JP2004111483A - 発光制御方法およびその装置 - Google Patents
発光制御方法およびその装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004111483A JP2004111483A JP2002269019A JP2002269019A JP2004111483A JP 2004111483 A JP2004111483 A JP 2004111483A JP 2002269019 A JP2002269019 A JP 2002269019A JP 2002269019 A JP2002269019 A JP 2002269019A JP 2004111483 A JP2004111483 A JP 2004111483A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- temperature
- light source
- emission power
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【解決手段】サーミスタ10を用いた制御と波長ロッカを用いた制御に加算回路15で重み付けを設定し、かつ検出部31で検出されて経時的に変化する出力パワーと目標値の差分に応じて、加算回路15がこの重み付けを連続的に変化させて、サーミスタ10を用いた制御と波長ロッカを用いた制御を併用させて発光制御を行う。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源から発光される光の波長を安定に制御する発光制御方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、通信データの大容量化や多様化に伴い、基幹伝送である光伝送システムの高速化や大容量化の要望が高まっており、その解決策としては、たとえば波長多重通信方式(WDM)が注目されている。この光波長多重通信方式では、異なる波長の光を各チャネルに割り当てて、データ変調を行った後に、これらを波長多重して共通の光伝送路に伝送している。
【0003】
このため、多重通信に用いられる光源(たとえばレーザダイオード、以下「LD」という)には、隣接波長の光に対する干渉を防ぐために、高い精度に波長を安定化させる発光制御を行うものが求められている。このように、LDから出力される光の波長を安定化する発光制御装置としては、たとえばサーミスタを検出部に用いてLDの温度を一定に保つことで光の波長を安定化するものと、2つの受光器と光フィルタを検出部に用いて、この出力される光の波長をモニタして、波長の安定化を図るものとがある。以下の図13、図14を用いて、これら装置について説明する。
【0004】
図13に示す発光制御装置では、図示しないLDの近隣に設けたサーミスタ10および抵抗/電圧変換回路11により、LDの温度をモニタしており、このモニタされたLD温度は、比較回路12で予め設定されたLD温度の制御目標値と比較されて、電流制御部13に出力される。電流制御部13では、入力する比較結果(差)が零になるように、ペルチェ素子14の駆動電流を設定して、このペルチェ素子14を駆動している。
【0005】
この従来の発光制御装置では、LDが載置されるペルチェ素子14の温度を検出し、この検出値に基づいて温度制御を行うことにより、LDの温度が一定に保持され、このLDから安定した波長の光が発光されることとなる。
【0006】
また、図14に示す発光制御装置では、図示しないLDの発光パワーを検出する第1の検出部20を備えるとともに、このLDからの特定波長の光を透過させるフィルタ部を有して、このフィルタ部を透過した特定波長の光の発光パワーを検出する第2の検出部21とを備え、これら発光パワーを電流/電圧変換回路22,23で電圧信号に変換している。この変換された電圧信号は、割り算回路24でその割合が求められ、さらに比較回路25で予め設定された波長の制御目標値と比較されて、電流制御部13に出力される。電流制御部26では、図13の装置と同様に、入力する比較結果(差)が零になるように、ペルチェ素子14の駆動電流を設定して、このペルチェ素子14を駆動している。
【0007】
すなわち、この従来の発光制御装置では、図15の起動時の制御に示すように、起動時にLDの温度またはLD周辺の温度を検出し、この検出値に基づいてLDが載置されるペルチェ素子14の温度制御を行うことにより、LDの温度が一定に保持される。次に、LDを点灯し、このLDの発光パワーが一定値になるまでこのペルチェ素子14に対するサーミスタ制御を継続することで、このLDから安定した波長の光が発光されることとなる。
【0008】
【特許文献1】
特開平2000−164977号公報(第4−5頁、図1)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このサーミスタを用いた従来例では、精度が低く、このために起動時には、図16の波長変動の実測データの波形図に示すように、ある程度の波長ずれ、たとえば上記の測定結果では、30[GHz]程度の波長ずれが生じていた。
【0010】
従来のWDMでは、波長間隔が100[GHz]程度あり、起動時の波長ずれは大きな問題ではなく、またLDの起動時の波長ずれは、波長選択を行うフィルタによって隣接チャネルに影響を与えることはなかった。しかしながら、近年のWDMシステムの多様化に伴い、隣接チャネルとの波長間隔が狭まってきているので、システムの波長ずれへの許容度が小さくなっており、隣接波長の光に対する干渉が懸念されるという問題点があった。
【0011】
また近年、通信用のLDに対しては、発光パワーを変動可能にする要求が高まっている。ところが、従来のサーミスタを用いた発光制御装置では、発光パワーを変動させる場合にも、波長ずれが発生し、上述したWDMシステムの波長すれへの許容度に対応することができないと言う問題点があった。
【0012】
また、この波長検出を行う従来例では、LDの起動時には、パワー制御されるこのLD自体の発光パワーが低いために、波長ロックが良好にかからない場合があるという問題点があった。
【0013】
