專利名稱：光源裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光源裝置及其控制方法。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及由半導(dǎo)體激光裝置和第二高次諧波發(fā)生器件構(gòu)成的短波長光源及其輸出光強(qiáng)度的控制方法。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)光盤的高密度化及顯示器的高清晰化，小型短波長光源是必要的。作為小型短波長光源，采用半導(dǎo)體激光器和擬相位匹配(以下記為「QPM」)方式的光波導(dǎo)型第二高次諧波發(fā)生(以下記為「SHG」)器件(光波導(dǎo)型QPM-SHG器件)的相干光源受到重視(參閱山本等的論文，Optics Letters Vol.16，No.15，1156(1991))。
圖20是表示采用光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的SHG藍(lán)色光源的結(jié)構(gòu)略圖。如圖20所示，半導(dǎo)體激光器采用具有分布布喇格反射器(以下記為「DBR」)區(qū)域的波長可變DBR半導(dǎo)體激光器54。波長可變DBR半導(dǎo)體激光器54為0.85μm波段的100mW級(jí)AlGaAs系列波長可變DBR半導(dǎo)體激光器，它由活性層區(qū)域56、相位調(diào)整區(qū)域57和DBR區(qū)域58構(gòu)成。而且，按照某固定的比率控制相位調(diào)整區(qū)域57和DBR區(qū)域58中的注入電流，能夠使振蕩波長連續(xù)變化。
作為第二高次諧波發(fā)生器件的光波導(dǎo)型QPM-SHG器件55由形成在X板MgO摻雜LiNbO3基板59上的光波導(dǎo)60和周期性的極化反轉(zhuǎn)區(qū)域61構(gòu)成。光波導(dǎo)60通過在焦磷酸中進(jìn)行質(zhì)子交換形成。另外，周期性極化反轉(zhuǎn)區(qū)域61通過在X板MgO摻雜LiNbO3基板59上形成梳狀電板并施加電場(chǎng)而制作。
在圖20所示的SHG藍(lán)色光源中，相對(duì)于100mW的激光輸出，75mW的激光在光波導(dǎo)60中耦合。而且，通過控制波長可變DBR半導(dǎo)體激光器54的相位調(diào)整區(qū)域57和DBR區(qū)域58中的注入電流量，振蕩波長固定在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件55的相位匹配波長容許寬度內(nèi)。使用這種SHG藍(lán)色光源，可以獲得約25mW的波長425nm的藍(lán)光，而得到的藍(lán)光在橫模為TE00模時(shí)具有衍射極限的聚光特性，噪聲也小，相對(duì)噪聲強(qiáng)度在-140dB/Hz以下，還具有適合光盤再現(xiàn)的特性。
對(duì)作為第二高次諧波發(fā)生器件的光波導(dǎo)型QPM-SHG器件55對(duì)于基波光波長的藍(lán)光輸出特性加以評(píng)價(jià)時(shí)，可知該藍(lán)光輸出功率為一半的波長寬度(對(duì)應(yīng)于相位匹配的波長容許寬度)很小約為0.1nm。這對(duì)于獲得穩(wěn)定的藍(lán)光輸出，是一個(gè)大問題。為了解決這個(gè)問題，作為基波光，傳統(tǒng)上采用波長可變DBR半導(dǎo)體激光器，將基波光的波長(振蕩波長)固定在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的相位匹配波長容許寬度內(nèi)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的藍(lán)光輸出。
半導(dǎo)體激光器光源的振蕩波長通常隨周圍溫度而變化，光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的最佳波長也隨周圍溫度而變化。因此，傳統(tǒng)上通過使用珀耳帖元件，使半導(dǎo)體激光器光源和光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的溫度保持恒定，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的藍(lán)光輸出。
但是考慮在光盤及激光打印機(jī)等光信息處理設(shè)備上裝載的情況下，在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下平均輸出功率時(shí)時(shí)刻刻都變化。此時(shí)半導(dǎo)體激光器光源產(chǎn)生的熱量變化，即使在通過珀耳帖元件等使周圍溫度保持恒定的情況下，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器光源本身的溫度變化，進(jìn)而振蕩波長變化，所以存在不能獲得穩(wěn)定的藍(lán)光輸出的問題。
另外，在為了裝置小型化而不使用珀耳帖元件等溫度控制裝置的情況下，周圍溫度的變動(dòng)更大，從而引起光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的輸出變動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)技術(shù)中存在的上述問題，其目的在于提供一種由半導(dǎo)體激光器光源與第二高次諧波發(fā)生器件組成的光源裝置，它在周圍溫度變化及輸出功率變動(dòng)的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的高次諧波輸出。另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)這種光源裝置的控制方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光源裝置的第一種結(jié)構(gòu)的特征在于它包括(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長的部件、(4)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光的波長變化的部件和(5)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長，以使上述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第二種結(jié)構(gòu)的特征在于它包括(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(4)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化的部件和(5)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第三種結(jié)構(gòu)的特征在于它包括(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率、使上述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(4)控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(5)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化的部件和(6)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化時(shí)的上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化，控制上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長，使上述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第四種結(jié)構(gòu)的特征在于它包括(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率、使上述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(4)控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(5)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化的部件和(6)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化，控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第一種控制方法是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，其特征在于它至少采用(1)控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(2)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化的部件和(3)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長使上述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第二種控制方法是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，其特征在于它至少采用(1)控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(2)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化的部件和(3)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第三種控制方法是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，其特征在于它至少采用(1)控制上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率來使上述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(2)控制上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長的部件、(3)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化的部件和(4)