JP2018190874A - 半導体レーザ光源 - Google Patents

Abstract

【課題】光出力発生直後から光周波数精度の高い小型の半導体レーザ光源を実現する。【解決手段】半導体レーザ光源は、分布帰還型レーザアレイ２０５を含む光源ブロック２００と、光源ブロック２００の出力光が入力されるエタロン・フィルタ３０７を含む波長ロッカー・ブロック３００と、波長ロッカー・ブロック３００の出力光を増幅して光ファイバ１０５に結合させるアンプ・ブロック４００とを備える。アンプ・ブロック４００は、分布帰還型レーザアレイ２０５の光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプ４０３を含む。【選択図】 図１

Description

本発明は、中・長距離の光ファイバ通信で用いられる単一モードで動作する半導体レーザ光源に関するものである。

中・長距離の光通信システムでは、光ファイバ１本あたりの伝送容量を増大させるために、波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing ）技術を用いることが一般的である。その際、光源にはどの波長チャネルでも出力できるような波長可変特性が必要とされているため、波長可変レーザが使用される。伝送容量を増大させるためには、信号が占有する波長帯域をできるだけ密に詰め込んで、光周波数利用効率を上げることが有効である。

しかしながら、光周波数利用効率を上げるためには、光源の光周波数（波長）の精度を高める必要がある。例えば、光周波数間隔が５０ＧＨｚで信号速度１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ（Non Return to Zero）信号を光伝送するシステムの場合、光周波数間隔に対して占有光周波数帯域に余裕がある。よって、一般に市販されている光源の光周波数精度±２．５ＧＨｚがあれば十分である。ところが、光周波数利用効率を２倍にすべく、信号速度１０Ｇｂｉｔ／ｓで光周波数間隔を半分の２５ＧＨｚとすると、光源の光周波数精度は±１ＧＨｚ程度まで高精度化する必要がある。

現在、主に用いられている波長可変レーザモジュールには、発振光周波数（波長）を安定化させるために、波長ロッカーが内蔵されている。波長ロッカーは、波長基準となるエタロン・フィルタやモニタ用のフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）などにより構成される光学部品である。エタロン・フィルタの透過率の光周波数依存性を利用し、半導体レーザの発振光周波数（波長）を基準となるエタロン・フィルタの光周波数に合致させる制御を施すことで、半導体レーザの発振光周波数（波長）を安定化させている。

波長可変レーザとして、分布帰還型レーザアレイを用いたタイプの例が、非特許文献１に開示されている。この例では、レーザモジュールは、波長可変レーザが搭載された光源ブロックと波長ロッカー・ブロックとから構成されており、各ブロックはペルチェ素子により温度の安定化が行われている。具体的には、レーザチップの温度をサーミスタを用いてモニタし、ペルチェ素子を用いて、温度を一定に保つように制御している。

しかしながら、サーミスタによるモニタ温度とレーザチップの温度は完全には一致しておらず、若干の測定誤差が生じるため、レーザチップの温度変動を完全に零にすることは難しい。一般的なレーザモジュールでは、外気温が０℃から１００℃まで１００度程度変化した場合、レーザチップ温度は±０．１度程度変化する。その結果、レーザ材料の半導体の屈折率が変化し、発振周波数は±１０ＧＨｚ程度変化する。したがって、レーザの温度を制御するだけでは、±１ＧＨｚの精度を得ることはできない。

そこで、波長多重（ＷＤＭ）通信用のレーザ光源では、波長ロッカーが用いられる。前述したように、波長ロッカーには、波長基準となるエタロン・フィルタが搭載されており、エタロン・フィルタの透過率の光周波数依存性を利用して、レーザ光源の光周波数が安定化される。エタロン・フィルタの材料には、半導体よりも屈折率の温度依存性が小さい材料が用いられる。例えば、石英ガラスを用いた場合、屈折率の温度依存性は半導体材料の１／１０以下となる。よって、前述したように±０．１度程度温度が変化したとしても、屈折率変動が１／１０になり、基準光周波数（波長）の変化も±１ＧＨｚ以下とすることができる。

