CN111384664A - 调谐激光器装置的发射波长的方法 - Google Patents

调谐激光器装置的发射波长的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111384664A
CN111384664A CN201911366331.6A CN201911366331A CN111384664A CN 111384664 A CN111384664 A CN 111384664A CN 201911366331 A CN201911366331 A CN 201911366331A CN 111384664 A CN111384664 A CN 111384664A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
wavelength
target value
laser diode
tunable laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911366331.6A
Other languages
English (en)
Inventor
小松宪人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Original Assignee
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Device Innovations Inc filed Critical Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Publication of CN111384664A publication Critical patent/CN111384664A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0607—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
    • H01S5/0612—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature controlled by temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02438—Characterized by cooling of elements other than the laser chip, e.g. an optical element being part of an external cavity or a collimating lens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06256—Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02216—Butterfly-type, i.e. with electrode pins extending horizontally from the housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0265—Intensity modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种调谐激光器装置的发射波长的方法，其包括以下步骤：获取目标波长；获取波长可调谐激光二极管的驱动条件；基于驱动条件驱动波长可调谐激光二极管；获取由第一光电探测器测量的第一电流的测量值、由第二光电探测器测量的第二电流的测量值和驱动条件的测量值；将第一电流的测量值确定为第一目标值；根据驱动条件的测量值和第一电流的目标值计算第二电流的第二目标值；并且通过改变驱动条件，使第一电流的测量值相对于第二电流的测量值的比值与第一电流的第一目标相对于第二电流的第二目标的比值相一致。

Description

调谐激光器装置的发射波长的方法
技术领域
本发明涉及一种调谐激光器装置的发射波长的方法。
背景技术
例如，已知使用诸如半导体激光器之类的波长可调谐激光二极管并且使用标准具作为波长锁定器的波长可调谐激光器装置。标准具的特性根据温度而变化。另外还公开了一种技术，其中将激光二极管和标准具安装在温度调节元件(TEC：热电冷却器)上，并且调节激光二极管的温度和标准具的温度(例如，参见日本专利申请公开No.2010-34114和日本专利申请公开No.2005-032968)。
发明内容
然而，波长可调谐激光二极管用作热源。热量传导至标准具。因此，标准具的特性波动。因此，难以控制波长。因此，本发明的目的是提供一种调谐激光器装置的发射波长的方法，该方法能够高精度地控制波长。
根据本发明的一个方面，提供了一种调谐激光器装置的发射波长的方法，该激光器装置包括：波长可调谐激光二极管，其发射激光束；标准具，其接收波长可调谐激光二极管发射的激光束并根据发射的激光束的波长改变透射率；第一光电探测器，其基于从波长可调谐激光二极管输出的发射的激光束而输出第一电流；第二光电探测器，其基于标准具输出的透射光而输出第二电流，所述方法包括以下步骤：获取波长可调谐激光二极管的目标波长，以使波长可调谐激光二极管以目标波长振荡；基于目标波长获取波长可调谐激光二极管的驱动条件；基于波长可调谐激光二极管的驱动条件，驱动波长可调谐激光二极管；获取由第一光电探测器测量的第一电流的测量值、由第二光电探测器测量的第二电流的测量值和波长可调谐激光二极管的驱动条件的测量值；将由第一光电探测器测量的第一电流的测量值确定为第一光电探测器的第一目标值；根据驱动条件的测量值和第一电流的目标值计算第二电流的第二目标值；通过改变驱动条件，使由第一光电探测器测量的第一电流的测量值相对于由第二光电探测器测量的第二电流的测量值的比值与第一电流的第一目标值相对于第二电流的第二目标值的比值相一致。
根据本发明的另一方面，提供一种用于调谐激光器装置的发射波长的方法，该激光器装置包括：波长可调谐激光二极管，其发射激光束；标准具，其接收波长可调谐激光二极管发射的激光束并根据发射的激光束的波长改变透射率；第一光电探测器，其基于从波长可调谐激光二极管输出的发射的激光束而输出第一电流；第二光电探测器，其基于标准具输出的透射光而输出第二电流，所述方法包括以下步骤：获取波长可调谐激光二极管的发射的激光束的光学幅度的目标值和波长的目标值；基于波长可调谐激光二极管的目标波长获取驱动条件；基于发射的激光束的光学幅度的目标值，计算波长可调谐激光器的驱动条件的目标值；根据波长可调谐激光二极管的光学幅度的目标值和目标波长的驱动条件来计算第一光电探测器的第一电流的目标值和第二光电探测器的第二电流的目标值；获取由第一光电测量的第一电流的测量值和由第二光电探测器测量的第二电流的测量值；以及通过改变驱动条件，使由第一光电探测器测量的第一电流相对于由第二光电探测器测量的第二电流的比值与第一电流的目标值相对于第二电流的目标值的比值相一致。
