JP2000323785A - 半導体レーザモジュールの制御装置及びその制御方法 - Google Patents
半導体レーザモジュールの制御装置及びその制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】半導体レーザが劣化してレーザ駆動電流が増加
しても、半導体レーザの実際の温度が一定になるように
温度制御し、温度変化に伴う発振波長の変化を防止する
半導体レーザモジュールの制御装置と制御方法の提供。 【解決手段】半導体レーザの光強度を検出するフォトダ
イオード２からの出力により半導体レーザの駆動電流を
制御する光出力安定化回路と、半導体レーザ近傍に設置
されるサーミスタ６からの出力により半導体レーザを冷
却する電子冷却器を駆動する温度制御回路と、に接続さ
れ、光安定化回路から出力されるレーザの駆動電流を検
出する電流量検出回路１１を有し、温度制御回路に予め
記憶された、駆動電流に対する半導体レーザの実際の温
度の実測データと、電流量検出回路から出力されるレー
ザの駆動電流情報と、サーミスタから出力される温度情
報とを比較演算し、半導体レーザの実際の温度が一定に
なるように電子冷却器の駆動電流を設定する。
しても、半導体レーザの実際の温度が一定になるように
温度制御し、温度変化に伴う発振波長の変化を防止する
半導体レーザモジュールの制御装置と制御方法の提供。 【解決手段】半導体レーザの光強度を検出するフォトダ
イオード２からの出力により半導体レーザの駆動電流を
制御する光出力安定化回路と、半導体レーザ近傍に設置
されるサーミスタ６からの出力により半導体レーザを冷
却する電子冷却器を駆動する温度制御回路と、に接続さ
れ、光安定化回路から出力されるレーザの駆動電流を検
出する電流量検出回路１１を有し、温度制御回路に予め
記憶された、駆動電流に対する半導体レーザの実際の温
度の実測データと、電流量検出回路から出力されるレー
ザの駆動電流情報と、サーミスタから出力される温度情
報とを比較演算し、半導体レーザの実際の温度が一定に
なるように電子冷却器の駆動電流を設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザモジュ
ールの制御装置及びその制御方法に関する。
ールの制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの爆発的な普及にともな
い、基幹系に必要とされる伝送容量もめざましい勢いで
増加している。この大容量化の中で高密度波長多重方式
光ファイバ伝送の重要性が増大しており、この光ファイ
バ伝送に用いられる半導体レーザには、光出力を安定化
させることと同時に波長を安定化させることが求められ
ている。
い、基幹系に必要とされる伝送容量もめざましい勢いで
増加している。この大容量化の中で高密度波長多重方式
光ファイバ伝送の重要性が増大しており、この光ファイ
バ伝送に用いられる半導体レーザには、光出力を安定化
させることと同時に波長を安定化させることが求められ
ている。
【０００３】光通信や光計測器等に用いられる半導体レ
ーザは、従来、半導体レーザから２方向に出射される光
のうち片方の光をフォトダイオードで検出して、そのフ
ォトダイオードの電流量が一定になるように半導体レー
ザの駆動電流を制御して、他方から出射される光を安定
化していた。この方法により、半導体レーザが劣化した
場合でも、半導体レーザの駆動電流を増加させて出力光
の強度を一定に保つように制御することが可能である。
ーザは、従来、半導体レーザから２方向に出射される光
のうち片方の光をフォトダイオードで検出して、そのフ
ォトダイオードの電流量が一定になるように半導体レー
ザの駆動電流を制御して、他方から出射される光を安定
化していた。この方法により、半導体レーザが劣化した
場合でも、半導体レーザの駆動電流を増加させて出力光
の強度を一定に保つように制御することが可能である。
【０００４】また、半導体レーザは駆動電流を流すこと
によって温度が上昇し、半導体レーザ素子の屈折率が大
きくなり、発振波長が長波長側にシフトしてしまうた
め、サーミスタを半導体レーザのキャリアに設置して温
度を検出し、ペルチェ素子を用いた電子冷却器で半導体
レーザを冷却するという方法が多く用いられている。
によって温度が上昇し、半導体レーザ素子の屈折率が大
きくなり、発振波長が長波長側にシフトしてしまうた
め、サーミスタを半導体レーザのキャリアに設置して温
度を検出し、ペルチェ素子を用いた電子冷却器で半導体
レーザを冷却するという方法が多く用いられている。
【０００５】この種の従来の半導体レーザモジュールの
制御装置について図３を用いて以下に説明する。図３
は、光出力安定化（ＡＰＣ）回路と温度制御（ＡＴＣ：
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）回路を半導体レーザモジュールに接続した従
来例を示すブロック図である。
制御装置について図３を用いて以下に説明する。図３
は、光出力安定化（ＡＰＣ）回路と温度制御（ＡＴＣ：
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）回路を半導体レーザモジュールに接続した従
来例を示すブロック図である。
【０００６】まず、半導体レーザ１の光出力を一定にす
るＡＰＣ回路４について説明する。半導体レーザ１から
は図の左右方向の両端面からビームが出射される。図の
右側の後方出射光８は、左側の前方出射光７の出力が一
定になるように制御するために使用される。この後方出
射光８は、フォトダイオード２で受光され、モニタ電流
１０に光電変換された後ＡＰＣ回路４に入力される。Ａ
