CN101971445A - 激光设备及激光设备控制数据 - Google Patents

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Abstract

一种激光设备包括：增益单元；在波长特性中具有周期性波峰的第一波长选择部；以及第二波长选择部，所述第二波长选择部在被限制于比振荡波长的可变带域窄的波长范围中、在波长特性中具有周期与所述第一波长选择部的不同的波峰，并通过折射率变化而移动波峰波长。激光设备还包括具有多个区段的谐振器，其中在相同的波长范围内通过所述第二波长选择部的单向折射率变化所选择的所述振荡波长在一个方向上变化；存储部，其含有从跨越多个区段中的两个相邻区段的范围选择的值作为用于选择振荡波长的第二波长选择部的折射率的设置值；以及控制器，其向所述控制器提供给所述存储部中存储的所述设置值。

Description

激光设备及激光设备控制数据
技术领域
本发明总体上涉及一种激光设备及激光设备控制数据。
背景技术
已知一种在谐振器中具有波长选择部并且选择输出波长的可调谐激光器。例如，专利文件1公开了具有CSG-DBR(Chirped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector：啁啾取样光栅分布式布拉格反射镜)区域和SG-DFB(Sampled Grating Distributed Feedback：取样光栅分布式反馈)区的可调谐激光器。
在CSG-DBR区域中，反射谱仅在有限的波长范围内具有周期性波峰。SG-DFB区域的反射谱的波峰周期与CSG-DBR区域的反射谱的波峰周期是不同的。这导致游标效应。即，具有最大强度的波长是从波峰彼此交叠的波长中选出的。
专利文件1：日本专利申请公开第2007-048988号
发明内容
技术问题
图1例示了CSG-DBR区域的折射率变化和振荡波长之间的关系的示例。图1例示了在以CSG-DBR区域上的多个加热器之间的温度关系保持固定的方式变化各加热器的温度的情况下的特性。具体地，图1例示了各加热器的温度变化量彼此相等并且多个区域中与各加热器相对应的折射率的变化量彼此相等的情况下的特性。
在下面的描述中，除非特别提及，否则变化CSG-DBR区域的折射率的情况是多个区域与各加热器相对应的折射率的变化量彼此相等的情况。
在图1中，平坦的平台(terrace)部分是可调谐激光器可以振荡的波长。每一平台的宽度对应于SG-DFB区域的波长特性的波峰间隔。振荡波长与CSG-DBR区域的折射率变化相对应地在一个方向变化。在图1中，振荡波长随着CSG-DBR区域的折射率的增大向着长波长侧变化。
当CSG-DBR区域的反射谱的波峰间隔减小时，可以通过小的折射率变化选择下一波长。然而，在该情况下，所选择的波长峰值的间隔随着游标效应同时减小。所以，如上所述，CSG-DBR区域的反射谱的周期性波峰被限制在给定的波长范围内。除了期望的振荡波长之外的波长被排除在外。
当CSG-DBR区域的反射谱的周期性波峰被限制在给定的波长范围内时，波长选择范围被限制于例如λ1至λ7。因为利用游标效应的波长选择是回归性的，所以多组波长选择区段λ1至λ7周期性地并连续地出现。图1的特性在提供了具有不同波长特性的多个波长选择部和限制振荡波长范围的部件的情况下出现，也在提供SG-DFB区域和CSG-DBR区域的情况下出现。
可调谐激光器基于来自查找表的设置值工作。通过在出货测试中用高精确度的波长仪观测期望的输出波长并获得设置值来制作查找表。通常地，在设置值的获取操作中，选择一个区段(例如图1的区段1、2或3)，该一个区段中所选择的波长与CSG-DBR区域的折射率变化相对应地在一个方向变化。并且，获得在该范围中与λ1至λ7相对应的设置值。
存在减小可调谐激光器的电功率消耗的需求。然而，减小传统激光器的电功率消耗是不可能的。
本发明的目的是提供减小电功率消耗的激光设备及激光设备控制数据。
技术方案
根据本发明的激光设备的特征在于包括：谐振器，该谐振器具有增益区域、第一波长选择部和第二波长选择部，所述第一波长选择部在波长特性中具有周期性波峰，所述第二波长选择部在比振荡波长的可变范围小的波长范围中、以与所述第一波长选择部不同的周期在波长特性中具有周期性波峰，并且所述第二波长选择部的波峰波长根据所述第二波长选择部的折射率变化而移动，该谐振器在同一波长范围内具有多个区段，在该多个区段中，利用所述第二波长选择部的一个方向的折射率变化所选择的所述振荡波长在一个方向上变化；存储部，其存储从跨越所述多个区段中的两个相邻区段的范围选择的值作为用于选择振荡波长的所述第二波长选择部的折射率的设置值；以及控制器，其向所述谐振器提供所述存储部中存储的所述设置值。在本发明的激光设备中，因为第二波长选择部的折射率的设置值是来自相邻的两个区段，所以抑制了用于变化第二波长选择部的折射率的电功率消耗。
