JP5032451B2 - Wavelength tunable laser test method, wavelength tunable laser control method, and laser apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、波長可変レーザの試験方法、波長可変レーザの制御方法およびレーザ装置に関する。 The present invention relates to a tunable laser test method, a tunable laser control method, and a laser apparatus.
所望の発振波長を選択可能なチューナブルレーザが知られている。例えば、このチューナブルレーザは、周期的な反射スペクトルのピークを持った反射器、周期的な利得ピークを持つ利得領域等の波長選択部を2つ以上有し、それぞれの周期的なピークの相関関係を制御することによって、所望の発振波長を選択する。 Tunable lasers that can select a desired oscillation wavelength are known. For example, this tunable laser has two or more wavelength selectors such as a reflector having a periodic reflection spectrum peak and a gain region having a periodic gain peak, and the correlation between the respective periodic peaks. A desired oscillation wavelength is selected by controlling the relationship.
それぞれの周期的なピークの相関関係を検知するためには、波長計、光スペクトルアナライザ等の計測器を用いて発振波長、光スペクトル等の発振状態を検出し、各チャネルに対応する最適動作点を調べ、ルックアップテーブル等の波長選択情報を設定し、その設定された波長選択情報に基づいて温度制御装置(TEC)の設定温度および反射器の設定電流を取得する。 In order to detect the correlation of each periodic peak, the oscillation state of the oscillation wavelength, optical spectrum, etc. is detected by using a measuring instrument such as a wavelength meter or an optical spectrum analyzer, and the optimum operating point corresponding to each channel. The wavelength selection information such as the lookup table is set, and the set temperature of the temperature control device (TEC) and the set current of the reflector are acquired based on the set wavelength selection information.
このチューナブルレーザは、起動時および波長切替時には、ルックアップテーブルから読み込んだ値を用いることによって、所望の発振波長を実現することができる。例えば、波長検知部は、チューナブルレーザの出力波長を検知している。 This tunable laser can realize a desired oscillation wavelength by using a value read from a look-up table at the time of startup and wavelength switching. For example, the wavelength detection unit detects the output wavelength of the tunable laser.
チューナブルレーザは、検知結果がルックアップテーブルの設定値と異なる場合にはTECの温度を変化させて、利得領域の利得スペクトルのピークを補正する。このフィードバックループは、一般に波長ロッカと呼ばれている。この動作によって、出力波長が一定に保持される。 The tunable laser corrects the peak of the gain spectrum in the gain region by changing the temperature of the TEC when the detection result is different from the set value of the lookup table. This feedback loop is generally called a wavelength locker. By this operation, the output wavelength is kept constant.
図1は、周期的な反射スペクトルのピークを持った反射器のヒータ温度と発振波長の関係とを示す図である。チューナブルレーザにおいては、周期的な反射ピークを持った反射器と周期的な利得ピークを持った利得領域とのそれぞれのピークが重なり合う部分で発振状態が決定される。したがって、チューナブルレーザは、飛び飛びの波長特性を有している。図1において平坦なテラスの部分は、チューナブルレーザの安定的な発振可能波長を示している。すなわち、本発明の対象となる波長可変レーザの波長選択特性は、発振状態が不連続に生じる特性を有しているといえる。 FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the heater temperature and the oscillation wavelength of a reflector having a periodic reflection spectrum peak. In the tunable laser, the oscillation state is determined at a portion where the peaks of the reflector having the periodic reflection peak and the gain region having the periodic gain peak overlap. Therefore, the tunable laser has a jumping wavelength characteristic. In FIG. 1, a flat terrace portion indicates a stable oscillation wavelength of the tunable laser. That is, it can be said that the wavelength selection characteristic of the wavelength tunable laser that is the subject of the present invention has a characteristic in which the oscillation state occurs discontinuously.
選択波長がλ2である場合、ヒータ温度を図1の範囲A内に設定する必要がある。ルックアップテーブルには、テラスの最適動作点aに相当するヒータ電流値が格納されている。 When the selected wavelength is λ2, the heater temperature needs to be set within the range A in FIG. In the lookup table, a heater current value corresponding to the optimum operating point a of the terrace is stored.
ここで、ヒータ温度が最適動作点aの場合には、チューナブルレーザは、初期波長であるλ2にて発振を行うことが可能である。しかしながら、レーザチップの劣化、電源の影響等によって初期波長を実現するための設定値が最適動作点aからずれる場合には、λ2以外の波長で発振しやすくなっているといえる。 Here, when the heater temperature is the optimum operating point a, the tunable laser can oscillate at the initial wavelength λ2. However, if the set value for realizing the initial wavelength deviates from the optimum operating point a due to the deterioration of the laser chip, the influence of the power source, etc., it can be said that oscillation is likely to occur at wavelengths other than λ2.
例えば、TECの温度または利得領域の駆動電流の初期値が精度よくレーザチップに与えられない場合、λ2以外の他の波長で発振する可能性がある。すなわち、パラメータ変動の影響を受けやすいという問題が発生する。 For example, when the temperature of the TEC or the initial value of the drive current in the gain region is not given to the laser chip with high accuracy, there is a possibility of oscillation at a wavelength other than λ2. That is, there is a problem that it is easily affected by parameter variations.
このような問題を解決する方法として、波長読取器または発振モード判別器を用いてモード跳びを検出する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この文献においては、波長検知部によって発振波長、光スペクトル等の発振状態が検出されている。この波長検知部は、周期的なピークを持ったエタロンによって構成されている。また、この波長検知部を用いて、周期的なピークの位置関係を制御するパラメータを増加方向および減少方向にそれぞれ変化させ、波長が大きく変化した前後で境界A1と境界A2とを検出する。そして、それぞれの境界値の平均値を最適動作点aとして初期値をシフトすることによって、TEC温度および利得領域の駆動電流の初期値が精度よくレーザチップに与えられない場合であっても、周期的なピークの位置関係を最適な状態で制御することができる。したがって、他の波長で発振する可能性が少なくなる。 As a method for solving such a problem, a method of detecting a mode jump using a wavelength reader or an oscillation mode discriminator is known (for example, see Patent Document 1). In this document, an oscillation state such as an oscillation wavelength and an optical spectrum is detected by a wavelength detector. This wavelength detector is composed of an etalon having a periodic peak. Further, by using this wavelength detection unit, the parameter for controlling the positional relationship between the periodic peaks is changed in the increasing direction and the decreasing direction, respectively, and the boundary A1 and the boundary A2 are detected before and after the wavelength is largely changed. Even if the initial value of the drive current in the TEC temperature and the gain region is not accurately given to the laser chip by shifting the initial value with the average value of each boundary value as the optimum operating point a, the period is It is possible to control the positional relationship between typical peaks in an optimum state. Therefore, the possibility of oscillation at other wavelengths is reduced.
しかしながら、特許文献1の方法では、モード跳びの波長間隔によって、波長が大きく変化したことを波長検知部で検知できない場合がある。たとえば、波長検知部の周期と同じ周期で波長がモード跳びした場合には、波長が大きく変化した前後で同じ検出値を示す可能性がある。この場合、境界A1または境界A2の検出が困難になる。特許文献1では、この問題を解決するために、波長レンジの異なる複数のエタロンを組み合わせること等によって対応しているが、この場合には、部品点数、組立工数等の増大によって、コストが増加するとともに小型化が困難となる。
However, in the method of
本発明の目的は、部品点数、組立工数等の増大を抑制でき、かつ、最適動作点を検出することができる波長可変レーザの試験方法、波長可変レーザの制御方法およびレーザ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a test method for a wavelength tunable laser, a control method for a wavelength tunable laser, and a laser apparatus that can suppress an increase in the number of parts, the number of assembly steps, and the like and can detect an optimum operating point. Objective.
本発明に係る波長可変レーザの試験方法は、共振器内に異なる波長特性のピークを有する波長選択部を複数備えた波長可変レーザの試験方法であって、初期設定値に基づいて波長可変レーザに所定の波長で発振させる第1ステップと、複数の波長選択部の波長特性を変化させながら波長可変レーザの利得状態の変化の不連続点を検出する第2ステップと、不連続点が検出された時点を所定波長における発振状態の限界点としこの限界点に基づいて波長選択部の安定動作点を演算する第3ステップと、を含み、前記第2ステップの利得状態の変化の不連続点の検出は、波長特性を変化させながら利得状態の不連続点を検出した後、前記波長特性の変化量よりも小さい変化量で波長特性を変化させながら、再度利得状態の不連続点を検出することによりなされることを特徴とするものである。 A test method for a wavelength tunable laser according to the present invention is a test method for a wavelength tunable laser having a plurality of wavelength selection units having different wavelength characteristic peaks in a resonator, and is based on an initial setting value. A first step of oscillating at a predetermined wavelength, a second step of detecting a discontinuous point of a gain state change of the wavelength tunable laser while changing the wavelength characteristics of the plurality of wavelength selecting units, and a discontinuous point are detected. viewed including a third step of calculating a stable operating point of the wavelength selection portion based on the time on this limit point a limit point of the oscillation state at a predetermined wavelength, a discontinuity point of a change in gain state of the second step In the detection, after detecting the discontinuous point of the gain state while changing the wavelength characteristic, the discontinuous point of the gain state is detected again while changing the wavelength characteristic with a change amount smaller than the change amount of the wavelength characteristic. It is characterized in that the further made.
本発明に係る波長可変レーザの試験方法においては、利得状態の不連続が検出されていることから、波長レンジの異なる複数のエタロンを組み合わせなくても、波長選択特性の安定動作点を決定することができる。それにより、部品点数、組立工数等の増大を抑制することができる。その結果、コスト増大および装置の大型化を抑制することができる。 In the tunable laser testing method according to the present invention, since the discontinuity of the gain state is detected, the stable operating point of the wavelength selection characteristic can be determined without combining a plurality of etalons having different wavelength ranges. Can do. Thereby, increase of a number of parts, an assembly man-hour, etc. can be controlled. As a result, an increase in cost and an increase in size of the apparatus can be suppressed.
