JP3200161B2 - Optical oscillation frequency stabilizing method and apparatus - Google Patents

Optical oscillation frequency stabilizing method and apparatus

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JP3200161B2
JP3200161B2 JP14416592A JP14416592A JP3200161B2 JP 3200161 B2 JP3200161 B2 JP 3200161B2 JP 14416592 A JP14416592 A JP 14416592A JP 14416592 A JP14416592 A JP 14416592A JP 3200161 B2 JP3200161 B2 JP 3200161B2
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英成 前田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光波通信装置における
半導体レーザの光発振周波数安定化方法及びその装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for stabilizing an optical oscillation frequency of a semiconductor laser in a lightwave communication device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザの光発振周波数は環境温度
と駆動電流値に大きく依存する。例えば、波長1.5μ
m帯DFB型半導体レーザの場合は、13GHz /℃の
温度依存性を持ち、また500MHz/mAの駆動電流
依存性を持つ。図4は波長1.5μm帯DFB型半導体
レーザの光発振周波数の温度依存性図であり、図5は波
長1.5μm帯DFB型半導体レーザの光発振周波数の
駆動電流依存性図である。したがって、高い発振周波数
の安定性が要求される光波(コヒーレント)通信では、
半導体レーザを一定電流で駆動し半導体レーザ付近の温
度制御を行って半導体レーザの温度を安定化させる必要
がある。例えば、0.01℃の安定度で温度制御を行う
と、計算上130MHz 以内の発振周波数の安定化が見
込まれる。
2. Description of the Related Art The optical oscillation frequency of a semiconductor laser largely depends on the ambient temperature and the driving current value. For example, wavelength 1.5μ
For m band DFB semiconductor laser has temperature dependency of 13GH z / ℃, also with driving current dependency of 500 MHz / mA. FIG. 4 is a diagram showing the temperature dependence of the optical oscillation frequency of a 1.5 μm wavelength DFB semiconductor laser, and FIG. 5 is the diagram showing the drive current dependence of the optical oscillation frequency of a 1.5 μm wavelength DFB semiconductor laser. Therefore, in lightwave (coherent) communication that requires high oscillation frequency stability,
It is necessary to stabilize the temperature of the semiconductor laser by driving the semiconductor laser at a constant current and controlling the temperature near the semiconductor laser. For example, when the temperature control at the 0.01 ° C. stability, stabilization of the oscillation frequency within computationally 130MH z is expected.

【0003】図6は従来の光発振周波数安定化装置の構
成図である。図によって従来の光発振周波数安定化方法
及びその装置について説明する。
FIG. 6 is a block diagram of a conventional optical oscillation frequency stabilizing device. A conventional optical oscillation frequency stabilizing method and its device will be described with reference to the drawings.

【0004】図において、1は半導体レーザモジュール
であり、該半導体レーザモジュール1で発生したレーザ
光は第1のレンズ14、第2のレンズ16及び光アイソ
レータ15を介して光ファイバ17に導出される。半導
体レーザモジュール1は、半導体レーザ11と該半導体
レーザ11の温度を安定化するための手段とを有してい
る。前記半導体レーザ11は電流供給回路6からの一定
電流によって駆動される。該駆動電流iの電流値は入力
電圧Eiによって設定される。一方、前記半導体レーザ
11の温度を安定化するための手段は、例えば、サーミ
スタなどからなる第1の測温体12とペルチエ素子から
なる電子冷却素子13と、温度制御回路2とから構成さ
れる。半導体レーザ11と第1の測温体12とは電子冷
却素子13上に設けられた同一金属上に2〜3mmの間
隔で配置されており、第1の測温体12の測定する温度
はほぼ半導体レーザ11付近の温度といえる。電子冷却
素子13のペルチエ素子に正電流が流れると半導体レー
11と第1の測温体12の温度は降下し、負電流が流
れると半導体レーザ11と第1の測温体12の温度は上
昇する。前記電子冷却素子13は0.01℃の安定度で
温度制御を可能にする温度制御回路2に接続され、入力
電圧Etによって第1の測温体12の制御温度の設定が
行われる。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser module, and a laser beam generated by the semiconductor laser module 1 is guided to an optical fiber 17 via a first lens 14, a second lens 16 and an optical isolator 15. . The semiconductor laser module 1 has a semiconductor laser 11 and means for stabilizing the temperature of the semiconductor laser 11. The semiconductor laser 11 is driven by a constant current from the current supply circuit 6. The current value of the drive current i is set by the input voltage Ei. On the other hand, the means for stabilizing the temperature of the semiconductor laser 11 includes, for example, a first temperature measuring element 12 composed of a thermistor or the like, an electronic cooling element 13 composed of a Peltier element, and a temperature control circuit 2. . The semiconductor laser 11 and the first temperature measuring element 12 are arranged on the same metal provided on the electronic cooling element 13 at an interval of 2 to 3 mm, and the temperature measured by the first temperature measuring element 12 is almost It can be said that the temperature is around the semiconductor laser 11 . When a positive current flows through the Peltier element of the thermoelectric cooler 13, the temperatures of the semiconductor laser 11 and the first temperature measuring element 12 decrease, and when a negative current flows, the temperatures of the semiconductor laser 11 and the first temperature measuring element 12 increase. I do. The electronic cooling element 13 is connected to a temperature control circuit 2 that enables temperature control with a stability of 0.01 ° C., and the control temperature of the first temperature measuring element 12 is set by an input voltage Et.

【0005】半導体レーザ11から出力される光は発振
周波数νを持ち、第1のレンズ14、光アイソレータ1
5、及び第2のレンズ16を通過し、光ファイバ17へ
集光され入力される。すなわち、第1の測温体12によ
り温度を検知し、該測定温度に基づいて温度制御回路2
では半導体レーザ11の温度を制御する制御電流を形成
する。この制御電流を電子冷却素子12に帰還すること
により、半導体レーザ11付近の温度の安定化を行って
半導体レーザ11の発振周波数νを安定化させる。
The light output from the semiconductor laser 11 has an oscillation frequency ν, and the first lens 14 and the optical isolator 1
5 and the second lens 16, and are condensed and input to the optical fiber 17. That is, the temperature is detected by the first temperature measuring element 12 and the temperature control circuit 2 is operated based on the measured temperature.
Then, a control current for controlling the temperature of the semiconductor laser 11 is formed. By returning this control current to the electronic cooling element 12, the temperature near the semiconductor laser 11 is stabilized, and the oscillation frequency ν of the semiconductor laser 11 is stabilized.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の装置では、以下の問題点を有している。
However, the apparatus having the above configuration has the following problems.

