JP6928853B2 - Wavelength control method for tunable laser device, tunable laser device and its calibration method - Google Patents

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Description

本発明は、波長可変レーザ装置の波長制御方法、波長可変レーザ装置およびそのキャリブレーション方法に関する。 The present invention relates to a wavelength control method for a tunable laser device, a tunable laser device, and a calibration method thereof.

従来、波長可変レーザ装置において、入射する光の波長に対して周期的な透過率を有する波長フィルタを用いて、出力するレーザ光の波長を制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a tunable laser apparatus, there is known a technique for controlling the wavelength of laser light to be output by using a wavelength filter having periodic transmittance with respect to the wavelength of incident light (for example, Patent Document 1). reference).

特許文献1に記載されている波長可変レーザ装置は、出力するレーザ光の波長を可変とする光源部と、光源部から出力されたレーザ光の強度を検出する第1検出部と、エタロン等の波長フィルタと、波長フィルタを透過したレーザ光の強度を検出する第2検出部と、光源部の動作を制御する制御部と、を備える。波長フィルタは、光の波長に対して周期的に透過率が変化する。その結果、波長フィルタを透過したレーザ光の強度も波長に対して周期的に変化し、この周期的特性を波長弁別カーブという。そして、制御部は、第1、第2検出部がそれぞれ検出したレーザ光の強度比が形成する波長弁別カーブに基づいて、レーザ光の波長を制御する。 The wavelength-variable laser apparatus described in Patent Document 1 includes a light source unit that changes the wavelength of the output laser light, a first detection unit that detects the intensity of the laser light output from the light source unit, an etalon, and the like. It includes a wavelength filter, a second detection unit that detects the intensity of laser light that has passed through the wavelength filter, and a control unit that controls the operation of the light source unit. The transmittance of the wavelength filter changes periodically with respect to the wavelength of light. As a result, the intensity of the laser light transmitted through the wavelength filter also changes periodically with respect to the wavelength, and this periodic characteristic is called a wavelength discrimination curve. Then, the control unit controls the wavelength of the laser light based on the wavelength discrimination curve formed by the intensity ratio of the laser light detected by the first and second detection units, respectively.

波長弁別カーブにおいて、極大値および極小値付近は、波長の変化に対してレーザ光の強度比の変化が小さく、波長の変化の検出が困難となる不感帯であるため、波長制御の精度がよくない。そのため、極大値および極小値を含む不感帯となる波長が互いに異なる2つの波長フィルタを用いて波長制御を行う技術がある。図12は、2つの波長フィルタを用いて波長制御を行う様子を表す図である。図12の横軸は、光の波長を周波数に変換して表示したものであり、縦軸は第1、第2検出部がそれぞれ検出したレーザ光の強度比である。図12に示すように、各波長フィルタの極大値および極小値を含む不感帯を避けて、いずれか一方の波長フィルタに対してロックポイントを設定し、そのロックポイントに波長ロックを行うことにより、波長フィルタの不感帯を用いずに精度よく波長を制御することができる。 In the wavelength discrimination curve, the vicinity of the maximum value and the minimum value is a dead zone in which the change in the intensity ratio of the laser beam is small with respect to the change in wavelength and it is difficult to detect the change in wavelength, so that the accuracy of wavelength control is not good. .. Therefore, there is a technique for performing wavelength control using two wavelength filters having different wavelengths in the dead zone including the maximum value and the minimum value. FIG. 12 is a diagram showing a state in which wavelength control is performed using two wavelength filters. The horizontal axis of FIG. 12 is a display obtained by converting the wavelength of light into a frequency, and the vertical axis is the intensity ratio of the laser light detected by the first and second detection units, respectively. As shown in FIG. 12, by avoiding a dead zone including a maximum value and a minimum value of each wavelength filter, a lock point is set for one of the wavelength filters, and wavelength lock is performed at the lock point, thereby performing wavelength. The wavelength can be controlled accurately without using the dead zone of the filter.

特開2015−60961号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-60961

しかしながら、上述のように2つの波長フィルタを独立に用いて波長を制御する場合、どちらの波長フィルタを用いて波長制御を行うか切り換える必要があり、制御が複雑になる。 However, when the wavelength is controlled by using two wavelength filters independently as described above, it is necessary to switch which wavelength filter is used for wavelength control, which complicates the control.

また、波長フィルタの温度がずれた場合には、波長弁別カーブの周期的特性が波長軸方向にずれるため、最適な波長フィルタへの切り換えが更に困難になる。 Further, when the temperature of the wavelength filter deviates, the periodic characteristics of the wavelength discrimination curve deviate in the wavelength axis direction, which makes it more difficult to switch to the optimum wavelength filter.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、精度よく、かつ簡易に波長制御を行うことができる波長可変レーザ装置の波長制御方法、波長可変レーザ装置およびそのキャリブレーション方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a wavelength control method for a tunable laser device, a tunable laser device, and a calibration method thereof, which can perform wavelength control accurately and easily. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出ステップと、光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出ステップと、前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が導出される関数を用いて、第1位相相当量を算出する第1位相相当量算出ステップと、前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第2位相相当量を算出する第2位相相当量算出ステップと、前記第2位相相当量と前記第1位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御する波長制御ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the wavelength control method of the wavelength-variable laser apparatus according to the present invention includes a laser light emission step of emitting laser light having a variable wavelength from a light source unit and a wavelength of light. The first detection step of detecting the intensity of the laser light transmitted through the first wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the light as the first detection value, and the first wavelength filter with respect to the wavelength of the light. The second detection that detects the intensity of the laser light that has a transmittance that changes periodically with the same period and has passed through a second wavelength filter having a different peak wavelength of the transmittance from the first wavelength filter as a second detection value. A step, a first phase equivalent calculation step for calculating the first phase equivalent using a function for deriving one phase equivalent for the set of the first detected value and the second detected value, and a step. The second phase equivalent amount calculation step for calculating the second phase equivalent amount corresponding to the target wavelength, which is the target value for controlling the wavelength of the laser beam, and the position of the second phase equivalent amount and the first phase equivalent amount. It is characterized by including a phase difference calculation step of calculating a phase difference equivalent amount and a wavelength control step of controlling the wavelength of the laser light emitted from the light source unit according to the phase difference equivalent amount.

また、本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、前記関数は、前記レーザ光の波長に応じて前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す関数であることを特徴とする。 Further, the wavelength control method of the tunable laser apparatus according to the present invention is characterized in that the function is a function in which the phase equivalent amount periodically repeats a monotonous change according to the wavelength of the laser light.

