JP2002158400A

JP2002158400A - 波長可変半導体レーザにおけるエージング

Info

Publication number: JP2002158400A
Application number: JP2001288062A
Authority: JP
Inventors: David A Ackerman; アランアッカーマンディヴィッド; Sung-Nee George Chu; ジョージチューサング−ニー; Eric J Dean; ジェー．ディーンエリック; John Evan Johnson; エヴァンジョンソンジョン; Leonard J-P Ketelsen; ジャン−ピーターケテルセンレオナード; Liming Zhang; ザングライミング
Original assignee: Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp
Current assignee: Agere Systems LLC
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2002-05-31
Also published as: EP1195861A2; US6829262B1; EP1195861A3

Abstract

(57)【要約】【課題】エージングに起因する波長ドリフトを補償す
ることができる方法およびシステムを提供すること。【解決手段】１つのプロセスが、分布ブラッグ反射器
（ＤＢＲ）レーザのエージング特性を評価する。そのプ
ロセスは、ＤＢＲレーザに同調電流が供給されている
が、レーザが放射されていない間に、分布ブラッグ反射
器（ＤＢＲ）レーザのブラッグ回折格子を光で照明する
ステップを含む。また、そのプロセスは、ブラッグ回折
格子によって反射される光の部分におけるブラッグピー
クの波長と、その照明中に供給される同調電流の値とに
応じて、ＤＢＲレーザに対して１つの動作を実行するス
テップも含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は全般にレーザに関
し、より詳細には波長可変半導体レーザのエージングに
関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）
光ネットワークにおいて用いるためのレーザ送信機を開
発することに力が注がれている。ＤＷＤＭネットワーク
では、データ信号は１組の隣接し、狭いスペクトル幅の
帯域において送信される。各帯域は、個別の通信チャネ
ルとして機能する。そのようなチャネル構造の場合、送
信機は、狭いスペクトル幅を有する出力を生成し、光エ
ネルギーを１つの帯域内に注入しなければならない。分
布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）レーザは、ＤＷＤＭネット
ワークのための送信機として有力な候補である。なぜな
ら、ＤＢＲレーザは、狭いスペクトル幅の出力を有する
ためである。

【０００３】波長可変ＤＢＲレーザは、同調電流の値に
依存する出力波長を有する。その依存性は、ある動作特
性によって示される場合がある。図１は、１つのＤＢＲ
レーザの場合の初期動作特性１０を示す。動作特性１０
は一連のステップ１１〜２０を有する。ＤＢＲレーザ
は、ＤＷＤＭ送信機として機能する際に、ステップのう
ちの１つに留まることにより、シングルモードで動作す
る。その出力波長は、レーザが１つのステップで動作す
る限り、ほぼ正確に一定のままである。使用することに
より、ＤＢＲレーザは物理的に変化し、その物理的な変
化によって、ステップ１１〜２０の場所が変更され、新
しい動作特性２２が生成される。新しい特性２２では、
同調電流の初期値が、新しい出力波長を生成する場合が
ある。こうして、エージング(aging)によって、レーザ
の出力波長のドリフトが引き起こされるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エージングによって引
き起こされる波長のドリフトは、ＤＷＤＭネットワーク
内で送信機として機能するＤＢＲレーザの場合に重大な
結果をもたらす。波長ドリフトによって、そのレーザ
は、動作特性上の新しいモードにホップするようにな
る。その新しいモードは、ＤＷＤＭネットワークの異な
るチャネルに対応する波長を有する可能性もある。閉ル
ープ波長帰還を通して、モードホップの発生を検出する
のに応じて同調電流の値を調整することにより、モード
ホッピングを回避することができる。付加的な閉ループ
波長帰還は、あるステップの中央付近にＤＢＲレーザの
動作を保持することにより、側波帯放射を低レベルに保
持することもできる。それにもかかわらず、閉ループ波
長帰還は、他のモードの同調電流の値、すなわちＤＢＲ
レーザがその時点で動作していないステップの値の変化
を補償することができない。それらのモードの場合の同
調電流の値に変化が生じる結果、動作特性上の新しいス
テップに移行するために同調電流を如何に変更するか、
たとえば、ＤＷＤＭネットワーク内の伝送チャネルを如
何に変更するかが不確定になる。

【０００５】したがって、本発明の目的は、エージング
に起因する波長ドリフトを補償することができる方法お
よびシステムを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施形態では、本発明
は、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）レーザのエージング
特性を評価するためのプロセスを特徴とする。そのプロ
セスは、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）レーザに同調電
流が供給されているが、レーザを放射してない間に、Ｄ
ＢＲレーザのブラッグ回折格子を光で照明するステップ
を含む。また、そのプロセスは、ブラッグ回折格子によ
って反射される光の部分におけるブラッグピークの波長
と、照明中に供給される同調電流の値とに応じて、ＤＢ
Ｒレーザに対して１つの動作を実行するステップを含
む。

【０００７】別の実施形態では、本発明は波長可変ＤＢ
Ｒレーザを動作させるためのプロセスを特徴とする。そ
のプロセスは、第１の出力波長においてＤＢＲレーザを
動作させるステップと、ＤＢＲレーザが第１の出力波長
で動作できるようにする同調電流の値を測定するステッ
プと、その同調電流の新しい値を計算するステップとを
含む。計算するステップは、一部、同調電流の測定され
た値に基づく。その新しい値は、第２の出力波長におい
てＤＢＲレーザを動作させることができる。

【０００８】別の実施形態では、本発明は、波長可変Ｄ
ＢＲレーザと、ＤＢＲレーザの電気的端子に同調電流を
加えるために接続されるコントローラとを備える装置を
特徴とする。コントローラは、ＤＢＲレーザが新しい動
作モードにジャンプできるようにするために、端子に新
しい値の同調電流を加えることができ、一部、同調電流
の測定されたジャンプ前の値に基づいて新しい値を決定
するように構成される。

【０００９】別の実施形態では、本発明は、ＤＢＲレー
ザの出力波長に対するエージングによって引き起こされ
た変化を判定することができるシステムを特徴とする。
そのシステムは、ＤＢＲレーザと、レーザの可変ブラッ
グ回折格子によって反射される光を受光するために配置
されるスペクトルアナライザと、スペクトルアナライザ
からブラッグ回折格子の反射スペクトルに関するデータ
を受信するために接続されるプロセッサとを備える。ま
たプロセッサは、反射スペクトルに対応する同調電流の
データ値も受信し、ブラッグピーク波長と、そのデータ
からの同調電流の値との間の関数関係を決定するように
構成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】１．波長可変ＤＢＲレーザ図２を参照すると、少なくとも１つの利得セクション３
２と同調セクション３４とを備える波長可変ＤＢＲレー
ザ３０が示される。利得セクション３２は、光導波路３
６の一部３５を収容する。部分３５は、利得媒体を有
し、レーザ放射を生じるファブリ・ペロー共振器を形成
する。レーザのファブリ・ペロー共振器は、第１の側で
は反射器３７、すなわち劈開された結晶面あるいは回折
格子によって、第２の側では同調セクション３４によっ
て境界を画定される。同調セクション３４は、レーザの
ファブリ・ペロー共振器のための可変反射器として機能
する。エージングによって同調セクション３４の物理的
な特性が変更され、それに応じて、ＤＢＲレーザ３０の
動作特性が変更される。