この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、サーミスタを用いた制御とその他の制御を併用して、波長の変動を抑えることができる発光制御方法およびその装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1にかかる発光制御方法では、光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御方法において、前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出し、該温度と前記波長の関係から前記光源の温度を制御する第1の制御工程と、前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出し、該両発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御する第2の制御工程とを含み、前記第1および第2の制御工程を連続的に用いて前記光源から発光される光の波長を制御することを特徴とする。
【0015】
この請求項1の発明によれば、第1および第2の制御工程を切り替えることなく連続的に併用して光源から発光される光の波長を制御することで波長の変動を抑える。
【0016】
また、請求項2〜4にかかる発光制御方法では、第1および第2の制御に、前記光の発光パワー、目標値と発光パワーとの差分または経時時間または発光パワーの差分に応じて、変動する重みを付与する付与工程をさらに含み、該重み付けに基づいて、前記第1および第2の制御工程を連続的に用いて前記光源から発光される光の波長を制御する。
【0017】
この請求項2〜4の発明によれば、発光パワー、目標値と発光パワーとの差分または経時時間または発光パワーの差分に応じた重み付けを行って、第1および第2の制御工程を切り替えることなく連続的に併用して光源から発光される光の波長を制御することで波長の変動を抑える。
【0018】
また、請求項5にかかる発光制御方法では、光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御方法において、前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出し、該温度と前記波長の関係から前記光源の温度を制御する第1の制御工程と、前記光源の発光パワーを検出する検出工程と、前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成工程と、前記補正項を加える補正を行ってから、前記発光パワーの変化を行う変化工程とを含むことを特徴とする。
【0019】
この請求項5の発明によれば、発光パワーの変化時に、光パワーを変化させる前後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を加えてから発光パワーの変化を行うことで波長の変動幅が少なくなり、これによって波長ずれを低減する。
【0020】
また、請求項7にかかる発光制御方法では、光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御方法において、前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出し、該温度と前記波長の関係から前記光源の温度を制御する第1の制御工程と、前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出し、該発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御する第2の制御工程と、前記光源の発光パワーを検出する検出工程と、前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成工程と、前記補正項を加えてから、前記発光パワーの変化を行う変化工程とを含み、前記第1および第2の制御工程と前記変化工程を連続的に用いて前記光源から発光される光の波長を制御することを特徴とする。
【0021】
この請求項7の発明によれば、請求項1と5の発明を組み合わせて、第1および第2の制御工程を切り替えることなく連続的に併用して光源から発光される光の波長を制御して、波長の変化を抑えるとともに、発光パワーの変化時には、光パワーを変化させる前後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を加えてから発光パワーの変化を行うことで波長の変動幅が少なくなり、これによって波長ずれを低減する。
【0022】
また、請求項11にかかる発光制御装置では、光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御装置において、前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出する第1の検出手段と、前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出する第2の検出手段と、少なくとも前記検出された温度と目標の温度、前記検出された発光パワーと目標の発光パワーに基づいて、前記光源の温度を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度と前記波長の関係および前記発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御することを特徴とする発光制御装置。
【0023】
この請求項11の発明によれば、制御手段によって温度と前記波長の関係、および既知である波長と発光パワーの関係ならびに波長と温度の関係から導かれる前記発光パワーと温度との関係から、連続的に前記光源の温度を制御することで波長の変動を抑える。
【0024】
また、請求項14にかかる発光制御装置では、光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御装置において、前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出する第1の検出手段と、前記検出された温度と目標の温度に基づいて、前記光源の温度を制御する制御手段と、前記光源の発光パワーを検出するパワー検出手段と、前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成手段と、前記補正項を加える補正を行ってから、前記発光パワーの変化を行う変化手段とを備えたことを特徴とする。
【0025】
