JP2003504859A - 可変波長レーザを制御するための方法および装置 - Google Patents

可変波長レーザを制御するための方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 一つ以上の適当なレーザ動作点に関して特性決定される可変波長レーザを制御する方法であって、前記動作点の各々がこのレーザを所定の動作点で作動させるために異なるレーザ部分（７−１０）を制御する態様によって決定される可変波長レーザを制御する方法。本発明は、前記レーザを制御するときに異なる動作点に対する異なるレーザ部分（７−１０）を横切る電圧を測定すること；およびこのレーザが作動しているとき異なるレーザ部分（７−１０）を横切る電圧を一定に保持して、所定の動作点を維持するようにすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、可変波長レーザを制御するための方法および装置に関する。
【０００２】 可変波長半導体レーザは、電流を注入する幾つかの異なる部分を含み、これら
の部分の数は、典型的に３ないし４である。レーザの波長、出力およびモード純
度は、これらの種々の部分の電流を調整することによって制御できる。モード純
度は、レーザが動作点に、即ち、所謂モードジャンプが起り、レーザ発光が安定
で且つサイドモード抑制が高い、駆動電流の組合せから或る距離にあることを意
味する。
【０００３】 波長の制御に関して、異なる用途に対しては特別な要求事項が必要である。電
気通信の場合、駆動電流および温度を設定してから、レーザがその波長を長期間
に亘って非常に高精度に維持できることが必要である。典型的精度は、０．１ｎ
ｍであり、典型的期間は、２０年である。
【０００４】 レーザを制御できるためには、このレーザの挙動を種々の駆動電流の関数とし
て描くことが必要である。これは、レーザの製造後、その使用前に必要である。
【０００５】 可変波長レーザをそれらの動作点の最適化に関して特性決定する種々の方法が
スウェーデン国特許明細書９８００１４３−１および９９００５３６−５に記載
してある。
【０００６】 しかし、駆動電流を変えることによって劣化を補償できるためには、作動中の
レーザの劣化を測定することも必要である。与えられた動作点に対する波長の変
化は、劣化の一例である。
【０００７】 通常、可変波長レーザは、或る所望の動作点を維持するように種々のレーザ部
分に注入する電流を調整することによって制御する。
【０００８】 レーザ劣化を発見する一つの方法は、所定の期間後にこのレーザの特性決定を
再度行い、それをもって先の組合せを最後に測定した現在の組合せと比較してこ
のレーザが劣化した程度を決めることである。次に、このレーザの種々の部分の
電流制御を調整して所望の動作点を得る。
【０００９】 本発明は、劣化による伝送波長、出力およびサイドモード抑制に関するレーザ
動作点の変化を補償してこの劣化の影響を大幅に軽減しまたはその影響を完全に
無くするようにする方法および装置に関する。
【００１０】 従って、本発明は、一つ以上の適当なレーザ動作点に関して特性決定し、これ
らの動作点の各々は、このレーザが所定の動作点で動作する結果になるようにこ
のレーザの種々の部分を制御する程度によって決る、可変波長レーザを制御する
方法に関し、並びに異なる動作点に対する異なるレーザ部分を横切るレーザ制御
電圧を測定すること；およびこのレーザの作動中時が経っても異なるレーザ部分
を横切る電圧を一定に保持し、それによって所定の動作点を維持することに特徴
がある。
【００１１】 この発明は、請求項４に示す特色を有する装置にも関する。
【００１２】 次に、この発明をその実施例をおよび添付の図面も参照して更に詳しく説明す
る。
【００１３】 図１は、三つの部分、即ちブラッグ反射器１、位相部２およびゲイン部３を含
むＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）レーザを示す。各部分は、それぞれの電気伝導
体４、５、６を通してそこに注入する電流によって制御する。
【００１４】 図２は、可変波長格子結合サンプル反射器（ＧＣＳＲ）レーザの断面図である
。そのようなレーザは、四つの部分、即ちブラッグ反射器７、位相部８、結合器
９およびゲイン部１０を有する。これらの部分の各々は、それへの注入電流によ
って制御する。
【００１５】 図３は、これもそれぞれ１１、１２、１３、１４と参照番号を付けた四つの部
分を有する、サンプル格子ＤＢＲレーザの断面図である。部分１１および１４は
