DE69422307T2

DE69422307T2 - Frequenzstabilisationsverfahren für Halbleiterlaser, frequenzstabilisierte Lichtquelle und Lasermodul

Info

Publication number: DE69422307T2
Application number: DE69422307T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Minato-ku Shiozawa; Naoya Minato-ku Henmi
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: EP0746069B1; JPH06338652A; EP0746068A1; DE69422308T2; DE69422308D1; EP0746068B1; JP2541095B2; EP0746069A1; DE69422307D1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser und insbesondere ein Frequenzstabilisationsverfahren für Halbleiterlaser, eine frequenzstabilisierte Lichtquelle und ein Halbleiterlasermodul für das Verfahren.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein herkömmliches Frequenzstabilisationsverfahren für einen Halbleiterlaser ist in "IEEE Journal of Quantum Electronics", Vol. 28, Nr. 1, Seite 75, Januar 1992, offenbart, bei dem eine Oszillationsfrequenz des Lasers bei der Frequenz der Absorptionslinie von Acetylen stabilisiert ist. 1 zeigt ein Funktions-Blockschaltbild des herkömmlichen Frequenzstabilisationsverfahrens.
In der 1 wird die Umgebungstemperatur eines Halbleiterlasers 701 durch eine Temperatursteuerung 702 konstant gehalten. Eine Gleichstrom-Netzversorgung 709 versorgt den Laser 701 mit einem Treiberstrom. Der Treiberstrom ist durch ein Modulationssignal, das von einem Oszillator 703 ausgegeben wird, leicht frequenzmoduliert, was zu frequenzmodulierten Ausgangslichtstrahlen des Lasers 701 führt.
Einer der Ausgangslichtstrahlen des Lasers 701 wird an einer Seitenfläche des Lasers 701 emittiert und für gegebene Anwendungen verwendet. Der andere der Ausgangs-Lichtstrahlen des Lasers wird an seiner gegenüberliegenden Seitenfläche emittiert und geht durch ein optisches Linsensystem 708, um in eine Acetylen-Gaszelle (C₂H₂- Gaszelle) 704 injiziert zu werden. Der Lichtstrahl, der durch die Acetylengaszelle 704 durchgelassen wird, wird von einem Fotodetektor 705 detektiert, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen. Das elektrische Ausgangssignal wird in einen synchronisierten Verstärker 706 eingegeben, um synchron mit der Modulationsfrequenz des Oszillators 703 detektiert zu werden.
Der synchronisierte Verstärker 706 erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal proportional zu einer Differenz oder einem Fehler zwischen der Oszillationsfrequenz des Lasers 701 und einer der Absorptionsspitzenfrequenzen des Acetylens in der Zelle 704. Das elektrische Ausgangssignal vom Verstärker 706 wird über eine PID-Steuerung, in der ein Proportional-Integral- und Differential (PID)-Steuerungsverfahren verwendet wird, auf den Treiberstrom rückgeführt. Somit wird der Laser 701 so gesteuert, daß seine Oszillationsfrequenz in Übereinstimmung mit der Absorptions-Spitzenfrequenz des Acetylens gehalten wird.
Infolge der hohen Stabilität der Absorptions-Spitzenfrequenz kann die Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers 701 hoch stabilisiert oder synchronisiert werden.
Um mit dem herkömmlichen, in der 1 gezeigten Frequenzstabilisationsverfahren die Differenz oder den Fehler zwischen der Oszillationsfrequenz und der Absorptions-Spitzenfrequenz zu erzielen, sind die Gaszelle 704 und der syn chronisierende Verstärker 706 erforderlich, und der Treiberstrom ist frequenzmoduliert, um in den Laser 701 injiziert zu werden. Als Ergebnis tritt der Nachteil auf, daß große und teuere Aufbauten oder Apparate notwendig sind um das Verfahren durchzuführen, und daß kein unmodulierter Ausgangslichtstrahl erhalten werden kann.
Im Fall der Stabilisierung der optischen Ausgangsleistung des Lasers 701 während des Betriebs tritt der weitere Nachteil auf, daß ein weiterer Fotodetektor zusätzlich zu dem Fotodetektor 705 erforderlich ist.
Weiterhin besteht noch der weitere Nachteil, daß die stabilisierbaren Oszillationsfrequenzen auf die Absorptions-Spitzenfrequenzen des Gases in der Zelle 704 begrenzt sind, so daß beliebige oder wählbare Oszillationsfrequenzen nicht gewählt werden können.
Ein anderes herkömmliches Frequenzstabilisationsverfahren für einen Halbleiterlaser ist in der japanischen nichtgeprüften Patentveröffentlichung Nr. 64-74780 vom März 1989 offenbart, in welchem eine Halbleiterlasertemperatur aus einer Vorwärtsspannung des Lasers detektiert wird, um die Temperatur konstant zu halten. 2 zeigt ein Funktionsblockschaltbild des herkömmlichen Frequenzstabilisationsverfahrens.
In der 2 sind ein Halbleiterlaser 803 und ein Peltier-Element 802, das Wärme erzeugt und absorbiert, in einem thermostatischen Bad 801 angeordnet. Der Laser 803 wird durch einen konstanten Strom getrieben, der von einer Gleichstromquelle 804 zugeführt wird. Ein Differenzverstärker 805 detektiert zwischen den Eingangsanschlüssen oder Elektroden des Lasers 803 dessen Vorwärtsspannungsabfall V_f, und schickt ein elektrisches Ausgangssignal proportional zum Spannungsabfall V_f an eine Temperatursteuerung 806.
In Abhängigkeit von dem Ausgangssignal am Verstärker 805 erhöht oder senkt die Steuerung 806 den Treiberstrom für das Peltierelement 801, um dadurch die Temperatur des Lasers 803 konstant zu halten.
Im allgemeinen wird der Vorwärtsspannungsabfall V_f des Halbleiterlasers 803 wie folgt ausgedrückt:
mit I₀ gleich dem Vorwärtssättigungsstrom, I_f einem Treiber- oder Erregungsstrom, T gleich der absoluten Temperatur des Lasers 803, e gleich der Ladung eines Elektrons und k gleich der Boltzmann-Konstante.