【0007】半導体レーザモジュール1内の第1の測温
体12は、半導体レーザ11そのものの温度を検出して
いない。したがって、半導体レーザ11の温度を常に
0.01℃の安定度で制御することは不可能である。特
に、半導体レーザモジュール1が置かれている環境温度
が変化した場合は、第1の測温体12の検出する温度を
0.01℃の安定度で制御していても、半導体レーザチ
ップの温度が微妙に変化し、光発振周波数にドリフトが
生じる。
The first temperature measuring element 12 in the semiconductor laser module 1 does not detect the temperature of the semiconductor laser 11 itself. Therefore, it is impossible to always control the temperature of the semiconductor laser 11 with a stability of 0.01 ° C. In particular, when the environmental temperature at which the semiconductor laser module 1 is placed changes, the temperature of the semiconductor laser chip can be controlled even if the temperature detected by the first temperature measuring element 12 is controlled at a stability of 0.01 ° C. Changes delicately, causing a drift in the light oscillation frequency.

【0008】図7は0.01℃の安定度を持つ温度制御
回路によって温度制御動作状態にある半導体レーザモジ
ュールの環境温度に対する光発振周波数の変化図であ
る。図において、半導体レーザモジュール1の半導体レ
ーザの光発振周波数は、環境温度に対して例えば、10
℃から40℃の環境温度範囲において1.2GHzの光
発振周波数のドリフトが生じる。
FIG. 7 is a graph showing a change in light oscillation frequency with respect to the ambient temperature of a semiconductor laser module in a temperature control operation state by a temperature control circuit having a stability of 0.01 ° C. In the figure, the optical oscillation frequency of the semiconductor laser of the semiconductor laser module 1 is, for example, 10 to the ambient temperature.
A drift of the optical oscillation frequency of 1.2 GHz occurs in the environmental temperature range of 40 ° C. to 40 ° C.

【0009】したがって、このような構成の半導体レー
ザモジュール1を光源部とする光波通信装置の場合は、
例えば、1時間程度の短期間では130MHz程度の光
発振周波数の安定度が得られるが、長期的には実際に装
置が置かれている環境温度が変化するため、前述した光
発振周波数のドリフトが生じるという問題点がある。
Therefore, in the case of a lightwave communication device using the semiconductor laser module 1 having such a configuration as a light source,
For example, in the short period of about one hour, the stability of the light oscillation frequency of about 130 MHz can be obtained, but in the long term, the drift of the light oscillation frequency described above occurs because the environmental temperature where the device is actually placed changes. There is a problem that occurs.

【0010】本発明は、前記従来の光発振周波数安定化
方法の問題点を解決して、環境温度の変化による光発振
周波数のドリフトを低減する光発振周波数安定化方法及
びその装置を提供して信頼性の高い光波通信装置を得る
ことを目的とする。
The present invention solves the problems of the conventional optical oscillation frequency stabilization method, and provides an optical oscillation frequency stabilization method and apparatus for reducing the drift of the optical oscillation frequency due to a change in environmental temperature. It is an object of the present invention to obtain a highly reliable lightwave communication device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに半導体レーザの光発振周波数を安定化させる方法に
おいて、半導体レーザモジュールの環境温度を測定し、
該環境温度の変化による光発振周波数のドリフト分に相
当する半導体レーザの駆動電流を求め、前記駆動電流分
に基づいて前記半導体レーザの駆動電流を変化させて前
記半導体レーザの発振周波数の制御を行うものであり、
また半導体レーザの光発振周波数安定化装置において、
半導体レーザの付近の温度を測定する第1の測温手段
と、前記第1の測温手段の信号に基づいて半導体レーザ
の付近の温度を制御する温度制御手段と、半導体レーザ
モジュールの環境温度を測定する第2の測温手段と、前
記第2の測温手段の信号に基づいて温度補償信号を形成
する温度補償手段と、前記半導体レーザに駆動電流を供
給する電流供給回路とからなり、前記電流供給回路の供
給電流を前記温度補償信号によって変更することによっ
て半導体レーザの光発振周波数を安定化させるものであ
る。
In order to achieve the above object, a method for stabilizing an optical oscillation frequency of a semiconductor laser includes measuring an ambient temperature of a semiconductor laser module,
The drive dynamic current demanded of the semiconductor laser corresponding to the drift amount of the light oscillation frequency due to the change of the environmental temperature, the driving current component
The drive current of the semiconductor laser is changed based on
And controls the oscillation frequency of the semiconductor laser .
In the optical oscillation frequency stabilizing device for a semiconductor laser,
A first temperature measuring means for measuring the temperature in the vicinity of the semiconductor laser, and a temperature control means for controlling the temperature in the vicinity of the semiconductor laser based on the signal of the first temperature measuring unit, the environmental temperature of the semiconductor laser module a second temperature measuring means for measuring, consists of a temperature compensating means for forming a temperature compensation signal based on the signal of the second temperature measuring means, a current supply circuit for supplying a driving current to the semiconductor laser, the The optical oscillation frequency of the semiconductor laser is stabilized by changing the supply current of the current supply circuit by the temperature compensation signal.

【0012】[0012]

【作用】そのために、本発明の光発振周波数安定化方法
において、半導体レーザモジュールの環境温度に基づく
温度補償を半導体レーザの温度制御手段、又は駆動電流
の電流供給回路を介して行うことによって、温度変化に
よる半導体レーザの発振周波数の影響を減少させること
ができる。これによって、温度ドリフトの小さな光源を
提供でき、信頼性の高い光波通信装置を得ることができ
る。
To achieve this, in the optical oscillation frequency stabilizing method of the present invention, the temperature compensation based on the ambient temperature of the semiconductor laser module is performed through the semiconductor laser temperature control means or the current supply circuit of the driving current, thereby reducing the temperature. The influence of the oscillation frequency of the semiconductor laser due to the change can be reduced. Thereby, a light source with a small temperature drift can be provided, and a highly reliable lightwave communication device can be obtained.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の第1の実施例の光発振周波
数安定化装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical oscillation frequency stabilizing device according to a first embodiment of the present invention.

【0015】図において、光発振周波数安定化装置を半
導体レーザモジュール1と該半導体レーザモジュール1
の半導体レーザ11の温度を安定化するための手段とか
ら構成する点、及び該半導体レーザモジュールで発生
したレーザ光を第1のレンズ14、第2のレンズ16及
び光アイソレータ15を介して光ファイバ17に導出す
る点は従来の光発振周波数安定化装置と同様である。
In FIG. 1, an optical oscillation frequency stabilizing device is a semiconductor laser module 1 and the semiconductor laser module 1.
And a means for stabilizing the temperature of the semiconductor laser 11, and the laser light generated by the semiconductor laser module 1 is transmitted through a first lens 14, a second lens 16, and an optical isolator 15. The point of leading out to the fiber 17 is the same as that of the conventional optical oscillation frequency stabilizing device.