存储部可以存储在如下范围内选择的值，该范围的起点是在所述第二波长选择部的折射率未变化的条件下选择的振荡波长，终点是相邻区段中的等于该振荡波长的波长。在该情况下，与在各区段内选择设置值的情况相比，第二波长选择部的电功率消耗。
存储部可以存储在如下范围内选择的值，该范围的起点是在所述第二波长选择部的折射率未变化的条件下选择的另一振荡波长相邻的振荡波长，终点在相邻区段中的等于所述另一振荡波长的波长。在该情况下，与在各范围内选择设置值的情况相比，第二波长选择部的电功率消耗。
第二波长选择部的折射率的设置值可以是第二波长选择部的温度或者是提供给第二波长选择部的电流。存储部可以关于各期望波长存储所述第二波长选择部的折射率的设置值。
根据本发明的激光设备控制数据是激光设备的控制数据，该激光设备具有增益区域、第一波长选择部和第二波长选择部，所述第一波长选择部在波长特性中具有周期性波峰，所述第二波长选择部在比振荡波长的可变范围小的波长范围中、以与所述第一波长选择部不同的周期在波长特性中具有周期性波峰，并且所述第二波长选择部的波峰波长根据所述第二波长选择部的折射率变化而移动，该激光设备控制数据在同一波长范围内具有多个区段，在该多个区段中，利用所述第二波长选择部的一个方向的折射率变化所选择的所述振荡波长在一个方向上变化，其特征在于，所述控制数据包括与所要获得的振荡波长相对应的、用于确定所述第二波长选择部的折射率的设置值，其中所述折射率的最大值到最小值的范围跨越所述多个区段。
第二波长选择部的折射率的设置值可以是第二波长选择部的温度或者是提供给第二波长选择部的电流。
发明优点
根据本发明，可以提供电功率消耗降低的激光设备和激光设备控制数据。
附图说明
图1例示了CSG-DBR区域的折射率和振荡波长之间的关系的示例；
图2例示了根据本发明第一实施方式的可调谐激光器及具有该可调谐激光器的激光设备的示意性视图；
图3例示了查找表51的示例；
图4例示了关于CSG-DBR区域的折射率变化的振荡波长；
图5例示了根据本发明第二实施方式的可调谐激光器的示意性视图；并且
图6例示了根据本发明第三实施方式的可调谐激光器的示意性视图。
具体实施方式
将给出实现本发明的最佳方式的说明。
(第一实施方式)
图2例示了根据本发明第一实施方式的可调谐激光器10和具有该可调谐激光器10的激光设备100的示意性视图。如图2所示，激光设备100包括可调谐激光器10、温度控制装置20、输出检测部30、波长检测部40以及控制器50。可调谐激光器10设置在温度控制装置20上。下面，将给出各个部分的详细说明。
可调谐激光器10具有CSG-DBR区域11、SG-DFB区域12和半导体光放大器(SOA：Semiconductor Optical Amplifier)区域13依次耦合的结构。
CSG-DBR区域11包括具有多个段的光波导，其中包括具有衍射光栅的第一区域和耦合至第一区域并且作为间隔区域的第二区域。光波导由具有与激光振荡波导相比短的吸收端波长的半导体晶体制成。在CSG-DBR区域11，第二区域各具有不同的长度。在CSG-DBR区域11的表面上沿着光波导设置有加热器14a至14c。CSG-DBR区域11仅在有限的波长范围内在波长特性中具有周期性波峰。
SG-DFB区域12包括具有多个段的光波导，其中包括具有衍射光栅的第一区域和耦合至第一区域并且作为间隔区域的第二区域。光波导由对于在期望波长处的激光振荡具有增益的半导体晶体制成。在SG-DFB区域12中，第二区域各具有相同的波长。在SG-DFB区域12上设置有电极15。SG-DFB区域12在波长特性中具有周期性波峰。在实施方式中，在SG-DFB区域12中增益谱的波峰周期性地分布。
CSG-DBR区域11和SG-DFB区域12在波长特性中具有周期彼此不同的波峰，并充当波长选择部。当CSG-DBR区域11和SG-DFB区域12的波长特性变化时，获得游标效应。即，从波峰彼此交叠的波长中选择强度最大的波长。
SOA区域13包括由半导体晶体制成的、用于通过电流控制或电压控制对光进行增强或者吸收光的光波导。在SOA区域13上设置有电极16。CSG-DBR区域11、SG-DFB区域12和SOA区域13的各个光波导彼此光连接。
可调谐激光器10设置在温度控制装置20上。用于测量温度控制装置20的温度的热敏电阻(未示出)设置在温度控制装置20上。
输出检测部30包括用于测量已经通过SOA区域13的激光器输出光的强度的接收元件。波长检测部40包括用于测量激光器输出光强度的一个接收元件和用于测量已通过标准具而包括波长特性的激光器输出光的另一个接收元件。在图2中，波长检测部40设置于CSG-DBR区域11侧，并且输出检测部30设置于SOA区域13侧。然而，结构不限于上述结构。例如，各检测部可以相反地设置。