Wie aus der Gleichung (1) zu ersehen ist, ist der Durchgangsspannungsabfall V_f umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur T. Somit kann die absolute Temperatur T des Lasers 803 exakt aus dem Spannungsabfall V_f gemessen werden.
Der Differenzverstärker 805 erzeugt ein Ausgangssignal bezogen auf die absolute Temperatur T aus dem detektierten Spannungsabfall V_f und schickt das Signal an die Temperatursteuerung 806. In Abhängigkeit von dem Signal steuert die Steuerung 806, um die Temperatur des Lasers 803 konstant zu halten.
Die Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers 803 wird durch die absolute Temperatur T und dem Treiberstrom I_f bestimmt, so daß zu ersehen ist, daß die Oszillationsfrequenz stabilisiert ist, wenn die beiden konstant gehalten werden.
Bei dem weiteren herkömmlichen Frequenzstabilisationsverfahren wie in 2 gezeigt, besteht die Tendenz, daß ein Fehler bei der Detektion der absoluten Temperatur T durch den Differenzverstärker 805 auftritt, weil der Laser 803 einen Leckstrom und einen Rekombinationsstrom ohne Lumineszenz hat, wobei beide mit dem Ablauf der Zeit steigen, wodurch eine Fluktuation oder Abweichung der absoluten Temperatur T und des Treiberstrom I_f geschaffen wird.
Als ein Ergebnis tritt ein Nachteil auf, daß die Ausgangslichtleistung und Oszillationsfrequenz des Lasers 803 jeweils von den gegebenen Werten abweichen.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Verfahren gibt es noch ein weiteres herkömmliches Frequenzstabilisationsverfahren für einen Halbleiterlaser, das in der japanischen nichtgeprüften Patentveröffentlichung Nr. 1-238083, Sept. 1998 offenbart ist. Bei dem Verfahren werden ähnlich wie bei dem herkömmlichen Verfahren wie in der 2 gezeigt, die Absorptionsspitzenfrequenzen eines Gases verwendet.
Das Japanese Journal of Applied Physics, Band 19, Nr. 12, aus dem Dezember 1980, Tokio, Japan, Seiten L721–L724 zeigt einen Halbleiterlaser, der mit der Resonanzfrequenz eines externen piezoelektrisch modulierten Fabry-Perot-Interferometers stabilisiert ist, indem die Temperatur des Lasers gesteuert wird.
Electronic Letters, Band 22, Nr. 18, vom 8.Mai 1986, Seiten 563, 564 beschreibt einen Halbleiterlaser, der mit einem Fabry-Perot-Interferometer frequenzverriegelt wird, indem der Injektionsstrom des Lasers gesteuert wird. Die Breitbandabtastung der stabilisierten Laserfrequenz wird durch Ändern der Temperatur des Interferometers erreicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Frequenzstabilisationsverfahren für einen Halbleiterlaser und eine frequenzstabilisierte Lichtquelle zu schaffen, bei dem nur ein einfacher, kompakter und billiger Aufbau notwendig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Frequenzstabilisationsverfahren für einen Halbleiterlaser und eine frequenzstabilisierte Lichtquelle zu schaffen, bei dem eine Ausgangslichtleistung und eine Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers selbst dann aufrecht erhalten werden können, wenn der Laser über eine lange Zeitspanne arbeitet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Frequenzstabilisationsverfahren eines Halbleiterlasers und eine frequenzstabilisierte Lichtquelle zu schaffen, bei der ein unmodulierter Lichtausgang erzielt werden kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Frequenzstabilisationsverfahren für einen Halbleiterlaser und eine frequenzstabilisierte Lichtquelle zu schaffen, bei dem sowohl die Oszillationsfrequenz als auch die Ausgangslichtleistung des Lasers stabilisiert werden kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen frequenzstabilisierten Halbleiterlasermodul zu schaffen, der es ermöglicht, daß der Halbleiterlaser stabil arbeitet.
Diese Aufgaben werden durch ein Frequenzstabilisationsverfahren nach Anspruch 1, eine frequenzstabilisierte Lichtquelle nach Anspruch 8 und ein Halbleiterlasermodul nach Anspruch 15 gelöst. Die weiteren Ansprüche betreffen verschiedene vorteilhafte Aspekte der Erfindung.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung, wird ein Frequenzstabilisierungsverfahren eines Halbleiterlasers bereitgestellt, das die Schritte enthält:
Injizieren eines Ausgabelichtstrahls von einem Halbleiterlaser in einen optischen Resonator, Modulieren der Temperatur des optischen Resonators durch ein Modulationssignal, Detektieren eines übertragenen Lichtstrahls durch den optischen Resonator zur Erzeugung eines ersten Ausgabesignals, synchrones Detektieren des ersten Ausgabesignals mit der Modulationsfrequenz zur Erzeugung eines zweiten Ausgabesignals, Steuern einer Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers, um die Frequenz auf einem gegebenen Wert zu halten, wobei das zweite Ausgabesignal als ein Signal verwendet wird, das einen Fehler in der Oszillationsfrequenz zeigt.
Bei dem oben beschriebenen Frequenzstabilisationsverfahren eines Halbleiterlasers wird keine Gaszelle benötigt, so daß nur ein einfaches, kompaktes und preiswertes Setup für das Verfahren ausreicht.
Da der Ausgabelichtstrahl des Halbleiterlasers selbst nicht moduliert wird, und da die Temperatur des optischen Resonators moduliert wird, kann leicht ein nichtmodulierter Ausgabelichtstrahl erhalten werden.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung, wird eine frequenzstabilisierte Lichtquelle bereitgestellt, die die Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens ermöglicht.