波長可変レーザの発振状態は、波長選択部の波長特性の変化に対して不連続に生じるものであってもよい。第2ステップにおける不連続点の検出は、波長可変レーザの出力光強度または波長可変レーザの利得領域の電圧もしくは電流の不連続変化の検出に基づいてなされてもよい。複数の波長選択部は、バーニア効果を用いて波長を選択してもよい。 The oscillation state of the wavelength tunable laser may be generated discontinuously with respect to the change in the wavelength characteristics of the wavelength selection unit. The detection of the discontinuous point in the second step may be performed based on the detection of the discontinuous change in the output light intensity of the wavelength tunable laser or the voltage or current in the gain region of the wavelength tunable laser. The plurality of wavelength selection units may select wavelengths using the vernier effect.
波長可変レーザは、共振器の外部に半導体光増幅領域を備え、第2ステップにおける不連続点の検出は、半導体光増幅領域が光吸収をなす状態にバイアスされる場合における半導体光増幅領域の光電流を検知することによりなされてもよい。第2ステップにおける不連続点の検出は、利得状態の変化量を微分した微分値に基づいて行われてもよい。この場合、より正確に、利得状態の不連続を検出することができる。 The wavelength tunable laser has a semiconductor optical amplification region outside the resonator, and the detection of the discontinuous point in the second step is the light in the semiconductor optical amplification region when the semiconductor optical amplification region is biased in a state of absorbing light. This may be done by sensing the current. Detection of discontinuous points in the second step may be performed based on a differential value obtained by differentiating the amount of change in the gain state. In this case, the discontinuity of the gain state can be detected more accurately .
本発明に係る波長可変レーザの制御方法は、共振器内に異なる波長特性のピークを有する波長選択部を複数備えた波長可変レーザの制御方法であって、初期設定値に基づいて所定の波長で波長可変レーザに発振させる第1ステップと、波長選択部の波長特性を変化させながら波長可変レーザの利得状態の変化の不連続点を検出する第2ステップと、不連続点が検出された時点を所定波長における発振状態の限界点としこの限界点に基づいて波長選択部の安定動作点を演算する第3ステップと、第3ステップで得られた安定動作点を目標値として波長可変レーザを発振させる第4ステップと、を含み、前記第2ステップの利得状態の変化の不連続点の検出は、波長特性を変化させながら利得状態の不連続点を検出した後、前記波長特性の変化量よりも小さい変化量で波長特性を変化させながら、再度利得状態の不連続点を検出することによりなされることを特徴とするものである。 A method of controlling a wavelength tunable laser according to the present invention is a method of controlling a wavelength tunable laser including a plurality of wavelength selection units having different wavelength characteristic peaks in a resonator, and has a predetermined wavelength based on an initial setting value. A first step of causing the wavelength tunable laser to oscillate; a second step of detecting a discontinuous point of a gain state change of the wavelength tunable laser while changing the wavelength characteristic of the wavelength selection unit; and a point in time when the discontinuous point is detected. A third step of calculating a stable operating point of the wavelength selection unit based on the limit point of the oscillation state at a predetermined wavelength, and oscillating the wavelength tunable laser using the stable operating point obtained in the third step as a target value 4 and step, only contains the detection of discontinuities change in gain state of the second step, after detecting the discontinuous point of gain state while changing the wavelength characteristic, the variation of the wavelength characteristic While changing the wavelength characteristic in remote small variation, it is characterized in that is made by detecting a discontinuous point of gain state again.
本発明に係る波長可変レーザの制御方法においては、利得状態の不連続が検出されていることから、波長レンジの異なる複数のエタロンを組み合わせなくても、波長選択特性の安定動作点を決定することができる。それにより、部品点数、組立工数等の増大を抑制することができる。その結果、コスト増大および装置の大型化を抑制することができる。 In the tunable laser control method according to the present invention, since the discontinuity of the gain state is detected, the stable operating point of the wavelength selection characteristic is determined without combining a plurality of etalons having different wavelength ranges. Can do. Thereby, increase of a number of parts, an assembly man-hour, etc. can be controlled. As a result, an increase in cost and an increase in size of the apparatus can be suppressed.
本発明に係るレーザ装置は、共振器内に異なる波長特性のピークを有する波長選択部を複数備えた波長可変レーザと、所期設定値に基づいて所定の波長で波長可変レーザに発振させ波長選択部の波長特性を変化させながら波長可変レーザの利得状態の変化の不連続点を検出する不連続点検出部と、不連続点が検出された時点を所定波長における発振状態の限界点としこの限界点に基づいて波長選択部の安定動作点を演算する動作点演算手段と、演算手段によって得られた安定動作点により波長可変レーザを発振させる制御を行う制御部と、を備え、前記不連続点検出部は、波長特性を変化させながら利得状態の不連続点を検出した後、前記波長特性の変化量よりも小さい変化量で波長特性を変化させながら、再度利得状態の不連続点を検出することを特徴とするものである。 The laser device according to the present invention includes a wavelength tunable laser including a plurality of wavelength selection units having different wavelength characteristic peaks in a resonator, and a wavelength tunable laser that oscillates at a predetermined wavelength based on a predetermined setting value. The discontinuity detection unit detects the discontinuity of the change in the gain state of the wavelength tunable laser while changing the wavelength characteristics of the laser, and the limit of the oscillation state at the predetermined wavelength is the limit when the discontinuity is detected. Operating point calculating means for calculating a stable operating point of the wavelength selection unit based on the point, and a control unit for performing control to oscillate the wavelength tunable laser by the stable operating point obtained by the calculating means , the discontinuous inspection The output unit detects the discontinuous point of the gain state while changing the wavelength characteristic, and then detects the discontinuous point of the gain state again while changing the wavelength characteristic with a change amount smaller than the change amount of the wavelength characteristic. It is characterized in.
本発明に係るレーザ装置においては、利得状態の不連続が検出されていることから、波長レンジの異なる複数のエタロンを組み合わせなくても、波長選択特性の安定動作点を決定することができる。それにより、部品点数、組立工数等の増大を抑制することができる。その結果、コスト増大および装置の大型化を抑制することができる。 In the laser apparatus according to the present invention, since the discontinuity of the gain state is detected, the stable operating point of the wavelength selection characteristic can be determined without combining a plurality of etalons having different wavelength ranges. Thereby, increase of a number of parts, an assembly man-hour, etc. can be controlled. As a result, an increase in cost and an increase in size of the apparatus can be suppressed.
本発明によれば、部品点数、組立工数等の増大を抑制でき、かつ、最適動作点を検出することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in the number of parts, the number of assembly steps, etc., and to detect an optimum operating point.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
図2は、本発明の第1実施例に係る波長可変レーザ10およびそれを備えたレーザ装置100の全体構成を示す模式図である。図2に示すように、レーザ装置100は、波長可変レーザ10、温度制御装置20、出力検知部30、波長検知部40およびコントローラ50を備える。波長可変レーザ10は、温度制御装置20上に配置されている。次に、各部の詳細を説明する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the
波長可変レーザ10は、CSG−DBR(Chirped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector)領域11、SG−DFB(Sampled Grating Distributed Feedback)領域12および半導体光増幅(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)領域13が順に連結した構造を有する。
The
CSG−DBR領域11は、回折格子を有する第1の領域と第1の領域に連結されかつスペース部となる第2の領域とが設けられたセグメントが複数設けられた光導波路を含む。本実施例においては、一例として3つのセグメントが設けられている。この光導波路は、吸収端波長がレーザ発振波長よりも短波長側にある半導体結晶からなる。また、CSG−DBR領域11においては、各第2の領域の長さが異なっている。各セグメント上方のCSG−DBR領域11の表面には、それぞれヒータ14a〜14cが設けられている。
The CSG-
SG−DFB領域12は、回折格子を有する第1の領域とこの第1の領域に連結されかつスペース部となる第2の領域とが設けられたセグメントが複数設けられた光導波路を含む。この光導波路は、目的とする波長でのレーザ発振に対して利得を有する半導体結晶からなる。また、SG−DFB領域12においては、各第2の領域は同じ長さを有している。SG−DFB領域12上には、電極15が設けられている。
