JP2016046526A - 波長可変レーザシステム - Google Patents

波長可変レーザシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2016046526A
JP2016046526A JP2015160624A JP2015160624A JP2016046526A JP 2016046526 A JP2016046526 A JP 2016046526A JP 2015160624 A JP2015160624 A JP 2015160624A JP 2015160624 A JP2015160624 A JP 2015160624A JP 2016046526 A JP2016046526 A JP 2016046526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wavelength
output
semiconductor laser
etalon
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
Application number
JP2015160624A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6519925B2 (ja
Inventor
田中 宏和
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
哲史 小田川
Tetsufumi Odagawa
哲史 小田川
浩充 河村
Hiromitsu Kawamura
浩充 河村
雅央 柴田
Masao Shibata
雅央 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Original Assignee
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Device Innovations Inc filed Critical Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority to JP2015160624A priority Critical patent/JP6519925B2/ja
Publication of JP2016046526A publication Critical patent/JP2016046526A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6519925B2 publication Critical patent/JP6519925B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06256Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06258Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06817Noise reduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0265Intensity modulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)

Abstract

【課題】出力光の波長制御の精度が向上された波長可変レーザシステムを提供する。
【解決手段】波長可変レーザシステム1は、波長可変半導体レーザと、波長可変半導体レーザと光結合された半導体光アンプと、半導体光アンプと光結合されたエタロン8と、エタロン8を透過する前の出力光を検知する第1の光検知素子と、エタロン8を透過した出力光を検知する第2の光検知素子と、波長可変半導体レーザから出力される光の波長を制御する制御部10と、を備える。制御部10は、第1及び第2の光検知素子の検知結果に基づいて出力光の波長を演算し、出力光の波長と目標波長との差に基づいて制御値を演算する。また、制御部10は、半導体光アンプを光吸収する状態に制御したうえでの第1及び第2の光検知素子のそれぞれが検知した光の強度を補正値として出力光の波長を演算する。
【選択図】図1