【0016】本発明の光発振周波数安定化装置は、該半
導体レーザモジュール1の半導体レーザ11の温度を安
定化するための手段の点で従来の光発振周波数安定化の
ものと異なっている。本発明の半導体レーザ11の温度
を安定化するための手段は、従来の半導体レーザ11の
温度を測定する第1の測温体12の他に、半導体レーザ
モジュール1の環境温度を測定する第2の測温体4と環
境温度補償回路3とから構成され、該環境温度補償回路
3の温度補償信号を半導体レーザ11の温度制御回路に
帰還させている。
The optical oscillation frequency stabilizing device of the present invention is different from the conventional optical oscillation frequency stabilizing device in the means for stabilizing the temperature of the semiconductor laser 11 of the semiconductor laser module 1. The means for stabilizing the temperature of the semiconductor laser 11 according to the present invention includes, in addition to the first temperature measuring element 12 for measuring the temperature of the conventional semiconductor laser 11, a second means for measuring the environmental temperature of the semiconductor laser module 1. , And a temperature compensation signal of the environmental temperature compensation circuit 3 is fed back to the temperature control circuit of the semiconductor laser 11.

【0017】図において、第2の測温体4の測定温度は
環境温度補償回路3に入力され半導体レーザ11の温度
補償を行う温度補償信号を形成する。温度補償信号は、
加算器5によって前記の温度制御回路2に加えられる。
In FIG. 1, the temperature measured by the second temperature measuring element 4 is input to an environmental temperature compensation circuit 3 to form a temperature compensation signal for compensating the temperature of the semiconductor laser 11. The temperature compensation signal is
It is added to the temperature control circuit 2 by the adder 5.

【0018】次に、前記の構成による半導体レーザ11
の発振周波数の安定化を説明する。
Next, the semiconductor laser 11 having the above configuration
The stabilization of the oscillating frequency will be described.

【0019】半導体レーザ11の第1の測温体12は半
導体レーザ1付近の温度tを検知し該測定温度を温度制
御回路2に入力する。温度制御回路2は、測温体12の
温度tが0.01℃の安定度で一定に保たれるようにペ
ルチェ素子などの電子冷却素子13に与える電流の量と
方向を制御する。温度tは温度制御回路の入力電圧Eで
設定でき、例えば、 t=A・E …(1) の関係がある。ここで、Aは定数である。
The first temperature measuring element 12 of the semiconductor laser 11 detects the temperature t near the semiconductor laser 1 and inputs the measured temperature to the temperature control circuit 2. The temperature control circuit 2 controls the amount and direction of the current supplied to the electronic cooling element 13 such as a Peltier element so that the temperature t of the temperature measuring element 12 is kept constant at a stability of 0.01 ° C. The temperature t can be set by the input voltage E of the temperature control circuit, and has, for example, the following relationship: t = A · E (1) Here, A is a constant.

【0020】また、半導体レーザ11の光発振周波数を
νとすると光発振周波数νと温度tの関係は、 ν=a1 t+b1 …(2) で表される。初期温度設定値をt0 とすると、初期光発
振周波数ν0 は ν0 =a1 0 +b1 …(3) となる。
If the light oscillation frequency of the semiconductor laser 11 is ν, the relationship between the light oscillation frequency ν and the temperature t is expressed as follows: ν = a 1 t + b 1 (2) Assuming that the initial temperature set value is t 0 , the initial light oscillation frequency ν 0 is as follows: ν 0 = a 1 t 0 + b 1 (3)

【0021】一方、半導体レーザモジュール1の置かれ
ている環境温度Tによるドリフトを考慮すると光発振周
波数は、 ν′=a1 0 +b1 +a2 (T−t0 ) …(4) に変化する。
On the other hand, considering the drift due to the environmental temperature T where the semiconductor laser module 1 is placed, the light oscillation frequency changes as follows: ν ′ = a 1 t 0 + b 1 + a 2 (T−t 0 ) (4) I do.

【0022】ここで、光発振周波数が初期光発振周波数
と同じになるような新たな設定温度t1 を考え、ν′が
常にν0 となる条件を式(3)と式(4)から求める
と、 a1 0 +b1 =a1 1 +b1 +a2 (T−t1 ) …(5) となり、さらに上式(5)は変形して t1 −t0 =−a2 /(a1 −a2 )・(T−t0 ) …(6) となる。ここで、a1 はa2 に比べて100倍以上の大
きい値をもつことから式(6)は t1 −t0 =−a2 /a1 (T−t0 ) …(7) と近似することができる。
Here, considering a new set temperature t 1 at which the light oscillation frequency becomes the same as the initial light oscillation frequency, the condition that ν ′ always becomes ν 0 is obtained from the equations (3) and (4). And a 1 t 0 + b 1 = a 1 t 1 + b 1 + a 2 (T−t 1 ) (5), and the above equation (5) is further transformed to t 1 −t 0 = −a 2 / ( a 1 −a 2 ) · (T−t 0 ) (6) Here, since a 1 has a value that is 100 times or more larger than a 2 , Expression (6) approximates t 1 −t 0 = −a 2 / a 1 (T−t 0 ) (7) can do.

【0023】すなわち、環境温度Tが変化しても半導体
レーザ11付近の制御温度t1 を常に式(7)を満足す
るよに制御することによって、半導体レーザ11の光
発振周波数は常にν0 であり、周波数安定化が可能とな
る。
[0023] That is, by constantly controlling the power sale by satisfying the equation (7) to control the temperature t 1 near the semiconductor laser 11 is also the environmental temperature T is changed, the light oscillation frequency of the semiconductor laser 11 is always [nu 0 Thus, the frequency can be stabilized.

【0024】制御温度t0 からt1 への変換は、第2の
測温体4によって環境温度Tを測定し、該測定環境温度
を環境温度補償回路6により温度補償信号電圧ΔE(Δ
E=(t1 −t0 )/A)に変換し、この温度補償信号
電圧ΔEを温度制御電圧E0と加算して得られる新たな
温度制御電圧E(E=t1 /A)を温度制御回路5に入
力することによって可能となる。
To convert the control temperature t 0 to t 1 , the environmental temperature T is measured by the second temperature measuring element 4 and the measured environmental temperature is converted by the environmental temperature compensating circuit 6 to the temperature compensation signal voltage ΔE (Δ
E = (t 1 −t 0 ) / A), and adding a new temperature control voltage E (E = t 1 / A) obtained by adding the temperature compensation signal voltage ΔE to the temperature control voltage E 0. This is made possible by inputting to the control circuit 5.

【0025】以下に、温度制御電圧Eを得るための回路
の一実施例を説明する。図2は温度制御電圧Eを得るた
めの回路の実施例である。
An embodiment of a circuit for obtaining the temperature control voltage E will be described below. FIG. 2 shows an embodiment of a circuit for obtaining the temperature control voltage E.