The SG-
CSG−DBR領域11およびSG−DFB領域12は、それぞれ異なる周期の波長ピークを有し、波長選択部として機能する。CSG−DBR領域11およびSG−DFB領域12の波長特性を変化させることによって、バーニア効果が生じて発振波長が選択される。
The CSG-
SOA領域13は、電流制御もしくは電圧制御によって光に利得を与える、または光を吸収するための半導体結晶からなる光導波路を含む。SOA領域13上には、電極16が設けられている。なお、CSG−DBR領域11、SG−DFB領域12およびSOA領域13の各光導波路は、互いに光結合している。
The
波長可変レーザ10は、温度制御装置20上に搭載されている。また、温度制御装置20上には、温度制御装置20の温度を測定するためのサーミスタ(図示せず)が設けられている。
The
出力検知部30は、ビームスプリッタ31および受光素子32を含む。ビームスプリッタ31は、SOA領域13を通過したレーザ光の一部を反射して受光素子32に与えるように配置されている。波長検知部40は、ビームスプリッタ41、エタロン42および受光素子43,44を含む。ビームスプリッタ41は、CSG−DBR領域11側から出射されたレーザ光の一部を反射して受光素子43に与え、残りのレーザ光を透過して受光素子44に与えるように配置されている。エタロン42は、ビームスプリッタ41と受光素子44との間に配置されている。
The
なお、図2では、CSG−DBR領域11側に波長検知部40が配置されSOA領域13側に出力検知部30が配置されているが、それに限られない。例えば、各検知部が逆に配置されていてもよい。
In FIG. 2, the
コントローラ50は、CPU(中央演算処理装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(リードオンリメモリ)等の制御部、電源等から構成される。コントローラ50のROMには、波長可変レーザ10の制御情報、制御プログラム等が格納されている。制御情報は、例えば、ルックアップテーブル51に記録されている。図3にルックアップテーブル51の例を示す。
The
図3に示すように、ルックアップテーブル51は、各チャネルごとに、初期設定値およびフィードバック制御目標値を含む。初期設定値には、SG−DFB領域12の初期電流値ILD、SOA領域13の初期電流値ISOA、ヒータ14a〜14cの初期電流値IaHeater〜IcHeaterおよび温度制御装置20の初期温度値TLDが含まれる。フィードバック制御目標値は、出力検知部30のフィードバック制御目標値Im1、波長検知部40のフィードバック制御目標値Im3/Im2およびヒータ14a〜14cの電力のフィードバック制御目標値PaHeater〜PcHeaterを含む。フィードバック制御目標値Im1は、受光素子32の目標検出値を示す。フィードバック制御目標値Im3/Im2は、受光素子44の検出値を受光素子43の検出値で除した値の目標値を示す。
As shown in FIG. 3, the lookup table 51 includes an initial setting value and a feedback control target value for each channel. Initial setting The value, the initial current value I LD of the SG-
続いて、レーザ装置100の起動時(コールドスタート時)の動作について説明する。この動作(コールドスタート)は、SOA領域13をシャッタとして用いることで、出力光がレーザ装置100から出力されない状態で行われる(ダークチューニング)。まず、コントローラ50は、ルックアップテーブル51を参照し、設定されたチャネルに対応する初期電流値ILD、初期電流値ISOA、初期電流値IaHeater〜IcHeaterおよび初期温度値TLDを取得する。
Next, the operation when the
次に、コントローラ50は、温度制御装置20の温度が初期温度値TLDになるように温度制御装置20を制御する。それにより、波長可変レーザ10の温度が初期温度値TLD近傍の一定温度に制御される。その結果、SG−DFB領域12の光導波路の等価屈折率が制御される。次に、コントローラ50は、初期電流値ILDの大きさを持つ電流を電極15に供給する。それにより、SG−DFB領域12の光導波路において光が発生する。その結果、SG−DFB領域12で発生した光は、CSG−DBR領域11およびSG−DFB領域12の光導波路を繰返し反射および増幅されてレーザ発振する。
Next, the
次に、コントローラ50は、初期電流値IaHeater〜IcHeaterの大きさを持つ電流をそれぞれヒータ14a〜ヒータ14cに供給する。それにより、CSG−DBR領域11の光導波路の等価屈折率が所定の値に制御される。次いで、コントローラ50は、初期電流値ISOAの大きさを持つ電流を電極16に供給する。以上の制御によって、波長可変レーザ10は、設定されたチャネルに対応する初期波長でレーザ光を外部に出射する。
Next, the
次いで、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を最適化する。この最適化制御については、後述する。その後、コントローラ50は、受光素子32の検出結果がフィードバック制御目標値Im1になるように、SOA領域13への供給電流もしくは電圧をフィードバック制御する。それにより、レーザ光の強度を規定範囲内に制御することができる。
Next, the
次に、コントローラ50は、受光素子44の検出結果を受光素子43の検出結果で除した値がフィードバック制御目標値Im3/Im2になるように、温度制御装置20の温度をフィードバック制御する。それにより、発振波長を規定範囲内に制御することができる。さらに、コントローラ50は、ヒータ14a〜14cへの供給電力がそれぞれフィードバック制御目標値PaHeater〜PcHeaterになるように、フィードバック制御する。以上の動作により、波長可変レーザ10は、所望の波長で発振する。
Next, the
なお、ヒータ14a〜14cへの供給電力の最適化は、受光素子32の検出結果がフィードバック制御目標値Im1になるようにSOA領域13への供給電流もしくは電圧をフィードバック制御しながら行ってもよい。もしくは、SOA領域13に一定電圧を印加して光を吸収させながら行ってもよい。この場合、SOA領域13を用いて、前端面レーザ光強度を検出することができる。
The power supply to the
以下、起動時におけるヒータ14a〜14cへの供給電力の上述した最適化制御について説明する。
Hereinafter, the above-described optimization control of the power supplied to the
最適化制御のためには、図1における最適動作点aの位置を求め、その位置に向けてヒータ温度を制御する必要がある。ここで、最適動作点aを求めるためには、境界A1およびA2を求める作業が必要である。また、実際に最適動作点aへと動作点を変更する作業が必要である。これらの作業のためには、発振波長(例えばλ2)を変化させることなく、動作点のみを変化させる制御が必要となる。 For the optimization control, it is necessary to obtain the position of the optimum operating point a in FIG. 1 and to control the heater temperature toward that position. Here, in order to obtain the optimum operating point a, it is necessary to obtain the boundaries A1 and A2. Further, it is necessary to actually change the operating point to the optimum operating point a. For these operations, it is necessary to control to change only the operating point without changing the oscillation wavelength (for example, λ2).
図2に示すCSG−DBR領域11には、3つのヒータ14a〜14cが設けられている。発振波長は、これらヒータの温度の関係や、各ヒータ温度の平均値を制御することによって実現される。しかしながら、発振波長を固定したままで、動作点のみを変化させるためには、各ヒータの温度の関係を維持したまま、各ヒータの温度の平均値を変化させる必要がある。以下、平均温度Tを変化させる説明は、すべて、各ヒータの温度の関係を維持した状態での説明である。
In the CSG-
(後端面レーザ光強度を用いる場合)
まず、コントローラ50は、ヒータ14a〜14cの平均温度(以下、平均温度T)を変化させる。図4(a)は、平均温度Tと発振波長との関係を示す図である。図4(b)は、平均温度TとCSG−DBR領域11側(後端面側)から出射されたレーザ光の強度との関係を示す図である。後端面側のレーザ光強度は、受光素子43を用いて検出することができる。
(When using rear end face laser light intensity)
First, the
図4(a)に示すように、発振波長は、平均温度Tの上昇とともに飛び飛びに増加する。発振波長は、次の段階の波長まではほぼ一定値を維持する。また、図4(b)に示すように、発振波長が一定となる温度範囲において、レーザ光強度は、下に凸の曲線を描く。初期波長をλ2とする。また、初期の平均温度Tをaとする。 As shown in FIG. 4A, the oscillation wavelength increases rapidly as the average temperature T increases. The oscillation wavelength remains almost constant until the next stage wavelength. Further, as shown in FIG. 4B, the laser light intensity draws a downwardly convex curve in the temperature range where the oscillation wavelength is constant. The initial wavelength is λ2. Further, the initial average temperature T is set to a.
コントローラ50は、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に減少させて、平均温度Tを徐々に低下させる。この場合、図4(b)に示すように、レーザ光の強度が増加する。さらに平均温度Tを低下させると、レーザ光の強度が不連続に大きく低下する。この場合の平均温度Tを温度a1とする。
The
次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に増加させて、平均温度Tを徐々に上昇させる。この場合、図4(b)に示すように、レーザ光の強度が一度低下した後に徐々に増加する。さらに平均温度Tを上昇させると、レーザ光の強度が不連続に大きく増加する。この場合の平均温度Tを温度a2とする。コントローラ50は、この温度a1と温度a2との間の温度範囲内において最適平均温度Tを決定する。例えば、最適平均温度Tを温度a1と温度a2との平均値とすることができる。
Next, the
なお、コントローラ50は、後端面から出射されたレーザ光強度を温度で微分したものを用いて最適平均温度Tを決定してもよい。図4(c)は、平均温度Tとレーザ光強度の温度による微分値との関係を示す図である。ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に減少させて平均温度Tを低下させると、レーザ光強度の微分値も低下する。さらに平均温度Tを低下させると、レーザ光強度の微分値はマイナス値から不連続にプラス値となる。この場合の平均温度Tを温度a1とする。
Note that the
一方、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に増加させて平均温度Tを上昇させると、レーザ光強度の微分値も増加する。さらに平均温度Tを上昇させると、レーザ光強度の微分値はプラス値から不連続にマイナス値となる。この場合の平均温度Tを温度a2とする。コントローラ50は、この温度a1と温度a2との間の温度範囲内において最適平均温度Tを決定する。
On the other hand, when the average temperature T is raised by gradually increasing the power supplied to the
このように、エタロンを介さないレーザ光の強度を用いて利得状態の不連続(モード跳び)を検出することによって、ヒータ14a〜14cの最適平均温度を決定することができる。この場合、波長レンジの異なる複数のエタロンを組み合わせる必要がなくなる。それにより、部品点数、組立工数等の増大を抑制することができる。その結果、コスト増大および装置の大型化を抑制することができる。
As described above, the optimum average temperature of the
(前端面レーザ光強度を用いる場合)
SOA領域13側(前端面側)から出射されたレーザ光強度を用いて最適平均温度Tを決定してもよい。図5(a)は、平均温度Tと発振波長との関係を示す図である。図5(b)は、平均温度Tと前端面側から出射されたレーザ光の強度との関係を示す図である。前端面側からのレーザ光強度は、受光素子32を用いて検出してもよく、SOA領域13を用いて検出してもよい。
(When using front end face laser light intensity)
The optimum average temperature T may be determined using the laser beam intensity emitted from the
SOA領域13を用いて検出する場合には、SOA領域13からの出力光を一定に保持した状態で、SOA領域13の利得状態を検知することによって、レーザ光強度の不連続を検出することができる。具体的には、SOA領域13からの出力光を一定に保持した状態で、SOA領域13への印加電圧または供給電流を検知することで、SOA領域13の利得状態を検知することができる。
When detecting using the
また、SOA領域13を受光素子として利用することによって、レーザ光強度の不連続を検出することができる。具体的には、SOA領域13への印加電圧を逆バイアスで一定に保持した状態で、SOA領域13からの検知電流を検出することができる。SOA領域13への印加電圧は、0バイアスもしくは順バイアスで一定に保持した状態であっても、SOA領域13が光を吸収できる状態であればSOA領域13からの検知電流を検出することができる。
Further, by using the
図5(b)に示すように、発振波長が一定となる温度範囲において、レーザ光強度は、上に凸の曲線を描く。コントローラ50は、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に減少させて、平均温度Tを徐々に低下させる。この場合、図5(b)に示すように、レーザ光の強度が低下する。さらに平均温度Tを低下させると、レーザ光の強度が不連続に大きく増加する。この場合の平均温度Tを温度a1とする。