Die Lichtquelle enthält einen Halbleiterlaser, der einen Ausgabelichtstrahl emittiert, einen optischen Resonator, in den der Ausgabelichtstrahl injiziert wird, einen Modulator zur Modulation einer Temperatur des optischen Resonators durch ein Modulationssignal, einen Detektor zur Detektion eines übertragenen Lichtstrahls durch den optischen Resonator zur Erzeugung eines ersten Ausgabesignals, ein Synchronisationsdetektor zur synchronen Detektion des ersten Aus gabesignals mit der Modulationsfrequenz zur Erzeugung eines zweiten Ausgabesignals, eine Steuerung zur Steuerung einer Oszillationsfrequenz zur Erzeugung eines zweiten Ausgabesignals, eine Steuerung zur Steuerung einer Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers, um die Frequenz auf einem gegebenen Wert zu halten, wobei das zweite Ausgabesignal als ein Signal verwendet wird, das einen Fehler in der Oszillationsfrequenz zeigt.
Mit der frequenzstabilisierten Lichtquelle wird das Frequenzverfahren des dritten Aspektes ausgeführt, so daß die gleichen Effekte und Vorteile erreicht werden, wie die mit dem dritten Aspekt erreicht werden können.
Entsprechend einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein frequenzstabilisiertes Halbleiterlasermodul bereitgestellt, daß das obengenannte Verfahren ausführen kann.
Das Modul enthält eine erste Wärmesenke, deren Temperatur steuerbar ist, einen Halbleiterlaser, der auf der ersten Wärmesenke angebracht ist, wobei der Halbleiterlaser einen Ausgabelichtstrahl emittiert, eine zweite Wärmesenke, deren Temperatur steuerbar ist, einen optischen Resonator, der auf der zweiten Wärmesenke angebracht ist, wobei der Ausgabelichtstrahl in den optischen Resonator injiziert wird, um einen übertragenen Lichtstrahl von dem optischen Resonator zu emittieren, einen Detektor zum Empfang des übertragenen Lichtstrahls zur Detektion einer Leistung des übertragenen Lichtstrahls, und eine Einkapselung oder Packung (Package) zur Aufnahme der ersten Wärmesenke, des Halbleiterlasers, der zweiten Wärmesenke, des optischen Resonators und des Detektors.
Bei dem oben beschriebenen frequenzstabilisierten Halbleiterlasermodul sind die erste Wärmesenke, der Halbleiterlaser, die zweite Wärmesenke, der optische Resonator und der Detektor in der Packung enthalten, so daß der Halblei terlaser stabil arbeiten kann. Zusätzlich können, da die erste Wärmesenke für den Laser und die zweite Wärmesenke für den optischen Resonator getrennt sind, die Temperaturen der ersten und zweiten Wärmesenken unabhängig eingestellt werden. Im Ergebnis besteht ein Vorteil, daß die Spitzenfrequenz des optischen Resonators und die Oszillationsfrequenz des Lasers beide unabhängig voneinander eingestellt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein bekanntes Frequenzstabilisationsverfahren eines Halbleiterlasers zeigt.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein weiteres bekanntes Frequenzstabilisationsverfahren eines Halbleiterlasers zeigt.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm einer frequenzstabilisierten Lichtquelle entsprechend einem ersten Beispiel, das nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung ist.
3A zeigt schematisch einen Querschnitt eines Halbleiterlasers für die in 3 gezeigte Lichtquelle.
4 ist ein Funktionsblockdiagramm einer frequenzstabilisierten Lichtquelle entsprechend einem zweiten Beispiel, das nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung ist.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm einer frequenzstabilisierten Lichtquelle entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
6 ist ein Funktionsblockdiagramm einer frequenzstabilisierten Lichtquelle entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
7 ist ein Funktionsblockdiagramm einer frequenzstabilisierten Lichtquelle entsprechend einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben.
In der 3, die eine frequenzstabilisierte Lichtquelle gemäß eines ersten Beispiels, das nicht mit der Erfindung übereinstimmt, zeigt, ist ein Halbleiterlaser 101 auf einer Wärmesenke 103 über einem Subträger 103a montiert. Ein auf der Wärmesenke 103 fixierter Fotodetektor 115 empfängt einen Lichtausgangsstrahl des Lasers 101, um dessen Leistung zu detektieren, und gibt ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Leistung P an ein erstes Subtraktionsglied 111.
Das erste Subtraktionsglied 111 erzeugt durch Subtraktion eine Differenz zwischen der detektierten Leistung P und der vorbestimmten Referenzleistung PO und gibt ein elektrisches Signal entsprechend der so erzeugten Leistungsdifferenz an eine Stromsteuerung 102. In Abhängigkeit von diesem Signal steuert die Stromsteuerung 102 einen Treiberstrom für den Laser 101, um diesen zu erhöhen oder zu senken, um die Leistung des Lichtausgangsstrahls auf PO zu halten oder zu stabilisieren.
Ein Stromdetektor 113 ist in einem Strompfad zwischend der Stromsteuerung 102 und dem Laser 101 angeordnet, um den Treiberstrom zu detektieren. Der Stromdetektor 113 gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem so detektierten Treiberstrom an die Temperatursteuerung 106. So ist der Treiberstrom während des Betriebes immer durch die Temperatursteuerung 106 überwacht.
Zwischen die Eingangsanschlüsse des Lasers 101 ist ein Spannungsdetektor 114 elektrisch geschaltet, um zwischen diesen die Spannung zu detektieren. Der Spannungsdetektor 114 gibt an ein elektrisches Signal entsprechend der so detektierten Spannung zwischen den Anschlüssen an die Temperatursteuerung 106. Auf diese Art und Weise wird die Durchgangsspannung des Lasers 101 während dem Betrieb immer durch die Temperatursteuerung überwacht.
Die Temperatursteuerung 106 führt eine mathematische Operation aus, um den Stromverbrauch des Lasers 101 basierend auf den Ausgangssignalen von den Strom- und Spannungsdetektoren 113 und 114 zu erhalten. Dann erhöht oder senkt die Steuerung 106 die Referenztemperatur T₀ der Wärmesenke 103 basierend auf dem Ergebnis der Operation und schickt ein elektrisches Signal entsprechend der Referenztemperatur T₀ an ein zweites Subtraktionsglied 112.