しかしながら、非特許文献１に開示された従来の波長可変レーザには、光出力を発生した直後に、光周波数の精度が十分でない時間が生じるという課題があった。この課題に関して、以下に詳しく説明する。波長ロッカーを動作させるためには、レーザ光が入力されている必要がある。レーザ光出力がない状態からレーザ光が出力された状態に遷移した直後の光周波数は精度が高くなく、その後、波長ロッカーからの信号を用いてレーザの光周波数のフィードバック制御を行うことにより、徐々に光周波数の精度が高くなる。

レーザ光の出力開始から十分な時間が経てば、光周波数の精度が高くなるので、光波長を全く切替えないようなシステムでは、従来の波長可変レーザでも十分使用可能である。しかし、光波長を切替えてネットワークの構成を変化させることができるようなシステムでは、光出力直後に光周波数の精度が十分でない時間が生じると、他の波長チャネルに影響を与えてしまうため、大きな課題となる。

石井他，「高機能波長可変光源技術」，ＮＴＴ技術ジャーナル，ｐｐ．６６−６９，２００７年１１月号

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、光出力発生直後から光周波数精度の高い小型の半導体レーザ光源を実現することを目的とするものである。

本発明の半導体レーザ光源は、単一モードで発振する半導体レーザを含む光源ブロックと、この光源ブロックの出力光が入力されるエタロン・フィルタを含む波長ロッカー・ブロックと、この波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックとを備え、前記アンプ・ブロックは、前記半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、前記所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを含むことを特徴とするものである。

また、本発明の半導体レーザ光源の１構成例において、前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第１の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第２の受光器とを含み、さらに、前記光源ブロックに設けられた第１の熱電素子と、前記第１、第２の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第１の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第１の温度制御部と、前記半導体レーザの光出力開始時に前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記半導体レーザの光周波数が安定したことを示す前記電気信号が得られたときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の半導体レーザ光源の１構成例において、前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第１の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第２の受光器とを含み、さらに、前記光源ブロックに設けられた第１の熱電素子と、前記第１、第２の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第１の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第１の温度制御部と、前記半導体レーザの光出力開始時点から規定時間が経過するまで前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記規定時間が経過したときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の半導体レーザ光源の１構成例は、さらに、前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第２の熱電素子と、前記アンプ・ブロックに設けられた第３の熱電素子と、前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第１の温度センサと、前記アンプ・ブロックに設けられた第２の温度センサと、前記第１の温度センサによって測定された温度が所望の波長ロッカー温度設定値と一致するように前記第２の熱電素子を通じて前記波長ロッカー・ブロックの温度を制御する第２の温度制御部と、前記第２の温度センサによって測定された温度が所望のアンプ温度設定値と一致するように前記第３の熱電素子を通じて前記アンプ・ブロックの温度を制御する第３の温度制御部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の半導体レーザ光源の１構成例において、前記半導体レーザは、回折格子による波長選択機能を備えた分布帰還型レーザ、もしくは分布反射型レーザである。

また、本発明の半導体レーザ光源の１構成例において、前記光源ブロックは、分布帰還型レーザアレイと、この分布帰還型レーザアレイのＮ個の光出力を合波するＮ対１光合波器と、このＮ対１光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、これら分布帰還型レーザアレイとＮ対１光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とするものである。
また、本発明の半導体レーザ光源の１構成例において、前記光源ブロックは、分布反射型レーザアレイと、この分布反射型レーザアレイのＮ個の光出力を合波するＮ対１光合波器と、このＮ対１光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、これら分布反射型レーザアレイとＮ対１光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とするものである。

本発明によれば、波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックを設け、アンプ・ブロックに、半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを設けることにより、光源ブロックから光出力が生じているときでも、アンプ・ブロック内の半導体アンプを光減衰器として作用させることにより、光ファイバへの光出力をオフにすることができる。この状態では、波長ロッカー・ブロックに光源ブロックの光が入力されているので、光周波数の安定化が可能である。光周波数が十分安定になってから、アンプ・ブロックの半導体アンプを本来の増幅器として動作させるようにすれば、光周波数精度の高い光を出力することができる。その結果、本発明では、光出力発生直後から光周波数精度の高い小型の半導体レーザ光源を実現することができる。

