CN107086432A - 波长可变型激光器模块及其波长控制方法 - Google Patents

波长可变型激光器模块及其波长控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种波长可变型激光器模块的波长控制方法，包括：参照存储在控制装置的存储器内的各基本频率信道各自的2点以上的测定频率以及波长滤波器控制值的数据的参照步骤；选择与指示激光源射出的激光的频率最接近的基本频率信道，根据分配给所述最接近的基本频率信道的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，来计算用于实现所指示的所述激光的频率的第1波长滤波器控制值的第1计算步骤；和使用所述第1波长滤波器控制值来控制所述波长滤波器的透射特性的控制步骤。

Description

波长可变型激光器模块及其波长控制方法
本申请享有2016年2月15日申请的日本专利申请号2016-025479的优先权的权益，该日本专利申请的全部内容被援引于本申请。
技术领域
本发明涉及波长可变型激光器模块及其波长控制方法。
背景技术
在1根光纤中对波长不同的多个光信号进行复用来同时传输的波分复用(Wavelength Division Multiplexing：WDM)通信领域中，伴随信息通信量的增加，正在谋求以更窄的波长间隔对光信号进行复用。为了以更窄的波长间隔对光信号进行复用，需要高精度地控制作为信号而从激光元件射出的激光的波长。
近年来，为了高效利用光传输波段，对于激光的频率间隔，也试图从固定为25GHz、50GHz的现有的固定栅格方式，导入能够以不同的频率间隔混合配置的、所谓灵活栅格(flexible grid)方式。
因此，正在研究将使用了标准具滤波器的半导体激光器模块用于灵活栅格方式的通信，标准具滤波器能够通过对温度进行控制来变更波长透射特性。使用了标准具滤波器的半导体激光器模块将从半导体激光元件射出的激光的一部分向标准具滤波器侧分支，基于透射了标准具滤波器的分支光的强度来控制半导体激光元件的温度，由此对从半导体激光元件射出的激光的波长进行控制。标准具滤波器具有周期性的波长透射特性，并且，该周期性的波长透射特性依赖于温度而在波长方向上发生位移。因此，使用了标准具滤波器的半导体激光器模块能够通过对标准具滤波器和半导体激光元件的温度进行控制，从而将输出的激光控制为所希望的波长以及所希望的强度(例如参照JP特开2012-33895号公报)。
但是，若作为现有技术的延长而想要实现灵活栅格方式，则自然会受到限制。例如若以现有的50GHz栅格的信道将C-band全部覆盖则为大约100信道。若将此单纯扩展为作为用于实现灵活栅格的波长可变型激光器模块的栅格间隔的一例的0.1GHz栅格，则成为50GHz栅格的情况下的500倍，成为约50,000信道。针对该约50,000信道的全部信道，进行校准，并将校准结果的激光器驱动条件、控制的目标值等存储在存储器中，从量产以及成本的观点出发是不现实的。
发明内容
本发明的目的在于至少解决上述课题的一部分。
本发明的一方式所涉及的波长可变型激光器模块的波长控制方法是如下的波长可变型激光器模块的波长控制方法，所述波长可变型激光器模块具备：激光源，其射出激光；波长滤波器，其针对光的波长具有周期性的透射特性；和控制装置，其基于透射了所述波长滤波器的所述激光的强度，进行从所述激光源射出的激光的波长的控制以及所述波长滤波器的透射特性的控制，所述波长控制方法包括：参照步骤，参照存储在所述控制装置的存储器内的各基本频率信道各自的2点以上的测定频率以及波长滤波器控制值的数据；第1计算步骤，选择与指示所述激光源射出的激光的频率最接近的基本频率信道，根据分配给所述最接近的基本频率信道的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，来计算用于实现所指示的所述激光的频率的第1波长滤波器控制值；和控制步骤，使用所述第1波长滤波器控制值来控制所述波长滤波器的透射特性。