Description

本発明は、波長可変レーザシステムに関する。
波長可変レーザシステムが出力する光の波長を制御するために、例えば波長ロッカが用いられる。例えば下記特許文献1には、波長可変レーザと、波長可変レーザからの出力光の波長を制御する制御部と、出力光を増幅する半導体光アンプ(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)と、波長ロッカに含まれるエタロン及び2つの受光素子とを有する波長可変レーザシステムが開示されている。波長可変レーザ及び半導体光アンプは、モノリシックに集積されている。
上記波長ロッカでは、まず、一方の受光素子がエタロンを透過する前の半導体光アンプからの出力光を検知すると共に、他方の受光素子がエタロンを透過した出力光を検知する。次に、2つの受光素子によって検知された出力光の強度比を演算し、演算した出力光の強度比を目標値と比較する。制御部はこの比較結果に応じて出力光の波長を調整し、所望の波長が得られた場合に波長をロックする。
特開2014−45172号公報
上記特許文献1に記載された波長可変レーザシステムには、キャリブレーション(校正)が出荷前に実施される。このキャリブレーションでは、まず、高い精度を有する波長計によって波長可変レーザシステムからの出力光を検知する。そして、当該波長計が所望の波長を示した場合における2つの受光素子が検知した出力光の強度を記録するものである。この記録された出力光の強度比は、目標値として用いられる。
このようなキャリブレーションでは、波長可変レーザシステムの種々の動作条件によっては、校正精度が低くなることがある。この場合、所望の波長を有する光が波長可変レーザシステムから出力されないおそれがある。
本発明は、出力光の波長制御の精度が向上された波長可変レーザシステムを提供することを目的とする。
本発明の一形態に係る波長可変レーザシステムは、第1の端面及び第1の端面と反対側の第2の端面から光を出力する波長可変半導体レーザと、一端が波長可変半導体レーザの第1の端面と光結合された半導体光アンプと、波長可変半導体レーザの第1の端面及び第2の端面のいずれか一方に光結合されたエタロンと、波長可変半導体レーザにおいてエタロンと光結合された端面からの出力光であって、エタロンを透過する前の出力光を検知する第1の光検知素子と、エタロンを透過した出力光を検知する第2の光検知素子と、波長可変半導体レーザが出力する光の波長を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1の光検知素子の検知結果と第2の光検知素子の検知結果とに基づいて波長可変半導体レーザが出力する光の波長を演算し、当該光の波長と目標波長との差に基づいて波長可変半導体レーザが出力する光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、制御部は、半導体光アンプを制御して第1の光検知素子及び第2の光検知素子によって検知した迷光の強度を補正値として波長可変半導体レーザが出力する光の波長を演算する。
本発明の他の一形態に係る波長可変レーザシステムは、波長可変半導体レーザと、一端が波長可変半導体レーザと光結合された半導体光アンプと、半導体光アンプの他端と光結合されたエタロンと、エタロンを透過する前の半導体光アンプからの出力光を検知する第1の光検知素子と、エタロンを透過した出力光を検知する第2の光検知素子と、波長可変半導体レーザから出力される光の波長を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1の光検知素子の検知結果と第2の光検知素子の検知結果とに基づいて出力光の波長を演算し、演算された出力光の波長と目標波長との差に基づいて出力光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、制御部は、半導体光アンプを光吸収する状態に制御したうえでの第1の光検知素子及び第2の光検知素子のそれぞれが検知した光の強度を補正値として出力光の波長を演算する。
本発明の他の一形態に係る波長可変レーザシステムは、第1の端面及び第1の端面と反対側の第2の端面から光を出力する波長可変半導体レーザと、一端が波長可変半導体レーザの第1の端面と光結合された半導体光アンプと、半導体光アンプの他端と光結合されたエタロンと、エタロンを透過する前の半導体光アンプからの出力光を検知する第1の光検知素子と、エタロンを透過した出力光を検知する第2の光検知素子と、波長可変半導体レーザが出力する光の波長を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1の光検知素子の検知結果と第2の光検知素子の検知結果とに基づいて出力光の波長を演算し、演算された出力光の波長と目標波長との差に基づいて出力光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、制御部は、第2の端面から出力されると共に第1の光検知素子及び第2の光検知素子のそれぞれが検知する光の強度を補正値として出力光の波長を演算する。
本発明によれば、出力光の波長制御の精度が向上された波長可変レーザシステムを提供できる。
図1は、第1実施形態に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。 図2は、図1のII−II線矢視断面図である。 図3は、第1実施形態に係る波長可変レーザシステムを収容したレーザパッケージの内部構造を説明する図である。 図4は、第1実施形態に係る出力光の波長の調整方法を説明するフローチャートである。 図5は、出力光の波長の演算方法を説明するフローチャートである。 図6は、比較例に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。 図7は、第2実施形態に係る出力光の波長の調整方法を説明するフローチャートである。 図8は、出荷前試験を説明するフローチャートである。 第3実施形態においてSOA領域を流れるバイアス電流と光の強度との関係性を示すグラフである。 図10は、第4実施形態に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。 図11は、第4実施形態においてSOA領域を流れるバイアス電流と光の強度との関係性を示すグラフである。 図12は、第5実施形態に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明の一実施形態は、第1の端面及び第1の端面と反対側の第2の端面から光を出力する波長可変半導体レーザと、一端が波長可変半導体レーザの第1の端面と光結合された半導体光アンプと、波長可変半導体レーザの第1の端面及び第2の端面のいずれか一方に光結合されたエタロンと、波長可変半導体レーザにおいてエタロンと光結合された端面からの出力光であって、エタロンを透過する前の出力光を検知する第1の光検知素子と、エタロンを透過した出力光を検知する第2の光検知素子と、波長可変半導体レーザが出力する光の波長を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1の光検知素子の検知結果と第2の光検知素子の検知結果とに基づいて波長可変半導体レーザが出力する光の波長を演算し、当該光の波長と目標波長との差に基づいて波長可変半導体レーザが出力する光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、制御部は、半導体光アンプを制御して第1の光検知素子及び第2の光検知素子によって検知した迷光の強度を補正値として波長可変半導体レーザが出力する光の波長を演算する波長可変レーザシステムである。
この波長可変レーザシステムによれば、半導体光アンプを制御して第1の光検知素子及び第2の光検知素子によって検知した迷光の強度を補正値として、波長可変半導体レーザが出力する光の波長を演算する。このため、例えば波長可変半導体レーザにおいてエタロンと光結合されていない端面から出力される光であって、最終的に第1及び第2の光検知素子に検知される光を迷光とし、この迷光の強度を補正値として波長可変半導体レーザから出力される光の波長を演算できる。これにより、波長可変レーザシステムの出力光の波長制御の精度が向上する。
また、本願発明の他の一実施形態は、波長可変半導体レーザと、一端が波長可変半導体レーザと光結合された半導体光アンプと、半導体光アンプの他端と光結合されたエタロンと、エタロンを透過する前の半導体光アンプからの出力光を検知する第1の光検知素子と、エタロンを透過した出力光を検知する第2の光検知素子と、波長可変半導体レーザから出力される光の波長を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1の光検知素子の検知結果と第2の光検知素子の検知結果とに基づいて出力光の波長を演算し、演算された出力光の波長と目標波長との差に基づいて出力光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、制御部は、半導体光アンプを光吸収する状態に制御したうえでの第1の光検知素子及び第2の光検知素子のそれぞれが検知した光の強度を補正値として出力光の波長を演算する波長可変レーザシステムである。
