JP2002134829A - 光源装置及び光源装置の波長制御装置 - Google Patents

光源装置及び光源装置の波長制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は光源装置及び光源装置の波長制御装
置に関し、ＷＤＭに適用可能な光源装置において波長制
御を容易に行い得るようにすることが課題である。 【解決手段】 本発明による光源装置は複数のレーザダ
イオードと、上記複数のレーザダイオードの近傍に設け
られた温度センサと、上記温度センサの出力に基づき上
記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御すること
によりその発振波長を制御する制御ループと、上記複数
のレーザダイオードから選択される参照レーザダイオー
ドの温度制御条件に従って他のレーザダイオードの温度
制御条件を補償する手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長分割多重に適し
た光源装置及びその光源装置の波長制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】比較的多量の情報を伝送するために、光
ファイバ伝送路を用いた光通信システムが使用されてい
る。そのために低損失（例えば０．２ｄＢ／ｋｎ）な光
ファイバが光ファイバ伝送路として製造され使用されて
いる。加えて、長距離の伝送を可能にするために、光フ
ァイバ伝送路における損失を補償するための光増幅器が
使用されている。
【０００３】一本の光ファイバによる伝送容量を増大さ
せるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）が知ら
れている。ＷＤＭを採用したシステムにおいては、異な
る波長を有する複数の光キャリアがデータにより個別に
変調される。各変調されたキャリアは、光信号を伝送す
るＷＤＭシステムの１つのチャネルを与える。これらの
光信号（即ち変調されたキャリア）は次いで光マルチプ
レクサにより波長分割多重され、ＷＤＭ信号光が得られ
る。ＷＤＭ信号光は光ファイバ伝送路を介して伝送され
る。伝送路を介して受信されたＷＤＭ信号光は、光デマ
ルチプレクサにより個々の光信号に分けられる。従って
これら個々の光信号に基づいてデータが検出され得る。
このように、ＷＤＭを適用することによって、ＷＤＭの
チャネル数に従って一本の光ファイバの伝送容量の増大
が可能になる。
【０００４】近年では、１つの点と他の１つの点とを光
ファイバにより接続してなるシステムだけでなく、複数
の点の間を光ファイバ伝送路により接続してなる光波ネ
ットワークの構築が望まれている。ＷＤＭによると、光
ファイバの広帯域性及び大容量性を有効利用することが
でき、更に適切な光フィルタを用いることにより、変調
方式や伝送速度によらず光信号の選択、分岐及び挿入が
可能となり、従ってＷＤＭは光波ネットワークを構築す
る上で有効な技術である。近年、ＩＰ（インターネット
プロトコル）トラフィックが急増しており、それに対応
するため、ＷＤＭ伝送装置の導入が相次いで実施されて
いる。
【０００５】ＷＤＭでは、波長（光周波数）の異なる複
数の光源が必要である。現在では、１００ＧＨｚ間隔の
波長配置が主流であり、８乃至１２８波程度の波長分割
多重を行うシステムが開発されている。この種のシステ
ムにおいて使用される光源は通常ＤＦＢ（分布帰還）レ
ーザであり、発振波長ごとに個別品種化された固定波長
光源として提供されている。例えば、３２波のＷＤＭシ
ステムでは、３２種類の光源（レーザ）が存在し、将来
的に波長多重数が更に増大してきた場合には、予備光源
の品種が増大し深刻な問題となり得る。
【０００６】この問題に対処するためには、１つで複数
の波長をまかなうことができるチューナブルレーザが有
効である。即ち、チューナブルレーザは一台で複数波長
に対応することができるので、ＷＤＭの光源の予備（ス
ペア）として品種削減に有効である。また、光信号の分
岐及び挿入を行うための光ＡＤＭ（アッドドロップマル
チプレクサ）においても、光信号を挿入する際にチュー
ナブルレーザを用いることにより任意の空きチャネルの
波長で光信号を挿入することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】例えば、８個のＤＦＢ
レーザを集積化し、温度により発振波長を制御するチュ
ーナブルレーザが開発されている。このチューナブルレ
ーザでは、一台で多波長の光信号を出力することができ
るという利点を有している反面、チューナブルレーザと
組み合わせて使用されるべき波長制御装置の構成が複雑
になるという問題がある。
【０００８】よって、本発明の目的は、ＷＤＭに適用可
能な光源装置において、波長制御を容易に行い得るよう
にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると、光源装置が提供される。この光源装置は、複数の
レーザダイオードと、複数のレーザダイオードの近傍に
設けられた温度センサと、温度センサの出力に基づき複
数のレーザダイオードの各々の温度を制御することによ
りその発振波長を制御する制御ループと、複数のレーザ
ダイオードから選択される参照レーザダイオードの温度
制御条件に従って他のレーザダイオードの温度制御条件
を補償する手段とを備えている。