此外，本发明的一方式所涉及的波长可变型激光器模块具备：激光源，其射出激光；波长滤波器，其针对光的波长具有周期性的透射特性；和控制装置，其基于透射了所述波长滤波器的所述激光的强度，进行从所述激光源射出的激光的波长的控制以及所述波长滤波器的透射特性的控制，所述控制装置的运算部被编程为执行如下步骤：参照步骤，参照存储在所述控制装置的存储器内的各基本频率信道各自的2点以上的测定频率以及波长滤波器控制值的数据；第1计算步骤，选择与指示所述激光源射出的激光的频率最接近的基本频率信道，根据分配给所述最接近的基本频率信道的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，来计算用于实现所指示的所述激光的频率的第1波长滤波器控制值；和控制步骤，使用所述第1波长滤波器控制值来控制所述波长滤波器的透射特性。
关于以上叙述的内容以及本发明的其他目的、特征、优点以及技术和工业意义，只要对照附图来阅读以下的本发明的详细说明，应当能够更深一层理解。
附图说明
图1是示意性地表示波长可变型激光器模块的构成例的图。
图2是表示波长滤波器所具有的周期性透射特性的示例的曲线图。
图3是表示2个波长滤波器温度下的PD电流比的示例的曲线图。
图4A是表示基本频率信道与追加测定频率的关系的示例的图。
图4B是表示基本频率信道与追加测定频率的关系的示例的图。
图5是用于说明计算方法2的效果的图。
图6是表示波长可变型激光器模块的控制方法的整体流程的示例的图。
图7是表示使辨别曲线在波长方向上位移的示例的图。
图8是表示提供给SOA的电流和功率监视器所输出的电流的关系的示例的曲线图。
图9是表示为了对应所指示的频率而位移的辨别曲线的示例的曲线图。
图10是表示本实施方式所涉及的波长可变型激光器模块的波长控制方法中的波长精度的测定结果的示例的曲线图。
图11是表示比较例所涉及的波长可变型激光器模块的波长控制方法中的波长精度的测定结果的示例的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的波长可变型激光器模块的波长控制方法详细进行说明。另外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。此外，在各附图中，对于相同或对应的构成要素适当赋予了相同符号。此外，应当注意的是，附图是示意性的，各层的厚度、厚度的比率等与实际情况不同。此外，在附图相互间也包含彼此的尺寸的关系或比率不同的部分。
(实施方式)
图1是示意性地表示波长可变型激光器模块的构成例的图。图1所示的波长可变型激光器模块示出了实施方式所涉及的波长可变型激光器模块的波长控制方法的实施中所使用的装置的代表例。
如图1所示，波长可变型激光器模块100具备波长可变光源部200和控制装置300作为主要的构成要素。波长可变光源部200根据来自控制装置300的控制来输出所希望的波长以及输出的激光，并将该激光提供给后级的装置。控制装置300例如与具备用户接口的上位的控制装置连接，按照经由该上位的控制装置的来自用户的指示，对波长可变光源部200进行控制。另外，波长可变型激光器模块100虽然也可以以分体方式具备波长可变光源部200和控制装置300，但也可以将控制装置300和波长可变光源部200安装在同一电路基板上。
如图1所示，波长可变光源部200具备：激光源210、波长探测部220、光分波器230、功率监视器240和光纤260。
更详细来说，激光源210具备：DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode：分布反馈型激光二极管)211、光波导212、光合波器213、SOA(Semiconductor OpticalAmplifier：半导体光放大器)214、珀耳帖元件215和激光器温度监控元件216。另外DFB-LD211、光波导212、光合波器213和SOA214，也可以形成在单个半导体芯片上。
激光源210具备从前端面射出分别不同的波长的激光的条纹形状的多个DFB-LD211。各DFB-LD211通过调整温度从而能够控制其振荡波长。各DFB-LD211载置在珀耳帖元件215之上，构成为能够通过珀耳帖元件215来变更温度。此外，可以在珀耳帖元件215上设置激光器温度监控元件216，对DFB-LD211的温度进行监视。
由于DFB-LD能够在3nm～4nm程度的范围内使振荡波长变化，所以使各DFB-LD211的振荡波长以3nm～4nm程度的间隔错开来设计各DFB-LD211的振荡波长。由此，激光源210选择多个DFB-LD211之中的适于获得所希望的激光的波长的1个DFB-LD211来进行驱动，并且控制DFB-LD211的温度，从而能够遍及比单个DFB-LD更宽频带的连续的波段来射出激光。