ＰＣ回路４では、モニタ電流１０の値が一定になるよう
に半導体レーザ１へ出力するレーザの駆動電流９を制御
して、前方出射光７が一定になるようにしている。すな
わち、レーザ出射光の波長に関わらず光強度が一定にな
るようにレーザの駆動電流９を制御している。
るＡＰＣ回路４について説明する。半導体レーザ１から
は図の左右方向の両端面からビームが出射される。図の
右側の後方出射光８は、左側の前方出射光７の出力が一
定になるように制御するために使用される。この後方出
射光８は、フォトダイオード２で受光され、モニタ電流
１０に光電変換された後ＡＰＣ回路４に入力される。Ａ
ＰＣ回路４では、モニタ電流１０の値が一定になるよう
に半導体レーザ１へ出力するレーザの駆動電流９を制御
して、前方出射光７が一定になるようにしている。すな
わち、レーザ出射光の波長に関わらず光強度が一定にな
るようにレーザの駆動電流９を制御している。
【０００７】次に、半導体レーザ１の温度制御を行うＡ
ＴＣ回路５について説明する。サーミスタ６は、半導体
レーザ１の温度を検出するために半導体レーザ１近傍の
キャリア部分に配置されている。ＡＴＣ回路５では、サ
ーミスタ６の抵抗値を検出し、その抵抗値が基準となる
抵抗値と等しくなるように電子冷却器３に駆動電流１２
を流すことによって、半導体レーザ１の温度を一定に保
つようにしている。
ＴＣ回路５について説明する。サーミスタ６は、半導体
レーザ１の温度を検出するために半導体レーザ１近傍の
キャリア部分に配置されている。ＡＴＣ回路５では、サ
ーミスタ６の抵抗値を検出し、その抵抗値が基準となる
抵抗値と等しくなるように電子冷却器３に駆動電流１２
を流すことによって、半導体レーザ１の温度を一定に保
つようにしている。
【０００８】すなわち、サーミスタ６で検知された温度
が設定温度よりも高い場合には、サーミスタ６を冷却す
る方向に電子冷却器７に駆動電流１２を流し、逆に、検
知温度が設定温度より低い場合には、サーミスタ６を加
熱する方向に電流を流す。また、検知されたサーミスタ
６の温度と設定温度との差が大きい場合には、流す電流
の値が大きくなるようにし、温度差が小さい場合には、
電流値が小さくなるように温度制御する。このように、
ＡＴＣ回路５では、半導体レーザ１の光出力、すなわ
ち、駆動電流９の大小とは別個独立に、半導体レーザ１
の温度が一定になるように制御している。
が設定温度よりも高い場合には、サーミスタ６を冷却す
る方向に電子冷却器７に駆動電流１２を流し、逆に、検
知温度が設定温度より低い場合には、サーミスタ６を加
熱する方向に電流を流す。また、検知されたサーミスタ
６の温度と設定温度との差が大きい場合には、流す電流
の値が大きくなるようにし、温度差が小さい場合には、
電流値が小さくなるように温度制御する。このように、
ＡＴＣ回路５では、半導体レーザ１の光出力、すなわ
ち、駆動電流９の大小とは別個独立に、半導体レーザ１
の温度が一定になるように制御している。
【０００９】従って、ＡＰＣ回路４では、半導体レーザ
１の温度変化に伴い出力光の波長特性が変化しても、フ
ォトダイオード２のモニタ電流１０が一定になるように
駆動電流９を制御して、出力光の強度を一定に保つよう
に動作する。一方、ＡＴＣ回路５では、半導体レーザユ
ニットの温度が変化した場合、レーザの駆動電流９の大
小に関わらず、ＡＰＣ回路４とは別個独立に電子冷却器
３を作動させて半導体レーザ１の温度を一定に保つよう
に動作する。
１の温度変化に伴い出力光の波長特性が変化しても、フ
ォトダイオード２のモニタ電流１０が一定になるように
駆動電流９を制御して、出力光の強度を一定に保つよう
に動作する。一方、ＡＴＣ回路５では、半導体レーザユ
ニットの温度が変化した場合、レーザの駆動電流９の大
小に関わらず、ＡＰＣ回路４とは別個独立に電子冷却器
３を作動させて半導体レーザ１の温度を一定に保つよう
に動作する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の従来の半導体レーザモジュール制御装置で
は、半導体レーザ１が劣化し始めて発振しきい値電流が
増加し、それに対応して所望の光出力を得るためのレー
ザ駆動電流９が増加した場合には、また、サーミスタ６
を設置するキャリア部分と半導体レーザ１との間には熱
抵抗が存在するために半導体レーザ１の実際の温度上昇
と、サーミスタ６の温度上昇指示値とは同じではなく、
従って、サーミスタ６の温度を一定に保っても、半導体
レーザ１の温度は熱抵抗の分だけ高い状態になり、その
温度上昇に伴って半導体レーザ１の発振波長は屈折率の
変化により長波長側に変化してしまうという問題があ
る。
うな構成の従来の半導体レーザモジュール制御装置で
は、半導体レーザ１が劣化し始めて発振しきい値電流が
増加し、それに対応して所望の光出力を得るためのレー
ザ駆動電流９が増加した場合には、また、サーミスタ６
を設置するキャリア部分と半導体レーザ１との間には熱
抵抗が存在するために半導体レーザ１の実際の温度上昇
と、サーミスタ６の温度上昇指示値とは同じではなく、
従って、サーミスタ６の温度を一定に保っても、半導体
レーザ１の温度は熱抵抗の分だけ高い状態になり、その
温度上昇に伴って半導体レーザ１の発振波長は屈折率の
変化により長波長側に変化してしまうという問題があ
る。
【００１１】このような、駆動電流９の変化に伴う半導
体レーザ１の温度上昇は、特に、高密度波長多重光通信
を行っている場合には大きな問題であり、この半導体レ
ーザ１の温度上昇に伴う波長変化は、クロストークや受
信感度の低下の原因となり伝送特性を劣化させることに
なってしまう。
体レーザ１の温度上昇は、特に、高密度波長多重光通信
を行っている場合には大きな問題であり、この半導体レ
