserschwingung oder die Resonanz destabilisierenden Faktor wurde.
Wenn außerdem eine Menge von einer Lichtausgabe, die zu der Laserschwingung beiträgt, aus dem Laserresonator der externen Resonatorlichtquelle 205 herausgenommen wird, nimmt die optische Dichte in der externen Resonatorlichtquelle 205 ab, die Laserschwingung wird instabil, und die Laserschwingung selbst endet in einem Stopp. Deshalb ist es schwierig, eine große Lichtausgabe von Licht mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil der Halbleiterlaserdiode 202 zu erhalten.
Da der nicht polarisierende Strahlteiler 208 in dem Laserresonator der externen Resonatorlichtquelle 205 vorgesehen ist wird weiterhin gemäß der herkömmlichen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 201 das Intensitätsverhältnis zwischen dem Licht L2 mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode 202 darin und dem Licht L1 mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil der Halbleiterlaserdiode 202 darin, der aus dem nicht polarisierende Strahlteiler 208 herausgenommen wurde, stark von den Laserschwingungsbedingungen der externen Resonatorlichtquelle 205 bestimmt. Das Intensitätsverhältnis von Licht L1 und Licht L2 kann in bestimmtem Maße durch Einstellung des Teilungsverhältnisses des nicht polarisierenden Strahlteilers 208 und dem Reflexionsgrad des A-Endes 203 der Halbleiterlaserdiode 202 eingestellt werden, es kann jedoch nicht fein eingestellt werden.
Normalerweise ist die Ausgabeintensität des Lichts L1 mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil der Halbleiterlaserdiode 202 darin um einen Bruchteil oder um eine Größenordnung oder um mehr kleiner als die Ausgabeintensität des Lichts L2 mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil der Halbleiterlaserdiode 202 darin. Deshalb ist es schwierig, die Intensität des Lichts L1 mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil der Halbleiterlaserdiode 202 größer als die Ausgabeintensität des Lichts L2 mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode 202 darin zu gestalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle zu schaffen, welche den Resonatorverlust einer externen Resonatorlichtquelle vermindern kann, um die Laserschwingung in einem Laser zu stabilisieren, die Intensität des Ausgangslichts mit dem unterdrückten, spontan emittierten Lichtbestandteil zu vergrößern und die Beziehung zwischen der Intensität des Ausgabelichts mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil darin und der Intensität des Ausgangslichts mit dem unterdrückten, spontan emittierten Lichtbestandteil darin fein einzustellen und frei zu verändern.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung folgendermaßen konfiguriert.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer externen Resonatorlichtquelle mit einer Wellenlängenwählkonstruktion im Innern versehen, umfassend ein erstes Beugungsgitter und entweder einen Spiegel oder ein zweites Beugungsgitter zum Zurücklenken von Licht durch das erste Beugungsgitter hindurch; und ein Verstärkungselement darin; wobei die externe Resonatorlichtquelle mit einer von der Wellenlängenwählkonstruktion gewählten Wellenlänge schwingt und ein Strahlengangwechsler zumindest einen Teil des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts zu der Wellenlängenwählkonstruktion zurücklenkt, ohne daß es in die externe Resonatorlichtquelle eintritt, so daß eine Wellenlänge des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts und eine von der Wellenlängenwählkonstruktion gewählte Wellenlänge synchronisiert werden, und zum Unterdrücken des spontan emittierten Lichtbestandteils in dem zu der Wellenlängenwählkonstruktion zurückgelenkten Licht.
Bei der obigen Konfiguration wird die Wellenlängenwählkonstruktion zum Wählen der Wellenlänge und dadurch zum Unterdrücken des spontan emittierten Lichtbestandteils, der im Licht der externen Resonatorlichtquelle enthalten war, und zum Herausnehmen nur des Laserlichts mit der gewünschten Wellenlänge als Ausgangslicht der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle verwendet. Dabei sind die Wellenlängenwählkonstruktion zum Bestimmen der Resonanzwellenlänge der externen Resonatorlichtquelle und die Wellenlängenwählkonstruktion zum Unterdrücken des spontan emittierten Lichtbestandteils aus dem Ausgangslicht der externen Resonatorlichtquelle die gleichen, und deshalb wird selbst dann, wenn sich die Ausgangswellenlänge der externen Resonatorlichtquelle ändert, die Wellenlänge stets mit dieser synchronisiert.
Bei der obigen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle umfaßt die Wellenlängenwählkonstruktion vorzugsweise einen drehbaren Abschnitt zum Ändern des Einfallwinkels des Lichtes auf das erste Beugungsgitter, um die schwingende Wellenlänge und die Wellenlänge des emittierten Lichts zu wählen und zu synchronisieren.
Bei der obigen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle ist der Strahlengangwechsler mit einem nicht polarisierenden Strahlteiler zum Einleiten eines ersten Teils des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts zurück in die Wellenlängenwählkonstruktion zur Unterdrückung des spontan emittierten Lichtbestandteils und eines zweiten Teils des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts zurück in einen ersten Ausgang versehen, wobei ein Teil des ersten Teils des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts nach der Unterdrückung des spontan emittierten Lichtbestandteils zu einem zweiten Ausgang ausgegeben wird.
Die obige wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle umfaßt außerdem vorzugsweise einen polarisierenden Strahlteiler und eine λ/4-Platte im Innern des Strahlengangwechslers, wenn das von der externen Resonatorlichtquelle emittierte Licht linear polarisiertes Licht mit einer festen Polarisierungsrichtung ist, und läßt das von der externen Resonatorlichtquelle emittierte Licht durch den polarisierenden Strahlteiler und die λ/4-Platte in dieser Reihenfolge laufen, läßt es dann in die Wellenlängenwählkonstruktion eintreten, und läßt das von der Wellenlängenwählkonstruktion emittierte Licht durch die λ/4-Platte und den polarisierenden Strahlteiler in dieser Reihenfolge laufen und nimmt dieses als Ausgabelicht heraus. Bei der obigen Konfiguration kann anstelle der λ/4-Platte ein Faraday-Rotator verwendet werden.
In einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle mit einem nicht polarisierenden Strahlenteiler wird der nicht polarisierende Strahlenteiler vorzugsweise in ein Teilungsverhältnis gesetzt, erzeugt eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts und eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der Wellenlängenwählkonstruktion emittierten Lichts auf der Basis dieses Teilungsverhältnisses und ist derart eingestellt, daß das Verhältnis der Lichtintensität der zwei Lichtausgaben zu einem vorgegebenen Wert wird.
In ähnlicher Weise wird in einer wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle mit einem polarisierende Strahlenteiler der polarisierende Strahlenteiler vorzugsweise in ein Teilungsverhältnis gesetzt, erzeugt eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts und eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der Wellenlängenwählkonstruktion emittierten Lichts auf der Basis dieses Teilungsverhältnisses und ist derart eingestellt, daß das Verhältnis der Lichtintensität der zwei Lichtausgaben zu einem vorgegebenen Wert wird. Bei dieser Konfiguration ändert sich dann, wenn sich das Teilungsverhältnis des polarisierenden Strahlenteilers auf Grund des Polarisierungszustands des in den polarisierenden Strahlenteiler eintretenden Lichts ändert oder linear polarisiertes Licht in den polarisierenden Strahlenteiler eintritt, das Teilungsverhältnis abhängig von dem jeweiligen Winkel des in den Strahlenteiler eintretenden, linear polarisierten Lichts. Deshalb wird das Teilungsverhältnis durch Einstellen des jeweiligen Winkels zwischen dem aus der externen Resonatorlichtquelle ausgegebenen linear polarisierten Licht und dem polarisierenden Strahlenteiler festgelegt.
Bei der obigen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle ist der Strahlengangwechsler vorzugsweise mit einem Strahlengangschaltmittel versehen, um einen Strahlengang zum Einleiten des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts in die Wellenlängenwählkonstruktion und zum Herausleiten des von der Wellenlängenwählkonstruktion emittierten Lichts als erstes Ausgabelicht und einen Strahlengang zum Herausleiten des von der äußeren Resonatorlichtquelle emittierten Lichts als zweites Ausgabelicht zu schaffen, ohne es durch die Wellenlängenwählkonstruktion hindurch zu leiten.
Bei der obigen Konfiguration ist das Strahlengangschaltmittel vorzugsweise ein Mechanismus zum Versetzen eines Spiegels in Bewegung oder Drehung, ein Mechanismus zum Versetzen des polarisierenden Strahlteilers in Bewegung oder Drehung, ein Mechanismus zum Ändern des Polarisierungszustands von Lichts oder ein Mechanismus zum Ändern des Anschlusses eines Lichtwellenleiters. Weiterhin ist dieser Lichtwellenleiter eine Lichtleitfaser, ein Lichtleitfaserkoppler oder ein Lichtzirkulator.
Bei der obigen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle ist vorzugsweise ein Lichtverstärker in dem Strahlengang auf einer stromab gelegenen Seite eines emittierenden Teils der externen Resonatorlichtquelle vorgesehen und verstärkt das durch diesen Lichtverstärker von der externen Resonatorlichtquelle emittierte Licht.
Bei der obigen Konfiguration ist der Lichtverstärker vorzugsweise ein Halbleiterlaserverstärker oder ein Lichtleitfaserverstärker. Außerdem kann bei der obigen Konfiguration ein Teil des Ausgabelichts von einem Photometer und einem Fotodetektor erfaßt werden und die optische Verstärkungsrate des Lichtverstärkers gemäß dem Erfassungssignal eingestellt werden, um die Lichtausgabe konstant zu halten, oder ein Teil des Ausgabelichts kann von einem Photometer und einem Fotodetektor erfaßt werden, und der Polarisationswinkel des Faraday-Rotators kann gemäß dem Erfassungssignal eingestellt werden, um die Lichtausgabe konstant zu halten.