この請求項14の発明によれば、発光パワーの変化時に、変化手段によって光パワーを変化させる前後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を加えてから発光パワーの変化を行うことで波長の変動幅が少なくなり、これによって波長ずれを低減する。
【0026】
また、請求項15にかかる発光制御装置では、光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御装置において、前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出する第1の検出手段と、前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出する第2の検出手段と、少なくとも前記検出された温度と目標の温度、前記検出された発光パワーと目標の発光パワーに基づいて、前記光源の温度を制御する制御手段と、前記光源の発光パワーを検出するパワー検出手段と、前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成手段と、前記補正項を加える補正を行ってから、前記発光パワーの変化を行う変化手段とを備え、前記制御手段は、前記温度と前記波長の関係および前記発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御することを特徴とする。
【0027】
この請求項15の発明によれば、請求項11と14の発明を組み合わせて、制御手段によって温度と前記波長の関係および前記発光パワーと温度との関係から、連続的に前記光源の温度を制御して、波長の変動を抑えるとともに、発光パワーの変化時に、変化手段によって光パワーを変化させる前後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を加える補正を行ってから発光パワーの変動を行うことで波長の変動幅が少なくなり、これによって波長ずれを低減する。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に図1〜図12の添付図面を参照して、この発明にかかる発光制御方法およびその装置の好適な実施の形態を説明する。なお、以下の図において、図13、図14と同様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付記するものとする。
【0029】
(実施の形態1)
図1は、この発明にかかる発光制御装置の実施の形態1の構成を示す構成ブロック図である。図において、この実施の形態では、サーミスタ制御と波長ロック制御を併用した点が、従来の制御装置と異なり、さらにはLDの起動時に、このサーミスタ制御と波長ロック制御の切り替えを行わずに重み付けを設定し、この重み付けを連続的に変化させて発光制御を行うものである。なお、この実施の形態におけるサーミスタ制御では、図13の従来例と同様、サーミスタ10と、抵抗/電圧変換回路11と、比較回路12と、電流制御回路13と、ペルチェ素子14を有している。また、波長ロック制御では、図14の従来例と同様、LDの発光パワーを検出する第1の検出部20と、このLDからの特定波長の光波長依存性のある光透過率を持つフィルタ部を備えて、このフィルタ部を透過した特定波長の光の発光パワーを検出する第2の検出部21と、電流/電圧変換回路22,23と、割り算回路24と、比較回路25とを有している。
【0030】
また、この実施の形態では、発光制御装置は、パワー制御を行っており、LDのバイアス電流30を検出部31で検出し、それを電流/電圧変換回路32で電圧信号に変換した後、比較回路33でバイアス電流の制御目標値と比較されて、電流制御部34に出力している。電流制御部34では、入力する比較結果が零になるようにLDのバイアスを設定して、このLDを駆動している。
【0031】
これらの制御で用いられる各目標値は、制御部40によって設定されている。また、制御部40は、電流/電圧変換回路32を介して検出部31と接続されており、検出部31から入力する出力パワーと目標値の差分を求めている。
【0032】
図において、この実施の形態は、上述したごとく、サーミスタ制御と波長ロック制御を併用した一例を示すもので、2入力1出力の関係になっている。この実施の形態では、重み付けを行う加算回路15が設けられており、比較回路12からのLD温度とLD温度の制御目標値との比較結果および比較回路25からの演算された波長と波長の制御目標値との比較結果が入力している。なお、この発光制御装置では、比較回路12,25と、加算回路15と、割り算回路24とをデジタル回路で構成することによって、サーミスタ制御と波長ロック制御での制御の処理時間を均等にしている。
【0033】
このサーミスタと波長ロッカ(比較回路12,25)の出力は、図2に示すような波形になっている。すなわち、サーミスタの出力は、図2中の左側の図に示すように、たとえば温度に対して右下がりの曲線になっており、波長ロッカの出力は、図2中の中央の図に示すように、たとえば温度に対してピークの立った周期的な曲線になっている。
【0034】
加算回路15は、これらの出力を足し合わせる時に足し合わせの重み付けの比率を設定して、この比率でサーミスタ出力と波長ロッカの出力を足し合わせて、図2中の右側に示すような合成関数を作成する。この合成関数の他に、加算回路15には、たとえば図3に示すように出力パワーの差分に対する重み付けが設定されている。
【0035】
制御部40は、検出部31から入力する現在の出力パワーと目標とする出力パワーの差分を求めており、この差分の情報を加算回路15に出力している。この加算回路15は、たとえば起動時などの制御部40からの出力パワーの差分ΔPが大きい時には、図3の関係図に基づいてサーミスタ制御の重み付け(W1=1)とし、波長ロッカ制御の重み付け(W2=0)として、図2(a)の合成関数が求まる。
【0036】
また、加算回路15は、たとえば起動時などの制御部40からの出力パワーの差分ΔPが1/2程度(現在の出力パワーと目標とする出力パワーの差分が起動時の差分の1/2程度)の時には、図3の関係からサーミスタ制御の重み付け(W1=0.5)とし、波長ロッカ制御の重み付け(W2=0.5)として、図2(b)の合成関数が求まる。
【0037】
さらに、加算回路15は、たとえばLDの出力パワーが安定し、制御部40からの出力パワーの差分ΔPが小さい時には、図3の関係からサーミスタ制御の重み付け(W1=0)とし、波長ロッカ制御の重み付け(W2=1)として、図2(c)の合成関数が求まる。