ーザ１の温度上昇に伴う波長変化は、クロストークや受
信感度の低下の原因となり伝送特性を劣化させることに
なってしまう。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その主たる目的は、半導体レーザが劣化し
てレーザ駆動電流が増加した場合においても、半導体レ
ーザの実際の温度が一定になるように正確に温度制御
し、温度変化に伴う発振波長の変化を防止することがで
きる半導体レーザモジュールの制御装置及びその制御方
法を提供することにある。
のであって、その主たる目的は、半導体レーザが劣化し
てレーザ駆動電流が増加した場合においても、半導体レ
ーザの実際の温度が一定になるように正確に温度制御
し、温度変化に伴う発振波長の変化を防止することがで
きる半導体レーザモジュールの制御装置及びその制御方
法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第１の視点において、半導体レーザと、
該半導体レーザの光強度を検出する光検出器と、該光検
出器からの出力により前記半導体レーザの駆動電流を制
御する光出力安定化手段と、前記半導体レーザ近傍に設
置される温度検出器と、該温度検出器からの出力により
前記半導体レーザを冷却する電子冷却器を駆動する温度
制御手段と、を少なくとも有する半導体レーザモジュー
ル制御装置において、前記半導体レーザの駆動電流の情
報と、前記温度検出器から出力される温度情報とから、
前記半導体レーザの実際の温度を予測する手段を設けた
ものである。
に、本発明は、第１の視点において、半導体レーザと、
該半導体レーザの光強度を検出する光検出器と、該光検
出器からの出力により前記半導体レーザの駆動電流を制
御する光出力安定化手段と、前記半導体レーザ近傍に設
置される温度検出器と、該温度検出器からの出力により
前記半導体レーザを冷却する電子冷却器を駆動する温度
制御手段と、を少なくとも有する半導体レーザモジュー
ル制御装置において、前記半導体レーザの駆動電流の情
報と、前記温度検出器から出力される温度情報とから、
前記半導体レーザの実際の温度を予測する手段を設けた
ものである。
【００１４】本発明は、第２の視点において、半導体レ
ーザと、該半導体レーザの光強度を検出する光検出器
と、該光検出器からの出力により前記半導体レーザの駆
動電流を制御する光出力安定化手段と、前記半導体レー
ザ近傍に設置される温度検出器と、該温度検出器からの
出力により前記半導体レーザを冷却する電子冷却器を駆
動する温度制御手段と、を少なくとも有する半導体レー
ザモジュール制御装置において、前記光安定化手段と前
記温度制御手段とに接続され、前記光安定化手段から出
力されるレーザの駆動電流を検出する電流量検出手段を
有し、前記温度制御手段には、レーザの駆動電流に対す
る前記半導体レーザの実際の温度を実測したデータを予
め記憶し、該実測データと、前記電流量検出手段から出
力されるレーザの駆動電流情報と、前記温度検出器から
出力される温度情報とを比較演算し、前記電子冷却器の
駆動電流を設定するものである。
ーザと、該半導体レーザの光強度を検出する光検出器
と、該光検出器からの出力により前記半導体レーザの駆
動電流を制御する光出力安定化手段と、前記半導体レー
ザ近傍に設置される温度検出器と、該温度検出器からの
出力により前記半導体レーザを冷却する電子冷却器を駆
動する温度制御手段と、を少なくとも有する半導体レー
ザモジュール制御装置において、前記光安定化手段と前
記温度制御手段とに接続され、前記光安定化手段から出
力されるレーザの駆動電流を検出する電流量検出手段を
有し、前記温度制御手段には、レーザの駆動電流に対す
る前記半導体レーザの実際の温度を実測したデータを予
め記憶し、該実測データと、前記電流量検出手段から出
力されるレーザの駆動電流情報と、前記温度検出器から
出力される温度情報とを比較演算し、前記電子冷却器の
駆動電流を設定するものである。
【００１５】本発明は、第３の視点において、半導体レ
ーザモジュールの制御方法を提供する。該方法は、半導
体レーザの光強度を検出する光検出器の出力を基に光出
力安定化手段で前記半導体レーザの駆動電流を制御し、
前記半導体レーザ近傍に設置される温度検出器の出力を
基に温度制御手段で前記半導体レーザを冷却する電子冷
却器を駆動する半導体レーザモジュールの制御方法にお
いて、前記電子冷却器を駆動するに際し、前記温度制御
手段にレーザの駆動電流に対する前記半導体レーザの実
際の温度を実測したデータを予め記憶し、該実測データ
と、前記光安定化手段から出力されるレーザの駆動電流
と、前記温度検出器から出力される温度情報とを比較演
算し、前記半導体レーザの実際の温度が一定になるよう
に前記電子冷却器を駆動するものである。
ーザモジュールの制御方法を提供する。該方法は、半導
体レーザの光強度を検出する光検出器の出力を基に光出
力安定化手段で前記半導体レーザの駆動電流を制御し、
前記半導体レーザ近傍に設置される温度検出器の出力を
基に温度制御手段で前記半導体レーザを冷却する電子冷
却器を駆動する半導体レーザモジュールの制御方法にお
いて、前記電子冷却器を駆動するに際し、前記温度制御
手段にレーザの駆動電流に対する前記半導体レーザの実
際の温度を実測したデータを予め記憶し、該実測データ
と、前記光安定化手段から出力されるレーザの駆動電流
と、前記温度検出器から出力される温度情報とを比較演
算し、前記半導体レーザの実際の温度が一定になるよう
に前記電子冷却器を駆動するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体レーザモジュ
ール制御装置は、その好ましい一実施の形態において、