【００１１】同調セクション３４は、ブラッグ回折格子
３８を備え、それは導波路３６の別の部分４０に隣接し
て配置される。ブラッグ回折格子３８は、共振器から受
光される光の一部を反射して戻すことにより、レーザの
ファブリ・ペロー共振器の分布反射器として機能する。
ブラッグ回折格子３８は、ＤＢＲレーザ３０の出力波長
を同調できるようにするスペクトル選択性の反射率を有
する。ブラッグ回折格子のスペクトル選択は、レーザの
ファブリ・ペロー共振器の光側波帯モードに減衰を与
え、そのモードが、ＤＢＲレーザ３０の全出力光電力の
うちの、より小さな部分のみを構成するようにする。Ｄ
ＢＲレーザ３０の場合、側波帯モードの出力電力は、そ
のファブリ・ペロー共振器が同じ寸法および利得媒体を
有するＤＢＲレーザ以外のレーザの場合の５０％さえ超
える値と比べると、約１０^−１〜１０^−２％になるよう
に同調させることができる。

【００１２】図３および図２を参照すると、エージング
前のブラッグ回折格子３８の反射スペクトル４２が示さ
れる。反射スペクトル４２は、中央のピーク４２と、よ
り小さな側波帯ピーク４５〜５０との間の反射率変動に
よって示される強い波長選択性を有する。中央のピーク
の波長λ_ｍはブラッグピーク波長と呼ばれ、２Ｌμ
_ｅ（λ_ｍ）／ｍに等しい。すなわち、ブラッグピーク波
長は、同調セクション３４内の２Ｌ／ｍである。ここ
で、Ｌはブラッグ回折格子３８の周期であり、μ_ｅ（λ
_ｍ）は導波路３６の部分４０における実効屈折率であ
り、ｍは回折次数であり、すなわちｍは正の整数であ
る。ブラッグ回折格子３８は一次、すなわちｍ＝１であ
る。

【００１３】中央のブラッグピーク４４は、約１〜３ｎ
ｍの半波高全幅値と、任意の側波帯ピーク４５〜５０の
反射率の２〜４倍あるいはそれ以上の反射率とを有す
る。ブラッグピーク波長は、電気的端子５２、５３を介
して同調セクション３４に加えられる同調電流の値によ
って制御される。同調電流の値を変化させることによ
り、同調セクション３４内の導波路３６の部分４０の実
効屈折率μ_ｅが変化する。エージングによって同調セク
ション３４に対する物理的な変化が生じ、その変化によ
って、同調電流の値とμ_ｅとの間の関係が変化する。

【００１４】ＤＢＲレーザ３０の出力スペクトルは、利
得セクション３２の利得特性と、同調セクション３４の
反射率との両方に依存する。利得セクション３２におい
て大きく増幅されないか、あるいは同調セクション３４
によって大きく反射されないかのいずれかの光学モード
は、レーザの出力光信号には概ね存在しない。利得セク
ション３２は、その利得がブラッグ反射幅の範囲におい
て概ねスペクトルに関して平坦である媒体を有する。こ
の利得のスペクトル平坦性は、レーザのファブリ・ペロ
ー共振器がいくつかの側波帯モードを有しており、同調
セクション３４もスペクトルに関して平坦な反射率を有
する場合には、全出力エネルギーの約５０％と同じ量が
それらのモード内にあることを暗示する。実際には、同
調セクション３４の反射率は、ブラッグ回折格子３８の
反射ピーク４４〜５０の先鋭度に起因して、強いスペク
トル依存性を有する。反射率のスペクトル依存性は、レ
ーザのファブリ・ペロー共振器を、強いスペクトル依存
性がある「実効」利得を有するかのように動作させる。
そのような実効利得の場合、中央のブラッグピーク４４
の波長に近い波長を有するファブリ・ペロー共振器のモ
ードのみが、そのレーザの光出力において生じる。ＤＢ
Ｒレーザ３０の場合、ファブリ・ペロー共振器のあるモ
ードがブラッグピーク波長に近い波長、すなわち最適動
作状態を有する場合には、側波帯モードは、出力光エネ
ルギーの約１０^−１〜１０^−２％を搬送する。

【００１５】最適動作状態下で、可変ブラッグ回折格子
３８のブラッグピーク波長は、ＤＢＲレーザ３０の出力
波長に厳密に対応する。この対応は、出力波長を同調電
流に関連付ける動作特性に対する、エージングに起因す
る変化を追跡するために、種々の実施形態によって用い
られる。

【００１６】図４を参照すると、同調電流の初期値
Ｉ_Ａ、Ｉ_ＢおよびＩ_Ｃの場合のブラッグ回折格子３８の
対応する反射スペクトルＡ、ＢおよびＣが描かれる。同
調電流の初期値は、Ｉ_Ａ＞Ｉ_Ｂ＞Ｉ_Ｃを満足する。同調
電流のＩ_Ａ、Ｉ_ＢおよびＩ_Ｃ値は、種々の値のブラッグ
ピーク波長λ_ｍを有する反射スペクトルＡ、ＢおよびＣ
を生成する。なぜなら、実効屈折率μ_ｅの値が同調電流
の値に依存し、ブラッグピーク波長λ_Ｂの値がμ_ｅの値
に依存するためである。

【００１７】各スペクトルＡ、ＢおよびＣにおいて、１
５４９ｎｍ、１５５０ｎｍおよび１５５１ｎｍにおける
光の反射率、すなわちレーザのファブリ・ペロー共振器
のモードの波長が、それぞれ「×」、「＋」および
「○」によって示される。スペクトルＢおよびＣを生成
する同調電流の値の場合、レーザのファブリ・ペロー共
振器の１つの光学モードは、ブラッグピーク波長に最も
近い波長を有する。そのモードは、ブラッグピーク波長
からさらに離れた波長を有する、レーザのファブリ・ペ
ロー共振器の他のモードより非常に高い反射率を有す
る。スペクトルＡを生成する同調電流の値の場合、ブラ
ッグピーク波長に近い波長を有するレーザのファブリ・
ペロー共振器のシングルモードは存在しない。ここで
は、１５４９ｎｍおよび１５５０ｎｍにおける共振器の
２つのモードは類似の反射率を有し、ブラッグ回折格子
３８によって概ね等しく良好に反射される。なぜなら、
いずれのモードも、ブラッグピーク波長から概ね等しい
距離にある波長を有するためである。

【００１８】図５は、ＤＢＲレーザ３０の初期動作特性
５４を示す。その動作特性５４は、レーザの出力波長が
同調電流に如何に依存するかを示す。動作特性５４にお
いて、点Ａ’、Ｂ’およびＣ’は最初に、同調電流の各
値Ｉ_Ａ、Ｉ_ＢおよびＩ_Ｃに対応する。点Ｂ’およびＣ’
は、特性５４のステップ５６、５８の中央に存在し、側
波帯放射が低い「純粋な」動作モードに対応する。点
Ａ’は、特性５４の２つのステップ５６と６０との間の
領域上に存在し、２つの出力波長が存在する混合モード
に対応する。

