JP2003283044A - 波長可変半導体レーザの波長制御装置、波長制御方法および波長可変半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多モード発振が生じやすいＤＢＲ構造をも
った半導体レーザにおいて、記憶データの少ない簡略し
たデータベースを用いて高精度でかつ安定性のある波長
制御を実現する。 【解決手段】 フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１への注
入電流ＩｆおよびリアＳＳＧ ＤＢＲ領域３４への注入
電流Ｉｒと発振波長との関係から安定発振する領域を通
る関数または関数を規定するための情報を記憶したデー
タベース２５と、データベース２５の記憶データに基づ
いてフロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１への注入電流Ｉｆ
およびリアＳＳＧ ＤＢＲ領域３４への注入電流Ｉｒを
制御する電源コントローラ２６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、波長分割多重伝
送（ＷＤＭ）などに適用する光通信用デバイスとして用
いられる波長可変半導体レーザの発振波長を制御する波
長可変半導体レーザの波長制御装置、波長制御方法に関
し、さらには波長制御装置が搭載される波長可変半導体
レーザ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバーを利用した光通信システム
において、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：Dense Wave
length Division Multiplexing）方式が行われるように
なってきた。このＤＷＤＭ方式は、異なる複数の波長を
１本の光ファイバに多重化して伝送する方式であり、高
い精度で光の波長を安定化させる必要がある。

【０００３】このＤＷＤＭ方式に用いられる光源として
は、一般に分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feedbac
k）レーザが用いられている。このＤＦＢレーザでは、
一つの波長のみを選択的に反射する回折格子を光増幅領
域に形成している。このため、ＤＦＢレーザを用いる
と、発振モードが安定し、単一波長の半導体レーザが実
現できる。通常、ＷＤＭシステムに用いられる光機器に
おいては、光源を１チャンネル（波長）に１つ用いる
が、ＤＦＢレーザは波長可変領域が小さいために、故障
対策用の予備光源にも、１チャンネルに１つのＤＦＢレ
ーザが必要となるので、システムが高価になるという課
題がある。

【０００４】上記の問題を克服するためには、波長可変
領域が大きいレーザを光源として用いる必要がある。Ｄ
ＢＲ（Distributed Bragg Reflector）半導体レーザ
は、光増幅領域の両側に波長依存性のある回折格子を配
置し、特定の波長のみを選択的に反射させて光増幅領域
で増幅させることにより、１本のピーク波長を持つ発振
光を発生させるものである。その際、両側の回折格子部
への注入電流を変化させることにより数十ｎｍ程度発振
波長を変化させることができる。しかし、反射ピーク間
隔が比較的狭いＤＢＲ構造の半導体レーザでは、両側の
回折格子の反射ピークが一致する波長が隣の波長に飛び
移るモードホッピングや、隣接する発振縦モードの競合
などを原因として、発振モードが不安定になり易いとい
う課題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来は、ス
ペクトルアナライザを用いて発振モードを確認しながら
調整する手法が取られることが多いが、スペクトルアナ
ライザを使用するために、波長調整制御が大がかりとな
り、また装置が大型化する問題がある。

【０００６】また、他の従来技術として、両側の回折格
子部への各注入電流Ｉ１、Ｉ２を変数とした２次元のデ
ータテーブルを作成し、各注入電流Ｉ１、Ｉ２の組み合
わせ毎に発振特性に関するデータ（単一モード発振波長
や不安定発振を示すデータ）を登録し、この登録データ
を用いて波長制御を行うことが知られている。

【０００７】しかしながら、この従来技術においては、
各注入電流Ｉ１、Ｉ２の全ての組み合わせ毎に発振特性
に関するデータを登録しているので、データテーブルの
登録データが多くなって、膨大なメモリ容量が必要とな
る。この結果、装置コストが増大し、光送信モジュール
への収納が可能なほどへの小型化が困難となる。

【０００８】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
記憶データの少ない簡略したデータベースを用いて高精
度でかつ安定性のある波長制御をなし得る波長可変半導
体レーザの波長制御装置、波長制御方法および波長可変
半導体レーザ装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる波長可
変半導体レーザの波長制御装置は、複数の反射ピークを
有する第１及び第２の光反射器とこれら第１及び第２の
光反射器の間に配される活性層領域とを有する波長可変
半導体レーザの発振波長を制御する波長可変半導体レー
ザの波長制御装置において、前記第１の光反射器への注
入電流および第２の光反射器への注入電流と発振波長と
の関係から安定発振する１〜複数の領域を通る関数また
は該関数を規定するための情報を記憶したデータベース
と、上記データベースの記憶データに基づいて目標波長
に対応する前記第１および第２の光反射器への注入電流
値を取得し、該取得した注入電流値を用いて前記第１お
よび第２の光反射器へ注入電流を制御する電源コントロ
ーラとを備えたものである。

【００１０】また、上記データベースは、前記第１の光
反射器への注入電流をＩｆとし、第２の光反射器への注
入電流をＩｒとした場合、下記関数または下記関数を規
定するための定数ａ，ｂ，ｃ，ｄについての１組〜複数
組のデータを有していてもよい。 Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂ Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）² （λ：波長、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ：定数）

【００１１】また、前記半導体レーザは、第１及び第２
の光反射器が異なる格子間隔の周期をもつ不均一グレー
ティングを用いたＤＢＲ構造を有していてもよい。

【００１２】また、前記波長可変半導体レーザは、前記
活性層領域と前記第１または第２の光反射器の間に位相
制御領域を有し、発振モードをモニタする発振モードモ
ニタをさらに備え、前記発振モードモニタの出力に基づ
いて前記位相制御領域への注入電流を制御する発振モー
ド制御回路をさらに備えていてもよい。

【００１３】また、前記発振モードモニタは、発振光の
交流成分に基づき発振モードが単一縦モード発振または
多モード発振の何れであるかを判定するものであっても
よい。

【００１４】また、発振波長をモニタする波長モニタを
さらに備え、前記波長モニタの出力に基づいて前記波長
可変半導体レーザの素子温度または注入電流の制御を行
う波長制御回路をさらに備えていてもよい。

【００１５】また、上記波長モニタは、入力発振光の波
長に応じて透過率が変化する波長フィルタと、この波長
フィルタの透過光を受光する光検出器とを備えていても
よい。

【００１６】また、上記波長モニタは、入力発振光の波
長に応じて透過率が変化する狭帯域の波長フィルタと、
この狭帯域の波長フィルタの透過光を受光する第１の光
検出器と、入力発振光の波長に応じて透過率が変化する
広帯域の波長フィルタと、この広帯域の波長フィルタの
透過光を受光する第２の光検出器とを備えていてもよ
い。

【００１７】また、前記狭帯域の波長フィルタの波長弁
別領域はＩＴＵグリッドに対応し、前記広帯域の波長フ
ィルタの波長弁別領域は半導体レーザの波長可変範囲よ
りも大きくしてもよい。

