JPH0379094A

JPH0379094A - レーザ装置発振周波数安定化方法およびこれに用いる装置

Info

Publication number: JPH0379094A
Application number: JP21649989A
Authority: JP
Inventors: Naoki Shimozaka; 直樹下坂; Katsumi Emura; 克己江村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1991-04-04
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0812943B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光通信等に利用されるレーザ装置の発振周波
数を安定化する方法に関するものである。

（従来の技術）従来は単一のレーザ装置の発振周波数を安定化する方法
としては、発振周波数の設定周波数からのずれを常時監
視し、そのずれをレーザ装置に帰還するという方法が行
われてきた（例えば鳥羽らによる１９８５（昭和６０）
年刊性の昭和６０年電子通信学会総合全国大会予稿集１
０−３６０ページ所載の論文に詳しい）。

（発明が解決しようとする課題）しかし、この方法はレーザ装置の発振周波数を高速で頻
繁に切り換えるといった使用法で用いられるレーザ装置
の安定化に適用することができない。このような使用法
は例えば光交換の一形態である。波長分割７時分割複合
光交換方式（鈴木らによる１９８７（昭和６２）年刊性
の電子情報通信学会技術報告、交換研究会５Ｅ８７−１
４６所載の論文に詳しい）では、不可欠である。波長分
割１時分割複合光交換方式は高速、大容量な交換が可能
であり、将来光交換が実用化される際の有力な候補と目
されている。

この交換方式では、レーザ装置の発振周波数をタイムス
ロットごとに高速に切り換える必要がある。その際、各
スイッチング光周波数が互いの間隔周波数は保存しつつ
、−様にドリフトし、しかもそのドリフト量がスイッチ
ングする光周波数の組合せ（すなわち、スイッチングパ
ターン）により変化するという課題があり、上記交換方
式を実用化する上での障害となっている。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するため、本発明では、半導体レーザ
装置に印加する注入電流を周波数切換信号にしたがって
切り換えるとともに、前記半導体レーザ装置の発振周波
数が前記注入電流の平均値に比例して増加する場合には
、該半導体レーザ装置の温度を前記注入電流に応じて上
昇させ、また、前記半導体レーザ装置の発振周波数が前
記注入電流の平均値に比例して減少する場合には、該半
導体レーザ装置の温度を前記注入電流に応じて下降させ
ることを特徴とするレーザ装置周波数安定化方法を提供
する。

また、この方法に用いる装置として、半導体レーザ装置
と、該半導体レーザ装置の温度を制御する温度制御手段
と、前記半導体レーザ装置の発振周波数を切換える周波
数切換信号を発生するパターン発生器と、該パターン発
生器の出力を平均化し、前記温度制御手段の制御信号と
する積分器とからなることを特徴とするレーザ装置周波
数安定化装置を提供する。

（作用）高速で光周波数がスイッチングされている、半導体レー
ザ装置の発振周波数は注入電流の平均値に比例する（変
化の方向は半導体レーザ装置の種類によって異なる）。

また、半導体レーザ装置の発振周波数はその温度変化に
ほぼ比例して変化し、温度上昇に伴って、発振周波数は
減少する。従って、スイッチング波形の平均値を半導体
レーザ装置の温度変化として帰還する（なお、スイッチ
ングパターン平均値の増大に伴って発振周波数の減少す
る半導体レーザ装置に対しては、スイッチングパターン
平均値の変化と温度変化の向きを逆にし、逆の特性を持
つ半導体レーザ装置に対しては、変化の向きをと一致さ
せておく。）ことにより、高速波長スイッチング波形の
変更に伴う、発振周波数のドリフトを補償することがで
きる。

