波長多重走査型半導体レーザ光源によるインプロセス形状計測システムの実現

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560409
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 鈴木 孝昌 新潟大学, 自然科学系, 助教授 (40206496)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 修己 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90018911) ; 大平 泰生 新潟大学, 自然科学系, 助手 (10361891)
• Keywords: 半導体レーザ / 干渉計 / 波長走査 / 波長多重化 / インプロセス計測

Research Abstract

波長多重型半導体レーザ光源を構成するために、まず除振台上に2つの半導体レーザ(LD1(中心波長658nm、発光パワー5mW)およびLD2(中心波長785nm、発光パワー80mW)を配置し、光源レーザLD1に対して高精度の温度・電流同時制御を施した。温度制御の精度は、約0.01℃と見積もられた。LD2の出射光を光スペクトラムアナライザでモニタしたところ、波長の時間安定度は従来に比べ一桁以上向上したことが確認できた。また、加熱用レーザLD2に電流コントロールを施して強度変調をかけ、LD1に入射することで、光熱変調システムを構成した。このシステムによる波長変調特性を測定したところ、波長のシフト量は通常の電流変調に比べて小さいものの、1kHz程度の波長応答特性が得られた。さらに、LD1の温度と電流を同時に制御し、2つのスペクトルを同時発振できることも確認した。このときの波長差は約0.5nmであり、940μm程度の合成波長を発生できることがわかった。
さらに、超音波偏向器を用いた際のレーザ光の偏向角から、外部共振器を構成した場合、どの程度の波長走査幅が得られるかを計算により見積もったところ、格子定数1/1800(mm/本)の回折格子を用いた場合、0.6°の偏向角に対し、約2.5nmの波長変化が得られることがわかった。この結果を元に次年度予定している光外部共振器型半導体レーザ光源の構築を進めていく予定である。