【0038】
ここで、出力パワーの差分をΔP、サーミスタ制御の重み付けおよび曲線関数をW1(ΔP)とf1、波長ロッカ制御の重み付けおよび曲線関数をW2(ΔP)とf2とすると、合成関数f(t)は、
f(t)=f1・W1(ΔP)+f2・W2(ΔP)
ただし、W1(ΔP):0〜1
W2(ΔP):1〜0
となり、出力パワーの差分ΔPに応じて合成関数f(t)が変化することがわかる。
【0039】
なお、この実施の形態では、制御の重み付けを出力パワーの差分に対応付けて設定したが、この発明はこれに限らず、たとえば起動時からの経時時間に対応付けて設定することも可能である。
【0040】
また、この実施の形態では、出力パワーの差分に対応付けられた制御の重み付けは、図3のように曲線で設定したが、この他にたとえば図4に示すようにリニアに設定しても良いし、または図5に示すようにヒステリック曲線に設定しても良い。
【0041】
また、この実施の形態では、制御の重み付けを「0」から「1」の範囲で設定したが、この発明はこれに限らず、たとえば「0.05」から「0.95」の範囲に設定して、常にサーミスタ制御と波長ロッカ制御の両者による影響がLDの発光制御に与えられるように設定することも可能である。さらに、この発明では、一方の制御の重み付けを一定にし、他方の制御の重み付けのみを可変に設定することも可能である。
【0042】
このように、この実施の形態では、サーミスタ制御と波長ロッカ制御を併用するとともに、このサーミスタ制御と波長ロッカ制御に重み付けを設定し、かつ経時的に変化する出力パワーの差分に応じて、この重み付けを連続的に変化させて発光制御を行うので、LDの起動時に波長ずれが生じなくなり、これによって波長の変動を抑えることができる。
【0043】
また、この実施の形態の構成ブロックは図1に限らず、たとえば図6や図7にように構成させることも可能である。このうち、図6は、サーミスタ制御のサーミスタ10と、抵抗/電圧変換回路11と、比較回路12および波長ロック制御の検出部20,21と、電流/電圧変換回路22,23と、割り算回路24および比較回路25が、それぞれアナログ回路で構成され、かつ比較回路12,25と加算回路15間に、重みデジタル可変抵抗回路16,28を接続させて、たとえば外部からの重み付けの設定を可能にしている。
【0044】
図7の構成ブロックでは、サーミスタ制御のサーミスタ10と、抵抗/電圧変換回路11と、比較回路12がアナログ回路で構成され、波長ロック制御の割り算回路24と、比較回路25がデジタル回路で構成され、比較回路12,25が重み付けが設定された重みデジタル可変抵抗回路16,28を介して加算回路15とそれそれ接続されることで、良好な温度制御を行っている。
【0045】
(実施の形態2)
図8は、この発明にかかる発光制御装置の実施の形態2の構成を示す構成ブロック図である。図において、この実施の形態では、LDのパワー変動時に温度変動幅を利用して補正をかけて、サーミスタ制御を行うものである。この発光制御装置では、制御部40がこの温度変動を利用した補正項を加算回路15に出力するとともに、パワー変動に基づく出力パワーの目標値を設定して比較回路33に出力している。
【0046】
すなわち、LDの波長は、LDに流れる電流量とLDの温度の関係によって決まる。また、LDの発光量も、LDに流れる電流量とLDの温度の関係によって決まる。ここで、LDからの光の波長をλ、LDの発光量をP、LDに流れる電流量をI、LDの温度をTとし、この電流Iと温度Tの微少変化量をΔI、ΔTとすると、波長λと発光量Pの微少変化量ΔλとΔPは、以下のように表される。
【数1】
【0047】
次に、LDの発光量を変動させる場合は(2)式で、
【数2】
と近似して電流の微少変化量ΔIを求めると、
【数3】
となる。
【0048】
ここで、波長を変動させずにLDの発光量を変動させるには、(1)式と(3)式を用いる。ここでは、まず(1)式において、Δλ=0を代入し、さらに(3)式を代入して以下の(4)式を得る。
【数4】
この得られた(4)式が、出力パワーと発光する光の波長の関係式の一例である。
【0049】
これらの関係式から導かれる値、すなわち光パワーを変動させる前後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を、予め制御部40内の図示しないメモリに記憶させておくことで、制御部40は、このLD温度の変動分から温度の補正項を求めて加算回路15に出力するとともに、LDの出力パワーの変動分から出力パワーの目標値を設定して比較回路33に出力することで、LDの発光量を変動させる時の波長の変動を抑えることができる。また、これらの関係式を利用して逐次最適な値を演算しながら、波長の変動を抑えることも可能である。
【0050】
加算回路15では、予め設定されている目標値に、この補正項を加算して比較回路12に出力しており、電流制御部13は、サーミスタ出力がこの補正項が加算された目標値になるようにペルチェ素子14を動作制御して、LDの発光する波長を上げている。なお、この実施の形態では、サーミスタ制御の比較回路12と加算回路15がデジタル回路で構成されている。
【0051】
比較回路33は、この設定された目標値とLDのバイアス値とを比較し、電流制御部34は、この比較結果が零になるように、パワー制御を行って、LDの出力パワーを予め設定されている目標値にする。
【0052】
次に、この実施の形態の発光制御装置の動作を図9の図面に基づいて説明する。なお、図9の図面は、出力パワーと波長の関係を示す関係図である。この実施の形態では、発光する光の波長は変動させずに、LDの出力パワーをたとえば20[mW]から10[mW]に変動させる場合について説明する。
【0053】
ここで、まず20[mW]と10[mW]で発光する光の波長は、1541.22[nm]と1541.02[nm]であり、波長の変動幅は、0.2[nm]である。この波長0.1[nm]は上述した比例関係から1℃に対応しているので、この変動幅2[nm]は、2℃に対応している。この実施の形態では、この温度変動幅を利用して、補正を行うもので、たとえば1℃を補正項として加算回路15に出力する。
【0054】