、ブラッグ反射器であり、一方部分１３は位相部および部分１２はゲイン部であ
る。
【００１６】 前述の３種類のレーザが普通である。しかし、他の種類のレーザもある。
【００１７】 この発明は、以下に図２によるＧＣＳＲレーザを参照して説明するが、この発
明は、可変波長半導体レーザのどの特定の種類にも限定されないことが分るだろ
う。例えば、この発明は、例として図面に示す以外の可変波長レーザに対応する
方法で適用できる。
【００１８】 可変波長レーザが発する波長は、異なるレーザ部分に注入する電流の量によっ
て決る。波長は、この注入電流がもたらす自由荷電キャリヤの数によって決る。
波長と電流との間の関係の劣化は、いつかは起り、それによってこのレーザの波
長精度を壊す。
【００１９】 この劣化は、注入電流と荷電キャリヤの数の間の比の変化によって、主として
電流と屈折率との間の関係に起る。
【００２０】 しかし、荷電キャリヤの数と屈折率、およびそれに加えて波長の間の比は、一
定と考えることができる。
【００２１】 それで、本発明は、一つ以上の適当なレーザ動作点に関して先に特性決定した
可変波長レーザを制御する方法に関する。これらの動作点は、このレーザが所定
の動作点で動作するために、異なるレーザ部分に注入すべき電流により、または
それぞれの部分間に行渡るべき電圧によって決る。
【００２２】 この発明によれば、異なるレーザ動作点に対する異なるレーザ部分間の電圧は
、このレーザを特性決定するときに測定する。作動する際、異なるレーザ部分間
の電圧は、所定の動作点を維持するように時が経っても一定に保持する。
【００２３】 レーザは、前述の特許明細書に従って、多数の動作点を識別するように特性決
定し、その後与えられた動作点を選択できる。しかし、本発明は、与えられた動
作点を得るためにレーザをデジタル的にまたはアナログ的に制御するときにも適
用できる。従って、本発明は、与えられた動作点を得る方法に依存しない。
【００２４】 実際、或る部分を通過する電流と上記部分に加える電圧との間の関係は、線形
で、更に、このレーザの劣化と共に変化する。これは、全てのレーザ部分に当て
はまる。
【００２５】 図４は、一つの部分を通る電流Ｉを上記部分を横切る電圧に対してプロットし
た線図である。曲線１１は、レーザをその劣化前に特性決定したときのこの関係
を示す。点０１は、選択した動作点を示す。曲線１１の位置は、劣化が起ると曲
線１２の位置へ動く。それで、電圧を一定に保持することによってこの動作点を
点０２へ動かさせることができる。それでこの電圧を一定に保持する結果は、こ
の部分を通る電流をＩ１からＩ２へ増すことである。
【００２６】 これは、電圧ユニット１３にレーザ部分の各々へそれぞれの部分を横切る所定
の定電圧を供給させることによって行うのが好ましい。
【００２７】 これは、注入電流と荷電キャリヤの数との間の比が変るときでも、それぞれの
部分を通る電流を自動補正し、自由荷電キャリヤが一定数である結果となる。こ
れは、レーザの全ての部分に当てはまる。
【００２８】 従って、放出光の波長は、例えレーザが劣化しても、上記の期間に亘って一定
に保持されるだろう。厳密な波長は、全期間に亘って維持されないかも知れない
が、劣化の影響は、少なくとも非常に軽減されるだろう。
【００２９】 従来のプロセスには明確なように、電流を測定することあるいは電流を或る所
定の値に補正することは必ずしも必要ない。
【００３０】 事実、本発明を実施するとき、与えられた動作点、およびそれに加えて波長を
維持するためにレーザが劣化した程度を知ることは必要ない。
【００３１】 本発明は、この様に序文に示した問題を解決する。
【００３２】 図５は、この発明に従って使用する装置のブロック線図である。
【００３３】 作動する際、電圧ユニット１３が所定の動作点を維持するために或る期間に亘
って異なるレーザ部分７−１０を横切る電圧を一定に保持するように機能する。
これに関して必要な種々の電圧は、このレーザを特性決定または制御するときに
、異なる動作点に対して種々のレーザ部分を横切る適切な電圧として測定する。
【００３４】 このレーザを、例えば前述の特許明細書に従って、特性決定するとき、種々の
レーザ部分を横切る電圧を異なる動作点に関して測定できる。
【００３５】 この装置は、Ｄ／Ａ変換器１５を介して四つの異なる電圧発生器１６−１９を
制御するためのマイクロプロセッサ１４または何らかの相当するデバイスを含む
。電圧発生器１６−１９の各々は、レーザ部分７−１０の一つを制御する。この
マイクロプロセッサは、異なる動作点がそれぞれのレーザ部分に行渡るべき電圧
の形で記憶してある記憶装置に接続してある。