この波長可変レーザシステムによれば、制御部は、半導体光アンプを光吸収する状態に制御した上で、第1の光検知素子及び第2の光検知素子のそれぞれが検知した光の強度を補正値として出力光の波長を演算する。これにより、出力光の波長は当該出力光以外の光の強度を補正して演算されることができる。したがって、例えば第1及び第2の光検知素子に入力される迷光の強度を補正値として出力光の波長を演算できるので、波長可変レーザシステムの出力光の波長制御の精度が向上する。
また、制御部は、目標波長が指定された後に半導体光アンプを光吸収する状態に制御し、制御値を波長可変半導体レーザに入力し、制御値が波長可変半導体レーザに入力された後に半導体光アンプを光増幅する状態に制御し、補正値は、半導体光アンプが光増幅する状態に制御される前に取得されてもよい。この場合、出力光の波長の演算に用いられる補正値が、出力光の影響を受けることを好適に抑制できる。これにより、波長可変レーザシステムの出力光の波長制御の精度がより向上する。
また、制御部は、出力光の波長と目標波長とが互いに異なる場合、出力光の波長が目標波長に近づくように制御値を調整してもよい。この場合、出力光の波長を目標波長に近づけやすくなる。
また、波長可変レーザシステムは、出荷時にあらかじめ補正値が保存されたメモリをさらに備えてもよい。この場合、出力光の波長の演算を容易に実施することができる。
また、本願発明の他の一実施形態は、第1の端面及び第1の端面と反対側の第2の端面から光を出力する波長可変半導体レーザと、一端が波長可変半導体レーザの第1の端面と光結合された半導体光アンプと、半導体光アンプの他端と光結合されたエタロンと、エタロンを透過する前の半導体光アンプからの出力光を検知する第1の光検知素子と、エタロンを透過した出力光を検知する第2の光検知素子と、波長可変半導体レーザが出力する光の波長を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1の光検知素子の検知結果と第2の光検知素子の検知結果とに基づいて出力光の波長を演算し、演算された出力光の波長と目標波長との差に基づいて出力光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、制御部は、第2の端面から出力されると共に第1の光検知素子及び第2の光検知素子のそれぞれが検知する光の強度を補正値として出力光の波長を演算する波長可変レーザシステムである。
この波長可変レーザシステムによれば、制御部は、第2の端面から出力されると共に第1の光検知素子及び第2の光検知素子のそれぞれが検知する光の強度を補正値として出力光の波長を演算する。これにより、出力光の波長は、当該出力光以外の光である第2の端面から出力される光の強度を補正して演算されることができる。すなわち、第1及び第2の光検知素子によって検知した出力光の強度から第2の端部から出力される光(迷光)の強度を排除した上で、上記出力光の波長を演算できる。したがって、波長可変レーザシステムの出力光の波長制御の精度が向上する。
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。図1に示されるように、波長可変レーザシステム1は、半導体レーザ(波長可変半導体レーザ)3及びSOA領域(半導体光アンプ)4を含む発光部2と、スプリッタ5,6と、受光素子(第1の光検知素子)7と、エタロン8と、受光素子(第2の光検知素子)9と、制御部10と、メモリ11とを有している。
図2は、図1のII−II線矢視断面図であり、発光部2の断面図を示している。図2に示されるように、半導体レーザ3及びSOA領域4は、互いに光結合されており、半導体基板21上にてモノリシックに集積されている。半導体基板21は、例えばInP基板であり、電極22が設けられている。電極22は、基準電位を有しており、SOA領域4等が設けられる半導体基板21の面に対向する面の略全体に設けられている。
半導体レーザ3は、制御部10によって制御された波長の光を出力する素子である。半導体レーザ3によって発振された光の波長は、連続的に可変となる。半導体レーザ3は、CSG−DBR(Chirped Sampled Grating Distributed Reflector)領域12及びSG−DFB(Sampled Grating Distributed Feedback)領域13を有しており、SG−DFB領域13はSOA領域4と隣接している。つまり、CSG−DBR領域12、SG−DFB領域13及びSOA領域4は、光軸方向に沿って順に連結した構造を有する。半導体レーザ3の端面3a,3bは、光軸方向に沿って互いに対向している。CSG−DBR領域12が端面(第1の端面)3a側に配置され、SOA領域4が端面3b側に配置されている。端面(第2の端面)3bは、SOA領域4の一端4aと光結合している。
CSG−DBR領域12は、所定の波長間隔をあけて並ぶ複数のピーク波形を含む反射スペクトルを示す領域である。CSG−DBR領域12は、InP等を含むクラッド層23と、InGaAsP等を含む量子井戸構造を有する光導波路層24と、InP等を含むクラッド層25と、酸化シリコン等を含む絶縁層26と、複数のヒータ(抵抗素子)27とを有している。光導波路層24では、利得が生じなくてもよい。複数のヒータ27のそれぞれには、電極28,29が接続されている。複数のヒータ27を用いて光軸方向におけるCSG−DBR領域12の温度分布を調整することによって、反射スペクトルのピーク波形を変化させることができる。これにより、反射スペクトルの範囲を拡大できると共に、半導体レーザ3が出力する光の波長を連続的に変化できる。
CSG−DBR領域12におけるクラッド層23内には、複数の回折格子30が設けられている。複数の回折格子30同士の間には、光軸方向に沿ったスペース31が設けられている。これらのスペース31の光軸方向に沿った長さは一定ではなく、一部のスペース31aの長さは他のスペース31bの長さと異なっている。これにより、反射スペクトルのピーク波形が山なりに変化する。
SG−DFB領域13は、所定の波長間隔をあけて並ぶ複数のピーク波形を含む利得スペクトルを示す領域である。SG−DFB領域13が示す利得スペクトルと、CSG−DBR領域12が示す反射スペクトルとが互いに一致することにより、その一致点に対応する波長において光が発振する。CSG−DBR領域12は、クラッド層23と、InGaAsP等を含む量子井戸構造を有する活性層32と、クラッド層25と、InGaAsP等を含むコンタクト層33と、電極34とを有している。キャリアが電極34から活性層32に注入されることによって、発振に必要な利得を得ることができる。
SG−DFB領域13におけるクラッド層23内には、複数の回折格子35が設けられている。複数の回折格子35同士の間には、光軸方向に沿ったスペース36が設けられている。これらのスペース36の光軸方向に沿った長さは一定であり、例えばCSG−DBR領域12における回折格子30のスペース31bの長さと等しくてもよい。また、回折格子30,35の周期は互いに同一である。
SOA領域4は、クラッド層23と、InGaAsP等を含む量子井戸構造を有する活性層37と、クラッド層25と、InGaAsP等を含むコンタクト層38と、電極39とを有している。電極39から活性層37にキャリアが注入されることによって、SOA領域4に入力された光が増幅する。また、SOA領域4に印加するバイアス(バイアス電流)を制御することによって、SOA領域4から出力される光の強度を絞ってもよいし、SOA領域4から出力される光の強度を0にしてもよい。SOA領域4における一端4aと他端4bとは、光軸方向に沿って互いに対向している。
発光部2における端面2a,2bのそれぞれには、無反射膜(AR膜、Anti-Reflection膜)14,15が設けられている。無反射膜14,15は、例えば1.0%以下の反射率を有する。したがって、図1に示されるように、発光部2は端面2a,2bのそれぞれから光L1,L2を出力する。光L1はSOA領域4によって増幅され、波長可変レーザシステム1において出力光とされる。一方、光L2はSOA領域4によって増幅されず、その出力は光L1の出力と比較して非常に小さい。
図1に戻って、スプリッタ5は、発光部2からの出力光である光L1を2つに分岐させる。分岐された光L1の一方である光L3は、波長可変レーザシステム1の外部に出力される。分岐された光L1の他方である光L4は、スプリッタ6に入力される。スプリッタ6は、光L4を2つに分岐させる。分岐された光L4の一方である光L5は、受光素子(第1の光検知素子)7に出力される。分岐された光L1の他方である光L6は、エタロン8を透過する。そして、エタロン8を透過した光L7は、受光素子(第2の光検知素子)9に入力される。したがって、エタロン8及び受光素子7,9のそれぞれは、半導体レーザ3及びSOA領域4と光結合している。なお、光L5は、光L1と同一の波長を有している。
受光素子7は、入力された光を検知する素子であり、例えばフォトダイオードである。受光素子7には、例えば後述するエタロン8を透過する前の光L5が入力される。この光L5は、後述するエタロン8を透過しないことから、当該光L5は、波長に依らず光L1に比例した強度を有する。また、受光素子7には、迷光となる光L2の一部が入力される。よって、発光部2から光L1が出力されない場合、受光素子7は例えば光L2によって生じる迷光L8を検知する。もしくは、光L1の利得が光L2の利得と比較して極めて小さい場合、受光素子7は迷光L8のみを検知したものとみなしてもよい。受光素子7による光の検知結果は制御部10及びメモリ11に入力される。
