JP2011108910A

JP2011108910A - 光半導体装置

Info

Publication number: JP2011108910A
Application number: JP2009263636A
Authority: JP
Inventors: eiichi Sakano; 英一坂野
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-06-02

Abstract

【課題】波長ロッカ部を有する光半導体装置において、波長制御の精度を向上させること。
【解決手段】本光半導体装置１００は、半導体レーザ１０と、半導体レーザ１０の出力光が入力されるエタロン２２を含む波長ロッカ光学系２０と、波長ロッカ光学系２０の出力に基づいて、半導体レーザ１０の波長を目標値に制御する波長ロック制御部４０と、エタロン２２の温度を目標値に制御するエタロン温度制御部４２と、エタロン温度の目標値の規定値と、予め外気温変動に対する波長ロッカ光学系２０の出力変動量を測定することで得られた補正情報とが格納されてなる記憶部４４と、外気温情報及び補正情報に基づき、エタロン温度の規定値を補正してエタロン温度の目標値を演算する補正部４６と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体レーザを備えた光半導体装置に関する。

出力波長の選択が可能な半導体レーザに、エタロンを含む波長ロッカ部を組み合わせたレーザ装置（光半導体装置）が知られている。波長ロッカ部を用いることにより、レーザの出力波長を高い精度で安定化させることができる。

波長ロッカ部による高精度に制御されたレーザ出力波長であっても、外気温度の影響により変化してしまう場合があった。そのため、従来から、温度変化によるロック波長のずれを修正する機構を備えた光半導体装置が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。また、レーザの発光素子と波長ロッカ部とをそれぞれ別の温度制御装置に搭載し、温度制御の精度を高めた光半導体装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００２−３７４０３３号公報特開２００６−２１６８６０号公報

従来のエタロンの温度制御は、エタロンが搭載される温度制御装置により行われ、エタロンの温度及び波長ロッカ部の光学的特性は一定に保たれていた。しかし、温度制御装置における目標温度が一定の場合でも、周囲の外気温の変化により波長ロッカ光学系の光学的特性が変化し、波長制御の精度が低下してしまう場合があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、波長制御の精度を向上させることのできる光半導体装置を提供することを目的とする。

本光半導体装置は、半導体レーザと、前記半導体レーザの出力光が入力されるエタロンを含む波長ロッカ光学系と、前記波長ロッカ光学系の出力に基づいて、前記半導体レーザの波長を目標値に制御する波長ロック制御部と、前記エタロンの温度を目標値に制御するエタロン温度制御部と、前記エタロン温度の目標値の規定値と、予め外気温変動に対する前記波長ロッカ光学系の出力変動量を測定することで得られた補正情報とが格納されてなる記憶部と、外気温情報及び前記補正情報に基づき、前記エタロン温度の規定値を補正して前記エタロン温度の目標値を演算する補正部と、を備える。本構成によれば、外気温の変化に応じてエタロン温度の温度制御における目標値を補正し、波長ロッカ光学系を備える波長ロッカ部において、外気温の変化に起因する光学的特性の変化を抑制することができる。その結果、波長制御の精度を向上させることができる。

上記構成において、前記記憶部は、前記補正情報として、外気温変動に対して前記エタロン温度の規定値を補正しない値を格納可能である構成とすることができる。

上記構成において、前記波長ロッカ光学系は、前記半導体レーザの出力を分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタの一方の出力光強度を検知する第１受光素子と、前記ビームスプリッタの他方の出力光が入力されるエタロンと、前記エタロンの透過光強度を検知する第２受光素子と、を備える構成とすることができる。

上記構成において、前記波長ロック制御部、前記エタロン温度制御部及び前記補正部は、コントローラにより制御されるものであり、前記コントローラは、外気温が変動した際の前記補正部によるエタロン温度の目標値の演算及び前記エタロン温度制御部によるエタロン温度の制御と並行して、前記波長ロック制御部によるレーザ波長の制御を実施する制御をなす構成とすることができる。

上記構成において、前記エタロン温度制御部は、エタロン温度を特定するためのエタロン温度情報を取得し、その温度情報が、前記目標値を維持するように温度制御を実施する構成とすることができる。

