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EP0801451A2

Tuning arrangement

Abstract

The tuning device has at least one optical transmission element, e.g. a collimator (3), an optical diffraction grating (4) and a tuning arm (8) rotated about an axis (9), supporting the laser resonator end mirror (7). Respective setting devices adjust the position of the tuning arm and the distance between the mirror plane and the rotation axis, for compensating chromatic dispersion of the first order within the laser components. The chromatic dispersion of higher orders is effected by angular adjustment of the diffraction grating and variation of the relative spacing from the tuning arm axis.

EP0801451A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 12

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Projected expiry passed 9 April 2017, 9.5 years ago.

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14 claims: 3 independent, 11 dependent

  1. 1
    Abstimmvorrichtung für einen mit einer Antireflexionsbeschichtung (2) versehenen Halbleiterdiodenlaser (1) mit externem Resonator in Littman-Anordnung, bestehend aus wenigstens einer optischen Transmissionskomponente z.B. einem Kollimator (3), einem optischen Beugungsgitter (4), ferner aus einem um eine Achse (9) drehbaren Abstimmarms (8), auf dem ein Resonatorendspiegel (7) befestigt ist, sowie aus Stelleinrichtungen (13, 802) für die Position des Abstimmarm (8) und für den Abstand ( x 2 ) zwischen Spiegelebene (701) und Drehachse (9) zur Kompensation der chromatischen Dispersion erster Ordnung aller im Laser enthaltenen Komponenten (z.B. Halbleiterdiodenlaser, Kollimatoroptik sowie der Luft im Resonator), indem die Änderungen der geometrischen Resonatorlänge L geo und der Winkelbeziehung zwischen Gitter (4) und Spiegel (7) mechanisch verknüpft sind, dadurch gekennzeichnet , daß zur gezielten Einstellung und Kompensation der chromatischen Dispersion höherer Ordnungen das Gitter (4) winkelveränderlich angeordnet ist und in Bezug auf die Drehachse (9) des Abstimmarms (8) abstandsveränderlich ist.
  2. 2
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Ausgleich der chromatischen Dispersion je einer Ordnung (1.;2.;3.) jeweils ein Justiermittel (802;141;115) vorhanden ist.
  3. 3
    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur Einstellung des Abstandes x 2 zwischen Drehachse (9) und Spiegelebene (701) der Resonatorendspiegel (7) mit einein Justiermittel (802) in Richtung der Spiegelnormalen (702) translatierbar ist
  4. 4
    Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Justiermittel eine großkalibrige Feingewindeschraube (802) ist, auf welcher der Spiegel (7) so befestigt ist, daß durch Drehen der Feingewindeschraube (802) der Spiegel (7) in Richtung der Spiegelnormalen (702) verschieblich ist.
  5. 5
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Resonatorendspiegel (7) ein rechtwinkliges Prisma (15) solcher Bemessung ist, daß der vom Gitter (4) kommende, in das Prisma (15) einfallende Lichtstrahl (6) über die Hypothenusenfläche (151) in das Prisma (15) eindringt, an der ersten Kathetenfläche (152) sowie an der zweiten Kathetenfläche (153) Totalreflexion erfährt und danach aus dem Prisma (15) über die Hypothenusenfläche (151) wieder austritt, wobei die Schnittgerade (154) der Kathetenflächen (151, 152) des Prismas (15) senkrecht zu den Furchen (402) des Gitters (4) steht.
  6. 6
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Gitter (4) und Resonatorendspiegel (7) eine Zylinderlinse (16) positioniert ist, derart daß die Richtung der Längsachse (161) der Zylinderlinse (16) in etwa senkrecht zu den Gitterfurchen (402) steht und daß der Abstand zwischen Spiegelebene (701) des Resonatorendspiegels (7) und der Zylinderlinse (16) gleich der spiegelseitigen Brennweite der Zylinderlinse (16) ist.
  7. 7