Auf der Wärmesenke 103 ist ein Temperaturdetektor 104 fixiert und detektiert die Temperatur der Wärmesenke 103. Der Detektor 104 erzeugt ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Temperatur T, um das Signal an das zweite Substraktionsglied 112 zu schicken.
Das zweite Subtraktionsglied 112 erzeugt mittels Subtraktion eine Differenz zwischen der detektierten Temperatur T und der Referenztemperatur T₀ und gibt ein elektrisches Signal entsprechend der so erzeugten Temperaturdifferenz an eine Wärmesenkesteuerung 105. In Abhängigkeit von diesem Signal erhöht oder senkt die Wärmesenke-Steuerung 105 die Temperatur der Wärmesenke 103, um die Temperatur bei T₀ zu halten oder zu stabilisieren.
Die Temperatursteuerung durch die Wärmesenke-Steuerung 105 wird unter Verwendung von Peltierelementen 110 durchgeführt, die an der Wärmesenke 103 befestigt sind. Da die Peltier-Elemente 110 Wärme in Abhängigkeit von ihrem Treiberstrom erzeugen oder absorbieren, kann die Temperatur der Wärmesenke 103 präzise durch die Elemente 110 erhöht oder gesenkt werden.
3A zeigt einen Querschnitt durch den Halbleiterlaser 101, der in der in der 3 gezeigten Lichtquelle verwendet wird. In der 3A sind auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats 101a ein Streifenteil aus einer aktiven Schicht 101c und obere und untere Mantelschichten 101d und 101b jeweils an den oberen und unteren Seiten der aktiven Schicht 101c ausgebildet. Der Streifenteil ist auf jeder seiner Seiten durch ein Paar Versenkschichten 101e begrenzt, die auf der Oberfläche des Substrats 101a ausgebildet sind.
Ein Paar Isolierschichten 101f sind jeweils auf den Oberflächen des Paares Versenkschichten 101e ausgebildet. Eine obere Elektrode oder ein oberer Anschluß 101g ist auf der Oberfläche der Isolierschichten 101f und der oberen Mantelschicht 101d ausgebildet. Eine untere Elektrode oder unterer Anschluß 101h ist auf der Rückseite des Substrats 101a ausgebildet. Der Laser 101 ist an dem Subträger 103a über die untere Elektrode 101h fixiert.
Das Paar der Versenkschichten 101e wirkt als Stromblockierschichten zur Einengung des Treiberstrompfades.
Der Stromdetektor 113 ist elektrisch an die obere Elektrode 101g und der Spannungsdetektor 114 ist elektrisch an die obere und untere Elektrode 101g und 101h angeschlossen.
Als nächstes wird im folgenden der Frequenzstabilisationsvorgang des Halbleiterlasers 101 beschrieben.
Der Halbleiterlaser 101 neigt während einer langen Zeitdauer dazu, eine Verschiebung oder Abweichung bei der Oszillationsfrequenz zu zeigen, wenn der Treiberstrom gesteuert wird, so daß die Lichtausgangsleistung des Lasers 101 konstant gehalten wird und gleichzeitig der Steuerstrom für die Peltierelemente 110 gesteuert ist, so daß die Temperatur der Wärmesenke 103 konstant gehalten wird.
Es wird angenommen, daß die Verschiebung oder Abweichung bei der Oszillationsfrequenz durch die Änderung des Prozentsatzes des Beitrags an der Laseroszillation innerhalb des Gesamttreiberstroms, welcher in den Laser 101 eingebracht wird, verursacht wird. Es wird davon ausgegangen, daß die Änderung des Prozentsatzes des Laseroszillationsbeitrags verursacht wird durch

a) Erhöhung des Leckstroms infolge einer Verschlechterung der Stromblockierschichten oder des Paares der Versenkschichten 101e, und durch
b) Erhöhung des Rekombinationsstroms ohne Lumineszenz infolge der Verschlechterung der aktiven Schicht 101c.

Wenn beispielsweise sowohl die Lichtausgangsleistung als auch die Temperatur konstant gehalten werden, neigt der Prozentsatz des Treiberstroms, der zur Laseroszillation beiträgt, dazu, zu sinken, und der Treiberstrom steigt, um das Sinken des Prozentsatzes zu kompensieren. Somit steigt die Temperatur der aktiven Schicht 101c in Abhängigkeit von dem Steigen des Treiberstroms und als ein Ergebnis wird die Oszillationsfrequenz des Lasers 101 in Richtung auf die Seite der niedrigeren Frequenz verschoben.
Eine Verschiebung Δf der Oszillationsfrequenz kann wie folgt ausgedrückt werden:
Es ist kaum anzunehmen, daß wegen der Änderung des optischen Verlustes innerhalb des Halbleiterlasers 101, während des Betriebes während langer Lebensdauer, die Trägerdichte im Laser 101 im wesentlichen während dem Betrieb konstant gehalten wird, und als ein Ergebnis wird die Oszillationsfrequenz durch den optischen Verlust nicht beeinträchtigt. Daher ist anzunehmen, daß die Frequenzänderung oder Ver Schiebung Δf durch die Temperaturänderung ΔT der aktiven Schicht 101c verursacht wird.
In erster Näherung kann die Frequenzänderung Δf wie folgt ausgedrückt werden:
Die Gleichung (2) bedeutet, daß die Frequenzänderung Δf Null ist, wenn die Temperatur der aktiven Schicht 101c konstant ist, d. h. die Temperaturdifferenz ΔT Null ist.
Die Temperatur des Halbleiterlasers 101 kann durch die Wärmesenkesteuerung 105 gesteuert werden, so daß sie konstant gehalten bleibt, es tritt jedoch eine Temperaturdifferenz zwischen der aktiven Schicht 101 und der Wärmesenke 103 infolge des Wärmewiderstandes zwischen der aktiven Schicht 101c und dem Temperaturdetektor 104 auf, wenn sich die Verbrauchsleistung des Lasers 101 ändert.