エタロン8は、特定の波長が強められて透過する波長フィルターであり、例えばファブリーペロー干渉系エタロンが用いられる。エタロン8を透過した光L7は、特定の波長が強められた光になる。エタロン8は、SOA領域4の他端4bと光結合している。
受光素子9は、入力された光を検知する素子であり、例えばフォトダイオードである。受光素子9には、例えばエタロン8を透過した光L7が入力される。また、受光素子9には、迷光L8が入力される。よって、発光部2から光L1が出力されない場合、受光素子9は迷光L8を検知する。もしくは、光L1の利得が光L2の利得と比較して極めて小さい場合、受光素子9は迷光L8のみを検知したものとみなしてもよい。受光素子9による光の検知結果は制御部10及びメモリ11に入力される。
制御部10は、例えばCPU(Central Processing Unit)等の集積回路であり、SOA領域4を光吸収する状態(光吸収状態)又は光増幅する状態(光増幅状態)に制御する。例えば、制御部10は、SOA領域4に印加するバイアスを制御することによって、SOA領域4の状態を制御する。具体的には、制御部10は、バイアスを印加しない又は逆バイアスを印加することによって、SOA領域4を光吸収状態に制御する。また、制御部10は、順バイアスをSOA領域4に印加することによってSOA領域4を光増幅状態に制御する。
また、制御部10は、半導体レーザ3が出力する光L1の波長を制御する。制御部10は、受光素子7,9の検知結果に基づいて光L1の波長を演算する。このとき、制御部10は、SOA領域4を光吸収状態に制御したうえで受光素子7,9のそれぞれが検知した迷光L8の強度を補正値として、光L1の波長を演算する。光L1の波長の演算の詳細については後述する。
制御部10は、演算された光L1の波長と目標波長との差に基づいて光L1の波長を制御するための制御値を演算する。目標波長は、波長可変レーザシステム1によって外部へ出力される光の波長であり、例えば外部装置等によって指定される。制御値は、半導体レーザ3に目標波長を出力させるための電流値等である。制御部10は、光L1の波長と目標波長とが互いに異なる場合、光L1の波長が目標波長に近づくように制御値を調整する。
メモリ11は、例えばROM(Read Only Memory)等であり、受光素子7に入力された光L2の強度に相当する情報と、受光素子9に入力された光L2の強度に相当する情報とを保存する。これらの保存された情報は、上述した制御値を補正するための補正値である。
図3は、第1実施形態に係る波長可変レーザシステムを収容したレーザパッケージの内部構造を説明する図である。図3に示されるように、レーザパッケージ50のハウジング51内部には、波長可変レーザシステム1が収容されている。波長可変レーザシステム1における発光部2とスプリッタ5との間には、レンズ52が設けられている。発光部2の端面2aから出力される光L1は、レンズ52によって平行化され、スプリッタ5に入力される。波長可変レーザシステム1において、発光部2は第1温度制御装置53上に配置されており、スプリッタ5,6、受光素子7,9、及びエタロン8は、第2温度制御装置54上に配置されている。第1温度制御装置53及び第2温度制御装置54の各々は、波長可変レーザシステム1を構成する素子等の光学特性を制御及び安定化するように設けられている。なお、スプリッタ5によって分岐された光L3は、ガラスカバー55を透過してレーザパッケージ50の外部に出力される。
前述したように、発光部2における端面2bから出力される光L2は、ハウジング51内部にて迷光L8となり、受光素子7,9に入力される場合がある。光L2の全体における受光素子7,9に入力される割合は、レーザパッケージ50の形状及び組立工程によって変化する。また、上記割合は必ずしも一定ではない。すなわち、レーザパッケージ50内の受光素子7,9は、迷光L8の影響を少なからず受ける。
次に、第1実施形態に係る波長可変レーザシステムの出力光の波長の調整方法の一例を図4及び図5を用いながら説明する。図4は、第1実施形態に係る出力光の波長の調整方法を説明するフローチャートである。第1実施形態では、外部への出力光を停止した状態で指定された波長又はその付近の波長に調整する、いわゆるダークチューニングと呼ばれる調整方法が実施される。
まず、図4に示されるように、第1ステップとして、SOA領域4を光吸収状態に制御する(ステップS1)。これにより、SOA領域4から出力する光L1の強度は、実質的に0になる。光L1の強度が0ではない場合、光L2の強度よりも極めて小さければよい。このステップS1は、目標波長が指定された後に行われる。
次に、第2ステップとして、目標波長に対応する制御値を発光部2の半導体レーザ3に入力する(ステップS2)。この制御値は、目標波長に対応した電流値等であり、制御部10から半導体レーザ3に入力される。半導体レーザ3は、入力された制御値に応じた光を出力する。端面2aから出力した光はSOA領域4によって吸収される。エタロン8と光結合されていない端面2bからは、光L2が出力される。
次に、第3ステップとして、受光素子7,9が光L2によって生じる迷光L8を検知する(ステップS3)。これにより、受光素子7,9のそれぞれは迷光L8の強度を検知する。
次に、第4ステップとして、受光素子7の検知結果D1と受光素子9の検知結果D2とをメモリ11に保存する(ステップS4)。メモリ11に保存された検知結果D1,D2は、受光素子7,9のそれぞれに入力された迷光L8の光強度に対応する値であり、補正値として利用される。この補正値は、SOA領域4を光増幅する状態に制御する前に取得される。上記補正値は、検知結果D1,D2に基づいて演算することによって取得されてもよい。
次に、第5ステップとして、SOA領域4を光増幅状態に制御する(ステップS5)。例えば、制御部10によってSOA領域4に順バイアスを印加することにより、SOA領域4を光増幅状態に制御する。これにより、端面2aからSOA領域4からの出力光である光L1が出力される。
次に、第6ステップとして、受光素子7,9が光L1から分岐した光L5,L7をそれぞれ検知する(ステップS6)。これにより、受光素子7は光L5(光L1に相当)の強度を検知し、受光素子9は光L7(エタロン8を透過した光L1に相当)の強度を検知する。これにより、受光素子7,9のそれぞれに入力された光L1の強度に対応する値が制御部10に入力される。
次に、第7ステップとして、光L5,L7の検知結果及び迷光L8の検知結果に基づいて、光L1の波長を演算する(ステップS7)。ステップS7では、制御部10が光L1の光強度に対応する値からメモリ11に保存された補正値を減じ、光L1の波長を演算する。
ここで、光L1の波長の演算方法の一例について図5を用いながら説明する。図5は、光L1の波長の演算方法を説明するフローチャートである。図5に示されるように、まず、受光素子7による光L5の検知結果D3と、受光素子9による光L7の検知結果D4とを制御部10に入力する(ステップS11)。検知結果D3は光L5の強度に対応した値であり、検知結果D4は光L7の強度に対応した値である。次に、メモリ11に保存された光L2の検知結果D1,D2を読み出す(ステップS12)。次に、制御部10は、検知結果D1,D3から値V1を算出すると共に、検知結果D2,D4から値V2を算出する(ステップS13)。値V1は検知結果D3から検知結果D1を減じることによって算出され、値V2は検知結果D4から検知結果D2を減じることによって算出される。次に、制御部10は、値V1,V2から光L1の波長を演算する(ステップS14)。具体的には、値V2から値V1を除する(V2/V1=(D4−D2)/(D3−D1))。
次に、図4に示されるように、第8ステップとして、演算された光L1の波長と目標波長とを比較する(ステップS8)。光L1の波長と目標波長とが互いに異なる場合(ステップS8:No)、光L1の波長が目標波長に近づくように制御値を調整する(ステップS9)。ステップS9では、制御部10が、演算された光L1の波長と目標波長との差に基づいて制御値を演算する。制御部10は、光L1の波長が目標波長に対して短波長側であるか長波長側であるかを演算してもよい。制御値が調整された後にステップS6〜S8を繰り返すことによって、光L1の波長を目標波長に近づける。
ステップS8にて光L1の波長と目標波長とが互いに一致した場合(ステップS8:YES)、制御部10は波長ロックフラグを出力し、光L1の波長の調整を終了する(END)。ここで、光L1の波長と目標波長とは、完全に一致しなくてもよい。例えば、光L1の波長が目標波長から許容された範囲以内であれば、制御部10は波長ロックフラグを出力する。具体的には、光L1の波長が目標波長から1pm以内の値を示している場合、制御部10は波長ロックフラグを出力してもよい。すなわち、光L1の波長が許容値に収まるまで制御値を調整する。