Gemäß der obigen Konfiguration wird durch Verwendung eines polarisierenden Strahlteilers (PBS) und einer λ/4-Platte der Teilungsverlust beseitigt, der unvermeidlich in einem polarisierenden Strahlteiler eintritt, und somit wird es im Vergleich zur Verwendung eines nicht polarisierenden Strahlteilers möglich, eine größere Lichtausgabe als Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung zu erhalten, wenn Licht mit dem unterdrückten, spontan emittierten Lichtbestandteil in einer Halbleiterlaserdiode herausgeleitet wird, die in einer externen Resonatorlichtquelle enthalten ist.
In ähnlicher Weise wird durch Verwendung eines polarisierenden Strahlteilers und eines Faraday-Rotators der Teilungsverlust des nicht polarisierenden Strahlteilers beseitigt und damit kann man im Vergleich zur Verwendung eines nicht polarisierenden Strahlteilers eine größere Lichtausgabe als Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung erhalten, wenn Licht mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil aus einer Halbleiterlaserdiode ausgegeben wird.
Ein Teil der geteilten Lichtausgabe kann als Lichtausgabe mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode darin in der gleichen Weise wie die Signalausgabe einer herkömmlichen wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle emittiert werden. Im Gegensatz dazu wird die andere, abgespaltene Lichtausgabe als Licht mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil aus einer Halbleiterlaserdiode darin als Lichtausgabe aus der Wellenlängenwählkonstruktion emittiert. Das Verhältnis zwischen der Intensität des Lichts mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil aus einer Halbleiterlaserdiode darin und der Intensität des Lichts mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil aus einer Halbleiterlaserdiode darin kann nach Maßgabe des Teilungsverhältnisses des Strahlteilers, der das Ausgabelicht der externen Resonatorlichtquelle teilt, unter Berücksichtigung des Lichtausgabeverlusts der Wellenlängenwählkonstruktion oder des Verlusts an anderen Strahlengängen eingestellt werden.
Wenn die Lichtausgabe mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode als Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung herausgenommen wird, so kann sie wirksam und ohne Notwendigkeit zur Verwendung eines Verlust bewirkenden Strahlteilers oder eines anderen optischen Bestandteils herausgenommen werden, und dadurch kann man eine größere Lichtausgabe mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil aus einer Halbleiterlaserdiode darin erhalten.
Wenn dabei außerdem ein Strahlengangschaltmittel vorgesehen wird, kann man eine größere Lichtausgabe im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren zum Anordnen eines Strahlteilers in einem externen Resonator in beiden Lichtausgaben von der Lichtausgabe mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode darin und Lichtausgang mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil aus einer Halbleiterlaserdiode darin erhalten, ohne einen großen Lichtverlust zu bewirken.
Gemäß der Konfiguration zum Eingeben einer Lichtausgabe aus der externen Resonatorlichtquelle in den Lichtverstärker verstärkt der Lichtverstärker die gewünschte Ausgabewellenlänge der externen Resonatorlichtquelle und verstärkt gleichzeitig das Rauschen des spontan emittierten Lichts der Halbleiterlaserdiode. Außerdem wird das Rauschen des spontan emittierten Lichts des Lichtverstärkers zu der verstärkten Ausgabe der externen Resonatorlichtquelle hinzuaddiert. Das Ausgabelicht der externen Resonatorlichtquelleneinheit enthält das Rauschen des spontan emittierten Lichts der Halbleiterlaserdiode und wird von dem Lichtverstärker verstärkt. Das obige Ausgabelicht und das Rauschen des spontan emittierten Lichts des Lichtverstärkers selbst werden in die Wellenlängenwählkonstruktion eingeleitet, die mit der Ausgabewellenlänge der externen Resonatorlichtquelle synchronisiert ist. Durch die Wellenlängenwählkonstruktion wird nur das Licht der gewünschten Ausgabewellenlänge herausgenommen, das von dem Lichtverstärker verstärkt ist, und das Rauschen des spontan emittierten Lichts der Halbleiterlaserdiode, das von dem Lichtverstärker verstärkt ist, und das Rauschen des addierten, spontan emittierten Lichts des Lichtverstärkers selbst werden beseitigt. Dadurch kann man eine große Lichtausgabe mit dem Rauschen des ausgeblendeten, spontan emittierten Licht als Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung erhalten.
Ebenso ist es möglich, die Vorrichtung derart zu konfigurieren, daß das von dem abstimmbaren Wellenlängenfilter mit Hilfe des Strahlteilers in der Wellenlänge gewählte Licht geteilt, ein Teil des gespaltenen Lichts in einen Photodetektor eingeleitet, das Signal des Photodetektors als Eingangssignal verwendet und die Verstärkung des Lichtverstärkers derart eingestellt wird, daß die Größe der Lichteingabe in den Photodetektor mittels eines automatischen Leistungssteuerkreises (ALS-Kreises) zu jedem Zeitpunkt konstant wird. Die Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung, die durch den Lichtverstärker verstärkt und von dem abstimmbaren Wellenlängenfilter in dem Rauschen des spontan emittierten Lichts ausgeblendet wird, ist eine stabile Lichtausgabe.
Ebenso ist es möglich, die Vorrichtung derart zu konfigurieren, daß das von dem abstimmbaren Wellenlängenfilter mit Hilfe des Strahlteilers in der Wellenlänge gewählte Licht geteilt, ein Teil des gespaltenen Lichts in einen Photodetektor eingeleitet, das Signal des Photodetektors als Eingangssignal verwendet und der Polarisationswinkel des Laserlichts durch einen Faraday-Rotator derart eingestellt wird, daß die Größe der Lichteingabe in den Photodetektor mittels eines automatischen Leistungssteuerkreises zu jedem Zeitpunkt konstant wird. Durch das Einstellen des Polarisationswinkels mit einem Faraday-Rotator wird die Intensität der den polarisierenden Strahlteiler durchlaufenden Lichtausgabe derart eingestellt, daß die Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung, die durch den abstimmbaren Wellenlängenfilter in dem Rauschen des spontan emittierten Lichts ausgeblendet wird, eine stabile Lichtausgabe ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden besser aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erkennbar, die an Hand der beigefügten Zeichnungen angegeben sind, in denen:
1 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
2 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine perspektivische Ansicht bei Betrachtung aus einer Richtung D1 gemäß 2 ist;
4 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
5 eine perspektivische Ansicht bei Betrachtung aus einer Richtung D2 gemäß 2 ist;
6 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
7 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
8A bis 8G Ansichten sind, die Polarisationszustände erläutern;
9 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
10 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
11 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
12 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
13 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
14 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
15 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
16 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
17 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
18 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
19 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
20 eine Ansicht ist, welche die Verstärkung und die Spektraleigenschaften (a), (b) und (c) eines Laserlichts eines Lichtverstärkers zeigt;
21 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
22 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt;
23 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung ist, die gemäß dem Stand der Technik spontan emittiertes Licht ausschaltet; und
24 eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung in Littmann-Bauweise ist, die das gemäß dem Stand der Technik spontan emittierte Licht ausschaltet.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Als erstes wird anhand von 1 ein erstes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Bei der in 1 gezeigten, wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 weist die Halbleiterlaserdiode 11 beispielsweise in dem 1550nm-Wellenlängen-Band eine Verstärkung auf und besitzt zwei durch Spaltung ausgebildete Endflächen, d.h. ein A-Ende 12 und ein B-Ende 13. Das A-Ende 12 weist einen Reflexionsgrad von beispielsweise etwa 30% auf und bildet ein Ende eines Laserresonators, der in einer externen Resonatorlichtquelle 14 enthalten ist. Das B-Ende 13 ist mit einer reflexionsmindernden Schicht 15 überzogen und ist auf einen Reflexionsgrad von beispielsweise höchstens etwa 0,1% gegenüber einem Licht mit einer Wellenlänge des 1550nm-Bands eingestellt. Das B-Ende 13 reflektiert in dieser Konstruktion kein Licht.
Das von dem B-Ende 13 der Halbleiterlaserdiode 11 emittierte Licht wird von einer Linse 21 in paralleles Licht umgewandelt und wird dann in ein Beugungsgitter 22 eingeleitet. Das Beugungsgitter 22 wirkt als Wellenlängenwählkonstruktion 23. In 1 ist das Beugungsgitter 22 als die Fläche zeigend eingezeichnet, an welcher die Nuten ausgebildet sind. Das Beugungsgitter 22 besitzt beispielsweise 1000 Nuten pro mm und beugt das von der Linse 21 in paralleles Licht umgewandelte Licht. In 1 kann sich das Beugungsgitter 22 in der von dem Pfeil 25 gezeigten Weise um eine drehbare Welle 24 drehen, um den Einfallswinkel von der Linse 21 auf das Beugungsgitter 22 zu ändern. In dem Beugungsgitter 22 wird das Licht der gewünschten Wellenlänge λ 1, welches diesem Winkel entspricht, in dem gleichen Winkel wie dem Einfallswinkel auf das Beugungsgitter 22 emittiert, dann wird das emittierte Licht durch die Linse 21 hindurch wieder in die Halbleiterlaserdiode 11 eingeleitet. Das Beugungsgitter 22 bildet zusammen mit dem A-Ende 12 ein Ende des Laserresonators in der externen Resonatorlichtquelle 14. Auf Grund dessen schwingt die externe Resonatorlichtquelle 14 mit der gewünschten Wellenlänge λ 1, so daß sie eine Laserschwingung erzeugt.