【００１０】例えば、制御ループは、複数のレーザダイ
オードに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的
に周期的に変化する光フィルタと、光フィルタの透過光
の強度が一定になるように複数のレーザダイオードの各
々の温度を制御する手段とを含むことができる。この場
合、本発明による温度制御条件の補償により、簡単な波
長制御装置の構成により各レーザダイオードの発振波長
をＷＤＭの各波長チャネルに安定化することができ、発
明の目的の１つが達成される。
【００１１】本発明の第２の側面によると、複数のレー
ザダイオードを有する光源装置の波長制御装置が提供さ
れる。この制御装置は、複数のレーザダイオードの近傍
に設けられた温度センサと、温度センサの出力に基づき
複数のレーザダイオードの各々の温度を制御することに
よりその発振波長を制御する制御ループと、複数のレー
ザダイオードから選択される参照レーザダイオードの温
度制御条件の変化に従って他のレーザダイオードの温度
制御条件を補償する手段とを備えている。
【００１２】本発明の第３の側面によると、光源装置が
提供される。この光源装置は、複数のレーザダイオード
と、複数のレーザダイオードの近傍に設けられた第１の
温度センサと、複数のレーザダイオードが駆動されると
きに第１の温度センサが設けられる位置と比較して相対
的に低温な位置に設けられる第２の温度センサと、第１
の温度センサの出力に基づき複数のレーザダイオードの
各々の温度を制御することによりその発振波長を制御す
る制御ループと、第２の温度センサの検出温度に従って
第１の温度センサの検出温度を補償する手段とを備えて
いる。
【００１３】本発明の第４の側面によると、複数のレー
ザダイオードを有する光源装置の波長制御装置が提供さ
れる。この制御装置は、複数のレーザダイオードの近傍
に設けられた第１の温度センサと、複数のレーザダイオ
ードが駆動されるときに第１の温度センサが設けられる
位置と比較して相対的に低温な位置に設けられる第２の
温度センサと、第１の温度センサの出力に基づき複数の
レーザダイオードの各々の温度を制御することによりそ
の発振波長を制御する制御ループと、第２の温度センサ
の検出温度に従って第１の温度センサの検出温度を補償
する手段とを備えている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１５】図１はＷＤＭに適用可能なチューナブルレ
ーザのチップ構成を示す透視図である。このチューナブ
ルレーザは、アレイ状に配列された複数のＤＦＢ−ＬＤ
（レーザダイオード）素子２と、光カプラ４と、半導体
光増幅器（ＳＯＡ）６とを同一の基板８上に集積化して
構成されている。各ＤＦＢ−ＬＤ素子２から出力された
光信号は光カプラ４を介して半導体光増幅器６に供給さ
れ、そこで増幅されて出力される。
【００１６】複数のＤＦＢ−ＬＤ素子２は、同一温度で
駆動されたときに一定間隔（例えば４００ＧＨｚ（３．
２ｎｍ））ずつで中心波長が異なるように設計されてい
る。各ＤＦＢ−ＬＤ素子２は、０．０８〜０．１１ｎｍ
／℃程度の発振波長の温度依存性を有しており、従っ
て、約８〜１０℃の温度変化を与えることによって発振
波長は０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）変化することにな
る。つまり、３０℃温度を変化させると、ＩＴＵ−Ｔで
勧告されているグリッド４チャネル分（３００ＧＨｚ）
発振波長が変化する。従って、ＤＦＢ−ＬＤ素子２の１
つが４チャネルを担当することができるとすれば、８素
子で３２チャネル（５０ＧＨｚの波長間隔の配置では６
４チャネル）の帯域をカバーすることが可能である。
【００１７】図２は図１に示されるチューナブルレーザ
の波長チャネルの分担例を示す図である。縦軸は波長、
横軸は温度を表しており、８つのＤＦＢ−ＬＤ素子２
（ＤＦＢ＃１〜ＤＦＢ＃８）がそれぞれ短波長側から順
に４チャネルづつ分担している例が示されている。
【００１８】図３は本発明による光源装置としての光源
モジュールの実施形態を示す図である。この光源モジュ
ールは、モジュールハウジング１０内に光源ユニット１
２と制御ユニット（マルチ波長ロッカー）１４とを有し
ている。
【００１９】光源ユニット１２は、ハウジング１０に対
して熱交換可能に設けられたペルチェ素子１６と、ペル
チェ素子１６上に固定されたＬＤベース１８と、ベース
１８上に設けられたＬＤアレイチップ２０と、ＬＤアレ
イチップ２０の近傍に設けられた温度センサとしてのサ
ーミスタ２４とを備えている。ＬＤアレイチップ２０と
しては、例えば図１に示されるチューナブルレーザが使
用可能である。ＬＤアレイチップ２０から出力された光
は、レンズ２６を介して出力される。
【００２０】制御ユニット１４は、ハウジング１０に対
して熱交換可能に設けられたペルチェ素子２８と、ペル
チェ素子２８上に固定されたエタロンベース３０と、ベ
ース３０上に設けられたエタロンフィルタ３２及びガラ
スブロック３４とを備えている。ガラスブロック３４
は、台形柱形状を有しており、その長手方向に光源ユニ
ット１２から出力された光が透過するように設けられて
いる。ガラスブロック３４の入力側及び出力側の斜面に
はそれぞれカプラ膜３６及び３８が設けられており、光
源ユニット１２から出力された光の一部がそれぞれカプ
ラ膜３６及び３８により分岐されるようになっている。
カプラ膜３６で分岐された光は、エタロンフィルタ３２
