JP2003298177A - 光源装置の制御方法 - Google Patents

光源装置の制御方法

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JP2003298177A JP2002097223A JP2002097223A JP2003298177A JP 2003298177 A JP2003298177 A JP 2003298177A JP 2002097223 A JP2002097223 A JP 2002097223A JP 2002097223 A JP2002097223 A JP 2002097223A JP 2003298177 A JP2003298177 A JP 2003298177A
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Hiromichi Ishibashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ光源と第2高調波発生デバイス
とを備え、安定した高調波光出力を得ることのできる光
源装置を提供する。 【解決手段】 発光部(活性層領域)301と位相可変
部(位相調整領域)302と波長可変部(DBR領域)
303とにより構成される半導体レーザ光源300と、
導波路型QPM−SHGデバイス304とを備えた光源
装置である。プリセット値記憶部に、光源装置を製造す
る際に半導体レーザ光源300が所望の光出力で発光す
るように調整されたプリセット電流値を記憶しておく。
光源装置の起動時に、プリセット値記憶部に記憶された
プリセット電流値でそれぞれ発光部301、位相可変部
302及び波長可変部303への電流注入を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源装置の制御方
法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体レーザ
光源と第2高調波発生デバイスとを備え、安定した高調
波光出力を得ることのできる光源装置の制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光ディスクの高密度化、及びディスプレ
イの高繊細化を実現するためには、小型の短波長光源が
必要とされる。小型の短波長光源として、半導体レーザ
と擬似位相整合(以下『QPM』と記す)方式の光導波
路型第2高調波発生(以下『SHG』と記す)デバイス
(光導波路型QPM−SHGデバイス)を用いたコヒー
レント光源が注目されている(山本他、Optics Letters
Vol.16, No.15, 1156 (1991)参照)。
【0003】図21に、光導波路型QPM−SHGデバ
イスを用いたSHG青色光源の概略構成を示す。図21
に示すように、半導体レーザとして、分布ブラッグ反射
器(以下『DBR』と記す)領域を有する波長可変DB
R半導体レーザ54が用いられている。波長可変DBR
半導体レーザ54は、0.85μm帯の100mW級A
lGaAs系波長可変DBR半導体レーザであり、活性
層領域56と位相調整領域57とDBR領域58とによ
り構成されている。そして、位相調整領域57とDBR
領域58への注入電流を或る一定の比率で制御すること
により、連続的に発振波長を変化させることができる。
【0004】第2高調波発生デバイスである光導波路型
QPM−SHGデバイス55は、X板MgOドープLi
NbO3 基板59上に形成された、光導波路60と周期
的な分極反転領域61とにより構成されている。光導波
路60は、ピロリン酸中でプロトン交換することによっ
て形成される。また、周期的な分極反転領域61は、櫛
形の電極をX板MgOドープLiNbO3 基板59上に
形成し、電界を印加することによって作製される。
【0005】図21に示すSHG青色光源においては、
100mWのレーザ出力に対して75mWのレーザ光が
光導波路60に結合する。そして、波長可変DBR半導
体レーザ54の位相調整領域57及びDBR領域58へ
の注入電流量を制御することにより、発振波長が光導波
路型QPM−SHGデバイス55の位相整合波長許容幅
内に固定される。このSHG青色光源を用いることによ
り、波長425nmの青色光が25mW程度得られてい
るが、得られた青色光は、横モードがTE00モードで回
折限界の集光特性を有し、ノイズ特性も相対雑音強度が
−140dB/Hz以下と小さく、光ディスクの再生に
適した特性を有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】第2高調波発生デバイ
スである光導波路型QPM−SHGデバイスは、基本波
光の波長に対する青色光出力特性を評価すると、その青
色光出力が半分になる波長幅(位相整合に対する波長許
容幅)が0.1nm程度と小さいことが分かる。これ
は、青色光出力を安定に得るためには大きな問題とな
る。この問題を解決するために、従来においては、基本
波光として波長可変DBR半導体レーザが用いられ、基
本波光の波長(発振波長)を光導波路型QPM−SHG
デバイスの位相整合波長許容幅内に固定し、安定な青色
光出力を実現している。
【0007】一般に、半導体レーザ光源の発振波長は周
囲温度によって変化し、光導波路型QPM−SHGデバ
イスの最適波長も周囲温度によって変化する。このた
め、従来においては、半導体レーザ光源及び光導波路型
QPM−SHGデバイスを、ペルチエ素子等を利用して
その温度を一定に保つことにより、青色光の出力安定化
を図っていた。
【0008】しかし、光ディスクやレーザプリンタ等の
光情報処理機器への搭載を考えた場合、稼働状態におい
て、平均的な出力パワーは時々刻々と変化する。このと
き、半導体レーザ光源の発生する熱量が変化し、ペルチ
エ素子等を利用して周囲温度を一定に保っている場合で
あっても、半導体レーザ光源自体の温度が変化し、ひい
ては発振波長が変化するために、安定な青色光出力が得
られないという問題がある。
【0009】また、装置の小型化のためにペルチエ素子
等の温度制御装置を用いない場合には、周囲温度の変動
はより大きくなり、光導波路型QPM−SHGデバイス
の出力変動を引き起こすことになる。
【0010】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、半導体レーザ光源と
第2高調波発生デバイスとを備え、安定した高調波光出
力を得ることのできる光源装置の制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る光源装置の第1の制御方法は、少なく
とも活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射器
(DBR)領域を有する半導体レーザ光源と、前記半導
体レーザ光源の出射光から第2高調波を発生させる第2
高調波発生デバイスと、前記第2高調波発生デバイスか
らの光出力を検出する手段とを備えた光源装置の制御方
法であって、前記DBR領域への注入電流Idbr を所定
の範囲で逐次変化させ、前記逐次変化に対応した光出力
の検出値の増加分が最大となるときの注入電流値Idbr_
llと、光出力の検出値の減少分が最大となるときの注入
電流値Idbr_ulを求め、前記DBR領域への注入電流I
dbr を前記Idbr_llと前記Idbr_ulとの間の値に決定す
ることを特徴とする。
【0012】この光源装置の第1の制御方法によれば、
一度のIdbr 波長探査処理で確実に第2高調波発生デバ
イスの最大効率波長にほぼ等しい波長を得ることができ
る。
【0013】また、前記本発明の光源装置の第1の制御
方法においては、前記光源装置を起動するに際し、前記
DBR領域への注入電流Idbr を所定の範囲で逐次変化
させたときに前記注入電流値Idbr_llと前記注入電流値
dbr_ulが前記所定の範囲に含まれるように、前記活性
層領域と前記位相調整領域と前記DBR領域へそれぞれ
予め決められた所定のプリセット値Iop(pr)、Iph
(pr)、Idbr (pr)で電流の注入を開始するのが
好ましい。
【0014】この好ましい例によれば、半導体レーザ光
源の発振波長を第2高調波発生デバイスの最大効率波長