本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出ステップと、光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出ステップと、前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められている変換テーブルを用いて、第1位相相当量を算出する第1位相相当量算出ステップと、前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第2位相相当量を算出する第2位相相当量算出ステップと、前記第2位相相当量と前記第1位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御するステップと、を含むことを特徴とする。 The wavelength control method of the wavelength-variable laser apparatus according to the present invention is the first having a laser light emission step of emitting laser light having a variable wavelength from a light source unit and a transmission coefficient that periodically changes with respect to the wavelength of the light. It has a first detection step that detects the intensity of the laser light that has passed through the wavelength filter as the first detection value, and a transmission rate that periodically changes with respect to the wavelength of the light at the same period as the first wavelength filter. A second detection step of detecting the intensity of the laser beam transmitted through a second wavelength filter having a different peak wavelength of transmission from the first wavelength filter as a second detection value, the first detection value, and the second detection value. The first phase equivalent amount is calculated using a conversion table in which one phase equivalent amount corresponds to the set of, and the phase equivalent amount is set to repeat monotonous change periodically. The first phase equivalent amount calculation step, the second phase equivalent amount calculation step for calculating the second phase equivalent amount corresponding to the target wavelength which is the target value for controlling the wavelength of the laser light, and the second phase equivalent amount. A phase difference calculation step of calculating the phase difference equivalent amount between the first phase difference amount and the first phase difference equivalent amount, and a step of controlling the wavelength of the laser beam emitted from the light source unit according to the phase difference equivalent amount. It is characterized by including.

また、本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法では、上記発明において、前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調かつ線形な変化を繰り返すように定められていることを特徴とする。 Further, the wavelength control method of the tunable laser apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the conversion table is defined so that the phase equivalent amount periodically repeats monotonous and linear changes. do.

本発明に係る波長可変レーザ装置では、波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタと、前記第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出部と、光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタと、前記第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出部と、前記第1検出値および前記第2検出値の組を入力することにより、1つの位相相当量が導出される関数を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記関数を用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする。 In the wavelength-variable laser apparatus according to the present invention, a light source unit that emits laser light having a variable wavelength, a first wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of the light, and the first wavelength filter. It has a first detection unit that detects the intensity of the laser light that has passed through as a first detection value, and a transmission rate that periodically changes with respect to the wavelength of the light in a period equal to that of the first wavelength filter. A second wavelength filter having a different peak wavelength of transmission from the one wavelength filter, a second detection unit that detects the intensity of the laser beam transmitted through the second wavelength filter as a second detection value, the first detection value, and the first detection value. By inputting the set of the second detection values, the wavelength of the laser beam is controlled by using the storage unit that stores the function from which one phase equivalent amount is derived and the function stored in the storage unit. It is characterized in that it is provided with a light source control unit.

本発明に係る波長可変レーザ装置では、波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタと、前記第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出部と、光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタと、前記第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出部と、前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が対応する変換テーブルを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記変換テーブルを用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、を備え、前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められていることを特徴とする。 In the wavelength-variable laser apparatus according to the present invention, a light source unit that emits laser light having a variable wavelength, a first wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of the light, and the first wavelength filter. It has a first detection unit that detects the intensity of the laser light that has passed through as a first detection value, and a transmission rate that periodically changes with respect to the wavelength of the light in a period equal to that of the first wavelength filter. A second wavelength filter having a different peak wavelength of transmission from the one wavelength filter, a second detection unit that detects the intensity of the laser beam transmitted through the second wavelength filter as a second detection value, the first detection value, and the first detection value. A light source that controls the wavelength of the laser beam by using a storage unit that stores a conversion table in which one phase equivalent amount corresponds to the set of the second detection values and the conversion table stored in the storage unit. The conversion table includes a control unit, and the conversion table is characterized in that the phase equivalent amount is set to repeat a monotonous change periodically.

また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記第1および第2波長フィルタは、不感帯となる波長が互いに異なるように構成されていることを特長とする。 Further, in the wavelength tunable laser apparatus according to the present invention, in the above invention, the first and second wavelength filters are configured so that the wavelengths in the dead zone are different from each other.

本発明に係る波長可変レーザ装置のキャリブレーション方法では、波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出ステップと、光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出ステップと、前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す変換テーブルを作成する変換テーブル作成ステップと、を含むことを特徴とする。 In the calibration method of the wavelength-variable laser apparatus according to the present invention, the first method has a laser light emission step of emitting laser light having a variable wavelength from a light source unit and a transmission coefficient that periodically changes with respect to the wavelength of the light. It has a first detection step that detects the intensity of the laser light that has passed through the wavelength filter as the first detection value, and a transmission rate that periodically changes with respect to the wavelength of the light at the same period as the first wavelength filter. A second detection step of detecting the intensity of the laser light transmitted through a second wavelength filter having a different peak wavelength of transmission from the first wavelength filter as a second detection value, the first detection value, and the second detection value. It is a conversion table in which one phase equivalent amount corresponds to the set of, and includes a conversion table creation step of creating a conversion table in which the phase equivalent amount periodically repeats monotonous changes.

本発明によれば、精度よく、かつ簡易に波長制御を行うことができる波長可変レーザ装置の波長制御方法、波長可変レーザ装置およびそのキャリブレーション方法、を実現するという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to realize an effect of realizing a wavelength control method of a tunable laser device, a tunable laser device, and a calibration method thereof, which can perform wavelength control accurately and easily.

図1は、実施の形態に係る波長可変レーザ装置の構成を模式的に示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a tunable laser apparatus according to an embodiment. 図2は、電流比を位相に変換する方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method of converting a current ratio into a phase. 図3は、図2に示す位相と周波数との関係を表す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the phase and the frequency shown in FIG. 図4は、座標変換の様子を表す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of coordinate transformation. 図5は、図4に示す位相と周波数との関係を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the phase and the frequency shown in FIG. 図6は、制御部による波長制御方法を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a wavelength control method by the control unit. 図7は、位相と周波数との関係を表す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the phase and the frequency. 図8は、変換テーブルの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a conversion table. 図9は、位相と周波数との関係を補正する様子を表す図である。FIG. 9 is a diagram showing how the relationship between the phase and the frequency is corrected. 図10は、変換テーブルの他の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of the conversion table. 図11は、変換テーブルの他の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of the conversion table. 図12は、2つの波長フィルタを用いて波長制御を行う様子を表す図である。FIG. 12 is a diagram showing a state in which wavelength control is performed using two wavelength filters.

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態)について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Further, in the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals. In addition, the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Further, even between the drawings, there may be parts having different dimensional relationships and ratios from each other.

(実施の形態)
〔波長可変レーザ装置の構成〕
図1は、実施の形態に係る波長可変レーザ装置の構成を模式的に示すブロック図である。
図1に示す波長可変レーザ装置100は、波長可変レーザ部200と、波長可変レーザ部200の動作を制御する制御部300と、を備える。
なお、波長可変レーザ部200と制御部300とを一体として構成してもよく、別体として構成してもよい。
(Embodiment)
[Structure of tunable laser device]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a tunable laser apparatus according to an embodiment.
The tunable laser device 100 shown in FIG. 1 includes a tunable laser unit 200 and a control unit 300 that controls the operation of the tunable laser unit 200.
The tunable laser unit 200 and the control unit 300 may be integrally configured or may be configured as separate bodies.