【００１８】また、上記波長フィルタは、ファブリペロ
ーエタロン、複屈折フィルタ、多層膜フィルタ、ファイ
バーグレーティングの何れかであってもよい。

【００１９】また、発振光の光強度を検出する光強度モ
ニタをさらに備え、前記光強度モニタの検出出力が一定
になるように前記活性層領域への注入電流を制御する光
強度制御回路をさらに備えていてもよい。

【００２０】この発明にかかる波長可変半導体レーザの
波長制御方法は、複数の反射ピークを有する第１及び第
２の光反射器とこれら第１及び第２の光反射器の間に配
される活性層領域および位相制御領域とを有する波長可
変半導体レーザの発振波長を制御する波長可変半導体レ
ーザの波長制御方法において、前記第１の光反射器への
注入電流および第２の光反射器への注入電流と発振波長
との関係から安定発振する１〜複数の領域を通る関数ま
たは該関数を規定するための情報を記憶したデータベー
スの記憶データに基づいて目標波長に対応する前記第１
および第２の光反射器への注入電流値を取得し、該取得
した注入電流値を用いて前記第１および第２の光反射器
へ注入電流を制御する光反射器制御ステップを備えるも
のである。

【００２１】また、前記光反射器制御ステップの後に実
行され、検出した発振モードに基づいて前記位相注入領
域への注入電流を制御する発振モード制御ステップをさ
らに備えていてもよい。

【００２２】また、前記光反射器制御ステップの後に実
行され、検出した発振波長に基づいて前記波長可変半導
体レーザの素子温度または注入電流を制御する波長制御
ステップをさらに備えていてもよい。

【００２３】また、検出した光強度が一定になるように
前記活性層領域への注入電流を制御する光強度制御ステ
ップをさらに備えていてもよい。

【００２４】また、上記データベースは、前記第１の光
反射器への注入電流をＩｆとし、第２の光反射器への注
入電流をＩｒとした場合、下記関数または下記関数を規
定するための定数ａ，ｂ，ｃ，ｄについての１組〜複数
組のデータを有していてもよい。 Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂ Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）² （λ：波長、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ：定数）

【００２５】この発明にかかる波長可変半導体レーザ装
置は、複数の反射ピークを有する第１及び第２の光反射
器とこれら第１及び第２の光反射器の間に配される活性
層領域および位相制御領域とを有する波長可変半導体レ
ーザと、前記第１の光反射器への注入電流および第２の
光反射器への注入電流と発振波長との関係から安定発振
する１〜複数の領域を通る関数または該関数を規定する
ための情報を記憶したデータベースと、発振モードをモ
ニタする発振モードモニタと、上記データベースの記憶
データに基づいて目標波長に対応する前記第１および第
２の光反射器への注入電流値を取得し、該取得した注入
電流値を用いて前記第１および第２の光反射器へ注入電
流を制御する電源コントローラと、前記発振モードモニ
タの出力に基づいて前記位相制御領域への注入電流を制
御する発振モード制御回路とを備えたものである。

【００２６】また、上記データベースは、前記第１の光
反射器への注入電流をＩｆとし、第２の光反射器への注
入電流をＩｒとした場合、下記関数または下記関数を規
定するための定数ａ，ｂ，ｃ，ｄについての１組〜複数
組のデータを有していてもよい。 Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂ Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）² （λ：波長、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ：定数）

【００２７】また、上記波長可変半導体レーザの前面光
出力の光軸上にレーザ光を分岐し、分岐した一方の出力
を前記発振モードモニタに入力する光分岐器をさらに備
えていてもよい。

【００２８】また、前記発振モードモニタは、上記波長
可変半導体レーザの背面光の一部または全てを受光する
ように配置されていてもよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる波長可変半導体レーザの波長制御装置、波
長制御方法および波長可変半導体レーザ装置の好適な実
施の形態を詳細に説明する。

【００３０】図１はこの発明を適用する波長可変半導体
レーザ装置の構成を示すブロック図である。図１に示す
ように、この波長可変半導体レーザ装置は、ＤＢＲ方式
の半導体レーザ１と、半導体レーザ１のチップを一定温
度に温度補償するべく半導体レーザ１のチップに隣接し
て配置されるヒートシンク２およびペルチェ素子３と、
光分岐手段としてのビームスプリッタ４，５，６と、レ
ーザ光の波長を検出する波長モニタ７と、発振モード状
態を検出する発振モードモニタ８と、レーザ光強度を検
出する光強度モニタ９と、半導体レーザ１のチップの温
度をモニタする温度モニタ１０と、半導体レーザ１を制
御する半導体レーザ駆動装置２０とを備えている。

【００３１】半導体レーザ駆動装置２０は、波長モニタ
７の出力に基づきレーザ光の波長を制御する波長制御回
路２１と、発振モードモニタ８の出力に基づきレーザ光
の発振モードを制御する発振モード制御回路２２と、光
強度モニタ９の出力に基づき光強度が一定になるように
制御する光強度制御回路２３と、温度モニタ１０の出力
に基づき半導体レーザ１のチップの温度が一定になるよ
うに制御する温度制御回路２４と、半導体レーザ１を制
御するために必要なパラメータ（ＤＢＲ領域への注入電
流を求めるためのパラメータ）を記憶しているデータベ
ース（ＤＢ）２５と、半導体レーザ１へ電流を注入する
とともにレーザ素子温度を制御する電源コントローラ２
６とを備えている。

【００３２】半導体レーザ１からの出力光は、ビームス
プリッタ４によって分岐され、その一部がモニタ光Ａ１
として取り出される。モニタ光Ａ１は、ビームスプリッ
タ５によって分岐され、その一部が分岐光Ａ２として波
長モニタ７に入力される。残りは、ビームスプリッタ６
に入射されて分岐され、一部が分岐光Ａ３として発振モ
ードモニタ８に入射され、残りが分岐光Ａ４として光強
度モニタ９に入射される。

【００３３】波長モニタ７の出力である波長モニタ信号
は、波長制御回路２１に入力される。発振モードモニタ
８の出力である発振モードモニタ信号は、発振モード制
御回路２２に入力される。光強度モニタ９の出力である
光強度モニタ信号は、光強度制御回路２３に入力され
る。さらに、温度モニタ１０の出力である温度モニタ信
号が温度制御回路２４に入力される。

【００３４】半導体レーザ駆動装置２０においては、デ
ータベース２５からのデータと、波長制御回路２１、発
振モード制御回路２２、光強度制御回路２３および温度
制御回路２４からの各信号とを電源コントローラ２６に
入力する。電源コントローラ２６は、これらの入力信号
に基づいて電源を制御することで、半導体レーザ１への
注入電流、ペルチェ素子３の駆動電流などを制御する。