【0026】図において、第2の測温体4に設ける電源
電圧をE1 とし温度制御電圧をE0とする。R4 は図1
の測温体4である。R4 は例えば白金によって100Ω
の抵抗とすることができる。測温体4の温度特性は、 R4 =R0 (1+αT) …(8) と表すことができる。ここで、例えばR0 は100Ω、
αは温度係数で0.004(℃-1) 、Tは温度( ℃) で
ある。
[0026] In view, a temperature control voltage the supply voltage provided to the second temperature sensing element 4 and E 1 and E 0. R 4 is FIG.
Temperature measurement body 4. R 4 is, for example, 100Ω by platinum
Resistance. The temperature characteristic of the temperature measuring element 4 can be expressed as follows: R 4 = R 0 (1 + αT) (8) Here, for example, R 0 is 100Ω,
α is a temperature coefficient of 0.004 (° C. −1 ), and T is a temperature (° C.).

【0027】図の回路において、R1 =R2 , R3 =R
0 とすると E=E1 ・αT/(R2 +R0 )・R6 /R5 −E0 (R8 /R7 ・R6 /R5 −1) …(9) となる。
In the circuit shown, R 1 = R 2 , R 3 = R
If it is set to 0 , E = E 1 · αT / (R 2 + R 0 ) · R 6 / R 5 -E 0 (R 8 / R 7 · R 6 / R 5 -1) (9)

【0028】式(9)においてE1 ・αT/(R2 +R
0 )・R6 /R5 −E0 (R8 /R7 ・R6 /R5 の項
は環境温度Tにおける第2の測温体4から得られる温度
補償信号電圧に対応するものである。
In the equation (9), E 1 · αT / (R 2 + R
0 ) · R 6 / R 5 −E 0 (R 8 / R 7 · R 6 / R 5 The term corresponds to the temperature compensation signal voltage obtained from the second temperature measuring element 4 at the environmental temperature T. .

【0029】式(7)の左辺は式(1)より t1 −t0 =A(E−E0 ) …(10) と表され、この式(10)に式(9)を代入して t1 −t0 =AE1 α/(R2 +R0 )・R6 /R5 ・T −R8 /R7 ・R6 /R5 ・t0 …(11) を得る。式(11)が式(7)の右辺を満足するために
は、 −a2 /a1 =AE1 α/(R2 +R0 )・R6 /R5 =R8 /R7 ・R6 /R5 …(12) が成り立てばよい。
From the equation (1), the left side of the equation (7) is expressed as t 1 −t 0 = A (E−E 0 ) (10), and the equation (9) is substituted into the equation (10). t 1 −t 0 = AE 1 α / (R 2 + R 0 ) · R 6 / R 5 · T−R 8 / R 7 · R 6 / R 5 · t 0 (11) For expression (11) satisfies the right side of the equation (7) is, -a 2 / a 1 = AE 1 α / (R 2 + R 0) · R 6 / R 5 = R 8 / R 7 · R 6 / R 5 (12) may be satisfied.

【0030】通常a2 はa1 より100倍程度に大き
く、−a2 /a1 は例えば3×10-3である。
Usually, a 2 is about 100 times larger than a 1 , and −a 2 / a 1 is, for example, 3 × 10 −3 .

【0031】A=100(℃/v),E1 =10v,R
2 =2.4kΩとすると、式(12)より例えば、R5
=16kΩ,R6 =30kΩ,R7 =1kΩ,R8
1.6kΩと設定することによって−a2 /a1 を3×
10-3とすることができる。
A = 100 (° C./v), E 1 = 10 v, R
Assuming that 2 = 2.4 kΩ, from equation (12), for example, R 5
= 16 kΩ, R 6 = 30 kΩ, R 7 = 1 kΩ, R 8 =
By setting 1.6 kΩ, −a 2 / a 1 becomes 3 ×
10 −3 .

【0032】図3は、半導体レーザの発振周波数の温度
特性図であり、図によって本発明の光発振周波数安定化
方法を説明する。
FIG. 3 is a graph showing the temperature characteristics of the oscillation frequency of the semiconductor laser. The method for stabilizing the optical oscillation frequency according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0033】図の縦軸に半導体レーザの発振周波数νと
温度制御電圧Eをとり、横軸に温度tをとっている。環
境温度を考慮しない場合の半導体レーザの発振周波数の
温度特性は、式(3)のν=a1 t+b1 で表される。
一方、環境温度を考慮した場合の半導体レーザの発振周
波数の温度特性は、式(4)のν′=a1 t+b1 +a
2 (T−t)で表される。また、温度tと温度制御電圧
Eの関係は、式(1)のt=A・Eで表される。
In the figure, the vertical axis represents the oscillation frequency ν of the semiconductor laser and the temperature control voltage E, and the horizontal axis represents the temperature t. The temperature characteristic of the oscillation frequency of the semiconductor laser when the environmental temperature is not considered is represented by ν = a 1 t + b 1 in equation (3).
On the other hand, the temperature characteristic of the oscillation frequency of the semiconductor laser in consideration of the environmental temperature is given by ν ′ = a 1 t + b 1 + a in equation (4).
2 (Tt). The relationship between the temperature t and the temperature control voltage E is represented by t = A · E in the equation (1).

【0034】ここで、初期状態の温度がt01の場合につ
いて説明する。温度がt01のとき半導体レーザの発振周
波数は、式(3)からν1 =a1 01+b1 である。こ
のとき環境温度がTとなると、半導体レーザ11の発振
周波数は式(3)で表されるν=a1 t+b1 の特性直
線から式(4)で表されるν′=a1 t+b1 +a
2(T−t)の特性直線に移り、発振周波数が上昇す
る。図において、点P1 から点Q1 に移動する。この移
動によって半導体レーザ11の発振周波数はν1 =a1
01+b1 からν1 ′=a1 01+b1 +a2 (T−t
01)に変化する。このとき、半導体レーザ11の温度を
01とするために、温度制御回路はE01=t01/Aの温
度制御電圧が供給されている。ν1 ′に変化した半導体
レーザ11の発振周波数を変化前の発振周波数ν1 に戻
すためには、温度制御回路2から供給される温度制御電
圧をE1 =t1 /Aとして半導体レーザ11の発振周波
数をν′=a1 t+b1 +a2 (T−t)の特性直線に
沿って変化させる。
Here, the case where the temperature in the initial state is t 01 will be described. When the temperature is t 01 , the oscillation frequency of the semiconductor laser is ν 1 = a 1 t 01 + b 1 according to the equation (3). At this time, when the environmental temperature becomes T, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes ν ′ = a 1 t + b 1 + a expressed by the equation (4) from the characteristic line of ν = a 1 t + b 1 expressed by the equation (3).
2 The line shifts to the characteristic line of (T−t), and the oscillation frequency increases. In the figure, moves from point P 1 to the point Q 1. Due to this movement, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes ν 1 = a 1
From t 01 + b 1 ν 1 ′ = a 1 t 01 + b 1 + a 2 (T−t
01 ). At this time, in order to set the temperature of the semiconductor laser 11 to t 01 , the temperature control circuit is supplied with a temperature control voltage of E 01 = t 01 / A. In order to return the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 changed to ν 1 ′ to the oscillation frequency ν 1 before the change, the temperature control voltage supplied from the temperature control circuit 2 is set to E 1 = t 1 / A, and The oscillation frequency is changed along the characteristic line of ν ′ = a 1 t + b 1 + a 2 (T−t).