另外，为了覆盖WDM通信用的波段整体(例如1.53μm～1.56μm的C波段或1.57μm～1.61μm的L波段)，将分别能够在3nm～4nm的范围内使振荡波长变化的例如12个DFB-LD211进行集成。由此，能够遍及30nm以上的波段使激光的波长变化。
多个DFB-LD211的任意一者所射出的激光，经由光波导212以及光合波器213而被引导至1个光路，由SOA214放大后，从激光源210射出。
为了将从激光源210输出的激光的大部分从波长可变光源部200输出，光分波器230与光纤260耦合。同时，将从激光源210输出的激光的一部分进行分波来提供给功率监视器240和波长探测部220。光纤260输出从光分波器230输入的激光，提供给未图示的后级的装置。
功率监视器240是利用了对与所输入的光的强度相应的电信号进行输出的光电二极管的测定器。因此，能够将从功率监视器240输出的电信号换算为从光纤260输出的激光的输出。
更详细来说，波长探测部220具备：波长滤波器221、珀耳帖元件222、滤波器温度监控元件223和波长监视器250。波长滤波器221针对光的波长具有周期性透射特性，例如使用标准具滤波器。图2是表示波长滤波器所具有的周期性透射特性的示例的曲线图。
此外，波长滤波器221的该周期性的波长透射特性依赖于温度而在波长方向上发生位移。其温度系数根据形成波长滤波器221的材料而不同，例如，由石英(SiO2)形成的标准具滤波器的温度特性为1.25GHz/deg.C程度，由水晶形成的标准具滤波器的温度特性为1.9GHz/deg.C程度，由氧化锗铋(Bi12GeO20：BGO)形成的标准具滤波器的温度特性为2.5GHz/deg.C程度。
另外，若使标准具滤波器的温度特性过大，则标准具滤波器的透射特性会对于温度变化很敏感，在标准具滤波器的透射特性上容易产生偏差。另一方面，若使标准具滤波器的温度特性过小，则在输出基本频率信道以外的使用频率的控制时需要使标准具滤波器的温度较大地改变，结果，功率消耗增大。
波长滤波器221载置在珀耳帖元件222之上，构成为能够通过珀耳帖元件222来变更温度。此外，可以在珀耳帖元件222上设置滤波器温度监控元件223，对波长滤波器221的温度进行监视。
由光分波器230分波后的激光透过波长探测部220的波长滤波器221，入射到波长监视器250。波长监视器250与功率监视器240同样地，是利用了对与所输入的光的强度相应的电信号进行输出的光电二极管的测定器。因此，从波长监视器250输出的电信号是对从激光源210输出并由分波器230分波而入射到波长滤波器221的激光的强度乘以图2所示那样的透射特性而得到的电信号。
如上所述，波长滤波器221针对光的波长具有周期性透射特性。因此，若考虑从波长监视器250输出的电信号(PD2)与从功率监视器240输出的电信号(PD1)之比(将其称为PD电流比)，则PD电流比(PD2/PD1)也针对光的波长成为周期性的值。而且，波长滤波器221的周期性的波长透射特性依赖于波长滤波器221的温度在波长方向上位移。图3是表示2个波长滤波器221的温度下的PD电流比的示例的曲线图。
图3的曲线图所示的曲线被称为辨别曲线，示出了所测定的PD电流比与所输出的激光的波长的关系。因此，若使用图3所示那样的辨别曲线来监视PD电流比，则在从激光源210输出的激光的波长产生了误差的情况下，能够探测该误差。此外，若控制波长滤波器221的温度则能够使辨别曲线在波长方向上位移，所以能够得到与从激光源210应输出的所希望的激光的波长对应的辨别曲线。
接下来，对控制装置300的构成进行说明。另外，图1所示的控制装置300的构成是用模块来表示功能，而并非意味着图示的模块在物理上被分离。
如图1所示，控制装置300具备：DFB-LD选择电路311、DFB-LD电流控制电路312、激光器温度监控电路321、激光器温度控制电路322、SOA控制电路330、PD1电流监控电路341、PD2电流监控电路342、标准具温度监控电路351、标准具温度控制电路352、数字运算器360和存储器370。
DFB-LD选择电路311是用于按照来自数字运算器360的指令，选择多个DFB-LD211之中的1个的电路。具体而言，能够通过切换用于向DFB-LD211提供电流的电路的开关来实现。DFB-LD电流控制电路312是用于按照来自数字运算器360的指令，对提供给DFB-LD211的电流进行控制的电路。