【００１９】図４および図５を参照すると、ブラッグ回
折格子３８のスペクトル選択性の反射率は、レーザのフ
ァブリ・ペロー共振器の利得を有効に調節する。同調電
流の値Ｉ_ＢおよびＩ_Ｃの場合、それぞれ約１５５０ｎｍ
および１５５１ｎｍにおけるレーザのファブリ・ペロー
共振器のシングルモードは、スペクトルＢ、Ｃのブラッ
グピーク波長に近い波長を有する。これらの値の同調電
流の場合、ブラッグピーク波長におけるモードのみが著
しく増幅され、レーザを放射することができる。レーザ
のファブリ・ペロー共振器の他のモードは、それらのモ
ードの波長におけるブラッグ回折格子３８の反射率が小
さくなることに起因して減衰される。これらの他のモー
ドは、ＤＢＲレーザ３０の出力において目立って存在す
ることはない。こうして、スペクトルＢおよびＣは、動
作特性５４のステップ５６、５８の中央において「スペ
クトルに関して純粋な」動作モードを生成し、その場合
に、側波帯放射が著しく減衰される。電流の値Ｉ_Ａの場
合、１５４９ｎｍおよび１５５１ｎｍにおけるレーザの
ファブリ・ペロー共振器の２つのモードは、ブラッグ回
折格子３８によって概ね同等に反射される。したがっ
て、両方のモードがＤＢＲレーザ３０の光出力内に存在
し、この同調電流の値は、動作特性５４の２つのステッ
プ５６と６０との間の点に対応する。

【００２０】図４および図５は、レーザのファブリ・ペ
ロー共振器のモードの波長に対する、可変ブラッグ回折
格子３８の中央反射ピークの場所がレーザの動作を決定
することを示す。レーザのファブリ・ペロー共振器のシ
ングルモードの波長がブラッグピーク波長に最も近いと
き、動作によって１つの出力波長が生成される。共振器
の２つのモードが、ブラッグピーク波長から概ね等しい
距離にある波長を有するとき、動作によって２つの出力
波長が生成される。レーザのファブリ・ペロー共振器の
モードの波長が、同調電流の値にほとんど依存しないた
め、ブラッグピークに対するシフトを測定することによ
り、ＤＢＲレーザ３０におけるエージングに起因する波
長ドリフトの定量的な測定が行われる。

【００２１】２．エージングに起因する波長ドリフトの
補償図６は、ＤＢＲレーザ、すなわち図２のレーザ３０にお
けるエージングに起因する波長ドリフトを補償するプロ
セス７０を示す流れ図である。そのプロセス７０は、レ
ーザの出力波長λ_ｉと同調電流の値Ｉとの間の初期の関
数関係、すなわちλ_ｉ（Ｉ）を決定する（ステップ７
２）。その関係は、図５の特性５４のような動作特性を
与える場合があるか、あるいは出力波長のための対応す
る値と、その波長を生成する同調電流の値とからなる一
対の値を与える場合がある。初期の関数関係の決定は、
１つあるいは複数の初期同調電流値に対する、ＤＢＲレ
ーザの出力スペクトルの測定値に基づく。プロセス７０
は、レーザの可変ブラッグ回折格子の初期ブラッグピー
ク波長λ_Ｂ，ｉと、同調電流の値Ｉとの間の関数関係λ
_Ｂ，ｉ（Ｉ）を決定する（ステップ７４）。この初期の
関数関係の決定は、レーザがレーザ放射していない、す
なわち利得セクション３２がオフしている間に、レーザ
の可変ブラッグ回折格子によって反射される光における
スペクトル測定値を用いる。

【００２２】次に、プロセス７０は、正常な使用形態あ
るいは加速させた使用形態のいずれかを通して、ＤＢＲ
レーザを経時変化（エージング）させる（ステップ７
６）。エージングの後、プロセス７０は再び、ブラッグ
ピーク波長λ_Ｂ，ｎと、１つあるいは複数の同調電流値
Ｉとの間の関数関係λ_Ｂ，ｎ（Ｉ）を決定する。エージ
ング後の関数関係の決定は、ＤＢＲレーザがレーザ放射
していない間に、レーザのブラッグ回折格子上で新しい
光反射率測定を実行するステップと含む。種々の実施形
態は、その実施形態に応じて、同調電流Ｉが、測定され
たブラッグピーク波長λ_Ｂ，ｉあるいはλ_Ｂ，ｎにおい
て線形多項式か、３次の多項式かのいずれかであるもの
と仮定する。

【００２３】エージング前およびエージング後のブラッ
グスペクトルから、プロセス７０は、同じブラッグピー
ク波長に対応する同調電流のエージング後の値Ｉ_ｎとエ
ージング前の値Ｉ_ｉとの関係を見いだす（ステップ８
０）。その対応する値は、Ｉ_ｎ＝Ｆ（Ｉ_ｉ）あるいはＩ
_ｉ＝Ｆ^−１（Ｉ_ｎ）のような関数関係を定義する。その
対応する値を見いだすために、プロセス７０は、λ
_Ｂ，ｎ（Ｉ_ｎ）＝λ_Ｂ，ｉ（Ｉ_ｉ）を解く。典型的な関
係は、Ｉ_ｎ−Ｉ_ｉ＝ｆ（λ_Ｂ，ｎ（Ｉ_ｉ）−λ
_Ｂ，ｉ（Ｉ_ｉ））であり、それは、エージング前の同調
電流Ｉ_ｉに対するエージング後の同調電流Ｉ_ｎのシフト
を、同じ同調電流Ｉ_ｉの場合のブラッグ波長におけるエ
ージングに起因する変化に関係付ける。

【００２４】図７は、典型的なＤＢＲレーザの場合の同
調電流に対するエージングに起因するシフトΔＩ
_{ｔｕｎｉｎｇ}、すなわちΔＩ_{ｔｕｎｉｎｇ}＝Ｉ_ｎ−Ｉ_ｉ
と、δλ_Ｂとの間の関係を示すデータをプロットする。
ここで、δλ_Ｂは、同調電流がない場合の値からの、ブ
ラッグピーク波長λ_Ｂのエージング後のシフトであり、
すなわちδλ_Ｂ（Ｉ_ｎ）＝λ_Ｂ，ｎ（Ｉ_ｉ）−λ_Ｂ，ｎ
（０）である。λ_Ｂ，ｎ（０）＝λ_Ｂ，ｉ（０）である
ため、δλ_Ｂは、同調電流Ｉ_ｎの場合のブラッグピーク
波長に対する変化を追跡する。そのデータ点は、ΔＩ
_{ｔｕｎｉｎｇ}がδλ_Ｂに線形に依存することを示す。こ
の線形依存性は概ね、その傾きが「Δａ」であるライン
９０によって図示される。この傾きに関して、エージン
グ後の電流Ｉ_ｎとエージング前の電流Ｉ_ｉとの間の関係
は概ね、Ｉ_ｎ＝Ｉ_ｉ＋Δａ［λ_Ｂ，ｎ（Ｉ _ｎ）−λ
_Ｂ，ｎ（０）］によって与えられる。