以上に説明した、第1実施形態に係る波長可変レーザシステム1によって得られる効果について説明する。図6は、比較例に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。図6に示される比較例の波長可変レーザシステム100には、第1実施形態の波長可変レーザシステム1と異なり、光L2(迷光L8)の検知結果D1,D2を保存するメモリ11が含まれていない。また、波長可変レーザシステム100では、SOA領域4は光吸収状態に制御されない。これにより、波長可変レーザシステム100における光L1の波長の演算にあたっては、迷光L8となる端面2bから出力される光L2の強度が補正されない。したがって、制御部10によって演算された光L1の波長と、実際の光L1の波長とが互いに異なり、所望の波長を有する光が波長可変レーザシステム100から出力されないおそれがある。
これに対して、第1実施形態に係る波長可変レーザシステム1によれば、出力光である光L1の波長の演算にあたっては、端面2bから出力される光と共に受光素子7,9のそれぞれが検知した光L2(迷光L8)の強度を補正値として制御値を補正する。これにより、光L1の波長を制御するための制御値は、迷光L8の強度を補正して演算される。すなわち、受光素子7,9の検知結果から迷光L8の強度を排除した上で、光L1の強度の演算を実施できる。したがって、光L1の波長を精度よく演算できるので、波長可変レーザシステム1の出力光の波長制御の精度が向上する。
また、制御部10は、目標波長が指定された後にSOA領域4を光吸収状態に制御し、制御値を半導体レーザ3に入力し、制御値が半導体レーザ3に入力された後にSOA領域4を光増幅する状態に制御し、補正値は、SOA領域4が光増幅する状態に制御される前に取得されてもよい。この場合、光L1の波長の演算に用いられる補正値が、光L1の影響を受けることを好適に抑制できる。これにより、波長可変レーザシステム1の出力光の波長制御の精度がより向上する。
また、制御部10は、光L1の波長と目標波長とが互いに異なる場合、光L1の波長を目標波長に近づくように制御値を調整してもよい。この場合、光L1の波長を目標波長に近づけやすくなる。
(第2実施形態)
以下では、第2実施形態に係る波長可変レーザシステムの調整方法の一例について説明する。第2実施形態の説明において第1実施形態と重複する記載は省略し、第1実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第2実施形態に第1実施形態の構成を適宜用いてもよい。
図7は、第2実施形態に係る出力光の波長の調整方法を説明するフローチャートである。図8は、出荷前試験を説明するフローチャートである。第2実施形態では、出荷時の試験において波長可変レーザシステム1の迷光の強度を検出する。そして、波長可変レーザシステム1の出力光である光L3の波長は、この検出結果を用いて調整される。
図7に示されるように、ステップS1の前には出荷前試験が実施される(ステップS21)。図8に示されるように、出荷前試験では、まずSOA領域4を光吸収状態に制御する(ステップS31)。次に、光L2によって生じる迷光L8の検知結果D1を、受光素子7によって取得する(ステップS32)と共に、受光素子9による迷光L8の検知結果D2を取得する(ステップS33)。ステップS32とステップS33の順序はどちらでもよく、同時に行われてもよい。そして、検知結果D1,D2をメモリ11に保存する(ステップS34)。出荷前試験の実施後、第1実施形態にて説明したステップS1,S2,S5,S6が実施される。ステップS6の実施後、メモリ11から検知結果D3,D4を読み出した(ステップS22)後、ステップS7〜S9が実施される。
上述した出荷前試験が実施される第2実施形態であっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。また、この出荷前試験によって検知結果D1,D2がメモリ11に保存されることによって、第2実施形態では、第1実施形態におけるステップS3,S4を省略できる。したがって、第2実施形態では、出荷後の波長可変レーザシステム1におけるダークチューニングに要する時間を短縮できる。なお、第2実施形態の場合、波長可変レーザシステム1は、出荷時にあらかじめ補正値が保存されたメモリ11を有することとなる。
(第3実施形態)
以下では、第3実施形態に係る波長可変レーザシステムの調整方法の一例について説明する。第3実施形態の説明において第1及び第2実施形態と重複する記載は省略し、第1及び第2実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第3実施形態に第1及び第2実施形態の構成を適宜用いてもよい。
第1実施形態及び第2実施形態では、上述したようにSOA領域4を光吸収状態に制御して迷光L8の強度を検知した上で、光L1の波長を演算している。すなわち、発光部2から出力される光L2のみに基づいた迷光L8を受光素子7,9によって検知している。しかしながら、光L2は、SOA領域4が光増幅状態に制御された際の光L1よりも一般的に弱い光である。加えて、迷光L8はレーザパッケージ50内で複数回反射した後に受光素子7,9によって検知されるので、当該迷光L8の強度は、光L2の強度よりも弱くなり、ノイズの影響を大きく受ける。例えば、迷光L8は、制御部10が検知した光の強度をデジタル変換する際のノイズの影響を受ける。具体的には、迷光L8がアナログ−デジタル変換される際に、当該迷光L8は量子化誤差の影響を受ける。
したがって、第3実施形態では、上述した悪影響を避け、迷光を直接検出することなく迷光の強度を演算する手法の一例を示す。図9は、第3実施形態においてSOA領域を流れるバイアス電流と光の強度との関係性を示すグラフである。図9において、横軸はSOA領域4を流れるバイアス電流を示し、縦軸は検出される光L5の強度を示す。図9に示されるように、SOA領域4を光増幅状態とする際に、異なる値の順バイアスであるバイアス電流ISOA1,ISOA2をSOA領域4に独立して供給する。したがって、受光素子7は、SOA領域4に供給されるバイアス電流がISOA1及びISOA2の際の光L5の強度をそれぞれ検出する。また、受光素子9は、SOA領域4に供給されるバイアス電流がISOA1及びISOA2の際の光L7の強度をそれぞれ検出してもよい。
バイアス電流がISOA1の際の光L5の強度をP1とし、バイアス電流がISOA2の際の光L5の強度をP2とする。この場合、強度P1,P2によって示される線分の傾きから、バイアス電流が0である場合の光の強度P0が演算される。バイアス電流が0である状態とは、バイアスがSOA領域4に印加されない状態であり、SOA領域4が光吸収状態になっている状態である。したがって、強度P0は、半導体レーザ3においてエタロン8と光結合されていない端面2bから出力される光(迷光)の強度と推定できる。
強度P1,P2は、SOA領域4によって増幅された光L1を受光素子7,9によって検知して得られる強度であるので、デジタル変換される際の量子化誤差、及びノイズの影響を受けにくい。このため、第3実施形態では、量子化誤差及びノイズの影響が緩和されて迷光L8の強度を演算できるので、当該強度を用いて光L1の波長を一層精度よく演算できる。
第3実施形態では、SOA領域4に印加する順バイアスは3以上の異なる値でもよい。この場合、迷光L8の強度を一層精度よく演算できる。加えて、SOA領域4に印加する順バイアスの値は、光の利得が線形動作を示すSOA領域4の領域内の値であることが好ましい。SOA領域は本質的には比較的大きい順バイアスにて利得を飽和する。したがって、順バイアスの値は、利得が飽和する前の適度な領域であることが好ましい。
(第4実施形態)
以下では、第4実施形態に係る波長可変レーザシステムについて説明する。第4実施形態の説明において第1〜第3実施形態と重複する記載は省略し、第1〜第3実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第4実施形態に第1〜第3実施形態の構成を適宜用いてもよい。
図10は、第4実施形態に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。図10に示されるように、第4実施形態の波長可変レーザシステム1Aは、第1実施形態の波長可変レーザシステム1と異なり、発光部2の端面2b側から出射する光L2を検知して演算する。具体的には、波長可変レーザシステム1Aは、スプリッタ6Aと、エタロン8Aと、受光素子7A,9A,41を備える。スプリッタ6A、エタロン8A、及び受光素子7A,9Aは発光部2の端面2b側に設けられ、受光素子41は発光部2の端面2a側に設けられる。スプリッタ6Aと、エタロン8Aと、受光素子7A,9Aとは、端面2b(もしくは半導体レーザ3の端面3a)に光結合している。したがって、第4実施形態では、スプリッタ6Aと、エタロン8Aと、受光素子7A,9Aとに入力される光は、発光部2の端面2bから出力される光L2に基づいた光である(詳細は後述する)。
スプリッタ6Aは、光L2を2つに分岐させる。分岐された光L2の一方である光L4Aは、受光素子7Aに入力される。また、分岐された光L2の他方である光L5Aは、エタロン8Aを透過する。したがって、光L4Aはエタロン8Aを透過しないことから、当該光L4Aは、波長に依らず光L2に比例した強度を有する。エタロン8Aを透過した光L7Aは、受光素子9Aに入力される。受光素子41には、スプリッタ5によって分岐された光L1の一方である光L9が入力される。受光素子41は、分岐された光L1の一方である光L9を検知することによって、半導体レーザ3においてエタロン8Aと光結合されていない端面2aから出力される光の強度を検知する。