As shown in FIG. 5B, in the temperature range where the oscillation wavelength is constant, the laser light intensity draws a convex curve upward. The
次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に増加させて、平均温度Tを徐々に上昇させる。この場合、図5(b)に示すように、レーザ光の強度が一度増加した後に徐々に減少する。さらに平均温度Tを上昇させると、レーザ光の強度が不連続に大きく減少する。この場合の平均温度Tを温度a2とする。コントローラ50は、この温度a1と温度a2との間の温度範囲内において最適平均温度Tを決定する。
Next, the
コントローラ50は、前端面から出射されたレーザ光強度を温度で微分したものを用いて最適平均温度Tを決定してもよい。図5(c)は、平均温度Tとレーザ光強度の温度による微分値との関係を示す図である。ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に減少させて平均温度Tを低下させると、レーザ光強度の微分値は増加する。さらに平均温度Tを低下させると、レーザ光強度の微分値はプラス値から不連続にマイナス値となる。この場合の平均温度Tを温度a1とする。
The
一方、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に増加させて平均温度Tを上昇させると、レーザ光強度の微分値は減少する。さらに平均温度Tを上昇させると、レーザ光強度の微分値はマイナス値から不連続にプラス値となる。この場合の平均温度Tを温度a2とする。コントローラ50は、この温度a1と温度a2との間の温度範囲内において最適平均温度Tを決定してもよい。
On the other hand, when the average temperature T is increased by gradually increasing the power supplied to the
このように、エタロンを介さないレーザ光の強度の微分値を用いて利得状態の不連続(モード跳び)を検出することによって、ヒータ14a〜14cの最適平均温度を決定することができる。この場合、波長レンジの異なる複数のエタロンを組み合わせる必要がなくなる。それにより、部品点数、組立工数等の増大を抑制することができる。その結果、コスト増大および装置の大型化を抑制することができる。
As described above, the optimum average temperature of the
なお、図4(b)および図5(b)において上下のいずれに凸の曲線が描かれるかは、CSG−DBR領域11の波長ピークの鋭さ(ピーク幅)とSG−DFB領域12の波長ピークの鋭さ(ピーク幅)との大小関係に応じて変化する。
In FIG. 4B and FIG. 5B, whether the convex curve is drawn up or down depends on the sharpness (peak width) of the wavelength peak of the CSG-
(SG−DFB領域への印加電圧を用いる場合)
SG−DFB領域12を一定電流で駆動したときに印加される電圧を用いて最適平均温度Tを決定してもよい。図6(a)は、平均温度Tと発振波長との関係を示す図である。図6(b)は、平均温度TとSG−DFB領域12に印加される電圧との関係を示す図である。図6(b)に示すように、発振波長が一定となる温度範囲において、印加電圧は、下に凸の曲線を描く。
(When using voltage applied to SG-DFB region)
The optimum average temperature T may be determined using a voltage applied when the SG-
コントローラ50は、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に減少させて、平均温度Tを徐々に低下させる。この場合、図6(b)に示すように、SG−DFB領域12への印加電圧が上昇する。さらに平均温度Tを低下させると、印加電圧は不連続に大きく減少する。この場合の平均温度Tを温度a1とする。
The
次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に増加させて、平均温度Tを徐々に上昇させる。この場合、図6(b)に示すように、印加電圧が一度減少した後に徐々に増加する。さらに平均温度Tを上昇させると、印加電圧が不連続に大きく増加する。この場合の平均温度Tを温度a2とする。コントローラ50は、この温度a1と温度a2との間の温度範囲内において最適平均温度Tを決定する。
Next, the
コントローラ50は、SG−DFB領域12に印加される電圧を温度で微分したものを用いて最適平均温度Tを決定してもよい。図6(c)は、平均温度Tと印加電圧の温度による微分値との関係を示す図である。ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に減少させて平均温度Tを低下させると、印加電圧の微分値は減少する。さらに平均温度Tを低下させると、印加電圧の微分値はマイナス値から不連続にプラス値となる。この場合の平均温度Tを温度a1とする。
The
一方、ヒータ14a〜14cへの供給電力を徐々に増加させて平均温度Tを上昇させると、印加電圧の微分値は増加する。さらに平均温度Tを上昇させると、印加電圧の微分値はプラス値から不連続にマイナス値となる。この場合の平均温度Tを温度a2とする。コントローラ50は、この温度a1と温度a2との間の温度範囲内において最適平均温度Tを決定してもよい。
On the other hand, when the average temperature T is raised by gradually increasing the power supplied to the
なお、SG−DFB領域12を一定電流で駆動したときの印加電圧の代わりにSG−DFB領域12を一定電流で駆動したときの供給電流を用いてよい。印加電圧は、図6(b)に示すように下に凸の曲線を描いたが、供給電流は上に凸の曲線を描く。この場合においても、供給電流に不連続点が生じるため、最適平均温度Tを決定することができる。
Note that a supply current when the SG-
図4〜図6で説明したように、レーザ光強度、SG−DFB領域12への印加電圧、SG−DFB領域12への供給電流等を用いて利得状態の不連続を検出することによって、ヒータ14a〜14cの最適平均温度を検出することができる。
As described with reference to FIGS. 4 to 6, the heater is detected by detecting the discontinuity of the gain state using the laser light intensity, the voltage applied to the SG-
以上の手段によって決定した最適平均温度Tを与えるために必要なヒータ14a〜14cに供給する電力をもって、フィードバック制御目標値PaHeater〜PcHeaterを修正する。
The feedback control target values Pa Heater to Pc Heater are corrected with the electric power supplied to the
(CSG−DBR領域への注入電流を用いる場合)
なお、上記においてはCSG−DBR領域11の温度を変化させることによってCSG−DBR領域11の光導波路の等価屈折率を変化させたが、CSG−DBR領域11への電流注入によってCSG−DBR領域11の光導波路の等価屈折率を変化させてもよい。CSG−DBR領域11への電流注入によって、光導波路のキャリア密度が変化するからである。この場合においても、ヒータによる加熱と同様に、CSG−DBR領域11への注入電流Aを増減させてレーザ光強度、SG−DFB領域12への印加電圧または供給電流の不連続点を検知することによって、CSG−DBR領域11への最適注入電流を決定することができる。
(When using injection current into CSG-DBR region)
In the above description, the equivalent refractive index of the optical waveguide of the CSG-
図7(a)は、注入電流Aと発振波長との関係を示す図である。図7(b)は、注入電流AとCSG−DBR領域11側(後端面側)から出射されたレーザ光の強度との関係を示す図である。図7(c)は、注入電流Aとレーザ光強度の温度による微分値との関係を示す図である。図7(d)は、注入電流AとSG−DFB領域12側(前端面側)から出射されたレーザ光の強度との関係を示す図である。図7(e)は、注入電流Aとレーザ光強度の温度による微分値との関係を示す図である。図7(f)は、注入電流AとSG−DFB領域12に印加される電圧との関係を示す図である。図7(g)は、注入電流AとSG−DFB領域12に印加される電圧の温度による微分値との関係を示す図である。
FIG. 7A is a diagram showing the relationship between the injection current A and the oscillation wavelength. FIG. 7B is a diagram showing the relationship between the injection current A and the intensity of the laser light emitted from the CSG-
図7で説明したように、レーザ光強度、SG−DFB領域12への印加電圧、SG−DFB領域12への供給電流等の利得状態の不連続を検出することによって、CSG−DBR領域11への最適な注入電流を検出することができる。
As described with reference to FIG. 7, by detecting the discontinuity of the gain state such as the laser light intensity, the voltage applied to the SG-
図8および図9は、波長可変レーザ10の制御の一例を示すフローチャートを示す図である。図8に示すように、まず、コントローラ50は、ルックアップテーブル51を参照し、設定されたチャネルに対応する初期電流値ILD、初期電流値ISOA、初期電流値IaHeater〜IcHeaterおよび初期温度値TLDを取得する(ステップS1)。
8 and 9 are flowcharts showing an example of control of the
次に、コントローラ50は、ステップS1で取得した初期設定値に基づいて波長可変レーザ10にレーザ発振させる(ステップS2)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS3)。次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を増加させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tに刻み値dTを加算する(ステップS4)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS5)。次に、コントローラ50は、(M1−M0)の絶対値がしきい値Th以下か否かを判定する(ステップS6)。ステップS6において|M1−M0|がしきい値Th以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数M1の値を変数M0に格納し(ステップS7)、ステップS4を再度実行する。
Next, the
ステップS6において|M1−M0|がしきい値Th以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、平均温度T−dT/2を変数Thighに格納する(ステップS8)。次に、コントローラ50は、平均温度Tを初期値に設定しなおす(ステップS9)。
If it is not determined in step S6 that | M1-M0 | is equal to or less than the threshold value Th, the
次いで、図9に示すように、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS10)。次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を減少させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tから刻み値dTを減算する(ステップS11)。
Next, as shown in FIG. 9, the
次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS12)。次に、コントローラ50は、(M1−M0)の絶対値がしきい値Th以下か否かを判定する(ステップS13)。ステップS13において|M1−M0|がしきい値Th以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数M1の値を変数M0に格納して(ステップS14)、ステップS11を再度実行する。
Next, the
ステップS13において|M1−M0|がしきい値Th以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、平均温度T+dT/2を変数Tlowに格納する(ステップS15)。次に、コントローラ50は、最適平均温度として、Tlow+(Thigh−Tlow)×k(0<k<1)を変数Toptに格納する(ステップS16)。次いで、コントローラ50は、平均温度TがToptになるようにヒータ14a〜14cへの電力を制御する(ステップS17)。その後、コントローラ50は、フローチャートの実行を終了する。
If it is not determined in step S13 that | M1-M0 | is equal to or less than the threshold value Th, the
このように、一定の刻み幅で平均温度を変化させて、後端面から出射されたレーザ光の強度変化を検出することによって、ヒータ14a〜ヒータ14cの最適平均温度を設定することができる。なお、kは0<k<1を満たす値であればよく、例えば0.5としてもよい。
In this way, the optimum average temperature of the
以下の実施例において、最適値を演算する際に採用される係数kには、例えば以下のような考慮がなされる。
(1)ヒータ温度の変動余裕を考慮した場合には、k=0.5とすればよい。この場合、波長可変レーザのステップの範囲(図1の範囲A)の中央にヒータの温度が設定される。それにより、ヒータ制御状態の変動に対して、最も余裕のあるポイントを選択することができる。
(2)レーザ発振状態の安定性を考慮した場合には、出力光強度が最大(リアモニタ出力では最低)の状態が得られる値を採用する場合もある。たとえば、図4(b)に示すように、波長可変レーザのステップの範囲内においても、光出力強度に相違が生じる。このような場合は、もっとも共振器内の光強度の大きい(図4(b)はリアモニタ出力であるため最も小さい値)ポイントは、発振状態が安定的であるといえる。このようなポイントを選択する場合、kとしてk=0.7程度を選択することが好ましい。
In the following embodiments, for example, the following consideration is given to the coefficient k employed when calculating the optimum value.