にほぼ等しくすることができるので、一度のIdbr 波長
探査処理で確実に第2高調波発生デバイスの最大効率波
長にほぼ等しい波長を得ることができる。
【0015】また、この場合には、前記光源装置を起動
するに際し、前記活性層領域と前記位相調整領域と前記
DBR領域へのそれぞれの前記所定のプリセット値Iop
(pr)、Iph(pr)、Idbr (pr)のうち、少な
くとも1つの前記プリセット値よりも大きな電流値で電
流の注入を開始し、所定時間経過後に、前記プリセット
値に注入電流値を切り替えるのが好ましい。この好まし
い例によれば、半導体レーザ光源の発振波長の整定時間
を短くすることができ、素早くIdbr 波長探査処理に切
り替わることが可能となるので、起動時間の短縮を図る
ことができる。
【0016】また、この場合には、前記位相調整領域と
前記DBR領域への電流の注入を開始し、所定時間経過
後に、前記活性層領域への電流の注入を開始するのが好
ましい。この好ましい例によっても、半導体レーザ光源
の発振波長の整定時間を短くすることができ、素早くI
dbr 波長探査処理に切り替わることが可能となるので、
起動時間の短縮を図ることができる。
【0017】本発明に係る光源装置の第2の制御方法
は、少なくとも活性層領域と位相調整領域と分布ブラッ
グ反射器(DBR)領域を有する半導体レーザ光源と、
前記半導体レーザ光源の出射光から第2高調波を発生さ
せる第2高調波発生デバイスと、前記第2高調波発生デ
バイスからの光出力を検出する手段とを備えた光源装置
の制御方法であって、前記位相調整領域への注入電流I
phを所定の範囲で逐次変化させ、前記逐次変化に対応し
た光出力の検出値が最大となるときの注入電流値I
ph(max)を求め、前記位相調整領域への注入電流値
を前記Iph(max)に決定することを特徴とする。
【0018】この光源装置の第2の制御方法によれば、
半導体レーザ光源の発振波長を第2高調波発生デバイス
の最大効率波長に確実に等しくすることができる。
【0019】本発明に係る光源装置の第3の制御方法
は、少なくとも活性層領域と位相調整領域と分布ブラッ
グ反射器(DBR)領域を有する半導体レーザ光源と、
前記半導体レーザ光源の出射光から第2高調波を発生さ
せる第2高調波発生デバイスと、前記第2高調波発生デ
バイスからの光出力を検出する手段とを備えた光源装置
の制御方法であって、光出力の制御目標値と光出力の検
出値との誤差を算出し、前記誤差の積分値を前記活性層
領域に注入する電流に加算すると共に、前記誤差の積分
値に所定の定数を乗じた値を、前記位相調整領域に注入
することにより、光出力を制御目標値に制御することを
特徴とする。
【0020】この光源装置の第3の制御方法によれば、
半導体レーザ光源の発振波長を第2高調波発生デバイス
の最大効率波長に追従させながら、所望の注入電流値を
得ることができる。
【0021】本発明に係る光源装置の第4の制御方法
は、少なくとも活性層領域と位相調整領域と分布ブラッ
グ反射器(DBR)領域を有する半導体レーザ光源と、
前記半導体レーザ光源の出射光から第2高調波を発生さ
せる第2高調波発生デバイスと、前記第2高調波発生デ
バイスからの光出力を検出する手段とを備え、前記半導
体レーザ光源の光出力を低出力と高出力の少なくとも2
値以上の値に切り替える光源装置の制御方法であって、
まず、前記半導体レーザ光源の光出力が高出力になる状
態で、前記半導体レーザ光源の出射光の波長を前記第2
高調波発生デバイスの最適波長にするための較正と、前
記第2高調波発生デバイスからの光出力を制御目標値に
するための制御の少なくとも一方を行い、次いで、前記
半導体レーザ光源の光出力が低出力になる状態で、前記
半導体レーザ光源の出射光の波長を前記第2高調波発生
デバイスの最適波長にするための較正と、前記第2高調
波発生デバイスからの光出力を制御目標値にするための
制御の少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【0022】この光源装置の第4の制御方法によれば、
リトライ処理を行うことなく、レーザパワー較正処理を
終えることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。
【0024】図1は本発明の一実施の形態における光源
装置を示す概略構成図である。
【0025】図1に示すように、本実施の形態の光源装
置においては、基本波として用いられる半導体レーザ光
源として、分布ブラッグ反射器(以下『DBR』と記
す)領域1と、注入電流によってレーザ内の光の位相を
調整する位相調整領域2と、注入電流によってその出力
パワーを制御する活性層領域3とを有する0.85μm
帯の100mW級AlGaAs系波長可変DBR半導体
レーザ光源4が用いられている。
【0026】また、第2高調波発生デバイスとしては、
擬似位相整合(以下『QPM』と記す)方式の光導波路
型第2高調波発生(以下『SHG』と記す)デバイス
(光導波路型QPM−SHGデバイス)5が用いられて
いる。すなわち、光導波路型QPM−SHGデバイス5
は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3 )を用いた光学結
晶基板(0.5mm厚のX板MgOドープLiNbO3
基板)11の上面に形成された、光導波路12と、基本
波と高調波の伝搬定数差を補償するための、光導波路1
2と直交する周期的な分極反転領域とにより構成されて
いる。光導波路12は、ピロリン酸中でプロトン交換す
ることによって形成される。また、周期的な分極反転領
域は、櫛形の電極をX板MgOドープLiNbO3 基板
11上に形成し、電界を印加することによって作製され
る。光導波路型QPM−SHGデバイス5は、大きな非
線形光学定数を利用することができ、また、光導波路型
であり、長い相互作用長とすることが可能であるため、
高い変換効率を実現することができる。
【0027】半導体レーザ光源4と光導波路型QPM−
SHGデバイス5は、Siサブマウント6上で一体化さ
れ、ペルチエ素子によって温度コントロールされてい
る。基本波光である半導体レーザ光は、レンズを用いる
ことなく、直接結合によって光導波路型QPM−SHG
デバイス5の光導波路12に結合する。すなわち、半導
体レーザ光源4から出射された基本波光は、光導波路型
QPM−SHGデバイス5に入射され、光導波路型QP
M−SHGデバイス5に入射した基本波光は、光導波路
12の内部に閉じ込められて伝搬する。光導波路12内
を伝搬する基本波光は、光学結晶(X板MgOドープL
iNbO3 )が有する非線形性によって第2高調波に変
換され、光導波路型QPM−SHGデバイス5の出射端
面から基本波光の2分の1の波長を有する高調波光が出
射される。
【0028】上記の構造を有する光導波路型QPM−S
HGデバイス5は、光学結晶(X板MgOドープLiN
bO3 )が有する波長分散特性により、入射される基本
波光の波長に対して、図2に示すような波長特性を有す
る。図2は、入射した基本波光の波長に対して出射され
る高調波光の出力パワーを示している。高調波光は、基
本波光の最適波長λ0をピークとして、基本波光の波長
λに対して、下記(数1)に示すようなSINC関数に
よって表される出力特性を示す。 [数1] y=Sinc{(λ−λ0)×π/a} =sin{(λ−λ0)×π/a}/{(λ−λ0)×π/a} ここで、高調波出力パワーが最大値の半分になる波長幅
によって表される波長許容度は、約0.1nmの幅を有
し、安定に青色出力を得るためには、基本波光の波長を
正確かつ安定にλ0に制御する必要がある。
【0029】以下、図1に示す半導体レーザ光源4の発
振波長を制御する方法について説明する。
【0030】半導体レーザ光源においては、一般に、前
後の反射面の光学的距離Lに対して下記(数2)を満た
す波長λの光のみが励振される。 [数2] 2L=nλ(n:整数) 上記(数2)を満たす波長λの列は『縦モード』と呼ば
れ、この場合の発振波長は離散的な値をとる。図1に示
す半導体レーザ光源4においては、DBR領域1と半導
体レーザ光源4の出射端面との間に位相調整領域2が設
けられており、位相調整領域2に印加される電流によっ
て半導体レーザ光源4の光学的距離Lを変化させて、縦