第4実施形態においては、受光素子7A,9Aが光を検知する際に、光L1及び光L2に基づく迷光L8の影響を受ける。例えば、レーザパッケージ内にて複数回反射された光L1の一部が、受光素子7A,9Aに入力される。また、光L4A,光L7Aとは異なる光L2自体も、その一部がレーザパッケージ内にて複数回反射され、受光素子7A,9Aに入力される。ここで、光L2の強度は光L1の強度よりも著しく小さいので、光L2に基づく迷光は無視してもよい。
図11は、第4実施形態においてSOA領域4を流れるバイアス電流と光の強度との関係性を示すグラフである。図11において、横軸はSOA領域4を流れるバイアス電流を示し、縦軸は検出される光L4Aの強度を示す。光L1に基づく迷光L8の強度は、例えば以下に説明する図11を用いた方法によって演算可能である。まず、SOA領域4を光吸収状態に制御した後に、半導体レーザ3に電力を供給する。この場合、光L1はほぼ出力せず、光L2が発光部2から出力する。このとき、光L4Aの強度を受光素子7Aによって検出し、強度P11とする。この強度P11は、メモリ11に保存されてもよい。
次に、SOA領域4に順バイアスであるバイアス電流ISOA1を入力することにより、SOA領域4を光増幅状態とする。この場合、光L2の強度は変化しない一方で、光L1の強度が変化する。そして、バイアス電流がISOA1の場合における光L4Aの強度P13を受光素子7Aによって検出する。この強度P13には光L1,L2に基づいた迷光L8の強度が含まれる(以下では、光L2に基づいた迷光の強度は無視する)。次に、強度P13から強度P11を差分することにより、SOA領域4に入力されるバイアス電流がISOA1である場合の、光L1に基づくと共に受光素子7Aに入力される迷光L8の強度を演算できる。また、強度P11,P13によって示される線分の傾きから、SOA領域4に入力するバイアス電流に応じた、受光素子7Aに入力される迷光L8の強度を演算できる。演算された迷光L8の強度は、メモリ11に保存されてもよい。
また、光L4Aの強度とは別に、受光素子9Aによって検出される迷光L8の強度を同様に演算する。具体的には、まずSOA領域4が光吸収状態における光L7Aの強度P12を受光素子9Aによって検出した後、バイアス電流がISOA1の場合における光L7Aの強度P14を受光素子9Aによって検出する。そして、強度P14から強度P12を差分することにより、SOA領域4に入力されるバイアス電流がISOA1である場合の、光L1に基づくと共に受光素子9Aに入力される迷光L8の強度を演算できる。また、強度P12,P14によって示される線分の傾きから、SOA領域4に入力するバイアス電流に応じた、受光素子9Aに入力される迷光L8の強度を演算できる。この迷光L8の強度は、メモリ11に保存されてもよい。そして受光素子7A,9Aのそれぞれにて検出された迷光L8の強度を補正値として、半導体レーザ3から出力する光L1,L2の波長を演算できる。
波長可変レーザシステム1Aを実際に用いる場合、SOA領域4に印加される順バイアスの変化に応じて光L1の強度が変化するので、光L1に基づく迷光L8の強度も順バイアスに応じて変化する。第4実施形態では、上述したグラフを用いることによって、SOA領域4に印加される順バイアスに応じて変化する迷光L8の強度を演算できる。したがって、当該迷光L8の強度を補正値として用いることによって、第1実施形態と同様に、出力光の波長制御の精度が向上された波長可変レーザシステム1Aが実現できる。
第4実施形態では、SOA領域4に印加する順バイアスは2以上の異なる値でもよい。例えば、バイアス電流がISOA1である場合の光L4Aの強度P13に加えて、バイアス電流がISOA2である場合の光L4Aの強度P15を受光素子7Aによって検出してもよい。この場合、強度P11,P13,P15によって示される線分を用いて受光素子7Aに検出される迷光L8の強度をより正確に演算できる。また、同様にしてバイアス電流がISOA2である場合の光L7Aの強度P16を受光素子7Aによって検出し、強度P12,P14,P16によって示される線分を用いて受光素子9Aに検出される迷光L8の強度を演算してもよい。
第4実施形態では、2以上の異なる順バイアスをSOA領域4に印加する場合、必ずしも光吸収状態における光L4Aの強度P11を検出しなくてもよい。例えば、強度P13,P15を用いることによって、第3実施形態と同様の方法にて強度P11を演算することができる。したがって、第4実施形態においても、SOA領域4を光吸収状態にすることなく迷光L8の強度を演算できる。同様に、強度P14,P16から強度P12を演算してもよい。
(第5実施形態)
以下では、第5実施形態に係る波長可変レーザシステムについて説明する。第5実施形態の説明において第1〜第4実施形態と重複する記載は省略し、第1〜第4実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第5実施形態に第1〜第4実施形態の構成を適宜用いてもよい。
図12は、第5実施形態に係る波長可変レーザシステムのブロック図である。図12に示されるように、第5実施形態の波長可変レーザシステム1Bは、第4実施形態の波長可変レーザシステム1Aと異なり、発光部2Aの端面2b側にSOA領域が設けられる。具体的には、半導体レーザ3の端面3aにはSOA領域42が設けられており、当該端面3aはSOA領域42と光結合している。より具体的には、SOA領域42は半導体レーザ3及びSOA領域4とモノリシックに集積されており、CSG−DBR領域12においてSG−DFB領域13と反対側の端面がSOA領域42と光結合している。SOA領域42は、SOA領域4と同様に制御部10によって光吸収状態又は光増幅状態に制御される。SOA領域42を介して発光部2の端面2bから出力される光L2は、波長可変レーザシステム1Bが搭載されるレーザパッケージから外部へ出力されてもよい。換言すれば、第5実施形態では、光L2を光L1と同様に出力光としてもよい。
第5実施形態では、光L2を出力光とした場合、受光素子7A,9Aにおいて当該光L2に基づく迷光の影響が無視できなくなる。ここで、光L2に基づく迷光とは、例えば光L2のうちスプリッタ6Aにて分岐されず、レーザモジュール内を反射して受光素子7A,9Aに到達する光である。したがって、受光素子7Aは、光L2に基づいた光L4Aだけではなく、光L1,L2に基づいた迷光L8を検出することとなる。同様に、受光素子9Aは、光L2に基づいた光L7Aだけではなく、光L1,L2に基づいた迷光L8を検出することとなる。
第5実施形態における光L1の迷光の強度は、第4実施形態と同様の方法にて演算できる。一方、光L2の迷光の強度は、受光素子7A,9Aによってそれぞれ検出される光L4A,L7Aの強度から分離させる必要がある。例えば、スプリッタ6Aと受光素子7Aとの間、及びエタロン8Aと受光素子9Aとの間のそれぞれに、光吸収部材を設置することが考えられる。これにより、光L4A,L7Aが受光素子7A,9Aにそれぞれ入力されないこととなる。この場合にSOA領域4を光吸収状態に制御することによって、受光素子7A,9Aは、光L2に基づいた迷光を直接的に検出できる。
このように受光素子7A,9Aによって実際に検出された光L1,L2に基づいた迷光L8の強度を用いることによって、光L4Aの強度に対する光L7Aの強度の比率などを正確に演算できる。したがって、第5実施形態では波長可変レーザシステム1Bの出力波長を正確に演算できるので第1実施形態と同様に、出力光の波長制御の精度が向上された波長可変レーザシステム1Bが実現できる。
なお、上述した光吸収部材を用いて光L2に基づいた迷光を検出する手法は、波長可変レーザシステム1Bを搭載したレーザモジュールの組立後あるいは出荷後には不可能になる。したがって、光L1に基づいた迷光と光L2に基づいた迷光の強度とは、出荷前検査にて演算し、補正値としてメモリ11に保存してもよい。これにより、第5実施形態に係る波長可変レーザシステム1Bは、出荷後であっても光L1,L2に基づいた迷光L8の強度を用いて出力光の波長制御を正確に行うことができる。
本発明による波長可変レーザシステムは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、第1及び第2実施形態において、制御部10がSOA領域4を光吸収状態に制御したうえで受光素子7,9が検知する迷光L8は、必ずしも光L2によって生じる光でなくてもよい。例えば、光L2以外に半導体レーザ3から出力される光でもよい。この場合、SOA領域4から出力される光L1以外の光が受光素子7,9によって検知されればよい。そして、受光素子7,9によって検知された上記光の強度を補正値として光L1の波長を演算してもよい。
また、第2実施形態における光L1の調整方法について、必ずしもステップS1を行わなくてもよい。
1…波長可変レーザシステム、2…発光部、2a,2b…端面、3…半導体レーザ、4…SOA領域、4a…一端、4b…他端、5,6…スプリッタ、7,9…受光素子、8…エタロン、10…制御部、11…メモリ、12…CSG−DBR領域、13…SG−DFB領域、50…レーザパッケージ、D1〜D4…検知結果、L1〜L7…光、L8…迷光、V1,V2…値。