(1) In consideration of the fluctuation margin of the heater temperature, k = 0.5 may be set. In this case, the heater temperature is set at the center of the step range (range A in FIG. 1) of the wavelength tunable laser. Thereby, the point with the most margin can be selected with respect to the fluctuation of the heater control state.
(2) In consideration of the stability of the laser oscillation state, a value that can obtain a state in which the output light intensity is maximum (minimum at the rear monitor output) may be adopted. For example, as shown in FIG. 4B, the optical output intensity varies even within the step range of the wavelength tunable laser. In such a case, it can be said that the oscillation state is stable at the point where the light intensity in the resonator is the highest (FIG. 4B is the lowest value because it is the rear monitor output). When selecting such points, it is preferable to select k = about 0.7.
図10および図11は、波長可変レーザ10の制御の他の例を示すフローチャートを示す図である。図10に示すように、まず、コントローラ50は、ルックアップテーブル51を参照し、設定されたチャネルに対応する初期電流値ILD、初期電流値ISOA、初期電流値IaHeater〜IcHeaterおよび初期温度値TLDを取得する(ステップS21)。
10 and 11 are flowcharts showing another example of the control of the
次に、コントローラ50は、ステップS21で取得した初期設定値に基づいて波長可変レーザ10にレーザ発振させる(ステップS22)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS23)。次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を増加させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tに刻み値dT/2を加算する(ステップS24)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS25)。次に、コントローラ50は、微分値(M1−M0)/(dT/2)を変数dM0に格納する(ステップS26)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を増加させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tに刻み値dT/2を加算する(ステップS27)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M2に格納する(ステップS28)。次に、コントローラ50は、微分値(M2−M1)/(dT/2)を変数dM1に格納する(ステップS29)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、(dM1−dM0)の絶対値がしきい値Th以下か否かを判定する(ステップS30)。ステップS30において|dM1−dM0|がしきい値Th以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数dM1の値を変数dM0に格納し、変数M2の値を変数M1に格納し、変数M1の値を変数M0に格納し(ステップS31)、ステップS27を再度実行する。ステップS30において|dM1−dM0|がしきい値Th以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、平均温度T−dT/2を変数Thighに格納する(ステップS32)。
Next, the
次に、図11に示すように、コントローラ50は、平均温度Tを初期値に設定しなおす(ステップS33)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS34)。次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を減少させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tから刻み値dT/2を減算する(ステップS35)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS36)。次に、コントローラ50は、微分値(M1−M0)/(−dT/2)を変数dM0に格納する(ステップS37)。
Next, as shown in FIG. 11, the
次いで、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を減少させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tから刻み値dT/2を減算する(ステップS38)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M2に格納する(ステップS39)。次に、コントローラ50は、微分値(M2−M1)/(−dT/2)を変数dM1に格納する(ステップS40)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、(dM1−dM0)の絶対値がしきい値Th以下か否かを判定する(ステップS41)。ステップS41において|dM1−dM0|がしきい値Th以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数dM1の値を変数dM0に格納し、変数M1の値を変数M0に格納し、変数M2の値を変数M1に格納し(ステップS42)、ステップS38を再度実行する。
Next, the
ステップS41において|dM1−dM0|がしきい値Th以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、平均温度T+dT/2を変数Tlowに格納する(ステップS43)。次に、コントローラ50は、最適平均温度として、Tlow+(Thigh−Tlow)×k(0<k<1)を変数Toptに格納する(ステップS44)。次いで、コントローラ50は、平均温度TがToptになるようにヒータ14a〜14cへの電力を制御する(ステップS45)。その後、コントローラ50は、フローチャートの実行を終了する。
If it is not determined in step S41 that | dM1-dM0 | is equal to or less than the threshold value Th, the
このように、利得状態の変化の微分値を用いることによって、ヒータ14a〜ヒータ14cの最適平均温度を設定することができる。なお、kは0<k<1を満たす値であればよく、例えば0.5としてもよい。
Thus, the optimal average temperature of the
図12および図13は、波長可変レーザ10の制御のさらに他の例を示すフローチャートを示す図である。図12に示すように、まず、コントローラ50は、ルックアップテーブル51を参照し、設定されたチャネルに対応する初期電流値ILD、初期電流値ISOA、初期電流値IaHeater〜IcHeaterおよび初期温度値TLDを取得する(ステップS51)。
FIGS. 12 and 13 are flowcharts showing still another example of the control of the
次に、コントローラ50は、ステップS51で取得した初期設定値に基づいて波長可変レーザ10にレーザ発振させる(ステップS52)。次いで、コントローラ50は、刻み値dTに初期値dT0を格納する(ステップS53)。次に、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS54)。次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を増加させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tに刻み値dTを加算する(ステップS55)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS56)。次に、コントローラ50は、(M1−M0)の絶対値がしきい値Th0以下か否かを判定する(ステップS57)。ステップS57において|M1−M0|がしきい値Th0以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数M1の値を変数M0に格納し(ステップS58)、ステップS55を再度実行する。
Next, the
ステップS57において|M1−M0|がしきい値Th0以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、刻み値dTがしきい値Th1以上であるか否かを判定する(ステップS59)。ステップS59において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定された場合、コントローラ50は、平均温度Tから刻み値dTを減算し、刻み値dTにk0(0<k0<1)を掛けた値を刻み値dTに格納し(ステップS60)、ステップS55を再度実行する。
If it is not determined in step S57 that | M1-M0 | is equal to or smaller than the threshold value Th0, the
ステップS59において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定されなかった場合、コントローラ50は、平均温度T−dT/2を変数Thighに格納する(ステップS61)。次に、コントローラ50は、平均温度Tを初期値に設定しなおす(ステップS62)。
If it is not determined in step S59 that the step value dT is equal to or greater than the threshold value Th1, the
次いで、図13に示すように、コントローラ50は、刻み値dTに初期値dT0を格納する(ステップS63)。次に、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS64)。次いで、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を減少させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tから刻み値dTを減算する(ステップS65)。
Next, as shown in FIG. 13, the
次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS66)。次に、コントローラ50は、(M1−M0)の絶対値がしきい値Th0以下か否かを判定する(ステップS67)。ステップS67において|M1−M0|がしきい値Th0以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数M1の値を変数M0に格納し(ステップS68)、ステップS65を再度実行する。
Next, the
ステップS67において|M1−M0|がしきい値Th0以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、刻み値dTがしきい値Th1以上であるか否かを判定する(ステップS69)。ステップS69において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定された場合、コントローラ50は、平均温度Tに刻み値dTを加算し、刻み値dTにk0(0<k0<1)を掛けた値を刻み値dTに格納し(ステップS70)、ステップS65を再度実行する。
If it is not determined in step S67 that | M1-M0 | is equal to or smaller than the threshold value Th0, the
ステップS69において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定されなかった場合、平均温度T+dT/2を変数Tlowに格納する(ステップS71)。次に、コントローラ50は、最適平均温度として、Tlow+(Thigh−Tlow)×k1(0<k1<1)を変数Toptに格納する(ステップS72)。次いで、コントローラ50は、平均温度TがToptになるようにヒータ14a〜14cへの電力を制御する(ステップS73)。その後、コントローラ50は、フローチャートの実行を終了する。
If it is not determined in step S69 that the step value dT is equal to or greater than the threshold value Th1, the average temperature T + dT / 2 is stored in the variable T low (step S71). Next, the
このように、後端面から出射されたレーザ光の強度変化を刻み値dTを徐々に小さくしながら検出することによって、ヒータ14a〜ヒータ14cの最適平均温度を設定することができる。なお、k1は0<k1<1を満たす値であればよく、例えば0.5としてもよい。
Thus, the optimum average temperature of the
図14および図15は、波長可変レーザ10の制御のさらに他の例を示すフローチャートを示す図である。図14に示すように、まず、コントローラ50は、ルックアップテーブル51を参照し、設定されたチャネルに対応する初期電流値ILD、初期電流値ISOA、初期電流値IaHeater〜IcHeaterおよび初期温度値TLDを取得する(ステップS81)。
14 and 15 are flowcharts showing still another example of the control of the
次に、コントローラ50は、ステップS81で取得した初期設定値に基づいて波長可変レーザ10にレーザ発振させる(ステップS82)。次いで、コントローラ50は、刻み値dTに初期値dT0を格納する(ステップS83)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS84)。
Next, the