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化，控制上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長使上述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第四種控制方法是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，其特征在于它至少采用(1)控制上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率、使上述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(2)控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(3)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長變化的部件和(4)對(duì)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光波長發(fā)生了變化時(shí)的上述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向上述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化，控制上述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第五種結(jié)構(gòu)中包括(1)至少含有活性層區(qū)域和相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)在將上述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)將與向上述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到上述相位調(diào)整區(qū)域的部件和(3)轉(zhuǎn)換后使上述相位調(diào)整區(qū)域的注入電流隨即漸近地變化的部件。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第六種結(jié)構(gòu)中包括(1)至少含有活性層區(qū)域、相位調(diào)整區(qū)域和分布布喇格反射器(DBR)區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)在將上述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)將與向上述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到上述相位調(diào)整區(qū)域和上述DBR區(qū)域的部件和(3)轉(zhuǎn)換后使向上述相位調(diào)整區(qū)域和上述DBR區(qū)域注入的注入電流隨即漸近地變化的部件。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第七種結(jié)構(gòu)中包括(1)至少含有活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源和(2)在將上述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)用上述活性層區(qū)域的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過了濾波器后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)上述相位調(diào)整區(qū)域的部件。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第八種結(jié)構(gòu)中包括(1)至少含有活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)使得從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)在將上述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)將與向上述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到上述相位調(diào)整區(qū)域的部件和(4)控制向上述活性層區(qū)域注入的注入電流、使轉(zhuǎn)換后上述第二高次諧波發(fā)生器件產(chǎn)生的第二高次諧波的功率成為恒定的部件。
另外，本發(fā)明的光源裝置的第九種結(jié)構(gòu)中包括(1)至少含有活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)從上述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)在將上述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)將與向上述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到上述相位調(diào)整區(qū)域的部件和(4)控制上述活性層區(qū)域和上述相位調(diào)整區(qū)域中的注入電流、使轉(zhuǎn)換后上述第二高次諧波發(fā)生器件產(chǎn)生的第二高次諧波的功率成為恒定的部件。
另外，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)中包括(1)本發(fā)明的上述光源裝置、(2)將來自上述光源裝置的光導(dǎo)入信息載體的聚光光學(xué)系統(tǒng)和(3)檢測(cè)來自上述信息載體的反射光的部件。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光源裝置的結(jié)構(gòu)略圖。
圖2A是表示本發(fā)明實(shí)施例1的基波光的波長與出射的高次諧波的輸出功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，圖2B是表示同一實(shí)施例中的藍(lán)光輸出功率變動(dòng)狀況的示圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例2的光源裝置的結(jié)構(gòu)略圖。
圖4A是表示本發(fā)明實(shí)施例2的基波光的波長與出射的高次諧波的輸出功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，圖4B是表示同一實(shí)施例中注入電流量的時(shí)間變化與波長微量變動(dòng)之間的關(guān)系的示圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例2的另一例光源裝置的結(jié)構(gòu)略圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3的光源裝置的結(jié)構(gòu)略圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例3的薄膜加熱器安裝狀態(tài)的透視圖。
圖8是原理上表示本發(fā)明實(shí)施例4的光盤裝置上再現(xiàn)動(dòng)作與記錄動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)，即光源的平均輸出功率從低輸出功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高輸出功率狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的輸出光變動(dòng)波形的示圖。
圖9是原理上表示本發(fā)明實(shí)施例4的輸出功率轉(zhuǎn)換時(shí)高次諧波輸出功率和基波光的波長變動(dòng)狀況的示圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體激光器光源的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例4的記錄、再現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)波形的示圖，圖11A表示活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域中注入電流的時(shí)間變化，圖11B表示此時(shí)活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的折射率時(shí)間變化。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例4的用以抑制因振蕩波長變動(dòng)引起的高次諧波的輸出變動(dòng)的記錄、再現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)驅(qū)動(dòng)波形的示圖，圖12A表示活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域中注入電流的時(shí)間變化，圖12B表示此時(shí)活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的折射率時(shí)間變化。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例5的用以實(shí)現(xiàn)圖12所示的相位調(diào)整區(qū)域的注入電流的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施例5的用于實(shí)現(xiàn)圖12所示的相位調(diào)整區(qū)域的注入電流的另一電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例6的光源裝置的控制電路的框圖。
圖16A～C是表示本發(fā)明實(shí)施例6的注入光源裝置發(fā)光部的電流時(shí)間變化的示圖。
圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例7的光源裝置的控制電路的框圖。
圖18是表示本發(fā)明實(shí)施例7的采用的信號(hào)波形的示圖。
圖19是表示本發(fā)明實(shí)施例7的作為均衡部件使用的帶通濾波器的原理圖。