【００３５】次に、半導体レーザ１、波長モニタ７、発
振モードモニタ８、光強度モニタ９の詳細について説明
する。

【００３６】まず、光源としての半導体レーザ１につい
て説明する。この場合、半導体レーザ１としては、例え
ば超構造グレーティングＤＢＲ半導体レーザ（以下ＳＳ
ＧＤＢＲ-ＬＤと略す Super Structure Grating ＤＢ
Ｒ Laser Diode）を用いる。図２にＳＳＧ ＤＢＲ-ＬＤ
の典型的な構造を示す。

【００３７】図２において、共振器を構成する一方の光
反射器としてのフロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１は、格
子間隔が変化している不均一回折格子（不均一グレーテ
ィング）を光軸方向に多段に並べた構造であり、複数の
反射ピークを有する反射スペクトルを実現することがで
きる。他方の光反射器としてのリアＳＳＧ ＤＢＲ領域
３４は、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１と異なる周期
間隔の回折格子を多段に並べた構造であり、フロントＳ
ＳＧ ＤＢＲ領域３１とは反射ピークの周期が異なる複
数の反射ピークを有する反射スペクトルを実現すること
ができる。すなわち、ＤＢＲ領域３１，３４は、連続的
に格子間隔（周期）が変化している回折格子群(チャー
プドグレーティング)をひとつの単位にして、この回折
格子群を整数回同じ間隔で並べたものであり、基本的に
は、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１とリアＳＳＧ ＤＢ
Ｒ領域３４とで、チャープドグレーティングの並びの周
期を変えることによって、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域
３１とリアＳＳＧ ＤＢＲ領域３４とで、反射ピークの
周期を異ならせている。なお、チャープドグレーティン
グの並びの周期を変えると言うことは、チャープドグレ
ーティング単体の長さを変えることと等価で、単体の反
射特性をキープするために、チャープドグレーティング
（一つの単位）の中の周期変化も合わせて変えることも
ある。

【００３８】フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１とリアＳ
ＳＧ ＤＢＲ領域３４との間には、利得領域である活性
層領域３２と、利得効果を有しない位相制御領域３３が
配置されている。これら各領域３１〜３４には、独立に
電流を注入することができる構造となっている。活性層
領域３２への注入電流をＩａとし、位相制御領域３３へ
の注入電流をＩｐとし、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３
１への注入電流をＩｆとし、リアＳＳＧ ＤＢＲ領域３
４への注入電流をＩｒとする。

【００３９】この半導体レーザ１の動作について説明す
る。活性層領域３２にある閾値以上の駆動電流Ｉａを注
入すると、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１とリアＳＳ
Ｇ ＤＢＲ領域３４との間で共振する光は、活性層領域
３２で増幅され、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１から
出射光が取り出される。

【００４０】このときの発振波長は、図３に示すよう
な、利得特性およびロス特性によって決まる。図３に
は、利得特性４０と、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１
の反射特性（太線）４１と、リアＳＳＧ ＤＢＲ領域３
４の反射特性（点線）４２と、フロントＳＳＧ ＤＢＲ
領域３１とリアＳＳＧ ＤＢＲ領域３４との間の共振器
長によって決まる共振縦モード４３（細線）とが示され
ている。各反射特性および共振縦モードともにピークで
反射率が最大となる。フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１
の反射ピーク４１の周期と、リアＳＳＧ ＤＢＲ領域３
４の反射ピークの周期４２（波長間隔）とは、前述した
ように、僅かに異なるようになっている。

【００４１】利得帯域４０内で、フロントＳＳＧ ＤＢ
Ｒ領域３１の反射ピークとリアＳＳＧ ＤＢＲ領域３４
の反射ピークが一致する波長は、特にＳＳＧモードと呼
ばれ、このＳＳＧモードと共振縦モードが一致する波長
で発振する。図３の場合は、中心付近の波長λ０で、Ｓ
ＳＧモードと共振縦モードが一致しており、この波長λ
０で発振する。

【００４２】それぞれに注入する電流Ｉａ，Ｉｆ，Ｉｒ
と、半導体レーザ１の素子温度Ｔｌｄを変えることで利
得帯域およびＳＳＧモードを調整し、また位相制御領域
３３への注入電流Ｉｐを変えて共振縦モードを変化させ
ることで波長を調節する。

【００４３】図４は、活性層領域３２への注入電流Ｉａ
が一定の条件下でＩｆ，Ｉｒを変化させたときの発振波
長の分布を示したものである。図５は、図４が色によっ
て波長の区分をしており、モノクロ化された状態では説
明の都合上視認が困難なため、図４における波長分布の
波長境界を実線および破線で示したものである。図５に
よって、図４では特に視認困難な左上から右下に延びる
方向への波長境界を破線で示している。

【００４４】図４においては、色が濃くなるにつれて発
振波長が長波長になることを示している。また、図４で
は、視認が困難であるが、図５に示す紙面上で左下から
右上に延びる実線で囲まれた複数の各領域中では、左下
から右上に向けて発振波長が連続的に短波長側に変化し
ている。この連続的変化の境界が図５に示す破線に対応
している。

【００４５】一方、Ｉｆ，Ｉｒのどちらかを一定にし、
他方を連続的に変化させた場合、波長が急激に変化する
点（図４では矩形の小さな白抜きブロックＫとして示さ
れている）が存在する。これは図３で示すフロントＳＳ
Ｇ ＤＢＲ領域３１とリアＳＳＧ ＤＢＲ領域３４の反射
特性が波長に対して変化していることに起因する。すな
わちこれは、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１とリアＳ
ＳＧ ＤＢＲ領域３４の反射特性４１，４２のどちらか
一方のみが変化させていくと、バーニア効果により隣の
反射ピークにＳＳＧモードが移り、大きく波長が跳ぶモ
ードホッピングを原因としている。

【００４６】図６（ａ）に、一例として、波長が急激に
変化する電流条件（図４および５中Ａ点：Ｉｆ＝１３．
８ｍＡ，Ｉｒ＝１７ｍＡ）で測定した発振スペクトルを
示す。また、図６（ｂ）に、それ以外の電流条件（図４
および５中Ｂ点：Ｉｆ＝１８ｍＡ，Ｉｒ＝１７ｍＡ）で
測定した発振スペクトルを示す。なお、Ｂ点は、図５に
おいて、実線と破線で囲まれた１つの鱗状の領域の中央
付近を選択している。

【００４７】図６（ａ）に示すように、Ａ点では異なる
２つの波長で発振が生じ、多モード発振となっている。
尚、この２つの波長での発振は２つ共が常時発振してい
るわけではなく、時間軸上では不定期にどちらかが発振
している状態である。これは上述の隣接したＳＳＧモー
ド同士の競合が原因であり、ゆえに発振が不安定になっ
ている。それに対して、鱗状の領域の中央付近を選択し
ているＢ点では、図６（ｂ）に示すように、単一縦モー
ド発振が得られている。