図１は、本発明の実施例に係る半導体レーザ光源の概略構成を示すブロック図である。 図２は、従来の半導体レーザ光源の概略構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施例におけるモニタ出力電流比の光周波数依存性を示す図である。 図４は、従来の半導体レーザ光源の光出力と光周波数の時間変化を示す図である。 図５は、本発明の実施例における半導体レーザ光源の光出力と光周波数の時間変化を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例に係る半導体レーザ光源の概略構成を示すブロック図である。図１中では、レーザ光の軌跡を点線で示している。本実施例に係る半導体レーザ光源は、パッケージ１０１の中に、光源ブロック２００と、波長ロッカー・ブロック３００と、アンプ・ブロック４００の３つの機能ブロックが配置されている。なお、それぞれの機能ブロックは、ペルチェ素子２０１，３０１，４０１の上に実装されており、各々、独立に温度を調整することができるようになっている。

光源ブロック２００においては、ＣｕＷなどからなる金属キャリア上に、波長可変機能を有する半導体レーザチップ２０３と、半導体レーザチップ２０３からの出射光を平行ビームに変換するためのレンズ２０４と、半導体レーザチップ２０３の温度をモニタするためのサーミスタ２０２とが実装されている。

波長ロッカー・ブロック３００には、半導体レーザチップ２０３への戻り光を遮断するための光アイソレータ３０８が設けられ、さらにキャリア上に、レーザ光の一部を反射させるための部分反射ミラー３０３と、光を波長モニタ用と強度モニタ用とに分岐するための部分反射ミラー３０４と、エタロン・フィルタ３０７と、強度モニタ用フォトダイオード３０５と、波長モニタ用フォトダイオード３０６と、温度モニタ用サーミスタ３０２とが実装されている。

波長ロッカー・ブロック３００を透過した光は、アンプ・ブロック４００上のレンズ４０４により半導体アンプ４０３に結合される。半導体アンプ４０３の出力光は、レンズ４０５により平行ビームに変換される。
アンプ・ブロック４００を通過した光は、透明窓１０２を透過した後、レンズ１０３によって集光され、光ファイバ１０５に光学的に結合される。光ファイバ１０５の端部はファイバ・フェルール１０４によって固定されている。半導体レーザの信頼性向上のため、パッケージ１０１は気密封止されている。

なお、半導体レーザチップ２０３、フォトダイオード（受光器）３０５，３０６、ペルチェ素子（熱電素子）２０１，３０１，４０１、サーミスタ（温度センサ）２０２，３０２，４０２などの部品は、全てパッケージ１０１に備わる端子に電気的に配線、接続されており、外部の温度制御部５００〜５０２とレーザドライバ５０３と半導体アンプ制御部５０４とによって半導体レーザ光源を動作させることができるようになっている。

本実施例では、半導体レーザとして、分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed FeedBack）レーザアレイを用いている。半導体レーザチップ２０３内には、互いに発振波長が異なるＮ個の分布帰還型レーザを含む分布帰還型レーザアレイ２０５と、この分布帰還型レーザアレイ２０５のＮ個の光出力を合波するＮ対１光合波器２０６と、Ｎ対１光合波器２０６から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプ２０７とが集積化されている。

光源ブロック２００は、外部のレーザドライバ５０３によって半導体レーザチップ２０３内の、分布帰還型レーザアレイ２０５のうちどれか一つの分布帰還型レーザを選択的に発振させ、さらに外部の温度制御部５００によってペルチェ素子２０１を制御して分布帰還型レーザアレイ２０５の温度を変化させることにより、発振波長を広い範囲で変化させることができるようになっている。

なお、本実施例では、分布帰還型レーザアレイ２０５を使用しているが、波長を選択するための回折格子が半導体利得領域とは別の部分に設けられた分布反射型（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）レーザアレイを用いてもよい。
また、分布帰還型レーザアレイ２０５の代わりに、回折格子による波長選択機能を備えた単一の分布帰還型レーザ、もしくは単一の分布反射型レーザを用いてもよい。

比較のため、従来の半導体レーザ光源の構成を図２に示す。従来の半導体レーザ光源は、光源ブロック２００と波長ロッカー・ブロック３００のみで構成されていることが分かる。

以下に、本実施例の実際の動作例について、図１を用いて説明する。半導体レーザチップ２０３から出力された光は、レンズ２０４によって平行ビームに変換され、波長ロッカー・ブロック３００へと進む。波長ロッカー・ブロック３００内に導入されたレーザ光の一部は、部分反射ミラー３０３，３０４により、強度モニタ用フォトダイオード３０５と波長モニタ用フォトダイオード３０６とに導かれる。強度モニタ用フォトダイオード３０５と波長モニタ用フォトダイオード３０６の各々は、入射した光の強度を電流値に変換する。