Das von dem A-Ende 12 der Halbleiterlaserdiode 11 emittierte Licht wird von einer Linse 26 in paralleles Licht umgewandelt und durch einen Isolator 27 hindurch aus der externen Resonatorlichtquelle 14 emittiert. Der Isolator 27 weist Isolationseigenschaften von mindestens 60 dB in bezug auf den Lichteinfall aus einer Gegenrichtung zu dem in 1 gezeigten Pfeil 28 auf, verhindert das Einleiten von Licht von außen in den von dem A-Ende 12 und dem Beugungsgitter 22 konfigurierten Laserresonator und verhindert dadurch, daß der Zustand der Laserschwingung instabil wird.
Das Laserlicht, das als Ausgabelicht der externen Resonatorlichtquelle 14 durch den Isolator 27 hindurch ausgegeben wird, wird in einen Strahlengangwechsler 30 eingeleitet. Der Strahlengangwechsler 30 umfaßt einen Spiegel 31 und einen nicht polarisierenden Strahlteiler 32. Das in den Strahlengangwechsler 30 eingeleitete Licht wird auf seinem Wege durch den Spiegel 31 abgelenkt und in den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 eingeleitet. Der nicht polarisierende Strahlteiler 32 weist ein Teilungsverhältnis von vorzugsweise 50:50 in bezug auf das eingeleitete Licht auf. Von dem in den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 eingeleiteten Laserlicht laufen 50% auf Grund des Teilungsverhältnisses des nicht polarisierenden Strahlteilers 32 hindurch und werden in die Linse 33 eingeleitet, während die übrigen 50% reflektiert und in das Beugungsgitter 22 eingeleitet werden. Der in das Beugungsgitter 22 eingeleitete Teil wird an der Außenseite der externen Resonatorlichtquelle 14 positioniert. Weiterhin wird das den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 durchlaufende Laserlicht in die Linse 33 eingeleitet, wird an der Lichtleitfaser 34 fokussiert, und wird als zweite Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10, d.h. der Lichtausgabe B, emittiert. Wie aus dem in 1 gezeigten Spektralzusammensetzungsdiagramm F1 erkennbar ist, ist das als Lichtausgabe B ausgegebene Laserlicht die Lichtausgabe des Laserlichts, das mit der gewünschten Wellenlänge λ 1 schwingt, sowie dem spontan emittierten Lichtbestandteil, der von der Halbleiterlaserdiode 11 emittiert wird.
Das an dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 reflektierte und in das Beugungsgitter 22 eingeleitete Laserlicht weist eine Spektralzusammensetzung auf, welche der obigen Lichtausgabe B ähnelt. Der Einfallswinkel des von dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 in das Beugungsgitter 22 eingeleiteten Laserlichts ist derart eingestellt, daß er gleich dem Winkel wird, in welchem das von dem B-Ende 13 emittierte Licht der Halbleiterlaserdiode 11 durch die Linse 21 hindurch in das Beugungsgitter 22 eingeleitet wird. Der Einfallswinkel wird durch Einstellen des Winkels des Spiegels 31 und dem nicht polarisierenden Strahlteilers 32 in dem Strahlengangwechsler 30 eingestellt.
Wie aus 1 ersichtlich wird, ist das Beugungsgitter, in welches das von dem B-Ende 13 ausgesandte Licht der Halbleiterlaserdiode 11 eingeleitet wird, identisch mit dem Beugungsgitter, in welches das von dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 emittierte Licht eingeleitet wird. Das heißt, es ist das Beugungsgitter 22. Zum Beugen der Lichttypen werden zwei Teile des Beugungsgitters 22 verwendet. Deshalb sind die Bedingungen an dem Beugungsgitter 22 sowohl für das von dem B-Ende 13 ausgesandte Laserlicht der Halbleiterlaserdiode 11 als auch für das von dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 emittierte Laserlicht die gleichen.
Das von dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 in das Beugungsgitter 22 eingeleitete Licht ist derart gewählt, daß es die gleiche Wellenlänge wie die Resonanzwellenlänge 1 λ der externen Resonatorlichtquelle 14 aufweist, so daß das von dem Beugungsgitter 22 gebeugte Laserlicht wieder den gleichen Weg durchläuft und in den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 eingeleitet wird. 50% des in den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 eingeleiteten Laserlichts durchläuft den nicht polarisierenden Strahlteiler 32, wird von der Linse 35 fokussiert und wird in die Lichtleitfaser 36 eingeleitet. Das in die Lichtleitfaser 36 eingeleitete Laserlicht wird als Lichtausgabe A ausgegeben. Wie eindeutig durch das in 1 gezeigte Spektralzusammensetzungsdiagramm F2 gezeigt ist, wird die Lichtausgabe A zu Licht, in welchem der von der Halbleiterlaserdiode 11 emittierte, spontan emittierte Lichtbestandteil durch die Wellenlängenstreuungseffekt des Beugungsgitters 22 ausgeblendet werden kann. Die Lichtausgabe A wird von der Lichtleitfaser 36 als erste Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 emittiert.
Gemäß dem ersten Beispiel ist der nicht polarisierende Strahlteiler nicht in der externen Resonatorlichtquelle 14 vorgesehen, sondern ist in dem Strahlengang auf der stromab gelegenen Seite des Isolators 27 der externen Resonatorlichtquelle 14 in dem Strahlengangwechsler 30 vorgesehen. Bei der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 gemäß dem ersten Beispiel wird Laserlicht, das den spontan emittierten Lichtbestandteil enthält, aus der externen Resonatorlichtquelle 14 emittiert. Nach dem Emittieren aus der externen Resonatorlichtquelle 14 nimmt der nicht polarisierende Strahlteiler 32 in dem Strahlengangwechsler 30 die Lichtausgabe B, welche den spontan emittierten Lichtbestandteil enthält, und die Lichtausgabe A mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil, der durch Einleiten in das Beugungsgitter 22 erhalten wurde, wieder heraus.
Da in der externen Resonatorlichtquelle 14 kein nicht polarisierender Strahlteiler vorgesehen ist, besteht gemäß der Konfiguration des ersten Beispiels der Vorteil, daß der Verlust des Laserresonators oder -oszillators vermindert werden kann und die Resonanz oder die Schwingung in dem Laserresonator stabilisiert werden kann. Außerdem wird das Teilungsverhältnis des nicht polarisierenden Strahlteilers 32 in dem Strahlengangwechsler 30 vorzugsweise auf 50:50 eingestellt. Dadurch wird es möglich, die Intensität der Lichtausgabe mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil zu erhöhen. Außerdem kann man durch Änderung des Teilungsverhältnisses des nicht polarisierenden Strahlteilers 32 die Beziehung zwischen der Intensität der Lichtausgabe B mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil darin und die Intensität der Lichtausgabe A mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil darin einstellen und ändern. Man beachte, daß das Teilungsverhältnis an dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 durch Einstellen des Reflexionsgrads einer reflektierenden Schicht festgelegt wird, der zwischen zwei Prismen vorgesehen ist, welche den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 bilden.
Als nächstes wird anhand von 2 und 3 eine Ausführungsform der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. 2 und 3 zeigen die Konfiguration der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. 2 ist eine Seitenansicht, während 3 eine perspektivische Ansicht bei Betrachtung aus Richtung D1 gemäß 2 ist. In diesen Figuren sind Elementen, die im wesentlichen die gleichen wie die bei der ersten Ausführungsform erläuterten Elemente sind, die gleichen Bezugsziffern zugeordnet.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Halbleiterlaserdiode 11, das Beugungsgitter 22 und der Spiegel 41 in Littmann-Bauweise angeordnet. Durch das A-Ende 12 der Halbleiterlaserdiode 11 und den Spiegel 41 ist ein Laser umfaßt. Bei diesem Laserresonator ändert sich die Wellenlänge des emittierten Ausgabelichts abhängig von der Drehung des an dem Arm 42 befestigten Spiegels 41 um die drehbare Welle 43. Wenn der Brechungsindex der Halbleiterlaserdiode 11 durch Positionieren des A-Endes 12, des Beugungsgitters 22 und des Spiegels 41 in dem durch die jeweiligen Strichellinien 44a, 44b und 44c gezeigten Positionsverhältnis dabei als "1" angenommen wird, ist wohlbekannt, daß die Phasen der Laserschwingungswellenlänge der externen Resonatorlichtquelle 14 und des Laserresonators stets übereinstimmen und sich die Laserresonanz kontinuierlich ohne Artensprünge ändert. Das von der externen Resonatorlichtquelle 14 ausgesandte Laserlicht durchläuft den Spiegel 31 und den nicht polarisierenden Strahlteiler 32, wird von dem Beugungsgitter 22 und dem Spiegel 41 in seiner Wellenlänge gewählt, wird von der Linse 35 durch den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 hindurch wieder fokussiert, wird in die Lichtleitfaser 36 eingeleitet und wird als Lichtausgabe A der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquellenausrüstung 10 emittiert.
Da das Licht gegenüber dem ersten Beispiel über den Weg, der zu dem Beugungsgitter 22 hin läuft, das Beugungsgitter 22 durchläuft, wird gemäß der Ausführungsform zusätzlich zu der Wirkung und den Effekten des ersten Beispiels der spontan emittierte Lichtbestandteil, den die Halbleiterlaserdiode 11 aussendet, wirksamer ausgeblendet. Außerdem wird es durch Bereitstellung eines anderen Beugungsgitters anstelle des Spiegels 41 möglich, den spontan emittierten Lichtbestandteil wirkungsvoller auszuschalten.
Anhand von 4 und 5 wird ein drittes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. 4 und 5 zeigen die Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform. 4 ist eine Seitenansicht, während 5 eine perspektivische Ansicht bei Betrachtung aus Richtung D2 gemäß 4 ist. In diesen Figuren sind Elementen, die im wesentlichen die gleichen wie die bei der ersten Ausführungsform erläuterten Elemente sind, die gleichen Bezugsziffern zugeordnet.