附图说明
图1示意性地示出了根据第一实施例的波长可调谐激光器装置；
图2示出了根据第一实施例的波长可调谐激光二极管的示意性剖视图；
图3示出了初始设定值和反馈控制目标值；
图4示意性地示出了标准具的透过特性；
图5A示出了用于读取参数的控制的流程图；
图5B示出了发射光功率和电流的测量结果；
图6示出了参数；
图7示出了控制器的控制的流程图；
图8A和图8B示出了波长的测量结果；以及
图9示出了由控制器执行的流程图。
具体实施方式
本发明的各实施例的描述
首先，如下文列出的那样描述本发明的实施例的主题。
本发明的实施例是(1)调谐激光器装置的发射波长的方法，该激光器装置包括：波长可调谐激光二极管，其发射激光束；标准具，其接收波长可调谐激光二极管发射的激光束并根据发射的激光束的波长改变透射率；第一光电探测器，其基于从波长可调谐激光二极管输出的发射的激光束而输出第一电流；第二光电探测器，其基于标准具输出的透射光而输出第二电流，所述方法包括以下步骤：获取波长可调谐激光二极管的目标波长，以使波长可调谐激光二极管以目标波长振荡；基于目标波长获取波长可调谐激光二极管的驱动条件；基于波长可调谐激光二极管的驱动条件，驱动波长可调谐激光二极管；获取由第一光电探测器测量的第一电流的测量值、由第二光电探测器测量的第二电流的测量值和波长可调谐激光二极管的驱动条件的测量值；将由第一光电探测器测量的第一电流的测量值确定为第一光电探测器的第一目标值；根据驱动条件的测量值和第一电流的目标值计算第二电流的第二目标值；通过改变驱动条件，使由第一光电探测器测量的第一电流的测量值相对于由第二光电探测器测量的第二电流的测量值的比值与第一电流的第一目标值相对于第二电流的第二目标值的比值相一致。利用该方法，可以根据由对波长可调谐激光二极管的驱动而引起的热量来获取与目标波长相对应的目标值。利用目标值可以高精度地控制波长。
(2)波长可调谐激光二极管可以具有光学半导体放大器，该光学半导体放大器调节由波长可调谐激光二极管的激光区域输出的激光束的光学幅度。获取波长可调谐激光二极管的驱动条件的步骤可以包括以下步骤：获取输入到光学半导体放大器中的电信号的值。计算第二光电探测器的第二目标值的步骤可以包括以下步骤：基于由第一光电探测器测量的第一电流的测量值和光学半导体放大器的电信号的值，计算第二电流的第二目标值。因为获取了与由对光学半导体放大器的驱动而引起的热量相对应的目标值，所以可以高精度地控制波长。
(3)光学半导体放大器的电信号的值可以是输入到光学半导体放大器的电功率。因为获取了与驱动光学半导体放大器(由于电力的供给而引起的)而产生的热量相对应的目标值，所以可以高精度地控制波长。
本发明的另一实施例是(4)调谐激光器装置的发射波长的方法，该激光器装置包括：波长可调谐激光二极管，其发射激光束；标准具，其接收波长可调谐激光二极管发射的激光束并根据发射的激光束的波长改变透射率；第一光电探测器，其基于从波长可调谐激光二极管输出的发射的激光束而输出第一电流；第二光电探测器，其基于标准具输出的透射光而输出第二电流，所述方法包括以下步骤：获取波长可调谐激光二极管的发射的激光束的光学幅度的目标值和波长的目标值；基于波长可调谐激光二极管的目标波长获取驱动条件；基于发射的激光束的光学幅度的目标值，计算波长可调谐激光器的驱动条件的目标值；根据波长可调谐激光二极管的光学幅度的目标值和目标波长的驱动条件来计算第一光电探测器的第一电流的目标值和第二光电探测器的第二电流的目标值；获取由第一光电二极管测量的第一电流的测量值和第二光电二极管测量的第二电流的测量值；以及通过改变驱动条件，使由第一光电探测器测量的第一电流相对于由第二光电探测器测量的第二电流的比值与第一电流的目标值相对于第二电流的目标值的比值相一致。利用该方法，可以根据由对波长可调谐激光二极管的驱动而引起的热量来获取与目标波长相对应的目标值。利用目标值可以高精度地控制波长。
(5)波长可调谐激光二极管可以具有光学半导体放大器，该光学半导体放大器调节由波长可调谐激光二极管的激光区域输出的激光束的光学幅度。获取波长可调谐激光二极管的驱动条件的步骤可以包括以下步骤：获取输入到光学半导体放大器中的电信号的目标值作为驱动条件。计算第一电流的目标值和第二电流的目标值的步骤可以包括以下步骤：根据电信号的目标值计算第一电流的目标值和第二电流的目标值。因为获取了与由对光学半导体放大器的驱动而引起的热量相对应的目标值，所以可以高精度地控制波长。
[本发明的实施例的细节]
以下，参照附图，对根据本发明的实施例的调谐激光器装置的发射波长的方法的具体示例进行说明。应当注意，本发明不限于这些示例，而是由权利要求示出，并且意图是所有变型都包括在权利要求的等同形式和权利要求的范围中。
第一实施例
(波长可调谐激光器装置)
图1示意性地示出了根据第一实施例的波长可调谐激光器装置100。如图1所示，波长可调谐激光器装置100具有波长可调谐激光二极管30、控制器70和存储器74。波长可调谐激光二极管30是诸如波长可调谐的激光二极管(LD)。波长可调谐激光二极管30安装在壳体40中。当在壳体40上设置有盖时，壳体40的内部为气密密封的。例如，控制器70和存储器74布置在壳体40外部。
温度调节元件42和移束器44布置在壳体40中。例如，温度调节元件42包括珀耳帖元件并且用作TEC(热电冷却器)。温度调节元件42上安装有基座46、透镜48、分束器50、光接收元件52和56、标准具54和热敏电阻58。波长可调谐激光二极管30安装在基座46上。
波长可调谐激光二极管30从输出端发射激光L0。透镜48、分束器50和移束器44以该顺序设置在激光L0的光路上。波长可调谐激光二极管30相对于激光L0的光轴倾斜。例如，波长可调谐激光二极管30相对于光轴的倾斜角为20度至60度。
例如，透镜48是准直透镜并将激光L0转换为平行光。例如，分束器50通过从直角棱镜去除三角形部分而形成并且分束器50具有两个反射面50a和50b。反射面50a和50b相对于激光L0的光轴倾斜。
分束器50使激光L0分支并产生激光L1和L2。具体而言，反射面50a使已经穿过透镜48的激光L0的一部分透过。并且，反射面50a使激光L0的其余部分反射。被反射面50a反射的光的一部分透过反射面50b。穿过反射面50b的光的部分为激光L1。被反射面50a反射的光的其余部分被反射面50b反射。其余部分为激光L2。
激光L1输入到光接收元件52(第一光电探测器)。例如，光接收元件52包括光电二极管。当激光L1输入到光接收元件52时，光接收元件52输出电流Im1。标准具54和光接收元件56用作第二光电探测器，第二光电探测器根据激光L1的波长而输出电流Im2。标准具54是固定标准具(固体标准具(solid etalon))，其波长特性中的透射率根据输入光的波长而周期性地变化。波长特性根据标准具54的温度而变化。激光L2穿过标准具54。之后，激光L2输入到光接收元件56。光接收元件56包括光电二极管，并且当激光L2输入到光接收元件56时光接收元件56输出电流Im2。