圖20是傳統(tǒng)技術(shù)中采用光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的SHG藍(lán)色光源的結(jié)構(gòu)略圖。
具體實(shí)施例方式
下面用實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光源裝置的結(jié)構(gòu)略圖。
如圖1所示，在本實(shí)施例的光源裝置中用以產(chǎn)生基波的半導(dǎo)體激光器光源采用0.85μm波段、100mW級(jí)AlGaAs系列波長可變DBR半導(dǎo)體激光器光源4，它具有分布布喇格反射器(以下記為「DBR」)區(qū)域1、通過注入電流調(diào)整激光器內(nèi)光的相位的相位調(diào)整區(qū)域2和通過注入電流控制其輸出功率的活性層區(qū)域3。
另外，作為第二高次諧波發(fā)生器件，采用擬相位匹配(以下記為「QPM」)方式的光波導(dǎo)型第二高次諧波發(fā)生(以下記為「SHG」)器件(光波導(dǎo)型QPM-SHG器件)5。也就是說，光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5由形成在采用鈮酸鋰(LiNbO3)的光學(xué)晶體基板(厚度0.5mm的X板MgO摻雜LiNbO3基板)11上面的光波導(dǎo)12和用于補(bǔ)償基波與高次諧波的傳播常數(shù)之差的、與光波導(dǎo)12垂直的周期性極化反轉(zhuǎn)區(qū)域構(gòu)成。光波導(dǎo)12通過在焦磷酸中進(jìn)行質(zhì)子交換形成。另外，周期性極化反轉(zhuǎn)區(qū)域通過在X板MgO摻雜LiNbO3基板11上形成梳狀電極、施加電場(chǎng)而制成。光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5能夠利用大的非線性光學(xué)常數(shù)，并且由于是光波導(dǎo)型，能取長的相互作用長度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高的轉(zhuǎn)換效率。
使半導(dǎo)體激光器光源4和光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5在Si底座6上一體化，通過珀耳帖元件進(jìn)行溫度控制。作為基波光的半導(dǎo)體激光不用透鏡而通過直接耦合與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的光波導(dǎo)耦合。也就是說，從半導(dǎo)體激光器光源4出射的基波光入射在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5上，入射在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5上的基波光被約束在光波導(dǎo)12內(nèi)部傳播。在光波導(dǎo)12內(nèi)部傳播的基波光通過光學(xué)晶體(X板MgO摻雜LiNbO3)具有的非線性而變換為第二高次諧波，具有基波光的半波長的高次諧波從光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的出射端面射出。
具有上述結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)型QPM-SH器件(以下記為「SHG光源」)5，由于光學(xué)晶體(X板MgO摻雜LiNbO3)具有的波長分散特性，對(duì)入射的基波光的波長具有圖2A所示的波長特性。圖2A表示入射的基波光波長與出射的高次諧波的輸出功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。高次諧波以基波光的最佳波長λ0為峰值，它相對(duì)于基波光波長λ有如下(公式1)所示的SINC函數(shù)表示的輸出特性。
〔公式1〕y＝Sinc{(λ-λ0)×π/a}＝sin{(λ-λ0)×π/a}/{(λ-λ0)×π/a}這里由高次諧波輸出功率為最大值一半的波長寬度所表示的波長容許誤差具有約0.1nm寬度，為了穩(wěn)定地獲得藍(lán)色輸出，必須精確、穩(wěn)定地將基波光的波長控制在λ0上。
下面說明圖1所示的半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長的控制方法。
一般地說，在半導(dǎo)體激光器光源中只有對(duì)前后反射面的光學(xué)距離L滿足如下(公式2)的波長λ的光被激振。
〔公式2〕2L＝nλ(n為整數(shù))滿足如上(公式2)的波長λ的列稱為「縱?！梗@時(shí)的振蕩波長取離散值。在圖1所示的半導(dǎo)體激光器光源4中在DBR區(qū)域1與半導(dǎo)體激光器光源4的出射端面之間設(shè)置相位調(diào)整區(qū)域2，通過在相位調(diào)整區(qū)域2上施加的電流，能夠使半導(dǎo)體激光器光源4的光學(xué)距離L變化，使縱模的波長λ變化。這樣，通過在相位調(diào)整區(qū)域2上施加的電流，能夠控制半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長。
但是按照下述的理由，在此波長控制方法中波長控制范圍受到限制。也就是說，在圖1所示的半導(dǎo)體激光器光源4的DBR區(qū)域1上形成光柵，只有其周期預(yù)定的波長的光被反射。具體地說，設(shè)DBR區(qū)域1的折射率為ndbr、DBR區(qū)域1的光柵周期為Λ時(shí)，在DBR區(qū)域1上反射而得到的光的波長范圍約為2Λ/ndbr±0.1nm，只能對(duì)此范圍內(nèi)的波長進(jìn)行控制。
在本實(shí)施例中為了擴(kuò)大上述波長控制范圍，采取以下方法。也就是說，通過在DBR區(qū)域1上形成電極、并在此電極上施加的電流使DBR區(qū)域1的有效光柵周期變化，同時(shí)使DBR區(qū)域1中的最佳波長變化。通過使DBR區(qū)域1的最佳波長變化來追蹤因施加在相位調(diào)整區(qū)域2上的電流引起的縱模的波長變化，能夠連續(xù)地控制振蕩波長。實(shí)際上，在DBR區(qū)域1與相位調(diào)整區(qū)域2上要施加一定比率的電流。
下面參照?qǐng)D1，說明使本發(fā)明的光源裝置的輸出穩(wěn)定的方法。
圖中，7是波長控制部件，通過控制在DBR區(qū)域1與相位調(diào)整區(qū)域2上施加的電流，波長控制部件7將半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長控制在某一波長上。此時(shí)通過由波長微量變動(dòng)部件8在半導(dǎo)體激光器光源4的DBR區(qū)域1與相位調(diào)整區(qū)域2上施加一定比率的電流，使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長微小變化。此時(shí)的高次諧波輸出光的一部分，例如約5％由半透明反射鏡分光，由高次諧波光輸出檢測(cè)部件監(jiān)視其時(shí)間變化。此時(shí)的藍(lán)光輸出功率的變動(dòng)狀況如圖2B所示。
在半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長控制在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長λ0附近時(shí)，波長以工作點(diǎn)B為中心變化，高次諧波輸出光按照半導(dǎo)體激光器光源4的波長變動(dòng)信號(hào)2倍的周期調(diào)制。此時(shí)對(duì)于波長的微小變動(dòng)量，波長向短波長一側(cè)變動(dòng)的情況與波長向長波長一側(cè)變動(dòng)的情況的高次諧波光的輸出相等。
而半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長因周圍溫度變化及半導(dǎo)體激光器光源4的驅(qū)動(dòng)電流變化而偏離了光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長λ0的情況下，例如以工作點(diǎn)A為中心工作。在圖2B中表示的是半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長向更短波長一側(cè)偏離光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長λ0的情況(工作點(diǎn)A)。此時(shí)的高次諧波輸出光出現(xiàn)與波長變動(dòng)相同的周期性輸出變動(dòng)，在波長長的情況下高次諧波輸出更大，在波長短的情況下高次諧波輸出更小。這樣通過相位比較部件將波長微量變動(dòng)部件8中產(chǎn)生的波長擺動(dòng)信號(hào)的相位與來自高次諧波光輸出檢測(cè)部件的輸出信號(hào)的相位進(jìn)行比較，如圖2B所示，在同相位的情況下，可以控制使波長更長。雖然未圖示，但可知在半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長向更長波長一側(cè)偏離光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長λ0的情況下，如果波長長，則高次諧波輸出變得更小，如果波長短，則高次諧波輸出變得更大。
總之，通過監(jiān)視半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長微小變化時(shí)的高次諧波輸出功率，就能檢測(cè)光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長的偏移。另外，通過將此波長的偏移反饋到半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長上，就能控制半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長，使之常時(shí)成為光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長λ0，對(duì)于一定的基波輸出，能夠常時(shí)保持固定且最大的光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的變換效率，使高次諧波輸出穩(wěn)定。
實(shí)施例2在上述實(shí)施例1中說明的波長控制方法中，為了監(jiān)視高次諧波輸出功率，雖然微小但高次諧波輸出功率要發(fā)生變動(dòng)。在本實(shí)施例中說明更高精度地控制高次諧波輸出功率的方法。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例2的光源裝置的結(jié)構(gòu)略圖。