次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を増加させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tに刻み値dT/2を加算する(ステップS85)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS86)。次に、コントローラ50は、微分値(M1−M0)/(dT/2)を変数dM0に格納する(ステップS87)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を増加させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tに刻み値dT/2を加算する(ステップS88)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M2に格納する(ステップS89)。次に、コントローラ50は、微分値(M2−M1)/(dT/2)を変数dM1に格納する(ステップS90)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、(dM1−dM0)の絶対値がしきい値Th0以下か否かを判定する(ステップS91)。ステップS91において|dM1−dM0|がしきい値Th0以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数dM1の値を変数dM0に格納し、変数M2の値を変数M1に格納し、変数M1の耐を変数M0に格納し(ステップS92)、ステップS88を再度実行する。
Next, the
ステップS91において|dM1−dM0|がしきい値Th0以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、刻み値dTがしきい値Th1以上であるか否かを判定する(ステップS93)。ステップS93において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定された場合、コントローラ50は、平均温度Tから刻み値dTを減算し、刻み値dTにk0(0<k0<1)を掛けた値を刻み値dTに格納し(ステップS94)、ステップS85を再度実行する。
If it is not determined in step S91 that | dM1-dM0 | is equal to or smaller than the threshold value Th0, the
ステップS93において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定されなかった場合、コントローラ50は、平均温度T−dT/2を変数Thighに格納する(ステップS95)。次に、コントローラ50は、平均温度Tを初期値に設定しなおす(ステップS96)。
When it is not determined in step S93 that the step value dT is equal to or greater than the threshold value Th1, the
次いで、図15に示すように、コントローラ50は、刻み値dTに初期値dT0を格納する(ステップS97)。次に、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光の強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS98)。次に、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を減少させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tから刻み値dT/2を減算する(ステップS99)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS100)。次に、コントローラ50は、微分値(M1−M0)/(−dT/2)を変数dM0に格納する(ステップS101)。
Next, as shown in FIG. 15, the
次いで、コントローラ50は、ヒータ14a〜ヒータ14cに供給する電力を減少させて、ヒータ14a〜ヒータ14cの平均温度Tから刻み値dT/2を減算する(ステップS102)。次いで、コントローラ50は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M2に格納する(ステップS103)。次に、コントローラ50は、微分値(M2−M1)/(−dT/2)を変数dM1に格納する(ステップS104)。
Next, the
次いで、コントローラ50は、(dM1−dM0)の絶対値がしきい値Th0以下か否かを判定する(ステップS105)。ステップS105において|dM1−dM0|がしきい値Th0以下であると判定された場合、コントローラ50は、変数dM1の値を変数dM0に格納し、変数M1の値を変数M0に格納し、変数M2の値を変数M1に格納し(ステップS106)、ステップS102を再度実行する。
Next, the
ステップS105において|dM1−dM0|がしきい値Th0以下であると判定されなかった場合、コントローラ50は、刻み値dTがしきい値Th1以上であるか否かを判定する(ステップS107)。ステップS107において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定された場合、コントローラ50は、平均温度Tに刻み値dTを加算し、刻み値dTにk0(0<k0<1)を掛けた値を刻み値dTに格納し(ステップS108)、ステップS99を再度実行する。
If it is not determined in step S105 that | dM1-dM0 | is equal to or smaller than the threshold value Th0, the
ステップS107において刻み値dTがしきい値Th1以上であると判定されなかった場合、コントローラ50は、平均温度T+dT/2を変数Tlowに格納する(ステップS109)。次に、コントローラ50は、最適平均温度として、Tlow+(Thigh−Tlow)×k1(0<k1<1)を変数Toptに格納する(ステップS110)。次いで、コントローラ50は、平均温度TがToptになるようにヒータ14a〜14cへの電力を制御する(ステップS111)。その後、コントローラ50は、フローチャートの実行を終了する。
If it is not determined in step S107 that the step value dT is equal to or greater than the threshold value Th1, the
このように、刻み値dTを徐々に小さくしながらレーザ光強度を検出することによって、ヒータ14a〜ヒータ14cの最適平均温度を設定することができる。なお、k1は0<k1<1を満たす値であればよく、例えば0.5としてもよい。
Thus, the optimum average temperature of the
なお、本実施例においては起動時に最適平均温度を検出しているが、出力した波長をいったん停止したのちに、波長可変レーザ10の波長切替時に最適平均温度を検出してもよい。また、レーザ装置100を実際の動作環境に設置した後に、上記最適化を行ってもよい。この場合、ルックアップテーブル51に設定する制御情報を取得する試験環境と実際の動作環境との間のズレを補正することができる。また、検出された最適平均温度、または、最適平均温度を与えるためのヒータへの供給電力は、ルックアップテーブル51に記録されてもよい。
In the present embodiment, the optimum average temperature is detected at the time of start-up, but the optimum average temperature may be detected at the time of wavelength switching of the
また、本実施例においては、CSG−DBR領域11の光導波路の等価屈折率を変化させて利得状態の不連続点を検出しているが、SG−DFB領域12の光導波路の等価屈折率を変化させて利得状態の不連続点を検出してもよい。また、利得状態の変化および利得状態の変化の微分値の両方の不連続点を検出してもよい。この場合、モード跳びの検出の精度が向上する。
In this embodiment, the discontinuous point of the gain state is detected by changing the equivalent refractive index of the optical waveguide in the CSG-
図16は、本発明の第2実施例に係るレーザ装置100aの全体構成を示す模式図である。レーザ装置100aが図2のレーザ装置100と異なる点は、波長可変レーザ10の代わりに、波長可変レーザ10aを備えている点である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing an overall configuration of a
図16に示すように、波長可変レーザ10aは、SG−DBR(Sampled Grating Distributed Bragg Reflector)領域21、PS(Phase Shift)領域22、Gain領域23、SG−DBR領域24およびSOA領域13が順に連結された構造を有する。
As shown in FIG. 16, in the wavelength
SG−DBR領域21,24は、回折格子を有する第1の領域と第1の領域に連結されかつスペース部となる第2の領域とが設けられたセグメントが複数設けられた光導波路を含む。この光導波路は、吸収端波長がレーザ発振波長よりも短波長側にある半導体結晶からなる。また、SG−DBR領域21,24においては、各第2の領域の長さが等しくなっている。SG−DBR領域21上にはヒータ25が設けられており、SG−DBR領域24上にはヒータ28が設けられている。SG−DBR領域21の光導波路の等価屈折率は、ヒータ25による温度制御によって制御される。SG−DBR領域24の光導波路の等価屈折率は、ヒータ28による温度制御によって制御される。
The SG-
PS領域22は、吸収端波長がレーザ発振波長よりも短波長側にある半導体結晶からなる光導波路を含む。電極26は、PS領域22に電流を供給するための電極である。Gain領域23は、目的とする波長でのレーザ発振に対して利得を有する光導波路を含む。電極27は、Gain領域23に電流を供給するための電極である。
The
SG−DBR領域21およびSG−DBR領域24は、それぞれ異なる周期の波長ピークを有し、波長選択部として機能する。また、PS領域22は、位相調整によって縦モードを制御することができることから、波長選択部として機能する。SG−DBR領域21,24およびPS領域22の波長特性を変化させることによって、発振波長が選択される。なお、SG−DBR領域21,24の波長特性は、ヒータ25,28および温度制御装置20の少なくとも一方によって制御することができる。
The SG-
本実施例に係る波長可変レーザ10aにおいても、起動時または波長切替時にSG−DBR領域21,24およびPS領域22の少なくとも1つの波長特性を変化させながら波長可変レーザ10aの利得状態の変化の不連続を検出することによって、ヒータ25,28の最適温度またはPS領域22の最適電流を求めることができる。
Also in the wavelength
図17は、本発明の第3実施例に係るレーザ装置100bの全体構成を示す模式図である。図17に示すように、レーザ装置100bは、Gain領域61およびPS領域62からなるPS付きGain素子10bを備える。また、PS付きGain素子10bのPS領域62側には、固定エタロン67および液晶ミラー66が順に配置されている。固定エタロン67は、周期的な透過波長のピークを有する光学エタロンである。液晶ミラー66は、Gain領域61の端面との間で共振器を形成するためのミラーに液晶エタロンを集積化したものである。ここで、液晶エタロンとは、電圧による屈折率制御が可能な液晶領域を封じた光学エタロンの構造を備えている。本実施例に係る液晶ミラーは、内部の液晶エタロンが固定エタロン67とは異なる波長ピークを有しており、印加される電圧値に応じて反射波長特性のピークを変化させることができる。
FIG. 17 is a schematic diagram showing an overall configuration of a
本実施例においては、固定エタロン67および液晶ミラー66の波長特性のピークを相対的に変化させることで、バーニア効果による波長選択を可能としている。PS領域62は、固定エタロン67および液晶ミラー66の波長特性のピークの重ね合わせによって選択される縦モード波長を安定的に制御する。本実施例においては、液晶ミラー66および固定エタロン67がそれぞれ波長選択部として機能する。
In the present embodiment, the wavelength selection by the vernier effect is made possible by relatively changing the peak of the wavelength characteristics of the fixed
ビームスプリッタ63は、Gain領域61側から出射されるレーザ光の一部を反射してビームスプリッタ64に与える。ビームスプリッタ64は、与えられた光の一部を受光素子44に与えるとともに、残りの光を受光素子32に与える。ビームスプリッタ64と受光素子44との間には、エタロン65が配置されている。
The
コントローラ50は、液晶ミラー66への印加電圧およびPS領域62への供給電流を制御することによって、発振波長を選択することができる。また、コントローラ50は、受光素子32の検出結果に基づいてレーザ光の強度を検出し、受光素子43,44の検出結果に基づいてレーザ光の波長を検出する。
The
本実施例に係るPS付きGain素子10bにおいても、起動時または波長切替時にPS領域62および液晶ミラー66の少なくとも一方の波長特性を変化させながら共振器型レーザの利得状態の変化の不連続を検出することによって、PS領域62および液晶ミラー66の少なくとも一方の波長選択特性の最適動作点を求めることができる。
Also in the gain element with
実施例4では、テラス部の幅が既知の場合に本発明を適用した例を示すものである。テラス部の幅が既知であることから、本実施例では、高温側または低温側のいずれか片側の利得状態の不連続を検知することで、最適平均温度Tを求めるものである。すなわち、図1を参照すれば、範囲Aが既知である場合には、境界A1または境界A2のいずれか一方の値を取得することで、最適平均温度Tを得ることができる。このことは、境界A1および境界A2の両方を取得する場合に比較して、境界検知に要する時間を短縮することができる効果がある。 The fourth embodiment shows an example in which the present invention is applied when the width of the terrace portion is known. Since the width of the terrace portion is known, in this embodiment, the optimum average temperature T is obtained by detecting the discontinuity of the gain state on either the high temperature side or the low temperature side. That is, referring to FIG. 1, when the range A is known, the optimum average temperature T can be obtained by acquiring one of the values of the boundary A1 and the boundary A2. This has an effect that the time required for boundary detection can be shortened as compared with the case where both the boundary A1 and the boundary A2 are acquired.