即，当未穿过标准具54的激光L1输入到光接收元件52并且穿过标准具54的激光L2输入到光接收元件56时，输出电流Im1和电流Im2。可以使用电流Im1和Im2来控制波长可调谐激光器装置100的输出和波长。
已经穿过分束器50的激光L0经由移束器44输入到输出端口60。移束器44调节激光L0的光轴和输出端口60之间的水平位置。具有保偏特性的光纤连接至输出端口60。激光L0经由光纤输出。
热敏电阻58检测温度调节元件42的温度。温度调节元件42根据所检测的温度来控制波长可调谐激光二极管30和标准具54等的温度。
壳体40具有多个电极62。多个电极62经由接合线66电连接至TEC 42上的布线图案和基座46上的布线图案。布线图案电连接至波长可调谐激光二极管30、光接收元件52或56、TEC 42、热敏电阻58等。多个引脚64暴露于壳体40的外部并且电连接至多个电极62。
控制器70具有中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)72、电源等。RAM 72是构造为临时存储由CPU执行的程序、由CPU处理的数据等的存储器。存储器74是可重写存储设备，诸如闪存。控制器70、RAM 72和存储器74安装在计算机上。
控制器70经由电极62、接合线66和布线图案等电连接至引脚64并且电连接至波长可调谐激光器装置100中的内部设备。控制器70将电信号输入到波长可调谐激光二极管30和温度调节元件42并且获得电信号的大小(值)。电信号的大小例如是电流或电功率(电力)。控制器70基于热敏电阻58的电阻来获得温度。控制器70获得由光接收元件52和56输出的电流Im1和Im2。
存储器74将波长可调谐激光器装置100的每个部分的初始设定值、用于波长控制的系数、反馈控制目标值等与每个信道相关联，并将它们存储起来。稍后基于图3描述的信道是与波长可调谐激光二极管30的每个振荡波长相对应的信道号。例如，每个信道可以与由ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)确定的每个栅格波长(grid wavelength)相对应，或者可以与除栅格波长之外的每个信道相对应。
(波长可调谐激光二极管30)
图2示出了根据第一实施例的波长可调谐激光二极管30的示意性剖视图。如图2所示，波长可调谐激光二极管30具有SG-DFB(取样光栅分布反馈)区域A、CSG-DBR(啁啾取样光栅分布布拉格反射器)区域B和SOA(半导体光学放大器)区域C(调整区域)。即，波长可调谐激光二极管30在半导体结构中具有波长选择镜。
作为示例，在波长可调谐激光二极管30中，SOA区域C、SG-DFB区域A和CSG-DBR区域B从前侧到后侧以此顺序定位。SG-DFB区域A实现了光学增益并且具有取样光栅。CSG-DBR区域B没有实现光学增益并且具有取样光栅。SOA区域C面向透镜48。
SG-DFB区域A具有这样的结构：在基板1上层叠有下覆层2、有源层3、上覆层6、接触层7和电极8。CSG-DBR区域B具有这样的结构：在基板1上层叠有下覆层2、光波导层4、上覆层6、绝缘层9和加热器10。每个加热器10具有电源电极11和接地电极12。SOA区域C具有这样的结构：在基板1上层叠有下覆层2、光学放大层19、上覆层6、接触层20和电极21。
基板1、下覆层2和上覆层6一体地形成在SG-DFB区域A、CSG-DBR区域B和SOA区域C中。有源层3、光波导层4和光学放大层19形成在同一平面上。SG-DFB区域A和CSG-DBR区域B之间的界面对应于有源层3和光波导层4之间的界面。
在基板1、下覆层2、光学放大层19和上覆层6的SOA区域C侧的端面上形成有端面膜16。在实施例中，端面膜16是AR(防反射)膜。端面膜16用作波长可调谐激光二极管30的前端面。在基板1、下覆层2、光波导层4和上覆层6的位于CSG-DBR区域B侧的端面上形成有端面膜17。在实施例中，端面膜17是AR膜。端面膜17用作波长可调谐激光二极管30的后端面。
基板1是例如由n型InP制成的晶体基板。下覆层2具有n型导电性。上覆层6具有p型导电性。下覆层2和上覆层6例如由InP制成。下覆层2和上覆层6将光限制在有源层3、光波导层4和光学放大层19中。
有源层3由具有增益的半导体制成。有源层3可以具有量子阱结构，其中由具有5nm厚度的Ga0.32In0.68As0.92P0.08制成的阱层和由具有10nm厚度的Ga0.22In0.78As0.47P0.53制成的阻挡层交替层叠。光波导层4例如由块体半导体(bulk semiconductor)层制成，并且可以由Ga0.22In0.78As0.47P0.53制成。在本实施例中，光波导层4的能隙大于有源层3的能隙。光波导层4光学地连接至有源层3。
光学放大层19在从电极21提供电流时实现增益，并将光放大。光学放大层19可以具有量子阱结构，其中由具有5nm厚度的Ga0.35In0.65As0.99P0.01制成的阱层和由具有10nm厚度的Ga0.15In0.85As0.32P0.68制成的阻挡层交替层叠。作为另一种结构，光学放大层19可以由块体半导体制成，并且可以由Ga0.44In0.56As0.95P0.05制成。光学放大层19可以由与有源层3相同的材料制成。
接触层7和20例如由p型Ga0.47In0.53As晶体制成。绝缘层9是由诸如SiN或SiO的绝缘体制成的保护层。加热器10是薄膜电阻器，诸如TiW。每个加热器10可以延伸穿过CSG-DBR区域B中的多个区段。
电极8和21、电源电极11和接地电极12由导电材料(诸如Au(金))制成。背面电极15形成在基板1的下表面上。背面电极15延伸穿过SG-DFB区域A、CSG-DBR区域B和SOA区域C。
端面膜16和端面膜17为反射率为1.0％以下的AR膜，从而使端面基本上抗反射。AR膜可以是由MgF2、TiON等制成的介电层。尽管AR膜设置在激光器的两端，但是端面膜17可以是具有给定反射率的反射膜。在与图2的端面膜17接触的半导体具有光吸收膜的情况下，当端面膜17具有给定的反射率时，能够抑制从端面膜17向外部的光输出。给定的反射率例如为10％以上。该反射率是相对于半导体激光器内部的反射率。
在SG-DFB区域A和CSG-DBR区域B的下覆层2中以给定间隔形成多个衍射光栅(波纹)18。因此，SG-DFB区域A和CSG-DBR区域B具有取样光栅。SG-DFB区域A和CSG-DBR区域B的下覆层2具有多个区段。该区段是具有衍射光栅18的一个区域和不具有衍射光栅18的一个空间部分组合在一起的区域。即，该区段是由衍射光栅部分夹置的空间部分与衍射光栅部分组合在一起的区域。衍射光栅18由折射率不同于下覆层2的材料制成。当下覆层2由InP制成时，衍射光栅18的材料例如由Ga0.22In0.78As0.47P0.53制成。