Claims (6)

  1. 第1の端面及び前記第1の端面と反対側の第2の端面から光を出力する波長可変半導体レーザと、
    一端が前記波長可変半導体レーザの前記第1の端面と光結合された半導体光アンプと、
    前記波長可変半導体レーザの前記第1の端面及び前記第2の端面のいずれか一方に光結合されたエタロンと、
    前記波長可変半導体レーザにおいて前記エタロンと光結合された端面からの出力光であって、前記エタロンを透過する前の前記出力光を検知する第1の光検知素子と、
    前記エタロンを透過した前記出力光を検知する第2の光検知素子と、
    前記波長可変半導体レーザが出力する前記光の波長を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記第1の光検知素子の検知結果と前記第2の光検知素子の検知結果とに基づいて前記波長可変半導体レーザが出力する前記光の波長を演算し、当該光の波長と目標波長との差に基づいて前記波長可変半導体レーザが出力する前記光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、
    前記制御部は、前記半導体光アンプを制御して前記第1の光検知素子及び前記第2の光検知素子によって検知した迷光の強度を補正値として前記波長可変半導体レーザが出力する前記光の波長を演算する、
    波長可変レーザシステム。
  2. 波長可変半導体レーザと、
    一端が前記波長可変半導体レーザと光結合された半導体光アンプと、
    前記半導体光アンプの他端と光結合されたエタロンと、
    前記エタロンを透過する前の前記半導体光アンプからの出力光を検知する第1の光検知素子と、
    前記エタロンを透過した前記出力光を検知する第2の光検知素子と、
    前記波長可変半導体レーザから出力される光の波長を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記第1の光検知素子の検知結果と前記第2の光検知素子の検知結果とに基づいて前記出力光の波長を演算し、演算された前記出力光の波長と目標波長との差に基づいて前記出力光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、
    前記制御部は、前記半導体光アンプを光吸収する状態に制御したうえでの前記第1の光検知素子及び前記第2の光検知素子のそれぞれが検知した光の強度を補正値として前記出力光の波長を演算する、
    波長可変レーザシステム。
  3. 前記制御部は、
    前記目標波長が指定された後に前記半導体光アンプを光吸収する状態に制御し、
    前記制御値を前記波長可変半導体レーザに入力し、
    前記制御値が前記波長可変半導体レーザに入力された後に前記半導体光アンプを光増幅する状態に制御し、
    前記補正値は、前記半導体光アンプが光増幅する状態に制御される前に取得される、請求項2に記載の波長可変レーザシステム。
  4. 前記制御部は、前記出力光の波長と前記目標波長とが互いに異なる場合、前記出力光の波長が前記目標波長に近づくように前記制御値を調整する、請求項3に記載の波長可変レーザシステム。
  5. 出荷時にあらかじめ前記補正値が保存されたメモリをさらに備える、請求項2に記載の波長可変レーザシステム。
  6. 第1の端面及び前記第1の端面と反対側の第2の端面から光を出力する波長可変半導体レーザと、
    一端が前記波長可変半導体レーザの前記第1の端面と光結合された半導体光アンプと、
    前記半導体光アンプの他端と光結合されたエタロンと、
    前記エタロンを透過する前の前記半導体光アンプからの出力光を検知する第1の光検知素子と、
    前記エタロンを透過した前記出力光を検知する第2の光検知素子と、
    前記波長可変半導体レーザが出力する前記光の波長を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記第1の光検知素子の検知結果と前記第2の光検知素子の検知結果とに基づいて前記出力光の波長を演算し、演算された前記出力光の波長と目標波長との差に基づいて前記出力光の波長を制御するための制御値を演算するものであって、
    前記制御部は、前記第2の端面から出力されると共に前記第1の光検知素子及び前記第2の光検知素子のそれぞれが検知する光の強度を補正値として前記出力光の波長を演算する、
    波長可変レーザシステム。
JP2015160624A 2014-08-21 2015-08-17 波長可変レーザシステム Active JP6519925B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015160624A JP6519925B2 (ja) 2014-08-21 2015-08-17 波長可変レーザシステム