【００４８】一方、ＳＳＧモードの競合以外にも不安定
発振になる場合がある。すなわち、図４および図５にお
いて、左下から右上に連続的にＩｆ，Ｉｒを変化させた
場合にも波長が少し跳ぶ。これは発振縦モードが隣接し
たモードに移ったことを示しており、この場合にも発振
が不安定になる。

【００４９】これら２種類のモード跳びについてまとめ
ると、前述した複数の鱗状の領域の中心部分は、安定し
て単一縦モードが発振している領域となり、その境界部
分（図５の実線および破線の近傍領域）は発振が不安定
になることが判る。本発明は、このような考察に基づい
てなされたものであり、データベース２５に安定発振す
る条件のみを抽出可能な所定の関数を設定し、この関数
を規定するための定数値を発振波長に対応して記憶する
ようにする。その詳細は、後述する。

【００５０】次に波長モニタ７について説明する。波長
モニタ７は、入力光の波長を弁別し、波長に応じて変化
する波長モニタ信号を出力する装置であり、例えば波長
フィルタと光検出器とで構成される。波長フィルタは、
入力光波長に応じて透過率を変える特性を有している。
波長フィルタとしては、例えばファブリペローエタロン
や、複屈折フィルタ、薄膜フィルタ、ファイバーグレー
ティング等を用いる。波長フィルタの入力光波長に応じ
て透過率を変える特性を利用して、波長フィルタで波長
情報を強度情報に変換する。そして、光検出器で波長フ
ィルタからの光信号を電気信号に変換することにより、
波長に応じた強度の電気信号を得ることができる。

【００５１】今、安定化させたい半導体レーザ１の発振
目標波長をλｃとする。もし発振波長がΔλずれた場
合、それに応じて波長モニタ信号の強度が増減する。こ
の増減をモニタすることにより波長変動量を検出するこ
とができる。したがって、波長制御回路２１で、波長モ
ニタ信号が目標波長λｃの時の強度になるように注入電
流Ｉｐ、Ｉａ、Ｉｆ、Ｉｒのいずれかもしくは素子温度
Ｔｌｄを調節することにより波長を目標波長λｃへ安定
化できる。

【００５２】つぎに、発振モードモニタ８について説明
する。発振モードモニタ８は、発振モード状態に応じて
単一縦モード発振をしているかもしくは多モード発振を
しているかを判別し、該判別結果を示す発振モードモニ
タ信号を出力する。発振モードモニタ８としては、例え
ば、入力光の直流成分を除いた交流成分のみを検知する
ことができる光検出器を用いる。モード競合等により発
振モードが不安定になると、強度雑音が増加するため、
前記光検出器からの出力は多モード発振になると増加
し、単一縦モード発振になると減少する傾向をもつ。光
検出器の出力信号に対して閾値を設定し、閾値以上であ
れば多モード発振、閾値以下であれば単一縦モード発振
という判断をする。発振モード制御回路２２は、発振モ
ードモニタ信号を元に半導体レーザ１への注入電流Ｉｐ
を制御することにより発振モードを安定化させる。

【００５３】次に、光強度モニタ９について説明する。
光強度モニタ９は、レーザ光の強度変化に応じた信号を
光強度モニタ信号として出力する。構成としては、例え
ば光検出器があげられる。光検出器は入力光強度が増加
すると出力信号が増加し、入力光強度が減少すると出力
信号が減少する特性をもつ。従ってこの信号をモニタす
ることにより、レーザ光強度変化を検出することができ
る。光強度制御回路２３では、光強度モニタ信号が一定
になるように活性層領域３２への注入電流Ｉａを制御す
ることにより、レーザ光強度を所望の値に一定に安定化
できる。

【００５４】半導体レーザ駆動装置２０は、波長モニタ
信号、発振モードモニタ信号、レーザ光強度モニタ信号
および温度モニタ信号を元に、半導体レーザ１への注入
電流（Ｉａ，Ｉｆ，Ｉｒ，Ｉｐ）を制御するとともに、
ペルチェ素子３を制御して素子温度（Ｔｌｄ）を制御す
る。オペレータは、半導体レーザ駆動装置に安定化させ
たい目標波長とレーザ光強度を入力するだけで自動的
に、目標波長と目標強度に調整されて単一縦モードで発
振する。

【００５５】次に波長同調動作について説明する。な
お、レーザ光強度は上記のレーザ光強度モニタ信号を元
に、光強度制御回路２３によってあらかじめ設定された
目標強度に安定化されているものとする。図７は、図１
に示される波長可変半導体レーザ装置の波長同調動作を
示すフローチャートであり、このフローチャートに従っ
て動作を説明する。

【００５６】最初に、本発明の要部をなすデータベース
２５について説明する。ＩｆとＩｒを設定する際に不安
定モード発振を回避することが必要条件としてあげられ
るが、単純に図４のような電流マップを全てデータベー
スとして記録すると、図中の単一縦モード発振領域に設
定できるが、データ容量が膨大になってしまう。

【００５７】そこで、図８に示すように、左下から右上
に延びる実線で囲まれた複数の領域中のほぼ真ん中に位
置するようにラインＬ１〜Ｌ４を設定し、このラインＬ
１〜４上に乗るような条件下でのＩｆとＩｒと波長の関
係式を導入することによってＳＳＧモードの遷移領域へ
の移行を回避するとともに、記憶データ量を大幅に削減
する。また、できるだけ、遷移領域から離れた中央付近
を選択することによって、レーザ素子の経年変化にも強
い波長制御を実現する。

【００５８】まず、図８に示すように、ＳＳＧモードの
遷移領域（図８中の実線で示される波長境界領域）から
離れて、安定した発振モードが得られるＩｆとＩｒとの
関係を求める。

【００５９】この作業はフロントＤＢＲ領域３１とリア
ＤＢＲ領域３４の反射モードであるＳＳＧモードのうち
の１本を選択していることに相当している（図３中のフ
ロントＤＢＲ領域３１の反射特性（太線）４１と、リア
ＤＢＲ領域３４の反射特性（点線）４２の重なる条件を
決めている）。その関係は直線となり、Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ
＋ｂの式で表される（ａ，ｂは定数）。例えば、ライン
Ｌ１でのＩｆとＩｒとの関係はＩｒ＝０．８×Ｉｆ＋
２．０となり、あるＩｆが与えられたときにこの式を満
たすＩｒを設定すればよい。ラインＬ２〜Ｌ４について
も同様である。

【００６０】次に、図９に、各ラインＬ１〜Ｌ４上のＩ
ｆと波長の関係を示す。各ラインＬ１〜Ｌ４上での波長
λとＩｆとの関係をＩｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）²の曲線でフ
ィッティングすることによって求める（ｃ，ｄは定
数）。