モードの波長λを変化させることができる。このように
位相調整領域2に印加される電流によって半導体レーザ
光源4の発振波長を制御することができる。
【0031】しかし、この波長制御方法では、以下に述
べる理由により、波長制御範囲が制限される。すなわ
ち、図1に示す半導体レーザ光源4のDBR領域1には
グレーティングが形成されており、その周期によって規
定される波長の光のみが反射される。具体的には、DB
R領域1の屈折率をndbr 、DBR領域1のグレーティ
ング周期をΛとしたとき、DBR領域1で反射され得る
光の波長の範囲は、2Λ/ndbr ±0.1nm程度であ
り、この範囲内の波長制御しか行うことができない。
【0032】本実施の形態においては、上記の波長制御
範囲を拡大するために以下の方法が採られる。すなわ
ち、DBR領域1には電極が形成されており、この電極
に印加される電流によって、DBR領域1の実効的なグ
レーティング周期が変化すると共に、DBR領域1での
最適波長が変化する。位相調整領域2に印加される電流
による縦モードの波長の変化に追従するように、DBR
領域1の最適波長を変化させることにより、連続的に発
振波長を制御することが可能となる。実際には、DBR
領域1と位相調整領域2に、一定比率の電流を印加する
ことになる。
【0033】図3は本発明の一実施の形態における光源
装置の制御回路を示すブロック図である。図3におい
て、300は半導体レーザ光源としての波長可変DBR
半導体レーザ光源であり、この波長可変DBR半導体レ
ーザ光源300は、発光部(活性層領域)301と位相
可変部(位相調整領域)302と波長可変部(DBR領
域)303とにより構成されている。また、304は第
2高調波発生デバイスとしての導波路型QPM−SHG
デバイスであり、この導波路型QPM−SHGデバイス
304からの第2高調波出力は、フォトディテクタ30
5によって検出される。そして、この第2高調波出力の
検出結果は、I/Vアンプ306によってモニタ電圧F
mon として光出力/波長制御手段340にフィードバ
ックされる。
【0034】波長可変DBR半導体レーザ光源300の
発光部301は、発光部駆動電流源310によって駆動
される。ここで、発光部駆動電流源310は、ピーク電
流源311とバイアス電流源312とDC電流源313
とにより構成されている。ピーク電流源311とバイア
ス電流源312とDC電流源313の電流値は、光出力
/波長制御手段340により、それぞれIopPK、Iop
BS、IopDCで設定される。
【0035】波長可変DBR半導体レーザ光源300の
位相可変部302は、位相可変部駆動電流源320によ
って駆動される。ここで、位相可変部駆動電流源320
は、ピーク電流源321とバイアス電流源322とDC
電流源323とにより構成されている。ピーク電流源3
21とバイアス電流源322とDC電流源323の電流
値は、光出力/波長制御手段340により、それぞれI
phPK、IphBS、I phDCで設定される。そして、記
録波形生成手段350からの変調信号PKMD、BSM
Dによってピーク電流源321とバイアス電流源322
をそれぞれスイッチングすることにより、波長可変DB
R半導体レーザ光源300の光出力変調が高速に実現さ
れる。
【0036】以下、位相可変部駆動電流源320の動作
について説明する。記録動作時においては、高いレーザ
パワーで変調するために、当然、発光部301に注入さ
れる電流は増加するが、そのときの発熱によって発光部
301の温度が上昇する。発光部301も導波路構造と
なっているため、発熱による屈折率変化が位相及び波長
のずれを引き起こす。その結果、光導波路型QPM−S
HGデバイス304の変換効率の低下やモードホッピン
グが発生する。これを防止するために、本実施の形態に
おいては、発光部301に注入されるのとほぼ逆相の電
流を位相可変部駆動電流源320によって位相可変部3
02に供給している。すなわち、まず、反転手段360
によって記録波形生成手段350からの変調信号PKM
D、BSMDを反転し、ピーク電流源321とバイアス
電流源322を変調する。その結果、図4に示すよう
に、発光部301に注入される電流が増加する一方、位
相可変部(ヒータ)302に注入される電流が減少し、
全体として、発熱量は、記録動作時・消去動作時・再生
動作時にかかわらず、一定に保たれる。
【0037】波長可変DBR半導体レーザ光源300の
波長可変部303は、波長可変部駆動電流源330によ
って駆動され、波長可変部駆動電流源330の電流値を
変化させることにより、波長可変DBR半導体レーザ光
源300の最適な発振波長を変化させることができる。
波長可変部駆動電流源330の電流値は、光出力/波長
制御手段340によりIdbr で設定される。
【0038】図5は、図3の光出力/波長制御手段34
0を詳細に示すブロック図である。図5に示すように、
光出力/波長制御手段340は、レジスタブロック52
0と、プリセット値記憶部510と、光出力/波長制御
部530とにより構成されている。ここで、レジスタブ
ロック520は、各々の電流源の電流値を設定するため
のものである。
【0039】記録動作時においては、発光部駆動電流源
310に対して、IopDC、IopBS、IopPKは所望
のボトムパワー、バイアスパワー、ピークパワーを実現
するように決定される。ここで、IopDCは、下記(数
3)によって定義される。 [数3] IopDC=IopBM+ΔIop 上記(数3)中、右辺第1項目のIopBMは、ボトムパ
ワーを実現するように決定される。尚、右辺第2項目の
ΔIopは、光出力/波長制御部530による光出力制御
成分である。
【0040】また、位相可変部駆動電流源320に対し
て、IphPKは、下記(数4)によって定義され、発光
部駆動電流源310のピーク電流源311の動作による
波長変化を相殺するように決定される。 [数4] IphPK=β3 ×IopPK また、位相可変部駆動電流源320に対して、IphBS
は、下記(数5)によって定義され、発光部駆動電流源
310のバイアス電流源312の動作による波長変化を
相殺するように決定される。 [数5] IphBS=β2 ×IopBS また、位相可変部駆動電流源320に対して、IphDC
は下記(数6)によって定義される。 [数6] IphDC=IphMAIN−γ3 ×β3 ×IopPK−γ2
×β2 ×IopBS−β1 ×ΔIop+ΔIph 上記(数6)中、右辺第1項目のIphMAINは、波長
可変DBR半導体レーザ光源300の波長が光導波路型
QPM−SHGデバイス304の最大効率波長となるよ
うに決定される。尚、右辺第2項目のγ3 ×β3×Iop
PKは、IopPKを増減させたときに波長可変DBR半
導体レーザ光源300の波長が光導波路型QPM−SH
Gデバイス304の最大効率波長を追従するようにIph
DCを変化させる成分である。また、右辺第3項目のγ
2 ×β2 ×IopBSは、IopBSを増減させたときに波
長可変DBR半導体レーザ光源300の波長が光導波路
型QPM−SHGデバイス304の最大効率波長を追従
するようにIphDCを変化させる成分である。また、右
辺第4項目のβ1 ×ΔIopは、光出力/波長制御部53
0による光出力制御成分ΔIopを増減させたときに波長
可変DBR半導体レーザ光源300の波長が光導波路型
QPM−SHGデバイス304の最大効率波長を追従す
るようにIphDCを変化させる成分である。また、右辺
第5項目のΔIphは、波長制御時にIphDCを変化させ
る成分である。
【0041】さらに、波長可変部駆動電流源330に対
して、Idbr は下記(数7)によって定義される。 [数7] Idbr =Idbr IN+α×ΔIph 上記(数7)中、右辺第1項目のIdbr INは、波長可
変DBR半導体レーザ光源300の波長が光導波路型Q
PM−SHGデバイス304の最大効率波長となるよう
に決定される。右辺第2項目のα×ΔIphは、波長制御
時にΔIphを変化させたときに波長の連続可変を可能と
するように、Idbr とΔIphを一定比率αで変化させる
成分である。
【0042】再生動作時おいては、発光部駆動電流源3
10に対して、IopDCは、下記(数8)によって定義