控制器50包括控制部和电源。控制部包括CPU(中央处理单元)、RAM(随机存储器)以及ROM(只读存储器)。控制器50的ROM存储可调谐激光器10的控制信息和控制程序等。控制信息例如记录在查找表51中。图3示例了查找表51的示例。
如图3所示，查找表51包括关于各通道的初始设置值以及反馈控制目标值。初始设置值包括SG-DFB区域12的初始电流值ILD、SOA区域13的初始电流值ISOA、加热器14a至14c的初始电流值IaHeater至IcHeater以及温度控制装置20的初始温度TLD。反馈控制目标值包括输出检测部30的反馈控制目标值Im1、波长检测部40的反馈控制目标值Im3/Im2以及加热器14a至14c的电功率的反馈控制目标值PaHeater至PcHeater。反馈控制目标值Im1表示输出检测部30的接收元件的目标值。反馈控制目标值Im3/Im2表示波长检测部40的两个接收元件之比的目标值。
下面将给出激光设备100在启动时的操作的说明。控制器50参考查找表51，并获得关于设定通道的初始电流值ILD、初始电流值ISOA、初始值IaHeater至IcHeater以及初始温度值TLD。
接着，控制器50控制温度控制装置20，使得温度控制装置20的温度达到初始温度值TLD。从而，可调谐激光器10的温度被控制为在初始温度值TLD附近的恒定值。因此，控制SG-DFB区域12中的光波导的等效折射率。接着，控制器50将初始电流值ILD的电流提供给电极15。然后，在SG-DFB区域12中的光波导产生光。因此，在SG-DFB区域12中产生的光在SG-DFB区域12的光波导中被反复反射并放大。这导致激光振荡。
接着，控制器50分别向加热器14a至14c提供初始电流值IaHeater至IcHeater的电流。因此，在CSG-DBR区域11中的光波导的等效折射率被控制成指定值。接着，控制器50向电极16提供初始电流值ISOA的电流。通过该控制，可调谐激光器10以设定通道的初始波长发射激光。
控制器50通过反馈来控制提供给SOA区域13的电流或电压，使得输出检测部30的接收部件的检测结果达到反馈控制目标值Im1。因此，激光的强度被控制在预定的范围内。
控制器50通过反馈来控制温度控制装置20的温度，使得波长检测部40的两个接收元件的检测值之比达到反馈控制目标值Im3/Im2。因此，振荡波长被控制在预定的范围内。
控制器50通过反馈将提供给加热器14a至14c的电功率控制为反馈控制目标值PaHeater至PcHeater。通过该操作，可调谐激光器10以期望的波长振荡。
接着，将说明查找表51的初始电流值IaHeater至IcHeater的制作过程。与图1类似，图4例示了关于CSG-DBR区域11的折射率变化的振荡波长。在该实施方式中，利用加热器14a至14c的温度，来控制CSG-DBR区域11的折射率。在该实施方式中，提供了三个加热器。图4例示了各加热器都具有相同温度的情况。
例如，图4例示了当没有电功率提供至加热器14a至14c(当生成的热是零时)时，选择在区段“0”的波长λ5作为可调谐激光器10的振荡波长的情况。在该情况下，在加热器温度是最低的情况下的振荡波长不是λ1。
通常地，初始设置值IaHeater至IcHeater被设置为使得选择区段1的λ1至λ7作为振荡波长。然而，在该实施方式中，初始设置值IaHeater至IcHeater被设置为使得从跨越相邻两个区段的范围内选择振荡波长。初始设置值IaHeater至IcHeater被设置为使得例如从区段0的λ5到区段1的λ4的波长范围是波长选择范围。
在该情况下，当利用λ1作为振荡波长时，加热器的电功率消耗与选择区段1作为波长选择范围的情况是相同的。然而，当利用λ5至λ7作为振荡波长时，因为利用了区段0，所以加热器14a至14c的电功率消耗可以减少。因此，与利用区段1的λ1至λ7的情况相比，加热器14a至14c的温度可以降低。因此，加热器14a至14c的电功率消耗可以减少。即使从区段0和区段1的范围内选择振荡波长或者即使利用区段1的λ1至λ7，可选择的振荡波长也是相同的。当该实施方式的初始设置值IaHeater至IcHeater与各期望波长相对应地预先存储在查找表51中时，可以快速地得到所需要的设置值。
当在提供给加热器14a至14c的电功率变化并且CSG-DBR区域11的折射率变化的条件下用波长仪以高精确度测量振荡波长时，得到图4的波长特性。优选地是在激光设备100的出货测试中获得波长特性。