【００６１】従って、目標波長λｃに設定したい場合、
まず目標波長がどのライン上にあるか選択し、選択した
ライン上において、 Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂ …式（１） Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）＾２ …式（２） を満たすＩｆ，Ｉｒを求め、該求めたＩｆ，Ｉｒを印加
する。データベース２５には、各ラインＬ１〜Ｌ４につ
いて、 各ラインＬ１〜Ｌ４の選択可能な波長範囲 式（１）の定数ａ，ｂ 式（２）の定数ｃ，ｄ を記憶しておくだけでよい。なお、上記式（２）は、Ｉ
ｒと波長の関係を用いてもよい。また、データベース２
５に、上記定数ａ，ｂ，ｃ，ｄが規定された式（１）お
よび式（２）の関数自体を発振波長に対応して記憶する
ようにしてもよい。

【００６２】ただし、このようなＩｆ，Ｉｒの設定のみ
では、図８に実線で示す遷移領域から離れた波長制御は
可能となるが、まだ図８に破線で示す遷移領域への移行
が想定される。このため、上記のＩｆ，Ｉｒの設定のみ
では、目標波長に高精度に安定化まではされず、後述の
Ｉｐ制御による発振縦モードの安定化および波長モニタ
による波長安定化（素子温度Ｔｌｄ制御など）が必要に
なる。

【００６３】つぎに、図７および図１０に示すフローチ
ャートに従って、上記データベース２５を用いた波長同
調手順を説明する。

【００６４】まず、オペレータは安定化させたい目標波
長λｃの波長を半導体レーザ駆動装置２０に入力する
（ステップ１００）。具体的には、図示しない入力装置
を介してオペレータが電源コントローラ２６に入力す
る。

【００６５】つぎに、半導体レーザ駆動装置２０内の電
源コントローラ２６ではデータベース２５を参照して、
Ｉｆ，Ｉｒを求め、該求めたＩｆ，Ｉｒを半導体レーザ
１のフロントＳＳＧ ＤＢＲ領域３１，リアＳＳＧ ＤＢ
Ｒ領域３４に注入し、発振波長を目標波長λｃ付近に到
達させる（ステップ１１０）。

【００６６】図１０のフローチャートに、ステップ１１
０で行うＤＢＲ領域印加電流処理を示す。まず、目標設
定波長λｃが入力されると（ステップ２００）、ステッ
プ２１０、２３０、２５０、２７０でのライン判断処理
によって、データベース２５を参照して目標波長λｃが
どのライン上にあるかを判断する。

【００６７】目標波長λｃがλ１≦λｃ≦λ２の範囲に
あると（ステップ２１０）、１つのラインについての前
記関係式（１）（２）を用いてＩｆ，Ｉｒが求められる
（ステップ２２０）。すなわち、選択されたラインで設
定されている定数ａ，ｂ，ｃ，ｄをデータベース２５か
ら読み込み、式（１）および式（２）を用いてＩｆ，Ｉ
ｒを決定する。

【００６８】目標波長λｃがλ２＜λｃ≦λ３の範囲に
あると（ステップ２３０）、別のラインについての前記
関係式（１）（２）を用いてＩｆ，Ｉｒが求められる
（ステップ２４０）。目標波長λｃがλ３＜λｃ≦λ４
の範囲にあると（ステップ２５０）、別のラインについ
ての前記関係式（１）（２）を用いてＩｆ，Ｉｒが求め
られる（ステップ２６０）。目標波長λｃがλ４＜λｃ
≦λ５の範囲にあると（ステップ２７０）、別のライン
についての前記関係式（１）（２）を用いてＩｆ，Ｉｒ
が求められる（ステップ２８０）。

【００６９】もし全てのライン上の波長に当てはまらな
い場合は、その半導体レーザ１の発振波長外であること
を示し、エラー表示を行う（ステップ２９０）。

【００７０】この場合、ステップ２１０では、目標波長
λｃの選択範囲をλ１≦λｃ≦λ２とし、ステップ２３
０では、目標波長の選択範囲をλ２＜λｃ≦λ３とし、
ステップ２５０では、目標波長の選択範囲をλ３＜λｃ
≦λ４とし、ステップ２７０では、目標波長の選択範囲
をλ４＜λｃ≦λ５とすることで、各ステップで目標波
長の選択範囲が重ならないようにするとともに、各ステ
ップ２１０，２３０，２５０，２７０で条件が成立した
場合、一つのラインを選択して、選択した１つのライン
についての関係式（１）（２）を用いてＩｆ，Ｉｒを求
めるようにしているので、目標波長λｃが半導体レーザ
１の発振可能な波長範囲λ１≦λｃ≦λ５の中であれ
ば、唯一のラインが選択されることとなる。

【００７１】なお、上記唯一のライン選択に当たって、
注入電流が大きいほうのラインを選ぶようにすれば、電
流が大きくなる欠点がある反面、より安定な波長制御を
なし得る。これは、図４，図５から判るように、電流値
Ｉｆ，Ｉｒが大きなほうが、前述した鱗状の領域の大き
さが大きくなり、ライン上の点が遷移領域からより遠ざ
かるからである。

【００７２】つぎに、図７のステップ１２０の発振モー
ドモニタ処理について説明する。発振モード制御回路２
２は、発振モードモニタ８からの信号を参照し（ステッ
プ１２０）、今発振しているモードが単一か多モード発
振をしているかを判断する（ステップ１３０）。発振モ
ードが安定な場合は、発振モードモニタ８からの信号強
度は低く、逆に発振モードが不安定な場合には信号強度
が大きくなる。そこで、発振モード制御回路２２は、予
め設定しておいた基準値と比較し、信号が基準値以下な
ら手順をつぎのステップ１５０に移行させ、閾値以上の
多モード発振をしている場合は、閾値以下になるまで位
相制御領域３３への注入電流Ｉｐを０から増加させるこ
とによって発振モードを微調整して、安定化させる（ス
テップ１４０）。なお、先のステップ１１０でのＤＢＲ
領域印加電流処理において最適なＩｆおよびＩｒを選択
しているため、ＳＳＧモードの競合による不安定モード
発振は考慮しなくてもよく、従ってこのステップ１４０
での処理で、ＩｆおよびＩｒを調節する必要はない。こ
の制御により、各ラインＬ１〜Ｌ４上で、発振モードを
遷移領域から移行させて、発振モードを安定化させるこ
とができる。

【００７３】つぎに、波長制御回路２１は、波長モニタ
７からの波長モニタ信号を元に目標波長λｃからのずれ
量を検出する（ステップ１５０、１６０）。波長制御回
路２１は、この波長ずれ量が予め規定された閾値（発振
波長確度）よりも大きい場合は、電源コントローラ２６
を介してペルチェ素子３を駆動して温度モニタ１０によ
って半導体レーザ近傍の温度をモニタしながら素子温度
Ｔｌｄを調節することによって目標波長λｃに安定化さ
せる（ステップ１７０）。また、波長制御回路２１は、
前記波長ずれ量が発振波長確度よりも小さい場合には、
目標波長に安定した旨を表示する。