〔波長可変レーザ部の構成〕
波長可変レーザ部200は、制御部300による制御の下、出力するレーザ光の波長を変更することができる。この波長可変レーザ部200は、光源部210と、光分岐部220と、第1波長フィルタ231と、第2波長フィルタ232と、第1検出部241と、第2検出部242と、第3検出部243と、を備える。
[Structure of tunable laser unit]
The tunable laser unit 200 can change the wavelength of the laser light to be output under the control of the control unit 300. The tunable laser unit 200 includes a light source unit 210, an optical branching unit 220, a first wavelength filter 231 and a second wavelength filter 232, a first detection unit 241 and a second detection unit 242, and a third detection. A unit 243 and a section 243 are provided.

光源部210は、波長が可変であるレーザ光を出射するレーザ光出射ステップを実現する。光源部210は、例えば出射するレーザ光の発振波長を制御することができるDBR(Distributed Bragg Reflector:分布反射型)またはDFB(Distributed Feedback:分布帰還型)レーザ装置であるが、波長が可変であれば特に限定されない。 The light source unit 210 realizes a laser beam emitting step of emitting a laser beam having a variable wavelength. The light source unit 210 is, for example, a DBR (Distributed Bragg Reflector) or DFB (Distributed Feedback) laser device capable of controlling the oscillation wavelength of the emitted laser light, but the wavelength may be variable. There is no particular limitation.

光分岐部220は、光源部210から入力された光を3つに分岐する。光分岐部220は、入力された光を分岐する光導波路であるが、ハーフミラー等の光学素子により構成されていてもよい。 The optical branching unit 220 branches the light input from the light source unit 210 into three parts. The optical branching portion 220 is an optical waveguide that branches the input light, but may be composed of an optical element such as a half mirror.

第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232は、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する。第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232は、例えば、導波路型の光フィルタにより構成されるリング共振器型光フィルタである。第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232は、入射する光の波長に対して周期的な透過特性をそれぞれ有し、当該透過特性に応じた透過率で光源部210から入射したレーザ光をそれぞれ透過する。また、第1波長フィルタ231、第2波長フィルタ232は、コアまたはクラッドの少なくとも一方に添加されるドーパントの種類および添加量の少なくとも一方が異なることによって、透過率のピーク波長が互いに異なる。すなわち、第2波長フィルタ232は、光の波長に対して第1波長フィルタ231と等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、かつ第1波長フィルタ231と透過率のピーク波長が異なる。また、第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232は、エタロンフィルタであってもよい。また、波長フィルタを3つ以上設けることにより、3つ以上の波長弁別カーブを用いて波長可変レーザ部200の波長を制御してもよい。尚、3つ以上の波長弁別カーブを用いる場合には、このうち2つの弁別カーブを選択してもよいし、うち複数の弁別カーブの和、差、積、商等を算出して波長を制御してもよい。 The first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 have a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light. The first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 are, for example, a ring resonator type optical filter composed of a waveguide type optical filter. The first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 each have a periodic transmission characteristic with respect to the wavelength of the incident light, and each of the laser light incident from the light source unit 210 has a transmittance corresponding to the transmission characteristic. To Penetrate. Further, the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 have different peak wavelengths of transmittance due to the difference in at least one of the type and amount of the dopant added to at least one of the core or the cladding. That is, the second wavelength filter 232 has a transmittance that periodically changes with respect to the wavelength of light with a period equal to that of the first wavelength filter 231 and has a different peak wavelength of transmittance from the first wavelength filter 231. Further, the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 may be etalon filters. Further, by providing three or more wavelength filters, the wavelength of the tunable laser unit 200 may be controlled by using three or more wavelength discrimination curves. When three or more wavelength discrimination curves are used, two of these discrimination curves may be selected, and the wavelength is controlled by calculating the sum, difference, product, quotient, etc. of a plurality of discrimination curves. You may.

第1検出部241は、フォトダイオード等によって構成され、第1波長フィルタ231を透過したレーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出ステップを実現する。 The first detection unit 241 is composed of a photodiode or the like, and realizes a first detection step of detecting the intensity of the laser light transmitted through the first wavelength filter 231 as the first detection value.

第2検出部242は、フォトダイオード等によって構成され、第2波長フィルタ232を透過したレーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出ステップを実現する。 The second detection unit 242 is composed of a photodiode or the like, and realizes a second detection step of detecting the intensity of the laser light transmitted through the second wavelength filter 232 as the second detection value.

第3検出部243は、フォトダイオード等によって構成され、光源部210が出射したレーザ光の強度を第3検出値として検出する。 The third detection unit 243 is composed of a photodiode or the like, and detects the intensity of the laser light emitted by the light source unit 210 as the third detection value.

〔制御部の構成〕
次に、制御部300の構成について説明する。
制御部300は、ユーザからの指示にしたがって、波長可変レーザ部200の動作を制御する。この制御部300は、演算部301と、入力部302と、記憶部303と、を備える。
[Structure of control unit]
Next, the configuration of the control unit 300 will be described.
The control unit 300 controls the operation of the tunable laser unit 200 according to an instruction from the user. The control unit 300 includes a calculation unit 301, an input unit 302, and a storage unit 303.

演算部301は、CPU等を用いて構成されている。この演算部301は、第1変換部311と、第2変換部312と、第3変換部313と、第1電流比算出部321と、第2電流比算出部322と、位相算出部330と、目標位相算出部340と、位相差算出部350と、光源制御部360と、を備える。 The calculation unit 301 is configured by using a CPU or the like. The calculation unit 301 includes a first conversion unit 311, a second conversion unit 312, a third conversion unit 313, a first current ratio calculation unit 321 and a second current ratio calculation unit 322, and a phase calculation unit 330. A target phase calculation unit 340, a phase difference calculation unit 350, and a light source control unit 360 are provided.

第1変換部311は、第1検出部241から入力された第1検出値(以下、PD1という)に対してA/D変換処理を行ってデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力する。 The first conversion unit 311 performs A / D conversion processing on the first detection value (hereinafter referred to as PD1) input from the first detection unit 241 to convert it into a digital signal, and outputs this digital signal.

第2変換部312は、第2検出部242から入力された第2検出値(以下、PD2という)に対してA/D変換処理を行ってデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力する。 The second conversion unit 312 performs A / D conversion processing on the second detection value (hereinafter referred to as PD2) input from the second detection unit 242 to convert it into a digital signal, and outputs this digital signal.