Bei der dritten Ausführungsform sind die Halbleiterlaserdiode 11, das A-Ende 12, das B-Ende 13, die reflexionsmindernde Schicht 15 und die Linse 21 die gleichen wie in der Konfiguration der ersten Ausführungsform. Das von der Halbleiterlaserdiode 11 durch das B-Ende 13 hindurch emittierte Licht wird durch die Linse 21 in paralleles Licht umgewandelt.
Bei diesem Beispiel umfaßt die Wellenlängenwählkonstruktion 23 einen abstimmbaren Wellenlängenfilter 45, einen Spiegel 46 und einen Bewegungsmechanismus 47 zum Bewegen des Spiegels 46 in Links-Rechts-Richtung in 4. Bei dem abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 zeigen der Pfeil y gemäß 4 und der Pfeil x gemäß 5 die Axialrichtungen des abstimmbaren Wellenlängenfilters 45. Der abstimmbare Wellenlängenfilter 45 ist ein Bandpaßfilter für schmalbandige Wellenlängen, der nur die gewünschte Wellenlänge hindurchläßt. Er ist ein abstimmbarer Wellenlängenfilter, welcher die gleiche Wellenlängendurchlaßkennkurve in der Axialrichtung y und Änderungen der Wellenlänge aufweist, die mit einer konstanten Änderungsrate in der Axialrichtung x hindurchgelassen werden.
Das von der Linse 21 in paralleles Licht umgewandelte Licht durchläuft den abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 genau mit der gewünschten Wellenlänge. Das den abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 durchlaufende Licht trifft senkrecht auf den Spiegel 46 auf, folgt dann dem Einfallsweg zurück, wird wieder in den abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 eingeleitet, wird wieder mit der gleichen Wellenlänge in seiner Wellenlänge gewählt, wird dann von der Linse 21 fokussiert und wird in die Halbleiterlaserdiode 11 eingeleitet. Auf diese Weise bilden das A-Ende 12 und der Spiegel 46 einen Laserresonator. In der von dem abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 gewählten Wellenlänge wird eine Laserschwingung erzeugt. Das von dem A-Ende 12 emittierte Laserlicht wird durch die Linse 26 in paralleles Licht umgewandelt und wird durch den Isolator 27 ausgesandt.
Die Spiegel 31 und 48 sind derart angeordnet, daß das von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Laserlicht in seiner Wellenlänge das gleiche wird, das als Schwingungswellenlänge des Laserlichts durch den abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 hindurchgelassen wird. Der Strahlengangwechsler 30 gemäß dieser Ausführungsform umfaßt die Spiegel 31 und 48. Das Laserlicht, das an dem Spiegel 48 reflektiert wird und dann den abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 durchläuft, ist das Licht A mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil, emittiert von der Halbleiterlaserdiode 11 emittiert. Dieses Laserlicht wird durch die Linse 35 fokussiert und in die Lichtleitfaser 36 eingeleitet. Aus der Lichtleitfaser 36 wird die oben genannte Lichtausgabe A ausgegeben.
Gemäß der Konfiguration des dritten Beispiels ist der Spiegel 46, der ein Ende des Laserresonators in der externen Resonatorlichtquelle 14 bildet, an dem Bewegungsmechanismus 47 angeordnet, und es wird die Resonanzwellenlänge des das A-Ende 12 und den Spiegel 46 umfassenden Laserresonators eingestellt. Auf Grund dessen ist die externe Resonatorlichtquelle 14 im wesentlichen derart konfiguriert, daß sie nicht an Artensprüngen in der Laserresonanz leidet.
Man beachte, daß es auch bei der Konfiguration des dritten Beispiels in der gleichen Weise wie bei dem oben erläuterten ersten Beispiel usw. möglich ist, anstelle des Spiegels 48 einen nicht polarisierenden Strahlteiler 32 in dem Strahlengangwechsler 30 zu verwenden. In diesem Fall wird ein Teil des aus der externen Resonatorlichtquelle 14 ausgegebenen Lichts durch den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 abgetrennt und läuft zu der Seite des abstimmbaren Wellenlängenfilters 45 weiter. Das übrige Licht durchläuft den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 und läuft in der in 1 gezeigten Weise zu einer anderen Lichtleitfaser 34 weiter. Deshalb erhält man das durch den abstimmbaren Wellenlängenfilter 45 laufende Licht als Lichtausgabe A, während man die Lichtausgabe B mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil darin von der Lichtleitfaser 34 erhält.
Als nächstes wird anhand von 6 ein viertes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Bei dem vierten Beispiel sind die in der externen Resonatorlichtquelle 14 enthaltenen Bestandteile die gleichen wie bei dem ersten Beispiel. Das von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Laserlicht ist linear polarisiertes Licht. Dieser Polarisierungszustand ist als S1 bezeichnet.
8A bis 8G zeigen Einzelheiten der Polarisierungszustände für die Vorwärtsbewegungsrichtung des Laserlichts. In 8A bis 8G sind sieben Polarisierungszustände S1 bis S7 gezeigt. In der folgenden Erläuterung werden Einzelheiten zu den Polarisierungszuständen deutlicher erkennbar.
Bei dem vierten Beispiel wird das von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Laserlicht durch den Spiegel 31 in seinem Weg geändert und wird in den polarisierenden Strahlteiler 51 eingeführt. Der polarisierende Strahlteiler 51 ist derart plaziert, daß er Licht des Polarisationszustands S1 reflektiert. Hierbei ist der Polarisationszustand S1, wie er in 8A gezeigt ist, ein Zustand, in welchem die Neigung der Schwingungsebene des Lichts (die Polarisationsebene) 0 Grad beträgt und die Polarisationsebene mit der x-Achse in der den Polarisationszustand zeigenden xy-Ebene übereinstimmt. Der Teil des Laserlichts, der von dem polarisierenden Strahlteiler 51 reflektiert wird, wird in die λ/4-Platte 52 eingeleitet. Das in die λ/4-Platte 52 eingeleitete Laserlicht ändert sich in der von 8B gezeigten Weise in seiner Neigung der Schwingungsebene, um den im Uhrzeigersinn drehenden Polarisationszustand S2 zu ändern. Das wie in dem Polarisationszustand S2 rotierend polarisierte Laserlicht wird in das Beugungsgitter 22 eingeleitet, in welchem der spontan emittierte Lichtbestandteil ausgeblendet wird, der von der Halbleiterlaserdiode 11 emittiert wird, und nur die gewünschte Wellenlänge gewählt wird, und wird dann wieder in die λ/4-Platte 52 eingeleitet. Das Laserlicht, das von dem Beugungsgitter 22 in die λ/4-Platte 52 eingeleitet und durch diese hindurchgeleitet wird, ändert seinen Polarisationswinkel um 90 Grad im Vergleich zu dem Polarisationszustand S1, den 8D zeigt. Die Schwingungsebene des Laserlichts des Polarisationszustands S4 stimmt mit der y-Achse in der xy-Ebene überein. Das Laserlicht des Polarisationszustands S4 wird wieder in den polarisierenden Strahlteiler 51 eingeleitet. Auf Grund des polarisierenden Strahlteilers 51 kann das Laserlicht des Polarisationszustands S4 durch diesen hindurchgelassen und in die Linse 35 eingeleitet werden. An der Linse 35 wird das Laserlicht fokussiert, wird in die Lichtleitfaser 36 eingeleitet und wird aus Ausgabelicht A der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 emittiert.
Gemäß der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 gemäß dem vierten Beispiel kann im Vergleich zu dem Verwendungsfall für den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 in dem ersten Beispiel der durch den Strahlteiler entstehende Verlust beseitigt werden. Deshalb kann man im Vergleich zu der Konfiguration der ersten Ausführungsform eine größere Lichtausgabe erhalten. Außerdem kann man durch Anordnen des polarisierenden Strahlteilers 51 derart, daß man das gewünschte Verhältnis von Reflexion und Durchlässigkeit in Bezug auf linear polarisiertes Licht erhält, beide Lichtausgaben einer Lichtausgabe A mit dem unterdrückten, spontan emittierten Lichtbestandteil, der von der Halbleiterlaserdiode 11 emittiert wird und, obwohl diese in 6 nicht gezeigt ist, einer Lichtausgabe B mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil erhalten, der von der Halbleiterlaserdiode 11 emittiert wird. Man beachte, daß der polarisierende Strahlteiler 51 ebenfalls mit einer Linse 33 und einer Lichtleitfaser 34 zum Herausnehmen des Lichtausgangs B versehen ist. Dabei wird das Verhältnis zwischen der Lichtausgabe A und der Lichtausgabe B von dem Teilungsverhältnis (dem Verhältnis von Reflexion und Durchlässigkeit) des polarisierenden Strahlteilers 51 bestimmt. Das Teilungsverhältnis des Strahlteilers oder des polarisierenden Strahlteilers 51 ändert sich abhängig von dem Polarisationszustand des in den polarisierenden Strahlteiler eingeleiteten Lichts. Außerdem ändert sich beim Einleiten von linear polarisiertem Licht in den polarisierenden Strahlteiler das Teilungsverhältnis des Lichts abhängig von dem jeweiligen Winkel des in den polarisierenden Strahlteiler eingeleiteten, linear polarisierten Lichts. Das Teilungsverhältnis wird durch Einstellen des jeweiligen Winkels zwischen dem linear polarisiertem Licht festgelegt, das von der externen Resonatorlichtquelle 14 und dem polarisierenden Strahlteiler 51 emittiert wird.