如圖3所示，在本實(shí)施例中在圖1所示的結(jié)構(gòu)中增加了高次諧波輸出恒定控制部件9。也就是說，在使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長微小變動(dòng)時(shí)，通過波長微量變動(dòng)部件8監(jiān)視高次諧波輸出，通過高次諧波輸出恒定控制部件9反饋到半導(dǎo)體激光器光源4的活性層區(qū)域3中的注入電流上。在高次諧波輸出下降的情況下，使向半導(dǎo)體激光器光源4的活性層區(qū)域3中的注入電流增加，通過增加基波光的輸出，使高次諧波輸出保持恒定。通過將反饋環(huán)路的響應(yīng)頻率設(shè)定得充分高于波長微量變動(dòng)部件8的變動(dòng)頻率，即使在使波長發(fā)生了變動(dòng)時(shí)也能將高次諧波輸出的變動(dòng)量抑制得充分小。
這時(shí)，通過監(jiān)視波長微量變動(dòng)部件8的信號(hào)與注入電流量的時(shí)間變化的相關(guān)值，能夠探測(cè)到半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長之間的偏移。
圖4B表示注入電流量的時(shí)間變化與波長微量變動(dòng)之間的關(guān)系。例如對(duì)于半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長向更短波長一側(cè)偏離光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長λ0時(shí)(圖4A中的工作點(diǎn)A)的信號(hào)變化進(jìn)行說明。在通過波長微量變動(dòng)部件8使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長變短的情況下，光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的變換效率下降。但是這種情況下通過高次諧波輸出恒定控制部件9增加向半導(dǎo)體激光器光源4的活性層區(qū)域3注入的注入電流，增加基波光的輸出，使高次諧波輸出保持恒定。相反地，在通過波長微量變動(dòng)部件8使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長變長的情況下，通過高次諧波輸出恒定控制部件9減少向半導(dǎo)體激光器光源4的活性層區(qū)域3注入的注入電流。這樣，在注入電流的變化對(duì)于波長變動(dòng)信號(hào)為反相的情況下，使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長緩慢地向長波長一側(cè)變化；相反地，在注入電流的變化對(duì)于波長變動(dòng)信號(hào)為同相的情況下，使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長緩慢地向短波長一側(cè)變化，從而能將半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長控制在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長上，使高次諧波輸出功率穩(wěn)定。
總之，在由波長微量變動(dòng)部件8使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長微小變動(dòng)、進(jìn)行探尋最佳波長的控制時(shí)，通過結(jié)合高次諧波輸出恒定控制來檢測(cè)向半導(dǎo)體激光器光源4的活性層區(qū)域3中的注入電流的增減，能夠抑制高次諧波輸出的變動(dòng)。
另外，不檢測(cè)向半導(dǎo)體激光器光源4的活性層區(qū)域3中的注入電流的增減，而通過從基波功率的時(shí)間變化檢測(cè)波長偏移，也可以獲得同樣的效果。這種情況與監(jiān)視半導(dǎo)體激光器光源4的活性層區(qū)域3中的注入電流量的情況不同，由于不受半導(dǎo)體激光器光源4的發(fā)光效率變化的影響，因此能更精確地控制波長。如圖5所示，通過在構(gòu)成光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的光學(xué)晶體基板(X板MgO摻雜LiNbO3基板)11上配置基波功率檢測(cè)部件10，在來自半導(dǎo)體激光器光源4的出射光中檢出光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5中未被耦合的光，可以實(shí)現(xiàn)這種控制方法。
實(shí)施例3在上述實(shí)施例1與實(shí)施例2中說明了控制半導(dǎo)體激光器光源的振蕩波長的光源裝置，但通過控制光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的最佳波長也能使高次諧波(第二高次諧波)輸出功率穩(wěn)定。圖6表示其大致結(jié)構(gòu)。
如圖6所示，在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5中，在光學(xué)晶體基板(X板MgO摻雜LiNbO3基板)11的設(shè)有光波導(dǎo)12的一側(cè)的表面上設(shè)置薄膜加熱器13。薄膜加熱器13例如通過蒸鍍鋁等、再采用光刻蝕法加以圖案化而形成。如圖7所示，薄膜加熱器13以沿著光波導(dǎo)12的條狀形成，使光波導(dǎo)部的局部溫度上升。
另外，雖然未圖示，但可知為了抑制因薄膜加熱器13中的光吸收引起的光波導(dǎo)12的功率損失，在光波導(dǎo)12與薄膜加熱器13之間設(shè)置由例如二氧化硅等折射率小于光學(xué)晶體基板材料的介質(zhì)膜組成的緩沖層。
在薄膜加熱器13上施加電流時(shí)，由于焦耳熱使光波導(dǎo)部的溫度上升，折射率會(huì)發(fā)生變化。在這種情況下由于在光波導(dǎo)12內(nèi)傳播的基波與高次諧波產(chǎn)生的折射率變化量不同，因而在基波與高次諧波之間出現(xiàn)傳播常數(shù)差，最佳振蕩波長變化，所以能夠使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的最佳波長一致。另外，由于只能通過薄膜加熱器13加熱，在光源的初期發(fā)光狀態(tài)下預(yù)先在薄膜加熱器13上施加一定量的電流，然后增減此電流，就能獲得加熱和冷卻的效果。
如上述實(shí)施例1或2中所示的方法那樣，在由DBR區(qū)域1與相位調(diào)整區(qū)域2上注入的電流控制半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長時(shí)，由于各自的電流使半導(dǎo)體激光器光源4的溫度上升，有可能使半導(dǎo)體激光器光源4的發(fā)光效率降低、壽命縮短。而如本實(shí)施例那樣，按照通過光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的溫度控制而控制半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長的方法，則可以抑制半導(dǎo)體激光器光源4的溫度上升，實(shí)現(xiàn)更高效率、更長壽命的SHG光源。
另外，在本實(shí)施例中以在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件5的表面上設(shè)置薄膜加熱器13的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明，但在例如將薄膜加熱器設(shè)置在底座6表面的光波導(dǎo)12的正下方的情況下，也能獲得同樣的效果。另外，采用如下的結(jié)構(gòu)也能同樣地進(jìn)行波長控制將薄膜加熱器設(shè)置在底座6的半導(dǎo)體激光器光源4的裝載部分上，使半導(dǎo)體激光器光源4的溫度變化，從而使半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長變化。在這種情況下與通過在半導(dǎo)體激光器光源4的DBR區(qū)域1與相位調(diào)整區(qū)域2上注入的電流量控制振蕩波長的情況相比，雖然存在因半導(dǎo)體激光器光源4的溫度上升引起的壽命特性、發(fā)光效率特性劣化的可能性，但由于半導(dǎo)體激光器光源4的各個(gè)區(qū)域中的電流量(進(jìn)而電流密度)減少，因此壽命特性、發(fā)光效率特性劣化的程度會(huì)更加輕微。
實(shí)施例4在上述實(shí)施例1～例3中就對(duì)于半導(dǎo)體激光器光源振蕩波長的緩慢時(shí)間變化的穩(wěn)定化控制進(jìn)行了說明。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了在光盤裝置中采用本光源裝置時(shí)通過在光盤裝置中采用的調(diào)制動(dòng)作產(chǎn)生的特征性的波長變動(dòng)的主要原因。
圖8是原理上表示光盤裝置中再現(xiàn)動(dòng)作與記錄動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)，即光源的平均輸出功率從低輸出功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高輸出功率狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的輸出光變動(dòng)波形的示圖。
本發(fā)明人觀察了記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)的藍(lán)色光輸出波形，觀測(cè)了圖8所示的輸出波形。也就是說，在記錄時(shí)實(shí)現(xiàn)了高速調(diào)制波形的場(chǎng)合也發(fā)現(xiàn)了在轉(zhuǎn)換后輸出緩慢下降的現(xiàn)象。本發(fā)明人認(rèn)為轉(zhuǎn)換到高輸出功率狀態(tài)后的半導(dǎo)體激光器光源的輸出保持恒定而高次諧波的輸出下降，是由于半導(dǎo)體激光器光源的振蕩波長發(fā)生變化的緣故。