在该实施方式中，波长选择范围在区段0的λ5处被分开。然而，波长选择范围不限于该情况。当在λ5处的振荡不稳定时，波长选择范围可以在相邻的λ6处被分开。在此情况下，波长选择范围是从区段0的λ6到区段1的λ5。当区段1的λ1和λ2不能使用时，波长选择范围可以是从区段1的λ3到区段2的λ2。在此情况下，因为不是必须使用区段2的λ3至λ7，所以加热器14a至14c的电功率消耗可以减小。
以上说明是CSG-DBR区域11的折射率相等地变化的情况。然而，当加热器是分别地设置的时，可以分别控制在CSG-DBR区域11中与各个加热器相对应的区域。在此情况下，当加热器的平均温度保持恒定并且加热器的温度彼此不同时，可选波长从图4例示的可选波长向更长波长侧或更短波长侧移动。
为了在可调谐激光器10中产生宽的波长选择范围，当除了CSG-DBR区域11的温度的整体变化之外，CSG-DBR区域11的温度局部不同时，可选择的波长移动。在此情况下，当从跨越相邻两个区段的范围内选择振荡波长时，加热器的电功率消耗可以减小。
在以上说明中，加热器被用作CSG-DBR区域11的折射率控制部。然而，结构不限于以上结构。例如，可以通过向CSG-DBR区域11注入电流变化折射率。在此情况下，当从跨越相邻两个区段的范围内选择振荡波长时，所注入的电流可以减小。
在该实施方式中，SG-DFB区域12充当第一波长选择部并且充当增益区域，CSG-DBR区域11充当第二波长选择部，控制器50充当存储部，并且可调谐激光器10充当谐振器。
(第二实施方式)
图5例示了根据本发明第二实施方式的可调谐激光器10a的示意性视图。可调谐激光器10a是环形谐振器型的激光器。如图5所例示的，可调谐激光器10a具有彼此光耦合的环形谐振器61、62和63，以及光耦合至环形谐振器61、62和63的SOA区域64。环形谐振器61、环形谐振器62和环形谐振器63从SOA区域64侧依次光耦合。AR(防反射)膜66形成在环形谐振器61侧的端面上。HR(高反射)膜67形成在环形谐振器63侧的端面上。
环形谐振器61是在波长特性中具有周期性波峰的谐振器，并且充当在反射谱中以给定的波长间隔周期性地具有波峰的滤波器。环形谐振器61具有与根据第一实施方式的可调谐激光器10的SG-DFB区域12相同的波长特性，并且确定可调谐激光器10a的振荡波长。
环形谐振器62和63是在波长特性中具有周期性波峰的谐振器，并且充当在反射谱中以给定的波长间隔周期性地具有波峰的滤波器。环形谐振器62和63都具有与环形谐振器61不同的直径。环形谐振器62具有与环形谐振器63不同的直径。环形谐振器62和63仅在有限的波长范围内在反射谱中产生周期性波峰。因此，环形谐振器62和63具有与可调谐激光器10a的CSG-DBR区域11相同的波长特性。
环形谐振器62和63分别在其环上或环下具有加热器(未示出)。各加热器控制环形谐振器62和63的折射率。因此，当控制各加热器的温度时，可以控制可调谐激光器10a的振荡波长。
可调谐激光器10a通过使环形谐振器61的反射谱波峰与环形谐振器62和63的反射谱波峰交叠来产生游标效应。从而，选择振荡波长。SOA区域64是向谐振器提供增益的半导体光放大器。
在根据本实施方式的可调谐激光器10a中也出现图4中例示的波长特性。因此，可以通过从跨越两个相邻区段的范围内选择振荡波长来抑制加热器的电功率消耗。
在该实施方式中，环形谐振器61充当第一波长选择部，环形谐振器62和63充当第二波长选择部，并且可调谐激光器10a充当谐振器。
(第三实施方式)
图6例示了根据本发明第三实施方式的可调谐激光器的示意性视图。可调谐激光器10b具有CSG-DBR区域11、PS(相移)区域71、增益区域17以及SG-DBR(取样光栅反射镜)区域72依次耦合的结构。电极73设置在PS区域71上。PS区域71是用于控制纵模的相移部。
PS区域71是用于基于提供给电极73的电信号来控制纵模的相移部。SG-DBR区域72包括具有多个段的光波导，其中包括具有衍射光栅的第一区域和耦合至第一区域并且作为间隔区域的第二区域。光波导由具有比激光振荡波长短的吸收端波长的半导体晶体制成。在SG-DBR区域72中，各第二区域具有相同的长度。SG-DBR区域72在波长特性中具有周期性波峰并且在反射谱中具有周期性波峰。
在该实施方式中，增益区域17、PS区域71以及SG-DBR区域72与图2中的SG-DFB区域12相对应。CSG-DBR区域11和SG-DBR区域72以不同的周期在波长特性中具有波峰并充当波长选择部。当CSG-DBR区域11和SG-DBR区域72的波长特性变化时，获得游标效应。即，从波峰彼此交叠的波长选择具有最大强度的波长。
在可调谐激光器10b中，出现图4中例示的波长特性。因此，通过从跨越两个相邻区段的范围内选择振荡波长，可以抑制加热器14a至14c的电功率消耗。