半導体レーザ（図１の１）と、半導体レーザの光強度を
検出するフォトダイオードと、フォトダイオードからの
出力により半導体レーザの駆動電流を制御する光出力安
定化回路（図１の４）と、半導体レーザ近傍に設置され
るサーミスタと、サーミスタからの出力により半導体レ
ーザを冷却する電子冷却器を駆動する温度制御回路（図
１の５）と、光安定化回路と温度制御回路とに接続さ
れ、光安定化回路から出力されるレーザの駆動電流を検
出する電流量検出回路（図１の１１）を有し、温度制御
回路には、レーザの駆動電流に対する半導体レーザの実
際の温度を実測したデータを予め記憶し、この実測デー
タと、電流量検出回路から出力されるレーザの駆動電流
情報と、サーミスタから出力される温度情報とを比較演
算し、半導体レーザの実際の温度が一定になるように電
子冷却器の駆動電流を設定する。
ール制御装置は、その好ましい一実施の形態において、
半導体レーザ（図１の１）と、半導体レーザの光強度を
検出するフォトダイオードと、フォトダイオードからの
出力により半導体レーザの駆動電流を制御する光出力安
定化回路（図１の４）と、半導体レーザ近傍に設置され
るサーミスタと、サーミスタからの出力により半導体レ
ーザを冷却する電子冷却器を駆動する温度制御回路（図
１の５）と、光安定化回路と温度制御回路とに接続さ
れ、光安定化回路から出力されるレーザの駆動電流を検
出する電流量検出回路（図１の１１）を有し、温度制御
回路には、レーザの駆動電流に対する半導体レーザの実
際の温度を実測したデータを予め記憶し、この実測デー
タと、電流量検出回路から出力されるレーザの駆動電流
情報と、サーミスタから出力される温度情報とを比較演
算し、半導体レーザの実際の温度が一定になるように電
子冷却器の駆動電流を設定する。
【００１７】
【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図１及び図
２を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施
例に係る半導体レーザモジュール制御装置の構成を説明
するためのブロック図であり、図２は、レーザ温度とレ
ーザ電流の関係を示す図である。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図１及び図
２を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施
例に係る半導体レーザモジュール制御装置の構成を説明
するためのブロック図であり、図２は、レーザ温度とレ
ーザ電流の関係を示す図である。
【００１８】まず、図１を参照して、本発明の一実施例
に係る半導体レーザモジュール制御装置の構成について
説明する。本実施例の半導体レーザモジュール制御装置
は、半導体レーザ１と、半導体レーザ１の後方出射光を
検出するフォトダイオード２と、フォトダイオード２か
らのモニタ電流１０をもとに半導体レーザ１の光出力を
所望の光出力レベルに安定化させる光出力安定化（ＡＰ
Ｃ）回路４と、半導体レーザ１の温度を検出するサーミ
スタ６と、半導体レーザ１を冷却する電子冷却器３、及
び、電子冷却器３の駆動電流１３を制御する温度制御
（ＡＴＣ）回路５を有し、更に、ＡＰＣ回路４とＡＴＣ
回路５とに接続される電流量検出回路１１を有する。
に係る半導体レーザモジュール制御装置の構成について
説明する。本実施例の半導体レーザモジュール制御装置
は、半導体レーザ１と、半導体レーザ１の後方出射光を
検出するフォトダイオード２と、フォトダイオード２か
らのモニタ電流１０をもとに半導体レーザ１の光出力を
所望の光出力レベルに安定化させる光出力安定化（ＡＰ
Ｃ）回路４と、半導体レーザ１の温度を検出するサーミ
スタ６と、半導体レーザ１を冷却する電子冷却器３、及
び、電子冷却器３の駆動電流１３を制御する温度制御
（ＡＴＣ）回路５を有し、更に、ＡＰＣ回路４とＡＴＣ
回路５とに接続される電流量検出回路１１を有する。
【００１９】本実施例では、この半導体レーザ１の駆動
電流９の値を検出する電流量検出回路１１にレーザの駆
動電流に対するレーザの温度を実測したデータを予め記
憶させ、このデータを用いてＡＴＣ回路５を制御するこ
とにより半導体レーザ１の発振波長の安定化を図ること
を特徴としている。
電流９の値を検出する電流量検出回路１１にレーザの駆
動電流に対するレーザの温度を実測したデータを予め記
憶させ、このデータを用いてＡＴＣ回路５を制御するこ
とにより半導体レーザ１の発振波長の安定化を図ること
を特徴としている。
【００２０】まず、半導体レーザの光出力を一定にする
ＡＰＣ回路４について説明する。半導体レーザ１からは
図の左右方向の両端面からビームが出射される。図の右
側の後方出射光８は左側の前方出射光７の出力が一定に
なるようにするＡＰＣ回路４に使用される。後方出射光
８は、フォトダイオード２で受光され、モニタ電流１０
に光電変換されてＡＰＣ回路４に入力される。モニタ電
流１０の値が一定になるようにＡＰＣ回路４で半導体レ
ーザ１への駆動電流９を制御して、前方出射光７が一定
になるようにしている。
ＡＰＣ回路４について説明する。半導体レーザ１からは
図の左右方向の両端面からビームが出射される。図の右
側の後方出射光８は左側の前方出射光７の出力が一定に
なるようにするＡＰＣ回路４に使用される。後方出射光
８は、フォトダイオード２で受光され、モニタ電流１０
に光電変換されてＡＰＣ回路４に入力される。モニタ電
流１０の値が一定になるようにＡＰＣ回路４で半導体レ
ーザ１への駆動電流９を制御して、前方出射光７が一定
になるようにしている。
【００２１】次に、本実施例の特徴である半導体レーザ