される。 [数8] IopDC=IopBM+ΔIop+IopRD 上記(数8)中、右辺第1項目のIopBMと右辺第2項
目のΔIopは、記録動作時と同様にして決定される。ま
た、右辺第3項目のIopRDは、リードパワーを実現す
るように決定される。
【0043】また、位相可変部駆動電流源320に対し
て、IphPK、IphBSは、記録動作時と同様に定義さ
れる。
【0044】また、位相可変部駆動電流源320に対し
て、IphDCは下記(数9)によって定義される。 [数9] IphDC=IphMAIN−γ3 ×β3 ×IopPK−γ2
×β2 ×IopBS−β1 ×ΔIop+ΔIph−β1 ×Iop
RD 上記(数9)中、右辺第1項目から第5項目までは、記
録動作時と同様にして決定される。また、右辺第6項目
のβ1 ×IopRDは、IopRDを増減させたときに波長
可変DBR半導体レーザ光源300の波長が光導波路型
QPM−SHGデバイス304の最大効率波長を追従す
るようにIphDCを変化させる成分である。
【0045】さらに、波長可変部駆動電流源330に対
して、Idbr は、記録動作時と同様に定義される。
【0046】それぞれの電流値IopPK、IopBS、I
opBM、IopRD、IphMAIN、Idbr IN、及びそ
れぞれのパラメータα、β1 、β2 、β3 、γ2 、γ3
は、波長可変DBR半導体レーザ光源300が所望の光
出力で発光するように、光源装置の製造工程において調
整されている。そして、そのときの値が、それぞれI op
PK(pr)、IopBS(pr)、IopBM(pr)、
opRD(pr)、I phMAIN(pr)、Idbr IN
(pr)、α(pr)、β1 (pr)、β2 (pr)、
β3 (pr)、γ2 (pr)、γ3 (pr)としてプリ
セット値記憶部510に記憶されている。これらの値
は、後述する『起動時レーザ処理』と『初期レーザパワ
ー較正処理』に使用される。
【0047】光出力/波長制御部530は、I/Vアン
プ306(図3)からフィードバックされるモニタ電圧
FSmon にしたがって、波長可変DBR半導体レーザ光
源300が常に所望の光出力で発光するように、それぞ
れの電流値を制御する。
【0048】また、図3、図5に示すように、光出力/
波長制御手段340は、発光部駆動電流源310と位相
可変部駆動電流源320と波長可変部駆動電流源330
に対して、それぞれの動作を許可するイネーブル信号C
E_Iop、CE_Iph、CE_Idbr を出力する。
【0049】次に、本発明の光源装置を起動する場合に
おいて、短時間で波長可変DBR半導体レーザ光源30
0の発振波長を、導波路型QPM−SHGデバイス30
4の最大効率波長に到達させるための起動手順(以下
『起動時レーザ処理』と呼ぶ)と、波長可変DBR半導
体レーザ光源300を所望の光出力で発光させるための
較正(以下『初期レーザパワー較正処理』と呼ぶ)を短
時間で行う方法ついて説明する。
【0050】〈起動時レーザ処理〉光源装置の起動時に
おいて、図5に示す光出力/波長制御手段340のレジ
スタブロック520の各々のレジスタには、プリセット
値記憶部510に記憶されたそれぞれのプリセット値:
opPK(pr)、IopBS(pr)、IopBM(p
r)、IopRD(pr)、IphMAIN(pr)、I
dbr IN(pr)、α(pr)、β1 (pr)、β
2 (pr)、β3 (pr)、γ2 (pr)、γ3 (p
r)が格納されている。尚、それぞれの電流源の電流値
は、これらのプリセット値から演算される値によって決
定されている。
【0051】起動時レーザ処理において、発光部駆動電
流源310と位相可変部駆動電流源320と波長可変部
駆動電流源330は、図3、図5、図6に示すように、
まず、光出力/波長制御手段340からそれぞれイネー
ブル信号CE_Iop、CE_I ph、CE_Idbr を受信す
る。そして、発光部駆動電流源310は、イネーブル信
号CE_Iopを受信すると同時に、下記(数10)によ
って表記される再生動作時のプリセット電流値で駆動を
開始する。 [数10] IopDC=IopBM(pr)+IopRD(pr) また、位相可変部駆動電流源320は、イネーブル信号
CE_Iphを受信すると同時に、下記(数11)によっ
て表記される再生動作時のプリセット電流値で駆動を開
始する。 [数11] IphDC=IphMAIN(pr) −γ3 (pr)×β3 (pr)×IopPK(pr) −γ2 (pr)×β2 (pr)×IopBS(pr) −β1 (pr)×IopRD(pr) また、波長可変部駆動電流源330は、イネーブル信号
CE_Idbr を受信すると同時に、下記(数12)によ
って表記されるプリセット電流値で駆動を開始する。 [数12] Idbr =Idbr IN(pr) 以上のように、起動時レーザ処理において、それぞれの
電流源は、光源装置を製造する際に波長可変DBR半導
体レーザ光源300が所望の光出力で発光するように調
整され、プリセット値記憶部510に記憶された(すな
わち、予め決められた)プリセット電流値で駆動を開始
することになる。光導波路型QPM−SHGデバイス3
04の最大効率波長は、必ず常温における波長可変DB
R半導体レーザ光源300の発振波長よりも長波長側に
ある。常温の状態から、波長可変DBR半導体レーザ光
源300への電流注入が開始されると、注入電流によっ
て発光部301、位相可変部302、波長可変部303
の温度が上昇し、これにより発光部301、位相可変部
302、波長可変部303の屈折率が変化して、波長可
変DBR半導体レーザ光源300の発振波長が長波長側
に変化する。図7に示すように、この波長の変化は、温
度上昇に依存し、1次遅れ系の過渡応答特性を示し、一
定時間が経過した後にほぼ整定する。
【0052】起動時レーザ処理の後に、初期レーザパワ
ー較正処理を行い、波長可変DBR半導体レーザ光源3
00の発振波長が光導波路型QPM−SHGデバイス3
04の最大効率波長にほぼ等しくなるようにIdbr 波長
探査処理を行う。
【0053】Idbr 波長探査処理において、波長可変部
(DBR領域)303への注入電流Idbr を所定の範囲
で逐次変化させ、逐次変化に対応した光出力の検出値の
増加分が最大となるときの注入電流値Idbr_llと、光出
力の検出値の減少分が最大となるときの注入電流値I
dbr_ulを求め、波長可変部(DBR領域)303への注
入電流を、Idbr_llとIdbr_ulとの間の値に決定する。
【0054】この波長可変部(DBR領域)303への
注入電流Idbr を所定の範囲で逐次変化させたときに注
入電流値Idbr_llとIdbr_ulが前記所定の範囲に必ず含
まれるように、プリセット値が設定されている。尚、注
入電流値Idbr_llとIdbr_ulが前記所定の範囲に含まれ
ない場合には、Idbr を変化させる範囲を変えて再度I
dbr 波長探査処理を行わなければならず(『リトライ処
理』)、起動時間の大幅なロスに繋がってしまう。
【0055】プリセット電流値で電流の注入を開始する
ことにより、波長可変DBR半導体レーザ光源300の
発振波長を光導波路型QPM−SHGデバイス304の
最大効率波長にほぼ等しくすることができるので、一度
のIdbr 波長探査処理で確実に光導波路型QPM−SH
Gデバイス304の最大効率波長にほぼ等しい波長を得
ることができる。
【0056】以上の説明では、起動時レーザ処理におい
て、位相可変部駆動電流源320は、上記(数11)に
よって表記される再生動作時のプリセット電流値で駆動
を開始するとしている。しかし、図8に示すように、位
相可変部駆動電流源320のDC電流源323が、ま
ず、上記(数11)によって表記されるプリセット電流
値よりも大きな電流値で駆動を開始し、所定時間経過後
に、上記(数11)によって表記されるプリセット電流
値に切り替えるようにすれば、波長可変DBR半導体レ
ーザ光源300の発振波長の整定時間を短くすることが
でき、素早く波長探査処理に切り替わることが可能とな
るので、起動時間の短縮を図ることができる。
【0057】また、図9に示すように、光源装置の起動
後に、起動時レーザ処理よりも先に位相可変部駆動電流
源320と波長可変部駆動電流源330を動作させるよ