衍射光栅18可以使用双光束干涉曝光方法形成有图案。可以通过以下方式形成两个衍射光栅18之间的空间区域：使具有衍射光栅18的图案的抗蚀剂曝光，并且随后使与该空间区域相对应的抗蚀剂的区域曝光。SG-DFB区域A的衍射光栅18的间距可以等于或不同于CSG-DBR区域B的衍射光栅18的间距。在该实施例中，作为示例，SG-DFB区域A的衍射光栅18的间距等于CSG-DBR区域B的衍射光栅的间距。在每个区段中，衍射光栅18可以具有相同的长度或可以具有不同的长度。SG-DFB区域的衍射光栅18可以具有相同的长度。CSG-DBR区域B的衍射光栅18可以具有相同的长度。并且SG-DFB区域A的衍射光栅18的长度可以不同于CSG-DBR区域B的衍射光栅的长度。
在SG-DFB区域A中，每个区段的每个光学长度基本上彼此相等。在CSG-DBR区域B中，至少两个区段具有不同的光学长度。因此，CSG-DBR区域B的波长特性的峰值强度取决于波长。SG-DFB区域A的区段的平均光学长度不同于CSG-DBR区域B的区段的平均光学长度。以这种方式，SG-DFB区域A的区段和CSG-DBR区域B的区段在波长可调谐激光二极管30中具有激光区域(谐振器)。
在SG-DFB区域A和CSG-DBR区域B中，反射的光相互干涉。SG-DFB区域A具有有源层3。当将载流子供给至有源层3时，产生具有预定波长间隔的离散增益谱，其峰值强度彼此近似相等。在CSG-DBR区域B中，产生具有预定波长间隔的离散反射光谱，其峰值强度彼此不同。SG-DFB区域A的波长特性的峰值波长的间隔不同于CSG-DBR区域B的波长特性的峰值波长的间隔。利用通过组合波长特性而实现的游标效应(Vernier effect)，可以选择满足振荡条件的波长。
图3示出了初始设定值和反馈控制目标值。如图3所示，初始设定值包括供给至SG-DFB区域A的电极8的初始电流值ILD、供给至SOA区域C的电极21的初始电流值ISOA、标准具54的初始温度值T标准具、供给至加热器10的初始电功率值P加热器1至P加热器3。初始设定值相对于每个振荡波长而确定。
反馈控制目标值是在控制器70的反馈控制中使用的目标值。反馈控制目标值为温度调节元件42的温度TTEC。通过测量温度调节元件42上的热敏电阻的温度来控制温度调节元件42的温度。控制目标值相对于每个信道而确定。对于每个产品，在运送波长可调谐激光器装置100之前，通过使用波长测量进行调谐而获得这些值。如下文所述，在波长控制中使用从光接收元件52、56输出的电流Im2与电流Im1的电流比值Im2/Im1以及目标值。
接下来，基于图1至图3，将给出波长可调谐激光器装置100用于输出栅格波长的操作的描述。控制器70从外部获得所请求的信道的信息。控制器70基于所请求的信道的信息从存储器74获得与所请求的信道相对应的初始设定值和反馈控制目标值，并将这些值存储在RAM中。根据与信道相对应的初始电流ILD，控制器70将电流供给至波长可调谐激光二极管30的电极8。
控制器70将电功率(电力)供给至温度调节元件42，以实现与信道相对应的初始温度T标准具。因此，将波长可调谐激光二极管30的温度控制为初始值。控制器70将与信道相对应的初始电功率P加热器1至P加热器3供给至加热器10。因此，加热器10在预定温度下产生热量。当控制供给至加热器10的电功率时，也控制了CSG-DBR区域B的区段的温度。因此，区段的等效衍射指数变化。并且，区段的反射特性变化。当控制温度调节元件42的温度并且控制加热器10的温度时，波长可调谐激光二极管30的状况控制为与信道相对应的波长的振荡状况。
控制器70将与信道相对应的初始电流值ISOA供给至SOA区域C的电极21。因此，将从波长可调谐激光二极管30的前部发射的激光的光学强度控制为初始值。以此方式，基于每个初始值，波长可调谐激光二极管30产生激光振荡。但是，在这种情况下，波长并不总是等于所要求的波长。发射光的功率并不总是等于预定功率。因此，波长和发射光功率受反馈控制。
反馈控制，控制器70执行APC(自动功率控制)和AFC(自动频率控制)。具体地说，根据APC，控制器70对供给至SOA区域C的电极21的电流ISOA进行反馈控制，以使从光接收元件52输出的电流成为与信道对应的电流目标值Im1-T。因此，将来自波长可调谐激光二极管30的发射光功率控制为与信道相对应的请求值。
作为自动频率控制，控制器70控制波长可调谐激光二极管30的温度，使得从光接收元件56输出的电流Im2相对于电流Im1的比值(受控值)Im2/Im1成为与目标波长相对应的电流目标值Im2-T/Im1-T。因此，将波长可调谐激光二极管30的发射光的波长控制为与信道相对应的波长。通过该控制，波长可调谐激光二极管30可以以所请求的波长执行激光振荡。
(标准具)
如上所述，在AFC中使用电流比值Im2/Im1。然而，从光接收元件56输出的电流Im2取决于标准具54的透过特性。标准具54的透过特性根据标准具54的温度而变化。当使波长可调谐激光二极管30启动时，波长可调谐激光二极管30产生热量。当热量传导到标准具54时，标准具54的温度变化。这导致标准具54的透过特性的改变。
图4示意性地示出了标准具54的透过特性。横轴表示从波长可调谐激光二极管30发射的光的波长λ。纵轴表示电流比值Im2/Im1。当标准具54相对于激光L2的透射率变高时，由光接收元件56接收的光的强度变大并且Im2和Im2/Im1变大。因此，相对于Im2/Im1大的波长，标准具54的透射率高。相对于Im2/Im1小的波长，标准具54的透射率低。如图4所示，标准具54相对于波长具有周期特性。周期特性取决于标准具54的温度。当标准具54的温度较低时，标准具54具有图4的虚线所示的特性。当标准具54的温度较高时，标准具54具有图4的实线所示的特性。
图4的“λ0”是目标波长，并且对应于图3的信道之一。当标准具54具有虚线所示的特性时，电流比值Im2/Im1被控制为与λ0对应的R1，以将波长控制为λ0。然而，当标准具54的温度升高时，特性从虚线转移到实线。在这种情况下，当电流比值被控制为R1时，波长变得不同于λ0，并且变为λ1。
例如，在波长可调谐激光二极管30中，热量从SOA区域C传导到标准具54。特别地，波长可调谐激光二极管30和标准具54安装在单个温度调节元件42上。因此，热量容易传导。并且，标准具54的透过特性容易波动。在第一实施例中，在实线所示的特性中，由热量引起的变化之后，执行AFC以使得与目标波长λ0相对应的R2被控制为电流比值Im2/Im1的目标值。
(参数的获取)
在执行AFC之前，读取用于计算Im2/Im1的目标值的参数。图5A示出了显示用于读取参数的控制的流程图。如图5A所示，控制器70选择发射光的波长(步骤S10)。控制器70使波长可调谐激光器装置100启动以发射该波长的激光，并且在保持该波长的同时控制器70将输入到SOA区域C的电极21的电流ISOA改变为多于三个的值。控制器70读取在不同情况下的电流目标值Im1-T、电功率目标值PSOA-T和发射光目标值PO-T(步骤S12)。从光接收元件52和光接收元件56获得电流Im1和电流Im2。根据电流ISOA和电压VSOA获得输入到SOA区域C的电功率PSOA。根据电流Im1和电功率PSOA或从外部测量设备等获得波长可调谐激光器装置100的发射光功率PO。