Als nächstes wird anhand von 7 ein fünftes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Die fünfte Ausführungsform ist eine Modifizierung der vierten Ausführungsform. Bei dem fünften Beispiel wird anstelle der λ/4-Platte 52 ein Faraday-Rotator 53 verwendet. Der Rest der Konfiguration ist der gleiche wie bei der in dem vierten Beispiel erläuterten Konfiguration. Den gleichen Elementen sind die gleichen Bezugsziffern zugeordnet. Der Faraday-Rotator 53 ist derart eingestellt, daß der Polarisationszustand des eingegebenen Laserlichts um 45 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Das aus der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Laserlicht ist linear polarisiertes Licht. Dieser Polarisationszustand ist der obige Polarisationszustand S1. Das Laserlicht wird auf seinem Weg von dem Spiegel 31 geändert und in den polarisierenden Strahlteiler 51 eingeleitet. Der Teil des Laserlichts, der von dem polarisierenden Strahlteiler 51 reflektiert wird, wird in den Faraday-Rotator 53 eingeleitet. Das in den Faraday-Rotator 53 eingeleitete Laserlicht erhält den Polarisationszustand S3, der sich in der Polarisationsneigung gegenüber dem in der in 8C gezeigten Polarisationszustand S1 um 45 Grad gegen den Uhrzeigersinn geändert hat. Das Laserlicht mit dem Polarisationszustand S3 wird in das Beugungsgitter 22 eingeleitet, in welchem das von der Halbleiterlaserdiode 11 emittierte, spontan emittierte Lichtbestandteil ausgeblendet wird und nur die gewünschte Wellenlänge gewählt wird und dann wieder in den Faraday-Rotator 53 eingeleitet wird. Das von dem Beugungsgitter 22 in den Faraday-Rotator 53 eingeleitete und diesen durchlaufende Laserlicht erhält den obigen, in 8D gezeigten Polarisationszustand S4 und wandelt sich dann in das Laserlicht in dem Zustand, der sich im Polarisationswinkel um 90 Grad gegenüber dem Polarisationszustand S1 geändert hat, und wird wieder in den polarisierenden Strahlteiler 51 eingeleitet. Mit dem polarisierenden Strahlteiler 51 kann das Laserlicht im Polarisationszustand S3 zu der Linse 35 laufen und in diese eingeleitet werden. Das Laserlicht wird durch die Linse 35 fokussiert, wird in die Lichtleitfaser 36 eingeleitet und wird als Ausgabelicht A der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 emittiert. Auch die Konfiguration des vierten Beispiels ist ebenso mit der Linse 33 und der Lichtleitfaser 34 versehen, die in 1 an dem polarisierenden Strahlteiler 51 gezeigt sind, jedoch wurde auf Darstellung verzichtet.
Gemäß dem fünften Beispiel werden ein polarisierender Strahlteiler 51 und der Faraday-Rotator 53 verwendet, so daß der Teilungsverlust vermindert werden kann und man größere Lichtausgaben A und B im Vergleich zu dem Verwendungsfall eines nicht polarisierenden Strahlteilers 51 erhält.
Man beachte, daß man natürlich ähnliche Wirkungen auch mit einem anderen Element als einem Faraday-Rotator 53, beispielsweise einem PLZT, erhalten kann, wenn dieses eine Drehung des Polarisationszustands in einen gewünschten Winkel bewirken kann.
Als nächstes wird anhand von 9 ein sechstes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. 9 ist eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß dem sechsten Beispiel. Die sechste Ausführungsform ist eine Modifizierung der vierten Ausführungsform als weiteres Beispiel. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem sechsten Beispiel umfaßt die Konfiguration des vierten Beispiels, die mit dem Spiegel 31 an einem Bewegungsmechanismus 54 versehen ist und mit einer Linse 33 und einer Lichtleitfaser 34 versehen ist. Die Linse 33 und die Lichtleitfaser 34 sind die gleichen wie diejenigen in der Konfiguration zum Herausnehmen der in dem ersten Beispiel gezeigten Lichtausgabe B. Der Rest der Konfiguration ist der gleiche wie bei der in dem vierten Beispiel erläuterten Konfiguration. Den Elementen, die in der vierten Ausführungsform erläutert werden, sind die gleichen Bezugsziffern zugeordnet.
Gemäß der Konfiguration des sechsten Beispiels kann man durch Bewegen des Spiegels 31 mit dem Bewegungsmechanismus 54 zur Änderung seiner Position und zur Änderung des Weges des von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierten Laserlichts die Lichtausgabe A, die in dem spontan emittierten Lichtbestandteil von der Halbleiterlaserdiode 11 ausgeblendet ist, und die Lichtausgabe B, welche die direkte Lichtausgabe der externen Resonatorlichtquelle 14 umfaßt, schalten und wahlweise emittieren. Man beachte, daß man die Konfiguration, welche den Strahlengangwechsler 30 mit einem Bewegungsmechanismus 54 zum linearen Bewegen des Spiegels 31 in der oben erläuterten Weise zum wahlweisen Herausnehmen der Lichtausgaben A und B in ähnlicher Weise auf andere Beispiele oder auf die Ausführungsformen neben dem vierten Beispiel anwenden kann.
Als nächstes wird anhand von 10 ein siebentes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. 10 ist eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß dem siebenten Beispiel. Das siebente Beispiel ist eine Modifizierung der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung der vierten Ausführungsform als ein Beispiel. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem siebenten Beispiel umfaßt die Konfiguration des vierten Beispiels, die in der gleichen Weise wie das sechste Beispiel mit dem Spiegel 31 an einem Bewegungsmechanismus 55 versehen ist und mit der Linse 33 und der Lichtleitfaser 34 versehen ist.
Gemäß der Konfiguration des siebenten Beispiels läßt sich der Spiegel 31 mit dem Drehmechanismus 55 drehen, um den Winkel des Spiegels 31 zu ändern und den Weg der Lichtausgabe aus der externen Resonatorlichtquelle 14 zu ändern. Auf Grund dieser Konfiguration kann zwischen der Lichtausgabe A, die in dem spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode 11 ausgeblendet ist, und der Lichtausgabe B, welche die direkte Lichtausgabe der externen Resonatorlichtquelle 14 umfaßt, geschaltet und wahlweise emittiert werden. Man beachte, daß man die Konfiguration, welche den Drehmechanismus 55 zum Drehen des Spiegels 31 und das wahlweise Herausnehmen der Lichtausgaben A und B vorsieht, in ähnlicher Weise auf andere Beispiele oder auch auf die Ausführungsformen neben dem vierten Beispiel anwenden kann.
Als nächstes wird anhand von 11 ein achtes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. 11 ist eine Ansicht der Konfiguration einer wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß dem achten Beispiel. Die Konfiguration dieses Beispiels ist eine Modifizierung der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung dem vierten Beispiel. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem achten Beispiel umfaßt die Konfiguration des vierten Beispiels, die mit dem polarisierenden Strahlteiler 51 an einem Bewegungsmechanismus 56 versehen ist und mit der Linse 33 und der Lichtleitfaser 34 versehen ist.
Gemäß der Konfiguration dieses Beispiels wird die Position des polarisierenden Strahlteilers 51 durch den Bewegungsmechanismus 56 geändert, um den Weg der Lichtausgabe aus der externen Resonatorlichtquelle 14 zu ändern. Auf Grund dessen kann die Lichtausgabe A mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode 11 und die Lichtausgabe B, welche die direkte Lichtausgabe der externen Resonatorlichtquelle 14 umfaßt, geschaltet und emittiert werden. Man beachte, daß man die Konfiguration, welche den Strahlengangwechsler 30 mit einem Bewegungsmechanismus 56 zum geraden Bewegen des polarisierenden Strahlteilers 51 und zum wahlweisen Herausnehmen der Lichtausgaben A und B wahlweise in der obigen Weise vorsieht, in ähnlicher Weise auf andere Beispiele oder auch auf die Ausführungsformen neben dem vierten Beispiel anwenden kann.
Als nächstes wird anhand von 12 ein neuntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. 12 ist eine Ansicht der Konfiguration der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß dem neunten Beispiel. Die Konfiguration dieses Beispiels ist eine Modifizierung der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung dem vierten Beispiel. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem neunten Beispiel umfaßt die Konfiguration des vierten Beispiels, die mit dem polarisierenden Strahlteiler 51 an einem Bewegungsmechanismus 57 und mit einer Änderung des Winkels des polarisierenden Strahlteilers 51 durch den Drehmechanismus 57 um 90 Grad versehen ist, um den Weg der Lichtausgabe aus der externen Resonatorquelle 14 zu ändern. Gemäß dieser Konfiguration können die Lichtausgabe A, die in dem spontan emittierten Lichtbestandteil aus der Halbleiterlaserdiode 11 ausgeblendet ist, und die Lichtausgabe B, welche die direkte Lichtausgabe der externen Resonatorlichtquelle 14 umfaßt, geschaltet und emittiert werden. Man beachte, daß man die Konfiguration, welche den Strahlengangwechsler 30 mit einem Bewegungsmechanismus 57 zum Drehen des polarisierenden Strahlteilers 51 auf diese Weise zum wahlweisen Herausnehmen der Lichtausgaben A und B vorsieht, in ähnlicher Weise auch auf andere Beispiele oder auf die Ausführungsformen neben dem vierten Beispiel anwenden kann.
Als nächstes wird anhand von 13 ein zehntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. 13 ist eine Ansicht der Konfiguration der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß dem zehnten Beispiel. Diese Ausführungsform ist als Modifizierung des vierten Beispiels konfiguriert. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem zehnten Beispiel umfaßt die Konfiguration des vierten Beispiels, die mit einem Faraday-Rotator 58 an dem Strahlengang des Spiegels 31 und mit dem polarisierenden Strahlteiler 51 versehen ist und mit einer Linse 33 und einer Lichtleitfaser 34 versehen ist. Der Faraday-Rotator 58 legt den Drehungswinkel der Polarisation unter Berücksichtigung des Lichtverlusts durch die λ/4-Platte 52 und durch das Beugungsgitter 22 gemäß dem gewünschten Verhältnis der Lichtausgabe A und der Lichtausgabe B fest.