【００２５】同調電流のエージング前の値とエージング
後の値との間の関数関係によって、ＤＢＲレーザの動作
中に、エージングに起因する波長ドリフトを補償できる
ようになる。ＤＢＲレーザを動作させるために、プロセ
ス７０は、出力波長を選択する（ステップ８２）。ステ
ップ７０は、出力波長と同調電流との間のエージング前
の関係を用いることにより、選択された出力波長を以前
に生成したエージング前の同調電流Ｉ_ｓを見いだす（ス
テップ８４）。その後、プロセス７０は新しい同調電流
Ｉ_ａの値を、そのＤＢＲレーザに適用する（ステップ８
６）。その新しい値Ｉ_ａは、エージング前の同調電流と
エージング後の同調電流との間に見いだされた関係、す
なわちＩ_ａ＝Ｆ（Ｉ_ｓ）の下で、エージング前の同調電
流Ｉ_ｓに対応する。同調電流の新しい値Ｉ_ａを適用する
ことにより、選択された出力波長が生成される。

【００２６】図８Ａおよび図８Ｂは、典型的なＤＢＲレ
ーザの場合の図６の補償プロセス７０から得られた結果
を示す。図８Ａはそれぞれ、測定されたエージング前の
関数およびエージング後の関数λ_Ｂ，ｉ（Ｉ）およびλ
_Ｂ，ｎ（Ｉ）を示しており、典型的なＤＢＲレーザの場
合のブラッグピーク波長と同調電流とを関係付けてい
る。また図８Ａは、ブラッグピーク波長λ_Ｂ，ｎ（Ｆ
（Ｉ））とλ_Ｂ，ｉ（Ｉ）との間が一致することを通し
て関数Ｆの品質を示すために、補償された関数λ_Ｂ _，ｎ
（Ｆ（Ｉ））も示す。図８Ｂは、同じＤＢＲレーザの場
合の、エージング前の動作特性λ_Ｏ，ｉ（Ｉ）と、エー
ジング後の動作特性λ_Ｏ，ｎ（Ｉ）とを示す。また図８
Ｂは、補償されたエージング後の動作特性λ_Ｏ，ｎ（Ｆ
（Ｉ））も示しており、その特性は、同調電流のエージ
ング前の値とエージング後の値とを関係付ける関数Ｆ
（Ｉ_ｉ）からプロセス７０によって得られた。エージン
グ前の動作特性λ_Ｏ，ｉ（Ｉ）および補償されたエージ
ング後の動作特性λ_Ｏ，ｎ（Ｆ（Ｉ））の高さおよび同
調電流範囲はそれぞれ、測定の不確かさの範囲内で一致
する。

【００２７】λ_Ｏ，ｎ（Ｆ（Ｉ））およびλ
_Ｏ，ｉ（Ｉ）に対する曲線の間が概ね一致することは、
エージング前の同調電流Ｉ_ｉの補償された値Ｆ（Ｉ_ｉ）
においてエージングを受けたＤＢＲレーザを動作させる
ことにより、波長ドリフトが排除されることを示す。具
体的には、電流Ｉ_ｉが、エージング前に最適に、すなわ
ち動作特性上の選択されたステップの中心においてＤＢ
Ｒレーザを動作させる場合には、プロセス７０によって
与えられる電流Ｆ（Ｉ_ｉ）は、エージング後もＤＢＲレ
ーザを最適に動作させるであろう。

【００２８】３．ブラッグ反射スペクトルの測定図９はＤＢＲレーザ３０のブラッグピーク波長および同
調電流を測定するための装置１００を示す。装置１００
は、ＤＢＲレーザ３０に、たとえば端子５２、５３を介
して同調電流が供給されているが、レーザを放射してい
ない間に、光入力／出力１０４を通してブラッグ回折格
子３８を照明するための外部光源１０２を備える。光源
１０２は、ブラッグ回折格子３８のブラッグ反射スペク
トルが配置される波長帯域にわたって広帯域で、単調な
スペクトルを生成する。ブラッグ反射スペクトルの測定
中にレーザの放射を禁止するために、ＤＢＲレーザ３０
の利得セクション３２には電流がかけられないか、ある
いはその電流が利得セクション３２が光を透過するよう
になる電流値未満に保持されるかのいずれかである。ブ
ラッグ回折格子３８から反射される光は、光入力／出力
１０４を通過して、反射器１０６によって反射され、ス
ペクトルアナライザ１０８に入射する。スペクトルアナ
ライザ１０８は、スペクトル強度に関するデータをプロ
セッサ１１０に供給する。

【００２９】プロセッサ１１０は、スペクトルアナライ
ザ１０８からの反射スペクトルに関するデータ、および
電流計１１１から同調電流に関する時間相関データに応
じて、ＤＢＲレーザ３０において、１つの動作を実行す
る。ある実施形態では、その動作は、エージング前の同
調電流Ｉ_ｉに対するエージングに起因するシフトを補償
するために、同調セクション３４に値Ｆ（Ｉ_ｉ）の同調
電流を加えるステップを含む。他の実施形態では、その
動作は、次のエージングに起因する波長シフトに対し
て、ＤＢＲレーザ３０の適／不適を判定するステップを
含む。

【００３０】プロセッサ１１０は、コンピュータが実行
可能な形式で書き込まれた制御プログラムを格納する、
たとえば、ランダムアクセスメモリ、ハードドライブ、
磁気ディスク、あるいは光ディスクのようなプログラム
記憶媒体１１２を備える。そのプログラムは、ブラッグ
回折格子３８が光源１０２によって外部から照明されて
いる間に、スペクトルアナライザ１０８および電流計１
１１から受信したデータに基づいてプロセス７０を実行
するように構成される。そのプログラムはデータを用い
て、エージング後の同調電流Ｉ_ｎを定義し、エージング
前の同調電流Ｉ _ｉへのエージングに起因する影響を補償
する関数Ｆ（Ｉ_ｉ）を決定し、それゆえ、ＤＢＲレーザ
３０において実行されることになる上記の動作の形態を
決定する。

【００３１】図１０は、スペクトルアナライザ１０８か
らの典型的なスペクトル１１３を示す。スペクトル１１
３は、たとえば、反射する光の経路に沿って配置される
デジタル電界吸収型光変調器（図示せず）の吸収エッジ
によって生成される場合がある、低速で変動する背景光
１１４を含む。電界吸収型光変調器は、短波長の光を遮
断する傾向がある。また背景光１１４は、光源１１２か
らの直接光も含む。背景光１１４の上には、ブラッグ回
折格子３８によって反射される光が、中央のブラッグピ
ーク１１８を含む一連の反射ピーク１１６を形成する。
背景光１１４が広帯域にわたるため、プロセッサ１１０
あるいはアナライザ１０８は、反射ピーク１１６と背景
光１１４とを区別することができる。

【００３２】実施形態の中には、外部光源がブラッグ回
折格子３８を照明する異なる構成を用いるものもある。
その際、反射された光のみが、スペクトルアナライザ１
０８によって受光される。なぜなら、それらの実施形態
では、反射された光が光源１０２を通して戻されないた
めである。

【００３３】図１１は、そのエージングに起因する波長
ドリフトが図６のプロセス７０によって補償できるモノ
リシック波長可変ＤＢＲレーザ３０’を示す。ＤＢＲレ
ーザ３０’は、１つのＩｎＰ半導体基板内に構成され
る、コリニア利得セクション３２’、同調セクション３
４’、増幅セクション１０２’、およびデジタル変調セ
クション１２０’を備える。