控制器70基于电流Im1、电流Im2、电功率PSOA和发射光功率Po获得参数a1至a3、b1至b3和c1至c3(步骤S14)。存储器74存储这些参数(步骤S16)。之后，控制终止。针对图3的每个信道的每个波长，控制器70执行图5A的处理。并且控制器70计算与每个波长相对应的参数。存储器74存储计算出的参数。
保持所发射的光的波长。在该条件下，电流Im1和电流Im2由电功率PSOA和发射光功率PO的函数表示。因此，在该波长下使波长可调谐激光器装置100启动，并且波长可调谐激光器装置100产生热量。在该条件下，基于标准具54的特性，获得电流目标值Im1-T和电流目标值Im2-T。并且，获得目标值Im1/Tm2。可以由发射光功率PO的函数来表示电功率目标值PSOA-T。在关系式中使用在图4的控制中获得的参数a1至a3、b1至b3和c1至c3。
即，如以下公式所示，通过使用参数a1、b1和c1，由电功率PSOA和发射光功率PO的函数来表示电流目标值Im1-T。
[公式1]
Im1-T＝al×PSOA+bl×P0+c1
通过使用参数a2、b2和c2，由电功率PSOA和发射光功率PO的函数来表示电流目标值Im2-T。
[公式2]
Im2-T＝a2XPSOA+b2×P0+c2
通过使用参数a3、b3和c3，由发射光功率PO的函数来表示电功率目标值PSOA-T。
[公式3]
PSOA-T＝a3×P0 2+b3×P0+c3
图5B示出了发射光功率PO和电流Im2的测量结果。圆形部表示测量结果。实线表示相对于测量结果的拟合结果。上述参数是根据图5B的拟合计算出的。图5B示出了电流Im2的示例。可以以相同的方式计算关于电流Im1和电功率PSOA的参数。
图6示出了这些参数。控制器70针对每个信道读取参数a1至a3、b1至b3和c1至c3。并且存储器74存储图6所示的数据表。
(AFC和APC)
图7示出了控制器70的控制的流程图。该流程图包括AFC和APC。在开始图7的控制之前，先执行图4的控制。将波长可调谐激光器装置100的目标发射光功率输入到控制器70等。
如图7所示，控制器70接收波长请求(步骤S20)。从外部输入/输出设备输入请求的波长。例如，所请求的波长对应于图3的信道的波长之一。在图4的示例中，所请求的波长对应于λ0和AFC的目标波长。
控制器70从存储器74提取与目标波长相对应的控制条件(步骤S22)。控制器70从存储器74读取图3的初始设定值和反馈控制目标值以及与目标波长相对应的图5的参数，并且控制器70将所读取的这些数据存储在RAM 72中。
接下来，控制器70将电流供给至SG-DFB区域A的电极8并将电功率施加至CSG-DBR区域B的加热器10。因此，控制器70使波长可调谐激光二极管30启动(步骤S24)。控制器70不向SOA区域C的电极21供给电流。此外，控制器70使温度调节元件42(TEC)启动(步骤S26)。电流和电功率是图3的与所请求的波长相对应的初始设定值。
控制器70判断所检测的热敏电阻58的温度TH是否在设定范围内(步骤S28)。设定范围是以目标温度TLD为中心的预定范围。当在步骤S4中判断为“否”时，控制器70改变供给至温度调节元件42的电流，以使得温度TH变为设定范围内。
当在步骤S28中判断为“是”时，控制器70将电流供给至SOA区域C的电极21并使SOA区域C启动(步骤S30)。此时，向SOA区域C施加反向偏压，从而SOA区域C吸收光，使得波长可调谐激光二极管30不发射光。在这种情况下，波长可调谐激光二极管30产生热量。但是，通过计算电流目标值Im1-T和电流目标值Im2-T，可以抑制由波长可调谐激光二极管30所产生的热量的影响。
接下来，控制器70并行执行AFC和APC两者。首先，将给出对AFC的描述。控制器70使用发射光功率的目标值PO-T和公式3，并且计算电功率的目标值PSOA-T，该目标值PSOA-T为波长可调谐激光二极管30的驱动条件(步骤S32)。之后，控制器70使用发射光功率的目标值PO-T、电功率的目标值PSOA-T、公式1和公式2，并计算电流目标值Im1-T和电流目标值Im2-T。然后，控制器70计算作为电流目标值Im1-T与电流目标值Im2-T之比的目标值Im2-T/Im1-T(步骤S34)。计算出的目标值对应于目标波长并且对应于由热量引起的标准具54的透过特性的变化，并且对应于图4中的R2。在该实施例中，从存储器74提取发射光功率的目标值PO-T。但是，也可以由外部设备提供目标值PO-T。
控制器70从光接收元件52和56获得电流Im1和电流Im2(步骤S36)，并计算比值Im2/Im1。控制器70判断在步骤S36中获得的比值Im2/Im1是否在目标值范围内(步骤S38)。例如，目标值范围是以步骤S34中获得的目标值为中心的预定范围。
当在步骤S38中判断为“否”时，控制器70基于比值Im2/Im1与目标值Im2-T/Im1-T之间的差来控制施加到加热器10的电功率P加热器(步骤S40)。电功率P加热器包括图3所示的P加热器1至P加热器3。通过电功率P加热器的控制，CSG-DBR区域B的光波导层4的折射率改变，并且波长可调谐激光二极管30的振荡波长改变。因此，在步骤S36中获得的比值Im2/Im1改变。重复这些步骤，直到比值Im2/Im1处于目标值范围内。在比值Im2/Im1处于目标值范围内之后，继续进行AFC，使得比值Im2/Im1处于目标值范围内。
接下来，将给出对APC的描述。控制器70使用发射光功率的目标值PO-T和公式3，并且计算电功率目标值PSOA-T，该目标值PSOA-T为波长可调谐激光二极管30的驱动条件(步骤S42)。在该实施例中，从存储器74提取发射光功率的目标值PO-T。但是，也可以由外部设备提供目标值PO-T。此后，控制器70使用发射光功率的目标值PO-T、电功率目标值PSOA-T和公式1，并计算电流Im1的目标值Im1-T(步骤S44)。此后，控制器70从光接收元件52获得电流Im1(步骤S46)。并且，控制器70判断电流Im1是否在设定范围内(步骤S48)。电流Im1的设定范围是以电流目标值Im1-T为中心的预定范围。当在步骤S48中判断为“否”时，控制器70根据电流Im1与反馈控制值之间的差控制供给到SOA区域C的电流ISOA(步骤S50)。重复这些步骤，直到电流Im1处于设定范围内。在电流Im1处于设定范围内之后，继续进行APC，使得电流Im1处于设定范围内。当在步骤S38和步骤S42中判断为“是”时，终止控制。
图8A和图8B示出了波长的测量结果。在图8A和图8B中，圆形部是第一实施例的结果。三角形是比较例的结果。比较例的波长可调谐激光器装置的结构与第一实施例的相同。在第一实施例中，控制器70执行图7的控制。另一方面，在比较例中，控制器70通过使用波长测量器进行调谐来确定Im2/Im1的比值的目标值(其与波长可调谐激光器装置的目标波长相对应)，并将该目标值存储在存储器74中。控制器70不执行图7的控制，而是执行使得值变成存储的目标值的控制。
图8A的横轴是发射光功率PO。图8B的横轴是电流ISOA。图8A和图8B的纵轴是目标波长与波长之间的差Δλ。目标波长是1567.952nm。如图8A和图8B所示，在比较例中，波长差为5pm以上。另一方面，在第一实施例中，波长差在±2pm之内。