本発明によれば、波長ロッカ部を有する光半導体装置において、波長制御の精度を向上させることができる。

図１は、実施例１に係る光半導体装置の構成を示す図である。図２は、図１における制御機構の詳細な構成を示す図である。図３は、各部品の実装形態を示す模式図である。図４は、波長制御に関するフローチャートである。図５は、波長制御を行った上での波長エラー量の温度特性を示すグラフである。図６は、エタロンの温度制御に関するフローチャートである。図７は、エタロン温度の補正テーブルを示す図である。図８は、実施例１の変形例に係る光半導体装置の構成を示す図である。図９は、実施例２に係る光半導体装置の制御機構の詳細な構成を示す図である。図１０は、エタロンの温度制御に関するフローチャートである。

以下、図面を用い、実施例に係る光半導体装置について説明する。

光半導体装置１００は、半導体レーザ１０、波長ロッカ部２０、及びその制御機構を含む。半導体レーザ１０は波長可変レーザであり、レーザ本体の温度及びレーザ本体に設けられた電極に対する入力信号等を制御することにより、複数の波長のレーザ光を出力することが可能である。半導体レーザ１０は、第１温度制御装置ＴＥＣ１上に搭載されており、第１温度制御装置ＴＥＣ１の温度変化を受けてレーザ本体の温度が調節される。波長ロッカ部２０は、半導体レーザ１０の出力光をモニタリングし、その検出結果を半導体レーザ１０の波長制御機構に伝達する。半導体レーザ１０及び波長ロッカ部２０は、パッケージ８２に搭載されている。制御機構であるレーザ温度制御部４０、エタロン温度制御部４２、波長選択制御部５０、及びＳＯＡ制御部５２は、マイクロコントローラ８８の中のＣＰＵでコントロールされる機能を模式的に表したものである。以下、各部の詳細な構成について順に説明する。

半導体レーザ１０は、ＣＳＧ−ＤＢＲ（Chirped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector）領域、ＳＧ−ＤＦＢ（Sampled Grating Distributed Feedback）領域、及びＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）領域が順に連結されてなる波長可変レーザである。

ＣＳＧ−ＤＢＲ領域は、反射スペクトルのピーク波長が周期的に分布する部分回折格子ミラーであり、グレーティングが所定の間隔で設けられた光導波路を含む。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域の光導波路は、吸収端波長がレーザ発信波長よりも短波長側にある半導体結晶からなる。また、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域上にはヒータ１３、１４、及び１５が設けられている。ヒータ１３、１４、及び１５は、それぞれ波長選択制御部５０からの電気信号Ｉ_Ｈ１、Ｉ_Ｈ２、及びＩ_Ｈ３により制御され、その熱によりＣＳＧ−ＤＢＲ領域の光導波路の等価屈折率が所定の値に制御される。

ＳＧ−ＤＦＢ領域は、利得スペクトルのピーク波長が周期的に分布する部分回折格子活性領域であり、グレーティングが所定の間隔で設けられた光導波路を含む。ＳＧ−ＤＦＢ領域の光導波路は、目的とする波長でのレーザ発信に対して利得を有する半導体結晶からなる。ＳＧ−ＤＦＢ領域上には電極１６が設けられており、波長選択制御部５０から電極１６に供給される電流信号Ｉ_ＬＤにより、ＳＧ−ＤＦＢ領域内の光導波路において光が発生する。

ＳＯＡ領域は、電流制御によって光に利得を与える（または、光を吸収する）ための半導体結晶からなる光導波路を含む。ＳＯＡ領域上には電極１７が設けられており、ＳＯＡ制御部５２から電極１７に供給される電流・電圧信号Ｉ_ＳＯＡ及びＶ_ＳＯＡにより出力光の光強度が制御される。

半導体レーザ１０のＳＯＡ領域側から出力された光は、第１レンズ３０を介して第１ビームスプリッタＢＳ１へと入射される。第１ビームスプリッタＢＳ１で分光された光の一方は外部へ出力され、他方は第１受光素子ＰＤ１へと入射される。第１受光素子ＰＤ１は半導体レーザ１０の出力光の光強度を測定し、その結果をＳＯＡ制御部５２へと伝達する。ＳＯＡ制御部５２は第１受光素子ＰＤ１における測定値を所定の目標値（target）と比較し、電流・電圧信号Ｉ_ＳＯＡ及びＶ_ＳＯＡによりＳＯＡ領域における光の増幅を制御する。