第3変換部313は、第3検出部243から入力された第3検出値(以下、PD3という)に対してA/D変換処理を行ってデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力する。 The third conversion unit 313 performs A / D conversion processing on the third detection value (hereinafter referred to as PD3) input from the third detection unit 243 to convert it into a digital signal, and outputs this digital signal.

第1電流比算出部321は、第1変換部311から出力されたデジタル信号に対する第3変換部313から出力されたデジタル信号の出力値の比率(PD1/PD3)を第1電流比として算出する。 The first current ratio calculation unit 321 calculates the ratio (PD1 / PD3) of the output value of the digital signal output from the third conversion unit 313 to the digital signal output from the first conversion unit 311 as the first current ratio. ..

第2電流比算出部322は、第2変換部312から出力されたデジタル信号に対する第3変換部313から出力されたデジタル信号の出力値の比率(PD2/PD3)を第2電流比として算出する。 The second current ratio calculation unit 322 calculates the ratio (PD2 / PD3) of the output value of the digital signal output from the third conversion unit 313 to the digital signal output from the second conversion unit 312 as the second current ratio. ..

位相算出部330は、記憶部303から読み出した関数または変換テーブルに基づいて、第1電流比算出部321が算出した第1電流比および第2電流比算出部322が算出した第2電流比に基づいて定まる位相相当量(第1位相相当量)を算出する第1位相相当量算出ステップを実現する。尚、位相相当量は、2π〜0の範囲で変動する量としてもよいし、この他上限、下限を有する数値範囲を位相相当量として用いるようにしてもよい。 The phase calculation unit 330 sets the first current ratio calculated by the first current ratio calculation unit 321 and the second current ratio calculated by the second current ratio calculation unit 322 based on the function or conversion table read from the storage unit 303. The first phase equivalent amount calculation step for calculating the phase equivalent amount (first phase equivalent amount) determined based on the above is realized. The phase equivalent amount may be an amount that fluctuates in the range of 2π to 0, or a numerical range having an upper limit and a lower limit may be used as the phase equivalent amount.

図2は、電流比を位相に変換する方法を説明するための図である。第1電流比および第2電流比の最大値が1になるように規格化し、任意の周波数に対して横軸を第1電流比、縦軸を第2電流比として図示すると、図2に示す線L1を描くことができる。このとき、所定の周波数における第1、第2電流比を点P1として図2の様に極座標系で表すことで、原点および点P1を通る直線と横軸とのなす角度を位相θ0として定義することができる。この位相θ0は、第1検出値、第2検出値および第3検出値を用いて算出される変数である。 FIG. 2 is a diagram for explaining a method of converting a current ratio into a phase. FIG. 2 shows a standardization in which the maximum values of the first current ratio and the second current ratio are 1, and the horizontal axis is the first current ratio and the vertical axis is the second current ratio with respect to an arbitrary frequency. The line L1 can be drawn. At this time, the first and second current ratios at a predetermined frequency are represented by the polar coordinate system as the point P1 as shown in FIG. 2, and the angle formed by the straight line passing through the origin and the point P1 and the horizontal axis is defined as the phase θ0. be able to. The phase θ0 is a variable calculated using the first detected value, the second detected value, and the third detected value.

図3は、図2に示す位相と周波数との関係を表す図である。図3の横軸は周波数である。図3には、位相θ0とともに、第1電流比および第2電流比を図示した。第1電流比および第2電流比は、最大値が1になるように規格化されている。位相θ0は、図3中右側の縦軸に示す最小値θ0Minおよび最大値θ0Maxの間で、第1波長フィルタ231の透過率の周期と同一の周期で周期的に変化する関数であることがわかる。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the phase and the frequency shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 3 is the frequency. FIG. 3 shows the first current ratio and the second current ratio together with the phase θ0. The first current ratio and the second current ratio are standardized so that the maximum value is 1. The phase θ0 is a function that periodically changes between the minimum value θ0 Min and the maximum value θ0 Max shown on the vertical axis on the right side in FIG. 3 in the same period as the period of the transmittance of the first wavelength filter 231. I understand.

続いて、位相θ0から周期的に単調変化を繰り返す関数に変換するために、座標変換を行う。図4は、座標変換の様子を表す図である。図4に示すように、原点を横にΔA、縦にΔBずらし、線L1の内側にある点Po(ΔA,ΔB)に移動させる。この操作は、第1電流比、第2電流比で得られた値にそれぞれオフセットを与える操作と等価である。すると、この座標系において、移動後の原点及び点P1を通る直線と横軸に平行な線とのなす角度から位相相当量(以下、単に位相ともいう)θ1を定義することができる。 Subsequently, coordinate transformation is performed in order to transform the phase θ0 into a function that periodically repeats monotonous changes. FIG. 4 is a diagram showing a state of coordinate transformation. As shown in FIG. 4, the origin is shifted horizontally by ΔA and vertically by ΔB, and moved to a point Po (ΔA, ΔB) inside the line L1. This operation is equivalent to the operation of giving offsets to the values obtained by the first current ratio and the second current ratio, respectively. Then, in this coordinate system, the phase equivalent amount (hereinafter, also simply referred to as phase) θ1 can be defined from the angle formed by the straight line passing through the origin and the point P1 after movement and the line parallel to the horizontal axis.

図5は、図4に示す位相と周波数との関係を表す図である。図5の横軸は、図3と同様に、第1波長フィルタ231の1周期で規格化した周波数である。図5には、図3と同様に、位相θ1とともに、第1電流比および第2電流比を図示した。位相θ1は、周波数f1、f2、f3、f4において位相相当量が最小値(θ1Min)に戻り、位相相当量が最大値(θ1Max)になるまで周期的に単調増加を繰り返す関数であることがわかる。このように、線L1の内側にある点Po(ΔA,ΔB)を適切に選択することで、周波数の変化に対し周期的に単調変化を繰り返す関数を定義することができる。図5に示す位相θ1は、例えば第1波長フィルタ231と第2波長フィルタ232との透過特性の位相のずれがπ/2である場合、以下の式(1)により算出することができる。

Figure 0006928853

位相算出部330は、例えば式(1)で例示した式を用いて位相θ1を算出する。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the phase and the frequency shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 5 is the frequency standardized in one cycle of the first wavelength filter 231 as in FIG. FIG. 5 shows the first current ratio and the second current ratio together with the phase θ1 as in FIG. The phase θ1 is a function that periodically repeats a monotonous increase until the phase equivalent returns to the minimum value (θ1 Min ) and the phase equivalent reaches the maximum value (θ1 Max ) at frequencies f1, f2, f3, and f4. I understand. In this way, by appropriately selecting the points Po (ΔA, ΔB) inside the line L1, it is possible to define a function that periodically repeats a monotonous change with respect to a change in frequency. The phase θ1 shown in FIG. 5 can be calculated by the following equation (1), for example, when the phase shift of the transmission characteristics between the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 is π / 2.
Figure 0006928853

The phase calculation unit 330 calculates the phase θ1 using, for example, the equation exemplified in the equation (1).