（実施例）続いて、本発明を実施例について詳細に説明する。第１
図は本発明の実施例を表す図である。

制御対象レーザ装置である１、５１１ｍ帯波長可変位相
シフト制御型分布帰還型半導体レーザ（以下ＤＦＢ）１
は、パターン発生器６の出力信号を位相制御領域に注入
電流工ｐとして印加することにより、発振周波数が高速
スイッチングされている。パターン発生器６は信号発生
器５の出力信号によりタイミングがとられている。一方
、ＤＦＢＩの活性領域には一定電流Ｉａが供給されてい
る。パターン発生器６の出力信号はさらに、積分器７に
より、平均化され、ペルチェ素子８に印加される。ＤＦ
ＢＩの、注入電流Ｉｐの増大に対して発振周波数は増大
するから、これを補償するためにパターン発生器６の出
力信号の平均値の増大に対してペルチェ素子の温度が増
大するよう、積分器７の定数を設定する。また積分器７
はスイッチングパターン１周期ごとにリセットされてい
る。

ＤＦＢＩの発振周波数のドリフト量は各素子によって微
妙に異なるため、積分器７の定数の設定に際しては、あ
らかじめ注入電流の増加とドリフトとの関係および温度
変化に対する発振周波数の変化を測定しておき、定数を
設定する。例えば、ＤＦＢＩに印加する注入電流Ｉｐを
１ｍＡ増加させたところ発振周波数はＩＧＨｚｔ曽加し
、０．１度の温度の増加に対してＩＧＨｚの周波数の減
少があった場合には、注入電流平均値が１ｍＡ増加した
ときに０．１変温度上昇するように積分７の定数を設定
する。ＤＦＢＩは第２図に示すような構造を持つ素子で
あって、左右の活性領域２１．２２に注入する電流Ｉａ
を変化させることによリ、出射光パワーを変化させるこ
とができ、また中央の位相制御領域２３に注入する電流
Ｉｐを変化させることにより、出射光の周波数を変化さ
せることができる。なお、Ｉａの変化によっても周波数
を変化させることができる（但し、Ｉｐの変化による周
波数変化よりは小さい）。ＤＦＢＩの構造、特性につい
ては１９８８年（昭和６３年）刊行のエレクトロニクス
レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）
第２４巻、第２４号、１５２６ページから１５２８ペー
ジ所載の論文に詳しい。

ＤＦＢＩの位相制御領域２１．２２にパターン発生器６
から供給される。Ｉｐを第３図上部に示す。第３図中の
工１〜工５はそれぞれＤＦＢＩの発振周波数ｆ１〜ｆ５
（互いに隣り合う発振周波数の差は１０ＧＨｚ）にそれ
ぞれ対応する。

■１〜工５は随時そのタイムスロットを入れ換えられる
。なお、各タイムスロットの時間幅は１０ｎｓに設定さ
れている。

（発明の効果）以上述べてきたように、本発明により高速波長スイッチ
ング時のスイッチングパターンの変更に伴う半導体レー
ザ装置の発振周波数のドリフトを補償することが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は１．５ｐｍ
帯波長可変位相シフト制御型分布帰還型半導体レーザ１
の構造を表す図、第３図はＤＦＢＩの位相制御領域２３
への注入電流Ｉｐの時間変化及びこの信号を生成するた
めに、信号発生器５から、パターン発生器６に印加され
るパルス列波形を示す図である。第１図及び第２図において、１・・・１．５ｐｍ帯波長可変位相シフト制御型分布帰
還型半導体レーザ、５・・・信号発生器、６・・・パタ
ーン発生器、７・・・積分器、８・・・ペルチェ素子で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザ装置に印加する注入電流を周波数切
換信号にしたがって切り換えるとともに、前記半導体レ
ーザ装置の発振周波数が前記注入電流の平均値に比例し
て増加する場合には、該半導体レーザ装置の温度を前記
注入電流に応じて上昇させ、また、前記半導体レーザ装
置の発振周波数が前記注入電流の平均値に比例して減少
する場合には、該半導体レーザ装置の温度を前記注入電
流に応じて下降させることを特徴とするレーザ装置周波
数安定化方法。
（２）半導体レーザ装置と、該半導体レーザ装置の温度
を制御する温度制御手段と、前記半導体レーザ装置の発
振周波数を切換える周波数切換信号を発生するパターン
発生器と、該パターン発生器の出力を平均化し、前記温
度制御手段の制御信号を発生する積分器とからなること
を特徴とするレーザ装置周波数安定化装置。