【００３４】利得セクション３２は、２つの平行した部
分を有する、強い屈折率導波型の導波路３５’を含む。
導波路３５’は、ヘテロ構造内に配置されるＰ−Ｎ接合
部に属する。Ｐ−Ｎ接合部は、順方向バイアスをかけら
れるときに光を増幅し、たとえば、電気的端子５１’お
よび５３’を短絡することにより、バイアスがかからな
いか、あるいは逆方向バイアスをかけられるときに光を
遮断するようになる。強い屈折率導波型の導波路３
５’、劈開された結晶面３７’および反射性同調セクシ
ョン３４’は、レーザのファブリ・ペロー共振器を形成
する。

【００３５】導波路３５’は導波路４０’に結合されて
おり、導波路４０’は同調セクション３４’内に配置さ
れ、励起可能な利得媒体を持たない。導波路４０’はブ
ラッグ回折格子３８’に隣接する。ブラッグ回折格子３
８’は、上記のように、端子５２’および５３’にかけ
られる同調電流を通して同調可能である。

【００３６】また導波路４０’は、増幅セクション１０
２’の導波路１０３’にも結合される。導波路１０３’
は、同調セクション３４’から受光される光を光学的に
増幅するために、端子１２２’に加えられる電流によっ
て励起されることができる別のＰ−Ｎヘテロ構造内に配
置される。電気的に励起されるとき、増幅セクション１
０２’のＰ−Ｎ接合部も、自然放出を通して広帯域の光
を生成する。

【００３７】導波路１０３’はデジタル変調セクション
１２０’内まで延在しており、デジタル変調セクション
１２０’はバイアス端子１２４’を通して制御される。
変調セクション１２０’は、増幅セクション１０２’か
らの連続波信号を増幅かつ変調し、デジタル光出力信号
を生成する。変調セクション１２０’は、反射を減少さ
せる反射防止コーティング１２５’を含む。

【００３８】図１１のモノリシック波長可変ＤＢＲレー
ザ３０’の一例が、米国特許第５，２５３，３１４号に
記載されており、その特許明細書は、その全体を参照し
て本明細書に援用される。

【００３９】図１２は、図１１の波長可変ＤＢＲレーザ
３０’のブラッグスペクトルを測定するためのプロセス
１３０を示す。プロセス１３０は、外部からの入射光が
吸収されるように、利得セクション３２’に電気的にバ
イアスをかける（ステップ１３２）。電気的端子５１’
を通って流れる電流が、光を透過するための閾値未満の
値を有するときに、吸収が生じる。一実施形態では、端
子５１’および端子５３’は、利得セクション３２’が
同調セクション３４’から入射する光を遮断するように
短絡される。また、プロセス１３０は、ブラッグ回折格
子３８’によって反射される光が流出し、外部のスペク
トルアナライザによって検出されるように、デジタル変
調セクション１２０’を透過あるいは半透過性になるよ
うにバイアスするために、端子１２４に電圧を印加する
（ステップ１３４）。しかしながら、バイアスは、反射
コーティング１２５’とブラッグ回折格子３８’との間
の多数の反射によって引き起こされる光共振を防止する
ために、変調セクション１２０’にわずかに吸収性が残
るようにする場合もある。プロセス１３０は、選択され
た同調電流を同調セクション３４’に加える（ステップ
１３６）。プロセス１３０は、電流を、増幅セクション
１２２’あるいは利得セクション３２’のいずれかに加
え、ＤＢＲレーザ３０’がレーザを放射していない間
に、ブラッグ回折格子３８’を照明するために、広帯域
光が自然放出されるようにする（ステップ１３８）。そ
の後、増幅セクション１０２’あるいは利得セクション
３２’は、Ｐ−Ｎ接合部に順方向バイアスをかけて自然
放出光を生成することにより、光源１０２として機能す
る。利得セクション３２’に電流が加えられる場合に
は、その電流は、レーザ放射を生じる自立的に「刺激さ
れて」放射するための閾値より小さい。

【００４０】プロセス１３０は、ブラッグ回折格子３
８’から後方に反射される光のスペクトルを測定する
（ステップ１４０）。測定されたスペクトルから、プロ
セス１３０は、ブラッグ反射ピークの波長を決定する
（ステップ１４２）。この決定は、同調セクション１０
２’から、自然放出された広帯域の背景光を減じるステ
ップを含む場合がある。その後、プロセス１３０は、ブ
ラッグピーク波長および同調電流の値の対応する一対の
値を格納する（ステップ１４４）。プロセス１３０は、
他の値の同調電流に対応するブラッグピーク波長が必要
とされるか否かを判定する（ステップ１４６）。他の値
の同調電流のためのデータが必要とされる場合には、プ
ロセス１３０は、新しい値の同調電流のための決定を繰
り返すためにループバックする（ステップ１４８）。そ
の必要とされる値の同調電流に対応するデータが得られ
たなら、そのプロセス１３０は終了される（ステップ１
５０）。

【００４１】４．ＤＢＲレーザの寿命の事前判定図１１を参照すると、モノリシックＤＢＲレーザ３０’
の個々の複製体は、寸法、位置の制御できない構造的変
動、およびレーザの要素の物理的な特性に起因して、異
なる動作特性を有する。同調セクション３４’に対する
変動を相殺するためには、各ＤＢＲレーザ３０’は、レ
ーザの動作特性を判定するために初期段階で較正される
必要がある。その後、エージングに起因する波長ドリフ
トが規則的に測定され、図６のプロセス７０に記載され
るように補償することができる。

【００４２】プロセス７０を通して、波長ドリフトを規
則的に補償する代わりに、各ＤＢＲレーザ３０’は、レ
ーザの波長対同調電流特性が変化する危険性がない寿命
を予測するために、初期段階で品質検査されることがで
きる。所定の寿命の終了時に、ＤＢＲレーザ３０’は廃
棄することができる。品質検査を行うことにより、図９
の装置１００を配置し、個々のＤＢＲレーザ３０’のた
めの波長ドリフトを規則的にモニタする必要性が回避さ
れる。寿命予測は、製造中に実行される単なる事前適／
不適判定基準、すなわち合否判定として、あるいは各Ｄ
ＢＲレーザ３０’のための寿命の個別化された予測とし
て実施することができる。

【００４３】図１３は、将来にわたる波長ドリフトに対
する安定性に関して、可変ＤＢＲレーザ、たとえば図１
１のレーザ３０’の適／不適を判定するためのプロセス
１６０を示す流れ図である。プロセス１６０は、たとえ
ば、図１２のプロセス１３０によって、複数の値のレー
ザの同調電流に対して、レーザの波長可変ブラッグ回折
格子のブラッグピーク波長を測定する（ステップ１６
１）。ＤＢＲレーザを製造した後、そのプロセス１６０
は、予め選択されたバーンイン時間の間、レーザを動作
させる（ステップ１６２）。バーンイン時間の長さは、
種々のタイプの可変ＤＢＲレーザの場合に異なる可能性
があり、たとえば、レーザ３０’のための予測される寿
命の０、１０％あるいは２０％である。バーンインの
後、プロセス１６０は再び、複数の値のレーザ同調電流
に対する、レーザの波長可変ブラッグ回折格子のブラッ
グピーク波長を測定する（ステップ１６４）。エージン
グ前およびエージング後の測定から、プロセス１６０
は、ブラッグピーク波長λ_Ｂを同調電流Ｉに関係付け
る、予め選択された特性の関数Ｉ（λ_Ｂ）のエージング
依存性を評価する（ステップ１６６）。一実施形態で
は、予め選択された特性は、Ｉ（λ_Ｂ）に対する単分子
寄与率Ａである。単分子寄与率は、レーザの同調セクシ
ョン内の欠陥密度によって強く影響され、欠陥密度はエ
ージングによって増加する。プロセス１６０は、予め選
択された特性のエージング依存性が、予め選択された寿
命中に波長ドリフトに対してレーザが適していることを
判定する所定の範囲内に入るか否かを判定する（ステッ
プ１６８）。エージング依存性が所定の範囲内にある場
合には、プロセス１６０は試験下でＤＢＲレーザの適し
た品質を有するものと判定する（ステップ１７０）。エ
ージング依存性が品質判定範囲外にある場合には、その
プロセスは試験下でＤＢＲレーザが適していない品質を
有するものと判定し、そのレーザは廃棄される（ステッ
プ１７２）。