【００７４】なお、この場合、波長モニタ７の出力に基
づく波長制御においては、素子温度Ｔｌｄのみの制御に
よって波長の微調整を行うようにしている。これは、こ
のステップ１５０〜１７０の段階で、注入電流Ｉｐ、Ｉ
ａ、Ｉｆ、Ｉｒのいずれかを制御して波長制御を行う
と、先のステップ１１０、１４０で調整されたＩｐ、Ｉ
ｆ、Ｉｒが変化して、発振モードなどにも悪影響を及ぼ
すことを考慮したからである。

【００７５】なお、本半導体レーザ装置が動作中の間
は、ステップ１２０〜ステップ１８０までの手順が繰り
返し実行されている。

【００７６】このように実施の形態によれば、ＳＳＧモ
ード競合による不安定モード発振を回避するようなＩ
ｆ，Ｉｒの関係式Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂと、そのときのＩ
ｆと波長の関係式Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）²を導き、これ
ら関係式の定数ａ、ｂ、ｃ、ｄまたは関係式自体を発振
波長範囲に対応付けて記憶した簡略化したデータベース
を用いたため、安定な単一縦モード発振を得るための波
長同調を行う際のデータベースの記憶容量が大幅に削減
され、装置の小型化およびコストダウンに寄与する。

【００７７】また、波長同調動作において、発振モード
モニタ８の出力を用いて位相制御領域３３への注入電流
Ｉｐを制御することで、Ｉｆ、Ｉｒの制御によって選択
されたライン上での遷移領域への移行を回避するように
したので、単一縦モードでの発信が高精度に安定され
る。また、波長同調動作において、波長モニタ７を用い
て素子温度Ｔｌｄを調節したため、他の制御パラメータ
である半導体レーザ１への注入電流Ｉｐ、Ｉｆ、Ｉｒな
どに影響を与えることなく高精度に発振波長を安定化で
きるという効果を奏する。

【００７８】つぎに、図１１〜図１３を用いて、図１の
レーザ装置に用いる波長モニタ７の他の構成例について
説明する。図１１に示す波長モニタ７は、入力発振光
（モニタ光）の波長に応じて透過率が変化する狭帯域波
長フィルタ５０と、この狭帯域波長フィルタ５０の透過
光を受光する光検出器５１と、入力発振光の波長に応じ
て透過率が変化する広帯域波長フィルタ５２と、この広
帯域波長フィルタ５２の透過光を受光する光検出器５３
とを備えている。

【００７９】すなわち、各波長フィルタ５０，５２で、
波長情報を強度情報に変換し、各光検出器５１，５３
で、波長フィルタ５０，５２からの光信号を電気信号に
変換することにより、波長に応じた強度の電気信号を得
ることができる図１２は、狭帯域波長フィルタ５０の波
長特性と広帯域波長フィルタ５２の波長特性を示すもの
である。Δλｌｄは半導体レーザの波長可変領域であ
り、Δλｆ１は広帯域波長フィルタ５２の波長弁別領域
であり、Δλｆ２は狭帯域波長フィルタ５０の波長弁別
領域である。また、ＩＴＵグリッドの各波長（チャネ
ル）間隔を狭帯域波長フィルタ５０の波長弁別領域の２
倍（２×λｆ２）に等しく設定している。ＩＴＵグリッ
ドは、国際電気通信連合（International Telecommunic
ation Union）で指定された特定の波長領域、例えば１
５５０ｎｍのウインドウでの近接した間隔の波長セット
であり、例えば１００ＧＨＺ間隔の場合は、約０．８ｎ
ｍの波長間隔に相当する。

【００８０】この種のＳＳＧ ＤＢＲ-ＬＤでは、通常の
半導体レーザに比べ、波長可変領域（Δλｌｄ）が、３
０ｎｍ〜４０ｎｍと、広い。狭帯域波長フィルタ５０
は、波長変化に対する信号強度変化が大きく、波長を高
精度に検出できる利点があるが、狭帯域波長フィルタ５
０の波長弁別領域（Δλｆ２）は狭いので、狭帯域波長
フィルタ５０のみでは、半導体レーザの波長可変領域
（Δλｌｄ）を全てカバーすることができず、絶対波長
を検出することができない。そこで、半導体レーザの波
長可変領域（Δλｌｄ）の全体は、Δλｌｄより広い波
長弁別領域（Δλｆ１）をもつ広帯域波長フィルタ５２
によってカバーすることで、どのグリッドに位置してい
るか、すなわち発振波長の絶対波長を検出するようにし
ている。

【００８１】狭帯域波長フィルタの一方のスロープの特
性のみを利用する場合は、 ＩＴＵグリッドの波長間隔＝２×Δλｆ２ ２×Δλｆ２＜Δλｌｄ＜Δλｆ１ の関係が成立するように、各波長フィルタ５０，５２の
波長特性を設定する。

【００８２】また、狭帯域波長フィルタの両方のスロー
プの特性を利用する場合は、 ＩＴＵグリッドの波長間隔＝Δλｆ２ ２×Δλｆ２＜Δλｌｄ＜Δλｆ１ の関係が成立するように、各波長フィルタ５０，５２の
波長特性を設定する。

【００８３】図１３を用いて図１１の波長モニタ７を用
いた波長制御動作を説明する。まず、図１の波長制御回
路２１は、広帯域波長フィルタ５２側の光検出器５３の
出力を取得し（ステップ３００）、この出力に基づいて
目標波長λｃに到達しているか否かを判定する（ステッ
プ３１０）。目標波長λｃに到達していない場合は、電
源コントローラ２６を介してペルチェ素子３を駆動して
素子温度Ｔｌｄを調節することによって目標波長λｃに
安定化させる（ステップ３２０）。

【００８４】また、ステップ３１０の判定で目標波長λ
ｃに到達していることが検出されると、波長制御回路２
１は、狭帯域波長フィルタ５０側の光検出器５１の出力
を取得し（ステップ３３０）、この出力に基づいて目標
波長λｃで安定しているか否かを判定する（ステップ３
４０）。波長制御回路２１は、波長ずれ量が予め規定さ
れた発振波長確度よりも大きい場合は、電源コントロー
ラ２６を介してペルチェ素子３を駆動して素子温度Ｔｌ
ｄを調節することによって目標波長λｃに安定化させる
（ステップ３５０）。

【００８５】このように、図１１に示す波長モニタ７に
おいては、広帯域波長フィルタ５２側の出力に基づいて
発振波長の粗調整を行い、その後、狭帯域波長フィルタ
５０側の出力に基づいて発振波長の微調整を行うこと
で、半導体レーザの波長可変領域が大きな場合でも、高
精度の波長制御を行えるようにしている。