を透過してフォトディテクタ４０によりその強度に応じ
た電気信号に変換される。カプラ膜３８で分岐された光
は、そのままフォトディテクタ４２によりその強度に応
じた電気信号に変換される。
【００２１】エタロンフィルタ３２の透過率は光の波長
又は周波数に従って周期的に変化する。従って、フォト
ディテクタ４０及び４２の受光レベルの比が一定になる
ようにＤＦＢ−ＬＤ素子２の温度を変化させることによ
って、波長制御が可能である。
【００２２】マルチ波長ロッカーの一部として使用され
るエタロンフィルタ３２は、その材質にもよるが例えば
一般的なガラス材質では約１０ｐｍ／℃の温度依存性を
有している。従って、エタロンフィルタ３２がＬＤアレ
イチップ２０と同じベースに載置されていると、ＬＤア
レイチップ２０の温度変化によってエタロンフィルタ３
２の透過ピークが変動する。そこで、この実施形態で
は、ＬＤアレイチップ２０が載置されるＬＤベース１８
とは別に設けられたエタロンベース３０にエタロンフィ
ルタ３２が載置されている。
【００２３】エタロンフィルタ３２としては、ＷＤＭの
波長間隔の２倍の周期のＦＳＲ（フリースペクトラルレ
ンジ）を持つものを使用するため、引き込み範囲は幅で
波長間隔の２倍程度しかない。より特定的には、波長間
隔が１００ＧＨｚである場合には、引き込み幅は±１０
０ＧＨｚ（幅として２００ＧＨｚ）より狭い。そのた
め、波長ロッカーで波長引き込み処理を行う前に、サー
ミスタ２４でのモニタ温度を目標とした温度制御によっ
てＬＤアレイチップ２０の初期立ち上げ波長を波長ロッ
カーの引き込みレンジ内に制御することが重要である。
サーミスタ２４でのモニタ温度を目標として引き込んだ
立ち上げ波長が隣の波長引き込み可能範囲内だった場
合、エタロンフィルタ３２の透過率の波長に対する周期
性において、間違って隣の波長に引き込まれる可能性が
ある。以下、ＬＤアレイチップ２０の初期立ち上げ波長
変動を波長ドリフトと称する。
【００２４】マルチ波長ロッカーの波長引き込み範囲内
に入るまで、サーミスタ２４を基準にして各ＬＤの温度
が目標温度まで引き込まれる。目標温度まで引き込まれ
た後は、エタロンフィルタ透過後のフォトディテクタ４
０によるモニタパワーを用いて目標パワーになるように
制御される。従って、サーミスタ２４により測定された
温度が波長ドリフトにより製造時の温度から変化したと
しても、目標波長まで引き込むことが可能である。
【００２５】例えば、１５５０．０ｎｍ，＋５ｄＢｍを
出力するためにＬＤ素子２の１つを駆動するとして、マ
ルチ波長ロッカーで引き込んだときの設定値が、製造時
は１００ｍＡ，２５℃であったとする。長年その素子を
使用したのち、マルチ波長ロッカーで引き込み後の設定
値が１２０ｍＡ，２８℃に変化していても、マルチ波長
ロッカーを基準としているため、見た目には同じ波長の
光が出力されている。しかし、さらにその素子が劣化
し、波長ドリフトが大きくなって、その素子で１５５
０．０ｎｍを出力するためには１３０ｍＡ，３３℃に設
定しなければならない場合、立ち上げ時は製造時の１０
０ｍＡ，２５℃に制御しようとするため、実際の１５５
０．０ｎｍ，＋５ｄＢｍではなく、１５４９．２ｎｍ，
＋３ｄＢｍという光が出力されることがあり得る。この
場合、マルチ波長ロッカーは隣のロック点へ引き込もう
とするため、求められている１５５０．０ｎｍに制御す
ることができないという問題が生じる。
【００２６】ＬＤアレイチップ２０の波長ドリフトの要
因を調査した結果、次のことが判明した。
【００２７】（１） ＬＤ電流密度変化に関しては、短
波長側及び長波長側のドリフト量はそれぞれ−４３３ｐ
ｍ及び４３３ｐｍであった。
【００２８】（２） サーミスタ劣化による波長ドリフ
トに関しては、短波長側及び長波長側のドリフト量はそ
れぞれ−２０ｐｍ及び８５３ｐｍであった。
【００２９】（３） ＬＤケース（モジュールハウジン
グ１０）の温度のあおりによる波長ドリフトに関して
は、短波長側及び長波長側のドリフト量はそれぞれ−２
８ｐｍ及び５０ｐｍであった。
【００３０】従って、合計では、短波長側及び長波長側
のドリフト量はそれぞれ−４８１ｐｍ及び１３３６ｐｍ
であった。
【００３１】（１）〜（３）の全ての要因が重なると、
最大で−０．５〜＋１．３ｎｍまで同一温度に制御した
ときの立ち上げ波長が変化することになる。波長間隔が
０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）である場合、マルチ波長ロ
ッカー（エタロンフィルタ３２）で波長を引き込むこと
ができる幅は最大で−０．８〜＋０．８ｎｍであるた
め、長波長側のグリッドに引き込まれる可能性がある。
また、波長間隔が０．４ｎｍ（５０ＧＨｚ）である場
合、波長引き込み可能範囲は最大で−０．４〜＋０．４
ｎｍであるため、両隣のグリッドに引き込まれる可能性
がある。
【００３２】（１） ＬＤ電流密度変化による波長ドリ
フトは、ＬＤを長時間使用することによってＬＤの電流
密度が変化し、同一温度における発振波長が変化するこ
とを意味する。これは急激な変化ではなく、長時間の使
用によって徐々に変化するものである。
【００３３】（２） サーミスタ劣化による波長ドリフ
トでは、波長が長波長側に大きくずれている。８素子の
アレイで多波長をカバーするためには、温度制御により
チップの設定温度を１５〜５０℃まで変化させる必要が
ある。高温で長時間使用した場合、或いはサーミスタの
熱時定数よりも早い周期で温度を変化させる場合、サー
ミスタ自身の劣化やサーミスタを固定している接着剤の
劣化が生じ、実際の温度とサーミスタによるモニタ温度
との間にずれが生じるという問題が発生する。（１）と
同様にサーミスタ劣化は急激に発生するものではない。
【００３４】（３） ＬＤケースの温度のあおりによる
波長ドリフトは、ＬＤの温度とケースの温度との差によ
って熱が回りこみ、ＬＤチップ温度が変化することを表
す。これは経時劣化とは関係なく、環境温度の変化や波
長切り替え時に生じるドリフトである。
【００３５】（２）のサーミスタ劣化による波長ドリフ
トを改善するために別の温度センサを用いたとしても、
（１）と（３）だけでエタロンの波長引き込み幅（例え
ば±０．４ｎｍ）を超えているため、この波長ドリフト
を補償することが求められている。
【００３６】図４は本発明による光源装置（波長制御装
置を含む）のブロック図である。制御や駆動に関連する
種々の演算を行うために、ＣＰＵ４６が設けられてい
る。ＣＰＵ４６は、演算のためのデータやプログラムが
格納されたＥＥＰＲＯＭ４８に双方向バスにより接続さ
れている。また、ＣＰＵ４６は演算結果を一時的に記憶
するためのＲＡＭ５０に双方向バスにより接続されてい
る。図３に示される光源モジュール５１のＬＤアレイチ
ップ２０を駆動するためにＬＤ駆動回路５３が設けられ
ており、駆動回路５３にはＤ／Ａコンバータ５２を介し
てＣＰＵ４６から駆動電流等に関するデータが供給され
る。光源モジュール５１のフォトディテクタ４０及び４
２の出力はＡ／Ｄコンバータ５４を介してＣＰＵに供給
される。ＬＤアレイチップ２０及びエタロンフィルタ３
２の温度を制御するために、ペルチェ素子１６及び２８
には温度制御回路５６が接続されており、制御回路５６
には制御のための信号がＣＰＵ４６からＤ／Ａコンバー
タ５８を介して供給される。温度制御に関連する温度測
定のためのサーミスタ２４及び４４の出力はＡ／Ｄコン
バータ６０を介してＣＰＵ４６に供給される。
【００３７】今、ＬＤアレイチップ２０が８アレイの素
子であるとすると、各ＬＤの発振波長は１０℃で約０．
８ｎｍ変化するので、先に示したように、図２に示され
るように３．２ｎｍ間隔で各ＬＤの中心波長を設計する
と、３０℃の変化で４波長をカバーすることができる。
従って、８アレイである場合、連続した３２波（０．８
ｎｍ間隔）をカバーすることができる。
【００３８】望ましくは、８つのＬＤの内の１つのＬＤ
をリファレンスとして、通常は使用しないようにする。
この場合、７つのＬＤで４波長ずつ分担し、２８波長が
出力可能なチューナブルレーザとなる。より一般的に
は、ａ個のＬＤをアレイ化し、ｂ波長ずつ分担させ、最
大でａ×ｂ波長を出力可能なチューナブルレーザを得よ
うとする場合には、（ａ＋１）個のＬＤをアレイ化して
おき、１つはリファレンス用として通常は使用しないよ
うにする。
【００３９】或いはまた、図５に示されるように、全て
のＬＤを使用して出力可能なチャネル数を増やす場合、
低温側でしか常用しないＬＤをリファレンスとする。図
５は波長チャネルの他の分担例を表として示しており、
ここでは、第４４チャネル（ＣＨ４４）を担当している
アレイ８がリファレンスとなっている。リファレンスと
なったＬＤ（ここではアレイ８）は通常使用しても構わ
ないが、通常使用時はＬＤ劣化（電流密度或いはその変
化）を小さくするために、常に常温以下で使用すること
が望ましい。
【００４０】リファレンスとなったＬＤは、常用されな
いので、劣化が少なく、従ってＬＤ電流密度変化が殆ど
ない。そのため、リファレンスとしてのＬＤをその製造
時に波長ロッカーで波長安定化した後の温度設定値（Ｔ
ｒｅｆ１）と、長時間（例えば１０年程度）経過したの
ちに波長ロッカーで波長安定化した後の温度設定値（Ｔ
ｒｅｆ２）が異なっている場合、そのずれ分（Ｔｒｅｆ
１−Ｔｒｅｆ２）はサーミスタの劣化によるものと考え
られる。つまり、ＬＤ電流密度の変化が少ないＬＤを用
いて、初期温度設定値と最新の温度設定値とを比較し、
その差をサーミスタ劣化に起因するものとすることによ
って、サーミスタ劣化量（初期温度設定値とのずれ）を
把握することが可能となる。
【００４１】前述した（３）のＬＤケース温度のあおり
は、（１）及び（２）の要因と比較して非常に小さく、
初期引き込み時のような比較的制御時間に余裕のある状
態では無視することができるので、擬似的に次のように
考えることができる。
【００４２】（ＬＤの波長ドリフト量）＝（（１）のＬ
Ｄ電流密度変化分）＋（（２）のサーミスタ劣化分） 従って、各ＬＤの波長ドリフト量とサーミスタ劣化分と
が分かれば、ＬＤ電流密度変化を個別に算出することが
でき、それを補償することができる。各ＬＤの波長ドリ
フト量は、製造時に調整した温度設定値Ｔｒｅｆ１と、
一定時間経過後の最新の温度設定値Ｔｒｅｆ３とを比較
することで算出可能である。より特定的には、次の式に
よって算出可能である。
【００４３】（波長ドリフトに相当する温度変化）＝Ｔ
ｒｅｆ１−Ｔｒｅｆ３ また、ＬＤアレイチップ２０の温度を検出するためのサ
ーミスタ２４は、この実施形態ではひとつだけなので、
（２）のサーミスタ劣化による波長ドリフトは８つのＬ
Ｄで共通であるのに対して、（１）のＬＤ電流密度変化
はＬＤの使用頻度によって個別に異なる。
【００４４】そのため、あるＬＤで算出した波長ドリフ
ト量を用いて他のＬＤの補正を行おうとしても、正しい
補正は困難である。
【００４５】従って、ＬＤ個別に波長ドリフト量を算出
する必要がある。８つのＬＤのそれぞれの波長ドリフト
量λｎを蓄積し、光出力中のＬＤに対して例えば一定の
時間間隔で最新の温度設定値Ｔｒｅｆを各ＬＤに関して
更新していくことで常に各ＬＤの波長ドリフトに相当す
る温度変化分を把握することができ、ＬＤ個別に波長ド
リフトの補正を行うことができる。
【００４６】図６を参照すると、図４に示される装置に
おいて、波長ドリフトを補正した立ち上げ処理のフロー
チャートが示されている。まず、ステップ１０１では、
装置の電源が投入され、立ち上げ処理が開始される。次
いで、ＥＥＰＲＯＭ４８に記憶されている設定値を用い
てリファレンス用のＬＤが立ち上げられる。そして、ス
テップ１０３ではリファレンス用ＬＤの温度が設定値に
よって決定される目標温度に安定化されるように温度制
御回路５６が動作し、リファレンス用ＬＤからの光出力
が開始される。
【００４７】そののち、ステップ１０４では、マルチ波
長ロッカーを用いた波長引き込み処理、即ちフィードバ
ック制御がリファレンス用ＬＤに関して行われる。
【００４８】次いで、ステップ１０５では、サーミスタ
劣化（サーミスタ２４の劣化）が算出される。より特定
的には、波長引き込み後の最新温度設定値と初期温度設
定値とが比較され、サーミスタ劣化温度分が算出され
る。即ち、次の式で表される演算が実行される。
【００４９】（サーミスタ劣化温度分）＝（初期温度設
定値）−（最新温度設定値） その後、ステップ１０６では、リファレンス用ＬＤがオ
フにされ、所望チャネルの設定データがＥＥＰＲＯＭ４
８から読み込まれる。
【００５０】そして、ステップ１０７では、所望チャネ
ルに関してＬＤ電流密度変化が算出される。より特定的
には所望チャネルの波長の光を出力するＬＤの最新温度
設定値が読み込まれ、初期温度設定値との温度ずれが算
出される。そして、その温度ずれとステップ１０５で算
出されたサーミスタ劣化温度分とから所望チャネルのＬ
Ｄの電流密度変化が算出される。即ち、次の式で表され
る演算が実行される。
【００５１】（ＬＤ電流密度変化）＝[（所望チャネル
の初期温度設定値）−（最新温度設定値）]−（サーミ
スタ劣化温度分） そして、ステップ１０８では所望チャネルに関して温度
補正が実行される。より特定的には所望チャネルのＬＤ
の立ち上げ温度が次の式に従って補正される。
【００５２】（ＬＤ立ち上げ温度）＝（ＬＤの初期温度
設定値）＋（サーミスタ劣化分）＋（ＬＤ電流密度変
化） 次いで、ステップ１０９では、所望チャネルに関して温
度制御が開始される。
【００５３】そして、ステップ１１０で、ステップ１０
９における温度制御の結果が安定した後、そのチャネル
に関して光出力がオンにされる。
【００５４】そして、ステップ１１１により、そのチャ
ネルに関してマルチ波長ロッカーによる波長引き込み処
理が行われ、立ち上げ処理が終了する。
【００５５】なお、この立ち上げ処理が終了した後、マ
ルチ波長ロッカーで波長制御を行いながら、一定時間間
隔でそのときに出力中のＬＤの温度設定値を記憶してお
くことによって、前述した補正処理の更新を容易に行う
ことができる。
【００５６】この実施形態では、８個のＬＤを有するＬ
Ｄアレイチップ２０に関して説明したが、それ以外のも
のでももちろん差し支えない。例えば、４つのＬＤであ
る場合には、その内の１つをリファレンスとして、残り
３つのＬＤを通常使用するようにすれば良い。より一般
的には、Ｎ個のＬＤを有するＬＤアレイチップを用いる
場合には、ｋ（１≦ｋ＜Ｎ）個のＬＤをリファレンスと
し、残りを通常使用する構成とすれば良い。
【００５７】リファレンス用のＬＤとしては、アレイの
端のＬＤを用いることが望ましい。アレイの中央付近の
ＬＤをリファレンス用にした方が全ＬＤの平均が取れる
という利点があるが、リファレンス用のＬＤを中央付近
のＬＤにすると、ＬＤアレイチップの製造に際しての中
心波長の制御が困難になることがある。これは、リファ
レンス用ＬＤ以外のＬＤを位置的に連続して一括形成し
た方が製造に際しての波長制御が容易であるからであ
る。
【００５８】一方、ＬＤアレイチップ２０の温度を検出
するためのサーミスタ２４は、全ＬＤの温度を一括して
モニタリングするために、図７に示されるように、全Ｌ
Ｄの配列方向の概ね中央の近傍に位置していることが望
ましい。なお、図７において、ＬＤ１〜ＬＤ８は図１に
示されるＤＦＢ−ＬＤ素子２に対応している。
【００５９】個々のＬＤの波長ドリフト量に相当する温
度変化分は、最新温度設定値と初期温度設定値とを比較
することで算出可能である。また、サーミスタ劣化量を
把握することができれば、各ＬＤの電流密度変化を個別
に算出することができる。
【００６０】図３に示される光源モジュールにおいて
は、ＬＤアレイチップ２０の温度検出用にサーミスタ２
４が用いられ、エタロンフィルタ３２の温度検出用にサ
ーミスタ４４が用いられている。サーミスタ２４は、Ｌ
Ｄベース１８に搭載されているので、出力波長チャネル
が変化するたびにその温度が変化する。従って、サーミ
スタ２４の温度は最高で５０℃近くで維持されることが
あり、その劣化が激しい。一方、サーミスタ４４は、エ
タロンフィルタ３２の温度を２５〜３０℃の範囲内の一
定温度に制御するために用いられるので、温度変化は比
較的小さく、サーミスタ４４の劣化は少ない。
【００６１】このように、サーミスタ２４及び４４の温
度は独立に変化するのであるが、光源モジュールの電源
投入前はモジュール内の温度分布は比較的緩やかである
から、サーミスタ２４及び４４の位置ではほぼ同一の温
度がモニタリングされると考えられる。従って、電源投
入直後で且つ温度制御を開始する前にサーミスタ２４及
び４４によりそれぞれ温度のモニタリングを行い、その
差分をサーミスタ２４の劣化に起因するものとみなすこ
とで、サーミスタ２４の劣化量を把握することができ
る。
【００６２】今、ある環境温度における製造時のサーミ
スタ２４及び４４の温度がそれぞれＴ１及びＴ２であっ
たとする。そして、この光源モジュールを長時間使用し
たのちに、電源投入直後で且つ温度制御開始前のサーミ
スタ２４及び４４の温度がそれぞれＴ３及びＴ４であっ
たとする。この場合、初期のサーミスタ間の温度差ΔＴ
ｆは（Ｔ１−Ｔ２）であり、長時間経過した後のサーミ
スタ間の温度差ΔＴｌは（Ｔ３−Ｔ４）である。
【００６３】サーミスタ４４の劣化を無視すると、長時
間経過後と初期のサーミスタ間の温度差の差は、次のよ
うにあらわされる。
【００６４】ΔＴｆ−ΔＴｌ＝（Ｔ１−Ｔ２）−（Ｔ３
−Ｔ４）＝（Ｔ１−Ｔ３）−（Ｔ２−Ｔ４） 仮に環境温度が同一でＴ２＝Ｔ４であると仮定すると、
次のようになる。
【００６５】（ΔＴｆ−ΔＴｌ＝Ｔ１−Ｔ３）この式で
与えられる値は初期と長時間経過後のサーミスタ２４の
温度差、つまりサーミスタ１の劣化分を意味している。
また、Ｔ２＝Ｔ４でない場合でも、製造時にサーミスタ
間の温度差ΔＴｆ＝Ｔ１−Ｔ２の値をＥＥＰＲＯＭ４８
に蓄積しておき、毎回立ち上げるたびにΔＴｌ＝Ｔ３−
Ｔ４を測定することによって、常にサーミスタ２４の最
新の劣化分を把握することができる。これをより具体的
に説明する。
【００６６】図８は波長ドリフトを補正した立ち上げ処
理を説明するための他のフローチャートである。まず、
ステップ２０１では、光源モジュールの電源が投入さ
れ、立ち上げ処理が開始される。
【００６７】ステップ２０２では、サーミスタ２４及び
４４で温度がモニタリングされ、その差分と製造初期の
差分とが比較され、サーミスタの劣化が算出される。な
お、製造初期の差分ΔＴｆの値（Ｔ１−Ｔ２）はＥＥＰ
ＲＯＭ４８から読み込まれる。
【００６８】次に、ステップ２０３では、所望の波長チ
ャネルを出力するＬＤの最新の温度設置値が読み込ま
れ、初期温度設定値との温度ずれが算出される。そし
て、その温度ずれとステップ２０２で算出されたサーミ
スタ劣化温度分とから所望チャネルを出力するＬＤの電
流密度変化が次式によって算出される。
【００６９】（ＬＤ電流密度変化）＝[（所望チャネル
の初期温度設定値）−（最新温度設定値）]−サーミス
タ劣化温度分（ΔＴｆ−ΔＴＬ） そして、ステップ２０４では所望チャネルに関して温度
補正が実行される。より特定的には所望チャネルのＬＤ
の立ち上げ温度が次の式に従って補正される。
【００７０】（ＬＤ立ち上げ温度）＝（ＬＤの初期温度
設定値）＋（サーミスタ劣化分）＋（ＬＤ電流密度変
化） 次いで、ステップ２０５では、所望チャネルに関して温
度制御が開始される。
【００７１】そして、ステップ２０６で、ステップ２０
５における温度制御の結果が安定した後、そのチャネル
に関して光出力がオンにされる。
【００７２】そして、ステップ２０７により、そのチャ
ネルに関してマルチ波長ロッカーによる波長引き込み処
理が行われ、立ち上げ処理が終了する。
【００７３】なお、この立ち上げ処理が終了した後、マ
ルチ波長ロッカーで波長制御を行いながら、一定時間間
隔でそのときに出力中のＬＤの温度設定値を記憶してお
くことによって、前述した補正処理の更新を容易に行う
ことができる。
【００７４】この実施形態では、サーミスタ２４及び４
４が同一のモジュールハウジング１０内に設けられてい
るが、ＬＤベース１８とエタロンベース３０とを別のハ
ウジング内に設けることによってサーミスタ２４及び４
４が異なるハウジング内にあるようにしてもよい。
【００７５】また、この実施形態では、サーミスタ４４
は波長ロッカー用に設けられたものであるが、高温でな
く且つ大きな温度変化を伴わないように使用されるサー
ミスタであればどのようなものでもサーミスタ４４に代
えて用いることができる。
【００７６】さらに、２つより多くのサーミスタを用
い、同様に本発明を実施しても良い。なお、この場合に
は、少なくとも１つのサーミスタが高温でなく且つ大き
な温度変化を伴わない場所に設けられることが望まし
い。
【００７７】また、立ち上げ時のＬＤモジュールの温度
が常に同じ（Ｔ２＝Ｔ４）になるように、ＬＤモジュー
ル全体を温度制御素子（ペルチェクーラ）の上に搭載
し、モジュール全体を温度制御することによって、立ち
上げ時のモジュール温度を同一にすることもできる。
【００７８】本発明は以下の付記を含むものである。
【００７９】（付記１） 複数のレーザダイオードと、
上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた温度セ
ンサと、上記温度センサの出力に基づき上記複数のレー
ザダイオードの各々の温度を制御することによりその発
振波長を制御する制御ループと、上記複数のレーザダイ
オードから選択される参照レーザダイオードの温度制御
条件に従って他のレーザダイオードの温度制御条件を補
償する手段とを備えた光源装置。
【００８０】（付記２） 付記１に記載の光源装置であ
って、上記複数のレーザダイオードには互いに異なる複
数の波長が割り当てられており、上記複数のレーザダイ
オードは択一的に駆動される光源装置。
【００８１】（付記３） 付記１に記載の光源装置であ
って、上記温度センサはサーミスタである光源装置。
【００８２】（付記４） 付記１に記載の光源装置であ
って、上記参照レーザダイオードの温度制御条件の変化
は初期温度設定値と最新の温度設定値の比較結果を含
み、それにより上記温度センサの劣化が上記他のレーザ
ダイオードの温度制御条件の補償に反映される光源装
置。
【００８３】（付記５） 付記４に記載の光源装置であ
って、上記参照レーザダイオードは上記他のレーザダイ
オードに対して相対的に低温になるように駆動される光
源装置。
【００８４】（付記６） 付記１に記載の光源装置であ
って、上記参照レーザダイオードは上記複数のレーザダ
イオードの端に位置している光源装置。
【００８５】（付記７） 付記１に記載の光源装置であ
って、上記温度センサは上記複数のレーザダイオードの
概ね中央の近傍に位置している光源装置。
【００８６】（付記８） 付記１に記載の光源装置であ
って、上記制御ループは、上記複数のレーザダイオード
に光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に周期
的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過光の
強度が一定になるように上記複数のレーザダイオードの
各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００８７】（付記９） 複数のレーザダイオードを有
する光源装置の波長制御装置であって、上記複数のレー
ザダイオードの近傍に設けられた温度センサと、上記温
度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオードの
各々の温度を制御することによりその発振波長を制御す
る制御ループと、上記複数のレーザダイオードから選択
される参照レーザダイオードの温度制御条件の変化に従
って他のレーザダイオードの温度制御条件を補償する手
段とを備えた制御装置。
【００８８】（付記１０） 付記９に記載の制御装置で
あって、上記温度センサはサーミスタである光源装置。
【００８９】（付記１１） 付記９に記載の制御装置で
あって、上記参照レーザダイオードの温度制御条件の変
化は初期温度設定値と最新の温度設定値の比較結果を含
み、それにより上記温度センサの劣化が上記他のレーザ
ダイオードの温度制御条件の補償に反映される光源装
置。
【００９０】（付記１２） 付記９に記載の制御装置で
あって、上記制御ループは、上記複数のレーザダイオー
ドに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に周
期的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過光
の強度が一定になるように上記複数のレーザダイオード
の各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００９１】（付記１３） 複数のレーザダイオード
と、上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた第
１の温度センサと、上記複数のレーザダイオードが駆動
されるときに上記第１の温度センサが設けられる位置と
比較して相対的に低温な位置に設けられる第２の温度セ
ンサと、上記第１の温度センサの出力に基づき上記複数
のレーザダイオードの各々の温度を制御することにより
その発振波長を制御する制御ループと、上記第２の温度
センサの検出温度に従って上記第１の温度センサの検出
温度を補償する手段とを備えた光源装置。
【００９２】（付記１４） 付記１３に記載の光源装置
であって、上記複数のレーザダイオードには互いに異な
る複数の波長が割り当てられており、上記複数のレーザ
ダイオードは択一的に駆動される光源装置。
【００９３】（付記１５） 付記１３に記載の光源装置
であって、上記第１及び第２の温度センサの各々はサー
ミスタである光源装置。
【００９４】（付記１６） 付記１３に記載の光源装置
であって、上記制御ループは、上記複数のレーザダイオ
ードに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に
周期的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過
光の強度が一定になるように上記複数のレーザダイオー
ドの各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００９５】（付記１７） 付記１６に記載の光源装置
であって、上記第２の温度センサは上記光フィルタの近
傍に設けられ、上記第２の温度センサの出力に基づき上
記光フィルタの温度が一定に維持されるように制御する
手段を更に備えた光源装置。
【００９６】（付記１８） 複数のレーザダイオードを
有する光源装置の波長制御装置であって、上記複数のレ
ーザダイオードの近傍に設けられた第１の温度センサ
と、上記複数のレーザダイオードが駆動されるときに上
記第１の温度センサが設けられる位置と比較して相対的
に低温な位置に設けられる第２の温度センサと、上記第
１の温度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオ
ードの各々の温度を制御することによりその発振波長を
制御する制御ループと、上記第２の温度センサの検出温
度に従って上記第１の温度センサの検出温度を補償する
手段とを備えた制御装置。
【００９７】（付記１９） 付記１８に記載の制御装置
であって、上記第１及び第２の温度センサの各々はサー
ミスタである制御装置。
【００９８】（付記２０） 付記１８に記載の制御装置
であって、上記制御ループは、上記複数のレーザダイオ
ードに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に
周期的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過
光の強度が一定になるように上記複数のレーザダイオー
ドの各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００９９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ＷＤＭに適用可能な光源装置において、波長制御を容易
に行い得るようになるという効果が生じる。本発明の特
定の実施形態による効果は以上説明した通りであるの
で、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はＷＤＭに適用可能なチューナブルレーザ
のチップ構成を示す透視図である。
【図２】図２は図１に示されるチューナブルレーザの波
長チャネルの分担例を示す図である。
【図３】図３は本発明による光源装置としての光源モジ
ュールの実施形態を示す図である。
【図４】図４は本発明による光源装置の波長制御装置の
実施形態を示すブロック図である。
【図５】図５は波長チャネルの他の分担例を表として示
した図である。
【図６】図６は本発明による制御の一例を示すフローチ
ャートである。
【図７】図７はＬＤアレイチップにおけるサーミスタの
配置位置を説明するための図である。
【図８】図８は本発明による制御の他の例を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
２ ＤＦＢ−ＬＤ素子 ４ 光カプラ ６ ＳＯＡ（半導体光増幅器） １０ モジュールハウジング １２ 光源ユニット １４ 制御ユニット １６，２８ ペルチェ素子 ２４，４４ サーミスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のレーザダイオードと、 上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた温度セ
    ンサと、 上記温度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオ
    ードの各々の温度を制御することによりその発振波長を
    制御する制御ループと、 上記複数のレーザダイオードから選択される参照レーザ
    ダイオードの温度制御条件に従って他のレーザダイオー
    ドの温度制御条件を補償する手段とを備えた光源装置。
  2. 【請求項２】 複数のレーザダイオードを有する光源装
    置の波長制御装置であって、 上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた温度セ
    ンサと、 上記温度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオ
    ードの各々の温度を制御することによりその発振波長を
    制御する制御ループと、 上記複数のレーザダイオードから選択される参照レーザ
    ダイオードの温度制御条件の変化に従って他のレーザダ
    イオードの温度制御条件を補償する手段とを備えた制御
    装置。
  3. 【請求項３】 複数のレーザダイオードと、 上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた第１の
    温度センサと、 上記複数のレーザダイオードが駆動されるときに上記第
    １の温度センサが設けられる位置と比較して相対的に低
    温な位置に設けられる第２の温度センサと、 上記第１の温度センサの出力に基づき上記複数のレーザ
    ダイオードの各々の温度を制御することによりその発振
    波長を制御する制御ループと、 上記第２の温度センサの検出温度に従って上記第１の温
    度センサの検出温度を補償する手段とを備えた光源装
    置。
  4. 【請求項４】 複数のレーザダイオードを有する光源装
    置の波長制御装置であって、 上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた第１の
    温度センサと、 上記複数のレーザダイオードが駆動されるときに上記第
    １の温度センサが設けられる位置と比較して相対的に低
    温な位置に設けられる第２の温度センサと、 上記第１の温度センサの出力に基づき上記複数のレーザ
    ダイオードの各々の温度を制御することによりその発振
    波長を制御する制御ループと、 上記第２の温度センサの検出温度に従って上記第１の温
    度センサの検出温度を補償する手段とを備えた制御装
    置。
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