目標位相算出部340は、記憶部303から読み出した関数または変換テーブルに基づいて、入力部302から入力された目標波長に応じた位相相当量である目標位相(第2位相相当量)を算出する第2位相相当量算出ステップを実現する。具体的には、目標位相算出部340は、第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232の波長弁別カーブにおいて、目標波長に対応する周波数の透過率から第1電流比および第2電流比の理論値を算出し、式(1)に代入することにより目標位相を算出する。 The target phase calculation unit 340 calculates the target phase (second phase equivalent amount), which is the phase equivalent amount corresponding to the target wavelength input from the input unit 302, based on the function or the conversion table read from the storage unit 303. The second phase equivalent amount calculation step is realized. Specifically, the target phase calculation unit 340 determines the theory of the first current ratio and the second current ratio from the transmittance of the frequency corresponding to the target wavelength in the wavelength discrimination curves of the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232. The target phase is calculated by calculating the value and substituting it into the equation (1).

位相差算出部350は、第1検出値および第2検出値に応じて定まる位相θ1と目標位相との差(位相差相当量)を算出する位相差算出ステップを実現する。 The phase difference calculation unit 350 realizes a phase difference calculation step of calculating the difference (phase difference equivalent amount) between the phase θ1 determined according to the first detection value and the second detection value and the target phase.

光源制御部360は、波長可変レーザ部200を制御する。具体的には、光源制御部360は、位相差算出部350が算出した位相差に基づいて、光源部210から出射されるレーザ光の波長制御を行う。 The light source control unit 360 controls the wavelength tunable laser unit 200. Specifically, the light source control unit 360 controls the wavelength of the laser light emitted from the light source unit 210 based on the phase difference calculated by the phase difference calculation unit 350.

入力部302は、図示しないボタン、スイッチ、タッチパネル、マウス、またはキーボード等に接続されており、ユーザの指示入力を受け付ける。入力部302は、例えばユーザが波長可変レーザ部200に出力させる目標波長の指示入力を受け付ける。また、入力部302は、制御部300外の端末から有線または無線での通信により目標波長の指示入力を受け付ける構成としてもよい。 The input unit 302 is connected to a button (not shown), a switch, a touch panel, a mouse, a keyboard, or the like, and receives a user's instruction input. The input unit 302 receives, for example, an instruction input of a target wavelength to be output to the tunable laser unit 200 by the user. Further, the input unit 302 may be configured to receive an instruction input of a target wavelength from a terminal outside the control unit 300 by wire or wireless communication.

記憶部303は、波長可変レーザ装置100が動作を実行するためのプログラム等を記憶する。記憶部303は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、その他記録媒体等を用いて構成される。記憶部303は、演算部301が演算に用いる関数または変換テーブルを記憶する。 The storage unit 303 stores a program or the like for the wavelength tunable laser device 100 to execute an operation. The storage unit 303 is configured by using a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), another recording medium, or the like. The storage unit 303 stores a function or a conversion table used by the calculation unit 301 for the calculation.

〔波長制御方法〕
次に、上述した制御部300による波長制御方法について説明する。
図6は、制御部による波長制御方法を示すフローチャートである。図6では、レーザ光出射ステップ〜第2検出ステップを実行した後の波長制御方法を説明する。
まず、演算部301は、入力部302に目標波長λが入力されたか否かを判定する(ステップS1)。
[Wavelength control method]
Next, the wavelength control method by the control unit 300 described above will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing a wavelength control method by the control unit. FIG. 6 describes a wavelength control method after executing the laser beam emission step to the second detection step.
First, the calculation unit 301 determines whether or not the target wavelength λ has been input to the input unit 302 (step S1).

演算部301が、目標波長λが入力されたと判定した場合(ステップS1:Yes)、目標位相算出部340は、目標波長λに対応する目標位相θ2を算出する(ステップS2:第2位相相当量算出ステップ)。一方、演算部301が、目標波長λが入力されていないと判定した場合(ステップS1:No)、ステップS1の処理を繰り返す。 When the calculation unit 301 determines that the target wavelength λ has been input (step S1: Yes), the target phase calculation unit 340 calculates the target phase θ2 corresponding to the target wavelength λ (step S2: second phase equivalent amount). Calculation step). On the other hand, when the calculation unit 301 determines that the target wavelength λ has not been input (step S1: No), the process of step S1 is repeated.

続いて、位相算出部330は、現在の位相θ1を算出する(ステップS3:第1位相相当量算出ステップ)。具体的には、上述した式(1)等の関数や変換テーブルを用いて、第1検出値、第2検出値および第3検出値に応じて定まる位相θ1を算出する。 Subsequently, the phase calculation unit 330 calculates the current phase θ1 (step S3: first phase equivalent amount calculation step). Specifically, the phase θ1 determined according to the first detected value, the second detected value, and the third detected value is calculated by using the function of the above-mentioned equation (1) or the conversion table.

さらに、位相差算出部350は、位相差Δθ=目標位相θ2−位相θ1を算出する(ステップS4:位相差算出ステップ)。 Further, the phase difference calculation unit 350 calculates the phase difference Δθ = target phase θ2-phase θ1 (step S4: phase difference calculation step).

その後、演算部301は、位相差Δθが閾値より小さいか否かを判定する(ステップS5)。 After that, the calculation unit 301 determines whether or not the phase difference Δθ is smaller than the threshold value (step S5).

演算部301が、位相差Δθが閾値より小さいと判定した場合(ステップS5:Yes)、一連の処理が終了する。 When the calculation unit 301 determines that the phase difference Δθ is smaller than the threshold value (step S5: Yes), a series of processes is completed.

一方、演算部301が、位相差Δθが閾値以上であると判定した場合(ステップS5:No)、光源制御部360は、位相差Δθがより小さくなる様に、波長制御用電流を算出する(ステップS6)。波長制御用電流は、光源部210の波長を制御するために印加する電流であり、光源制御部360は、この波長制御用電流を印加する量を変えることにより、光源部210が出力するレーザ光の波長を制御する。 On the other hand, when the calculation unit 301 determines that the phase difference Δθ is equal to or greater than the threshold value (step S5: No), the light source control unit 360 calculates the wavelength control current so that the phase difference Δθ becomes smaller (step S5: No). Step S6). The wavelength control current is a current applied to control the wavelength of the light source unit 210, and the light source control unit 360 changes the amount of the wavelength control current applied to the laser light output by the light source unit 210. Control the wavelength of.