圖9是原理上表示輸出功率轉(zhuǎn)換時(shí)高次諧波輸出功率和基波光的波長變動(dòng)狀況的圖。圖9中實(shí)線、虛線表示的曲線分別表示高輸出功率時(shí)、低輸出功率時(shí)高次諧波輸出功率與基波波長的相關(guān)性。在輸出功率轉(zhuǎn)換時(shí)半導(dǎo)體激光器光源的發(fā)光功率急劇上升，而轉(zhuǎn)換后的半導(dǎo)體激光器光源的振蕩波長由于注入電流的變化引起的熱效應(yīng)而緩慢變化，引起高次諧波輸出的緩慢下降。下面詳細(xì)說明這種現(xiàn)象。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例4中半導(dǎo)體激光器光源的簡(jiǎn)略剖面圖。在高速調(diào)制時(shí)活性層區(qū)域3的溫度由于活性層區(qū)域3中的注入電流的變化而變化，致使半導(dǎo)體激光器光源4的有效光學(xué)距離L發(fā)生變化。而通過在相位調(diào)整區(qū)域2上施加與注入活性層區(qū)域3上的電流(注入電流)互補(bǔ)的電流，能使半導(dǎo)體激光器光源4整體中的發(fā)熱量大致保持恒定。此時(shí)活性層區(qū)域3中的光學(xué)距離與相位調(diào)整區(qū)域2中的光學(xué)距離大致對(duì)稱變化，從而可以使半導(dǎo)體激光器光源4的有效光學(xué)距離L保持恒定。但是在記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換后，均衡的注入電流值經(jīng)長時(shí)間后發(fā)生變化。施加在活性層區(qū)域3與相位調(diào)整區(qū)域2上的電流不僅使各自區(qū)域的溫度變化，而且如圖10中箭頭所示，熱向半導(dǎo)體激光器光源4的厚度方向及固定半導(dǎo)體激光器光源4的底座6的方向傳播，使周圍溫度變化。在這種情況下因?yàn)橄辔徽{(diào)整區(qū)域2與活性層區(qū)域3配置在不同的位置，所以由相同的電流引起的溫度上升的時(shí)間變化不同。因此各自區(qū)域中的光學(xué)距離的變化偏離互補(bǔ)條件，必然引起半導(dǎo)體激光器光源4的振蕩波長變動(dòng)，進(jìn)而使藍(lán)光輸出功率變動(dòng)。
圖11表示上述記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)波形。如圖11A所示，在活性層區(qū)域3上施加實(shí)線所示的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)在相位調(diào)整區(qū)域2上注入虛線所示的矩形電流。如圖11B所示，此時(shí)活性層區(qū)域3與相位調(diào)整區(qū)域2的折射率變化大致是對(duì)稱的，表示互補(bǔ)的變動(dòng)。如上所述，由于在相位調(diào)整區(qū)域2與活性層區(qū)域3中產(chǎn)生的溫度變動(dòng)的時(shí)間波形不同，所以如點(diǎn)劃線所示，在半導(dǎo)體激光器光源4產(chǎn)生的折射率的整個(gè)變化中從一定值出現(xiàn)偏離，引起振蕩波長的變動(dòng)。
因此，在本實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)的光學(xué)裝置能夠解決上述課題，對(duì)于由波長可變DBR半導(dǎo)體激光器光源與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件構(gòu)成的藍(lán)色光源，能夠獲得在均衡的輸出功率轉(zhuǎn)換后也穩(wěn)定的輸出光功率。
如圖12所示，在本實(shí)施例的光源裝置中為了抑制因上述振蕩波長的變動(dòng)引起的高次諧波輸出變動(dòng)，在記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換后在相位調(diào)整區(qū)域2注入漸近的變化的電流，能夠補(bǔ)償相位調(diào)整區(qū)域2與活性層區(qū)域3中的熱效應(yīng)的不同。
試作了波長可變DBR半導(dǎo)體激光器光源與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件，并進(jìn)行了調(diào)制實(shí)驗(yàn)?；钚詫訁^(qū)域3中的注入電流從50mA轉(zhuǎn)換為150mA，相位調(diào)整區(qū)域2中的注入電流從100mA轉(zhuǎn)換為45mA，均采用矩形波形的電流驅(qū)動(dòng)，結(jié)果在轉(zhuǎn)換后的高次諧波輸出中發(fā)現(xiàn)時(shí)間常數(shù)為0.15msec、變動(dòng)量為-12％的漸近的輸出變動(dòng)。所以如本實(shí)施例那樣，在階梯狀波形電流上施加，加到向轉(zhuǎn)換后的相位調(diào)整區(qū)域2注入的注入電流中的振幅為-9mA、時(shí)間常數(shù)為0.15msec的漸近的時(shí)間變化。結(jié)果實(shí)際證明高次諧波輸出變動(dòng)能控制在觀測(cè)范圍以下，根據(jù)本發(fā)明的控制方法能實(shí)現(xiàn)可抑制波長變動(dòng)、穩(wěn)定的光源裝置。
另外，在以上的說明中表示的是僅通過相位調(diào)整區(qū)域2中的注入電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換后的波長變動(dòng)補(bǔ)償?shù)睦?，而如上述?shí)施例1中已說明的，作為控制半導(dǎo)體激光器光源波長的方法，有采用在相位調(diào)整區(qū)域2的注入電流與在DBR區(qū)域1的注入電流的方法，通過在相位調(diào)整區(qū)域2與DBR區(qū)域1中注入一定比率、具有漸近的時(shí)間變動(dòng)的電流，也能獲得同樣的效果。這種情況與僅在相位調(diào)整區(qū)域2中注入具有漸近的時(shí)間變動(dòng)的電流的情況相比，對(duì)于在記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生更大的電流振幅(進(jìn)而出現(xiàn)更大的波長變動(dòng))的半導(dǎo)體激光器光源，也能有效地實(shí)現(xiàn)波長的穩(wěn)定化。
實(shí)施例5在上述實(shí)施例4中對(duì)簡(jiǎn)單地只作一次記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換的、且各自的狀態(tài)長時(shí)間繼續(xù)的情況為例進(jìn)行了說明。但是在實(shí)際的光盤裝置中采用本發(fā)明的光源裝置的情況下，有可能在短時(shí)間內(nèi)以任意的定時(shí)重復(fù)進(jìn)行記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換。在這種情況下在施加于相位調(diào)整區(qū)域或者相位調(diào)整區(qū)域與DBR區(qū)域的電流值正漸近地變化之中會(huì)再次進(jìn)行記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換。而且在這種情況下，采用通過適當(dāng)?shù)臑V波電路不僅得到單純的補(bǔ)償電流波形、而且得到向活性層區(qū)域注入的注入電流波形的信號(hào)，是對(duì)調(diào)制活性層區(qū)域中的注入電流進(jìn)行調(diào)整的有效方法。例如在實(shí)現(xiàn)圖12所示的相位調(diào)整區(qū)域注入電流中采用以圖13所示的框圖表示的電路。也就是說，相位調(diào)整區(qū)域的注入電流，可以用將調(diào)制信號(hào)波形的極性反轉(zhuǎn)并乘以常數(shù)α的信號(hào)與通過積分濾波器得到調(diào)制信號(hào)波形的信號(hào)之和來加以近似。由積分濾波器與常數(shù)加法電路表示的電路特性，表示相位調(diào)整區(qū)域2與活性層區(qū)域3的熱響應(yīng)特性之差；對(duì)于任意的調(diào)制信號(hào)，通過圖13所示的濾波器/電路，可以在活性層區(qū)域3與相位調(diào)整區(qū)域2產(chǎn)生互補(bǔ)的溫度變化。
在本實(shí)施例中，表示的是相位調(diào)整區(qū)域2中的熱響應(yīng)慢的成分小于活性層區(qū)域3中的熱響應(yīng)慢的成分的情況，即通過記錄/再現(xiàn)轉(zhuǎn)換后逐漸增加注入相位調(diào)整區(qū)域2中的電流量，能補(bǔ)償熱響應(yīng)之差的情況。但是在半導(dǎo)體激光器光源的結(jié)構(gòu)不同的情況下，例如在相位調(diào)整區(qū)域與活性層區(qū)域的位置關(guān)系顛倒而構(gòu)成半導(dǎo)體激光器光源的情況下，必須進(jìn)行與上述情況相反的補(bǔ)償。也就是說，在相位調(diào)整區(qū)域中的熱響應(yīng)慢的成分大于活性層區(qū)域中的熱響應(yīng)慢的成分的情況下，在記錄/再現(xiàn)后必須逐漸減少注入相位調(diào)整區(qū)域中的電流量。如圖14的框圖所示，在這種情況下不用積分濾波器，而采用微分濾波器，同樣能使輸出穩(wěn)定。
實(shí)施例6正如以上說明的，在對(duì)于由半導(dǎo)體激光器光源與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件組成的光源裝置進(jìn)行調(diào)制而使用的情況下，采用對(duì)緩慢的溫度變化等進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟ㄩL控制方法與對(duì)調(diào)制時(shí)半導(dǎo)體激光器光源的發(fā)熱進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟ㄩL變動(dòng)補(bǔ)償方法，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出穩(wěn)定化。但是，通過適當(dāng)?shù)亟M合、同時(shí)采用這兩種方法，而不是各自采用上述兩種方法，會(huì)更加有效。
在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D15、圖16特別說明波長可變激光器的發(fā)光部以及與波長可變部有關(guān)的控制環(huán)路(快速環(huán)路與慢速環(huán)路)的具體形態(tài)。圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例6中光源裝置的控制電路的框圖。圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例6中注入光源裝置發(fā)光部的電流的時(shí)間變化的示圖。
在圖15中400是波長可變激光器，波長可變激光器400由發(fā)光部401與波長可變部402構(gòu)成。410是光波導(dǎo)型QPM-SHG器件。從光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410出射的第二高次諧波的一部分，通過分光元件421、光探測(cè)器422變換為電氣信號(hào)，經(jīng)由前置放大器423供給由減法運(yùn)算部件424、積分部件425、電流變換放大器426及上述發(fā)光部401構(gòu)成的反饋環(huán)路(快速環(huán)路)。也就是說，對(duì)注入發(fā)光部401的電流IL加以控制，以使與第二高次諧波具有固定關(guān)系的前置放大器423的輸出信號(hào)與目標(biāo)值一致?？紤]與下述慢速環(huán)路的關(guān)系，最好將此環(huán)路的響應(yīng)頻率預(yù)先設(shè)為約100kHz。