波長ロッカ部２０は、第２ビームスプリッタＢＳ２、エタロン２２、第２受光素子ＰＤ２、第３受光素子ＰＤ３、及び第２温度制御装置ＴＥＣ２を含む。なお、本実施例では半導体レーザ１０のＣＳＧ−ＤＢＲ領域側に波長ロッカ部２０を配置する構成としたが、ＳＯＡ領域側に波長ロッカ部２０を配置し、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域側から外部に光を出力する構成としてもよい。

半導体レーザ１０のＣＳＧ−ＤＢＲ領域側から出力された光は、第２レンズ３２を介して第２ビームスプリッタＢＳ２へと入射される。第２ビームスプリッタＢＳ２で分光された光の一方は第２受光素子ＰＤ２へと入射され、他方はエタロン２２を介して第３受光素子ＰＤ３へと入射される。第２受光素子ＰＤ２は、エタロン２２を介さずに半導体レーザ１０からの出力光を受光することにより、出力光の光強度を検出する。エタロン２２は、波長に対する透過率が周期的に変化する特性を有し、特定の波長の光のみを選択的に透過させる光学素子である。第３受光素子ＰＤ３は、エタロン２２を介して半導体レーザ１０からの出力光を受光する。第２受光素子ＰＤ２及び第３受光素子ＰＤ３による検出結果は、レーザ温度制御部４０へと出力される。レーザ温度制御部４０は、第２受光素子ＰＤ２及び第３受光素子ＰＤ３における光強度の比からレーザ光の波長を検出する。また、レーザ温度制御部４０は、波長ロッカ部２０により検出された結果に基づき、半導体レーザ１０の出力光の光強度及び波長を目標値（target）と比較し、第１温度制御装置ＴＥＣ１の温度制御を行い、目標出力波長を得るよう、波長ロック制御を行う。

波長ロッカ部２０におけるエタロン２２は、第２温度制御装置ＴＥＣ２上に搭載されている。エタロン２２の光透過特性は温度により変化するため、エタロン２２の温度は一定に保たれることが好ましい。エタロン温度制御部４２は、所定の方法により測定されたエタロン２２の温度と、所定の目標値（target）とに基づき、第２温度制御装置ＴＥＣ２の温度制御を行う。

図２は、図１における制御機構のうち、特に波長ロック制御及びエタロンの温度制御に関する詳細な構成を示す図である。図中、ＬＤモジュール６０には、図１の半導体レーザ１０及び波長ロッカ部２０の構成を抜粋して図示している。図１と共通の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

制御ブロック６２は、レーザ温度制御部４０、エタロン温度制御部４２、記憶部４４、及び補正部４６を含む。レーザ温度制御部４０は、前述の通り、第２受光素子ＰＤ２及び第３受光素子ＰＤ３の検出結果に基づき、第１温度制御装置ＴＥＣ１の温度制御を行う。エタロン温度制御部４２は、第２温度制御装置ＴＥＣ２上に設けられたサーミスタ２４により第２温度制御装置ＴＥＣ２の温度を測定する。エタロン温度制御部４２は、第２温度制御装置ＴＥＣ２の温度をエタロン２２の温度と同等として用い、この温度が所定の目標値と一致するように第２温度制御装置ＴＥＣ２の温度制御を行う。サーミスタ２４は、エタロン２２の温度を取得するエタロン温度取得手段の一例であり、エタロン温度の測定はこれ以外の方法で行ってもよい。なお、レーザ温度制御部４０は、半導体レーザ１０からの出力光の波長を制御する波長ロック制御部の一部である。波長ロック制御部の概念には、レーザ温度制御部４０以外にも、エタロン２２の透過光を参照して電気信号等により波長制御を行う機構（図１の波長選択制御部５０等）も含まれるが、ここでは詳細な説明を省略する。

記憶部４４には、半導体レーザ１０の波長設定における目標値、エタロン２２の温度制御における目標値、調整時の外気温、及び後述するエタロン温度の補正テーブルが記憶されている。このうち、半導体レーザ１０の波長設定における目標値はレーザ温度制御部４０に、エタロン２２の温度制御における目標値はエタロン温度制御部４２に出力される。また、補正テーブルは補正部４６へと出力される。補正部４６は、外部のＴｃモニター７０により取得された外気温情報と、記憶部４４から読み込まれた補正テーブルとに基づいて、エタロン２２の温度制御における目標値を補正する。この処理については後段で詳述する。