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014168747 2014-08-21
JP2014168747 2014-08-21
JP2015160624A JP6519925B2 (ja) 2014-08-21 2015-08-17 波長可変レーザシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016046526A true JP2016046526A (ja) 2016-04-04
JP6519925B2 JP6519925B2 (ja) 2019-05-29

Family

ID=55349091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015160624A Active JP6519925B2 (ja) 2014-08-21 2015-08-17 波長可変レーザシステム

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9819147B2 (ja)
JP (1) JP6519925B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018190874A (ja) * 2017-05-10 2018-11-29 日本電信電話株式会社 半導体レーザ光源
JP2019140271A (ja) * 2018-02-13 2019-08-22 古河電気工業株式会社 レーザ装置およびレーザ装置の制御方法
JP2021512497A (ja) * 2018-02-02 2021-05-13 ブロリス センサー テクノロジー, ユーエイビーBrolis Sensor Technology, Uab 広帯域波長可変レーザー及びそのレーザーシステムの波長判定
US11896373B2 (en) 2017-05-22 2024-02-13 Brolis Sensor Technology, Uab Tunable hybrid III-V/ IV laser sensor system-on-a chip for real-time monitoring of a blood constituent concentration level

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108008501B (zh) * 2016-11-01 2021-10-29 住友电工光电子器件创新株式会社 光发送器设备
US10330592B2 (en) 2017-07-21 2019-06-25 Serguei Koulikov Laser absorption spectroscopy isotopic gas analyzer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6520652B1 (en) * 2001-09-20 2003-02-18 Nortel Networks Limited Method and apparatus for reducing undesirable reflected light in integrated opto-electronic modules
JP2003187482A (ja) * 2001-12-17 2003-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学素子の光量調整方法
JP2004193556A (ja) * 2002-12-02 2004-07-08 Picarro Inc 単一モード動作を向上させた外部キャビティレーザー
JP2011239364A (ja) * 2010-03-24 2011-11-24 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte Ltd 並列光送信機の光出力パワーフィードバック式モニタリング・システムの光クロストークを補償する方法及び装置
JP2011242615A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体光変調素子及び光半導体モジュール
JP2014045172A (ja) * 2012-07-31 2014-03-13 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 波長可変レーザの制御方法、波長可変レーザの制御データ構造、および波長可変レーザ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040202223A1 (en) * 2003-04-08 2004-10-14 Eric Crosson External cavity laser having improved single mode operation
US8457168B2 (en) * 2006-01-11 2013-06-04 Nec Corporation Semiconductor laser, module and optical transmitter
US8213804B2 (en) * 2007-06-05 2012-07-03 Intel Corporation Semiconductor optical amplifier for an external cavity diode laser
US20130070795A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method to switch emission wavelength of tunable laser diode

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6520652B1 (en) * 2001-09-20 2003-02-18 Nortel Networks Limited Method and apparatus for reducing undesirable reflected light in integrated opto-electronic modules
JP2003187482A (ja) * 2001-12-17 2003-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学素子の光量調整方法
JP2004193556A (ja) * 2002-12-02 2004-07-08 Picarro Inc 単一モード動作を向上させた外部キャビティレーザー
JP2011239364A (ja) * 2010-03-24 2011-11-24 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte Ltd 並列光送信機の光出力パワーフィードバック式モニタリング・システムの光クロストークを補償する方法及び装置
JP2011242615A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体光変調素子及び光半導体モジュール
JP2014045172A (ja) * 2012-07-31 2014-03-13 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 波長可変レーザの制御方法、波長可変レーザの制御データ構造、および波長可変レーザ

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018190874A (ja) * 2017-05-10 2018-11-29 日本電信電話株式会社 半導体レーザ光源
US11896373B2 (en) 2017-05-22 2024-02-13 Brolis Sensor Technology, Uab Tunable hybrid III-V/ IV laser sensor system-on-a chip for real-time monitoring of a blood constituent concentration level
JP2021512497A (ja) * 2018-02-02 2021-05-13 ブロリス センサー テクノロジー, ユーエイビーBrolis Sensor Technology, Uab 広帯域波長可変レーザー及びそのレーザーシステムの波長判定
JP7162066B2 (ja) 2018-02-02 2022-10-27 ブロリス センサー テクノロジー,ユーエイビー 広帯域波長可変レーザー及びそのレーザーシステムの波長判定
JP2019140271A (ja) * 2018-02-13 2019-08-22 古河電気工業株式会社 レーザ装置およびレーザ装置の制御方法
JP7028667B2 (ja) 2018-02-13 2022-03-02 古河電気工業株式会社 レーザ装置およびレーザ装置の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180048117A1 (en) 2018-02-15
US10069276B2 (en) 2018-09-04
US20160056604A1 (en) 2016-02-25
JP6519925B2 (ja) 2019-05-29
US9819147B2 (en) 2017-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6519925B2 (ja) 波長可変レーザシステム
KR100733172B1 (ko) 튜닝가능 레이저용 제어기와 제어 방법 및 레이저 시스템
WO2019160064A1 (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
US8249405B2 (en) Variable wavelength light source, optical module and manufacturing method of variable wavelength light source
JP2011108910A (ja) 光半導体装置
WO2015015628A1 (ja) 磁場計測装置
US20080225914A1 (en) System of method for dynamic range extension
JP3766347B2 (ja) 光送信用デバイス
JP2013501254A (ja) 光トランシーバおよび光ファイバジャイロ
US7348583B2 (en) Wavelength stabilized light source
JPH11195839A (ja) レーザダイオード光波長制御装置
CN107534495B (zh) 一种波长锁定器、波长锁定方法和装置
JP2009141048A (ja) 光学系及び原子発振器
US6965622B1 (en) Wavelength locking scheme and algorithm for ultra-high density WDM system
US20100246627A1 (en) Optical semiconductor device
US11050218B2 (en) Method to tune emission wavelength of laser apparatus
US20060072638A1 (en) External cavity type tunable laser source
JP2015090951A (ja) 光源装置
US10784652B2 (en) Active mode centre control
Lin et al. Theoretical analysis and simulation of frequency feedback control loops for fast tunable transmitter stabilization in future OPS/OBS Networks
JP2013211394A (ja) 半導体レーザの制御方法、半導体レーザの制御装置および半導体レーザ装置
JP2014203908A (ja) 外部共振器型レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20180221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190305

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: 20190402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190412

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6519925

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250