加算回路15では、予め設定されている目標値に、この補正項を加算して比較回路12に出力するので、電流制御部13は、サーミスタ出力がこの補正項が加算された目標値になるようにペルチェ素子14を動作制御して、図8に示すように、LDの発光する波長を現状のP1(1541.22[nm])からP2(1541.32[nm])に上げている。
【0055】
この状態で、制御部40がパワー制御の目標値を10[mW]に設定すると、電流制御部34は、出力パワーが10[mW]になるように、LDのバイアスを調整するパワー制御を行い、波長をP3(1541.12[nm])。そして、出力パワーが安定すると、次に温度の補正項を1℃として再びペルチェ素子14の温度上昇を制御することで、出力パワーは10[mW]に変動したが、出力波長は元の1541.22[nm]に戻すことができる(図9中のP4参照)。
【0056】
ところで、実際にペルチェ素子の温度を上昇させるには、タイムラグがあり、反応が遅いことがある。そこで、実際にLDのパワー変動時にこの制御を行う時には、補正項に設定する温度を1℃よりもっと低い値(たとえば、0.5℃)に設定し、出力パワーの目標値も10[mW]より高い値(たとえば17.5[mW])に設定して、段階的に徐々に真の出力パワーの変動幅に近づくように設定すれば、上記の反応の遅さをカバーすることができる。
【0057】
また、この実施の形態では、上記と同様の方法を用いて、回路構成にデジタル回路とアナログ回路が混在していて信号処理の応答速度に差がある場合でも、この回路構成に伴うタイムラグの補正が可能である。この場合には、例えばアナログ回路側の出力パワーの目標値をゆるやかに制御することで、両回路の応答速度を等しくすることができる。すなわち、アナログ回路側の出力パワーの目標値を、上述したごとく、段階的に徐々に真の出力パワーの変動幅に近づくように設定し、デジタル回路の応答速度の遅さをカバーして、出力パワーを目標値に制御することで、両回路の応答速度の違いを吸収し、これらの応答速度を等しくすることができる。
【0058】
このように、この実施の形態では、LDのパワーを変動させる時に、温度の補正項を用いて温度補正を行ってから、LDのパワーを変動させるので、波長の変動幅が少なくなり、これによって波長ずれを低減することができる。
【0059】
また、この実施の形態の構成ブロックは図8に限らず、たとえば図10にように構成させることも可能である。この図10では、サーミスタ制御の各回路がアナログ回路で構成され、かつ比較回路12,25と加算回路15間に、重みデジタル可変抵抗回路16を接続させて、たとえば外部からの重み付けの設定を可能にしている。
【0060】
(実施の形態3)
ところで、上述した実施の形態で用いるサーミスタ制御は、経時変化などによって波長と温度の関係が変化してしまい、LDの立ち上がり時に設定した温度からずれてくる可能性がある。
【0061】
そこで、この実施の形態3では、図11の構成ブロック図に、この問題を解決する発光制御装置を示す。図において、この発光制御装置は、図1と図8の発光制御装置を併用した構成になっており、サーミスタ制御、波長ロック制御および補正項にそれぞれ重み付けを設定している点が、他の実施の形態と異なっている。なお、補正項の重み付けは、サーミスタの制御と同様に、LDのパワーの差分が大きい時に大きくなり、このパワーの差分が小さい時に、小さな値になっている。
【0062】
この発光制御装置においては、実施の形態1と同様に、LDの起動時には、重み付けの大きいサーミスタ制御で立ち上がり、波長が安定化してくると、重み付けの大きい波長ロッカによる制御に移行する。この際にLDのパワー変動が生じると、その時点ではサーミスタ制御のための温度がわからないので、波長ロッカで安定化されている温度をサーミスタ制御の目標値に定めて、比較回路12に出力する。
【0063】
この動作を行った後で、パワー変動の補正項を加算回路15に出力して、比較回路12からの比較結果にこの補正項を加算しており、電流制御部13は、サーミスタ出力がこの補正項が加算された目標値になるようにペルチェ素子14を動作制御して、LDの発光する波長を上げている。
【0064】
そして、加算回路15は、LDの出力パワーが安定し、制御部40からの出力パワーの差分ΔPが小さい時には、波長ロッカの重み付けが大きくなり、この波長ロッカによる発光制御を行う。
【0065】
なお、この実施の形態においては、たとえば補正項を予め図示しないメモリに記憶することで、または逐次最適な値を演算することで、波長の変動を抑えることが可能である。この逐次演算を行う場合においては、経年劣化によってLD特性が変動した後でも良好な温度制御が可能となる。
【0066】
このように、この実施の形態では、立ち上がり時およびパワーの変動時に、波長ロッカで安定化されている温度をサーミスタ制御の目標値に定めて、サーミスタ制御を行い、パワーが安定すると波長ロッカでの制御を行うので、実施の形態1および2と同様の効果を得られるとともに、サーミスタの経年変化に対しても、良好な温度制御を行うことができる。
【0067】
また、この実施の形態の構成ブロックは図11に限らず、たとえば図12のように構成することも可能である。図において、サーミスタ制御と波長ロック制御にデジタル回路を構成して、良好な温度制御を行っている。
【0068】
この発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。例えば、この実施の形態では、光の発光パワーを変動させる場合について説明したが、この発明はこれに限らず、経時変化などによって発光パワーが人的操作の影響によらずに変化した場合にも、光パワーが変化する前の波長と、変化した後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を加えて温度制御を行ってから、パワー制御によって発光パワーの変化を行うことが可能である。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明では、温度と波長の関係から光源の温度を制御する、たとえばサーミスタを用いた制御と、発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御する波長ロッカの制御を切り替えることなく連続的に併用するとともに、このサーミスタ制御と波長ロッカ制御に重み付けを設定し、かつ経時的に変化する出力パワーと目標値の差分に応じて、この重み付けを連続的に変化させて発光制御を行うので、光源の起動時に波長ずれが生じなくなり、これによって波長の変動を抑えることができる。