部分反射ミラー３０４から波長モニタ用フォトダイオード３０６への光路には、エタロン・フィルタ３０７が挿入されている。エタロン・フィルタ３０７の透過率は、エタロン・フィルタ３０７に入射する光の波長（光周波数）の変化に応じて変化するため、この光の波長の変化に応じて波長モニタ用フォトダイオード３０６に入射する光の強度も変化する。したがって、波長モニタ用フォトダイオード３０６から出力される電流の値も、エタロン・フィルタ３０７に入射する光の波長（光周波数）に応じて変化することになる。

図３に、実際に光周波数を変化させた場合の、波長モニタ用フォトダイオード３０６の出力電流ＰＤ１を強度モニタ用フォトダイオード３０５の出力電流ＰＤ２で割った値ＰＤ１／ＰＤ２の特性を示す。この特性は、強度モニタ用フォトダイオード３０５の出力電流ＰＤ２で規格化しているため、エタロン・フィルタ３０７の特性と等価なものとなっている。本実施例では、外部の温度制御部５０１によってペルチェ素子３０１を制御して波長ロッカー・ブロック３００の温度を適当な値に調整することにより、エタロン・フィルタ３０７に入射する光の周波数が１９３１００ＧＨｚのときにエタロン・フィルタ３０７の透過特性の傾きが負の最大値となるようにしている。このときのモニタ電流の比ＰＤ１／ＰＤ２の値は、１．２６である。

そこで、外部の温度制御部５００は、モニタ電流の比ＰＤ１／ＰＤ２を１．２６に保つように、ペルチェ素子２０１を制御して分布帰還型レーザアレイ２０５の温度を調節することにより、分布帰還型レーザアレイ２０５の発振光周波数を制御する。こうして、波長ロッカー・ブロック３００から出力される光の周波数を正確に１９３１００ＧＨｚに保つことができる。

なお、エタロン・フィルタ３０７の透過特性は周期的に変化し、その周期は、エタロン・フィルタ３０７の２枚のミラーの光学的距離に依存する。本実施例では、図３から明らかなように、エタロン・フィルタ３０７の透過特性の周期が５０ＧＨｚとなるように設計・製作されたものを使用した。よって、５０ＧＨｚ間隔で並ぶ光周波数にレーザ波長を安定化させることができる。また、エタロン・フィルタ３０７の透過光周波数は、温度によって変化させることができるので、ペルチェ素子３０１を用いて波長ロッカー・ブロック３００の温度を制御すれば、任意の光波長に安定化することも可能である。
以上の波長ロッカーの動作は、従来の半導体レーザ光源から行われている周知の動作である。

次に、本実施例の特徴的構成について説明する。本実施例は、波長ロッカー・ブロック３００の後段にアンプ・ブロック４００を設け、このアンプ・ブロック４００に搭載した半導体アンプ４０３（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）により、光の増幅と吸収の制御を可能としている点が、従来との相違点である。このアンプ・ブロック４００による効果を以下に説明する。

図４は、従来の半導体レーザ光源における光出力と発振光周波数の時間推移を示す図である。この例では、時刻０で、ある任意の光周波数になるように、半導体レーザ光源への制御を開始している。具体的には、ある任意の光周波数にするためのチップ温度やレーザ電流などの制御パラメータが、予め半導体記憶装置に記録されている。時刻０において温度制御部は、サーミスタ２０２によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されているチップ温度の初期設定値と一致するようにペルチェ素子２０１を用いて光源ブロック２００の温度を制御すると同時に、サーミスタ３０２によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されている波長ロッカー温度設定値と一致するようにペルチェ素子３０１を用いて波長ロッカー・ブロック３００の温度を制御する。

サーミスタ２０２によって測定されるレーザの温度が所望の温度に近づいたときに、レーザドライバは、半導体記憶装置に記録されている値のレーザ電流を分布帰還型レーザアレイ２０５に供給し、光出力を発生させる。