制御ブロック６２は、例えばマイクロコントローラ８８に所定のプログラムを実行させることにより実現することができる。また、ソフトウェアを使用せず、制御回路により実現することもできる。

Ｔｃモニター７０は、外気温に関する情報を取得する外気温取得手段の一例である。外気温情報とは、サーミスタ２４（エタロン温度取得手段）により測定されるエタロン温度制御部４２上の温度とは異なり、光半導体装置１００が置かれた環境における外気温を何らかの形で反映した情報である。外気温情報の取得方法としては、例えば外部に設置された温度計等により外気温を直接測定してもよいし、半導体レーザ１０と波長ロッカ部２０とを搭載したパッケージ８２の温度を外気温情報としてもよい。

図３は、光半導体装置１００における各部品実装形態を示す模式図である。筐体８０の上面に、半導体レーザ１０及び波長ロッカ部２０を含むパッケージ８２が実装されている。パッケージ８２からは、レーザ光を外部に出力する光ファイバ８４が筐体８０の外部へと延在している。筐体８０の上面には制御基板８６が取り付けられ、パッケージ８２と電気的に接続されている。マイクロコントローラ８８は、制御基板８６上に実装されている。本実施例では、後段で詳述するように、パッケージ８２の付近に位置するマイクロコントローラ８８内のセンサにより、外気温情報を取得するものとする。

図４は、光半導体装置１００の波長制御に関するフローチャートである。最初に、レーザ温度制御部４０が、第２受光素子ＰＤ２及び第３受光素子ＰＤ３の検出値をモニターする（ステップＳ１０）。次に、レーザ温度制御部４０は、記憶部４４から波長設定の目標値を取得する（ステップＳ１２）。レーザ温度制御部４０は、波長設定の目標値と、実際に得られた検出値とに基づき、目標値との波長のずれ量を計算する（ステップＳ１４）。レーザ温度制御部４０は、波長のずれを修正するために必要な半導体レーザ１０の温度を計算し（ステップＳ１６）、レーザ温度の新たな目標値を定める。最後に、レーザ温度制御部４０は、第１温度制御装置ＴＥＣ１を制御することにより、半導体レーザ１０の温度をステップＳ１６で定められた新たな目標値に制御する（ステップＳ１８）。

以上のように、光半導体装置１００では、波長ロッカ部２０内の第２受光素子ＰＤ２及び第３受光素子ＰＤ３により半導体レーザ１０の出力光を常にモニタリングし、所定の波長からずれが生じた場合は速やかに修正を行うことができる。これにより、光半導体装置１００の出力を安定させることができる。

ところで、波長ロッカ部２０における第３受光素子ＰＤ３は、エタロン２２を透過した光を検出している。通常は、エタロン温度制御部４２及び第２温度制御装置ＴＥＣ２により、エタロン２２の温度及びその光学的特性は一定に保たれている。しかし、エタロン２２の温度制御における目標値が一定の場合でも、光半導体装置１００が置かれた環境の外気温度次第では、波長ロッカ部２０の光学的特性が変化してしまう場合があることが判明した。

図５は、波長ロック制御を行った上での波長エラー量の温度特性を示すグラフである。エタロン２２の温度制御における目標値は一定とした上で、横軸に温度（光半導体装置の調整時と使用時の温度差（ここで言う温度差とは、調整時の温度を基準とする使用時の温度の相対値である））を、縦軸に波長エラーをとり、温度差が０℃の場合を中心として使用時の外気温を変化させた場合における波長エラーの値を測定した。本測定には、サンプルとして、３つの光半導体装置を使用した。

第１のサンプルＡでは、温度差が負のとき波長エラーの値は正の方向に大きく、温度差が正になるほど波長エラーは負の方向に大きくなる傾向にあった。第２のサンプルＢでは、温度差が負のとき波長エラーの値は負の方向に大きく、温度差が正になるほど波長エラーは正の方向に大きくなる傾向にあった。第３のサンプルＣでは、外気温が変化しても波長エラーの値ははほとんど変化しなかった（波長エラーはほとんど検出されなかった）。