在第一实施例中，控制器70获得目标波长、计算作为波长可调谐激光二极管30的驱动条件的目标值PSOA-T、并且通过使用公式1和公式2而根据目标值Im2-T和目标值Im1-T来计算目标值Im2-T/Im1-T。此外，控制器70获得Im1和Im2并控制电流比值，以使电流比值在目标值的预定范围内。通过AFC根据波长可调谐激光二极管30的热量使用目标值，可以高精度地将波长可调谐激光器装置100的发射光的波长控制为目标值。
具体而言，通过使用图6的参数、公式1和公式2，将目标值Im1-T和目标值Im2-T表示为发射光功率的目标值PO-T和目标电功率PSOA-T的函数。因此，获得了在波长可调谐激光二极管30的热量的影响下用于保持恒定波长的目标值Im1-T和目标值Im2-T。并且，获得了Im2-T/Im1-T的目标值。在AFC中，获得了测量值Im1和测量值Im2。当电流比值Im2/Im1接近目标值时，可以将波长控制为目标波长。
控制器70通过使用公式3来计算要输入到SOA区域C的目标电功率PSOA-T。并且，通过使用目标电功率PSOA-T、目标波长、公式1和公式2来获得目标值Im1-T和目标值Im2-T。并且，将目标比值Im2-T/Im1-T计算为电流比值。获得了与由电功率PSOA的供给引起的SOA区域C的热量的影响相对应的目标值。因此，提高了AFC的精度。例如，控制器70可以通过使用供给至SOA区域C的电流和电压中的至少一个来计算目标值。
控制器70通过使用公式1和公式3，将目标值Im1-T表示为发射光的功率的目标值PO-T和目标电功率PSOA-T的函数。因此，获得了在波长可调谐激光二极管30的热量的影响下用于保持恒定波长的目标值Im1-T。通过APC获得目标值Im1-T。当电流Im1接近目标值时，可以将发射光的功率控制为期望值。
控制器70控制输入到加热器10(其设置在波长可调谐激光二极管30的CSG-DBR区域B上)的电功率P加热器1至电功率P加热器3。因此，改变了CSG-DBR区域B的折射率。并且能够控制由波长可调谐激光二极管30发射的光的波长。例如，除了输入到加热器10的电功率P加热器1至电功率P加热器3之外，还可以改变ILD等。
激光L1输入到光接收元件52。激光L2穿过标准具54并输入到光接收元件56。当波长可调谐激光二极管30的热量传导到标准具54时，标准具54的透过特性发生波动。特别地，波长可调谐激光二极管30和标准具54安装在单个温度调节元件42上。因此，热量易于传导至标准具54。在第一实施例中，使用与标准具54的透过特性的改变相对应的目标值来执行AFC。因此，可以高精度地控制波长。
电流Im1和电流Im2被表示为输入到波长可调谐激光二极管30的SOA区域C的电功率PSOA的函数。并且，执行针对来自SOA区域C的热量经校正的AFC。例如，使用输入到除了SOA区域C以外的区域的电信号，并且可以校正来自这些区域的热量。尽管在实施例中波长可调谐激光二极管30具有SG-DFB区域A、CSG-DBR区域B和SOA区域C，但是结构并不限于此。例如，可以设置其中在有源层3上设置有加热器的TDA-DFB(可调谐分布式放大-DFB)区域，以代替SG-DFB区域A。波长可调谐激光二极管30中的半导体层可以由除了上述半导体之外的化合物半导体制成。壳体40中的部件的位置和数量可以改变。
[第二实施例]
波长可调谐激光器装置100和波长可调谐激光二极管30的结构与第一实施例的相同。在第二实施例中也执行图5A的控制。图9示出了由控制器70执行的流程图。步骤S20至步骤S30、步骤S42和步骤S44与图7的那些步骤相同。
将给出对第二实施例中AFC的描述。如图9所示，控制器70获得电流Im1和电功率PSOA(步骤S31)。控制器70通过使用电流Im1、电功率PSOA和公式2来计算电流目标值Im2-T(步骤S33)。控制器70计算电流比值Im2/Im1的目标值Im2-T/Im1-T(步骤S34)。用于通过使用公式2计算电流目标值Im2-T的Im1可以是根据公式1计算出的电流目标值Im1-T，或者可以是在步骤S31中获得的电流Im1。
控制器70从光接收元件52和光接收元件56获得电流Im1和电流Im2(步骤S36)，并计算电流比值Im2/Im1。控制器70判断在步骤S36中获得的电流比值Im2/Im1是否在目标范围内(步骤S38)。当在步骤S38中判断为“否”时，控制器70基于电流比值Im2/Im1与目标电流比值Im2-T/Im1-T之间的差来控制施加至加热器10的电功率P加热器(步骤S40)。重复这些步骤，直到电流比值Im2/Im1处于目标范围内。在电流比值Im2/Im1处于目标范围内之后，继续进行AFC，使得电流比值Im2/Im1处于目标范围内。
控制器70获得输入到SOA区域C的电功率PSOA，并通过使用PSOA和公式1来计算电流目标比值Im2-T/Im1-T。在第二实施例中，与第一实施例一样，可以将由波长可调谐激光器装置100发射的光的波长控制为目标波长。通过使用与由电功率PSOA的供给引起的SOA区域C的热量相对应的目标值来执行AFC。因此，提高了AFC的精度。
接下来，将给出对第二实施例的APC的描述。控制器70使用发射光的功率的目标值PO-T和公式3，并且计算电功率目标值PSOA-T，该目标值PSOA-T为波长可调谐激光二极管30的驱动条件(步骤S42)。在该实施例中，从存储器74提取发射光的功率的目标值PO-T。然而，也可以从外部设备输入目标值PO-T。此后，控制器70使用发射光的功率的目标值PO-T、电功率目标值PSOA-T和公式1，并计算电流Im1的目标值Im1-T(步骤S44)。此后，控制器70从光接收元件52获得电流Im1(步骤S46)。
并且，控制器70判断电流Im1是否在设定范围内(步骤S48)。电流Im1的设定范围是以电流目标值Im1-T为中心的预定范围。当在步骤S48中判断为“否”时，控制器70基于电流Im1与反馈控制值之间的差来控制供给到SOA区域C的电流ISOA(步骤S50)。重复这些步骤，直到电流Im1在设定范围内。在电流Im1处于设定范围内之后，继续进行APC，使得电流Im1处于设定范围内。当在步骤S38和步骤S48中判断为“是”时，终止控制。
尽管已经详细描述了本发明的实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和变更。

Claims (5)

1.一种调谐激光器装置的发射波长的方法，所述激光器装置包括：
波长可调谐激光二极管，其发射激光束；
标准具，其接收所述波长可调谐激光二极管发射的激光束并根据所述发射的激光束的波长改变透射率；
第一光电探测器，其基于从所述波长可调谐激光二极管输出的所述发射的激光束而输出第一电流；
第二光电探测器，其基于所述标准具输出的透射光而输出第二电流，
所述方法包括以下步骤：
获取所述波长可调谐激光二极管的目标波长，以使所述波长可调谐激光二极管以目标波长振荡；
基于所述目标波长获取所述波长可调谐激光二极管的驱动条件；
基于所述波长可调谐激光二极管的所述驱动条件，驱动所述波长可调谐激光二极管；
获取由所述第一光电探测器测量的所述第一电流的测量值、由所述第二光电探测器测量的所述第二电流的测量值和所述波长可调谐激光二极管的所述驱动条件的测量值；