図４の例では、時刻０から４秒が経過した時点で光出力が発生している。このとき、レーザの温度は所望の温度（上記の初期設定値）と若干異なっているため、半導体レーザ光源から出力される光の周波数は所望の光周波数から数ＧＨｚ程度のずれがある。分布帰還型レーザアレイ２０５からの光出力が発生した後、波長ロッカー・ブロック３００からの電気信号（ＰＤ１，ＰＤ２）に基づいて、温度制御部は、光周波数が所望の値になるように光源ブロック２００の温度を制御する。図４の例では、時刻０から６秒が経過したあたりで、半導体レーザ光源から出力される光の周波数が所望の値ｆｔに対して±１ＧＨｚ以内のずれに収まることが分かる。

図５は、本実施例の半導体レーザ光源における光出力と発振光周波数の時間推移を示す図である。図４の場合と同様に、時刻０で、ある任意の光周波数になるように、半導体レーザ光源への制御を開始している。具体的には、ある任意の光周波数にするためのチップ温度（光源ブロック温度）の初期設定値、波長ロッカー温度設定値、アンプ温度設定値、レーザ電流設定値、モニタ電流設定値、および増幅器動作電流設定値などの制御パラメータが、図示しない半導体記憶装置に予め記録されている。

時刻０において温度制御部５００は、サーミスタ２０２によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されているチップ温度の初期設定値と一致するようにペルチェ素子２０１を用いて光源ブロック２００の温度を制御する。また、時刻０において温度制御部５０１は、サーミスタ３０２によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されている波長ロッカー温度設定値と一致するようにペルチェ素子３０１を用いて波長ロッカー・ブロック３００の温度を制御し、温度制御部５０２は、サーミスタ４０２によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されているアンプ温度設定値と一致するようにペルチェ素子４０１を用いてアンプ・ブロック４００の温度を制御する。

また、本実施例では、このような温度制御と同時に、光源ブロック２００を動作させてレーザ光出力を発生させている。具体的には、時刻０においてレーザドライバ５０３は、所望の光周波数に対応する分布帰還型レーザに対して、半導体記憶装置に記録されている設定値のレーザ電流を供給し、光源ブロック２００から光出力を発生させる。よって、すぐに波長ロッカーを用いた光周波数安定化の制御を行うことができる。すなわち、温度制御部５００は、波長ロッカー・ブロック３００から得られるモニタ電流の比ＰＤ１／ＰＤ２が半導体記憶装置に記録されているモニタ電流設定値（上記の例では１．２６）と一致するようにペルチェ素子２０１を用いて光源ブロック２００の温度を制御する。

半導体アンプ制御部５０４は、半導体アンプ４０３に供給する電流を調節することにより、半導体アンプ４０３の利得を制御することが可能である。具体的には、アンプ・ブロック４００内の半導体アンプ４０３に電流を流すと、光が増幅されて出力されるが、半導体アンプ４０３のｐ側電極とｎ側電極を短絡すると、半導体アンプ４０３で光が吸収されるため、光の減衰器として作用し、光が出力されない。

そこで、半導体アンプ制御部５０４は、時刻０（半導体レーザの光出力開始時点）から所定の条件が成立するまでは、半導体アンプ４０３のｐ側電極とｎ側電極とを短絡することにより、半導体アンプ４０３を光減衰器として動作させる。したがって、アンプ・ブロック４００から光ファイバ１０５への光出力はほぼ零である。

続いて、半導体アンプ制御部５０４は、モニタ電流の比ＰＤ１／ＰＤ２が所望の範囲内（上記の例では１．２６を中心とする一定の範囲内）になったときに分布帰還型レーザアレイ２０５の光周波数が安定したと判断して所定の条件が成立したと判定し、半導体記憶装置に記録されている増幅器動作電流設定値の電流を半導体アンプ４０３に供給することにより、半導体アンプ４０３を増幅器として動作させる。これにより、アンプ・ブロック４００から光ファイバ１０５へ光が出力される。こうして、アンプ・ブロック４００の動作を減衰動作から増幅動作に切り替えることにより、アンプ・ブロック４００の光出力発生直後から光周波数（光波長）精度を高くすることが可能である。