図18に具体的なフローを示す。図18は、図2のレーザ装置に本実施例を適用したものである。ステップS1〜S8までは図8と同様であるため、説明を省略する。 FIG. 18 shows a specific flow. FIG. 18 shows a case where the present embodiment is applied to the laser apparatus of FIG. Steps S1 to S8 are the same as in FIG.
本実施例においては、ステップS9において、コントローラ50は、ステップS8で取得した高い温度側の境界(Thigh)に基づいて、最適平均温度Tを演算する。この演算は、Topt=Thigh−TWidth×k2(0<k2<1)を求めることで実行される。TWidthは、テラスの温度幅を示し、あらかじめルックアップテーブル51に格納されている。また、k2は、TWidthの中央を最適平均温度のポイントとする場合には、0.5が選択される。
In the present embodiment, in step S9, the
ステップS10では、コントローラ50は、平均温度T=Toptになるように、ヒータの電力を制御する。以上の作業により、平均温度Tが最適化される。
In step S10, the
なお、ルックアップテーブル51に記録されているTWidthは、あらかじめ波長計などを使用して高精度に求められたものである。各波長に対応するテラスはそれぞれ異なる場合があり、最適平均温度Tの精度を高めるためには、これら全てについてTWidthの大きさを測定すればよい。もちろん、各テラスごとにTWidthを用意する場合には、所望の発振波長に対応したTWidthをルックアップテーブル51から取得する作業を行う。 Note that T Width recorded in the lookup table 51 is obtained in advance with high accuracy using a wavelength meter or the like. The terraces corresponding to the respective wavelengths may be different from each other, and in order to increase the accuracy of the optimum average temperature T, the magnitude of T Width may be measured for all of them. Of course, when T Width is prepared for each terrace, an operation of acquiring T Width corresponding to a desired oscillation wavelength from the lookup table 51 is performed.
また、各テラスの大きさの差は一定の比率で発生する傾向にあるため、1つのテラスの大きさTWidthを測定し、その値から比率に基づく他のテラスのTWidthを演算してもよい。また、TWidthの取得の簡便化としては、波長計などを使用した測定ではなく、レーザチップの設計値から各テラスにおけるTWidthを決定する方法がある。また、レーザチップごとにTWidthを求める方法のほか、ウェハ単位あるいはロット単位で代表チップからTWidthを測定する方法もある。 In addition, since the difference in the size of each terrace tends to occur at a constant ratio, the size T Width of one terrace is measured, and the T Width of another terrace based on the ratio is calculated from the value. Good. As the simplification of acquisition of T Width, rather than measurements using such wavemeter, a method of determining the T Width of each terrace from the design value of the laser chip. In addition to the method of obtaining T Width for each laser chip, there is also a method of measuring T Width from a representative chip in wafer units or lot units.
なお、以上の説明では、高温側の不連続(Thigh)を検知する場合について説明したが、低温側の不連続(Tlow)を検知することによっても同様に求めることができる。なお、本実施例においては、PS付きGain素子10bが波長可変レーザに相当する。
In the above description, the case of detecting the discontinuity (T high ) on the high temperature side has been described, but the same can be obtained by detecting the discontinuity (T low ) on the low temperature side. In this embodiment, the gain element with
なお、上記各実施例において、コントローラ50が不連続検出部および動作点設定手段に相当する。
In each of the above embodiments, the
実施例5は、実施例1〜4に係るレーザ装置の制御で実施していたヒータ14a〜14cへ供給する電力の最適化制御のために用いられる最適動作点の決定方法を、出荷前のキャリブレーション工程に応用するものである。本実施例のキャリブレーションによれば、ヒータ14a〜14cへの供給電力の最適目標値を得ることができる。なお、実施例1〜4では、最適動作点の決定のためにヒータ14a〜14cの平均温度Tを管理していたが、本実施例では、代わりにヒータ14a〜14cへの供給電力を管理する方法を採用する。以下、本実施例に係るキャリブレーション方法について説明する。
In the fifth embodiment, a method for determining the optimum operating point used for the optimization control of the power supplied to the
図19は、本発明の第5実施例に係るキャリブレーション装置200の全体構成を示す模式図である。キャリブレーション装置200は、ルックアップテーブル51、コントローラ150、外部メモリ152等から構成されている。キャリブレーション装置200は、レーザユニット300と接続される。ここで、レーザユニット300は、波長可変レーザ10、温度制御装置20、出力検知部30および波長検知部40が、レーザパッケージ内に収納された構造を有する。
FIG. 19 is a schematic diagram showing an overall configuration of a
なお、上記波長可変レーザ10、温度制御装置20、出力検知部30、波長検知部40の各部は、図2と同じものである。コントローラ150は、CPU、RAM、ROM等の制御部、電源等から構成される。本実施例に係るキャリブレーション方法によれば、ユニットの各波長における最適な制御値を得る試験を実施することができる。以下、詳細を説明する。
In addition, each part of the said wavelength
図20および図21は、レーザユニット300のキャリブレーション工程の一例を示すフローチャートである。図20に示すように、まずコントローラ150は、ルックアップテーブル51を参照し、設定されたチャネルの波長に対応するILD、ISOA、IaHeater〜IcHeaterおよびTLDの初期設定値を取得する(ステップS121)。
20 and 21 are flowcharts showing an example of the calibration process of the
次に、コントローラ150は、ステップS121で取得した初期設定値に基づいて波長可変レーザ10を発振させる(ステップS122)。次いで、コントローラ150は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS123)。次に、コントローラ150は、ヒータ14a〜14cのそれぞれに供給する電力を刻み値dPだけ、それぞれ増加させる(ステップS124)。
Next, the
次いで、コントローラ150は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS125)。次に、コントローラ150は絶対値|M1−M0|を演算し、これがしきい値Thを超えるか否かを判定する(ステップS126)。
Next, the
ステップS126において、絶対値|M1−M0|がしきい値Thを超えないと判定された場合、コントローラ150は変数M1の値を変数M0に格納し(ステップ127)、その後、ステップS124を再度実行する。ステップS126において、絶対値|M1−M0|がしきい値Thを超えたと判定された場合、コントローラ150は、その時点で供給されているヒータ14a〜14cの各電力値から、それぞれ刻み値dPの半分だけ減じた値をPaHeater−High〜PcHeater−Highとして格納する(ステップS128)。
If it is determined in step S126 that the absolute value | M1-M0 | does not exceed the threshold value Th, the
次に、コントローラ150は、ステップS122と同様に、初期設定値に基づいて波長可変レーザ10をレーザ発振させる(ステップS129)。次いで、コントローラ150は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その値を変数M0に格納する(ステップS130)。次に、コントローラ150は、ヒータ14a〜14cにそれぞれに供給する電力を刻み値dPだけ減少させる(ステップS131)。
Next, similarly to step S122, the
次いで、コントローラ150は、受光素子43を用いてレーザ光強度を測定し、その測定値を変数M1に格納する(ステップS132)。次に、コントローラ150は、絶対値|M1−M0|を演算し、これがしきい値Thを超えるか否かを判定する(ステップS133)。
Next, the
ステップS133において、絶対値|M1−M0|がしきい値Thを超えないと判定された場合、コントローラ150は、変数M1の値を変数M0に格納し(ステップ134)、ステップS131を再度実行する。ステップS133において、絶対値|M1−M0|がしきい値Thを超えたと判定された場合、コントローラ150は、その時点で供給されているヒータ14a〜14cの各電力値から、それぞれ刻み値dPの半分だけ増加した値をPaHeater−Low〜PcHeater−Lowとして格納する(ステップS135)。
If it is determined in step S133 that the absolute value | M1-M0 | does not exceed the threshold value Th, the
次に、コントローラ150は、
PaHeater−x=PaHeater−Low+(PaHeater−High−PaHeater−Low)×k(0<k<1)
PbHeater−x=PbHeater−Low+(PbHeater−High−PbHeater−Low)×k(0<k<1)
PcHeater−x=PcHeater−Low+(PcHeater−High−PcHeater−Low)×k(0<k<1)
をそれぞれ演算(ステップ136)して、演算結果を外部メモリ152に格納する(ステップ137)。
Next, the
Pa Heater-x = Pa Heater-Low + (Pa Heater-High- Pa Heater-Low ) × k (0 <k <1)
Pb Heater-x = Pb Heater-Low + (Pb Heater-High- Pb Heater-Low ) × k (0 <k <1)
Pc Heater-x = Pc Heater-Low + (Pc Heater-High- Pc Heater-Low ) × k (0 <k <1)
Are calculated (step 136), and the calculation result is stored in the external memory 152 (step 137).