【0070】
また、この発明では、発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成し、光パワーを変化させる前後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を用いて温度補正を行ってから、光源の発光パワーを変化させるので、波長の変動幅が少なくなり、これによって波長ずれを低減することができる。
【0071】
また、この発明では、立ち上がり時およびパワーの変化時に、温度と波長の関係から光源の温度を制御する工程と、発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御する工程を連続的に併用し、光源から発光される光の波長を制御して、波長の変動を抑えるとともに、発光パワーの変化時には、光パワーを変化させる前後での波長が一定になるようにするための温度の補正項を用いた補正を行ってから、発光パワーの変化を行うので、上記と同様の効果が得られるとともに、サーミスタの経時変化に対しても、良好な温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる発光制御装置の実施の形態1の構成を示す構成ブロック図である。
【図2】サーミスタと波長ロッカの出力の波形およびサーミスタ出力と波長ロッカ出力を足し合わせた合成関数を示す波形図である。
【図3】図1に示したパワー制御の検出部で検出される出力パワーの差分と重み付けの関係の一例を示す関係図である。
【図4】同じく、パワー制御の検出部で検出される出力パワーの差分と重み付けの関係の他の例を示す関係図である。
【図5】同じく、パワー制御の検出部で検出される出力パワーの差分と重み付けの関係のさらに他の例を示す関係図である。
【図6】図1に示した発光制御装置の実施の形態1の他例の構成を示す構成ブロック図である。
【図7】同じく、発光制御装置の実施の形態1の他例の構成を示す構成ブロック図である。
【図8】この発明にかかる発光制御装置の実施の形態2の構成を示す構成ブロック図である。
【図9】出力パワーと波長との関係を示す関係図である。
【図10】図8に示した発光制御装置の実施の形態2の他例の構成を示す構成ブロック図である。
【図11】この発明にかかる発光制御装置の実施の形態3の構成を示す構成ブロック図である。
【図12】図1に示した発光制御装置の実施の形態3の他例の構成を示す構成ブロック図である。
【図13】サーミスタを用いた場合の従来の発光制御装置の構成を示す構成ブロック図である。
【図14】波長検出を行う場合の従来の発光制御装置の構成を示す構成ブロック図である。
【図15】LD起動時の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図16】図13に示したサーミスタでの制御における波長変動の実測データを示す波形図である。
【符号の説明】
10 サーミスタ
11 抵抗/電圧変換回路
12,15,25,33 比較回路
13,26 電流制御部
14 ペルチェ素子
15 加算回路
16,28 デジタル可変抵抗回路
20,21,31 検出部
22,23,32 電流/電圧変換回路
24 割り算回路
30 バイアス電流
34 電流制御部
40 制御部
Claims (17)
- 光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御方法において、
前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出し、該温度と前記波長の関係から前記光源の温度を制御する第1の制御工程と、
前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出し、該両発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御する第2の制御工程と、
を含み、前記第1および第2の制御工程を連続的に用いて前記光源から発光される光の波長を制御することを特徴とする発光制御方法。 - 前記発光制御方法では、第1および第2の制御に重みを付与する付与工程をさらに含み、該重み付けに基づいて、前記第1および第2の制御工程を連続的に用いて前記光源から発光される光の波長を制御することを特徴とする請求項1に記載の発光制御方法。
- 前記付与工程では、変動する前記重みを付与することを特徴とする請求項2に記載の発光制御方法。
- 前記付与工程では、前記光の発光パワー、目標値と発光パワーとの差分または経時時間に応じて、前記変動する重みを付与することを特徴とする請求項2または3に記載の発光制御方法。
- 光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御方法において、
前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出し、該温度と前記波長の関係から前記光源の温度を制御する第1の制御工程と、
前記光源の発光パワーを検出する検出工程と、
前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成工程と、
前記補正項を加える補正を行ってから、前記発光パワーの変化を行う変化工程と、
を含むことを特徴とする発光制御方法。 - 前記第1の制御工程では、前記発光パワーの変更前の前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出し、該温度に基づいて温度の目標値を作成することを特徴とする請求項5に記載の発光制御方法。
- 光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御方法において、
前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出し、該温度と前記波長の関係から前記光源の温度を制御する第1の制御工程と、
前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出し、該両発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御する第2の制御工程と、
前記光源の発光パワーを検出する検出工程と、
前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成工程と、