１の波長制御を行う波長安定化手段（電流量検出回路１
１及びＡＴＣ回路５）について説明する。従来の半導体
レーザモジュール制御装置では、ＡＰＣ回路４とＡＴＣ
回路５は独立して制御されており、半導体レーザ１の駆
動電流９の値に関わらず、サーミスタ６の温度が一定に
なるように温度を制御している。従って、半導体レーザ
１が劣化して発振しきい値電流が増加し、駆動電流９が
増加した場合でも、サーミスタ６の温度上昇指示値にの
み従ってＡＴＣ回路５が動作することになる。
１の波長制御を行う波長安定化手段（電流量検出回路１
１及びＡＴＣ回路５）について説明する。従来の半導体
レーザモジュール制御装置では、ＡＰＣ回路４とＡＴＣ
回路５は独立して制御されており、半導体レーザ１の駆
動電流９の値に関わらず、サーミスタ６の温度が一定に
なるように温度を制御している。従って、半導体レーザ
１が劣化して発振しきい値電流が増加し、駆動電流９が
増加した場合でも、サーミスタ６の温度上昇指示値にの
み従ってＡＴＣ回路５が動作することになる。
【００２２】ところが、半導体レーザ１とサーミスタ６
との間には熱抵抗があり、半導体レーザ１の実際の温度
上昇値がサーミスタ６の温度上昇指示値とは完全には対
応しないために、従来の方法では半導体レーザ１の実際
の温度を一定に保つことができず、従って、発振波長が
半導体レーザ１の屈折率の変化によって変化してしま
う。
との間には熱抵抗があり、半導体レーザ１の実際の温度
上昇値がサーミスタ６の温度上昇指示値とは完全には対
応しないために、従来の方法では半導体レーザ１の実際
の温度を一定に保つことができず、従って、発振波長が
半導体レーザ１の屈折率の変化によって変化してしま
う。
【００２３】これに対し、本実施例の場合は、ＡＰＣ回
路４からの半導体レーザ１への駆動電流９の情報は電流
量検出回路１１に出力される。この駆動電流９の情報は
ＡＴＣ回路５に伝送され、ＡＴＣ回路５では予め記憶さ
れた駆動電流に対するレーザの温度の実測データを参照
して半導体レーザ１の温度上昇量を予測する。そして、
この予測値とサーミスタ６から送られる半導体レーザ１
の環境温度情報を比較演算することによって、半導体レ
ーザ１の実際の温度が一定になるように電子冷却器３に
送る駆動電流１３を制御する。
路４からの半導体レーザ１への駆動電流９の情報は電流
量検出回路１１に出力される。この駆動電流９の情報は
ＡＴＣ回路５に伝送され、ＡＴＣ回路５では予め記憶さ
れた駆動電流に対するレーザの温度の実測データを参照
して半導体レーザ１の温度上昇量を予測する。そして、
この予測値とサーミスタ６から送られる半導体レーザ１
の環境温度情報を比較演算することによって、半導体レ
ーザ１の実際の温度が一定になるように電子冷却器３に
送る駆動電流１３を制御する。
【００２４】ここで、ＡＴＣ回路５に予め記憶される半
導体レーザ１の駆動電流９と温度との関係を図２を参照
して説明する。図２は、半導体レーザ１の発振波長を一
定にした場合におけるレーザ駆動電流値に対するレーザ
温度の特性例を示す。まず、図２に示す特性を予め測定
し、ＡＴＣ回路５に記憶しておく。レーザの駆動電流９
が変化する前の状態では、サーミスタ６の抵抗値を検出
し、その抵抗値が基準となる抵抗値と等しくなるように
電子冷却器３に電流を流すことによって、半導体レーザ
１の温度を一定に保つようにしている。
導体レーザ１の駆動電流９と温度との関係を図２を参照
して説明する。図２は、半導体レーザ１の発振波長を一
定にした場合におけるレーザ駆動電流値に対するレーザ
温度の特性例を示す。まず、図２に示す特性を予め測定
し、ＡＴＣ回路５に記憶しておく。レーザの駆動電流９
が変化する前の状態では、サーミスタ６の抵抗値を検出
し、その抵抗値が基準となる抵抗値と等しくなるように
電子冷却器３に電流を流すことによって、半導体レーザ
１の温度を一定に保つようにしている。
【００２５】レーザ駆動電流９が初期電流値Ｉ0から変
化した場合には、ＡＰＣ回路４に接続した電流量検出回
路１１によって駆動電流９の変化量を検出し、その情報
をＡＴＣ回路５に伝達する。ＡＴＣ回路５では予め測定
した図２の特性に基づき、駆動電流９の変化に対して半
導体レーザ１の温度設定値を初期レーザ温度Ｔoから変
化させるようにＡＴＣ回路５を駆動させる。図２の特性
の場合、例えば、レーザ駆動電流９が初期値から１０ｍ
Ａ増加した場合は、レーザ温度を１℃低下させるように
駆動する。
化した場合には、ＡＰＣ回路４に接続した電流量検出回
路１１によって駆動電流９の変化量を検出し、その情報
をＡＴＣ回路５に伝達する。ＡＴＣ回路５では予め測定
した図２の特性に基づき、駆動電流９の変化に対して半
導体レーザ１の温度設定値を初期レーザ温度Ｔoから変
化させるようにＡＴＣ回路５を駆動させる。図２の特性
の場合、例えば、レーザ駆動電流９が初期値から１０ｍ
Ａ増加した場合は、レーザ温度を１℃低下させるように
駆動する。
【００２６】このように、本実施例の半導体レーザ制御
装置では、半導体レーザ１の光出力を一定に保つＡＰＣ
回路４からのレーザ駆動電流９を電流量検出回路１１で
検出し、その情報をＡＴＣ回路５に伝達し、ＡＴＣ回路
５では、予め記憶したレーザの駆動電流と温度の関係に
基づき演算した情報とサーミスタ６からの温度情報とを
比較検討し、半導体レーザ１の実際の温度が一定になる
ように電子冷却器３を駆動させるため、半導体レーザ１
とサーミスタ６との間に熱抵抗がある場合においても、
半導体レーザ１の実際の温度を正確に制御することが可
能である。従って、半導体レーザ１の温度上昇に伴うレ
ーザ波長の変化を防止することができる。
装置では、半導体レーザ１の光出力を一定に保つＡＰＣ
回路４からのレーザ駆動電流９を電流量検出回路１１で
