ECL（外部共振器型半導体レーザー）
ECL（External Cavity Laser：外部共振器型レーザー）は、半導体レーザーチップ（ゲインチップ）の外部に回折格子（グレーティング）やミラーなどの波長選択素子を配置し、共振器長を物理的に拡張した構造を持つ半導体レーザーです。
半導体レーザー特有の「コンパクトさ・広波長帯域」というメリットを維持しつつ、「数kHz〜数十kHzレベルの超狭線幅」と「広い波長可変範囲」を両立できる点が最大の特徴です。
構造と基本原理
通常の半導体レーザーはチップ端面間（数百μm）で光を共振させますが、ECLでは片側の端面に無反射（AR）コーティングを施し、光を外部へ導き出します。
- 共振器長（Cavity Length）の伸長:共振器長を長くすることで、共振器のQ値が高まり、レーザー光の位相ノイズが大幅に低減（＝スペクトル線幅が極限まで縮小）します。
- 波長選択と可変機構:外部に置かれた回折格子（リフレクター）の角度や位置をピエゾ素子（PZT）やモーターで微調整することで、特定の波長だけを選択的にフィードバック（帰還）させます。これにより、スムーズで不連続（モードジャンプ）のない波長チューニングが可能になります。
代表的な光学配置
- Littrow（リトロー）型: 回折格子の1次折返し光をそのままゲインチップに戻す配置。構造がシンプルで出力が高い。
- Littman-Metcalf（リットマン・メトカーフ）型: 回折格子に加えて固定ミラーを使い、ミラーの角度を変えて波長を選ぶ配置。出力を維持したまま極めて広い可変範囲を得られる。
ECL（外部共振器型半導体レーザー）｜主要メーカー
コヒーレント光通信
QAMなどの多値位相修飾を用いた大容量・超高速光通信のローカル発振器（LO）光源。
量子技術・光格子時計
原子の冷却やトラップに必要な、極めて厳密な特定の励起波長供給。
高分解能分光・ガスセンシング
分子の鋭い吸収線を高精度にスキャン・同定する分光分析。
主要な技術的メリット
- 超狭線幅（Ultra-narrow Linewidth）:一般的なDFBレーザーの線幅が数MHz程度であるのに対し、ECLは 数kHz〜100kHz以下（高性能なものでは1kHz未満）という卓越した単色性を誇ります。
- 広い無モードジャンプ波長可変（Mode-hop-free Tuning）:単一の素子で数nm〜数十nmに及ぶ広い波長範囲を、連続的にスキャン（掃引）可能です。
- 高い位相安定性:コヒーレンス長（光の干渉性が保たれる距離）が数km以上に達するため、精密な長距離干渉計測に最適です。
選定・運用時の注意点
- 機械的振動・熱への過敏性:外部共振器という物理構造を持つため、周囲の音・振動・温度変化が波長ゆらぎの原因となります。厳重な除振・静音・精密温度制御（TEC）が必須です。
- 超低ノイズ電源の選定:駆動電流のわずかなノイズ（リップル）も線幅の広がりにつながるため、ECL専用の低ノイズLDドライバーを使用する必要があります。
メーカー