前記補正項を加えてから、前記発光パワーの変化を行う変化工程と、
を含み、前記第1および第2の制御工程と前記変化工程を連続的に用いて前記光源から発光される光の波長を制御することを特徴とする発光制御方法。 - 前記発光制御方法では、第1および第2の制御に重みを付与する付与工程をさらに含み、該重み付けに基づいて、前記第1および第2の制御工程を連続的に用いて前記光源から発光される光の波長を制御することを特徴とする請求項7に記載の発光制御方法。
- 前記付与工程では、変動する前記重みを付与することを特徴とする請求項8に記載の発光制御方法。
- 前記付与工程では、前記光の発光パワー、目標値と発光パワーとの差分または経時時間に応じて、前記変動する重みを付与することを特徴とする請求項9に記載の発光制御方法。
- 光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御装置において、
前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出する第1の検出手段と、
前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出する第2の検出手段と、
少なくとも前記検出された温度と目標の温度、前記検出された発光パワーと目標の発光パワーに基づいて、前記光源の温度を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記温度と前記波長の関係および前記発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御することを特徴とする発光制御装置。 - 前記制御手段は、前記検出された温度と目標の温度に基づく前記光源の温度制御と、前記検出された発光パワーと目標の発光パワーに基づく前記光源の温度制御とに重み付けを付与し、該重み付けに基づいて、前記光源の温度制御を連続的に行うことを特徴とする請求項11に記載の発光制御装置。
- 前記制御手段は、前記光の発光パワー、目標値と発光パワーとの差分または経時時間に応じて、変動する重みを付与することを特徴とする請求項12に記載の発光制御装置。
- 光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御装置において、
前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出する第1の検出手段と、
前記検出された温度と目標の温度に基づいて、前記光源の温度を制御する制御手段と、
前記光源の発光パワーを検出するパワー検出手段と、
前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成手段と、
前記補正項を加える補正を行ってから、前記発光パワーの変化を行う変化手段と、
を備えたことを特徴とする発光制御装置。 - 光源から発光される光の波長をフィードバック制御する発光制御装置において、
前記光源の温度または該光源の周辺温度を検出する第1の検出手段と、
前記光源からの光の発光パワーと所定波長の光の発光パワーを検出する第2の検出手段と、
少なくとも前記検出された温度と目標の温度、前記検出された両発光パワーと目標の発光パワーに基づいて、前記光源の温度を制御する制御手段と、
前記光源の発光パワーを検出するパワー検出手段と、
前記発光パワーの変化時に、変化前の発光パワーと変化後の発光パワーの差分に基づいて、温度の補正項を作成する作成手段と、
前記補正項を加える補正を行ってから、前記発光パワーの変化を行う変化手段と、
を備え、前記制御手段は、前記温度と前記波長の関係および前記発光パワーと温度との関係から前記光源の温度を制御することを特徴とする発光制御装置。 - 前記制御手段は、前記検出された温度と目標の温度に基づく前記光源の温度制御と、前記検出された発光パワーと目標の発光パワーに基づく前記光源の温度制御とに重み付けを付与し、該重み付けに基づいて、前記光源の温度制御を連続的に行うことを特徴とする請求項14または15に記載の発光制御装置。
- 前記制御手段は、前記光の発光パワー、目標値と発光パワーとの差分または経時時間に応じて、変動する重みを付与することを特徴とする請求項16に記載の発光制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002269019A JP4570318B2 (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | 発光制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002269019A JP4570318B2 (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | 発光制御方法およびその装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009000345A Division JP2009071338A (ja) | 2009-01-05 | 2009-01-05 | 発光制御方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004111483A true JP2004111483A (ja) | 2004-04-08 |
JP4570318B2 JP4570318B2 (ja) | 2010-10-27 |
Family
ID=32267078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002269019A Expired - Fee Related JP4570318B2 (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | 発光制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4570318B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006156808A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信モジュールおよび光受信モジュールの製造方法 |