続いて、光源制御部360は、位相差Δθに基づいて算出した波長制御用電流を光源部210に出力する(ステップS7:波長制御ステップ)。その後、演算部301は、ステップS3〜S5を繰り返すことにより、目標波長からの波長のずれを閾値より小さくする。すなわち、制御部300は、フィードバック制御を行うことにより、目標波長からの波長のずれを閾値より小さくする。 Subsequently, the light source control unit 360 outputs the wavelength control current calculated based on the phase difference Δθ to the light source unit 210 (step S7: wavelength control step). After that, the calculation unit 301 repeats steps S3 to S5 to make the wavelength deviation from the target wavelength smaller than the threshold value. That is, the control unit 300 performs feedback control to make the wavelength deviation from the target wavelength smaller than the threshold value.

以上説明した実施の形態によれば、常に第1検出値および第2検出値の双方を用いて波長制御を行うため、波長制御に用いる波長フィルタを切り替える必要がない。その結果、制御部300は、精度よく、かつ簡易に波長制御を行うことができる。 According to the embodiment described above, since the wavelength control is always performed using both the first detection value and the second detection value, it is not necessary to switch the wavelength filter used for the wavelength control. As a result, the control unit 300 can perform wavelength control accurately and easily.

また、実施の形態によれば、常に第1検出値および第2検出値の双方を用いて波長制御を行う。すなわち、第1波長フィルタ231の波長弁別カーブと第2波長フィルタ232の波長弁別カーブとの双方を用いて波長制御を行っている。そのため、ある波長において、第1波長フィルタ231の波長弁別カーブと第2波長フィルタ232の波長弁別カーブとのうち一方が不感帯に対応する場合であっても、他方が不感帯ではないため、波長弁別カーブの不感帯のみを用いて波長制御を行うことが防止されている。その結果、いかなる波長においても波長制御において一定の精度を確保することができる。さらに、第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232の温度がずれた場合であっても、第1波長フィルタ231の波長弁別カーブと第2波長フィルタ232の波長弁別カーブとの双方を用いて波長制御を行っているため、波長制御において一定の精度を確保することができる。 Further, according to the embodiment, wavelength control is always performed using both the first detection value and the second detection value. That is, wavelength control is performed using both the wavelength discrimination curve of the first wavelength filter 231 and the wavelength discrimination curve of the second wavelength filter 232. Therefore, at a certain wavelength, even if one of the wavelength discrimination curve of the first wavelength filter 231 and the wavelength discrimination curve of the second wavelength filter 232 corresponds to the dead zone, the other is not the dead band, so that the wavelength discrimination curve It is prevented that wavelength control is performed using only the dead zone of. As a result, a certain degree of accuracy can be ensured in wavelength control at any wavelength. Further, even when the temperatures of the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 deviate from each other, the wavelength is measured by using both the wavelength discrimination curve of the first wavelength filter 231 and the wavelength discrimination curve of the second wavelength filter 232. Since the control is performed, a certain degree of accuracy can be ensured in the wavelength control.

(変形例)
実施の形態では、位相算出部330が、式(1)に示す関数を用いて位相θ1を算出する例を説明したが、位相算出部330は、第1電流比および第2電流比を位相θ1に変換する変換テーブルを用いて位相θ1を算出してもよい。
(Modification example)
In the embodiment, an example in which the phase calculation unit 330 calculates the phase θ1 using the function shown in the equation (1) has been described, but the phase calculation unit 330 sets the first current ratio and the second current ratio to the phase θ1. The phase θ1 may be calculated using a conversion table that converts to.

図7は、位相と周波数との関係を表す図である。図7の横軸は、図5と同様に、第1波長フィルタ231の1周期で規格化した周波数である。図7には、図5と同様に、位相θ1とともに、第1電流比および第2電流比を図示した。位相θ1は、周波数f5、f7において位相相当量が最小値(θ1Min)に戻り、位相相当量が最大値(θ1Max)になるまで周期的に単調かつ線形に増加を繰り返す関数であることがわかる。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the phase and the frequency. The horizontal axis of FIG. 7 is the frequency standardized in one cycle of the first wavelength filter 231 as in FIG. FIG. 7 shows the first current ratio and the second current ratio together with the phase θ1 as in FIG. The phase θ1 is a function that periodically and linearly increases until the phase equivalent returns to the minimum value (θ1 Min ) at frequencies f5 and f7 and reaches the maximum value (θ1 Max). Recognize.

変換テーブルは、光源部210が出力するレーザ光の波長を変化させながら、レーザ光の波長と第1検出値、第2検出値および第3検出値とを計測し、各周波数における第1電流比および第2電流比と位相θ1との対応関係を求めることにより作成することができる。このとき、図7に示すように、位相θ1が周期的に単調かつ線形に増加を繰り返すように、第1電流比および第2電流比と位相θ1とを対応させる。 The conversion table measures the wavelength of the laser light and the first detected value, the second detected value, and the third detected value while changing the wavelength of the laser light output by the light source unit 210, and the first current ratio at each frequency. And it can be created by finding the correspondence between the second current ratio and the phase θ1. At this time, as shown in FIG. 7, the first current ratio and the second current ratio are associated with the phase θ1 so that the phase θ1 repeats increasing periodically monotonously and linearly.

図8は、変換テーブルの一例を示す図である。図8に示す変換テーブルは、計測結果に基づいて作成され、予め記憶部303に記憶されている。この変換テーブルは、第1検出値および第2検出値の組に対して1つの位相θ1が対応する変換テーブルであって、位相θ1が周期的に単調かつ線形に増加を繰り返すように定められている。光源制御部360は、この変換テーブルを用いて、光源部210が出力する波長を制御する。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a conversion table. The conversion table shown in FIG. 8 is created based on the measurement result and is stored in the storage unit 303 in advance. This conversion table is a conversion table in which one phase θ1 corresponds to a set of the first detected value and the second detected value, and the phase θ1 is defined to periodically and linearly increase in a monotonous manner. There is. The light source control unit 360 controls the wavelength output by the light source unit 210 by using this conversion table.