うにすれば、すなわち、位相可変部駆動電流源320及
び波長可変部駆動電流源330がそれぞれイネーブル信
号CE_Iph、CE_Idbr を受信し、所定時間経過後
に、発光部駆動電流源310がイネーブル信号CE_I
opを受信するようにすれば、波長可変DBR半導体レー
ザ光源300の発振波長の整定時間を短くすることがで
き、素早く波長探査処理に切り替わることが可能となる
ので、起動時間の短縮を図ることができる。
【0058】〈初期レーザパワー較正処理〉光源装置
は、起動して所定時間が経過した後に、初期レーザパワ
ー較正処理を行う。初期レーザパワー較正処理は、波長
可変DBR半導体レーザ光源300を所望の光出力で発
光させることができるように、それぞれの電流値Iop
K、I opBS、IopBM、IopRD、IphMAIN、I
dbr INを求める処理である。初期レーザパワー較正処
理においては、以下のような処理が行われる。まず、I
dbr 波長探査処理が行われる。これは、波長可変DBR
半導体レーザ光源300の発振波長を、おおよそ光導波
路型QPM−SHGデバイス304の最大効率波長に近
づけるために、波長可変部駆動電流源330の電流値I
dbr を最適化するものであり、いわば波長可変DBR半
導体レーザ光源300の発振波長の粗調整である。次
に、IphMAIN波長探査処理が行われる。これは、波
長可変DBR半導体レーザ光源300の発振波長を、光
導波路型QPM−SHGデバイス304の最大効率波長
にするために、IphMAINの値を最適化するものであ
り、いわば波長可変DBR半導体レーザ光源300の発
振波長の微調整である。次に、記録パワー較正、再生パ
ワー較正が行われる。記録パワー較正には、ボトムパワ
ー較正とバイアスパワー較正とピークパワー較正が含ま
れる。ボトムパワー較正は、所望のボトムパワーが得ら
れるように、IopBMの電流値を較正するものであり、
バイアスパワー較正は、所望のバイアスパワーが得られ
るように、IopBSの電流値を較正するものであり、ピ
ークパワー較正は、所望のピークパワーが得られるよう
に、IopPKの電流値を較正するものである。ここで、
記録パワー較正のための光強度検出手段について、詳細
に説明する。
【0059】記録動作時においては、図10に示すよう
に、ピーク電流源とバイアス電流源を高速スイッチング
させて、レーザの光強度をピークパワー−ボトムパワー
間で高速に変調する動作と、図16に示すように、バイ
アス電流源のみを常時オンさせてレーザの光強度を一定
のバイアスパワーにする動作とを繰り返す。その結果、
ピークパワー−ボトムパワー間で光強度を高速変調して
いるときにはマークが形成され、光強度を一定のバイア
スパワーにしているときにはマークが消去される(この
マークが存在しない箇所を『スペース』と呼ぶ)。
【0060】ここで、ピークパワー−ボトムパワー間で
高速変調しているときの光強度を有する光をフォトディ
テクタ305で受光したときに得られるモニタ電圧FS
monの平均値を求めることを『マーク部平均値検出』と
呼び、バイアスパワーの光をフォトディテクタ305で
受光したときに得られるモニタ電圧FSmon を求めるこ
とを『スペース部検出』と呼ぶ。
【0061】以後、ピークパワー較正時など、ピークパ
ワー−ボトムパワー間で高速変調しているときの光強度
を得たいときには、マーク部平均値検出を行い、バイア
スパワー較正時など、バイアスパワーを得たいときに
は、スペース部検出を行う。
【0062】以上の記録パワー較正がなされた後、再生
パワー較正が行われる。これは、所望のリードパワーが
得られるように、IopRDの電流値を較正するものであ
る。以上の処理を経て、所望の光出力が得られるように
なる。
【0063】初期レーザパワー較正処理を開始するにあ
たって、それぞれの電流源の電流値は、図5に示す光出
力/波長制御手段340のレジスタブロック520の各
々のレジスタに格納されているそれぞれのプリセット
値:IopPK(pr)、IopBS(pr)、IopBM
(pr)、IopRD(pr)、IphMAIN(pr)、
dbr IN(pr)、α(pr)、β1 (pr)、β2
(pr)、β3 (pr)、γ2 (pr)、γ3 (pr)
から演算される値によって決定されている。
【0064】また、初期レーザパワー較正処理を開始す
るにあたっては、それぞれの電流源は、図10に示すよ
うなテストパターン(以下『テストパターン1』と呼
ぶ)を用いることにより、記録動作時の駆動形態に近い
駆動形態にしておく。
【0065】(Idbr 波長探査処理)まず、Idbr 波長
探査処理を行う。図11に示すように、このIdbr 波長
探査処理においては、Idbr INの値をステップ状に変
化させる。Idbr INの値をステップ状に変化させる
と、波長可変DBR半導体レーザ光源300の発振モー
ドが変化する。このとき、I/Vアンプ306からフィ
ードバックされるモニタ電圧FSmon (図3参照)の変
化を検出する。この検出結果に基づき、そのときの波長
可変DBR半導体レーザ光源300の発振モードにおけ
る発振波長がおおよそ光導波路型QPM−SHGデバイ
ス304の最大効率波長に近くなるIdbrINの値を求
める(以下、この発振モードのことを『最適モード』と
呼ぶ)。同時に、最適モードからモードホップしないよ
うにIdbr INの中心値を求める。
【0066】Idbr INを変化させる中心値をIdbr
N(pr)、Idbr INを変化させる範囲をIdbr IN
(amp)、1ステップにおけるIdbr INの変化分を
ΔI dbr INとする。ここで、波長可変DBR半導体レ
ーザ光源300の発振モードを1モード変化させるため
に必要なIdbr INの典型的な値を、Idbr IN(1m
ode)と定義する。すると、Idbr INを変化させる
範囲であるIdbr IN(amp)は、Idbr 波長探査処
理を行ったときに必ず最適モードを求めることができる
ように、Idbr IN(1mode)に対して十分大きく
なければならない。また、同時に、最適モードからモー
ドホップしないIdbr INの中心値を求めることができ
るように、ΔIdbr INはIdbr IN(1mode)に
対して十分小さくなければならない。
【0067】以下、Idbr 波長探査処理の手順につい
て、図11を参照しながら図12に示すフローチャート
を用いて、より詳細に説明する。
【0068】最初、それぞれの電流源は、テストパター
ン1(図10)を用いることにより、記録動作時の駆動
形態に近い駆動形態となっている(S1)。
【0069】この状態で、まず、波長可変部駆動電流源
330の電流値Idbr INを下記(数13)で表記され
るIdbr IN(0)として、波長可変DBR半導体レー
ザ光源300の波長可変部303を駆動する(S2)。 [数13] Idbr IN(0)=Idbr IN(pr)−Idbr IN
(amp)/2 そして、このときの波長可変DBR半導体レーザ光源3
00の光出力の平均値を検出し、そのときのモニタ電圧
をFSmon (0)とする。次いで、1ステップにつきI
dbr INの値をΔIdbr INずつ増加させて、波長可変
DBR半導体レーザ光源300の光出力の平均値を検出
し、ステップtにおけるモニタ電圧をFS mon (t)と
する。ここで、下記(数14)によって表記されるモニ
タ電圧FS mon (t)の時間変化量ΔFSmon (t)を
求める。 [数14] ΔFSmon (t)=FSmon (t)−FSmon (t−
1) 以上の処理を、Idbr INが下記(数15)によって表
記されるIdbr IN(t)となるまで繰り返す(S
3)。 [数15] Idbr IN(t)=Idbr IN(pr)+Idbr IN
(amp)/2 このようにIdbr INを変化させた場合、図11に示す
ように、波長可変DBR半導体レーザ300の発振モー
ドが最適モードに始めて到達したときに増加分が最大と
なる(ΔFSmon (t)が正の値となる範囲で、その絶
対値が最大値となる)。このときのIdbr INの値が、
最適モードからモードホップしないIdb r INの下限と
なる。この値を、Idbr_llと定義する。また、波長可変
DBR半導体レーザ300の発振モードが最適モードか
ら次のモードにモードホップしたときに減少分が最大と