以上の測定から、各個体ごとに、外気温からの影響に差が生じることがわかった。これは、半導体レーザ１０及び波長ロッカ部２０を搭載したパッケージ８２の内部と外部に発生した温度差が波長ロッカ部２０に影響を及ぼしたものと考えられる。エタロン２２、第２ビームスプリッタＢＳ２、第２受光素子ＰＤ２、第３受光素子ＰＤ３、及び第２温度制御装置ＴＥＣ２を含む波長ロッカ光学系を備える波長ロッカ部２０は、外気温の変動により、その光学的特性に影響が見られる場合がある。これは、第２温度制御装置ＴＥＣ２によって所定の温度に一定に保持されているとはいえ、外気温によってエタロン２２が若干の温度変動を受けて、その透過波長特性を変動してしまうことが１つの原因である。さらに、他の原因として、波長ロッカ光学系のそれぞれを組み付けている溶接部などが、外気温により、熱膨張変動を起こして、その相互の位置関係を変動させてしまうことも要因であると考えられる。また波長ロッカ部２０の組み付けの際に発生する位置精度や、温度バランス等の個体差よる変動もその一因と考えられ、これらについても、変化の傾向は各個体ごとに違う。波長ロッカ部２０の光学的特性が変化すると、第２受光素子ＰＤ２及び第３受光素子ＰＤ３における検出値に影響が生じ（図４ステップＳ１０）、波長制御が正しく行えない場合がある。以下の説明では、外気温の変化が生じた場合でも、波長制御を精度良く行うための方法について説明する。

図６は、エタロンの温度制御に関するフローチャートである。最初に、補正部４６が、Ｔｃモニター７０より外気温情報を取得する（ステップＳ３０）。次に、補正部４６は、記憶部４４から温度設定のための補正テーブル（後述）を取得する（ステップＳ３２）。次に、補正部４６は、取得された外気温情報及び補正テーブルに基づいて、エタロン温度設定の目標値の補正量を計算する（ステップＳ３４）。補正部４６は、計算された補正量をエタロン温度制御部４２に出力し、エタロン温度制御部４２におけるエタロン温度の目標値（第２温度制御装置ＴＥＣ２の目標温度）を修正する（ステップＳ３６）。エタロン温度制御部４２は、第２温度制御装置ＴＥＣ２の温度を制御することにより、エタロン２２の温度をステップＳ３８で修正された新たな目標値に制御する（ステップＳ３８）。以上のステップにより、エタロン２２の温度が新たな目標値に制御されることで、エタロン２２の光透過特性が補正量分シフトし、波長ロッカ部２０で生じた波長エラーがキャンセルされる。すなわち、本実施例では、前述のように種々の相関・影響によって生じ、また、各個体ごとに変動の傾向も異なる外気温変動に対する波長ロッカ部２０の特性変動をエタロン２２の温度の目標値の変更によってキャンセルしている。これにより、簡単に波長ロッカ部２０の特性変動が抑制できる。

外気温情報については、半導体レーザ１０及び波長ロッカ部２０を搭載したパッケージ８２の内部と外部に発生した温度差が波長ロッカ部２０に影響を及ぼすことから、波長ロッカ部２０に近く外部温度の影響を受けるパッケージ８２の温度を用いることが好ましい。そのため、パッケージ８２の温度を直接測定することが最も正確な手段であるが、代わりにパッケージ８２が接地した筐体８０の温度や、制御基板８６において外気温により同様の傾向で温度が変動する箇所の温度を用いることができる。そこで、本実施例では、制御基板８６上に設置されたマイクロコントローラ８８内のセンサをＴｃモニタとし外気温情報を取得する。

図７は、エタロン温度の補正テーブルを示した図である。調整時の外気温Ｔ_０と、使用時の外気温Ｔとの差ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ_０）に対して、目標温度の補正量Δｔが設定されている。補正部４６は、記憶部４４から取得された最初のエタロン温度の目標値Ｔ_{ｅｔａ＿ｉｎｉｔ}に対し、外気温情報及び補正テーブルから取得された補正量Δｔを加え、新たなエタロン２２の目標温度Ｔ_ｅｔａを決定する（Ｔ_ｅｔａ＝Ｔ_{ｅｔａ＿ｉｎｉｔ}＋Δｔ）。補正量Δｔ１〜Δｔｎの値は、個々のΔＴ１〜ΔＴｎに対して図５の波長エラーの値が０になるように設定される。

図５で示したように、波長ロッカ部の温度特性は個体ごとに異なるため、補正テーブルも個体ごとに固有に設定されることが好ましい。このため、例えば出荷時等において個々の光半導体装置１００に対し特性試験（外気温の変化に対する波長エラーの測定）を行い、その結果に基づき補正テーブルを作成し、記憶部４４に書き込むことが好ましい。外気温の変化に対し波長エラーが生じない個体の場合（図５のグラフの傾きが０の場合）、補正テーブルにおける補正量の値は全て「０」となる。

本実施例の光半導体装置１００によれば、図６〜図７で説明した方法により、外気温の変化に伴う波長ロッカ部２０の特性変化を抑制することができる。その結果、図４で説明した半導体レーザ１０の波長制御の精度を向上させることができる。

外気温の変化に伴う波長ロッカ部２０の光学的特性の変化を補償する他の方法としては、外気温の変化に応じて波長ロッカのターゲット値を変化させる（ＰＤ２、ＰＤ３の目標値を補正する）等の方法が考えられる。しかし、この方法ではレーザ光のチャネルごとに補正パラメータを設定する必要があり、制御が非常に複雑となってしまう。また、外気温の変化が激しい場合に、波長制御が利かなくなってしまう（暴走する）おそれがある。本実施例の方法によれば、外気温の変化に応じてエタロン２２の目標設定温度を変更するだけでよいため、前記の方法に比べて制御が容易である。また、図４における波長制御は、図６におけるエタロン温度制御とは独立しており外気温の変化に関わらず実施されるため、本実施例の方法によれば、波長制御のプロセスを止めることなく、外気温変化による波長ロッカ部２０の光学特性変化を抑制し波長制度が向上する。

本実施例では、エタロン２２を含む波長ロッカ部２０の温度特性に基づいて定められた固有の補正テーブルを用いて目標温度の補正量を求める構成としたが、テーブルによらない所定の計算式等の他の方法により補正量を求めてもよい。その場合、外気温の変化に対して波長エラーが実質的に０となるような計算式とする。計算式は、ΔＴ＝０のときを０として、正の傾き及び負の傾きの両方をとり得る。また、傾きが０の場合もあり得る。

また、補正テーブルを用いる場合には、本実施例のように補正テーブルに補正を行わない値としてΔｔ＝０を書き込み可能とすることが好ましい。これにより、図６のステップＳ３４において補正量が０であれば、ステップＳ３６における設定温度の変更±０℃となり、設定温度の変更を行わない場合と実質的に同じ結果となる。これに対し、補正量が０であればステップＳ３６における設定温度の変更を行わない（ステップＳ３６をスキップする）構成とすることも可能であるが、本実施例のようにステップＳ３６は常に実行される構成とした方が、制御が簡略であり、より装置としての汎用性が高い。

本実施例では、半導体レーザ１０をＳＧ−ＤＦＢ領域及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域を含む波長可変レーザとしたが、本実施例中で説明した波長ロッカ部２０の温度制御による波長制御の精度向上は、これ以外の形態の半導体レーザにも適用することができる。

図８は、本実施例の変形例に係る光半導体装置１００Ａの構成を示した図である。第１温度制御装置ＴＥＣ１上には、半導体レーザ１０Ａの本体が搭載されている。半導体レーザ１０Ａは、温度により波長制御を行うＬＤ（Laser Diode）タイプの半導体レーザである。半導体レーザ１０Ａからの出力の大きさは、パワー制御部５６からの信号により制御される。パワー制御部５６には、第１受光素子ＰＤ１からの検出信号が入力される。その他の構成は本実施例（図１）と同様であり、詳細な説明を省略する。

図８の変形例に係る半導体レーザ１００Ａにおいても、エタロン２２と半導体レーザ１０Ａとが別の温度制御装置上に搭載されているため、外気温の変動により本実施例と同様の課題が発生する。そこで、本実施例と同様の方法により、外気温の変化に伴う波長ロッカ部２０の特性変化を抑制し、波長制御の精度を向上させることができる。