【００４４】同調電流Ｉは概ね、レーザの同調セクショ
ンにおいて、キャリア密度ｎ_ｔの３次多項式として表す
ことができる。したがって、電流Ｉは以下の式によって
与えられる。Ｉ／ｅ・Ｖ＝ａ・ｎ_ｔ＋ｂ・ｎ_ｔ ^２＋ｃ・ｎ_ｔ ^３ただし「ａ」、「ｂ」、「ｃ」は測定可能な定数であ
る。「ａ」項は単分子寄与率であり、エージングによっ
て引き起こされる物理的な変化に最も敏感である。同調
電流の値をブラッグピーク波長に関係付けるために、ブ
ラッグピーク波長内の変化δλ_Ｂをキャリア密度の変化
δｎ_ｔの線形な関数として書き表す。

【数１】ただし、ｎ_ｉ、ｎ_ｅおよびΓは、それぞれ屈折率、実効
屈折率および導波路４０’のための閉込め係数である。
２つの式を組み合わせることにより、同調電流Ｉを流す
ことによって引き起こされるブラッグピーク波長のシフ
トδλ_Ｂと、同調電流Ｉの値との間の関係が確立され
る。その関係は以下の式によって与えられる。Ｉ＝ａ'δλ_Ｂ＋ｂ'（δλ_Ｂ）^２＋ｃ'（δλ_Ｂ）^３ただし、

【数２】ここで、δλ_Ｂ＝λ_Ｂ（Ｉ）−λ_Ｂ（０）である。この
式では、係数「ａ」、「ｂ」、「ｃ」の値は、ブラッグ
ピーク波長および同調電流の測定された値から得られ
る。

【００４５】図１４は、典型的なＤＢＲレーザ３０’の
場合に、同調電流に対する単分子寄与率「ａ」がいくつ
かのエージングサイクルにわたって如何に変化するかを
示す。各エージングサイクルは、ＤＢＲレーザの予想さ
れる２５年動作サイクルの約３〜１０％だけ加速された
エージングを与えられており、約２４時間の間、１５０
〜２００ｍＡの連続同調電流と、１００〜１２０℃の動
作温度とでレーザを動作させることにより実行された。
１０個のＤＢＲレーザ３０’が２つのグループ１７６お
よび１７８に分割される。第１のグループ１７６では、
寄与率「ａ」は約２４時間の１エージングサイクルの
後、一定のままである。第２のグループ１７８では、寄
与率「ａ」はエージングサイクル数が増加するととも
に、変化し続ける。

【００４６】第１のグループ１７６のＤＢＲレーザは、
２４時間のバーンインの後に波長ドリフトに対して安定
している品質であるものと判定されるが、第２のグルー
プ１７８のＤＢＲレーザは適していない品質であるもの
と判定されることになる。なぜなら、寄与率「ａ」がバ
ーンイン(burn in)後にも上昇し続けるためである。Ｄ
ＢＲレーザの第１および第２のグループ１７６、１７８
は、図１３のプロセス１６０において、少なくとも２つ
の特性によって区別することができる。１つの区別する
ための特性は、寄与率「ａ」の初期値である。その初期
値は、第１のグループのレーザの場合には１．１×１０
^８／秒より小さく、第２のグループのレーザの場合には
１．１×１０^８／秒より大きい。別の区別するための特
性は、レーザの予想される寿命の約３〜１０％のバーン
イン時間の後の寄与率「ａ」の値である。第１のグルー
プ１７６の場合には、寄与率「ａ」のバーンイン後の値
は約１．５×１０^８より小さく、第２のグループ１７８
の場合には約１．５×１０ ^８より大きい。

【００４７】５．同調電流シフトに基づくエージングの
補償図７にプロットされたデータは、１つのＤＢＲレーザの
場合のΔＩ_{ｔｕｎｉｎ} _ｇとδλ_{Ｂｒａｇｇ}との間の線形
な関数関係を示す。比例定数「Δａ」は、ある範囲の値
にわたってδλ_{Ｂｒａｇｇ}とΔＩ_{ｔｕｎｉｎｇ}とを関係
付け、１つのレーザ出力波長、すなわちδλ_{Ｂｒａｇｇ}
の１つの値において、同調電流に対するエージングに起
因するシフトから判定可能である。したがって、線形な
関係を保持している場合に、１つのモードにおいてΔＩ
_{ｔｕｎｉｎｇ}を測定することにより、他のモードにおけ
るエージングに起因するドリフトを補償できるようにな
る。線形な関係は、同調電流によって引き起こされる発
熱が、Ｉ_{ｔｕｎｉｎｇ}とδλ_{Ｂｒａｇｇ}との間の関係に
ほとんど影響を及ぼさないモードの場合に保持される。

【００４８】図１５は、図２に示されるＤＢＲレーザ３
０におけるエージングに起因する波長ドリフトを補償す
る装置１８０を示す。装置１８０は、エージングに起因
する波長ドリフトに対してシングル動作モードを安定さ
せる閉ループ波長帰還装置１８２を備える。帰還装置１
８２は、レーザ３０の背面反射器３７を通して漏洩する
光を観測し、動作波長に対する変化を指示する信号をコ
ントローラ１８４に対して生成する。装置１８２からの
信号に基づいて、コントローラ１８４は、ＤＢＲレーザ
３０における波長ドリフトを補償するために、端子５２
に加えられる同調電流を調整する。

【００４９】またコントローラ１８４は、電流計１８６
から、同調電流の加えられた値の測定値も受信する。同
調電流の測定値に基づいて、コントローラ１８４は、新
しい動作モードにおいて同調電流のエージングの影響を
補償するように、新しい動作モードにジャンプすること
ができる。

【００５０】図１６は、エージングを補償するように新
しい動作モードにジャンプするために、図１６のコント
ローラ１８４によって用いられるプロセス１９０のため
の流れ図である。コントローラ１８４は、同調電流およ
びブラッグピーク波長シフトのための１組の初期値｛Ｉ
_０（ｊ），δλ_Ｂ（ｊ）｝を格納する。これらの値は、
エージング前のＤＢＲレーザ３０の動作モード「ｊ」を
記述する。エージングは、関連するブラッグピーク波長
シフトδλ_Ｂ（ｊ）を変化させない。