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Gitter (4) auf einem Gitterhalter (11) mit zwei Verstellfreiheitsgraden befestigt ist.
  8. 8
    Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Gitterhalter (11) mit Hilfe von Justiermitteln (113, 115) in zwei Richtungen drehbar ist, wobei die Drehachsen zueinander senkrecht stehen.
  9. 9
    Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß zur Justage der Resonatorgüte eine erste Drehrichtung entlang einer Achse (114) des Gitterhalters (11) verläuft.
  10. 10
    Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß zur Wahl des Einfallswinkels (θ 1 ) des vom Halbleiterdiodenlasers (1) emittierten Lichts auf das Gitter (4) eine zweite Drehrichtung entlang einer Achse (116) des Gitterhalters (11) verläuft.
  11. 11
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand ( x 1 ) zwischen Gitterebene (401) und der Drehachse (9) des Abstimmarms (8) mittels eines Verschiebetischs (14) veränderbar ist, auf dem der Gitterhalter (11) zusammen mit dem Gitter (4) befestigt ist.
  12. 12
    Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß als Justiermittel für die Translation des Gitters (4) und des Gitterhalters (11) vorzugsweise in Richtung der Gitternormalen (401) am Verschiebetisch (14) eine Feingewindeschraube (141) vorhanden ist.
  13. 13
    Abstimmvorrichtung für einen mit einer Antireflexionsbeschichtung (2) versehenen Halbleiterdiodenlaser (1) mit externem Resonator in Littman-Anordnung, bestehend aus wenigstens einer optischen Transmissionskomponente z.B. einem Kollimator (3), einem optischen Beugungsgitter (4), ferner aus einem um eine Achse (9) drehbaren Abstimmarm (8), auf dem ein Resonatorendspiegel (7) befestigt ist, sowie aus Stelleinrichtungen (13, 802) für die Position des Abstimmarm (8) und für den Abstand ( x 2 ) zwischen Spiegelebene (701) und Drehachse (9) zur Kompensation der chromatischen Dispersion erster Ordnung aller im Laser enthaltenen Komponenten (z.B. Halbleiterdiodenlaser, Kollimatoroptik sowie der Luft im Resonator), indem die Änderungen der geometrischen Resonatorlänge L geo und der Winkelbeziehung zwischen Gitter (4) und Spiegel (7) mechanisch verknüpft sind, gekennzeichnet durch eine zweidimensionale Anordnung zur gezielten Einstellung und Kompensation der chromatischen Dispersion höherer Ordnungen derart, daß das Gitter (4) auf einem Gitterhalter (11) winkelveränderlich montiert ist und daß dieser auf einem Verschiebetisch (14) sitzt, mit dem das Gitter (4) in Bezug auf den Drehpunkt (9) des Abstimmarms (8) abstandsveränderlich ist.
  14. 14
    Abstimmvorrichtung für einen mit einer Antireflexionsbeschichtung (2) versehenen Halbleiterdiodenlaser (1) mit externem Resonator in Littman-Anordnung, bestehend aus wenigstens einer optischen Transmissionskomponente z.B. einem Kollimator (3), einem optischen Beugungsgitter (4), ferner aus einem um eine Achse (9) drehbaren Abstimmarm (8), auf dem ein Resonatorendspiegel (7) befestigt ist, sowie aus Stelleinrichtungen (13, 802) für die Position des Abstimmarms (8) und für den Abstand ( x 2 ) zwischen Spiegelebene (701) und Drehachse (9) zur Kompensation der chromatischen Dispersion erster Ordnung aller im Laser enthaltenen Komponenten (z.B. Halbleiterdiodenlaser, Kollimatoroptik sowie der Luft im Resonator), indem die Änderungen der geometrischen Resonatorlänge L geo und der Winkelbeziehung zwischen Gitter (4) und Spiegel (7) mechanisch verknüpft sind, dadurch gekennzeichnet daß zur gezielten Einstellung und Kompensation der chromatischen Dispersion höherer Ordnungen das Gitter (4) auf einem Gitterhalter (11) so montiert ist, daß der Einfallswinkel θ 1 des vom Halbleiterdiodenlaser (1) emittierten Lichts auf das Gitter (4) einstellbar veränderlich ist, und daß der Gitterhalter (11) auf einem Verschiebetisch (14) derart angebracht ist, daß der Abstand x 1 zwischen der Gitterebene (401) und dem Drehpunkt (9) des Abstimmarms (8) einstellbar veränderlich ist.
Independent claims14