激光器温度监控电路321通过检测激光器温度监控元件216的温度来确定DFB-LD211的温度，并将DFB-LD211的温度的数据作为数字信号而发送给数字运算器360。另一方面，激光器温度控制电路322控制提供给珀耳帖元件215的电流，使得DFB-LD211成为从数字运算器360指示的温度。
SOA控制电路330基于来自数字运算器360的指示，来控制提供给SOA214的电流，调整SOA214的增益。
PD1电流监控电路341以及PD2电流监控电路342分别将从功率监视器240以及波长监视器250输出的电流变换为数字信号，向数字运算器360进行发送。
标准具温度监控电路351通过检测滤波器温度监控元件223的温度来确定波长滤波器221的温度，将波长滤波器221的温度的数据作为数字信号而发送给数字运算器360。另一方面，标准具温度控制电路352控制提供给珀耳帖元件222的电流，使得波长滤波器221成为从数字运算器360指示的温度。
存储器370存储有为了由数字运算器360计算控制参数所需的激光器驱动条件以及波长探测部的目标值等各种数据。特别是，为了后面详细叙述的控制方法，存储器370存储有各基本频率信道的基本频率信道自身的频率与波长滤波器221的温度的组，还存储有追加测定频率的测定频率与波长滤波器221的温度的组。
在此，所谓基本频率信道，是可以按照设计思想进行设定的参数，但例如，也可以使用按照标准决定的频率，此外，也可以使用波长滤波器221的透射特性的半个周期或四分之一周期等的频率间隔作为基本频率信道的间隔。但是，该基本频率信道的间隔大于波长可变光源部200通过控制装置300的AFC控制而能够输出的激光的频率的最小间隔。这是因为在基本频率信道的间隔小于波长可变光源部200通过控制装置300的AFC控制而能够输出的激光的最小间隔的情况下，要存储针对能够输出的全部频率的参数，所以并不高效。
此外，追加测定频率是指，将相邻的基本频率信道的频率间隔分割为n份，其结果中的n-1个分割点的频率。另外，只要采用该n-1个分割点的频率当中的至少1点以上的频率作为追加测定频率，便能够取得本实施方式的效果，但若采用全部n-1个分割点作为追加测定频率则本实施方式的效果变得更大。另外，分配给各基本频率信道的追加测定的个数优选设为将相邻的基本频率信道的间隔除以用户使用的最小的频率间隔而得到的数值程度以下。这是因为若与用户使用的频率的个数相比，追加测定的个数过多，则并不高效。
例如，若将C-band全域中的以25GHz为间隔的约200ch设为基本频率信道，则在对基本频率信道的校准中，进行使用了波长计的波长校准，将包含各基本频率信道的激光器驱动条件以及波长探测部的目标值在内的驱动条件记录到存储器370中。
图4A以及图4B是表示基本频率信道与追加测定频率的关系的示例的图。图4A中示出了将基本频率信道的间隔设为25GHz且将开始频率设为191.25THz的4个基本频率信道。基本频率信道1(◆)为191.25THz并被分配5点的追加测定频率(◇)，基本频率信道2(■)为191.275THz并被分配5点的追加测定频率(口)，基本频率信道3(▲)为191.3THz并被分配5点的追加测定频率(△)，基本频率信道4(●)为191.325THz并被分配5点的追加测定频率(○)。各追加测定频率通过使用了波长计的波长测定来得到。另外，如图4A所示，追加测定频率的间隔无需设为等间隔。此外，例如像追加测定频率(口、△、○)那样，分配给各基本频率信道的追加测定频率优选以基本频率信道为中心设定为大致对称，但例如像追加测定频率(◇)那样，对于端部的基本频率信道(191.250THz)等，也可以设定追加测定频率使得将重点置于使用频率一侧。此外，分配给基本频率信道的追加测定频率并不限定于与该追加测定频率最接近的基本频率信道，例如也可以如追加测定频率(○、△)那样，基本频率信道和追加测定频率的关系交叉。此外，分配给彼此不同的基本频率信道的2个以上的追加测定频率也可以是完全相同的频率。此外，如图4A所示，进行追加测定的相邻的基本频率信道间的分割数也可以按照相邻的每个基本频率信道而不同。进而，如图4B所示，基本频率信道的间隔也可以不同。
在此，针对追加测定频率的波长测定中的波长滤波器221的温度，从分配所述追加测定频率的基本频率信道的波长滤波器221的温度，按照波长滤波器221的温度特性发生位移。将作为该测定结果的波长以及波长滤波器221的温度作为追加测定频率的测定频率和波长滤波器221的温度的组而存储在存储器370中。