JP2008091477A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Brother Ind Ltd | 光量調整装置及び画像形成装置 |
CN108882473A (zh) * | 2017-05-09 | 2018-11-23 | 怀化学院 | 一种光控路灯控制器及其控制方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001230489A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Ando Electric Co Ltd | Dfbレーザ駆動装置、dfbレーザ駆動方法、及び記憶媒体 |
-
2002
- 2002-09-13 JP JP2002269019A patent/JP4570318B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001230489A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Ando Electric Co Ltd | Dfbレーザ駆動装置、dfbレーザ駆動方法、及び記憶媒体 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006156808A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信モジュールおよび光受信モジュールの製造方法 |
JP2008091477A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Brother Ind Ltd | 光量調整装置及び画像形成装置 |
CN108882473A (zh) * | 2017-05-09 | 2018-11-23 | 怀化学院 | 一种光控路灯控制器及其控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4570318B2 (ja) | 2010-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5229163B2 (ja) | 波長制御方法および光送信装置 | |
US6400737B1 (en) | Automatic closed-looped gain adjustment for a temperature tuned, wavelength stabilized laser source in a closed-loop feedback control system | |
EP0911928B1 (en) | Control method and apparatus for stabilising optical wavelength | |
JPH11163462A (ja) | 光波長安定制御装置、光送信器、光波長多重送信器 | |
JP5148815B2 (ja) | 光送信モジュール | |
US20070160095A1 (en) | Laser diode controller and method for controlling laser diode by automatic power control circuit | |
JPH0697548A (ja) | レーザダイオードの出力パワーを制御する装置 | |
JP2009081512A (ja) | 光送信装置および設定値決定方法 | |
JP7203812B2 (ja) | 光モジュール、その波長制御方法およびそのキャリブレーション方法 | |
US7339962B2 (en) | Frequency locking of multisection laser diodes | |
EP1571743A1 (en) | Method and apparatus for wavelength stabilization of a laser by means of temperature compensation. | |
JP2013089754A (ja) | 波長可変半導体レーザの制御方法 | |
US7924893B2 (en) | Method and system for switching of tunable lasers | |
JP2001196689A (ja) | レーザ波長を安定させる方法および装置 | |
US20060198406A1 (en) | Athermalisation of tuneable lasers | |
US20070127530A1 (en) | Laser control | |
JP2004111483A (ja) | 発光制御方法およびその装置 | |
EP1167943A2 (en) | Detecting aging of optical components | |
KR100865428B1 (ko) | 광통신용 광원부 및 그 파장 감시 제어 방법 | |
JP2001230489A (ja) | Dfbレーザ駆動装置、dfbレーザ駆動方法、及び記憶媒体 | |
US10673205B2 (en) | Wavelength tunable laser module and method of controlling wavelength thereof | |
JP5333238B2 (ja) | 波長可変レーザ装置及びその波長切替方法 | |
US6697388B1 (en) | Control system for use with DBR lasers | |
JP2009071338A (ja) | 発光制御方法およびその装置 | |
JP2004349532A (ja) | 光送信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081028 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090310 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100713 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100810 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |