Littman 및 Littrow 타입 파장가변 반도체 레이저의 제작에 관한 연구

Abstract

홀버닝 광메모리의 광원으로서 상용 반도체 레이저 다이오드에 Littman형 및 고정방향 Littrow형 외부공진기를 결합하여 파장가변 레이저 다이오드 시스템을 제작하고 성능을 비교 분석하였다. 두 형태의 파장가변 레이저 다이오드 시스템 모두 0차 출력광은 단일종모드로 동작하며 CFP(Confocal Fabry-Perot)의 분해능인 9MHz이내의 선폭을 예상할 수 있었으며 다이오드 구동전류 140mA 및 동작 온도 <TEX>$25^{\circ}C$</TEX>의 조건하에서 거울 및 회절격자를 수동나사로 회전시키는 성긴 튜닝시 Littman형은 5.375nm, 고정방향 Littrow형은 13.65 nm이상의 파장가변 범위를 보였고 PZT (Piezoelectric Transducer)에 200Hz의 톱니파 전압을 인가해서 거울을 회전시키는 미세 튜닝 시 두 형태 모두 0.042nm의 범위 내에서 연속적인 파장가변이 가능하였다. 특히 고정방향 Littrow형 외부공진기는 출력광의 방향이 바뀌는 기존의 단점을 보강하였으며, 또한 외부공진기의 길이에 따른 최대파장가변 범위를 측정하였다. In this paper, we constructed the Littman type and fixed Littrow type tunable external-cavity diode laser systems. The laser output, which is the 0th-order diffracted beam from the diffraction grating in an external cavity, was the single longitudinal mode. Its FWHM was measured as less than 9MHz. With the diode driving current of 140mA and operating temperature of <TEX>$25^{\circ}C$</TEX>, the coarse tuning range of 5.375nm was measured for the Littman type, and of 13.65nm was measured for the fixed Littrow type. A fine tuning experiment in which an external mirror was rotated by a PZT driven by a sawtooth wave was performed, and its tuning range of 0.042nm was measured for both types. The fixed Littrow type tunable external-cavity diode laser system was an improvement on the conventional Littrow type tunable laser system in which the output direction varies due to the grating embedded in the mirror plate.