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公開番号2025095060
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023210841
出願日2023-12-14
発明の名称レーザ光源
出願人京セラSOC株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01S 5/068 20060101AFI20250619BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体レーザを光源とするレーザ光源において、不要な発振を抑えて、安定した光出力を得る。
【解決手段】半導体レーザ10を光源とするレーザ光源1において、半導体レーザ10の光出力を検出する光検出器23と、この光検出器23が出力する信号を受けて、該信号が示す光出力が目標領域内に収まるように半導体レーザ10の駆動電流を設定するフィードバック回路22と、上記目標領域を、光出力P2とそれより小さい光出力P1との間の領域に設定する制御回路31とを設ける。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体レーザを光源とするレーザ光源において、
前記半導体レーザの光出力を検出する光検出器と、
この光検出器が出力する信号を受けて、該信号が示す光出力が目標領域内に収まるように半導体レーザの駆動電流を設定するフィードバック回路と、
前記目標領域を、光出力Ｐ２とそれより小さい光出力Ｐ１との間の領域に設定する制御回路と、
が設けられてなるレーザ光源。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
（Ｐ２-Ｐ１）／（Ｐ２+Ｐ１）＝０．０１～０．１である請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項３】
前記半導体レーザの共振器とは別の外部共振器を有する請求項１または２に記載のレーザ光源。
【請求項４】
前記半導体レーザが、発振波長が３７５ｎｍから５３０ｎｍの範囲にあるＧａＮ系半導体レーザである請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ光源。
【請求項５】
前記半導体レーザから出射したレーザ光の一部を半導体レーザ側に戻す一方、残りのレーザ光を透過させるミラーと、半導体レーザの一端面とで構成される外部共振器を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ光源。
【請求項６】
前記ミラーと前記半導体レーザとの間のレーザ光路に挿入されて、レーザ光の波長を狭帯域に選択するバンドパスフィルターが設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ光源。
【請求項７】
前記バンドパスフィルターの半値幅が１．０ｎｍ以下である請求項６に記載のレーザ光源。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光源、特に詳細には、光源として半導体レーザを適用したレーザ光源に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１および２に示されているように、光源として半導体レーザ（レーザダイオード）を用いてなるレーザ光源が知られている。この種のレーザ光源は、各種計測装置の計測用光源として用いられることも多く、特にその場合は、光出力をある一定の範囲内に保つことが求められる。
【０００３】
上記の要求を満たすために従来は、上記特許文献１にも示されているＡＰＣ（Automatic Power Control）が多く実施されて来た。このＡＰＣは、レーザ光源の光出力をＰＤ（Photo Diode）等の光検出器で検出し、検出された光出力の値に応じて半導体レーザの駆動電流を増減させて、光出力を一定の範囲内に設定する制御である。この特許文献１には、本来の半導体レーザを構成する共振器の他に、半導体レーザから発せられたレーザ光の波長を選択して半導体レーザに帰還させる外部共振器を設けることも記載されている。
【０００４】
半導体レーザの光出力を一定の範囲内に設定する技術としては、上記ＡＰＣの他に、特許文献２の段落〔００１０〕に示されているＡＣＣ（Automatic Current Control）なる技術も知られている。このＡＣＣは、半導体レーザに流す電流を一定に保つ制御であり、この場合は温度による光出力変動を防止するために、半導体レーザを高精度で温度制御することも必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７０８６５３７号公報
特開２０１０－５１５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＰＣを実施する半導体レーザを適用したレーザ光源は、通常、光出力値が駆動電流値と１対１に対応するという好ましい特徴が有ることから広く用いられているが、回路ループを組むと高速の制御では発振してしまうという問題が認められている。高速の回路ループを組まない限りこの問題は回避して安定な光出力制御が可能になる。しかし、特にレーザ光源が前述した外部共振器を有する場合は、光出力値が駆動電流値と１対１に対応せずに、一つの駆動電流に対して二つの光出力を持つ電流領域があることから、安定した光出力制御が出来ずに不要な発振が生じることがある。不要な発振が起きると光ノイズが大きくなって、安定したレーザ光源が得られないという問題を招く。
【０００７】
以下、この問題を図５および図６を参照して説明する。図５は、例えばＡＰＣが実施されている場合の半導体レーザ駆動電流値（横軸）と光出力（縦軸）との関係を示している。ＡＰＣが正常になされていれば、この関係において、駆動電流値の増大に伴って光出力が単調増大する筈であるが、実際にはそうならないで発振することがある。この発振は図６に示すように、ある１つの駆動電流値lop１に対して、光出力がＰ１、Ｐ２の間でステップ状に変化する現象による。
【０００８】
特許文献１では、その図１２を参照してこの現象についても述べられている。この図１２において、横軸に示す駆動電流値が２００ｍＡ近辺にあるとき、縦軸に示す光出力が４５ｍＷとそれ以上の値との間でステップ状に変化し得ることが示されている（出力光の波長幅Δλ＝２．０ｎｍの場合）。この例では、駆動電流値lop１＝２００ｍＡ近辺で、光出力Ｐ１＝４０ｍＷ程度、Ｐ２＝５０ｍＷ程度である。上述したステップ状の変化は、半導体レーザのモードホップ現象に起因しており、半導体レーザに対して外部共振器を設けた場合はより顕著に表れ、安定したレーザ光源を得る上で阻害要因となる。
【０００９】
一方、ＡＣＣを実施する半導体レーザを適用したレーザ光源は、ループ回路を組まないので発振することは避けられるが、半導体レーザ自身やレーザ光源全体への通電による劣化のために、光出力が徐々に低下してしまうという問題が認められる。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、不要な発振を抑えて安定した光出力が得られるレーザ光源を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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