数字运算器360是被称为所谓的CPU的运算装置。数字运算器360根据从激光器温度监控电路321、PD1电流监控电路341、PD2电流监控电路342以及标准具温度监控电路351接收到的波长可变光源部200的状态的数据来计算适当的控制参数，向DFB-LD选择电路311、DFB-LD电流控制电路312、激光器温度控制电路322、SOA控制电路330以及标准具温度控制电路352发送控制信号。
数字运算器360被编程为能够执行如下步骤：参照存储在存储器370内的各基本频率信道的每一个的2点以上的测定频率和波长滤波器221的温度的组的数据的参照步骤；选择与指示激光源210射出的激光的频率最接近的基本频率信道，根据分配给最接近的基本频率信道的测定频率和波长滤波器221的温度的组的数据，来计算用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度的步骤；和使用该计算出的波长滤波器221的温度来控制波长滤波器221的透射特性的步骤。
另外，经由上位的控制装置的来自用户的对控制装置300的频率指示并不限于基于频率的值本身的指示，也存在使用了间接的值的指示的情况。例如，开始频率、栅格间隔、信道编号，能够通过下式来计算由这些信息指示的频率。
所指示的频率＝开始频率+(信道编号-1)×栅格间隔
例如，在开始频率＝191.3THz、栅格间隔＝0.1GHz、信道编号＝5169的情况下，所指示的频率计算为191.8168THz。
以下，列举作为波长滤波器221的控制值而使用波长滤波器221的温度，计算用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度的方法的具体例。
(计算方法1)
数字运算器360选择存储于存储器370中的基本频率信道当中的与所指示的激光的频率最接近的基本频率信道。然后，选择分配给该最接近的基本频率信道的2组测定频率和波长滤波器221的温度的组((Freq1，Tf1)、(Freq2，Tf2))。
若使用这2组测定频率和波长滤波器221的温度的组((Freq1，Tf1)、(Freq2，Tf2))，则用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度Tf能够通过下式来计算。其中，Freq_target是所指示的激光的频率。
Tf＝Tf1+{(Tf2-Tf1)/(Freq2-Freq1)}＊(Freq_target-Freq1)
另外，这些频率和波长滤波器221的温度的组，能够选择基本频率信道自身的频率与波长滤波器221的温度的组、和追加测定频率的测定频率与波长滤波器221的温度的组。即，为了实施本计算方法，只要进行相邻基本频率信道间的n-1个分割点当中的至少1点以上的频率的追加测定即可。
此外，上述计算方法是使用了2个追加测定频率的单纯的线性近似，但也可以采用增加所使用的追加测定频率的个数而使用了最小平方法的线性近似。进而，上述计算方法并不限于线性近似，也可以使用2次以上的多项式近似。此外，关于插值的方法，也可以使用内插以及外插的任意一者。即，既可以根据隔着所指示的频率的测定频率以及波长滤波器221的温度的数据来使用线性近似或者使用次数为2以上的多项式近似，也可以根据不隔着所指示的频率的测定频率以及波长滤波器221的温度的数据来使用线性近似或者使用次数为2以上的多项式近似。
(计算方法2)
首先，与计算方法1同样地，数字运算器360选择对存储于存储器370的基本频率信道当中的与所指示的激光的频率最接近的基本频率信道分配的2组测定频率和波长滤波器221的温度的组((Freq1_a，Tfl_a)、(Freq2_a，Tf2_a))。
然后，使用这些组((Freq1_a，Tf1_a)，(Freq2_a，Tf2_a))，通过下式来计算用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度的候补Tf_a。
Tf_a＝Tf1_a+{(Tf2_a-Tf1_a)/(Freq2_a-Freq1_a)}＊(Freq_target-Freq1_a)
进而，数字运算器360选择对存储于存储器370的基本频率信道当中的与所指示的激光的频率第2接近的基本频率信道分配的2组测定频率和波长滤波器221的温度的组((Freq1_b，Tf1_b)、(Freq2_b，Tf2_b))，同样通过下式来计算用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度的候补Tf_b。