Die Temperaturänderung ΔT der aktiven Schicht 101c wird wie folgt ausgedrückt: ΔT = θ*ΔW + ΔT0 (3)mit ΔW gleich der Verbrauchsleistungsänderung der aktiven Schicht 101c, Θ gleich dem Wärmewiderstand zwischen der aktiven Schicht 101c und dem Temperaturdetektor 104 und ΔT₀ gleich der Änderung der Referenztemperatur der Wärmesenke 103.
Daraus ist zu sehen, daß die Temperaturänderung ΔT₀ gestrichen werden kann, wenn die folgende Gleichung (4) errichtet wird, was zu einer stabilisierten Oszillationsfrequenz führt. ΔT0 = –θ·ΔW (4)
Hierbei kann der Gesamttreiberstrom i_t und die Durchgangsspannung v zwischen den Eingangselektroden 101g und 101h ausgedrückt werden, wenn die folgenden Gleichungen (5a) und (5b) den anfänglichen Gesamttreiberstrom i_t0, die anfängliche Durchgangsspannung V₀, die Änderung Di_t des Gesamttreiberstroms i_t, und die Änderung Δv der Durchgangsspannung verwenden. if = it0 + Δit (5a) v = v0 + Δv (5b)
Aus den Gleichungen (5a) und (5b) kann die Verbrauchsleistungsänderung ΔW der aktiven Schicht 101c ausgedrückt werden als: ΔW = W – W0 = i*v – it0*v0 = Δit*v0 + it0*Δv + Δit*Δv (6)
Die Referenztemperatur T₀ der Wärmesenke 103 wird durch die Wärmesenkesteuerung 105 gesteuert, so daß die Stromverbrauchsänderung ΔW, die durch die Gleichung (6) ausgedrückt ist, gestrichen wird.
Die Temperatursteuerung 106 errechnet den Wert der Stromverbrauchsänderung ΔW unter Verwendung der Gleichungen (4) und (6), basierend auf den elektrischen Signalen von den Strom- und Spannungsdetektoren 113 und 114. Dann stellt die Steuerung 106 den Wert der Referenzspannung T₀ ein, um den errechneten Wert der Stromverbrauchsänderung ΔW zu streichen.
Wie vorstehend beschrieben steuert bei der Lichtquelle gemäß dem ersten Beispiel die Stromsteuerung 102 den Treiber strom für den Halbleiterlaser 101, so daß die Lichtausgangsleistung des Lasers 101 konstant gehalten wird, und gleichzeitig steuern die Temperatursteuerung 106 und die Wärmesenkesteuerung 105 die Referenztemperatur T₀ der Wärmesenke 103, so daß die Temperaturänderung der aktiven Schicht 101c gestrichen wird.
Als ein Ergebnis kann die Oszillationsfrequenz des Lasers 101 stabilisiert werden, weil keine Oszillationsfrequenzverschiebung infolge von Änderungen der elektrischen und optischen Charakteristika des Lasers 101 im Lauf der Zeit erfolgt.
Zusätzlich sind keine Gaszelle und keine Synchrondetektormittel, wie beispielsweise ein Synchronisierverstärker, erforderlich, so daß der Vorteil eintritt, daß ein einfacher, kompakter und billiger Aufbau für die Lichtquelle ausreichend ist.
4 zeigt eine frequenzstabilisierte Lichtquelle gemäß eines zweiten Beispiels, das nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung ist. In der 4 sind die gleichen Bezugsziffern wie die in der 3 gezeigten für entsprechende Elemente verwendet, um Beschreibung und Darstellung zu erleichtern.
Eine Stromsteuerschaltung 216 zum Steuern des Treiberstroms I für den Halbleiterlaser 101, eine Temperatursteuerschaltung 107 zum Steuern der Temperatur der Wärmesenke 103 und ein Mikrocomputer 21 zum Steuern der Schaltungen 216 und 217 sind statt der Stromsteuerung 102, der Temperatursteuerung 106 und der Wärmesenkesteuerung 105 gemäß 3, vorgesehen.
Der Temperaturdetektor 104 schickt ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Temperatur T der Wärmesenke 103 an den Mikrocomputer 218. Der Fotodetektor 115 schickt ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Lichtleistung P des Lasers 101 an den Mikrocomputer 218. Der Spannungsdetektor 114 schickt ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Spannung V des Lasers 101 an den Mikrocomputer 218.
Der Mikrocomputer 218 speichert im Voraus Daten bezüglich der Referenzleistung PO und der Referenztemperatur T₀. Der Computer 218 berechnet Daten unter Verwendung des Signals bezüglich der Lichtausgangsleistung P vom Fotodetektor 115 und schickt die Daten an die Stromsteuerschaltung 216. In Abhängigkeit von den so geschickten Daten steuert die Stromsteuerschaltung 216 den Treiberstrom für den Halbleiterlaser 101 so, daß die Lichtausgangsleistung des Lasers 101 konstant gehalten wird.
Andererseits berechnet der Computer 218 Daten unter Verwendung der Signale bezüglich der Durchgangsspannung V vom Spannungsdetektor 114 und der Temperatur T vom Temperaturdetektor 104 und schickt die Daten an die Temperatursteuerschaltung 217. In Abhängigkeit von den so geschickten Daten steuert die Temperatursteuerschaltung 217 den Treiberstrom an die Peltier-Elemente 110 so, daß die Referenztemperatur T₀ der Wärmesenke 103 so eingestellt ist, daß die Temperaturänderung der aktiven Schicht 101c gestrichen wird.
Daher können bei dem zweiten Beispiel die gleichen Wirkungen wie bei dem ersten Beispiel erhalten werden. Zusätzlich besteht der Vorteil, daß wegen des Mikrocomputers 218 die Ausbildung oder der Aufbau einfacher als bei dem ersten Beispiel gemacht werden kann.
[Erste Ausführungsform]
5 zeigt eine frequenzstabilisierte Lichtquelle entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
In 5 emittiert ein auf einer ersten Wärmesenke 312 befestigter Halbleiterlaser 201 einen Ausgabelichtstrahl von seiner einen Seitenfläche, und der emittierte Lichtstrahl wird in eine optische Faser 303 injiziert, die optisch mit dem Laser 101 über ein Linsensystem 302 gekoppelt ist.
Ein erster Temperaturdetektor 313 und ein erstes Peltierelement 315 sind mit der ersten Wärmesenke 312 verbunden. Der Detektor 313 und das Element 315 wirken zur Steuerung der Temperatur der ersten Wärmesenke 312 mit einer ersten Temperatursteuerung 314 zusammen, die die Temperatursteuerung des Lasers 301 bereitstellt.
Die erste Temperatursteuerung 314 empfängt ein elektrisches Signal bezüglich der Temperatur T₁ der ersten Wärmesenke 312 von dem ersten Temperaturdetektor 313. Andererseits empfängt die erste Temperatursteuerung 314 ein elektrisches Signal bezüglich der Frequenzdifferenz oder -drift Δf von einem Synchronisationsdetektor 316. Beruhend auf diesen so empfangenen Signalen steuert die Steuerung 314 einen Treiberstrom für das erste Peltierelement 315, um die Temperatur der ersten Wärmesenke 312 zu erhöhen oder abzusenken.
Somit wird die Temperatur T₁ des Halbleiterlasers 301 gesteuert, um konstant zu sein.
Ein weiterer Ausgabelichtstrahl des Lasers 301 wird von seiner entgegengesetzten Seitenfläche emittiert und in einen optischen Resonator 304 injiziert, der auf einer zweiten Wärmesenke 307 befestigt ist. Der optische Resonator 304 besteht beispielsweise aus einem optischen Filter, das aus einem dielektrischen Mehrschichtfilm, einem Fabry-Perot-Etalon oder ähnlichem gebildet ist. Die zweite Wärmesenke 307 ist beabstandet von und benachbart zu der ersten Wärmesenke 312 angeordnet.
Der über den optischen Resonator 304 übertragene Lichtstrahl gelangt in einen an der zweiten Wärmesenke 307 befestigten Fotodetektor 305. Der Fotodektor 305 erzeugt ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Leistung P des Lichtstrahls und sendet das Signal an eine Stromsteuerung 406 und den Synchronisationsdetektor 316.
Die Stromsteuerung 406 steuert einen Treiberstrom I für den Laser 301, so daß die mittlere Ausgabe des Fotodetektors 305 konstant bleibt.
Ein zweiter Temperaturdetektor 308 und ein zweites Peltierelement 310 sind an der zweiten Wärmesenke 307 befestigt. Der Detektor 308 und das Element 310 wirken zur Steuerung der Temperatur der zweiten Wärmesenke 307 zusammen mit einer zweiten Temperatursteuerung 309, um die Temperatursteuerung für den optischen Resonator 304 bereitzustellen.
Die zweite Temperatursteuerung 309 empfängt ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Temperatur T₂ der zweiten Wärmesenke 307 von dem zweiten Temperaturdetektor 308. Beruhend auf dem so empfangenen Signal steuert die Steuerung 309 einen Treiberstrom für das zweite Peltierelement 310, um die Temperatur der zweiten Wärmesenke 307 zu erhöhen oder abzusenken.
Das Ausgabesignal der zweiten Temperatursteuerung 309 wird leicht durch ein Modulationssignal moduliert und an das zweite Peltierelement 310 gesendet. Das modulierte Signal wird von einem Oszillator 311 geliefert, dessen Frequenz gleich f_m ist.
Somit wird die Temperatur des optischen Resonators 304 durch das Modulationssignal moduliert und gleichzeitig die Temperatur T₂ so gesteuert, daß der Zeitmittelwert der Temperatur T₂ konstant gehalten wird.
Der Synchronisationsdetektor 316 detektiert das Ausgabesignal von dem Fotodetektor 305 synchron mit dem Modulationssignal des Oszillators 311. Der optische Resonator 304, wie ein dielektrischer Mehrschichtfilmfilter oder ein Fabry-Perot-Etalon, hat eine Spitzenfrequenz für den übertragenen Lichtstrahl, die durch die Lorentzfunktion oder die Gaussfunktion angenähert werden kann. Zusätzlich hat ein elektrisches Ausgabesignal des Synchronisationsdetektors 316 einen Signalverlauf gleich der ersten Ableitung des Signalverlaufs des übertragenen Lichtstrahls bei der Spitzenfrequenz, so daß das Ausgabesignal in etwa proportional der Differenz Δf zwischen der Frequenz des Ausgabelichtstrahls ist, der in den optischen Resonator 304 injiziert wurde, und der Spitzenfrequenz des übertragenen Lichtstrahls, der durch den Resonator 304 gelaufen ist. Das heißt, daß das elektrische Ausgabesignal des Synchronisationsdetektors 316 als ein Signal erhalten werden kann, das die Frequenzdifferenz oder den Fehler Δf anzeigt.
Das Ausgabesignal des Synchronisationsdetektors 316 wird an die erste Temperatursteuerung 314 gesendet. Dann wird die Temperatur des Halbeiterlasers 301 durch die Steuerung 314 so gesteuert, daß die Oszillationsfrequenz des Ausgabelichtstrahls des Lasers 301 in Übereinstimmung mit der Spitzenfrequenz des übertragenen Lichtstrahls über den optischen Resonator 304 gehalten wird. Im Ergebnis wird die Oszillationsfrequenz des Ausgabelichts des Lasers 301 konstant gehalten.
In der ersten Ausführungsform kann ähnlich dem ersten und zweiten Beispiel, da keine Gaszelle benötigt wird, eine einfache, kompakte und preiswerte Lichtquelle verwirklicht werden. Da der Treiberstrom nicht moduliert ist, kann ein nichtmoduliertes Ausgabelicht leicht bereitgestellt werden.
Auch sind der Halbleiterlaser 301, das optische Linsensystem 302, der optische Resonator 304, der Fotodetektor 305, die erste und zweite Wärmesenke 312, 307, die ersten und zweiten Temperaturdetektoren 313 und 308 und die ersten und zweiten Peltierelemente 315 und 310 in einem Gehäuse 501 enthalten, wobei ein Halbleiterlasermodul bereitgestellt wird. Deshalb besteht ein Vorteil eines stabileren Betriebs und einer kompakteren Größe.