第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232の温度がずれた場合には、温度ずれに応じて第1電流比および第2電流比と位相θ1との対応関係をずらして参照すればよい。図9は、位相と周波数との関係を補正する様子を表す図である。図9に示すように、第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232の温度がずれた場合には、図7に示す第1電流比および第2電流比がずれた温度に応じて波長軸方向にずれる。そのため、このずれを補正するように、位相θ1を周波数軸方向にずらした位相θ1’を補正後の位相相当量として用いればよい。この補正により、温度ずれを補正した制御が可能となる。このとき、周波数軸方向にずらす量(シフト量)としては、例えば、第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232の周囲の温度を計測するようにサーミスタを載置し、当該サーミスタで計測された温度に応じてシフト量を制御するようにしてもよい。また、波長可変レーザ装置100の動作時の一部または全体の消費電力量に対するシフト量を予め記憶部303に記憶し、当該記憶されたシフト量に基づいてずらすようにしてもよい。 When the temperatures of the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 deviate from each other, the correspondence between the first current ratio and the second current ratio and the phase θ1 may be shifted according to the temperature deviation for reference. FIG. 9 is a diagram showing how the relationship between the phase and the frequency is corrected. As shown in FIG. 9, when the temperatures of the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 deviate, the wavelength axis direction corresponds to the temperature at which the first current ratio and the second current ratio shown in FIG. 7 deviate. Shift. Therefore, in order to correct this deviation, the phase θ1'in which the phase θ1 is shifted in the frequency axis direction may be used as the corrected phase equivalent amount. This correction enables control that corrects the temperature deviation. At this time, as the amount of shift (shift amount) in the frequency axis direction, for example, a thermistor was placed so as to measure the ambient temperature of the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232, and the thermistor was measured. The shift amount may be controlled according to the temperature. Further, the shift amount with respect to the partial or total power consumption during the operation of the tunable laser apparatus 100 may be stored in advance in the storage unit 303, and the shift amount may be shifted based on the stored shift amount.

以上説明した変形例によれば、位相θ1が線形に変化するため、周波数の変化に対して位相相当量の変化が常に一定になるので、効率よく波長を制御することができる。一例としては、図6に示すフローチャートによる波長制御を行う際、周波数の変化に対し位相相当量の変化が一定でないと、S3〜S7を繰り返す回数が多くなってしまう場合があるが、周波数の変化に対し位相相当量の変化が一定の場合は制御の繰り返し回数を少なくすることができる。 According to the modification described above, since the phase θ1 changes linearly, the change in the phase equivalent amount is always constant with respect to the change in frequency, so that the wavelength can be controlled efficiently. As an example, when wavelength control is performed by the flowchart shown in FIG. 6, if the change in the phase equivalent amount is not constant with respect to the change in frequency, the number of times S3 to S7 are repeated may increase, but the change in frequency. On the other hand, when the change in the phase equivalent amount is constant, the number of times the control is repeated can be reduced.

また、第1電流比と第2電流比とに基づいて、位相相当量を定めるための変換表を作成してもよい。まず、第1電流比と第2電流比との算出値を記憶部303のアドレスへと変換するための簡単な計算式を用意する。そして、対応する位相相当量を記憶部303のそのアドレスに格納する。このように、記憶部303に位相相当量を記憶させておくと最小限のステップ数で位相相当量の参照が可能な変換表として記憶部303が機能するため、位相相当量の決定を速く行うことができる。 Further, a conversion table for determining the phase equivalent amount may be created based on the first current ratio and the second current ratio. First, a simple calculation formula for converting the calculated values of the first current ratio and the second current ratio into the address of the storage unit 303 is prepared. Then, the corresponding phase equivalent amount is stored in the address of the storage unit 303. In this way, if the phase equivalent amount is stored in the storage unit 303, the storage unit 303 functions as a conversion table capable of referencing the phase equivalent amount with the minimum number of steps, so that the phase equivalent amount can be determined quickly. be able to.

図10,11は、変換テーブルの他の一例を示す図である。図10は、記憶部303を2次元配列状に並べて各アドレスを10進数で示したものである。図11は、各アドレスに格納する位相相当量の数値を示す。図11に示すように、図4に示すグラフの線L1の形状を反映した形で位相相当量を記憶部303に格納してもよい。図10,11に示す例では、第1電流比と第2電流比との組が与えられた場合、(第1電流比×10+第2電流比×110)という式で定まるアドレスを参照し、格納された値を位相相当量として用いることにより記憶部303が変換表として機能する。 10 and 11 are diagrams showing another example of the conversion table. In FIG. 10, the storage units 303 are arranged in a two-dimensional array, and each address is shown in decimal. FIG. 11 shows a numerical value corresponding to the phase stored at each address. As shown in FIG. 11, the phase equivalent amount may be stored in the storage unit 303 in a form that reflects the shape of the line L1 in the graph shown in FIG. In the examples shown in FIGS. 10 and 11, when a set of the first current ratio and the second current ratio is given, the address determined by the formula (first current ratio × 10 + second current ratio × 110) is referred to. By using the stored value as the phase equivalent amount, the storage unit 303 functions as a conversion table.

〔波長キャリブレーション方法〕
次に、波長キャリブレーション方法について説明する。
この波長キャリブレーション方法では、予め第1検出値および第2検出値の組に対して1つの位相θ1が対応する変換テーブルであって、位相θ1が周期的に単調変化を繰り返す変換テーブルを作成する(変換テーブル作成ステップ)。具体的には、予め計測を行い、図8または図11に示す変換テーブルを作成し、作成した変換テーブルを記憶部303に記憶させる。
[Wavelength calibration method]
Next, the wavelength calibration method will be described.
In this wavelength calibration method, a conversion table in which one phase θ1 corresponds to a set of a first detection value and a second detection value in advance, and the phase θ1 periodically repeats a monotonous change is created. (Conversion table creation step). Specifically, measurement is performed in advance, a conversion table shown in FIG. 8 or FIG. 11 is created, and the created conversion table is stored in the storage unit 303.

この波長キャリブレーション方法によれば、第1波長フィルタ231および第2波長フィルタ232を用いて計測を行うことにより作成した変換テーブルを用いるため、波長フィルタの透過率のピーク波長にばらつきがあったとしても、それぞれのばらつきに応じた変換テーブルを用いることで適切に波長を制御することができる。 According to this wavelength calibration method, since the conversion table created by performing the measurement using the first wavelength filter 231 and the second wavelength filter 232 is used, it is assumed that the peak wavelength of the transmittance of the wavelength filter varies. However, the wavelength can be appropriately controlled by using a conversion table according to each variation.

100 波長可変レーザ装置
200 波長可変レーザ部
300 制御部
210 光源部
220 光分岐部
231 第1波長フィルタ
232 第2波長フィルタ
241 第1検出部
242 第2検出部
243 第3検出部
301 演算部
302 入力部
303 記憶部
311 第1変換部
312 第2変換部
313 第3変換部
321 第1電流比算出部
322 第2電流比算出部
330 位相算出部
340 目標位相算出部
350 位相差算出部
360 光源制御部
100 Wavelength variable laser device 200 Wavelength variable laser unit 300 Control unit 210 Light source unit 220 Light branch unit 231 First wavelength filter 232 Second wavelength filter 241 First detection unit 242 Second detection unit 243 Third detection unit 301 Calculation unit 302 Input Unit 303 Storage unit 311 1st conversion unit 312 2nd conversion unit 313 3rd conversion unit 321 1st current ratio calculation unit 322 2nd current ratio calculation unit 330 Phase calculation unit 340 Target phase calculation unit 350 Phase difference calculation unit 360 Light source control Department

Claims (8)