Das polarisierte Licht des von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierten Laserlichts ist linear polarisiertes Licht. Der Polarisierungszustand lautet in der oben erläuterten Weise S1. Das von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Laserlicht wird in seinem Weg von dem Spiegel 31 geändert und wird in den Faraday-Rotator 58 eingeleitet. Auf Grund des Faraday-Rotators 58 erhält das Laserlicht den Polarisationszustand S5 mit dem gewünschten Polarisationswinkel zwischen 0 Grad und 90 Grad in der in 8E gezeigten Weise. Dieses Laserlicht wird in den polarisierenden Strahlteiler 51 eingeleitet. Ein Teil des polarisierten Lichts wird nach Maßgabe des Einfallswinkels durch den polarisierenden Strahlteiler 51 hindurchgelassen, wird von der Linse 33 fokussiert, wird in die Lichtleitfaser 34 eingeleitet und wird als Lichtausgabe B der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 emittiert. Ebenso wird das andere Laserlicht, das von dem polarisierenden Strahlteiler 51 reflektiert wurde, in die λ/4-Platte 52 eingeleitet. Das in die λ/4-Platte 52 eingeleitete Licht ändert seinen Polarisationszustand, wie der in 8B gezeigte Polarisationszustand S2 zeigt. Das in der Polarisierung, beispielsweise mit dem Polarisationszustand S2, gedrehte Laserlicht wird in das Beugungsgitter 22 eingeleitet, wird in dem von der Halbleiterlaserdiode 11 emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet, wird nur in der gewählten Wellenlänge gewählt und wird erneut in die λ/4-Platte eingeleitet.
Das Laserlicht, das in der von dem in 8D gezeigten Polarisationszustand S4 gezeigten Weise von dem Beugungsgitter 22 in die λ/4-Platte 52 eingeleitet und durch diese hindurchgeleitet wird, ändert seinen Polarisationswinkel um 90 Grad gegenüber dem Polarisationszustand S1 und wird erneut in den polarisierenden Strahlteiler 51 eingeleitet. Auf Grund des polarisierenden Strahlteilers 51 kann das Laserlicht des Polarisationszustands S4 durch diesen hindurchgelassen und in die Linse 35 eingeleitet werden. Das Laserlicht wird von der Linse 35 fokussiert, wird in die Lichtleitfaser 36 eingeleitet und wird aus Ausgabelicht A der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 emittiert.
Gemäß dem obigen Beispiel ist der Faraday-Rotator 58 in dem Strahlengang des Spiegels 31 und des polarisierenden Strahlteilers 51 angeordnet, und der Drehungswinkel der Polarisation wird unter Berücksichtigung des Lichtverlusts auf Grund der λ/4-Platte 52 und des Beugungsgitters 22 festgelegt, und somit läßt sich das gewünschte Verhältnis der Lichtausgabe A und der Lichtausgabe B erhalten. Die kennzeichnende Konfiguration dieses Beispiels läßt sich auch auf andere Beispiele oder auf die Ausführungsform neben dem vierten Beispiel anwenden.
Als nächstes wird anhand von 14 ein elftes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem elften Beispiel ist in ihrer Konfiguration in bezug auf die externe Resonatorlichtquelle 14 die gleiche wie das erste Beispiel. Das von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Licht wird direkt zum Ausgabelicht der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10. Das von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Licht wird durch die Linse 33 fokussiert, wird in die Lichtleitfaser 34 eingeleitet und wandelt sich in die Ausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10, d.h. in die Lichtausgabe B.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung 10 ist außerdem mit Lichtleitfasern 61 und 62 und einer Linse 63 versehen. Durch den auf dieser Konfiguration beruhenden Strahlengang wird das aus den Lichtleitfasern 61 und 62 eingeleitete Licht in paralleles Licht umgewandelt und wird in den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 eingeleitet. Die Lichtleitfaser 62, die Linse 63 und der nicht polarisierende Strahlteiler 32 sind derart in Position eingestellt, daß die Wellenlänge mit der gleichen Wellenlänge wie die Laserwellenlänge der externen Resonatorlichtquelle 14 gewählt wird. Das von der Lichtleitfaser 62 her auftreffende Licht wird in seiner Wellenlänge durch das Beugungsgitter 22 gewählt, von dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 nur in der gleichen Wellenlänge wie derjenigen des externen Resonatorlichtquelle 14 reflektiert, von der Linse 35 fokussiert und aus der Lichtleitfaser 36 ausgegeben.
Gemäß der Konfiguration des elften Beispiels kann man durch Verbinden der Lichtleitfaser 34 und der Lichtleitfaser 62 durch die Lichtleitfaser 61 die Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 von der Lichtausgabe B mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil darin, der aus der Halbleiterlaserdiode 11 emittiert wird, auf die Lichtausgabe A umschalten, die in dem spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet ist, der aus der Halbleiterlaserdiode 11 emittiert wird. Die kennzeichnende Konfiguration des elften Beispiels kann auch in Kombination mit den anderen Beispielen oder den Ausführungsformen angewandt werden.
Als nächstes wird anhand von 15 ein zwölftes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem zwölften Beispiel ist eine Modifizierung des elften Beispiels. Bei dem zwölften Beispiel sind Elementen, die im wesentlichen die gleichen wie die in dem elften Beispiel erläuterten Elemente sind, die gleichen Bezugsziffern zugeordnet. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem zwölften Beispiel kann durch die Konfiguration des elften Beispiels umfaßt sein, bei welcher die Lichtleitfasern 34 und 62 und eine die Polarisationsebene speichernde Faser als dieselben verbindende Lichtleitfaser verwendet werden. Die eine Polarisationsebene speichernde Faser kann auch für die Lichtleitfaser 36 verwendet werden. Gemäß der Konfiguration des zwölften Beispiels kann durch Angleichung aller Polarisationsebenen und Anordnung des polarisierenden Strahlteilers 65 und der λ/4-Platte 66 in der dargestellten Weise der Teilungsverlust des nicht polarisierenden Strahlteilers 32 in der elften Ausführungsform beseitigt werden, und die Lichtausgabe A, die in dem spontan emittierten Lichtbestandteil der Halbleiterlaserdiode 11 ausgeblendet ist, kann als Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 emittiert werden.
Außerdem kann das Beispiel in der folgenden Weise als ein anderes Beispiel für seine Anwendung modifiziert werden. Wenn die Polarisationsabhängigkeit des Beugungsgitters 22 berücksichtigt wird, braucht der Zustand des in das Beugungsgitter 22 eingeleiteten polarisierten Lichts nicht auf S2 festgelegt zu werden. Der Polarisationswinkel des eingeleiteten Lichts läßt sich mit der die Polarisationsebene speichernden Faser 62 einstellen, um den optimalen Winkel für das Beugungsgitter 22 zu erbringen, oder anstelle der λ/4-Platte kann ein Faraday-Rotator verwendet werden. Die kennzeichnende Konfiguration dieses Beispiels kann auch in Kombination mit den anderen Beispielen oder den Ausführungsformen angewandt werden.
Als nächstes wird anhand von 16 ein dreizehntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem dreizehnten Beispiel ist eine Modifizierung des elften Beispiels. Bei der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß dem dreizehnten Beispiel wird anstelle der Lichtleitfaser 61, die zum Umschalten der Ausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 in dem elften Beispiel verwendet wird, ein Lichtleitfaserkoppler 67 verwendet. Gemäß dem Teilungsverhältnis des Lichtleitfaserkopplers 67 kann man zwei Ausgaben der Lichtausgabe A, die in dem von der Halbleiterlaserdiode 11 emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet wird, und der Lichtausgabe C emittieren, die in dem von der Halbleiterlaserdiode 11 als Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 nicht ausgeblendet wird, gleichzeitig ausgeben. Die kennzeichnende Konfiguration dieses Beispiels kann auch in Kombination mit den anderen Beispielen oder den Ausführungsformen angewandt werden.
Als nächstes wird anhand von 17 ein vierzehntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Das vierzehnte Beispiel ist eine Modifizierung des elften Beispiels. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß dem vierzehnten Beispiel umfaßt die Konfiguration des elften Beispiels, bei welcher anstelle der Lichtleitfaser 61 ein Lichtzirkulator 68 als Mittel zum Umschalten der Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 von der Lichtausgabe B mit dem von der Halbleiterlaserdiode 11 emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil darin zu der Lichtausgabe A verwendet wird, die in dem von der Halbleiterlaserdiode 11 emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet ist. Der Lichtzirkulator 68 ist auch mit der Änderungsfunktion für den Strahlengang durch den in 14 gezeigten, nicht polarisierenden Strahlteiler 32 versehen. Gemäß dieser Ausführungsform tritt kein auf den nicht polarisierenden Strahlteiler 32 zurückführbarer Teilungsverlust auf, und somit kann die Intensität der Lichtausgabe mit dem aus der Halbleiterlaserdiode 11 emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil im Vergleich zu der elften Ausführungsform höher gehalten werden. Die kennzeichnende Konfiguration dieses Beispiels kann auch in Kombination mit den anderen Beispielen oder den Ausführungsformen angewandt werden.