【0035】この温度制御回路2からの温度制御電圧の
供給によって、ν′=a1 t+b1+a2 (T−t)上
において、点Q1 からS1 に移動し、半導体レーザ11
の発振周波数はν1 となる。
The supply of the temperature control voltage from the temperature control circuit 2 causes the semiconductor laser 11 to move from the point Q 1 to S 1 on ν ′ = a 1 t + b 1 + a 2 (Tt).
Has an oscillation frequency of ν 1 .

【0036】次に、初期状態の温度がt02の場合につい
て説明する。
Next, a case where the temperature in the initial state is t 02 will be described.

【0037】温度がt02のとき半導体レーザの発振周波
数は、式(3)からν2 =a1 01+b1 である。この
とき環境温度がTとなると、半導体レーザ11の発振周
波数は式(3)で表されるν=a1 t+b1 の特性直線
から式(4)で表されるν′=a1 t+b1 +a2 (T
−t)の特性直線に移り、発振周波数が減少する。図に
おいて、点P2 から点Q2 に移動する。この移動によっ
て半導体レーザ11の発振周波数はν2 =a1 02+b
1 からν1 ′=a1 2 +b1 +a2 (T−t2 )に変
化する。このとき、半導体レーザ11の温度をt02とす
るために、温度制御回路はE02=t02/Aの温度制御電
圧を供給している。ν2 ′に変化した半導体レーザ11
の発振周波数を変化前の発振周波数ν2 に戻すために
は、温度制御回路2から供給される温度制御電圧をE2
=t2 /Aとして半導体レーザ11の発振周波数をν′
=a1 t+b1 +a2 (T−t)の特性直線に沿って変
化させる。
When the temperature is t 02 , the oscillation frequency of the semiconductor laser is ν 2 = a 1 t 01 + b 1 according to equation (3). At this time, when the environmental temperature becomes T, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes ν ′ = a 1 t + b 1 + a expressed by the equation (4) from the characteristic line of ν = a 1 t + b 1 expressed by the equation (3). 2 (T
The operation shifts to the characteristic straight line of -t), and the oscillation frequency decreases. In the figure, moves from point P 2 to the point Q 2. Due to this movement, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes ν 2 = a 1 t 02 + b
From 1 changes to ν 1 ′ = a 1 t 2 + b 1 + a 2 (T−t 2 ). At this time, in order to set the temperature of the semiconductor laser 11 to t 02 , the temperature control circuit supplies a temperature control voltage of E 02 = t 02 / A. Semiconductor laser 11 changed to ν 2
In order to return the oscillation frequency to the oscillation frequency ν 2 before the change, the temperature control voltage supplied from the temperature control circuit 2 is changed to E 2
= T 2 / A and the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 is ν ′
= A 1 t + b 1 + a 2 (T−t).

【0038】この温度制御回路2からの温度制御電圧の
供給によって、ν′=a1 t+b1+a2 (T−t)上
において、点Q2 からS2 に移動し、半導体レーザ11
の発振周波数はν2 となる。
The supply of the temperature control voltage from the temperature control circuit 2 causes the semiconductor laser 11 to move from the point Q 2 to S 2 on ν ′ = a 1 t + b 1 + a 2 (Tt).
Has an oscillation frequency of ν 2 .

【0039】図8は本発明の光発振周波数安定化装置の
第2の実施例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the optical oscillation frequency stabilizing device according to the present invention.

【0040】図において、光発振周波数安定化装置を半
導体レーザモジュール1と該半導体レーザモジュール1
の半導体レーザ11の温度を安定化するための手段とか
ら構成する点、及び該半導体レーザモジュールで発生
したレーザ光を第1のレンズ14、第2のレンズ16及
び光アイソレータ15を介して光ファイバ17に導出す
る点は従来の光発振周波数安定化装置と同様である。
In the figure, an optical oscillation frequency stabilizing device is a semiconductor laser module 1 and the semiconductor laser module 1.
And a means for stabilizing the temperature of the semiconductor laser 11, and the laser light generated by the semiconductor laser module 1 is transmitted through a first lens 14, a second lens 16, and an optical isolator 15. The point of leading out to the fiber 17 is the same as that of the conventional optical oscillation frequency stabilizing device.

【0041】本発明の光発振周波数安定化装置の半導体
レーザ11の温度を安定化するための手段は、従来の半
導体レーザ11の温度を測定する第1の測温体12の他
に、半導体レーザモジュール1の環境温度を測定する第
2の測温体4と環境温度補償回路3とから構成され、該
環境温度補償回路3の温度補償信号を半導体レーザ11
の電流供給回路6に帰還させている。
The means for stabilizing the temperature of the semiconductor laser 11 in the optical oscillation frequency stabilizing device of the present invention is not limited to the first temperature measuring element 12 for measuring the temperature of the conventional semiconductor laser 11 but also to the semiconductor laser. The semiconductor laser 11 comprises a second temperature measuring element 4 for measuring the environmental temperature of the module 1 and an environmental temperature compensating circuit 3.
To the current supply circuit 6 of FIG.

【0042】図において、第2の測温体4の測定温度は
環境温度補償回路3に入力され半導体レーザ11の温度
補償を行う温度補償信号ΔEを形成する。温度補償信号
ΔEは、駆動電圧Eiと加算して電流供給回路6に供給
され半導体レーザ11を駆動する。
In the figure, the measured temperature of the second temperature measuring element 4 is input to the environmental temperature compensating circuit 3 to form a temperature compensating signal ΔE for compensating the temperature of the semiconductor laser 11. The temperature compensation signal ΔE is added to the drive voltage Ei and supplied to the current supply circuit 6 to drive the semiconductor laser 11.

【0043】次に、前記の構成による半導体レーザ11
の発振周波数の安定化を説明する。
Next, the semiconductor laser 11 having the above configuration
The stabilization of the oscillating frequency will be described.