なる(ΔFSmon (t)が負の値となる範囲で、その絶
対値が最大値となる)。このときのIdbr INの値が、
最適モードからモードホップしないIdbr INの上限と
なる。この値を、Idbr_ulと定義する。
【0070】ここで、Idbr INの値を、Idbr_llとI
dbr_ulとの間の値に決定する(S4)。このようにすれ
ば、波長可変DBR半導体レーザ300の発振モードを
最適モードに選択することができる。以後、この電流値
dbr INで波長可変DBR半導体レーザ光源300の
波長可変部303を駆動する。
【0071】尚、本実施の形態においては、Idbr IN
の値を、Idbr_llとIdbr_ulとの間の値に決定するよう
にしているが、Idbr INの値を、Idbr_llとIdbr_ul
のほぼ平均値に等しくなるような値とするのが望まし
い。このようにすれば、波長可変DBR半導体レーザ3
00の発振モードが最適モードからモードホップしない
上限、下限の両側から均等にマージンを保持することが
可能となる。
【0072】(IphMAIN波長探査処理)次に、Iph
MAIN波長探査処理を行う。IphMAINの値を変化
させると、波長可変DBR半導体レーザ光源300の発
振波長が変化する。このとき、I/Vアンプ306から
フィードバックされるモニタ電圧FSmon (図3参照)
を、マーク部の平均値として検出する。この検出結果に
基づき、そのときの波長可変DBR半導体レーザ光源3
00の発振波長が光導波路型QPM−SHGデバイス3
04の最大効率波長となるように、IphMAINの値を
求める(以下、この発振波長のことを『最適波長』と呼
ぶ)。
【0073】IphMAINを変化させる中心値をIph
AIN(pr)、IphMAINを変化させる範囲をIph
MAIN(amp)、1ステップにおけるIphMAIN
の変化分をΔIphMAINとする。ここで、波長可変D
BR半導体レーザ光源300の光出力が、光導波路型Q
PM−SHGデバイス304の効率が最大効率のときの
光出力の1/2となる波長の許容幅をλ(1/2)、I
phDCを変化させたときに波長可変DBR半導体レーザ
光源300の波長がλ(1/2)だけ変化するIphDC
の典型的な値をIphDC(1/2)と定義する。する
と、IphMAINを変化させる範囲であるIphMAIN
(amp)は、IphMAIN波長探査処理を行ったとき
に必ず最適波長が得られるように、IphDC(1/2)
に対して十分大きくなければならない。また、ΔIph
AINは、最適波長の検出精度を向上させるために、I
phDC(1/2)に対して十分小さくなければならな
い。
【0074】以下、IphMAIN波長探査処理の手順に
ついて、図13に示すフローチャートを用いて、より詳
細に説明する。
【0075】最初、それぞれの電流源は、テストパター
ン1(図10)を用いることにより、記録動作時の駆動
形態に近い駆動形態となっている(S5)。
【0076】この状態で、まず、位相可変部駆動電流源
320の電流値IphMAINを下記(数16)で表記さ
れるIphMAIN(0)として、波長可変DBR半導体
レーザ光源300の位相可変部302を駆動する(S
6)。 [数16] IphMAIN(0)=IphMAIN(pr)−IphMA
IN(amp)/2 そして、このときのマーク部における波長可変DBR半
導体レーザ光源300の光出力の平均値を検出し、その
ときのモニタ電圧をFSmon (0)とする。次いで、1
ステップにつきIphMAINの値をΔIphMAINずつ
増加させて、マーク部における波長可変DBR半導体レ
ーザ光源300の光出力の平均値を検出し、ステップt
におけるモニタ電圧をFSmon (t)とする。
【0077】以上の処理を、IphMAINが下記(数1
7)によって表記されるIphMAIN(t)となるまで
繰り返す(S7)。 [数17] IphMAIN(t)=IphMAIN(pr)+IphMA
IN(amp)/2 IphMAINをこのように変化させた場合、波長可変D
BR半導体レーザ光源300の発振波長が最適波長とな
ったときにFSmon (t)が最大となる。位相可変部駆
動電流源320の電流値IphMAINを、このときのI
phMAINの値に決定する(S8)。この時点で、波長
可変DBR半導体レーザ光源300の最適波長が選択さ
れている。以後、この電流値IphMAINで波長可変D
BR半導体レーザ光源300の位相可変部302を駆動
する。
【0078】以上のように、位相可変部駆動電流源32
0の電流値IphMAINを所定の範囲で逐次変化させ、
この逐次変化に対応した光出力の検出値が最大となると
きの電流値を求め、位相可変部駆動電流源320の電流
値IphMAINをこの値に決定するようにすれば、波長
可変DBR半導体レーザ光源300の発振波長を光導波
路型QPM−SHGデバイス304の最大効率波長に確
実に等しくすることができる。
【0079】[ボトムパワー較正]次に、ボトムパワー
較正を行う。
【0080】以下、ボトムパワー較正の手順について、
図15に示すフローチャートを用いて、詳細に説明す
る。
【0081】それぞれの電流源は、図14に示すような
テストパターン2を用いることにより、定常動作するも
のとする(S21)。
【0082】ボトムパワー較正の開始時点においては、
opBMはプリセット値IopBM(pr)となってい
る。波長可変DBR半導体レーザ光源300の光出力を
検出し、そのときのモニタ電圧をFSmon とする。ここ
で、ボトムパワーの制御目標値をBMref とする。ま
た、BMref とFSmon との誤差eを下記(数18)で
表記する(S22)。 [数18] e=BMref −FSmon そして、この誤差eの積分値をIopBM(pr)に加算
して、下記(数19)を得る。 [数19] IopBM=IopBM(pr)+Kbm×∫edt 上記(数19)中、Kbmは比例定数であり、光出力の
制御特性が最適化されるように設計される。
【0083】それと同時に、IphMAINから誤差eの
積分値にβ1 を乗じた値を減算して、下記(数20)を
得る。 [数20] IphMAIN=IphMAIN−β1 ×Kbm×∫edt 以上の処理を、誤差eが0となるまで繰り返し(S2
3)、発光部駆動電流源310の電流値IopBMを、こ
のときのIopBMに決定する(S24)。以後、この電
流値IopBMで波長可変DBR半導体レーザ光源300
の発光部301を駆動する。それと同時に、位相可変部
駆動電流源320の電流値IphMAINを、このときの
phMAINに決定する(S24)。以後、この電流値
phMAINで波長可変DBR半導体レーザ光源300
の発光部301を駆動する。
【0084】以上のような処理を行えば、IopBMの加
算による波長変化を、IphMAINの減算によって相殺
することができるので、常時波長可変DBR半導体レー
ザ光源300の発振波長を光導波路型QPM−SHGデ
バイス304の最大効率波長に保ちながら、所望のボト
ムパワーを得ることができる。
【0085】[バイアスパワー較正]次に、バイアスパ
ワー較正を行う。
【0086】以下、バイアスパワー較正の手順につい
て、図17に示すフローチャートを用いて、詳細に説明
する。
【0087】それぞれの電流源は、図16に示すような
テストパターン2を用いることにより、バイアス−ボト
ム間でスイッチング動作するものとする(S9)。
【0088】バイアスパワー較正の開始時点において
は、IopBSはプリセット値IopBS(pr)となって
いる。波長可変DBR半導体レーザ光源300の光出力
をスペース部のみ検出し、そのときのモニタ電圧をFS
mon とする。ここで、バイアスパワーの制御目標値をB
ref とする。また、BSref とFSmon との誤差eを
下記(数21)で表記する(S10)。 [数21] e=BSref −FSmon そして、この誤差eの積分値をIopBS(pr)に加算
して、下記(数22)を得る。 [数22] IopBS=IopBS(pr)+Kbs×∫edt 上記(数22)中、Kbsは比例定数であり、光出力の
制御特性が最適化されるように設計される。
【0089】このIopBSの加算に伴い、レジスタブロ
ック520の演算にしたがって、I phBSには、発光部