如圖15所示，慢速環(huán)路由分光元件421、光探測(cè)器422、前置放大器423、減法運(yùn)算部件424、積分部件425、帶通濾波器427、乘法部件428、信號(hào)源429、積分部件430、加法運(yùn)算部件431、電流變換放大器432與上述波長可變部402構(gòu)成。首先預(yù)定頻率(約1kHz)疊加信號(hào)Sd從信號(hào)源429經(jīng)由電流變換放大器432進(jìn)行電流變換，注入波長可變部402。此時(shí)波長可變激光器400的振蕩波長對(duì)應(yīng)于此信號(hào)變化。如果振蕩波長變化，則按照與固有的最大效率變換波長的關(guān)系，在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410中，光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410的變換效率變化。如果上述的「快速反饋環(huán)路」不工作，則此變換效率的變化直接作為第二高次諧波的輸出變化表現(xiàn)出來。但是與此變化的頻率(約1kHz)相比，上述快速反饋環(huán)路的響應(yīng)頻率足夠高，高達(dá)100kHz，因變換效率下降引起的第二高次諧波的輸出下降作為注入到發(fā)光部401中的電流IL的增加被加以反饋，所以第二高次諧波的輸出變化幾乎觀測(cè)不到(在本實(shí)施例中抑制在1/100左右)。但是與注入到發(fā)光部401中的反饋電流IL有關(guān)的反饋信號(hào)SL，根據(jù)光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410的變換效率，如圖16A、B、C那樣地變化。也就是說，生成將根據(jù)疊加于波長可變部402的干擾電流而發(fā)生的變換效率的變化相互抵消的反饋信號(hào)SL(反饋電流IL)。
在這里，如果以注入到波長可變部402中的電流的中心值為S0，則根據(jù)該中心值S0與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410固有的最大效率變換波長(SEG中心波長)的關(guān)系，上述反饋信號(hào)SL與其中疊加的信號(hào)Sd同相(圖16(c))或者反相(圖16(a))地變化。如圖16(b)所示，在S0與SEG中心頻率一致的情況下，Sd的基本頻率成分(1kHz)消失，僅成倍的頻率成分留下。因此，如果構(gòu)成將擺動(dòng)信號(hào)Sd與(通過帶通濾波器427后的)反饋信號(hào)SL相乘、其時(shí)間積分作為反饋值S0供給波長可變部402中的環(huán)路，則能夠使波長可變激光器400在光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410的最大變換效率附近的波長處常時(shí)工作。
作為參考，用公式說明上述慢速環(huán)路的動(dòng)作。首先由如下(公式3)所示的由信號(hào)源429生成的正弦波信號(hào)Sd，用公式4將供給波長可變部402的電流Is規(guī)格化。
〔公式3〕Sd＝asin(ωt)(a常數(shù))〔公式4〕S＝Sd+S0這里，如果將對(duì)于波長可變電流(Is)(與光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410的變換效率有關(guān))的反饋信號(hào)SL用公式5加以近似，則將上述(公式4)代入下述(公式5)，可以得到下述(公式6)的關(guān)系。
〔公式5〕SL＝-b(S-Sx)2+c(b、c常數(shù))〔公式6〕SL＝-b(S0+Sd-Sx)2+c＝-b{S0-Sx+asin(ωt)}2+c在上述(公式6)中Sx是未知數(shù)，是根據(jù)以后的探測(cè)得到的解。
上述反饋信號(hào)SL通過乘法部件428與源信號(hào)Sd進(jìn)行積(乘積)運(yùn)算。也就是說，進(jìn)行下述(公式7)的運(yùn)算。
〔公式7〕SL×asin(ωt)＝(ab(S0-Sx)2+C)sinθ+2a2b(S0-Sx)sin2θ+a3b sin3θ(θ＝ωt)如果通過積分部件430將此乘積輸出信號(hào)積分，則由于sinθ、sin3θ都是奇函數(shù)，所以積分值為0。因此如果僅計(jì)算第二項(xiàng)，則成為下述(公式8)，可以得到與注入電流的中心值S0成線性比例關(guān)系的信號(hào)。
〔公式8〕∫(SL×asinθ)dθ＝2a2b(S0-Sx)∫sin2θdθ＝2πa2b(S0-Sx)因此，如果形成該乘法信號(hào)＝0的反饋環(huán)路，則必然有S0＝Sx，最佳電流必然會(huì)常時(shí)供給波長可變部402。
另外，如果將從信號(hào)源429供給的干擾信號(hào)的頻率取為1kHz，則上述慢速反饋環(huán)路的工作頻率最好約為其1/10，即約為100Hz。
實(shí)施例7圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例7的光源裝置的控制電路的框圖。在圖17中，400是波長可變激光器，該波長可變激光器400由發(fā)光部401、波長可變部402和相位可變部403構(gòu)成。另外，波長可變激光器400的發(fā)光部401、分光元件421、光探測(cè)器422、前置放大器423、減法運(yùn)算部件424、積分部件425、電流變換放大器426，構(gòu)成控制注入發(fā)光部401中的電流而補(bǔ)償?shù)诙叽沃C波輸出的變動(dòng)成分的所謂快速反饋環(huán)路。另外，分光元件421、光探測(cè)器422、前置放大器423、減法運(yùn)算部件424、積分部件425、帶通濾波器427、乘法部件428、信號(hào)源429、積分部件430、加法運(yùn)算部件431、電流變換放大器432、435、系數(shù)器433及上述波長可變部402，構(gòu)成常時(shí)探測(cè)光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410的變動(dòng)效率的最大點(diǎn)的所謂慢速環(huán)路。以上的快速環(huán)路和慢速環(huán)路具有與上述實(shí)施例6中快速環(huán)路和慢速環(huán)路相同的功能。本實(shí)施例的特征在于在上述實(shí)施例6中增設(shè)了在信號(hào)記錄時(shí)將所想要的輸出及將調(diào)制波形的第二高次諧波輸出的構(gòu)成部件。下面對(duì)此加以說明。
首先，從再現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換為記錄模式后(R/W→H)，記錄波形生成部件440根據(jù)記錄信號(hào)流生成記錄信號(hào)SG。假定圖18所示的記錄信號(hào)SG的記錄介質(zhì)為相變型介質(zhì)。也就是說，在記錄信息“1”時(shí)，輸出能在上述相變型介質(zhì)上形成非晶形痕(amorphous mark)的最大功率的脈沖串，在記錄信息“0”(擦除信息)時(shí)，為了使上述相變型介質(zhì)局部晶體化，輸出中間功率值的定值。記錄信號(hào)SG，經(jīng)由調(diào)制器450疊加在注入到發(fā)光部401的電流IL上，作為調(diào)制光(經(jīng)光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410變換后)照射在記錄介質(zhì)上。此時(shí)快速環(huán)路的目標(biāo)值可以預(yù)先設(shè)為與所想要的調(diào)制光的平均功率有關(guān)的值，但是，如圖17所示，也可以將由記錄波形生成部件440生成的調(diào)制信號(hào)(記錄信號(hào))SG本身設(shè)為目標(biāo)值(譬如說期待值)。
調(diào)制信號(hào)(記錄信號(hào))SG，再經(jīng)反相部件441、均衡部件442供給波長可變激光器400的相位可變部403。下面對(duì)此加以說明。在上述實(shí)施例6中對(duì)于僅通過注入波長可變激光器400的波長可變部402的電流量使振蕩波長變化進(jìn)行了說明，但為了避免實(shí)際的波長可變激光器400中波長變化時(shí)的波形跳變，設(shè)有用以取得相位匹配的相位可變部403。也就是說，在使電流Is注入波長可變部402的同時(shí)，在相位可變部403中注入為其常數(shù)(k)倍的電流Ip。相位可變部403實(shí)際上是所謂的加熱器，通過注入電流產(chǎn)生的熱，使激光器波導(dǎo)的折射率變化。
這里，在從再現(xiàn)動(dòng)作轉(zhuǎn)到記錄動(dòng)作時(shí)，為了提高激光器功率，注入到發(fā)光部401中的電流自然就增加，但發(fā)光部401的溫度由于此時(shí)的發(fā)熱而上升。因?yàn)榘l(fā)光部401也形成為波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所以會(huì)因發(fā)熱產(chǎn)生的折射率變化引起相位和波長的偏移。結(jié)果，會(huì)發(fā)生光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410的變換效率降低或波形跳變的現(xiàn)象。為了防止這種現(xiàn)象，在本實(shí)施例中，經(jīng)由加法部件434向相位可變部403供給與注入到發(fā)光部401的電流大致反相的電流。也就是說，先通過反相部件441生成反相波形Si(圖17)，對(duì)均衡部件442中得到的補(bǔ)償值Se加以電流變換。結(jié)果，注入到發(fā)光部401中的電流增加，而注入到相位可變部(加熱器)403中的電流減少，在整體上發(fā)熱量與記錄時(shí)/再現(xiàn)時(shí)無關(guān)而保持恒定。
但是，在相位可變部403中原封不動(dòng)地連續(xù)供給反相波形Si反而會(huì)造成過補(bǔ)償，這一點(diǎn)通過本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)已被證實(shí)。據(jù)認(rèn)為，這與激光器內(nèi)部中熱的傳播、蓄積有關(guān)。因此，本發(fā)明人研究了通過均衡部件442將反相波形Si變換為圖18所示的波形(Se)，即變換為在功率剛發(fā)生變化后就使補(bǔ)償量成為最大、然后慢慢地在100μs內(nèi)減少約10％的補(bǔ)償量的波形。已經(jīng)明確，由此能夠有效地進(jìn)行熱補(bǔ)償。具體地說，均衡部件442例如可采用圖19所示的帶通濾波器加以實(shí)現(xiàn)。