在该实施方式中，增益区域17充当增益部，SG-DBR区域72充当第一波长选择部，并且可调谐激光器10b充当谐振器。

Claims (7)

1.一种激光设备，其特征在于包括：
谐振器，其具有增益区域、第一波长选择部和第二波长选择部，所述第一波长选择部在波长特性中具有周期性波峰，所述第二波长选择部在比振荡波长的可变范围小的波长范围中、以与所述第一波长选择部不同的周期在波长特性中具有周期性波峰，并且所述第二波长选择部的波峰波长根据折射率变化而移动，该谐振器在同一波长范围内具有多个区段，在该多个区段中，利用所述第二波长选择部的一个方向的折射率变化所选择的所述振荡波长在一个方向上变化；
存储部，其存储从跨越所述多个区段中的两个相邻区段的范围选择的值作为用于选择振荡波长的所述第二波长选择部的折射率的设置值；以及
控制器，其向所述谐振器提供所述存储部中存储的所述设置值。
2.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述存储部存储在如下范围内选择的值，该范围的起点是在所述第二波长选择部的折射率未变化的条件下选择的振荡波长，终点是相邻区段中的等于该振荡波长的波长。
3.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述存储部存储在如下范围内选择的值，该范围的起点是与在所述第二波长选择部的折射率未变化的条件下选择的振荡波长相邻的振荡波长，终点是相邻区段中的等于该振荡波长的波长。
4.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述第二波长选择部的折射率的设置值是所述第二波长选择部的温度或者是提供给所述第二波长选择部的电流。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的激光设备，其特征在于，所述存储部针对每个期望波长存储所述第二波长选择部的折射率的设置值。
6.一种激光设备的激光设备控制数据，所述激光设备具有增益区域、第一波长选择部和第二波长选择部，所述第一波长选择部在波长特性中具有周期性波峰，所述第二波长选择部在比振荡波长的可变范围小的波长范围中、以与所述第一波长选择部不同的周期在波长特性中具有周期性波峰，并且所述第二波长选择部的波峰波长根据折射率变化而移动，该激光设备控制数据在同一波长范围内具有多个区段，在该多个区段中，利用所述第二波长选择部的一个方向的折射率变化所选择的所述振荡波长在一个方向上变化，
其特征在于，所述激光设备控制数据包括与所要获得的振荡波长相对应的、用于确定所述第二波长选择部的折射率的设置值，其中所述折射率的最大值到最小值的范围跨越所述多个区段。
7.根据权利要求6所述的激光设备控制数据，其特征在于，所述第二波长选择部的折射率的设置值是所述第二波长选择部的温度或者是提供给所述第二波长选择部的电流。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102162913A (zh) * 2011-04-14 2011-08-24 福州高意通讯有限公司 一种可调滤光片
CN102253455A (zh) * 2011-04-14 2011-11-23 福州高意通讯有限公司 一种波长选择结构
CN113412563A (zh) * 2019-02-14 2021-09-17 古河电气工业株式会社 波长可变激光装置以及波长控制方法
CN113424381A (zh) * 2019-02-14 2021-09-21 古河电气工业株式会社 波长可变光源装置以及波长可变激光元件的控制方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5474338B2 (ja) * 2008-11-28 2014-04-16 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体レーザのチューニング方法
US8121169B2 (en) * 2009-04-14 2012-02-21 Corning Incorporated Split control of front and rear DBR grating portions
JP5457873B2 (ja) * 2010-02-18 2014-04-02 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 波長可変レーザの制御方法
JP2013089754A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 波長可変半導体レーザの制御方法