Tf_b＝Tf1_b+{(Tf2_b-Tf1_b)/(Freq2_b-Freq1_b)}＊(Freq_target-Freq1_b)
然后，将2个候补Tf_a、Tf_b当中的与存储于存储器370的波长滤波器221的温度的中心值接近的一方采用为用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度。
另外，上述计算方法与计算方法1同样，既可以采用增加所使用的追加测定频率的个数而使用最小平方法的线性近似，也可以使用2次以上的多项式近似。此外，关于插值的方法，也可以使用内插以及外插的任意一者。
图5是用于说明计算方法2的效果的图。图5所示的曲线图取频率为横轴，取波长滤波器221的温度为纵轴，设所指示的激光的频率为191.2865THz，绘制了对与所指示的激光的频率最接近的基本频率信道1(191.275THz)分配的测定频率和波长滤波器221的温度的组、以及对与所指示的激光的频率第2接近的基本频率信道2(191.3THz)分配的测定频率和波长滤波器221的温度的组。基本频率信道的间隔为25GHz。将存储在存储器370中的波长滤波器221的温度的中心值设为54℃。
具体而言，5点的追加测定数据1(+)是对与所指示的激光的频率最接近的基本频率信道1分配的测定频率和波长滤波器221的温度的组，5点的追加测定数据2(△)是对与所指示的激光的频率第2接近的基本频率信道2分配的测定频率和波长滤波器221的温度的组。此外，对于所指示的激光的频率的波长滤波器温度，根据追加测定数据1(+)进行内插而计算出的结果是波长滤波器温度(●)，根据追加测定数据2(△)进行外插而计算出的结果是波长滤波器温度(○)。
从图5可知，根据第2接近的基本频率信道2的追加测定数据(△)而计算出的波长滤波器温度(○)相比于根据最接近的基本频率信道的追加测定数据(+)而计算出的波长滤波器温度(●)，更靠近波长滤波器221的温度的中心值(＝54℃)。因此，在该情况下，在计算方法2中，将根据第2接近的基本频率信道2的追加测定数据(△)而计算出的波长滤波器温度(○)，采用为用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度。这样，在计算方法2中，将接近于波长滤波器221的温度的中心值的一方采用为用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度。若预先将存储在存储器370中的波长滤波器221的温度的中心值设定为适当的值，则不会发生由珀耳帖元件222消耗的功率增高那样的采用较低的温度作为波长滤波器221的温度的情况，结果，能够将由珀耳帖元件222消耗的功率抑制得较少。另外，在图5的滤波器温度的计算方法的示例中，仅使用了分配给基本频率信道的追加测定频率和滤波器221的温度的追加测定数据，但不仅可以使用追加测定数据，还可以使用基本频率信道自身的频率和滤波器温度221的数据。
(控制方法)
在此，参照图6，对波长可变型激光器模块100的控制方法的整体流程进行说明。图6是表示波长可变型激光器模块的控制方法的整体流程的示例的图。
如已经说明的那样，在控制装置300的存储器370中，作为初始值，按照每个基本频率信道而存储有DFB-LD211的编号以及温度、波长滤波器221的温度、提供给DFB-LD211的电流、以及作为反馈控制目标值而存储有包含PD电流比(＝PD1/PD2)在内的数据。这些数据在波长可变型激光器模块出厂前通过使用了波长计的波长校准来取得，并被记录在存储器370中。
进而，在控制装置300的存储器370中，按照每个基本频率信道例如存储有5点的频率和波长滤波器221的温度的数据(基本频率信道自身的频率和波长滤波器221的温度的数据+4点的追加测定频率的测定频率和波长滤波器221的温度的数据)。这些数据在波长可变型激光器模块出厂前通过使用了波长计的波长测定来取得，并被记录在存储器370中。
在步骤S1中，控制装置300按照经由上位的控制装置的来自用户的指示的频率，来计算波长滤波器221的温度的目标值。具体而言，控制装置300的数字运算器360参照存储在存储器370内的各基本频率信道各自的2点以上的测定频率和波长滤波器221的温度的组的数据，选择与指示激光源210射出的激光的频率最接近的基本频率信道，根据分配给最接近的基本频率信道的测定频率和波长滤波器221的温度的组的数据，来计算用于实现所指示的激光的频率的波长滤波器221的温度。