検出し、その情報をＡＴＣ回路５に伝達し、ＡＴＣ回路
５では、予め記憶したレーザの駆動電流と温度の関係に
基づき演算した情報とサーミスタ６からの温度情報とを
比較検討し、半導体レーザ１の実際の温度が一定になる
ように電子冷却器３を駆動させるため、半導体レーザ１
とサーミスタ６との間に熱抵抗がある場合においても、
半導体レーザ１の実際の温度を正確に制御することが可
能である。従って、半導体レーザ１の温度上昇に伴うレ
ーザ波長の変化を防止することができる。
【００２７】なお、本実施例では、発光素子として半導
体レーザを用いた場合について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、発光素子を変調器
と集積化した変調器集積化半導体レーザとしても、同様
に光出力を安定化することと同時に発振波長を安定化す
ることができる。また、レーザの駆動電流と温度との関
係を示すデータをＡＴＣ回路５に予め記憶するとした
が、データは電流量検出回路１１に記憶して、ＡＰＣ回
路４の情報とＡＴＣ回路５の情報を参照して演算しても
良いことは当然である。
体レーザを用いた場合について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、発光素子を変調器
と集積化した変調器集積化半導体レーザとしても、同様
に光出力を安定化することと同時に発振波長を安定化す
ることができる。また、レーザの駆動電流と温度との関
係を示すデータをＡＴＣ回路５に予め記憶するとした
が、データは電流量検出回路１１に記憶して、ＡＰＣ回
路４の情報とＡＴＣ回路５の情報を参照して演算しても
良いことは当然である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザモジュール制御装置によれば、半導体レーザの光出
力レベルと発振波長の双方を安定化させることができる
という効果を奏する。
ーザモジュール制御装置によれば、半導体レーザの光出
力レベルと発振波長の双方を安定化させることができる
という効果を奏する。
【００２９】その理由は、本発明の半導体レーザ制御装
置は、所望の光出力レベルにレーザの光出力を安定化さ
せる光出力安定化回路と、半導体レーザの温度を制御す
る温度制御回路を相互に関連づけ、半導体レーザの駆動
電流と温度との実測データを予め記憶し、このデータと
レーザの駆動電流情報と環境温度情報とから半導体レー
ザの実際の温度を正確に制御することができるからであ
る。
置は、所望の光出力レベルにレーザの光出力を安定化さ
せる光出力安定化回路と、半導体レーザの温度を制御す
る温度制御回路を相互に関連づけ、半導体レーザの駆動
電流と温度との実測データを予め記憶し、このデータと
レーザの駆動電流情報と環境温度情報とから半導体レー
ザの実際の温度を正確に制御することができるからであ
る。
【図１】本発明の一実施例に係る半導体レーザ制御装置
の構成を模式的に示すブロック図である。
の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】発振波長を一定にした場合の、レーザ駆動電流
値に対するレーザ温度の特性例を示す図である。
値に対するレーザ温度の特性例を示す図である。
【図３】従来の半導体レーザ制御装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１ 半導体レーザ ２ フォトダイオード ３ 電子冷却器 ４ ＡＰＣ（光出力安定化）回路 ５ ＡＴＣ（温度制御）回路 ６ サーミスタ ７ 前方出射光 ８ 後方出射光 ９ レーザ駆動電流 １０ モニタ電流 １１ 電流量検出回路 １２ 電子冷却器駆動電流
Claims (4)
- 【請求項１】半導体レーザと、該半導体レーザの光強度
を検出する光検出器と、該光検出器からの出力により前
記半導体レーザの駆動電流を制御する光出力安定化手段
と、前記半導体レーザ近傍に設置される温度検出器と、
該温度検出器からの出力により前記半導体レーザを冷却
する電子冷却器を駆動する温度制御手段と、を少なくと
も有する半導体レーザモジュール制御装置において、 前記半導体レーザの駆動電流の情報と、前記温度検出器
から出力される温度情報とから、前記半導体レーザの実
際の温度を予測する手段を設けた、ことを特徴とする半
導体レーザモジュール制御装置。 - 【請求項２】半導体レーザと、該半導体レーザの光強度
を検出する光検出器と、該光検出器からの出力により前
記半導体レーザの駆動電流を制御する光出力安定化手段
と、前記半導体レーザ近傍に設置される温度検出器と、
該温度検出器からの出力により前記半導体レーザを冷却
する電子冷却器を駆動する温度制御手段と、を少なくと
も有する半導体レーザモジュール制御装置において、 前記光安定化手段と前記温度制御手段とに接続され、前
記光安定化手段から出力されるレーザの駆動電流を検出
する電流量検出手段を有し、 前記温度制御手段には、レーザの駆動電流に対する前記
半導体レーザの実際の温度を実測したデータを予め記憶
し、該実測データと、前記電流量検出手段から出力され
るレーザの駆動電流情報と、前記温度検出器から出力さ
れる温度情報とを比較演算し、前記電子冷却器の駆動電
流を設定する、ことを特徴とする半導体レーザモジュー
ル制御装置。 - 【請求項３】半導体レーザの光強度を検出する光検出器
の出力を基に光出力安定化手段で前記半導体レーザの駆
動電流を制御し、前記半導体レーザ近傍に設置される温
度検出器の出力を基に温度制御手段で前記半導体レーザ
を冷却する電子冷却器を駆動する半導体レーザモジュー
ルの制御方法において、 前記光安定化手段から出力されるレーザの駆動電流と、