駆動電流源310のバイアス電流源312の波長変化を
位相可変部駆動電流源320のバイアス電流源322の
波長変化で相殺するように、−β2 ×Kbs×∫edt
の値が加算される。さらに、IphDCには、波長可変D
BR半導体レーザ光源300の発振波長が光導波路型Q
PM−SHGデバイス304の最大効率波長に追従する
ように、−γ2 ×β2 ×Kbs×∫edtの値が加算さ
れる。
【0090】以上の処理を、誤差eが0となるまで繰り
返し(S11)、発光部駆動電流源310の電流値Iop
BSを、このときのIopBSに決定する(S12)。以
後、この電流値IopBSで波長可変DBR半導体レーザ
光源300の発光部301を駆動する。
【0091】以上のような処理を行えば、波長可変DB
R半導体レーザ光源300の発振波長を光導波路型QP
M−SHGデバイス304の最大効率波長に追従させな
がら、IopBMを変化させて所望のバイアスパワーを得
ることができる。
【0092】[ピークパワー較正]次に、ピークパワー
較正を行う。
【0093】以下、ピークパワー較正の手順について、
図18に示すフローチャートを用いて、詳細に説明す
る。
【0094】それぞれの電流源は、テストパターン1
(図10)を用いることにより、ピーク−バイアス−ボ
トム間でスイッチング動作するものとする(S13)。
【0095】ピークパワー較正の開始時点においては、
opPKはプリセット値IopPK(pr)となってい
る。マーク部における波長可変DBR半導体レーザ光源
300の光出力の平均値を検出し、そのときのモニタ電
圧をFSmon とする。ここで、マーク部平均値の制御目
標値をACref とする。また、ACref とFSmon との
誤差eを下記(数23)で表記する(S14)。 [数23] e=ACref −FSmon そして、この誤差eの積分値をIopPK(pr)に加算
して、下記(数24)を得る。 [数24] IopPK=IopPK(pr)+Kpk×∫edt 上記(数24)中、Kpkは比例定数であり、光出力の
制御特性が最適化されるように設計される。
【0096】このIopPKの加算に伴い、レジスタブロ
ック520の演算にしたがって、I phPKには、発光部
駆動電流源310のピーク電流源311の波長変化を位
相可変部駆動電流源320のピーク電流源321の波長
変化で相殺するように、−β 3 ×Kpk×∫edtの値
が加算される。さらに、IphDCには、波長可変DBR
半導体レーザ光源300の発振波長が光導波路型QPM
−SHGデバイス304の最大効率波長に追従するよう
に、−γ3 ×β3 ×Kpk×∫edtの値が加算され
る。
【0097】以上の処理を、誤差eが0となるまで繰り
返し(S15)、発光部駆動電流源310の電流値Iop
PKを、このときのIopPKに決定する(S16)。以
後、この電流値IopPKで波長可変DBR半導体レーザ
光源300の発光部301を駆動する。
【0098】以上のような処理を行えば、波長可変DB
R半導体レーザ光源300の発振波長を光導波路型QP
M−SHGデバイス304の最大効率波長に追従させな
がら、IopPKを変化させて所望のピークパワーを得る
ことができる。
【0099】[再生パワー較正]次に、再生パワー較正
を行う。
【0100】以下、再生パワー較正の手順について、図
20に示すフローチャートを用いて、詳細に説明する。
【0101】最初、それぞれの電流源は、図19に示す
ようなテストパターン3を用いることにより、再生動作
時の駆動形態となっている(S17)。
【0102】再生パワー較正の開始時点においては、I
opRDはプリセット値IopRD(pr)となっている。
マーク部における波長可変DBR半導体レーザ光源30
0の光出力の平均値を検出し、そのときのモニタ電圧を
FSmon とする。ここで、リードパワーの制御目標値を
RDref とする。また、RDref とFSmon との誤差e
を下記(数25)で表記する(S18)。 [数25] e=RDref −FSmon そして、この誤差eの積分値をIopRD(pr)に加算
して、下記(数26)を得る。 [数26] IopRD=IopRD(pr)+Krd×∫edt 上記(数26)中、Krdは比例定数であり、光出力の
制御特性が最適化されるように設計される。
【0103】このIopRDの加算に伴い、レジスタブロ
ック520の演算にしたがって、I phDCには、波長可
変DBR半導体レーザ光源300の発振波長が光導波路
型QPM−SHGデバイス304の最大効率波長に追従
するように、−β1 ×Krd×∫edtの値が加算され
る。
【0104】以上の処理を、誤差eが0となるまで繰り
返し(S19)、発光部駆動電流源310の電流値Iop
RDを、このときのIopRDに決定する(S20)。以
後、この電流値IopRDで波長可変DBR半導体レーザ
光源300の発光部301を駆動する。
【0105】以上のような処理を行えば、波長可変DB
R半導体レーザ光源300の発振波長を光導波路型QP
M−SHGデバイス304の最大効率波長に追従させな
がら、IopRDを変化させて所望の再生パワーを得るこ
とができる。
【0106】以上のように、本実施の形態においては、
まず、記録動作時の駆動形態でIdb r 波長探査処理とI
phMAIN波長探査処理を行い、その後、記録パワー較
正と再生パワー較正を行ったが、以下にその効果を述べ
る。
【0107】まず、再生動作時の駆動形態でIdbr 波長
探査処理とIphMAIN波長探査処理を行った場合、最
適波長となるIphMAINの値は、波長可変DBR半導
体レーザ光源300の複数のモードに対して複数個存在
し得る。そして、記録動作時の位相可変部駆動電流源3
20から波長可変DBR半導体レーザ光源300の位相
可変部302に供給される電流は再生動作時よりも低く
なるため、再生動作時のIphMAINの値を低い値に決
定してしまうと、位相可変部駆動電流源320から波長
可変DBR半導体レーザ光源300の位相可変部302
に供給される電流が、0mA以下になってしまうか、位
相可変部302のダイオード特性の低電流領域における
非線形な領域に到達してしまう。このような場合には、
所望の光出力が得られない。従って、かかる場合には、
リトライ処理により、Idbr 波長探査処理、IphMAI
N波長探査処理、再生パワー較正、記録パワー較正を再
び繰り返す必要があり、起動時間の大幅なロスに繋がっ
てしまう。
【0108】これに対し、本実施の形態においては、ま
ず、記録動作時の駆動形態でIdbr波長探査処理とIph
MAIN波長探査処理を行い、その後、記録パワー較正
と再生パワー較正を順次行うようにしたので、IphMA
INとして記録動作時に必要な高い値が必然的に求めら
れる。従って、リトライ処理を行うことなく初期レーザ
較正処理を終えることができる。
【0109】また、上記したレーザパワーの較正方法に
おいて決定されたそれぞれの電流値を、プリセット値記
憶部510に記憶しておき、これらの電流値を次回の起
動時に用いるようにすれば、起動時間をより短縮するこ
とが可能となる。
【0110】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光源装置
の第1の制御方法によれば、一度のI dbr 波長探査処理
で確実に第2高調波発生デバイスの最大効率波長にほぼ
等しい波長を得ることができる。
【0111】また、本発明の光源装置の第2の制御方法
によれば、半導体レーザ光源の発振波長を第2高調波発
生デバイスの最大効率波長に確実に等しくすることがで
きる。
【0112】また、本発明の光源装置の第3の制御方法
によれば、半導体レーザ光源の発振波長を第2高調波発
生デバイスの最大効率波長に追従させながら、所望の注
入電流値を得ることができる。
【0113】また、本発明の光源装置の第4の制御方法
によれば、リトライ処理を行うことなく、レーザパワー
較正処理を終えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における光源装置を示す
概略構成図
【図2】本発明の一実施の形態における基本波光の波長
に対して出射される高調波光の出力パワーを示す図
【図3】本発明の一実施の形態における光源装置の制御
回路を示すブロック図