波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、
光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出ステップと、
光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出ステップと、
前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が導出される関数を用いて、第1位相相当量を算出する第1位相相当量算出ステップと、
前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第2位相相当量を算出する第2位相相当量算出ステップと、
前記第2位相相当量と前記第1位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、
前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御する波長制御ステップと、
を含むことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
A laser beam emission step that emits a laser beam having a variable wavelength from a light source unit,
A first detection step of detecting the intensity of the laser beam transmitted through the first wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light as a first detection value, and
The laser light that has passed through a second wavelength filter that has a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of the light at the same period as the first wavelength filter and has a different peak wavelength of transmittance from the first wavelength filter. The second detection step of detecting the intensity as the second detection value, and
A first phase equivalent calculation step for calculating the first phase equivalent using a function for which one phase equivalent is derived for the set of the first detected value and the second detected value, and
A second phase equivalent amount calculation step for calculating a second phase equivalent amount corresponding to a target wavelength, which is a target value for controlling the wavelength of the laser beam, and a second phase equivalent amount calculation step.
A phase difference calculation step for calculating the phase difference equivalent amount between the second phase equivalent amount and the first phase equivalent amount, and
A wavelength control step that controls the wavelength of the laser beam emitted from the light source unit according to the phase difference equivalent amount, and
A wavelength control method for a tunable laser apparatus, which comprises.
前記関数は、前記レーザ光の波長に応じて前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す関数であることを特徴とする請求項1に記載の波長可変レーザ装置の波長制御方法。 The wavelength control method for a tunable laser apparatus according to claim 1, wherein the function is a function in which the phase equivalent amount periodically repeats monotonous changes according to the wavelength of the laser beam. 波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、
光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出ステップと、
光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出ステップと、
前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められている変換テーブルを用いて、第1位相相当量を算出する第1位相相当量算出ステップと、
前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第2位相相当量を算出する第2位相相当量算出ステップと、
前記第2位相相当量と前記第1位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、
前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御する波長制御ステップと、
を含むことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
A laser beam emission step that emits a laser beam having a variable wavelength from a light source unit,
A first detection step of detecting the intensity of the laser beam transmitted through the first wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light as a first detection value, and
The laser light that has passed through a second wavelength filter that has a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of the light at the same period as the first wavelength filter and has a different peak wavelength of transmittance from the first wavelength filter. The second detection step of detecting the intensity as the second detection value, and
A conversion table in which one phase equivalent amount corresponds to a set of the first detected value and the second detected value, and the phase equivalent amount is defined to periodically repeat a monotonous change. The first phase equivalent amount calculation step for calculating the first phase equivalent amount using
A second phase equivalent amount calculation step for calculating a second phase equivalent amount corresponding to a target wavelength, which is a target value for controlling the wavelength of the laser beam, and a second phase equivalent amount calculation step.
A phase difference calculation step for calculating the phase difference equivalent amount between the second phase equivalent amount and the first phase equivalent amount, and
A wavelength control step that controls the wavelength of the laser beam emitted from the light source unit according to the phase difference equivalent amount, and
A wavelength control method for a tunable laser apparatus, which comprises.
前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調かつ線形な変化を繰り返すように定められていることを特徴とする請求項3に記載の波長可変レーザ装置の波長制御方法。 The wavelength control method for a tunable laser apparatus according to claim 3, wherein the conversion table is defined so that the phase equivalent amount periodically repeats monotonous and linear changes. 波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、
光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタと、
前記第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出部と、
光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタと、
前記第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出部と、
前記第1検出値および前記第2検出値の組を入力することにより、1つの位相相当量が導出される関数を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記関数を用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、
を備えることを特徴とする波長可変レーザ装置。
A light source unit that emits laser light with a variable wavelength,
A first wavelength filter with a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light,
A first detection unit that detects the intensity of the laser beam that has passed through the first wavelength filter as the first detection value, and
A second wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light with a period equal to that of the first wavelength filter and having a different peak wavelength of transmittance from the first wavelength filter.
A second detection unit that detects the intensity of the laser beam that has passed through the second wavelength filter as a second detection value, and
A storage unit that stores a function from which one phase equivalent amount is derived by inputting a set of the first detected value and the second detected value, and a storage unit.
A light source control unit that controls the wavelength of the laser beam using the function stored in the storage unit, and a light source control unit.
A tunable laser device comprising.
波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、
光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタと、
前記第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出部と、
光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタと、
前記第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出部と、
前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が対応する変換テーブルを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記変換テーブルを用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、
を備え、
前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められていることを特徴とする波長可変レーザ装置。
A light source unit that emits laser light with a variable wavelength,
A first wavelength filter with a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light,
A first detection unit that detects the intensity of the laser beam that has passed through the first wavelength filter as the first detection value, and
A second wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light with a period equal to that of the first wavelength filter and having a different peak wavelength of transmittance from the first wavelength filter.
A second detection unit that detects the intensity of the laser beam that has passed through the second wavelength filter as a second detection value, and
A storage unit that stores a conversion table in which one phase equivalent amount corresponds to the set of the first detected value and the second detected value, and
Using the conversion table stored in the storage unit, a light source control unit that controls the wavelength of the laser beam and a light source control unit.
With
The conversion table is a tunable laser apparatus in which the phase equivalent amount is set to periodically repeat monotonous changes.
前記第1および第2波長フィルタは、不感帯となる波長が互いに異なるように構成されていることを特徴とする、請求項5または6に記載の波長可変レーザ装置。 The tunable laser apparatus according to claim 5 or 6, wherein the first and second wavelength filters are configured so that the wavelengths in the dead zone are different from each other. 波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、
光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第1波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第1検出値として検出する第1検出ステップと、
光の波長に対して前記第1波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第1波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第2波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第2検出値として検出する第2検出ステップと、
前記第1検出値および前記第2検出値の組に対して1つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す変換テーブルを作成する変換テーブル作成ステップと、
を含むことを特徴とする波長可変レーザ装置のキャリブレーション方法。
A laser beam emission step that emits a laser beam having a variable wavelength from a light source unit,
A first detection step of detecting the intensity of the laser beam transmitted through the first wavelength filter having a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of light as a first detection value, and
The laser light that has passed through a second wavelength filter that has a transmittance that changes periodically with respect to the wavelength of the light at the same period as the first wavelength filter and has a different peak wavelength of transmittance from the first wavelength filter. The second detection step of detecting the intensity as the second detection value, and
Creation of a conversion table for creating a conversion table in which one phase equivalent amount corresponds to a set of the first detected value and the second detected value, and the phase equivalent amount periodically repeats monotonous changes. Steps and
A method for calibrating a tunable laser device, which comprises.
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JP2014165384A (en) * 2013-02-26 2014-09-08 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser module
JP6176784B2 (en) * 2013-09-19 2017-08-09 住友電気工業株式会社 Wavelength control system and wavelength control method
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