前記温度検出器から出力される温度情報とから、前記半
導体レーザの実際の温度を予測する、ことを特徴とする
半導体レーザモジュールの制御方法。 - 【請求項４】半導体レーザの光強度を検出する光検出器
の出力を基に光出力安定化手段で前記半導体レーザの駆
動電流を制御し、前記半導体レーザ近傍に設置される温
度検出器の出力を基に温度制御手段で前記半導体レーザ
を冷却する電子冷却器を駆動する半導体レーザモジュー
ルの制御方法において、 前記電子冷却器を駆動するに際し、前記温度制御手段に
レーザの駆動電流に対する前記半導体レーザの実際の温
度を実測したデータを予め記憶し、該実測データと、前
記光安定化手段から出力されるレーザの駆動電流と、前
記温度検出器から出力される温度情報とを比較演算し、
前記半導体レーザの実際の温度が一定になるように前記
電子冷却器を駆動する、ことを特徴とする半導体レーザ
モジュールの制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11128276A JP2000323785A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 半導体レーザモジュールの制御装置及びその制御方法 |
| US09/558,172 US6393041B1 (en) | 1999-05-10 | 2000-04-26 | Apparatus and method for controlling semiconductor laser module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11128276A JP2000323785A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 半導体レーザモジュールの制御装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323785A true JP2000323785A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=14980834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11128276A Pending JP2000323785A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 半導体レーザモジュールの制御装置及びその制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6393041B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000323785A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071528A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Controlling the temperature of a laser diode in a disk drive |
| WO2004102754A1 (ja) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 光モジュールおよびその波長監視制御方法 |
| JP2011165721A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-25 | Opnext Japan Inc | 光モジュール、筐体温度推定方法、筐体温度推定装置及び筐体温度推定プログラム |
| JP2012080119A (ja) * | 2011-12-19 | 2012-04-19 | Opnext Japan Inc | 光伝送モジュール、波長モニタ、および波長ずれ検出方法 |
| CN102916339A (zh) * | 2012-04-19 | 2013-02-06 | 广东工业大学 | 一种基于干涉条纹图像相位反馈的激光控制器装置及其方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001352125A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ａｐｃ方式レーザダイオード駆動回路 |
| US6839364B1 (en) * | 2000-09-29 | 2005-01-04 | Triquint Technology Holding Co. | Feedback control loop operating system for tunable source |
| US6807206B2 (en) * | 2001-04-16 | 2004-10-19 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and drive control method for a semiconductor laser device |
| US6922423B2 (en) * | 2003-04-11 | 2005-07-26 | Robert L. Thornton | Control system for a semiconductor laser |
| US7018114B2 (en) * | 2004-02-21 | 2006-03-28 | Finisar Corporation | Power optimization for operation of optoelectronic device with thermoelectric cooler |