JP2015144191A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 波長可変レーザの波長切り替え方法
JP6319721B2 (ja) * 2014-01-31 2018-05-09 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 波長可変レーザの制御方法
US9531155B2 (en) * 2014-04-09 2016-12-27 Applied Optoelectronics, Inc. Switched radio frequency (RF) driver for tunable laser with multiple in-line sections
JP2016100380A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 レーザ装置、及び、光送信機
CN107910749A (zh) * 2017-11-20 2018-04-13 烽火通信科技股份有限公司 无啁啾的增益调制半导体激光器装置及激光强度调制方法
CN108011294A (zh) * 2017-12-30 2018-05-08 武汉理工光科股份有限公司 基于半导体可调谐激光器的脉冲式扫频光源及产生方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3167967B2 (ja) * 1997-09-09 2001-05-21 株式会社東芝 可変波長半導体レーザ装置
US6853654B2 (en) * 1999-07-27 2005-02-08 Intel Corporation Tunable external cavity laser
US6788719B2 (en) * 2000-05-04 2004-09-07 Agility Communications, Inc. Open loop control of SGDBR lasers
US6868100B2 (en) * 2001-12-04 2005-03-15 Agility Communications, Inc. Methods for robust channel switching of widely-tunable sampled-grating distributed bragg reflector lasers
JP2004273993A (ja) * 2003-03-12 2004-09-30 Hitachi Ltd 波長可変分布反射型半導体レーザ装置
JP4893026B2 (ja) * 2005-03-03 2012-03-07 日本電気株式会社 波長可変共振器及びこれを用いた波長可変光源並びに多重共振器の波長可変方法
JP2006278769A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Nec Corp 波長可変レーザ
JP4657853B2 (ja) * 2005-08-11 2011-03-23 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体レーザ、レーザモジュール、光学部品、レーザ装置、半導体レーザの製造方法および半導体レーザの制御方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102162913A (zh) * 2011-04-14 2011-08-24 福州高意通讯有限公司 一种可调滤光片
CN102253455A (zh) * 2011-04-14 2011-11-23 福州高意通讯有限公司 一种波长选择结构
CN102253455B (zh) * 2011-04-14 2013-01-30 福州高意通讯有限公司 一种波长选择结构
CN113412563A (zh) * 2019-02-14 2021-09-17 古河电气工业株式会社 波长可变激光装置以及波长控制方法
CN113424381A (zh) * 2019-02-14 2021-09-21 古河电气工业株式会社 波长可变光源装置以及波长可变激光元件的控制方法
CN113424381B (zh) * 2019-02-14 2024-03-08 古河电气工业株式会社 波长可变光源装置以及波长可变激光元件的控制方法

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