実施例２は、光半導体装置１００において、ファインチューニングと称する波長制御を行う例である。

図９は、実施例２に係る光半導体装置における制御機構の詳細な構成を示す図である。制御ブロック６２内の補正部４６に、ファインチューニング補正部４８が含まれている。その他の構成は実施例１（図２）と同様であり、詳細な説明を省略する。

波長可変レーザでは、決まった間隔で出力波長が定められており、その波長が目標波長として設定されている（例えば、ＩＴＵグリッドで５０ＧＨｚ間隔など）。ここで、光半導体装置１００の外部より、目標波長の出力を数ＧＨｚ（例えば０．５ＧＨｚ、１ＧＨｚなど）シフトするように要求がきた場合に、ファインチューニングの制御が実施される。

ファインチューニングの方法として、エタロン２２の光透過特性の温度依存性を利用して、エタロン２２の設定温度を補正してエタロン２２のロックポイントを必要な波長シフト量だけずらす方法が知られており、本実施例では以下のように実現する。

図１０は、実施例２におけるエタロン２２の温度制御に関するフローチャートである。最初に、ファインチューニング補正部４８が、要求された波長のシフト量と目標波長の差分と、記憶部に保存されているエタロンピークのシフト量とを用いて、ファインチューニング用の補正量を決定する（ステップＳ５０）。次に、補正部４６が、外気温情報を元にしたエタロン温度の補正量を決定し（ステップＳ５２）、これをステップＳ５０にて求められたファインチューニング用の補正量と足し合わせて最終的な補正量を決定する（ステップＳ５４）。補正部４６は、計算された補正量をエタロン温度制御部４２に出力し、エタロン温度制御部４２におけるエタロン温度の目標値（第２温度制御装置ＴＥＣ２の目標温度）を修正する（ステップＳ５６）。エタロン温度制御部４２は、第２温度制御装置ＴＥＣ２の温度を制御することにより、エタロン２２の温度をステップＳ３８で修正された新たな目標値に制御する（ステップＳ５８）。

実施例２の光半導体装置１００によれば、波長ロッカ部の特性変化の抑制及びファインチューニングの両方の制御を実現することができる。これにより、外部からの要求に応じた出力波長の変更を精度良く行うことができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０半導体レーザ
２０波長ロッカ部
２２エタロン
４０レーザ温度制御部
４２エタロン温度制御部
４４記憶部
４６補正部
７０Ｔｃモニター
８０筐体
８２パッケージ
８８マイクロコントローラ
１００光半導体装置
ＰＤ１第１受光素子
ＰＤ２第２受光素子
ＰＤ３第３受光素子
ＴＥＣ１第１温度制御装置
ＴＥＣ２第２温度制御装置

Claims

半導体レーザと、
前記半導体レーザの出力光が入力されるエタロンを含む波長ロッカ光学系と、
前記波長ロッカ光学系の出力に基づいて、前記半導体レーザの波長を目標値に制御する波長ロック制御部と、
前記エタロンの温度を目標値に制御するエタロン温度制御部と、
前記エタロン温度の目標値の規定値と、予め外気温変動に対する前記波長ロッカ光学系の出力変動量を測定することで得られた補正情報とが格納されてなる記憶部と、
外気温情報及び前記補正情報に基づき、前記エタロン温度の規定値を補正して前記エタロン温度の目標値を演算する補正部と、
を備えることを特徴とする光半導体装置。
前記記憶部は、前記補正情報として、外気温変動に対して前記エタロン温度の規定値を補正しない値を格納可能であることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
前記波長ロッカ光学系は、前記半導体レーザの出力を分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタの一方の出力光強度を検知する第１受光素子と、前記ビームスプリッタの他方の出力光が入力されるエタロンと、前記エタロンの透過光強度を検知する第２受光素子と、を備えることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
前記波長ロック制御部、前記エタロン温度制御部及び前記補正部は、コントローラにより制御されるものであり、前記コントローラは、外気温が変動した際の前記補正部によるエタロン温度の目標値の演算及び前記エタロン温度制御部によるエタロン温度の制御と並行して、前記波長ロック制御部によるレーザ波長の制御を実施する制御をなすことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
前記エタロン温度制御部は、エタロン温度を特定するためのエタロン温度情報を取得し、その温度情報が、前記目標値を維持するように温度制御を実施するものであることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。