【００５１】ジャンプする前に、コントローラ１８４
は、電流計１８６から、ジャンプ前の動作モード「ｋ」
における、同調電流Ｉ_ｐ（ｋ）の測定された値を受信す
る（ステップ１９２）。エージングに起因して、モード
「ｋ」の場合に、ジャンプ前の同調電流Ｉ_ｐ（ｋ）が同
調電流Ｉ_ｏ（ｋ）の初期値と異なる場合がある。コント
ローラ１８４は、新しい動作モード「ｍ」にジャンプす
るために、外部からの要求を受信する（ステップ１９
４）。その要求に応答して、コントローラ１８４は、少
なくとも部分的に、ジャンプ前の動作モード「ｋ」にお
いて測定された同調電流の値Ｉ_ｐ（ｋ）に基づいて、新
しい動作モード「ｍ」のための補償された同調電流の値
Ｉ_ｐ（ｍ）を計算する（ステップ１９６）。コントロー
ラ１８４は、電気的端子５２に計算された値の同調電流
Ｉ_ｐ（ｍ）を加え、ＤＢＲレーザ３０が、新しい動作モ
ード「ｍ」にジャンプできるようにする（ステップ１９
８）。したがって、新しいモード「ｍ」におけるエージ
ングに起因するドリフトの補償は、ジャンプ前の動作モ
ード「ｋ」における同調電流の測定値に基づく。

【００５２】新しいモード「ｍ」の場合の同調電流Ｉ_ｐ
（ｍ）を予測するために、コントローラ１８４は、初期
値｛δλ_Ｂ（ｊ），Ｉ_０（ｊ）｝、現在の動作モードの
場合に測定されたＩ_ｐ（ｋ）、およびΔＩ_{ｔｕｎｉｎｇ}
とδλ_Ｂとの間の既知の関係を用いる。動作モード
「ｋ」の場合のδλ_Ｂ（ｋ）、Ｉ_０（ｋ）およびＩ
_ｐ（ｋ）から、コントローラ１８４は、ΔＩ
_{ｔｕｎｉｎｇ}とδλ_Ｂとの間の関係のエージングに起因
する変化を定義するΔａ、すなわちΔａ＝［Ｉ_ｐ（ｋ）
−Ｉ_０（ｋ）］／δλ_Ｂ（ｋ）を計算する。その後、コ
ントローラ１８４は、同じ線形関係を用いて、初期値
｛δλ_Ｂ（ｍ），Ｉ_０（ｍ）｝および計算されたΔａの
値から、新しいモード「ｍ」の場合のＩ_ｐ（ｍ）、すな
わちＩ_ｐ（ｍ）＝Ｉ_０（ｍ）＋Δａδλ_Ｂ（ｍ）を決定
する。したがって、新しいモードの場合のエージングを
補償された同調電流Ｉ_ｐ（ｍ）の決定は、製造時にコン
トローラ１８４に格納された初期データ｛Ｉ_０（ｊ），
δλ_Ｂ（ｊ）｝と、ジャンプ前の動作モード「ｋ」にお
いて測定された同調電流Ｉ_ｐ（ｋ）のみを用いる。

【００５３】光送信機の種々の実施形態が、エージング
に起因する波長ドリフトを補償するように、ＤＷＤＭネ
ットワークの多数のチャネル内の光伝送を制御するため
に、図１６および図１７の装置１８０およびプロセス１
９０を用いる。

【００５４】本発明の他の実施形態は、明細書、図面お
よび請求の範囲を検討することにより、当業者には明ら
かになるであろう。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、エージングに起因する
波長ドリフトを補償することができる方法およびシステ
ムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】波長可変ＤＢＲレーザの初期およびエージング
後の動作特性を示すグラフである。

【図２】波長可変ＤＢＲレーザの側面図である。

【図３】図２の波長可変ＤＢＲレーザにおいて用いられ
るブラッグ回折格子の反射スペクトルを示すグラフであ
る。

【図４】種々の値の同調電流の場合に、図２のブラッグ
回折格子の反射スペクトルを示すグラフである。

【図５】図４のブラッグスペクトルが測定された時点に
おけるＤＢＲレーザの動作特性を示すグラフである。

【図６】図２のＤＢＲレーザの動作特性に対するエージ
ングに起因する変化を補償するプロセスのための流れ図
である。

【図７】図２のＤＢＲレーザの場合の、ブラッグ波長シ
フトと同調電流との間の関係に対するエージングに起因
する変化を示すグラフである。

【図８Ａ】図２のＤＢＲレーザにおいて用いられる可変
ブラッグ回折格子の初期、エージング後、および補償後
のブラッグピーク波長を示すグラフである。

【図８Ｂ】図２のＤＢＲレーザの初期、エージング後、
および補償後の動作特性を示すグラフである。

【図９】ＤＢＲレーザの動作特性に対するエージングに
起因する変化を測定するための装置を示す図である。

【図１０】図９の装置によって測定される反射スペクト
ルを示すグラフである。

【図１１】モノリシック波長可変ＤＢＲレーザの側面図
である。

【図１２】図９の装置を用いて、図１１のＤＢＲレーザ
のブラッグスペクトルを測定するためのプロセスを示す
流れ図である。

【図１３】予め選択された寿命にわたって波長ドリフト
に対する安定性に関して、可変ＤＢＲレーザの適／不適
を判定するためのプロセスを示す流れ図である。

【図１４】いくつかのＤＢＲレーザの場合の同調電流に
対する単分子寄与率のエージングに起因する移り変わり
を示すグラフである。

【図１５】図２に示されるＤＢＲレーザ３０におけるエ
ージングに起因する波長ドリフトを補償する装置を示す
図である。

【図１６】エージングを補償するように新しい動作モー
ドにジャンプするために、図１５の装置によって用いら
れるプロセスのための流れ図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１０月２日（２００１．１０．
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８Ａ】