【0044】半導体レーザ11の第1の測温体12は半
導体レーザ1付近の温度tを検知し該測定温度を温度制
御回路2に入力する。温度制御回路2は、第1の測温体
12の温度tが0.01℃の安定度で一定に保たれるよ
うにペルチェ素子などの電子冷却素子13に与える電流
の量と方向を制御する。温度tは温度制御回路の入力電
圧Etで設定でき、例えば、 t=A・Et …(13) の関係がある。ここで、Aは定数である。
The first temperature measuring element 12 of the semiconductor laser 11 detects the temperature t near the semiconductor laser 1 and inputs the measured temperature to the temperature control circuit 2. Temperature control circuit 2 controls the amount and direction of the current temperature t of the first temperature sensing element 12 has on the electronic cooling element 13, such as a Peltier element to be kept constant at stability of 0.01 ° C. . The temperature t can be set by the input voltage Et of the temperature control circuit. For example, there is a relationship of t = A · Et (13). Here, A is a constant.

【0045】電流供給回路6は電流i0 を供給して半導
体レーザー11を発光させる。該供給電流i0 は電流供
給回路6の入力電圧Eiによって設定される。また、電
流i0 で動作している半導体レーザ11の光発振周波数
をνとすると光発振周波数νと温度tの関係は、 ν=a1 t+b1 …(14) で表される。初期温度設定値をt0 とすると、初期光発
振周波数ν0 は ν0 =a1 0 +b1 …(15) となる。
The current supply circuit 6 supplies the current i 0 to cause the semiconductor laser 11 to emit light. The supply current i 0 is set by the input voltage Ei of the current supply circuit 6. Further, assuming that the optical oscillation frequency of the semiconductor laser 11 operating at the current i 0 is ν, the relationship between the optical oscillation frequency ν and the temperature t is represented by ν = a 1 t + b 1 (14). Assuming that the initial temperature set value is t 0 , the initial light oscillation frequency ν 0 is ν 0 = a 1 t 0 + b 1 (15).

【0046】一方、半導体レーザモジュール1の置かれ
ている環境温度Tによるドリフトを考慮すると光発振周
波数は、 ν′=a1 0 +b1 +a2 (T−t0 ) …(16) に変化する。
On the other hand, considering the drift due to the environmental temperature T in which the semiconductor laser module 1 is placed, the light oscillation frequency changes to ν ′ = a 1 t 0 + b 1 + a 2 (T−t 0 ) (16) I do.

【0047】ここで電流供給回路6の電流i0 を第2の
電流i1 とすると前記光発振周波数は、 ν′=a1 0 +b1 +a2 (T−t0 )+a3 (i1 −i0 )…(17) となる。
Here, assuming that the current i 0 of the current supply circuit 6 is the second current i 1 , the light oscillation frequency is as follows: ν ′ = a 1 t 0 + b 1 + a 2 (T−t 0 ) + a 3 (i 1 −i 0 ) (17)

【0048】上式(17)において、 a2 (T−t0 )=−a3 (i1 −i0 ) …(18) が成り立つとすると上式(17)は、 ν′=a1 0 +b1 =ν0 …(19) となって環境温度Tに依存せず、環境温度Tの変化にか
かわらず光発振周波数の安定化を図ることができる。
Assuming that a 2 (T−t 0 ) = − a 3 (i 1 −i 0 ) (18) holds in the above equation (17), the above equation (17) gives: ν ′ = a 1 t 0 + b 1 = ν 0 (19) The optical oscillation frequency can be stabilized irrespective of the environmental temperature T without depending on the environmental temperature T.

【0049】前記電流i0 は式(18)から i0 −i1 =a2 (T−t0 )/ a3 …(20) で表される。From the equation (18), the current i 0 is represented by i 0 −i 1 = a 2 (Tt 0 ) / a 3 (20).

【0050】電流供給回路6の電流の電流i0 から電流
1 への変換は、第2の測温体4によって環境温度Tを
測定し、環境温度補償回路3によって前記環境温度Tを
対応する電圧ΔEを変換し、さらに該電圧ΔEを電圧E
iと加算して電流供給回路6に入力することによって行
われる。
The conversion of the current i 0 from the current i 0 into the current i 1 in the current supply circuit 6 is carried out by measuring the environmental temperature T by the second temperature measuring element 4 and corresponding to the environmental temperature T by the environmental temperature compensating circuit 3. The voltage ΔE is converted, and the voltage ΔE is converted to a voltage E
This is performed by adding to i and inputting it to the current supply circuit 6.

【0051】以下に、本発明の第2の実施例の回路を説
明する。図9は本発明の第2の実施例の回路図である。
Hereinafter, a circuit according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【0052】図において、R4 は図8の第2の測温体4
である。R4 は例えば白金によって100Ωの抵抗とす
ることができる。第2の測温体4の温度特性は、 R4 =R0 (1+αT) …(21) と表すことができる。ここで、例えばR0 は100Ω、
αは温度係数で0.004(℃-1) 、Tは温度( ℃) で
ある。
In the figure, R 4 is the second temperature measuring element 4 in FIG.
It is. R 4 can be made to have a resistance of 100Ω by, for example, platinum. The temperature characteristic of the second temperature measuring element 4 can be expressed as R 4 = R 0 (1 + αT) (21). Here, for example, R 0 is 100Ω,
α is a temperature coefficient of 0.004 (° C. −1 ), and T is a temperature (° C.).

【0053】半導体レーザーの駆動電流i1 は i1 =(ΔE+Ei−E2)/R9 …(22) となる。The driving current i 1 of the semiconductor laser is as follows: i 1 = (ΔE + Ei−E2) / R 9 (22)

【0054】図の回路において、R1 =R2 , R3 =R
0 とすると ΔE=〔E1 ・αT/(R2 +R0 )−Et・R8 /R7 〕・R6 /R5 …(23) となる。
In the circuit shown, R 1 = R 2 , R 3 = R
Assuming 0 , ΔE = [E 1 · αT / (R 2 + R 0 ) −Et · R 8 / R 7 ] · R 6 / R 5 (23)

【0055】上式(23)に式(14)を代入すると ΔE=〔E1 ・αT/(R2 +R0 )−t・R8 /A・R7 〕・R6 /R5 …(24) となる。By substituting equation (14) into equation (23), ΔE = [E 1 · αT / (R 2 + R 0 ) −t · R 8 / A · R 7 ] · R 6 / R 5 (24) ).

【0056】 ここで、E1 ・α/(R2 +R0 )=R8 /A・R7 …(25) とするとT=tのとき上式(25)は ΔE=0となり、電流値i0 は i0 =Ei−E2 …(26) と表される。Here, if E 1 · α / (R 2 + R 0 ) = R 8 / A · R 7 (25), when T = t, the above equation (25) becomes ΔE = 0 and the current value i 0 is expressed as i 0 = Ei−E2 (26).

【0057】上式(22),(24)及び(25)より
次式が得られる。
From the above equations (22), (24) and (25), the following equation is obtained.