以上の工程は、必要とされるチャネルに対応した波長ごとに実施され、図22に示すように、ヒータ14a〜14cの電力制御の最適目標値テーブルが生成される。ユーザは、この最適目標値テーブルを基にレーザ装置の制御を行うことで、所望の波長を安定的に実現することができる。
The above steps are performed for each wavelength corresponding to the required channel, and as shown in FIG. 22, an optimum target value table for power control of the
なお、本実施例に係るキャリブレーション方法においても、実施例1と同様、レーザの前方光強度、SOA領域13の利得状態の変化、SOA領域を利用した検知電流の検出、SG−DFB領域12への利得状態の変化等を用いて、レーザの利得状態の不連続を検出してもよい。また、利得状態の不連続を検出する方法は、利得の状態の微分値の変化を検出する方法でもよい。
In the calibration method according to the present embodiment, as in the first embodiment, the forward light intensity of the laser, the change in the gain state of the
また、本実施例に係るキャリブレーション方法は、SG−DBR領域11の屈折率を電流で制御するタイプの波長可変レーザにおいても、同様に実施することができる。その場合は、本実施例でヒータ電力を制御したことと同じ要領で、SG−DBR領域11への注入電流値を制御および演算すればよい。
Further, the calibration method according to the present embodiment can be similarly performed in a wavelength tunable laser of the type in which the refractive index of the SG-
本実施例のキャリブレーション方法は、図19に記載されているレーザ装置について説明しているが、実施例2および実施例3に記載のレーザ装置についても有用である。 The calibration method of the present embodiment has been described for the laser device described in FIG. 19, but is also useful for the laser devices described in the second and third embodiments.
なお、あらかじめ波長可変レーザのテラス部の範囲(図1の範囲A)が既知である場合においては、前記したPaHeater−High〜PcHeater−HighあるいはPaHeater−Low〜PcHeater−Lowのいずれか一方のみ取得し、これに基づいて適切な設定値を演算によって得てもよい。 When the range of the terrace portion of the wavelength tunable laser (range A in FIG. 1) is known in advance, any one of the above-mentioned Pa Heater-High to Pc Heater-High or Pa Heater-Low to Pc Heater-Low Only one of them may be acquired, and an appropriate set value may be obtained by calculation based on this.
なお、上記キャリブレーション方法の実施により得られたPaHeater−x〜PcHeater−xによって駆動されたヒータは、初期値を与えられた場合のヒータ温度とは異なる場合が大半である。ヒータ14a〜14cの初期値を与えた場合に比べ、PaHeater−x〜PcHeater−xが与えられた場合の発振波長の変化が深刻であると考えられる場合には、波長を補正する制御を行うことも有用である。
In most cases, heaters driven by Pa Heater-x to Pc Heater-x obtained by performing the calibration method are different from the heater temperature when the initial value is given. When it is considered that the change in the oscillation wavelength when Pa Heater-x to Pc Heater-x is given is more serious than when the initial values of the
この場合、キャリブレーション装置200は、PaHeater−x〜PcHeater−xを目標値としてレーザユニット300を駆動し、その場合の出力波長を波長計(図示せず)で検出する。キャリブレーション装置200は、温度制御装置20の温度値TLDを補正して、本来の目標波長を実現し、そのときの温度制御装置20の温度をTLD−xとして外部メモリ152に格納する。この作業を行った場合には、ヒータ14a〜14cへの最適目標値に加えて、この温度値TLD−xを含めた、最適目標値テーブルが生成される。
In this case, the
10 半導体レーザ
11 CSG−DBR領域
12 SG−DFB領域
13 SOA領域
14 ヒータ
20 温度制御装置
30 出力検知部
40 波長検知部
50 コントローラ
100 レーザ装置
150 コントローラ
152 外部メモリ
200 キャリブレーション装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
初期設定値に基づいて、前記波長可変レーザに所定の波長で発振させる第1ステップと、
前記複数の波長選択部の波長特性を変化させながら、前記波長可変レーザの利得状態の変化の不連続点を検出する第2ステップと、
前記不連続点が検出された時点を前記所定波長における発振状態の限界点とし、前記限界点に基づいて前記波長選択部の安定動作点を演算する第3ステップと、
を含み、
前記第2ステップの利得状態の変化の不連続点の検出は、波長特性を変化させながら利得状態の不連続点を検出した後、前記波長特性の変化量よりも小さい変化量で波長特性を変化させながら、再度利得状態の不連続点を検出することによりなされることを特徴とする波長可変レーザの試験方法。 A test method for a wavelength tunable laser including a plurality of wavelength selection units having different wavelength characteristic peaks in a resonator,
A first step of causing the wavelength tunable laser to oscillate at a predetermined wavelength based on an initial setting value;
A second step of detecting a discontinuity point of a change in the gain state of the wavelength tunable laser while changing the wavelength characteristics of the plurality of wavelength selection units;
A third step of calculating a stable operating point of the wavelength selection unit based on the limit point when the discontinuous point is detected as a limit point of the oscillation state at the predetermined wavelength;
Only including,
In the detection of the discontinuous point of the gain state change in the second step, after detecting the discontinuous point of the gain state while changing the wavelength characteristic, the wavelength characteristic is changed with a change amount smaller than the change amount of the wavelength characteristic. A test method for a wavelength tunable laser, wherein the test is performed again by detecting discontinuous points in the gain state .
前記第2ステップにおける不連続点の検出は、前記半導体光増幅領域が光吸収をなす状態にバイアスされる場合における前記半導体光増幅領域の光電流を検知することによりなされることを特徴とする請求項1に記載の波長可変レーザの試験方法。 The wavelength tunable laser includes a semiconductor optical amplification region outside the resonator,
The discontinuous point detection in the second step is performed by detecting a photocurrent of the semiconductor optical amplification region when the semiconductor optical amplification region is biased to a state of absorbing light. Item 2. A test method for a wavelength tunable laser according to Item 1.
初期設定値に基づいて、所定の波長で前記波長可変レーザに発振させる第1ステップと、
前記波長選択部の波長特性を変化させながら、前記波長可変レーザの利得状態の変化の不連続点を検出する第2ステップと、
前記不連続点が検出された時点を前記所定波長における発振状態の限界点とし、前記限界点に基づいて前記波長選択部の安定動作点を演算する第3ステップと、
前記第3ステップで得られた安定動作点を目標値として、前記波長可変レーザを発振させる第4ステップと、を含み、
前記第2ステップの利得状態の変化の不連続点の検出は、波長特性を変化させながら利得状態の不連続点を検出した後、前記波長特性の変化量よりも小さい変化量で波長特性を変化させながら、再度利得状態の不連続点を検出することによりなされることを特徴とする波長可変レーザの制御方法。 A method of controlling a wavelength tunable laser including a plurality of wavelength selection units having different wavelength characteristic peaks in a resonator,
A first step of causing the wavelength tunable laser to oscillate at a predetermined wavelength based on an initial setting value;
A second step of detecting a discontinuity in the change of the gain state of the wavelength tunable laser while changing the wavelength characteristic of the wavelength selection unit;
A third step of calculating a stable operating point of the wavelength selection unit based on the limit point when the discontinuous point is detected as a limit point of the oscillation state at the predetermined wavelength;
As the target value of the stable operating point obtained in the third step, seen including a fourth step of oscillating the tunable laser,
In the detection of the discontinuous point of the gain state change in the second step, after detecting the discontinuous point of the gain state while changing the wavelength characteristic, the wavelength characteristic is changed with a change amount smaller than the change amount of the wavelength characteristic. A method of controlling a wavelength tunable laser, wherein the control is performed by detecting a discontinuous point in the gain state again .
初期設定値に基づいて所定の波長で前記波長可変レーザに発振させ、前記波長選択部の波長特性を変化させながら前記波長可変レーザの利得状態の変化の不連続点を検出する不連続点検出部と、
前記不連続点が検出された時点を前記所定波長における発振状態の限界点とし、前記限界点に基づいて前記波長選択部の安定動作点を演算する動作点演算手段と、
前記演算手段によって得られた安定動作点により、前記波長可変レーザを発振させる制御を行う制御部と、を備え、
前記不連続点検出部は、波長特性を変化させながら利得状態の不連続点を検出した後、前記波長特性の変化量よりも小さい変化量で波長特性を変化させながら、再度利得状態の不連続点を検出することを特徴とするレーザ装置。 A wavelength tunable laser including a plurality of wavelength selection units having different wavelength characteristic peaks in the resonator;
A discontinuous point detector that oscillates the wavelength tunable laser at a predetermined wavelength based on an initial setting value and detects a discontinuous point of a gain state change of the wavelength tunable laser while changing a wavelength characteristic of the wavelength selector. When,
An operating point calculating means for calculating a stable operating point of the wavelength selection unit based on the limit point, the time point when the discontinuous point is detected as a limit point of the oscillation state at the predetermined wavelength;
A control unit that performs control to oscillate the wavelength tunable laser according to the stable operating point obtained by the computing means ,
The discontinuous point detecting unit detects a discontinuous point in the gain state while changing the wavelength characteristic, and then again discontinues the gain state while changing the wavelength characteristic with a change amount smaller than the change amount in the wavelength characteristic. A laser device characterized by detecting a point .
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