Als nächstes wird anhand von 18 ein fünfzehntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Das fünfzehnte Beispiel ist das gleiche wie das erste Beispiel in den in der externen Resonatorlichtquelle 14 enthaltenen Bestandteilen. Bei der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist in der in (a) gemäß 20 gezeigten Weise das von der externen Resonatorlichtquelle 14 emittierte Laserlicht eine Lichtausgabe, die als Laser mit der gewünschten Wellenlänge λ 1 schwingt und das von der Halbleiterlaserdiode 11 erzeugte, spontan emittierte Licht enthält. Wenn dieses Laserlicht in den Lichtverstärker 71 eingegeben wird, wird es verstärkt und bildet die in (b) gemäß 20 gezeigte Lichtausgabe, wobei das von dem Lichtverstärker 71 erzeugte, spontan emittierte Licht hinzu addiert wird. Zwar ist der Lichtverstärker 71 nicht gezeigt, umfaßt jedoch tatsächlich einen Halbleiterverstärker, eine Linse zum Verbinden von Licht mit diesem Halbleiterverstärker, eine Linse zum Umwandeln des von dem Halbleiterverstärker emittierten Lichts in paralleles Licht und eine Erregungsstromquelle, um eine Verstärkung an dem Halbleiterverstärker zu bewirken. Das von dem Lichtverstärker 71 verstärkte Laserlicht durchläuft teilweise den Spiegel 31 und den nicht polarisierenden Strahlteiler 32, wird an der Lichtleitfaser 34 von der Linse 33 fokussiert und wandelt sich in die Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 als Lichtausgabe B mit dem spontan emittierten Lichtbestandteil darin. Außerdem wird das von dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 reflektierte Laserlicht in seiner Wellenlänge von dem Beugungsgitter 22 gewählt, das auf die gleiche Wellenlänge wie die Laserwellenlänge der externen Resonatorlichtquelle 14 eingestellt ist, durchläuft den nicht polarisierenden Strahlteiler 32, wird durch die Linse 35 in die Lichtleitfaser 36 eingeleitet und wird von der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 als Lichtausgabe A emittiert, die in dem von der Halbleiterlaserdiode 11 und dem Lichtleitfaserverstärker 71 emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet ist, Die Wellenform dieser Lichtausgabe A ist in (c) gemäß 20 gezeigt.
Gemäß dem obigen Beispiel kann man, wenn zwischen der externen Resonatorlichtquelle 14 und dem Strahlengangwechsler 30 ein Lichtverstärker 71 vorgesehen wird und das Laserlicht verstärkt wird, eine Lichtausgabe auf höherer Stufe erhalten. Wenn der Lichtverstärker vorgesehen wird, wird außerdem das Rauschen des spontan emittierten Lichts des Lichtverstärkers hinzu addiert, jedoch wird der spontan emittierte Lichtbestandteil durch die Wellenlängenwählkonstruktion des Beugungsgitters ausgeblendet. Der Lichtverstärker kann auch auf die obigen Beispiele oder die Ausführungsformen angewandt werden.
Als nächstes wird anhand von 19 ein sechzehntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Dieses Beispiel ist eine Modifizierung des vierzehnten Beispiels. In der Konfiguration des vierzehnten Beispiels ist zwischen der Lichtleitfaser 34 der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 und dem Lichtzirkulator 68 ein Lichtverstärker 72 geschaltet. Die Lichtausgabe B aus der Lichtleitfaser 34 ist in der durch (a) gemäß 20 gezeigten Weise eine Lichtausgabe, die mit der gewünschten Wellenlänge λ 1 schwingt und das von der Halbleiterlaserdiode 11 erzeugte, spontan emittierte Licht enthält. Wenn dieses Laserlicht in den Lichtverstärker 72 eingegeben wird, wird das Laserlicht verstärkt, und das von dem Lichtverstärker 72 erzeugte, spontan emittierte Licht wird hinzuaddiert, was zu der Lichtausgabe führt, die durch (b) gemäß 20 gezeigt ist. Das von dem Lichtverstärker 72 verstärkte Laserlicht durchläuft den Lichtzirkulator 68, die Lichtleitfaser 62 und die Linse 63 und wird in seiner Wellenlänge von dem Beugungsgitter 22 gewählt. Das Laserlicht wird in der in (c) gemäß 20 gezeigten Weise als Lichtausgabe mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Licht der Halbleiterlaserdiode 11 und dem spontan emittierten Licht des Lichtverstärkers 81 von der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelleneinrichtung 10 durch die Linse 63, die Lichtleitfaser 62 und den Lichtzirkulator 68 hindurch als Lichtausgabe A emittiert. Gemäß diesem Beispiel kann die Lichtausgabe durch den Lichtverstärker 72 vergrößert werden.
Als nächstes wird anhand von 21 ein siebzehntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Dieses Beispiel ist eine Modifizierung des fünfzehnten Beispiels. In 21 sind Elementen, die im wesentlichen die gleichen wie die in 18 erläuterten Elemente sind, die gleichen Bezugsziffern zugeordnet. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß diesem Beispiel umfaßt die Konfiguration des fünfzehnten Beispiels, das zwischen dem nicht polarisierenden Strahlteiler 32 und der Linse 35 mit einem nicht polarisierenden Strahlteiler 73 versehen ist, die Lichtintensität durch einen Photodetektor 74 in ein elektrisches Signal umwandelt, die Änderung der Lichtausgabe mit einem automatischen Leistungssteuerkreis 75 detektiert und die Verstärkung eines Lichtverstärkers 71 derart einstellt, daß das elektrische Signal von dem Photodetektor 74 zu jedem Zeitpunkt konstant wird. Auf Grund dieser Konfiguration kann die Ausgabe des Lichtverstärkers 71 eingestellt und diese zu jedem Zeitpunkt auf einem gewünschten Grad aufrechterhalten werden.
Als nächstes wird anhand von 22 ein achtzehntes veranschaulichendes Beispiel für eine wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung erläutert. Dieses Beispiel ist eine Modifizierung des fünften Beispiels und besteht aus dem fünften Beispiel sowie der Konfiguration des siebzehnten Beispiels. Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung 10 gemäß diesem Beispiel umfaßt die Konfiguration des fünften Beispiels, das zwischen dem polarisierenden Strahlteiler 51 und der Linse 35 mit einem nicht polarisierenden Strahlteiler 73 versehen ist, die Lichtintensität durch einen Photodetektor 74 in ein elektrisches Signal umwandelt, die Änderung der Lichtausgabe mit einem ALS-Kreis 75 detektiert und den Drehungswinkel der Polarisierung durch den Faraday-Rotator 53 mit einem Polarisationswinkelsteuerkreis 76 derart einstellt, daß das elektrische Signal von dem Photodetektor 74 zu jedem Zeitpunkt konstant wird.
Die Polarisationszustände sind durch die obigen 8A bis 8G gezeigt. Die Änderung im Winkel des Polarisationszustands mit dem Faraday-Rotator 53 liegt im Bereich von 0 Grad als Minimum und 45 Grad als Maximum, wie der Polarisationszustand S6 gemäß 8F zeigt. Wenn das Licht in seiner Wellenlänge von dem Beugungsgitter 22 gewählt ist und erneut den Faraday-Rotator 53 durchläuft, ändert sich der Winkel des Polarisationszustands durch Verdoppelung des Polarisationszustands S6, wie der Polarisationszustand S7 gemäß 8G zeigt. Laserlicht mit diesem Polarisationszustand durchläuft den polarisierenden Strahlteiler 51, wird an der Lichtleitfaser 36 durch die Linse 35 fokussiert und wird dann von der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle 10 als Lichtausgabe A emittiert. Dabei ändert sich die Intensität des den polarisierenden Strahlteiler 51 durchlaufenden Lichts gemäß dem Winkel des Polarisationszustands S7. Deshalb kann die Lichtausgabe der wellenlängenmäßig abstimmbaren Lichtquelle 10 zu jedem Zeitpunkt konstant gestaltet werden.
Die kennzeichnenden Konfigurationen der obigen Beispiele können natürlich in geeigneter Weise kombiniert werden, um neue Ausführungsformen auf jeden Fall innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu realisieren. Weiterhin sind die in den Ausführungsformen und Beispielen erläuterten Konfigurationen, Formen und zugehörigen Anordnungen lediglich schematisch in einem Grade gezeigt, welcher das Verständnis der vorliegenden Erfindung ermöglicht. Weiterhin sind die Zahlenwerte und die Materialien der Bestandteile lediglich veranschaulichend gezeigt.
Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, bestehen gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen:
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ohne Ausstattung mit einem Strahlteiler im Innern der externen Resonatorlichtquelle konfiguriert ist, an der Außenseite der externen Resonatorlichtquelle jedoch mit einem Strahlengangwechsler versehen ist und einen gewünschten Strahlenteiler in deren Innern zum Rückführen eines Teils des Laserlichts zu einem Beugungsgitter oder einer anderen Wellenlängenwählkonstruktion nutzt, kann Laserlicht einer gewünschten Wellenlänge, das in dem von einem Verstärkungsmedium im Innern der externen Resonatorlichtquelle emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet ist, mit einer hohen Ausgabe emittieren.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in Ausstattung mit einem Strahlengangwechsler an der Außenseite der externen Resonatorlichtquelle konfiguriert ist und mit einem nicht polarisierenden Strahlteiler mit einem gewünschten Teilungsverhältnis im Innern des Strahlengangwechslers versehen ist, kann auf ein gewünschtes Verhältnis eingestellt werden und Laserlicht emittieren, welches den spontan emittierten Lichtbestandteil, der von einem Verstärkungsmedium im Innern der externen Resonatorlichtquelle emittiert wird, und Laserlicht enthält, das in dem spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet ist.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart konfiguriert, daß sie mit einem Strahlengangwechsler mit einem Spiegel und einem polarisierenden Strahlenteiler an der Außenseite der externen Resonatorlichtquelle vorsieht und das von dem polarisierenden Strahlenteiler geteilte Laserlicht durch eine λ/4-Platte hindurch zur Rückführung desselben in die Wellenlängenwählkonstruktion hindurchläßt. Deshalb läßt sich ein Verhältnis zwischen Laserlicht mit dem von einem Verstärkungsmedium in der externen Resonatorlichtquelle emittierten, spontan emittierten Lichtbestandteil und Laserlicht mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil durch Einstellen des Einfallswinkels des Laserlichts auf den polarisierenden Strahlteiler auf ein gewünschtes Verhältnis auf ein gewünschtes Verhältnis einstellen. Weiterhin kann sie mit einer hohen Ausgabe das Laserlicht einer gewünschten Wellenlänge mit dem ausgeblendeten, spontan emittierten Lichtbestandteil emittieren, der von einem Verstärkungsmedium in der externen Resonatorlichtquelle emittiert wird.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Faraday-Resonator nutzt, kann eine große Lichtausgabe erzielen und kann die Lichtausgabe stabilisieren.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in geeigneter Weise zum Einstellen des Teilungsverhältnisses an dem nicht polarisierenden Strahlteiler oder dem polarisierenden Strahlteiler konfiguriert ist, kann das Verhältnis der Lichtintensität der zwei Lichtausgaben auf einen gewünschten vorgegebenen Wert einstellen.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit einem Strahlengangwechsler mit einem Spiegel und einem Strahlteiler darin an der Außenseite der externen Resonatorlichtquelle versehen konfiguriert ist und mit einem Mechanismus zum Bewegen oder Drehen des Spiegels oder des Strahlteilers im Innern des Strahlengangwechslers oder mit verschiedenen Strahlengangschaltmitteln versehen ist, kann Laserlicht umschalten und emittieren, das den spontan emittierten Lichtbestandteil, der von einem Verstärkungsmedium im Innern der externen Resonatorlichtquelle emittiert wird, und Laserlicht enthält, das in dem spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendet ist.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die zur Verstärkung der Intensität der Lichtausgabe des Laserlichts der gewünschten Wellenlänge an dem Lichtverstärker und zum gleichzeitigen Ausblenden des spontan emittierten Lichtbestandteils, das von dem Verstärkungsmedium in der externen Resonatorlichtquelle emittiert wird, und von spontan emittiertem Licht konfiguriert ist, das aus dem Lichtverstärker emittiert wird, kann Laserlicht der gewünschten Wellenlänge emittieren, das in dem spontan emittierten Licht ausgeblendet ist und in der Lichtausgabe äußerst stark ist, und kann außerdem leicht die Intensität der in dem spontan emittierten Lichtbestandteil ausgeblendeten Lichtausgabe stabil halten.
Die wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Teil der Lichtausgabe herausnehmen und diesen zu einem Lichtverstärker oder einem Faraday-Rotator zurückführen kann, um die Lichtverstärkungsrate oder die Polarisation einzustellen, kann die Lichtausgabe stabilisieren und konstant halten.
Die vorliegende Offenbarung betrifft den Gegenstand, der in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-29945, eingereicht am 06. Februar 2002, enthalten ist.
Übersetzung der Figuren
Fig. 1
Fig. 8A bis 8G
Fig. 20
Fig. 21
Fig. 22
Fig. 23
Fig. 24

Claims

Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) mit: – einer externen Resonatorlichtquelle (14) umfassend: -- eine Wellenlängenwählkonstruktion (23) mit einem ersten Beugungsgitter (22) und einen Spiegel (41; 46) oder ein zweites Beugungsgitter zum Zurücklenken von Licht durch das erste Beugungsgitter (22) hindurch, und -- ein Verstärkungselement (11), -- wobei die externe Resonatorlichtquelle (14) mit einer von der Wellenlängenwählkonstruktion (23) gewählten Wellenlänge schwingt und Licht mit einem spontan emittierten Lichtbestandteil aussendet, und – einem Strahlengangwechsler (30), der zumindest einen Teil des von der externen Resonatorlichtquelle (14) emittierten Lichts zu der Wellenlängenwählkonstruktion (23) zurücklenkt, ohne daß es in die externe Resonatorlichtquelle (14) eintritt, so daß eine Wellenlänge des von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandten Lichts und eine von der Wellenlängenwählkonstruktion (23) gewählte Wellenlänge synchronisiert werden, und zum Unterdrücken des spontan emittierten Lichtbestandteils in dem zu der Wellenlängenwählkonstruktion (23) zurückgelenkten Licht.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 1, wobei die Wellenlängenwählkonstruktion (23) einen drehbaren Abschnitt zum Ändern des Einfallwinkels des Lichtes auf das erste Beugungsgitter (22) umfaßt, um die schwingende Wellenlänge und die Wellenlänge des emittierten Lichts zu wählen und zu synchronisieren.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 1, wobei der Spiegel (41) zum Ändern des Einfallwinkels des Lichtes auf das erste Beugungsgitter (22) drehbar ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Strahlengangwechsler (30) mit einem nicht polarisierenden Strahlteiler (32) zum Einleiten eines ersten Teils des von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandten Lichts zurück in die Wellenlängenwählkonstruktion (23) zur Unterdrückung des spontan ausgesandten Lichtbestandteils und eines zweiten Teils des von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandten Lichts zurück in einen ersten Ausgang (34) versehen ist, wobei ein Teil des ersten Teils des von der externen Resonatorlichtquelle ausgesandten Lichts nach der Unterdrückung des spontan ausgesandten Lichtbestandteils zu einem zweiten Ausgang ausgegeben wird.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend einen polarisierenden Strahlteiler (51) und eine λ/4-Platte (52) im Innern des Strahlengangwechslers (30), wenn das von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandte Licht linear polarisiertes Licht mit einer festen Polarisierungsrichtung ist, und das von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandte Licht dazu bringend, durch den polarisierenden Strahlteiler (51) und die λ/4-Platte (52) in dieser Reihenfolge zu treten, dann in die Wellenlängenwählkonstruktion (23) einzutreten, und das von der Wellenlängenwählkonstruktion (23) ausgesandte Licht dazu bringend, durch die λ/4-Platte (52) und den polarisierenden Strahlteiler (51) in dieser Reihenfolge zu treten, und es als Ausgabelicht herausnehmend.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend einen polarisierenden Strahlteiler (51) und einen Faraday-Rotator (53) im Innern des Strahlengangwechslers (30), wenn das von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandte Licht linear polarisiertes Licht mit einer festen Polarisierungsrichtung ist, und das von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandte Licht dazu bringend, durch den polarisierenden Strahlteiler (51) und den Faraday-Rotator (53) in dieser Reihenfolge zu treten, dann in die Wellenlängenwählkonstruktion einzutreten, und das von der Wellenlängenwählkonstruktion (23) ausgesandte Licht dazu bringend, durch den Faraday-Rotator (53) und den polarisierenden Strahlteiler (51) in dieser Reihenfolge zu tretend, und es als Ausgabelicht herausnehmend.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 4, wobei der nicht polarisierende Strahlenteiler (32) in ein Teilungsverhältnis gesetzt wird, eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandten Lichts und eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der Wellenlängenwählkonstruktion (23) ausgesandten Lichts auf der Basis dieses Teilungsverhältnisses erzeugt und derart eingestellt ist, daß das Verhältnis der Lichtintensität der zwei Lichtausgänge einen vorgegebenen Wert annimmt.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der polarisierende Strahlenteiler (51) in ein Teilungsverhältnis gesetzt wird, eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandten Lichts und eine Lichtausgabe nach Maßgabe des von der Wellenlängenwählkonstruktion (23) ausgesandten Lichts auf der Basis dieses Teilungsverhältnisses erzeugt und derart eingestellt ist, daß das Verhältnis der Lichtintensität der zwei Lichtausgänge einen vorgegebenen Wert annimmt.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Strahlengangwechsler (30) mit einem Strahlengangschaltmittel versehen ist, um einen Strahlengang zum Einleiten des von der externen Resonatorlichtquelle (14) ausgesandten Lichts in die Wellenlängenwählkonstruktion und zum Herausleiten des von der Wellenlängenwählkonstruktion (23) ausgesandten Lichts als erstes Ausgabelicht und einen Strahlengang zum Herausleiten des von der äußeren Resonatorlichtquelle (14) ausgesandten Lichts als zweites Ausgabelicht zu schaffen, ohne es durch die Wellenlängenwählkonstruktion (23) hindurch zu leiten.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 9, wobei das Strahlengangschaltmittel ein Mechanismus zum Versetzen eines Spiegels in Bewegung oder Drehung ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle nach Anspruch 9, wobei das Strahlengangschaltmittel ein Mechanismus zum Versetzen des polarisierenden Strahlteilers (51) oder des nicht-polarisierenden Strahlteilers (32) in Bewegung oder Drehung ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle nach Anspruch 9, wobei das Strahlengangschaltmittel ein Mechanismus zum Ändern eines Polarisierungszustands von Licht ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 9, wobei das Strahlengangschaltmittel ein Mechanismus zum Ändern des Anschlusses eines Lichtwellenleiters ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 13, wobei der Lichtwellenleiter eine Lichtleitfaser ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 13, wobei der Lichtwellenleiter ein Lichtleitfaserkoppler ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 13, wobei der Lichtwellenleiter ein Lichtzirkulator ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ferner umfassend einen Lichtverstärker (71) in dem Strahlengang auf einer stromab gelegenen Seite eines emittierenden Teils der externen Resonatorlichtquelle zum Verstärken des von der externen Resonatorlichtquelle emittierten Lichts.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 17, wobei der Lichtverstärker (71) ein Halbleiterlaserverstärker ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 17, wobei der Lichtverstärker (71) ein Lichtleitfaserverstärker ist.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 17, außerdem mit einem Fotodetektor (74) zum Erfassen eines Teils des Ausgabelichts und zum Einstellen einer optischen Verstärkungsrate des Lichtverstärkers (71) gemäß einem Erfassungssignal desselben, um die Lichtausgabe konstant zu halten.
Wellenlängenmäßig abstimmbare Lichtquelle (10) nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Fotodetektor (74) zum Erfassen eines Teils des Ausgabelichts und zum Einstellen eines Winkels des Faraday-Rotators gemäß einem Erfassungssignal desselben, um die Lichtausgabe konstant zu halten.