Zusätzlich kann die Stabilisierung sowohl der Oszillationsfrequenz als auch der Ausgabelichtleistung nur durch den Fotodetektor 305a alleine verwirklicht werden.
[Zweite Ausführungsform]
6 zeigt eine frequenzstabilisierte Lichtquelle entsprechend einer zweiten Ausführungsform, die die gleiche Konfiguration wie die erste Ausführungsform mit der Ausnahme hat, daß die Stromsteuerung 406 der ersten Ausführungsform weggelassen ist.
Bei der zweiten Ausführungsform erzeugt in Abhängigkeit von der detektierten Leistung P des Lichtstrahls, der über den optischen Resonator 304 übertragen wurde, der vordere Detektor 305 ein elektrisches Signal entsprechend der detektierten Leistung P und sendet das Signal nur an den Synchronisationsdetektor 316. Der Treiberstrom I für den Laser 301 wird nicht gesteuert, da keine Stromsteuerung da ist.
Da der Treiberstrom I für den Halbleiterlaser 301 nicht gesteuert wird, stabilisiert sich die Leistung des Ausgabelichtstrahls des Lasers 301 nicht notwendigerweise, jedoch steht ein Vorteil darin, daß die Konfiguration einfacher als bei der ersten Ausführungsform ist.
[Dritte Ausführungsform]
7 zeigt eine frequenzstabilisierte Lichtquelle entsprechend einer dritten Ausführungsform, bei der die Temperatur des Halbleiterlasers 301 so gesteuert wird, daß die Ausgabelichtleistung des Lasers 301 konstant gehalten und der Treiberstrom für den Laser 301 so gesteuert wird, daß die Oszillationsfrequenz des Ausgabelichtstrahls konstant ist.
In 7 sind die gleichen Bezugszeichen wie in 5 den entsprechenden Elementen zugefügt, um die Beschreibung und Darstellung zu vereinfachen.
Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform aus 5 ist eine Stromsteuerung 606 zwischen dem Synchronisationsdetektor 316 und dem Halbleiterlaser 301 angeordnet.
Die erste Temperatursteuerung 314 empfängt ein elektrisches Signal entsprechend der Temperatur T₁ der ersten Wärmesenke 312 von dem ersten Temperaturdetektor 313. Andererseits empfängt die erste Temperatursteuerung 314 ein elektrisches Signal entsprechend der Ausgabelichtleistung P von dem Fotodetektor 305. Beruhend auf dem so empfangenen Signalen steuert die Steuerung 314 den Treiberstrom für das erste Peltierelement 315, um die Temperatur der ersten Wärmesenke 312 zu erhöhen oder abzusenken.
Somit wird die Ausgabelichtleistung des Halbleiterlasers 301 so gesteuert, daß sie konstant ist.
Das elektrische Ausgabesignal entsprechend der detektierten Leistung P des Ausgabelichts, das von dem Fotodetektor 305 ausgegeben wird, wird an den Synchronisationsdetektor 316 gesendet. Der Detekaor 316 detektiert das so gesendete Signal synchron mit. der Modulationsfrequenz f_m von dem Oszillator 311 und erzeugt ein elektrisches Signal propor tional der Frequenzdifferenz Δf. Das so erzeugte Signal wird dann an die Stromsteuerung 606 gesendet.
Das Ausgabesignal der zweiten Temperatursteuerung 309 wird leicht durch ein Modulationssignal moduliert, dessen Frequenz gleich f_m ist, und wird an das zweite Peltierelement 310 gesendet.
Die Stromsteuerung 606 steuert einen Treiberstrom I für den Laser 301, so daß die Oszillationsfrequenz des Lasers 301 konstant gehalten wird.
Somit wird die Temperatur des optischen Resonators 304 durch das Modulationssignal von dem Oszillator 311 moduliert und gleichzeitig die Temperatur so gesteuert, daß der Zeitmittelwert der Temperatur konstant gehalten wird.
Bei der dritten Ausführungsform werden die gleichen Effekte oder Vorteile wie in der ersten Ausführungsform erhalten.
Bei der Erfindung kann jedes Steuermittel, wie ein analoges Steuermittel mit dem PID-Steuerverfahren, digitale Steuermittel mit Mikrocomputern oder ähnlichem als Steuerungen verwendet werden, wie es oben beschrieben wurde.
Unnötig zu sagen, daß die Erfindung nicht auf die oben ausgeführten ersten bis dritten Ausführungsformen beschränkt ist und daß andere Abwandlungen innerhalb des Rahmens der Ansprüche vorgenommen werden können.
Unnötig zu sagen, daß die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen beschränkt ist, und daß jede Abwandlung innerhalb des Rahmens der Ansprüche vorgenommen werden kann.

Claims

Verfahren zur Frequenzstabilisierung für einen Halbleiterlaser (301), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Injizieren eines Ausgabelichtstrahls von einem Halbleiterlaser (301) in einen optischen Resonator (304), Modulieren der Temperatur des optischen Resonators (304) durch ein Modulationssignal, Detektieren des durch den optischen Resonator (304) übertragenen Lichtstrahls, um ein erstes Ausgabesignal zu erzeugen, synchrones Detektieren des ersten Ausgabesignals und der Modulationsfrequenz, um ein zweites Ausgabesignal zu erzeugen, Steuern der Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers (301), um die Frequenz auf einem gegebenen Wert zu halten, unter Verwendung des zweiten Ausgabesignals als ein Signal, das einen Fehler in der Oszillationsfrequenz zeigt.
Verfahren zum Stabilisieren der Frequenz eines Halbleiterlasers (301) nach Anspruch 1, wobei im Schritt des Steuerns der Oszillationsfrequenz die Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers (301) gesteuert wird, um in Übereinstimmung mit der Spitzenfrequenz des optischen Resonators (304) zu sein.
Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines Halbleiterlasers (301) nach Anspruch 1, wobei der Halbleiterlaser (301) auf einer ersten Wärmesenke (312) montiert ist und gesteuert wird, um eine konstante Temperatur zu haben, und wobei der optische Resonator (304) auf einer zweiten Wärmesenke (307) montiert ist und die Temperatur des optischen Resonators (304) über die zweite Wärmesenke (307) moduliert wird.
Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines Halbleiterlases (301) nach Anspruch 1, wobei der Treiberstrom für den Halbleiterlaser (301) so gesteuert wird, daß die Lichtausgabeleistung des Lasers (301) konstant gehalten wird.
Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines Halbleiterlasers nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Halbleiterlasers (301) so gesteuert wird, daß die Lichtausgabeleistung des Lasers (301) konstant gehalten wird.
Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines Halbleiterlasers (301) nach Anspruch 1, wobei der Treiberstrom für den Halbleiterlaser (301) so gesteuert wird, daß die Oszillationsfrequenz des Lasers (301) auf einem gegebenen Wert gehalten wird.
Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines Halbleiterlasers (301) nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Halbleiterlasers (301) so gesteuert wird, daß die Oszillationsfrequenz des Lasers (301) auf einem gegebenen Wert gehalten wird.
Frequenzstabilisierte Lichtquelle mit: einem Halbleiterlaser (301), der einen Ausgablichtstrahl erzeugt, einem optischen Resonator (304), in den der Ausgabelichtstrahl injiziert wird, einem Modulator (309) zum Modulieren der Temperatur des optischen Resonators durch ein Modulationssignal, einem Detektor (305) zum Detektieren des durch den optischen Resonator (304) erzeugten übertragenen Lichtstrahls, um ein erstes Ausgabesignal zu erzeugen, einem Synchrondetektor (316) zum synchronen Detektieren des ersten Ausgabesignals und der Modulationsfrequenz, um ein zweites Ausgabesignal zu erzeugen, einer Steuerung (314) zum Steuern der Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers, um die Frequenz auf einem gegebenen Wert zu halten, unter Verwendung des zweiten Ausgabesignals als ein Signal, das einen Fehler in der Oszillationsfrequenz zeigt.
Frequenzstabilisierte Lichtquelle nach Anspruch 8, wobei die Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers (301) so gesteuert wird, daß sie in Übereinstimmung mit der Spitzenfrequenz des optischen Resonators (304) ist.
Frequenzstabilisierte Lichtquelle nach Anspruch 8, wobei der Halbleiterlaser (301) auf einer ersten Wärmsenke (312) montiert ist und gesteuert wird, um eine konstante Temperatur zu haben, und wobei der optische Resonator (304) auf einer zweiten Wärmesenke (307) montiert ist, wobei die Temperatur des optischen Resonators (304) über die zweite Wärmesenke (307) moduliert wird.
Frequenzstablisierte Lichtquelle nach Anspruch 8, wobei der Treiberstrom für den Halbleiterlaser (301) so gesteuert wird, daß eine Lichtausgabeleistung von dem Laser (301) konstant gehalten wird.
Frequenzstabilisierte Lichtquelle nach Anspruch 8, wobei die Temperatur des Halbleiterlasers (301) so gesteuert wird, daß die Lichtausgabeleistung des Lasers (301) konstant gehalten wird.
Frequenzstabilisierte Lichtquelle nach Anspruch 8, wobei der Treiberstrom für den Halbleiterlaser (301) so gesteuert wird, daß die Oszillationsfrequenz des Lasers (301) auf einem gegebenen Wert gehalten wird.
Frequenzstabilisierte Lichtquelle nach Anspruch 8, wobei die Temperatur des Halbleiterlasers (301) so gesteuert wird, daß die Oszillationsfrequenz des Lasers (301) auf einem gegebenen Wert gehalten wird.
Halbleiterlasermodul mit: einer ersten Wärmesenke (312), deren Temperatur steuerbar ist, einem Halbleiterlaser (301), der auf der ersten Wärmesenke (312) montiert ist, wobei der Halbleiterlaser (301) einen Lichtausgabestrahl emittiert, einer Modulationssignalquelle (311), die ein Modulationssignal abgibt, einer zweiten Wärmesenke (307), deren Temperatur durch das Modulationssignal moduliert wird, einem optischen Resonator (304), der auf der zweiten Wärmesenke (307) montiert ist, wobei der Lichtausgabestrahl in den optischen Resonator injiziert wird, um einen übertragenen Lichtstrahl von dem optischen Resonator (304) zu emittieren, einem Detektor (305) zum Empfangen des übertragenen Lichtstrahls zur Erfassung der Leistung des übertragenen Lichtstrahls, und einer Packung (501) zum Aufnehmen der ersten Wärmesenke des Halbleiterlasers, der zweiten Wärmesenke, des optischen Resonators und des Detektors.
Halbleiterlasermodul nach Anspruch 15, wobei die Temperatur des optischen Resonators (304) durch das Modulationssignal moduliert wird, wobei der durch den optischen Resonator (304) übertragene Lichtstrahl verwendet wird, um ein erstes Ausgabesignal zu erzeugen, wobei die Leistung des übertragenen Lichtstrahls basierend auf dem ersten Ausgabsignal gesteuert wird, um konstant gehalten zu werden, das erste Ausgabesignal synchron mit der Modulationsfrequenz detektiert wird, um ein zweites Ausgabesignal zu erzeugen, und die Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers (301) gesteuert wird, um die Frequenz auf einem gegebenen Wert zu halten, unter Verwendung des zweiten Ausgabesignals als ein Signal, das einen Fehler in der Oszillationsfrequenz zeigt.
Halbleiterlasermodul nach Anspruch 16, wobei im Schritt des Steuerns der Oszillationsfrequenz die Oszillationsfrequenz des Halbleiterlasers (301) gesteuert wird, um in Übereinstimmung mit einer Spitzenfrequenz des optischen Resonators (304) zu sein.
Halbleiterlasermodul nach Anspruch 15, wobei der Halbleiterlaser (301) über die erste Wärmesenke (312) gesteuert wird, um eine konstante Temperatur zu haben, und wobei der optische Resonator (304) über die zweite Wärmesenke (307) moduliert wird.