【図８Ｂ】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者サング−ニージョージチューアメリカ合衆国 07974 ニュージャーシィ，マレイヒル，マレイヒルブウルヴァード 55 (72)発明者エリックジェー．ディーンアメリカ合衆国 18104−8533 ペンシルヴァニア，アレンタウン，レネイプトレイル 365 (72)発明者ジョンエヴァンジョンソンアメリカ合衆国 07974 ニュージャーシィ，ニュープロヴィデンス，チャーンウッドロード 429 (72)発明者レオナードジャン−ピーターケテルセンアメリカ合衆国 08809 ニュージャーシィ，クリントン，ヒルホローコート８ (72)発明者ライミングザングアメリカ合衆国 07746 ニュージャーシィ，マールボロー，カントリークラブレーン 11 Ｆターム(参考） 2G003 AA06 AB00 AC01 AD00 AH00 AH05 5F073 AA12 AA64 AB06 BA01 DA16 EA04 HA04 HA07 HA08 HA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）レーザに
同調電流が供給されているが、レーザを放射していない
間に、前記ＤＢＲレーザのブラッグ回折格子を照明する
ステップと、前記ブラッグ回折格子によって反射される光の部分にお
けるブラッグピークの波長と、前記照明するステップ中
に供給される前記同調電流の値とに応じて、前記ＤＢＲ
レーザ上で、１つの動作を実行するステップとを含むプ
ロセス。
【請求項２】前記照明するステップ中に、入射光を吸
収するために、前記レーザのファブリ・ペロー共振器に
バイアスをかけるステップをさらに含む請求項１に記載
のプロセス。
【請求項３】前記照明するステップは前記ＤＢＲレー
ザに別の電流を供給するステップを含み、前記別の電流
によって、レーザを放射させることなく、前記ＤＢＲレ
ーザから光を自然放出できるようになる請求項１に記載
のプロセス。
【請求項４】前記動作は、前記ＤＢＲレーザにおける
エージングに起因する波長ドリフトを補償するために、
前記同調電流の値を変更するステップを含む請求項１に
記載のプロセス。
【請求項５】前記動作は、前記同調電流の新しい値を
前記同調電流の古い値と関連付ける関数関係を見いだす
ステップを含み、関連付けられた前記新しい値と前記古
い値とは、それぞれ初期の時点および現在の時点で、前
記ブラッグ回折格子によって反射される光において同じ
ブラッグピーク波長を生成することができる請求項１に
記載のプロセス。
【請求項６】前記同調電流の前記古い値の１つに応じ
て、予め生成された前記ＤＢＲレーザの出力波長を選択
するステップと、前記新しい値および前記古い値の１つを関連付ける前記
関数関係に応じて、前記ＤＢＲレーザに前記新しい値の
前記同調電流の１つを適用するステップをさらに含む請
求項５に記載のプロセス。
【請求項７】動作を実行する前記ステップは、前記Ｄ
ＢＲレーザの出力波長が、前記ＤＢＲレーザの選択され
た寿命中に選択された量より大きくシフトすることにな
るか否かを予測する量を決定するステップを含む請求項
１に記載のプロセス。
【請求項８】動作を実行する前記ステップは、前記出
力波長が前記選択された量より大きくシフトすることに
なると予測する前記量の値に応じて、波長ドリフトに対
する安定性に関して適していないと判定されたものとし
て、前記ＤＢＲレーザを選別するステップを含む請求項
７に記載のプロセス。
【請求項９】動作を実行する前記ステップは、前記出
力波長が前記選択された量より大きくシフトしないはず
であると予測する前記量の値に応じて、波長ドリフトに
対する安定性に関して適していると判定されたものとし
て、前記ＤＢＲレーザを選別するステップを含む請求項
７に記載のプロセス。
【請求項１０】前記量は、前記同調電流の値に対する
エージングに起因するシフトと、前記同調電流の値の場
合に前記ブラッグ回折格子によって反射される光におい
て生成されるブラッグピーク波長との間の関係の指標で
ある請求項７に記載のプロセス。
【請求項１１】前記ブラッグ反射器から反射される光
のブラッグピーク波長の値と、前記ＤＢＲレーザに適用
される同調電流の値との間の関係を決定するステップ
と、その後、予め選択された時間の間、前記ＤＢＲレーザの
バーンインを実施するステップとをさらに含み、前記照明する動作は、前記バーンインの後に実行される
請求項７に記載のプロセス。
【請求項１２】前記照明するステップは、自然放出に
よって半導体接合部から照明用の光を生成するステップ
を含む請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】前記照明するステップの前の時点で、
ブラッグピーク波長の値を測定するステップと、前記ブ
ラッグ回折格子が前記測定された値の前記ブラッグピー
ク波長を生成できるようになる前記同調電流の値を測定
するステップとをさらに含む請求項１に記載のプロセ
ス。
【請求項１４】前記ＤＢＲレーザの出力波長を、前記
照明するステップの前の前記時点で前記出力波長を生成
することができる前記同調電流の値に関係付ける、動作
特性の一部を決定するステップをさらに含む請求項１３
に記載のプロセス。
【請求項１５】動作を実行する前記ステップはさら
に、前記ブラッグ回折格子が、前記照明するステップの
時点と、初期の時点とでそれぞれ、同じ波長のピークを
有する反射光を生成できるようにする、前記同調電流の
第１の値と第２の値とを比較するステップを含む請求項
１４に記載のプロセス。
【請求項１６】波長可変ＤＢＲレーザを動作させるた
めのプロセスであって、第１の出力波長で前記ＤＢＲレーザを動作させるステッ
プと、前記ＤＢＲレーザが前記第１の出力波長で動作できるよ
うになる同調電流の値を測定するステップと、前記同調電流の前記測定された値に部分的に基づいて、
前記ＤＢＲレーザを第２の出力波長で動作させることが
できる前記同調電流の新しい値を計算するステップとを
含むプロセス。
【請求項１７】前記計算された新しい値は、エージン
グに起因する波長ドリフトを補償する請求項１６に記載
のプロセス。
【請求項１８】前記計算するステップは、前記同調電
流に対するエージングに起因するシフトを、前記レーザ
の可変ブラッグ反射器のブラッグピーク波長に関係付け
るパラメータを計算するステップを含む請求項１６に記
載のプロセス。
【請求項１９】前記第１および前記第２の出力波長
は、前記ＤＢＲレーザの第１および第２の動作モードに
対応する請求項１６に記載のプロセス。
【請求項２０】前記計算するステップは、前記同調電
流のエージング前の値と、関連するブラッグピーク波長
と、前記同調電流の前記測定された値とを関係付ける１
つあるいは複数の式を解くステップを含む請求項１６に
記載のプロセス。
【請求項２１】同調電流を適用するための電気的端子
を有するＤＢＲレーザと、前記端子に前記同調電流を適用するために接続され、新
しい値の前記同調電流を適用し、前記ＤＢＲレーザが新
しい動作モードにジャンプできるようにすることができ
るコントローラであって、前記コントローラは、前記同
調電流の測定されたジャンプ前の値に部分的に基づい
て、前記新しい値を決定するように構成される、該コン
トローラとを備える装置。
【請求項２２】前記ＤＢＲレーザに適用される前記同
調電流の値を測定し、かつ前記コントローラに前記測定
された値を指示する信号を送信するために接続される電
流測定装置をさらに備える請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】前記レーザコントローラはさらに、前
記レーザからの光学的な帰還に基づいて、エージングに
起因する波長ドリフトに対して前記ＤＢＲレーザを安定
化させるように構成される請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】前記コントローラは、前記新しい値の
決定において、エージングに起因する電流ドリフトを補
償するように構成される請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】ＤＢＲレーザと、前記ＤＢＲレーザの可変ブラッグ回折格子によって反射
される光を受光するように配置されるスペクトルアナラ
イザと、前記スペクトルアナライザからの前記ブラッグ回折格子
の反射スペクトルに関するデータと、前記反射スペクト
ルに関連する同調電流の値に関するデータとを受信する
ために接続されるプロセッサであって、前記プロセッサ
は、ブラッグピーク波長と、前記データからの前記同調
電流の値との間の関数関係を決定するように構成され
る、該プロセッサとを備えるシステム。
【請求項２６】前記ＤＢＲレーザは、広帯域光で前記
ブラッグ回折格子を照明することができる、自然放出光
源および準白色光源のうちの一方を含み、光増幅器セク
ションが、前記ＤＢＲレーザのファブリ・ペロー共振器
の外部に存在する請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】前記プロセッサは、前記ブラッグピー
ク波長と前記同調電流の値との間の関係が所定の寿命内
で変化することになると予測する前記関数関係に応じ
て、廃棄するために前記ＤＢＲレーザを選別するように
プログラミングされる請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】前記プロセッサは、前記ブラッグピー
ク波長と前記同調電流の値との間の関係の変化を示すデ
ータに応じて、選択された出力波長に対応する前記同調
電流の値を変更するようにプログラミングされる請求項
２５に記載のシステム