然后，在步骤S2中，开始DFB-LD211以及波长滤波器221的温度的控制。
进而，控制装置300的数字运算器360向标准具温度控制电路352发送控制信号，使得波长滤波器221的温度成为所计算出的目标值，并且开始经由滤波器温度监控元件223以及标准具温度监控电路351的波长滤波器221的温度的监视。
结果，如图7所示，得到使基本频率信道的波长滤波器221的辨别曲线在波长方向上发生了位移的、与来自用户的指示的频率对应的辨别曲线。图7是表示使辨别曲线在波长方向上位移的示例的图，在该图中，用虚线记载了基本频率信道的辨别曲线，用实线记载了与来自用户的指示的频率对应的辨别曲线。
接下来，在步骤S3中，从多个DFB-LD211当中选择与基本频率信道对应的DFB-LD211，针对该DFB-LD211开始恒定电流的供给。具体而言，控制装置300的数字运算器360对DFB-LD选择电路311以及DFB-LD电流控制电路312发送控制信号。
然后，在步骤S4中，进行待机直到DFB-LD211以及波长滤波器221的温度均收敛于设定范围内。具体而言，控制装置300的数字运算器360监视来自激光器温度监控电路321以及标准具温度监控电路351的温度信息，并判断是否在设定范围内。
在DFB-LD211以及波长滤波器221的温度均处于设定范围内的情况下，在步骤S5中，向SOA214开始提供电流，开始APC控制(Auto Power Control控制)。具体而言，控制装置300的数字运算器360向SOA控制电路发送控制信号，并且经由功率监视器240以及PD1电流监控电路341来监视来自激光源210的输出，并进行反馈控制使得来自功率监视器240的电流成为存储在存储器370中的目标值。
如图8所示，若增加提供给SOA214的电流，则功率监视器240输出的电流也增加。图8是表示提供给SOA的电流与功率监视器所输出的电流的关系的示例的曲线图。因此，若使用图8所示的关系，则在下述的步骤S6以及步骤S7中，通过逐渐提高来自激光源210的输出，并且监视来自激光源210的输出是否已到达目标值，从而能够使来自激光源210的输出与目标值一致。
然后，在来自激光源210的输出成为目标值时，在步骤S8中，进行AFC控制(AutoFrequency Control控制)。具体而言，控制装置300的数字运算器360经由PD1电流监控电路341以及PD2电流监控电路342，监视从功率监视器240输出的电流(PD1)以及从波长监视器250输出的电流(PD2)，并计算PD电流比(PD2/PD1)。
然后，控制装置300的数字运算器360基于图9所示那样的辨别曲线，进行反馈控制使得所计算出的PD电流比成为作为基本频率信道的反馈控制目标值而存储在存储器370中的PD电流比。图9是表示通过控制波长滤波器221的温度使其成为由步骤S1得到的标准具温度目标值而得到的、与所指示的频率对应的辨别曲线的示例的曲线图。
在步骤S8的AFC控制中使用的辨别曲线是使基本频率信道的辨别曲线在波长方向上进行了位移的辨别曲线。因此，在步骤S8的AFC控制中使用的反馈控制目标值能够使用作为基本频率信道的反馈控制目标值而存储在存储器370中的PD电流比。
(精度的验证)
图10以及图11是表示本实施方式以及比较例所涉及的波长可变型激光器模块的波长控制方法中的波长精度的测定结果的示例的曲线图。图10所示的波长精度的测定结果是对在上述说明的实施方式中将C-band分割为25GHz间隔的基本频率信道，并设定了将相邻基本频率信道分割为6份的追加测定频率的情况下的0.1GHz间隔的波长精度进行了测定的结果。另一方面，图11所示的波长精度的测定结果是通过根据波长滤波器的温度特性来决定波长滤波器的温度(辨别曲线的位移量)的方式对0.1GHz间隔的波长精度进行了测定的结果。另外，在两者的波长精度测定中均使用了相同的波长计。
比较图10以及图11可知，在比较例中波长精度为±0.6GHz程度，而在本实施方式中波长精度改善至±0.2GHz程度。因此，示出了根据本实施方式所涉及的波长可变型激光器模块的波长控制方法，即使不针对所有的使用频率预先存储控制参数，也能够进行针对所有的使用频率的控制，不仅如此，还能够提高其波长精度。
根据本发明，能够提供一种即使不针对所有的使用频率预先存储控制参数，也能够进行针对所有的使用频率的控制的波长可变型激光器模块的波长控制方法。