【００８６】なお、上記の実施の形態では半導体レーザ
１にＳＳＧ ＤＢＲ−ＬＤを用いるようにしたが、他の
ＳＧ−ＤＢＲ ＬＤ（サンプルド回折格子 Sampled Gra
tingＤＢＲ）構造をもつようなＬＤにも本発明を適用す
ることができる。この場合にも、上記と同様の効果が得
られる。このＳＧ−ＤＢＲ ＬＤは、同じ周期の回折格
子のある領域と回折格子のない領域を一つの単位とし
て、これを整数回並べたものであり、「回折格子のある
領域」＋「ない領域」の並びが同じ間隔で並んでいる。
ＳＧ−ＤＢＲ ＬＤの場合も、基本的に、フロントＳＳ
Ｇ ＤＢＲ領域とリアＳＳＧ ＤＢＲ領域とで、並びの周
期を変えることによって、フロントＳＳＧ ＤＢＲ領域
とリアＳＳＧ ＤＢＲ領域との反射ピークの周期を異な
らせている。このＳＧ−ＤＢＲ ＬＤの場合、ＳＳＧ-Ｄ
ＢＲと違ってグレーティングのない領域の距離を変える
ことによって、上記反射ピークの周期の違いを達成でき
るため、グレーティング単体の周期は変えなくても済
む。なお、グレーティング単体の周期を変えることによ
って、上記反射ピークの周期の違いを実現するようにし
てもよい。

【００８７】また、上記各実施の形態では半導体レーザ
１からの前面出力光の一部をモニタ光として波長モニタ
７、発振モードモニタ８および光強度モニタ９に入力し
ているが、半導体レーザ１の背面から出力される微量の
発振光をモニタ光として用いても良い。その場合、前面
光出力を減らすことなく外部出力信号として用いること
ができる。さらにビームスプリッタ４は不要となり、構
成が簡略化される。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
波長可変半導体レーザの波長制御装置によれば、データ
ベースに安定発振する条件のみを抽出可能な所定の関数
を設定し、この関数を用いて共振器を構成する第１及び
第２の光反射器への注入電流を制御するようにしてお
り、これにより記憶データの少ない簡略したデータベー
スを用いて高精度でかつ安定性のある波長制御を実現で
きる。

【００８９】つぎの発明にかかる波長可変半導体レーザ
の波長制御方法によれば、安定発振する条件のみを抽出
可能な所定の関数が記憶されたデータベースを用いて共
振器を構成する第１及び第２の光反射器への注入電流を
制御するようにしており、これにより記憶データの少な
い簡略したデータベースを用いて高精度でかつ安定性の
ある波長制御を実現できる。

【００９０】つぎの発明にかかる波長可変半導体レーザ
装置によれば、簡略化されたデータベースの記憶データ
を用いて共振器を構成する第１及び第２の光反射器への
注入電流を制御するとともに、発振モードモニタの出力
に基づいて位相注入領域への注入電流を制御するように
しているので、記憶データの少ない簡略したデータベー
スを用いてより高精度でかつ安定性のある波長制御を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態を適用する波長可変半
導体レーザ装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 ＳＳＧ ＤＢＲ ＬＤの構成を示す断面図であ
る。

【図３】 ＳＳＧ ＤＢＲ ＬＤの各領域での利得または
ロスの波長特性示す図である。

【図４】 ＳＳＧ ＤＢＲ ＬＤにおける発振波長のＩ
ｆ，Ｉｒ特性を示す図である。

【図５】 図４の発振波長のＩｆ，Ｉｒ特性の波長境界
領域を明確にした図である。

【図６】 ＳＳＧ ＤＢＲ ＬＤにおける単一縦モードと
不安定モード発振の波長スペクトルを示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態による波長可変半導体
レーザの波長同調手順を示すフローチャートである。

【図８】 データベースに用いられる関数を説明するた
めの図である。

【図９】 ＳＳＧ ＤＢＲ ＬＤにおける発振波長のＩｆ
特性を示す図である。

【図１０】 波長同調手順におけるＩｆとＩｒとを決定
する手順を示すフローチャートである。

【図１１】 波長モニタの他の形態を示すブロック図で
ある。

【図１２】 図１１の波長モニタに用いられる広帯域波
長フィルタ及び狭帯域波長フィルタの波長特性を示す図
である。

【図１３】 図１１の波長モニタを用いた波長制御の手
順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ、２ ヒートシンク、３ ペルチェ素
子、４，５，６ ビームスプリッタ、７ 波長モニタ、
８ 発振モードモニタ、９ 光強度モニタ、１０ 温度
モニタ、２０ 半導体レーザ駆動装置、２１ 波長制御
回路、２２ 発振モード制御回路、２３ 光強度制御回
路、２４ 温度制御回路、２５ データベース、２６
電源コントローラ、３１ フロントＳＳＧ ＤＢＲ領
域、３２活性層領域、３３ 位相制御領域、３４ リア
ＳＳＧ ＤＢＲ領域、５０ 狭帯域波長フィルタ、５
１，５３ 光検出器、５２ 広帯域波長フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 明宏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 平野 嘉仁 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 西村 哲也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 後藤田 光伸 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小蒲 哲夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 武本 彰 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 西村 隆司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 山下 純一郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA65 AB21 AB25 BA02 EA03 GA12 GA13 GA18 GA23