【0058】 i0 −i1 =−〔E1 ・αT/(R2 +R0 )−t・R8 /A・R7 〕 ・R6 /R5 ・R9 …(27) したがって、式(20)を満足するためには、 E1 ・α・R6 /(R2 +R0 )・R5 ・R9 =−R6 ・R8 /R5 ・R9 ・A・R7 =a2 /a3 …(28) が成立すればよい。I 0 −i 1 = − [E 1 · αT / (R 2 + R 0 ) -t · R 8 / A · R 7 ] · R 6 / R 5 · R 9 (27) In order to satisfy the condition (20), it is necessary to satisfy E 1 · α · R 6 / (R 2 + R 0 ) · R 5 · R 9 = −R 6 · R 8 / R 5 · R 9 · A · R 7 = a 2 / A 3 (28) may be satisfied.

【0059】A=100(℃/v),E1 =10v,R
2 =2.4kΩ,R9 =10Ωとすると、式(28)よ
り例えば、R5 =800,R6 =30kΩ,R7 =1M
Ω,R8 =1.6kΩと設定することによって−a2
1 を−6×10-5(A/℃)とすることができる。
A = 100 (° C./v), E 1 = 10 v, R
Assuming that 2 = 2.4 kΩ and R 9 = 10Ω, from equation (28), for example, R 5 = 800, R 6 = 30 kΩ, and R 7 = 1M
By setting Ω, R 8 = 1.6 kΩ, -a 2 /
a 1 can be set to −6 × 10 −5 (A / ° C.).

【0060】図10,11は、半導体レーザの発振周波
数の温度特性図であり、これらの図によって本発明の第
2の実施例の光発振周波数安定化方法を説明する。
[0060] Figure 10 and 11 is a temperature characteristic diagram of the oscillation frequency of the semiconductor laser, the optical oscillation frequency stabilizing method of the second embodiment of the present invention will be described by the figures.

【0061】図において、縦軸は半導体レーザの発振周
波数νであり、横軸は温度tである。環境温度を考慮し
ない場合の半導体レーザの発振周波数の温度特性は、式
(14)のν=a1 t+b1 で表される。一方、環境温
度を考慮した場合の半導体レーザの発振周波数の温度特
性は、式(16)のν′=a1 t+b1 +a2 (T−
t)で表される。
In the figure, the vertical axis represents the oscillation frequency ν of the semiconductor laser, and the horizontal axis represents the temperature t. The temperature characteristic of the oscillation frequency of the semiconductor laser when the environmental temperature is not taken into consideration is represented by ν = a 1 t + b 1 in equation (14). On the other hand, the temperature characteristic of the oscillation frequency of the semiconductor laser in consideration of the ambient temperature is given by ν ′ = a 1 t + b 1 + a 2 (T−
t).

【0062】ここで、初期状態の温度がt01の場合につ
いて図10によって説明する。温度がt01のとき半導体
レーザの発振周波数は、式(14)からν1 =a1 01
+b1 である。このとき環境温度がTとなると、半導体
レーザ11の発振周波数は式(14)で表されるν=a
1 t+b1 の特性直線から式(16)で表されるν′=
1 t+b1 +a2 (T−t)の特性直線に移り、発振
周波数が上昇する。図において、点P3 から点Q3 に移
動する。この移動によって半導体レーザ11の発振周波
数はν3 =a1 01+b1 からν3 ′=a1 01+b1
+a2 (T−t01)に変化する。このとき、半導体レー
ザ11の温度をt01とするために、温度制御回路はE01
=t01/Aの温度制御電圧が供給されている。ν3 ′に
変化した半導体レーザ11の発振周波数を変化前の発振
周波数ν3 に戻すためには、電流供給回路6供給される
電流値をi1 として半導体レーザ11の発振周波数を
ν′=a1 t+b1 +a2 (T−t)+a3 (i1 −i
0 )の特性直線に沿って変化させる。
Here, the case where the temperature in the initial state is t 01 will be described with reference to FIG. When the temperature is t 01 , the oscillation frequency of the semiconductor laser is given by ν 1 = a 1 t 01 from equation (14).
A + b 1. At this time, when the environmental temperature becomes T, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes ν = a expressed by the equation (14).
From the characteristic line of 1 t + b 1 , ν ′ =
The operation shifts to the characteristic straight line of a 1 t + b 1 + a 2 (T−t), and the oscillation frequency increases. In the figure, moves from point P 3 to the point Q 3. By this movement, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 changes from ν 3 = a 1 t 01 + b 1 to ν 3 ′ = a 1 t 01 + b 1
+ A 2 (T−t 01 ). At this time, in order to set the temperature of the semiconductor laser 11 to t 01 , the temperature control circuit sets E 01
= T 01 / A. To return the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 changed to ν 3 ′ to the oscillation frequency ν 3 before the change, the current value supplied to the current supply circuit 6 is set to i 1 and the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 is set to ν ′ = a 1 t + b 1 + a 2 (T−t) + a 3 (i 1 −i
0 ) Change along the characteristic line.

【0063】この電流供給回路6供給される電流値をi
1 の供給によって、点Q3 からS3に移動し、半導体レ
ーザ11の発振周波数はν3 となる。
The current value supplied to the current supply circuit 6 is i
By the supply of 1, moves from point Q 3 on the S 3, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes [nu 3.

【0064】次に、初期状態の温度がt02の場合につい
て図10によって説明する。温度がt02のとき半導体レ
ーザの発振周波数は、式(14)からν3 =a1 01
1である。このとき環境温度がTとなると、半導体レ
ーザ11の発振周波数は式(14)で表されるν=a1
t+b1 の特性直線から式(16)で表されるν′=a
1 t+b1 +a2 (T−t)の特性直線に移り、発振周
波数が減少する。図において、点P3 から点Q3 に移動
する。この移動によって半導体レーザ11の発振周波数
はν3 =a1 02+b1 からν3 ′=a1 2 +b1
2 (T−t2)に変化する。このとき、半導体レーザ
11の温度をt02とするために、温度制御回路はE02
02/Aの温度制御電圧を供給している。ν3 ′に変化
した半導体レーザ11の発振周波数を変化前の発振周波
数ν3 に戻すためには、電流供給回路6供給される電流
値をi1 として半導体レーザ11の発振周波数をν′=
1 t+b1 +a2 (T−t)+a3 (i1 −i0 )の
特性直線に沿って変化させる。
Next, the case where the temperature in the initial state is t 02 will be described with reference to FIG. When the temperature is t 02 , the oscillation frequency of the semiconductor laser is given by ν 3 = a 1 t 01 +
a b 1. At this time, when the environmental temperature becomes T, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes ν = a 1 represented by the equation (14).
From the characteristic line of t + b 1 , ν ′ = a represented by equation (16)
It shifts to the characteristic line of 1 t + b 1 + a 2 (T−t), and the oscillation frequency decreases. In the figure, moves from point P 3 to the point Q 3. By this movement, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 changes from ν 3 = a 1 t 02 + b 1 to ν 3 ′ = a 1 t 2 + b 1 +
a 2 (T−t 2 ). At this time, in order to set the temperature of the semiconductor laser 11 to t 02 , the temperature control circuit sets E 02 =
A temperature control voltage of t 02 / A is supplied. [nu 3 'to return the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 changes the oscillation frequency [nu 3 before the change, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 a current value the current supply circuit 6 supplied as i 1 ν' =
It is varied along the characteristic line of a 1 t + b 1 + a 2 (T−t) + a 3 (i 1 −i 0 ).