【００３６】 一好適実施例によれば、この装置は、それぞれの部分７−１０を横切る電圧を
測定するようになっている回路２０を含む。この回路２０は、電圧ユニット１３
が各レーザ部分に対して所定の電圧を維持するように、電圧ユニットを調節する
ように設計してある。これは、回路２０からマイクロプロセッサ１４へ送出し且
つそれぞれの測定電圧を表す信号に応じて行われる。
【００３７】 このマイクロプロセッサおよびＤ／Ａ変換器は、完全なアナログ回路で置換え
ることができる。そのような場合、回路２０も類似のアナログ回路に含まれても
よい。
【００３８】 本発明は、その実施例を参照して上述のように説明したが、本発明が、ＧＣＳ
Ｒレーザ以外の種類の可変波長レーザに相応に適用できることが理解されるだろ
う。これらの電圧発生器もまた、回路２０と同様に、何らかの適当な設計を与え
てもよい。
【００３９】 従って、本発明は、前記請求項の範囲内で変形が成され得るので、前述の実施
例に限定されると考えられるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＤＢＲレーザの部分破断斜視図である。
【図２】 可変波長格子結合サンプル反射器（ＧＣＳＲ）レーザの断面図である。
【図３】 サンプル格子ＤＢＲレーザの断面図である。
【図４】 一つの同調部分に注入した電流を前記部分を横切る電圧に対してプロットした
線図における原理曲線を示す。
【図５】 この発明に従って使用する装置を概略的に示すブロック線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一つ以上の適当なレーザ動作点に関して特性決定される可変
    波長レーザを制御する方法にして、前記動作点の各々が前記レーザを所定の動作
    点で作動させるために異なるレーザ部分（７−１０）を制御する態様によって決
    定される可変波長レーザを制御する方法であって、前記レーザを制御するときに
    異なる動作点に対する異なるレーザ部分（７−１０）を横切る電圧を測定するこ
    と；および、前記レーザが作動しているとき異なるレーザ部分（７−１０）を横
    切る電圧を一定に保持して、所定の動作点を維持するようにすることを特徴とす
    る可変波長レーザを制御する方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された方法であって、電圧供給ユニット（１
    ３）を使ってそれぞれのレーザ部分（７−１０）を横切る所定の定電圧を加える
    ことを特徴とする可変波長レーザを制御する方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された方法であって、それぞ
    れのレーザ部分（７−１０）を横切る電圧を測定すること、および各部分（７−
    １０）を横切る前記所定の電圧を維持するように前記電圧供給ユニット（１３）
    を調節することを特徴とする可変波長レーザを制御する方法。
  4. 【請求項４】 適当なレーザ動作点に関して特性決定される可変波長レーザ
    を制御するための装置にして、前記動作点がこのレーザを所定の動作点で作動さ
    せるために異なるレーザ部分（７−１０）に注入すべき電流によって決定される
    可変波長レーザを制御するための装置であって、前記レーザを特性決定するとき
    に測定した前記異なる動作点に関して異なるレーザ部分（７−１０）を横切って
    測定した電圧に基づいて、前記レーザの作動中にこれらの異なるレーザ部分（７
    −１０）を時が経っても一定に保持して、所定の動作点を維持するように機能す
    る電圧ユニット（１３）を有することを特徴とする可変波長レーザを制御するた
    めの装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載された装置であって、それぞれの部分（７−
    １０）を横切る電圧を測定するように機能する回路（２０）有し、該回路（２０
    ）が各部分（７−１０）を横切る前記所定の電圧を維持するために前記電圧ユニ
    ット（１３）を調節するようにされていることを特徴とする可変波長レーザを制
    御するための装置。
JP2001508563A 1999-07-06 2000-06-21 可変波長レーザを制御するための方法および装置 Pending JP2003504859A (ja)

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