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の反射ピークを有する第１及び第２
   の光反射器とこれら第１及び第２の光反射器の間に配さ
   れる活性層領域とを有する波長可変半導体レーザの発振
   波長を制御する波長可変半導体レーザの波長制御装置に
   おいて、 前記第１の光反射器への注入電流および第２の光反射器
   への注入電流と発振波長との関係から安定発振する１〜
   複数の領域を通る関数または該関数を規定するための情
   報を記憶したデータベースと、 上記データベースの記憶データに基づいて目標波長に対
   応する前記第１および第２の光反射器への注入電流値を
   取得し、該取得した注入電流値を用いて前記第１および
   第２の光反射器へ注入電流を制御する電源コントローラ
   と、 を備えたことを特徴とする波長可変半導体レーザの波長
   制御装置。
2. 【請求項２】 上記データベースは、前記第１の光反射
   器への注入電流をＩｆとし、第２の光反射器への注入電
   流をＩｒとした場合、下記関数または下記関数を規定す
   るための定数ａ，ｂ，ｃ，ｄについての１組〜複数組の
   データを有していることを特徴とする請求項１に記載の
   波長可変半導体レーザの波長制御装置。 Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂ Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）² （λ：波長、ａ，ｂ，ｃ，
   ｄ：定数）
3. 【請求項３】 前記波長可変半導体レーザは、第１及び
   第２の光反射器が異なる格子間隔の周期をもつ不均一グ
   レーティングを用いたＤＢＲ構造を有したことを特徴と
   する請求項１または２に記載の波長可変半導体レーザの
   波長制御装置。
4. 【請求項４】 前記波長可変半導体レーザは、前記活性
   層領域と前記第１または第２の光反射器の間に位相制御
   領域を有し、 発振モードをモニタする発振モードモニタをさらに備
   え、 前記発振モードモニタの出力に基づいて前記位相制御領
   域への注入電流を制御する発振モード制御回路をさらに
   備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記
   載の波長可変半導体レーザの波長制御装置。
5. 【請求項５】 前記発振モードモニタは、発振光の交流
   成分に基づき発振モードが単一縦モード発振または多モ
   ード発振の何れであるかを判定することを特徴とする請
   求項４に記載の波長可変半導体レーザの波長制御装置。
6. 【請求項６】 発振波長をモニタする波長モニタをさら
   に備え、 前記波長モニタの出力に基づいて前記波長可変半導体レ
   ーザの素子温度または注入電流の制御を行う波長制御回
   路をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５の何れ
   か一つに記載の波長可変半導体レーザの波長制御装置。
7. 【請求項７】 上記波長モニタは、 入力発振光の波長に応じて透過率が変化する波長フィル
   タと、 この波長フィルタの透過光を受光する光検出器と、 を備えることを特徴とする請求項６に記載の波長可変半
   導体レーザの波長制御装置。
8. 【請求項８】 上記波長モニタは、 入力発振光の波長に応じて透過率が変化する狭帯域の波
   長フィルタと、 この狭帯域の波長フィルタの透過光を受光する第１の光
   検出器と、 入力発振光の波長に応じて透過率が変化する広帯域の波
   長フィルタと、 この広帯域の波長フィルタの透過光を受光する第２の光
   検出器と、 を備えることを特徴とする請求項６に記載の波長可変半
   導体レーザの波長制御装置。
9. 【請求項９】 前記狭帯域の波長フィルタの波長弁別領
   域はＩＴＵグリッドに対応し、 前記広帯域の波長フィルタの波長弁別領域は半導体レー
   ザの波長可変範囲よりも大きいことを特徴とする請求項
   ８に記載の波長可変半導体レーザの波長制御装置。
10. 【請求項１０】 上記波長フィルタは、ファブリペロー
    エタロン、複屈折フィルタ、多層膜フィルタ、ファイバ
    ーグレーティングの何れかであることを特徴とする請求
    項７〜９の何れか一つに記載の波長可変半導体レーザの
    波長制御装置。
11. 【請求項１１】 発振光の光強度を検出する光強度モニ
    タをさらに備え、 前記光強度モニタの検出出力が一定になるように前記活
    性層領域への注入電流を制御する光強度制御回路をさら
    に備えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一つ
    に記載の波長可変半導体レーザの波長制御装置。
12. 【請求項１２】 複数の反射ピークを有する第１及び第
    ２の光反射器とこれら第１及び第２の光反射器の間に配
    される活性層領域および位相制御領域とを有する波長可
    変半導体レーザの発振波長を制御する波長可変半導体レ
    ーザの波長制御方法において、 前記第１の光反射器への注入電流および第２の光反射器
    への注入電流と発振波長との関係から安定発振する１〜
    複数の領域を通る関数または該関数を規定するための情
    報を記憶したデータベースの記憶データに基づいて目標
    波長に対応する前記第１および第２の光反射器への注入
    電流値を取得し、該取得した注入電流値を用いて前記第
    １および第２の光反射器へ注入電流を制御する光反射器
    制御ステップを備えたことを特徴とする波長可変半導体
    レーザの波長制御方法。
13. 【請求項１３】 前記光反射器制御ステップの後に実行
    され、検出した発振モードに基づいて前記位相制御領域
    への注入電流を制御する発振モード制御ステップをさら
    に備えることを特徴とする請求項１２に記載の波長可変
    半導体レーザの波長制御方法。
14. 【請求項１４】 前記光反射器制御ステップの後に実行
    され、検出した発振波長に基づいて前記波長可変半導体
    レーザの素子温度または注入電流を制御する波長制御ス
    テップをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記
    載の波長可変半導体レーザの波長制御方法。
15. 【請求項１５】 検出した光強度が一定になるように前
    記活性層領域への注入電流を制御する光強度制御ステッ
    プをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の
    波長可変半導体レーザの波長制御方法。
16. 【請求項１６】 上記データベースは、前記第１の光反
    射器への注入電流をＩｆとし、第２の光反射器への注入
    電流をＩｒとした場合、下記関数または下記関数を規定
    するための定数ａ，ｂ，ｃ，ｄについての１組〜複数組
    のデータを有していることを特徴とする請求項１２〜１
    ５の何れか一つに記載の波長可変半導体レーザの波長制
    御方法。 Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂ Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）² （λ：波長、ａ，ｂ，ｃ，
    ｄ：定数）
17. 【請求項１７】 複数の反射ピークを有する第１及び第
    ２の光反射器とこれら第１及び第２の光反射器の間に配
    される活性層領域および位相制御領域とを有する波長可
    変半導体レーザと、 前記第１の光反射器への注入電流および第２の光反射器
    への注入電流と発振波長との関係から安定発振する１〜
    複数の領域を通る関数または該関数を規定するための情
    報を記憶したデータベースと、 発振モードをモニタする発振モードモニタと、上記デー
    タベースの記憶データに基づいて目標波長に対応する前
    記第１および第２の光反射器への注入電流値を取得し、
    該取得した注入電流値を用いて前記第１および第２の光
    反射器へ注入電流を制御する電源コントローラと、 前記発振モードモニタの出力に基づいて前記位相制御領
    域への注入電流を制御する発振モード制御回路と、 を備えたことを特徴とする波長可変半導体レーザ装置。
18. 【請求項１８】 上記データベースは、前記第１の光反
    射器への注入電流をＩｆとし、第２の光反射器への注入
    電流をＩｒとした場合、下記関数または下記関数を規定
    するための定数ａ，ｂ，ｃ，ｄについての１組〜複数組
    のデータを有していることを特徴とする請求項１７に記
    載の波長可変半導体レーザ装置。 Ｉｒ＝ａ×Ｉｆ＋ｂ Ｉｆ＝（ｃ×λ＋ｄ）² （λ：波長、ａ，ｂ，ｃ，
    ｄ：定数）
19. 【請求項１９】 上記波長可変半導体レーザの前面光出
    力の光軸上にレーザ光を分岐し、分岐した一方の出力を
    前記発振モードモニタに入力する光分岐器をさらに備え
    ることを特徴とする請求項１７または１８に記載の波長
    可変半導体レーザ装置。
20. 【請求項２０】 前記発振モードモニタは、上記波長可
    変半導体レーザの背面光の一部または全てを受光するよ
    うに配置されることを特徴とする請求項１７または１８
    に記載の波長可変半導体レーザ装置。