另外，由上述反相部件441、均衡部件442等構(gòu)成的熱補(bǔ)償部件，可以說是開放式環(huán)路，其補(bǔ)償精度上是受限的。也就是說，存在一定的熱補(bǔ)償殘差。因此會(huì)發(fā)生若干波長偏移，但就此而言，因?yàn)榭焖俜答伃h(huán)路以100Hz即10μs左右的響應(yīng)進(jìn)行跟蹤，所以第二高次諧波輸出本身不會(huì)受到影響。不過，為用源振蕩的發(fā)光功率補(bǔ)充因波長偏移引起的光波導(dǎo)型QPM-SHG器件410變換效率的降低而進(jìn)行快速反饋控制，其結(jié)果是使注入到發(fā)光部401中的電流IL暫時(shí)稍有增加，不久就由慢速環(huán)路進(jìn)行最大效率探測(cè)。
總之，依據(jù)本發(fā)明，通過依次采用熱均衡補(bǔ)償部件、快速環(huán)路、慢速環(huán)路，能夠有效地消除因從再現(xiàn)方式到記錄方式的功率轉(zhuǎn)換時(shí)的波長偏移產(chǎn)生的第二高次諧波的變動(dòng)。
另外，在上述實(shí)施例6和實(shí)施例7中說明了各自的反饋環(huán)路開始動(dòng)作(所謂導(dǎo)入)后的動(dòng)作，而如果在導(dǎo)入前兩個(gè)反饋環(huán)路同時(shí)動(dòng)作，則會(huì)出現(xiàn)以下的問題。一般地說，為了在反饋環(huán)路的工作點(diǎn)穩(wěn)定地導(dǎo)入，有必要使即將導(dǎo)入前的目標(biāo)值和變數(shù)設(shè)于預(yù)定的范圍內(nèi)(俘獲范圍)。如上所述，一般光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的波長相關(guān)性是顯著的，在激光器振蕩波長與SHG中心波長的誤差大時(shí)，例如偏移約1nm時(shí)，光波導(dǎo)型QPM-SHG器件的變換效率幾乎為0。因此第二高次諧波不被生成，由感光元件檢測(cè)出的光量也為0。如果此時(shí)快速反饋環(huán)路已動(dòng)作，則為了使接收光量成為預(yù)定的目標(biāo)值，就將無限地繼續(xù)增加注入到波長可變激光器的發(fā)光部中的電流。如果對(duì)這種狀態(tài)放置不管，激光器當(dāng)然將損壞。
所以，在導(dǎo)入前必須預(yù)先使快速反饋環(huán)路的功能停止，或者預(yù)先使響應(yīng)速度極度降低。例如可以編入這樣的程序在導(dǎo)入前先在波長可變激光器的發(fā)光部中流入一定的電流，待估計(jì)激光波長通過慢速反饋環(huán)路到達(dá)最大效率波長附近時(shí)，使快速反饋環(huán)路動(dòng)作(關(guān)閉)的。另外，為了擴(kuò)大俘獲范圍，最好將該時(shí)慢速反饋環(huán)路中干擾信號(hào)的振幅預(yù)先設(shè)置得比通常狀態(tài)的大。例如通常狀態(tài)時(shí)的干擾信號(hào)的振幅通過波長換算為0.1nm時(shí)，導(dǎo)入時(shí)預(yù)先最好設(shè)為約1nm的振幅。這是因?yàn)槿笔顟B(tài)時(shí)的波長可變激光器的振蕩波長與SHG中心波長的誤差大致終止在1nm左右。
工業(yè)上的應(yīng)用可能性總之，由于即使在周圍溫度變化及輸出功率變動(dòng)時(shí)也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高次諧波輸出，因此，本發(fā)明的裝置與方法能夠在用以實(shí)現(xiàn)光盤高密度化及顯示器高清晰化的小型短波長光源中得到應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，其特征在于它設(shè)有(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長的部件、(4)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(5)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長，以使所述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
2.如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長周期性地變化。
3.一種光源裝置，其特征在于它設(shè)有(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(4)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(5)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
4.如權(quán)利要求3所述的光源裝置，其特征在于使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長周期性地變化。
5.一種光源裝置，其特征在于它設(shè)有(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率、使所述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(4)控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長的部件、(5)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(6)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向所述半導(dǎo)體激光器注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向所述半導(dǎo)體激光器注入的注入電流量的變化，控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長，使所述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
6.如權(quán)利要求5所述的光源裝置，其特征在于使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長周期性地變化。
7.一種光源裝置，其特征在于它設(shè)有(1)半導(dǎo)體激光器光源、(2)從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)控制所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率、使所述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(4)控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(5)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(6)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向所述半導(dǎo)體激光器注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向所述半導(dǎo)體激光器注入的注入電流量的變化，控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
8.如權(quán)利要求7所述的光源裝置，其特征在于使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長周期性地變化。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器光源為具有分布布喇格反射器(DBR)區(qū)域的DBR半導(dǎo)體激光器光源。
10.如權(quán)利要求9所述的光源裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器光源具有相位調(diào)整區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的光源裝置，其特征在于通過使向所述半導(dǎo)體激光器光源的所述相位調(diào)整區(qū)域注入的注入電流量變化，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化。
12.如權(quán)利要求10所述的光源裝置，其特征在于通過使向所述半導(dǎo)體激光器光源的所述相位調(diào)整區(qū)域注入的注入電流量和向活性層區(qū)域注入的注入電流量按一定比率變化，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化。
13.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于通過在所述半導(dǎo)體激光器光源的附近設(shè)置加熱器并使所述加熱器的加熱量變化，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化。
14.如權(quán)利要求3、4或7至12中任一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于在所述第二高次諧波發(fā)生器件的波導(dǎo)附近設(shè)置加熱器。
15.如權(quán)利要求1或5所述的光源裝置，其特征在于通過使向所述半導(dǎo)體激光器光源的相位調(diào)整區(qū)域注入的注入電流量變化，控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長，使所述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
16.如權(quán)利要求1或5所述的光源裝置，其特征在于通過使向所述半導(dǎo)體激光器光源的相位調(diào)整區(qū)域注入的注入電流量和向活性層區(qū)域注入的注入電流量按一定比率變化，控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長，使所述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
17.如權(quán)利要求1或5所述的光源裝置，其特征在于通過在所述半導(dǎo)體激光器光源的附近設(shè)置加熱器并使所述加熱器的加熱量變化，控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長，使所述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