以上，对应用了由本发明者所实现的发明的实施方式进行了说明，但并不通过本实施方式所涉及的构成本发明的公开的一部分的记述以及附图来限定本发明。例如，在本实施方式中，作为激光源，使用了阵列型的半导体激光元件，但也可以采用不具备合波器、半导体光放大器的构成或基于DBR激光元件(分布布拉格反射型半导体激光元件)的单纵模半导体激光元件。像这样，由本领域技术人员等基于本实施方式而得到的其他实施方式、实施例以及运用技术等也全部包含在本发明的范畴内。
进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地推导出。因此，本发明的更加广泛的方式并不限定于如以上表示并且记述的特定的详细以及代表性的实施方式。因此，在不脱离由所附的权利要求及其均等物所定义的概括性的发明的概念的精神或范围的情况下，能够进行各种各样的变更。

Claims (6)

1.一种波长可变型激光器模块的波长控制方法，所述波长可变型激光器模块具备：
激光源，其射出激光；
波长滤波器，其针对光的波长具有周期性透射特性；和
控制装置，其基于透射了所述波长滤波器的所述激光的强度，进行从所述激光源射出的激光的波长的控制以及所述波长滤波器的透射特性的控制，
所述波长控制方法包括：
参照步骤，参照存储在所述控制装置的存储器内的各基本频率信道各自的2点以上的测定频率以及波长滤波器控制值的数据；
第1计算步骤，选择与指示所述激光源射出的激光的频率最接近的基本频率信道，根据分配给所述最接近的基本频率信道的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，来计算用于实现所指示的所述激光的频率的第1波长滤波器控制值；和
控制步骤，使用所述第1波长滤波器控制值来控制所述波长滤波器的透射特性。
2.根据权利要求1所述的波长可变型激光器模块的波长控制方法，其特征在于，
所述第1计算步骤，根据隔着所指示的频率的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，通过线性近似或者次数为2以上的多项式近似，来计算用于实现所指示的所述频率的第1波长滤波器控制值。
3.根据权利要求1所述的波长可变型激光器模块的波长控制方法，其中，
所述第1计算步骤，根据不隔着所指示的频率的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，通过线性近似或者次数为2以上的多项式近似，来计算用于实现所指示的所述频率的第1波长滤波器控制值。
4.根据权利要求1所述的波长可变型激光器模块的波长控制方法，其中，
存储在所述控制装置的存储器内的测定频率以及波长滤波器控制值的数据，是将相邻的基本频率信道的频率间隔分割为n份，进行该相邻的基本频率信道之间的n-1个分割点当中的至少1点以上的频率的追加测定，将作为所述追加测定的结果的测定频率以及波长滤波器控制值的数据事先记录在存储器内的。
5.根据权利要求1所述的波长可变型激光器模块的波长控制方法，包括：
第2计算步骤，选择与指示所述激光源射出的激光的频率第2接近的基本频率信道，根据分配给所述第2接近的基本频率信道的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，来计算用于实现所指示的所述激光的频率的第2波长滤波器控制值；和
控制步骤，取代所述第1波长滤波器控制值而使用所述第1波长滤波器控制值和所述第2波长滤波器控制值当中的更接近于存储在所述存储器中的波长滤波器控制值的中心值的一方来控制所述波长滤波器的透射特性。
6.一种波长可变型激光器模块，其具备：
激光源，其射出激光；
波长滤波器，其针对光的波长具有周期性透射特性；和
控制装置，其基于透射了所述波长滤波器的所述激光的强度，进行从所述激光源射出的激光的波长的控制以及所述波长滤波器的透射特性的控制，
所述控制装置的运算部被编程为执行如下步骤：
参照步骤，参照存储在所述控制装置的存储器内的各基本频率信道各自的2点以上的测定频率以及波长滤波器控制值的数据；
第1计算步骤，选择与指示所述激光源射出的激光的频率最接近的基本频率信道，根据分配给所述最接近的基本频率信道的所述测定频率以及波长滤波器控制值的数据，来计算用于实现所指示的所述激光的频率的第1波长滤波器控制值；和
控制步骤，使用所述第1波长滤波器控制值来控制所述波长滤波器的透射特性。
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