【図4】本発明の一実施の形態における発光部駆動電流
と位相可変部駆動電流との関係を示す図
【図5】図3の光出力/波長制御手段を詳細に示すブロ
ック図
【図6】本発明の一実施の形態の起動時レーザ処理にお
ける各電流源の電流印加状態を示す図
【図7】本発明の一実施の形態における起動時レーザ処
理の効果を説明するための図
【図8】本発明の一実施の形態の起動時レーザ処理にお
ける各電流源の電流印加状態の他の例を示す図
【図9】本発明の一実施の形態の起動時レーザ処理にお
ける各電流源の電流印加状態のさらに他の例を示す図
【図10】本発明の一実施の形態のIdbr 波長探査処理
における記録動作時の駆動形態に近い駆動形態にしてお
くためのテストパターンを示す図
【図11】本発明の一実施の形態のIdbr 波長探査処理
における波長可変部駆動電流波形を示す図
【図12】本発明の一実施の形態におけるIdbr 波長探
査処理の手順を示すフローチャート
【図13】本発明の一実施の形態におけるIphMAIN
波長探査処理の手順を示すフローチャート
【図14】本発明の一実施の形態のボトムパワー較正に
おける定常動作させるためのテストパターンを示す図
【図15】本発明の一実施の形態におけるボトムパワー
較正の手順を示すフローチャート
【図16】本発明の一実施の形態のバイアスパワー較正
における記録動作時の駆動形態に近い駆動形態にしてお
くためのテストパターンを示す図
【図17】本発明の一実施の形態におけるバイアスパワ
ー較正の手順を示すフローチャート
【図18】本発明の一実施の形態におけるピークパワー
較正の手順を示すフローチャート
【図19】本発明の一実施の形態のリードパワー較正に
おける再生動作時の駆動形態にしておくためのテストパ
ターンを示す図
【図20】本発明の一実施の形態における再生パワー較
正の手順を示すフローチャート
【図21】従来技術における光導波路型QPM−SHG
デバイスを用いたSHG青色光源の概略構成図
【符号の説明】
1 DBR領域 2 位相調整領域 3 活性層領域 4 半導体レーザ光源 5、304 光導波路型QPM−SHGデバイス 11 X板MgOドープLiNbO3 基板 12 光導波路 300 波長可変DBR半導体レーザ光源 301 発光部(活性層領域) 302 位相可変部(位相調整領域) 303 波長可変部(DBR領域) 305 フォトディテクタ 306 I/Vアンプ 310 発光部駆動電流源 311、321 ピーク電流源 312、322 バイアス電流源 313、323 DC電流源 320 位相可変部駆動電流源 330 波長可変部駆動電流源 340 光出力/波長制御手段 350 記録波形生成手段 360 反転手段 510 プリセット値記憶部 520 レジスタブロック 340 光出力/波長制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古宮 成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石橋 広通 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2K002 AA05 AB12 CA03 DA06 EB15 HA20 5F073 AA61 AA65 AB23 BA04 EA15 GA02 GA12

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも活性層領域と位相調整領域と
    分布ブラッグ反射器(DBR)領域を有する半導体レー
    ザ光源と、前記半導体レーザ光源の出射光から第2高調
    波を発生させる第2高調波発生デバイスと、前記第2高
    調波発生デバイスからの光出力を検出する手段とを備え
    た光源装置の制御方法であって、 前記DBR領域への注入電流Idbr を所定の範囲で逐次
    変化させ、前記逐次変化に対応した光出力の検出値の増
    加分が最大となるときの注入電流値Idbr_llと、光出力
    の検出値の減少分が最大となるときの注入電流値Idbr_
    ulを求め、 前記DBR領域への注入電流Idbr を前記Idbr_llと前
    記Idbr_ulとの間の値に決定することを特徴とする光源
    装置の制御方法。
  2. 【請求項2】 前記光源装置を起動するに際し、前記D
    BR領域への注入電流Idbr を所定の範囲で逐次変化さ
    せたときに前記注入電流値Idbr_llと前記注入電流値I
    dbr_ulが前記所定の範囲に含まれるように、前記活性層
    領域と前記位相調整領域と前記DBR領域へそれぞれ予
    め決められた所定のプリセット値Iop(pr)、I
    ph(pr)、Idbr (pr)で電流の注入を開始する請
    求項1に記載の光源装置の制御方法。
  3. 【請求項3】 前記光源装置を起動するに際し、前記活
    性層領域と前記位相調整領域と前記DBR領域へのそれ
    ぞれの前記所定のプリセット値Iop(pr)、Iph(p
    r)、Idbr (pr)のうち、少なくとも1つの前記プ
    リセット値よりも大きな電流値で電流の注入を開始し、
    所定時間経過後に、前記プリセット値に注入電流値を切
    り替える請求項2に記載の光源装置の制御方法。
  4. 【請求項4】 前記位相調整領域と前記DBR領域への
    電流の注入を開始し、所定時間経過後に、前記活性層領
    域への電流の注入を開始する請求項2に記載の光源装置
    の駆動方法。
  5. 【請求項5】 少なくとも活性層領域と位相調整領域と
    分布ブラッグ反射器(DBR)領域を有する半導体レー
    ザ光源と、前記半導体レーザ光源の出射光から第2高調
    波を発生させる第2高調波発生デバイスと、前記第2高
    調波発生デバイスからの光出力を検出する手段とを備え
    た光源装置の制御方法であって、 前記位相調整領域への注入電流Iphを所定の範囲で逐次
    変化させ、前記逐次変化に対応した光出力の検出値が最
    大となるときの注入電流値Iph(max)を求め、 前記位相調整領域への注入電流値を前記Iph(max)
    に決定することを特徴とする光源装置の制御方法。
  6. 【請求項6】 少なくとも活性層領域と位相調整領域と
    分布ブラッグ反射器(DBR)領域を有する半導体レー
    ザ光源と、前記半導体レーザ光源の出射光から第2高調
    波を発生させる第2高調波発生デバイスと、前記第2高
    調波発生デバイスからの光出力を検出する手段とを備え
    た光源装置の制御方法であって、 光出力の制御目標値と光出力の検出値との誤差を算出
    し、 前記誤差の積分値を前記活性層領域に注入する電流に加
    算すると共に、 前記誤差の積分値に所定の定数を乗じた値を、前記位相
    調整領域に注入することにより、光出力を制御目標値に
    制御することを特徴とする光源装置の制御方法。
  7. 【請求項7】 少なくとも活性層領域と位相調整領域と
    分布ブラッグ反射器(DBR)領域を有する半導体レー
    ザ光源と、前記半導体レーザ光源の出射光から第2高調
    波を発生させる第2高調波発生デバイスと、前記第2高
    調波発生デバイスからの光出力を検出する手段とを備
    え、前記半導体レーザ光源の光出力を低出力と高出力の
    少なくとも2値以上の値に切り替える光源装置の制御方
    法であって、 まず、前記半導体レーザ光源の光出力が高出力になる状
    態で、前記半導体レーザ光源の出射光の波長を前記第2
    高調波発生デバイスの最適波長にするための較正と、前
    記第2高調波発生デバイスからの光出力を制御目標値に
    するための制御の少なくとも一方を行い、 次いで、前記半導体レーザ光源の光出力が低出力になる
    状態で、前記半導体レーザ光源の出射光の波長を前記第
    2高調波発生デバイスの最適波長にするための較正と、
    前記第2高調波発生デバイスからの光出力を制御目標値
    にするための制御の少なくとも一方を行うことを特徴と
    する光源装置の制御方法。
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