図５の例では、時刻０から４秒が経過した時点で半導体レーザ光源から光出力が発生し、この発生直後に既に光周波数が所望の値ｆｔに対して±１ＧＨｚ以内のずれに収まっていることが分かる。
このように、本実施例の半導体レーザ光源では、アンプ・ブロック４００の増幅／減衰切替を利用して、光周波数が安定な状態のときのみ光を出力するように制御することが可能であり、小型で光周波数精度の高い波長可変光源を得ることができる。

なお、半導体アンプ制御部５０４は、時刻０から規定時間ｔが経過した時点で、所定の条件が成立したと判定するようにしてもよい。規定時間ｔとしては、分布帰還型レーザアレイ２０５から出力される光の周波数が十分安定すると想定される時間を予め設定しておけばよい。

本発明は、一般的に光通信システムに利用することができる。特に、光通信システムの送受信器に利用できる。

１０１…パッケージ、１０２…透明窓、１０３，２０４，４０４，４０５…レンズ、１０４…ファイバ・フェルール、１０５…光ファイバ、２００…光源ブロック、２０１，３０１，４０１…ペルチェ素子、２０２，３０２，４０２…サーミスタ、２０３…半導体レーザチップ、２０５…分布帰還型レーザアレイ、２０６…Ｎ対１光合波器、２０７…半導体アンプ、３００…波長ロッカー・ブロック、３０３，３０４…部分反射ミラー、３０５…強度モニタ用フォトダイオード、３０６…波長モニタ用フォトダイオード、３０７…エタロン・フィルタ、３０８…光アイソレータ、４００…アンプ・ブロック、４０３…半導体アンプ、５００〜５０２…温度制御部、５０３…レーザドライバ、５０４…半導体アンプ制御部。

Claims (7)

1. 単一モードで発振する半導体レーザを含む光源ブロックと、
   この光源ブロックの出力光が入力されるエタロン・フィルタを含む波長ロッカー・ブロックと、
   この波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックとを備え、
   前記アンプ・ブロックは、前記半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、前記所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを含むことを特徴とする半導体レーザ光源。
2. 請求項１記載の半導体レーザ光源において、
   前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第１の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第２の受光器とを含み、
   さらに、前記光源ブロックに設けられた第１の熱電素子と、
   前記第１、第２の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第１の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第１の温度制御部と、
   前記半導体レーザの光出力開始時に前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記半導体レーザの光周波数が安定したことを示す前記電気信号が得られたときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部とを備えることを特徴とする半導体レーザ光源。
3. 請求項１記載の半導体レーザ光源において、
   前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第１の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第２の受光器とを含み、
   さらに、前記光源ブロックに設けられた第１の熱電素子と、
   前記第１、第２の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第１の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第１の温度制御部と、
   前記半導体レーザの光出力開始時点から規定時間が経過するまで前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記規定時間が経過したときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部とを備えることを特徴とする半導体レーザ光源。
4. 請求項２または３記載の半導体レーザ光源において、
   さらに、前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第２の熱電素子と、
   前記アンプ・ブロックに設けられた第３の熱電素子と、
   前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第１の温度センサと、
   前記アンプ・ブロックに設けられた第２の温度センサと、
   前記第１の温度センサによって測定された温度が所望の波長ロッカー温度設定値と一致するように前記第２の熱電素子を通じて前記波長ロッカー・ブロックの温度を制御する第２の温度制御部と、
   前記第２の温度センサによって測定された温度が所望のアンプ温度設定値と一致するように前記第３の熱電素子を通じて前記アンプ・ブロックの温度を制御する第３の温度制御部とを備えることを特徴とする半導体レーザ光源。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体レーザ光源において、
   前記半導体レーザは、回折格子による波長選択機能を備えた分布帰還型レーザ、もしくは分布反射型レーザであることを特徴とする半導体レーザ光源。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体レーザ光源において、
   前記光源ブロックは、
   分布帰還型レーザアレイと、
   この分布帰還型レーザアレイのＮ個の光出力を合波するＮ対１光合波器と、
   このＮ対１光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、
   これら分布帰還型レーザアレイとＮ対１光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とする半導体レーザ光源。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体レーザ光源において、
   前記光源ブロックは、
   分布反射型レーザアレイと、
   この分布反射型レーザアレイのＮ個の光出力を合波するＮ対１光合波器と、
   このＮ対１光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、
   これら分布反射型レーザアレイとＮ対１光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とする半導体レーザ光源。