18.一種光源裝置的控制方法，其特征在于它是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，它至少采用(1)控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長的部件、(2)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(3)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長，使所述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
19.如權(quán)利要求18所述的光源裝置的控制方法，其特征在于使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長周期性地變化。
20.一種光源裝置的控制方法，其特征在于它是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，其特征在于它至少采用(1)控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(2)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(3)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述第二高次諧波發(fā)生器件的輸出光功率的變化，控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
21.如權(quán)利要求20所述的光源裝置的控制方法，其特征在于使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長周期性地變化。
22.一種光源裝置的控制方法，其特征在于它是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，它至少采用(1)控制所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率、使所述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(2)控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長的部件、(3)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(4)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向所述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向所述半導(dǎo)體激光器注入的注入電流量的變化，控制所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長，使所述第二高次諧波發(fā)生器件具有最佳波長。
23.如權(quán)利要求22所述的光源裝置的控制方法，其特征在于使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件，使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長周期性地變化。
24.一種光源裝置的控制方法，其特征在于它是設(shè)有半導(dǎo)體激光器光源和從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件的光源裝置的控制方法，它至少采用(1)控制所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率、使所述第二高次諧波發(fā)生器件出射的第二高次諧波的功率成為恒定的部件、(2)控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的最佳波長的部件、(3)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長變化的部件和(4)對(duì)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率的變化或向所述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化加以檢測(cè)的部件，根據(jù)使所述半導(dǎo)體激光器光源出射光的波長發(fā)生了變化時(shí)的所述半導(dǎo)體激光器光源的輸出光功率或向所述半導(dǎo)體激光器光源注入的注入電流量的變化，控制所述第二高次諧波發(fā)生器件的波長使之成為最佳波長。
25.一種光源裝置，其中設(shè)有(1)至少包括活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)在將所述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)將與向所述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到所述相位調(diào)整區(qū)域的部件和(3)轉(zhuǎn)換后使所述相位調(diào)整區(qū)域的注入電流隨即漸近地變化的部件。
26.一種光源裝置，其中設(shè)有(1)至少包括活性層區(qū)域、相位調(diào)整區(qū)域和分布布喇格反射器(DBR)區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)在將所述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)、將與向所述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到所述相位調(diào)整區(qū)域和所述DBR區(qū)域的部件和(3)轉(zhuǎn)換后使向所述相位調(diào)整區(qū)域和所述DBR區(qū)域注入的注入電流隨即漸近地變化的部件。
27.一種光源裝置，其中設(shè)有(1)至少包括活性層區(qū)域、相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源和(2)在將所述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)、用使所述活性層區(qū)域的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過了濾波器后的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述相位調(diào)整區(qū)域的部件。
28.一種光源裝置，其中設(shè)有(1)至少包括活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)在將所述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)將與向所述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到所述相位調(diào)整區(qū)域的部件和(4)控制向所述活性層區(qū)域注入的注入電流、使轉(zhuǎn)換后所述第二高次諧波發(fā)生器件產(chǎn)生的第二高次諧波的功率成為恒定的部件。
29.一種光源裝置，其中設(shè)有(1)至少包括活性層區(qū)域與相位調(diào)整區(qū)域的半導(dǎo)體激光器光源、(2)從所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的第二高次諧波發(fā)生器件、(3)在所述半導(dǎo)體激光器光源的平均輸出功率轉(zhuǎn)換為低輸出功率與高輸出功率的至少二值以上的值而調(diào)制時(shí)將與向所述活性層區(qū)域注入的注入電流反相的電流注入到所述相位調(diào)整區(qū)域的部件和(4)控制向所述活性層區(qū)域和所述相位調(diào)整區(qū)域注入的注入電流、使轉(zhuǎn)換后所述第二高次諧波發(fā)生器件產(chǎn)生的第二高次諧波的功率成為恒定的部件。
30.如權(quán)利要求25至29中任一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器光源為具有分布布喇格反射器(DBR)區(qū)域的DBR半導(dǎo)體激光器光源。
31.如權(quán)利要求25至27中任一項(xiàng)所述的光源裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器光源的出射光入射到第二高次諧波發(fā)生器件。
32.一種光信息記錄再現(xiàn)裝置，其中設(shè)有(1)權(quán)利要求1至17、25至31中任一項(xiàng)所述的光源裝置、(2)將來自所述光源裝置的光導(dǎo)入信息載體的聚光光學(xué)系統(tǒng)和(3)檢測(cè)來自所述信息載體的反射光的部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在周圍溫度變化及輸出功率變動(dòng)的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的高次諧波輸出的光源裝置。它包括半導(dǎo)體激光器光源(4)；從半導(dǎo)體激光器光源(4)的出射光產(chǎn)生第二高次諧波的光波導(dǎo)型QPM－SHG器件(5)；控制半導(dǎo)體激光器光源(4)的出射光波長的波長控制部件(7)；使半導(dǎo)體激光器光源(4)的出射光波長變化的波長微量變動(dòng)部件(8)；以及檢測(cè)半導(dǎo)體激光器光源4的出射光波長變化了時(shí)的光波導(dǎo)型QPM－SHG器件(5)的輸出光功率變化的部件。根據(jù)半導(dǎo)體激光器光源(4)的出射光波長變化了時(shí)的光導(dǎo)波路型QPM－SHG器件(5)的輸出光功率的變化，控制半導(dǎo)體激光器光源(4)的出射光波長，使光波導(dǎo)型QPM－SHG器件(5)具有最佳波長。
文檔編號(hào)H01S5/06GK1518788SQ02812469
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月22日
發(fā)明者笠澄研一, 北岡康夫, 橫山敏史, 水內(nèi)公典, 山本和久, 千賀久司, 古宮成, 石橋廣通, 久, 典, 史, 司, 夫, 通 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社