【0065】この電流供給回路6供給される電流値を
1 の供給によって、点Q3 からS3 に移動し、半導体
レーザ11の発振周波数はν3 となる。
[0065] the supply of a current value supplied to the current supply circuit 6 i 1, moves from point Q 3 on the S 3, the oscillation frequency of the semiconductor laser 11 becomes [nu 3.

【0066】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、従来の温度制御回路に加えて環境温度補償回路
を付加したので、環境温度による光発振周波数のドリフ
トを低減することが期待できる。
As described above in detail, according to the present invention, since the environmental temperature compensation circuit is added in addition to the conventional temperature control circuit, the drift of the light oscillation frequency due to the environmental temperature can be reduced. Can be expected.

【0068】例えば、10℃から40℃の環境温度によ
る光発振周波数のドリフト量が1.2GHz であったの
が、本発明の実施により約1/10に低減できる。した
がって、信頼性の高い光通信装置の光源部を提供するこ
とが可能となる。
[0068] For example, the drift amount of the light oscillation frequency due to the environmental temperature of 40 ° C. from 10 ° C. was 1.2GH z is can be reduced to about 1/10 by the practice of the present invention. Therefore, it is possible to provide a highly reliable light source unit of the optical communication device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光発振周波数安定化装置の実施例のブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical oscillation frequency stabilizing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の温度制御電圧Eを得るための回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram for obtaining a temperature control voltage E according to the present invention.

【図3】半導体レーザの発振周波数の温度特性図であ
る。
FIG. 3 is a temperature characteristic diagram of an oscillation frequency of a semiconductor laser.

【図4】波長1.5μm帯DFB型半導体レーザの光発
振周波数の温度依存性図である。
FIG. 4 is a diagram showing the temperature dependence of the optical oscillation frequency of a 1.5 μm wavelength DFB semiconductor laser.

【図5】波長1.5μm帯DFB型半導体レーザの光発
振周波数の駆動電流依存性図である。
FIG. 5 is a diagram showing a drive current dependency of an optical oscillation frequency of a 1.5 μm wavelength DFB semiconductor laser.

【図6】従来の光発振周波数安定化装置の構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional optical oscillation frequency stabilizing device.

【図7】0.01℃の安定度を持つ温度制御回路によっ
て温度制御動作状態にある半導体レーザモジュールの環
境温度に対する光発振周波数の変化図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in light oscillation frequency with respect to an ambient temperature of a semiconductor laser module in a temperature control operation state by a temperature control circuit having a stability of 0.01 ° C.

【図8】本発明の光発振周波数安定化装置の第2の実施
例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the optical oscillation frequency stabilizer according to the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例の回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図10】半導体レーザの発振周波数の温度特性図であ
る。
FIG. 10 is a temperature characteristic diagram of an oscillation frequency of a semiconductor laser.

【図11】半導体レーザの発振周波数の温度特性図であ
る。
FIG. 11 is a temperature characteristic diagram of an oscillation frequency of a semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザモジュール 2 測温制御回路 3 環境温度補償回路 4 第2の測温体 5 加算器 6 電流供給回路 11 半導体レーザ 12 第1の測温体 13 電子冷却装置 14 第1のレンズ 15 光アイソレータ 16 第2のレンズ 17 光ファイバ REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor laser module 2 temperature measurement control circuit 3 environmental temperature compensation circuit 4 second temperature measurement element 5 adder 6 current supply circuit 11 semiconductor laser 12 first temperature measurement element 13 electronic cooling device 14 first lens 15 optical isolator 16 Second lens 17 Optical fiber

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体レーザの光発振周波数を安定化さ
せる方法において、 (a)半導体レーザモジュールの環境温度を測定し、 (b)該環境温度の変化による光発振周波数のドリフト
分に相当する半導体レーザの駆動電流分を求め、 (c)前記駆動電流分に基づいて前記半導体レーザの駆
動電流を変化させて前記半導体レーザの発振周波数の制
御を行うことを特徴とする光発振周波数安定化方法。
1. A method for stabilizing an optical oscillation frequency of a semiconductor laser, comprising: (a) measuring an ambient temperature of a semiconductor laser module; and (b) a semiconductor corresponding to a drift of the optical oscillation frequency due to a change in the environmental temperature. (C) controlling the oscillation frequency of the semiconductor laser by changing the drive current of the semiconductor laser based on the drive current.
【請求項2】 半導体レーザの光発振周波数安定化装置
において、 (a)半導体レーザの付近の温度を測定する第1の測温
手段と、 (b)前記第1の測温手段の信号に基づいて半導体レー
ザの付近の温度を制御する温度制御手段と、 (c)半導体レーザモジュールの環境温度を測定する第
2の測温手段と、 (d)前記第2の測温手段の信号に基づいて温度補償信
号を形成する温度補償手段と、 (e)前記半導体レーザに駆動電流を供給する電流供給
回路とからなり、 (f)前記電流供給回路の供給電流を前記温度補償信号
によって変更することによって半導体レーザの光発振周
波数を安定化させることを特徴とする光発振周波数安定
化装置。
2. An optical oscillation frequency stabilizing device for a semiconductor laser, comprising: (a) first temperature measuring means for measuring a temperature in the vicinity of the semiconductor laser; and (b) based on a signal from the first temperature measuring means. Temperature control means for controlling the temperature in the vicinity of the semiconductor laser, (c) second temperature measurement means for measuring the environmental temperature of the semiconductor laser module, and (d) based on a signal from the second temperature measurement means. (E) a current supply circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, and (f) changing a supply current of the current supply circuit by the temperature compensation signal. An optical oscillation frequency stabilizing device for stabilizing an optical oscillation frequency of a semiconductor laser.
【請求項3】 前記供給電流は、環境温度の変化による
光発振周波数のドリフト分に相当する半導体レーザの駆
動電流分だけ変更される請求項記載の光発振周波数安
定化装置。
3. The optical oscillation frequency stabilizing device according to claim 2 , wherein the supply current is changed by a drive current of the semiconductor laser corresponding to a drift of the optical oscillation frequency due to a change in environmental temperature.
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