将由所述第一光电探测器测量的所述第一电流的测量值确定为所述第一光电探测器的第一目标值；
根据所述驱动条件的测量值和所述第一电流的目标值计算所述第二电流的第二目标值；以及
通过改变所述驱动条件，使由所述第一光电探测器测量的所述第一电流的测量值相对于由所述第二光电探测器测量的所述第二电流的测量值的比值与所述第一电流的所述第一目标值相对于所述第二电流的所述第二目标值的比值相一致。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述波长可调谐激光二极管具有光学半导体放大器，所述光学半导体放大器调节由所述波长可调谐激光二极管的激光区域输出的所述激光束的光学幅度；
其中，获取所述波长可调谐激光二极管的所述驱动条件的步骤包括：
获取输入到所述光学半导体放大器的电信号的值，
计算所述第二光电探测器的所述第二目标值的步骤包括：
基于由所述第一光电探测器测量的所述第一电流的测量值和所述光学半导体放大器的所述电信号的值，计算所述第二电流的所述第二目标值。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，所述光学半导体放大器的所述电信号的值是输入到所述光学半导体放大器的电功率。
4.一种调谐激光器装置的发射波长的方法，所述激光器装置包括：
波长可调谐激光二极管，其发射激光束；
标准具，其接收所述波长可调谐激光二极管发射的激光束并根据所述发射的激光束的波长改变透射率；
第一光电探测器，其基于从所述波长可调谐激光二极管输出的所述发射的激光束而输出第一电流；
第二光电探测器，其基于所述标准具输出的透射光而输出第二电流，
所述方法包括以下步骤：
获取所述波长可调谐激光二极管的所述发射的激光束的光学幅度的目标值和波长的目标值；
基于所述波长可调谐激光二极管的目标波长获取驱动条件；
基于所述发射的激光束的所述光学幅度的目标值，计算所述波长可调谐激光器的所述驱动条件的目标值；
根据所述波长可调谐激光二极管的所述光学幅度的目标值和所述目标波长的所述驱动条件来计算所述第一光电探测器的所述第一电流的目标值和所述第二光电探测器的所述第二电流的目标值；
获取由所述第一光电探测器测量的所述第一电流的测量值和由所述第二光电探测器测量的所述第二电流的测量值；以及
通过改变所述驱动条件，使由所述第一光电探测器测量的所述第一电流相对于由所述第二光电探测器测量的所述第二电流的比值与所述第一电流的目标值相对于所述第二电流的目标值的比值相一致。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中，所述波长可调谐激光二极管具有光学半导体放大器，所述光学半导体放大器调节由所述波长可调谐激光二极管的激光区域输出的所述激光束的光学幅度；
其中，获取所述波长可调谐激光二极管的所述驱动条件的步骤包括：
获取输入到所述光学半导体放大器的电信号的目标值作为所述驱动条件，
计算所述第一电流的目标值和所述第二电流的目标值的步骤包括：
根据所述电信号的目标值计算所述第一电流的目标值和所述第二电流的目标值。
CN201911366331.6A 2018-12-27 2019-12-26 调谐激光器装置的发射波长的方法 Pending CN111384664A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-244140 2018-12-27
JP2018244140A JP7207651B2 (ja) 2018-12-27 2018-12-27 波長可変レーザ装置の制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111384664A true CN111384664A (zh) 2020-07-07

Family

ID=71122080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911366331.6A Pending CN111384664A (zh) 2018-12-27 2019-12-26 调谐激光器装置的发射波长的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11050218B2 (zh)
JP (1) JP7207651B2 (zh)
CN (1) CN111384664A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258372A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光モジュール
JP2005032968A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Toshiba Corp 光送信モジュール
US20140036940A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method of controlling wavelength tunable laser, control data structure of wavelength tunable laser, and wavelength tunable laser
US20150063383A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controlling tunable wavelength laser
US20150117479A1 (en) * 2013-10-30 2015-04-30 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controlling wavelength tunable laser
US20150155679A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controling wavelength tunable laser, and wavelength tunable laser
US20150188284A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controlling wavelength tunable laser
US20160141832A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-19 Fujitsu Optical Components Limited Laser apparatus and optical transmitter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2327715A1 (en) * 1999-12-16 2001-06-16 John William Stayt Jr. Method and apparatus for stabilizing laser wavelength