| EP2146409B1 (en) * | 2005-03-16 | 2013-09-18 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Optical communication light source unit |
| JP4983312B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-07-25 | 住友電気工業株式会社 | 光送信モジュール及びその出射光の波長変化又は劣化を検知する方法 |
| CN103187681A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光发射装置 |
| US20150063812A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Calix, Inc. | Compensator for wavelength drift due to variable laser injection current and temperature in a directly modulated burst mode laser |
| US9306697B2 (en) | 2014-06-30 | 2016-04-05 | Calix, Inc. | System and method of compensating for spectral excursion |
| CN109842216A (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-04 | 北京中诺智电科技有限公司 | 一种远距离激光无线充电发射装置 |
| GB2600904A (en) * | 2019-11-27 | 2022-05-18 | Perkinelmer Singapore Pte Ltd | Laser temperature stabilisation |
| CN115576372A (zh) * | 2022-10-09 | 2023-01-06 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 提高半导体光源输出稳定性的双闭环控制装置及方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3407893B2 (ja) * | 1991-05-27 | 2003-05-19 | パイオニア株式会社 | 半導体レーザ制御装置 |
| US5978393A (en) * | 1997-08-25 | 1999-11-02 | Digital Optics Corporation | Laser diode power output controller and method thereof |
| US6101200A (en) * | 1997-12-24 | 2000-08-08 | Nortel Networks Corporation | Laser module allowing simultaneous wavelength and power control |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP11128276A patent/JP2000323785A/ja active Pending
-
2000
- 2000-04-26 US US09/558,172 patent/US6393041B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071528A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Controlling the temperature of a laser diode in a disk drive |
| WO2004102754A1 (ja) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 光モジュールおよびその波長監視制御方法 |
| US7460572B2 (en) | 2003-05-13 | 2008-12-02 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical module and method for monitoring and controlling wavelengths |
| JP2011165721A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-25 | Opnext Japan Inc | 光モジュール、筐体温度推定方法、筐体温度推定装置及び筐体温度推定プログラム |
| JP2012080119A (ja) * | 2011-12-19 | 2012-04-19 | Opnext Japan Inc | 光伝送モジュール、波長モニタ、および波長ずれ検出方法 |
| CN102916339A (zh) * | 2012-04-19 | 2013-02-06 | 广东工业大学 | 一种基于干涉条纹图像相位反馈的激光控制器装置及其方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6393041B1 (en) | 2002-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031014 |