JP2010034114A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Mitsubishi Electric Corp レーザ装置、レーザモジュールおよび波長多重光通信システム
JP2015050284A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 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
US10050405B2 (en) * 2016-04-19 2018-08-14 Lumentum Operations Llc Wavelength locker using multiple feedback curves to wavelength lock a beam

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258372A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光モジュール
JP2005032968A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Toshiba Corp 光送信モジュール
US20140036940A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method of controlling wavelength tunable laser, control data structure of wavelength tunable laser, and wavelength tunable laser
US20150063383A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controlling tunable wavelength laser
US20150117479A1 (en) * 2013-10-30 2015-04-30 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controlling wavelength tunable laser
US20150155679A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controling wavelength tunable laser, and wavelength tunable laser
US20150188284A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for controlling wavelength tunable laser
US20160141832A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-19 Fujitsu Optical Components Limited Laser apparatus and optical transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020107695A (ja) 2020-07-09
JP7207651B2 (ja) 2023-01-18
US20200212650A1 (en) 2020-07-02
US11050218B2 (en) 2021-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9728937B2 (en) Method of controlling wavelength tunable laser, control data structure of wavelength tunable laser, and wavelength tunable laser
US7620078B2 (en) Tunable semiconductor laser device, manufacturing method therefor, and gas detector using therewith
JP4647491B2 (ja) 外部空洞同調可能レーザの波長制御
JP6308456B2 (ja) 波長可変レーザの制御方法
US9564735B2 (en) Method for controlling wavelength tunable laser
US9444220B2 (en) Method for controlling wavelength tunable laser
US20150222077A1 (en) Method for controlling variable wavelength laser, and variable wavelength laser device
US11862934B2 (en) Widely tunable, single mode emission semiconductor laser
JP2015050283A (ja) 波長可変レーザの制御方法
US11437777B2 (en) Method for tuning emission wavelength of laser device
US9231369B2 (en) Method for controlling wavelength tunable laser
JP6256745B2 (ja) 波長可変レーザの制御方法
US11050218B2 (en) Method to tune emission wavelength of laser apparatus
JP2015088626A (ja) 波長可変レーザ装置の試験方法および波長可変レーザ装置
JP2009081321A (ja) 波長安定化レーザ装置および方法，ならびに波長安定化レーザ装置を備えたラマン増幅器
JP6821901B2 (ja) 波長可変レーザの駆動条件設定方法及び波長可変レーザシステム
JP6256746B2 (ja) 波長可変レーザの制御方法
JP6294049B2 (ja) 波長可変レーザの制御方法
Klehr et al. High power DFB lasers for D1 and D2 rubidium absorption spectroscopy and atomic clocks
JP2018088548A (ja) 波長可変レーザ装置の試験方法および波長可変レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination