JPH06188503A - 波長安定化装置 - Google Patents
波長安定化装置Info
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- JPH06188503A JPH06188503A JP33822392A JP33822392A JPH06188503A JP H06188503 A JPH06188503 A JP H06188503A JP 33822392 A JP33822392 A JP 33822392A JP 33822392 A JP33822392 A JP 33822392A JP H06188503 A JPH06188503 A JP H06188503A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】環境温度変化に左右されることなく、発振波長
を安定化させることが可能な波長安定化装置を提供す
る。 【構成】半導体レーザー光源ユニット２８は、所定のレ
ーザー光を出射可能な半導体レーザ３２を内蔵したＬＤ
保持体３４と、このＬＤ保持体に連設され、ＬＤ３２を
加熱又は冷却するペルチェ素子３６と、このペルチェ素
子に連設された放熱用フィン３８とを備えている。ＬＤ
保持体内には、ＬＤ近傍の温度を検知するＬＤ温度セン
サ４０と、ＬＤ周囲の環境温度を検知する環境温度セン
サ４２とが設けられている。ＬＤ温度センサ及び環境温
度センサは、設定温度演算部４４を介して温度制御部４
６に電気的に接続されており、温度制御部は、入力され
た信号に基づいて、ペルチェ素子の駆動電流を制御し
て、ＬＤの温度を所定温度に維持させるように構成され
ている。
を安定化させることが可能な波長安定化装置を提供す
る。 【構成】半導体レーザー光源ユニット２８は、所定のレ
ーザー光を出射可能な半導体レーザ３２を内蔵したＬＤ
保持体３４と、このＬＤ保持体に連設され、ＬＤ３２を
加熱又は冷却するペルチェ素子３６と、このペルチェ素
子に連設された放熱用フィン３８とを備えている。ＬＤ
保持体内には、ＬＤ近傍の温度を検知するＬＤ温度セン
サ４０と、ＬＤ周囲の環境温度を検知する環境温度セン
サ４２とが設けられている。ＬＤ温度センサ及び環境温
度センサは、設定温度演算部４４を介して温度制御部４
６に電気的に接続されており、温度制御部は、入力され
た信号に基づいて、ペルチェ素子の駆動電流を制御し
て、ＬＤの温度を所定温度に維持させるように構成され
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体レーザ
から出射されるレーザー光の波長を安定化させる波長安
定化装置に関する。
から出射されるレーザー光の波長を安定化させる波長安
定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体レーザ（以下、単に“Ｌ
Ｄ”と称する）の発振波長は、わずかな温度変化や注入
電流変化によって大きく変動することが知られている。
Ｄ”と称する）の発振波長は、わずかな温度変化や注入
電流変化によって大きく変動することが知られている。
【０００３】そこで、周期的な透過スペクトル特性を有
するファブリ・ペロ共振器を用いて波長基準を規定しつ
つ、注入電流制御及び温度制御を施すことによって、Ｌ
Ｄの発振波長をファブリ・ペロ共振器の所定モードにロ
ックさせて、発振波長の安定化を行う方法が提案されて
いる。
するファブリ・ペロ共振器を用いて波長基準を規定しつ
つ、注入電流制御及び温度制御を施すことによって、Ｌ
Ｄの発振波長をファブリ・ペロ共振器の所定モードにロ
ックさせて、発振波長の安定化を行う方法が提案されて
いる。
【０００４】その際に、ファブリ・ペロ共振器の所定モ
ード近傍でＬＤを発振させなければならないために、波
長安定化の前処理として、ＬＤの温度を安定化させる必
要がある。更に、安定した透過スペクトル特性を得るた
めに、ファブリ・ペロ共振器の温度も安定化させる必要
がある。
ード近傍でＬＤを発振させなければならないために、波
長安定化の前処理として、ＬＤの温度を安定化させる必
要がある。更に、安定した透過スペクトル特性を得るた
めに、ファブリ・ペロ共振器の温度も安定化させる必要
がある。
【０００５】図８に示すように、ＬＤ保持体２内に設け
られたＬＤ４の温度を安定化させるために、ＬＤ４近傍
には、このＬＤ４の温度を検知するＬＤ温度センサ６が
設けられており、このＬＤ温度センサ６から出力された
温度検知信号に基づいて、温度制御部８がペルチェ素子
１０の駆動電流を制御して、ＬＤ４の温度を所定温度に
維持させるように構成されている。なお、ペルチェ素子
１０には、放熱用のフィン１２が取り付けられている。
られたＬＤ４の温度を安定化させるために、ＬＤ４近傍
には、このＬＤ４の温度を検知するＬＤ温度センサ６が
設けられており、このＬＤ温度センサ６から出力された
温度検知信号に基づいて、温度制御部８がペルチェ素子
１０の駆動電流を制御して、ＬＤ４の温度を所定温度に
維持させるように構成されている。なお、ペルチェ素子
１０には、放熱用のフィン１２が取り付けられている。
【０００６】また、図９に示すように、ファブリ・ペロ
共振器の温度を安定化させるために、エタロン保持体１
４内に設けられたソリッドタイプのエタロン１６近傍に
は、このエタロン１６の温度を検知するエタロン温度セ
ンサ１８が設けられており、このエタロン温度センサ１
８から出力された温度検知信号は、温度検知信号に基づ
いて温度制御部２２がペルチェ素子２４の駆動電流を制
御して、エタロン１６の温度を所定温度に維持させるよ
うに構成されている。なお、同様に、ペルチェ素子２４
には、放熱用のフィン２６が取り付けられている。
共振器の温度を安定化させるために、エタロン保持体１
４内に設けられたソリッドタイプのエタロン１６近傍に
は、このエタロン１６の温度を検知するエタロン温度セ
ンサ１８が設けられており、このエタロン温度センサ１
８から出力された温度検知信号は、温度検知信号に基づ
いて温度制御部２２がペルチェ素子２４の駆動電流を制
御して、エタロン１６の温度を所定温度に維持させるよ
うに構成されている。なお、同様に、ペルチェ素子２４
には、放熱用のフィン２６が取り付けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８及
び図９に示すように、ＬＤ温度センサ６及びエタロン温
度センサ１８は、夫々、その測定点をＬＤ４及びエタロ
ン１６の設置点に一致させることができないため、ＬＤ
保持体２内及びエタロン保持体１４内におけるＬＤ４及
びエタロン１６の環境温度が変化した場合には、以下の
ような問題が発生してしまう。
び図９に示すように、ＬＤ温度センサ６及びエタロン温
度センサ１８は、夫々、その測定点をＬＤ４及びエタロ
ン１６の設置点に一致させることができないため、ＬＤ
保持体２内及びエタロン保持体１４内におけるＬＤ４及
びエタロン１６の環境温度が変化した場合には、以下の
ような問題が発生してしまう。
【０００８】かかる問題について図１０を参照して説明
する。なお、図中、横軸は、ＬＤ温度センサ６（エタロ
ン温度センサ１８）の位置を基準とした熱抵抗値を示
し、また、縦軸は、温度を示す。
する。なお、図中、横軸は、ＬＤ温度センサ６（エタロ
ン温度センサ１８）の位置を基準とした熱抵抗値を示
し、また、縦軸は、温度を示す。
【０００９】図１０に示すように、ＬＤ温度センサ６
（エタロン温度センサ１８）の温度（ＴA ）は、基準設
定温度（ＴAO）に温度安定化されており、その時のＬＤ
４（エタロン１６）の温度（ＴL ）、環境温度（ＴB ）
は、図中実線上にあるものと仮定する。
（エタロン温度センサ１８）の温度（ＴA ）は、基準設
定温度（ＴAO）に温度安定化されており、その時のＬＤ
４（エタロン１６）の温度（ＴL ）、環境温度（ＴB ）
は、図中実線上にあるものと仮定する。
【００１０】いま、環境温度（Ｔb ）が下がった場合、
温度制御は正常動作しているので、ＬＤ温度センサ６
（エタロン温度センサ１８）は、基準設定温度（ＴAO）
に保持される。しかし、実際には、ＬＤ４（エタロン１
６）は、温度（ＴL ）よりもΔＴL だけ下がった温度に
安定化されてしまうという問題が発生する。
温度制御は正常動作しているので、ＬＤ温度センサ６
（エタロン温度センサ１８）は、基準設定温度（ＴAO）
に保持される。しかし、実際には、ＬＤ４（エタロン１
６）は、温度（ＴL ）よりもΔＴL だけ下がった温度に
安定化されてしまうという問題が発生する。
【００１１】図１１には、この場合の温度制御フローが
示されており、ＬＤ温度センサ６（エタロン温度センサ
１８）で温度（ＴA ）が検知され（Ｓ1 ）、その温度検
知信号に基づいて、温度制御部８、２２が、基準設定温
度（ＴAO）との偏差（Δ）を演算し（Ｓ2 ）、この演算
値からペルチェ電流（ＩPL）を算出して（Ｓ3 ）、ペル
チェ素子１０、２４の駆動電流を制御することになる
（Ｓ4 ）。なお、図中、Ｐは比例係数、Ｉは積分係数、
そして、Ｄは微分係数を示す。このような問題からは以
下のような弊害が発生する。
示されており、ＬＤ温度センサ６（エタロン温度センサ
１８）で温度（ＴA ）が検知され（Ｓ1 ）、その温度検
知信号に基づいて、温度制御部８、２２が、基準設定温
度（ＴAO）との偏差（Δ）を演算し（Ｓ2 ）、この演算
値からペルチェ電流（ＩPL）を算出して（Ｓ3 ）、ペル
チェ素子１０、２４の駆動電流を制御することになる
（Ｓ4 ）。なお、図中、Ｐは比例係数、Ｉは積分係数、
そして、Ｄは微分係数を示す。このような問題からは以
下のような弊害が発生する。
【００１２】第１に、環境温度変化により波長基準であ
るエタロン１６の所定モードから大きく離れた波長でＬ
Ｄ４が発振してしまい、結果、波長ロックできなくなっ
たり、他のモードにロックしてしまう。第２に、環境温
度変化により波長基準であるエタロン１６の透過スペク
トル特性が変化してしまう。
るエタロン１６の所定モードから大きく離れた波長でＬ
Ｄ４が発振してしまい、結果、波長ロックできなくなっ
たり、他のモードにロックしてしまう。第２に、環境温
度変化により波長基準であるエタロン１６の透過スペク
トル特性が変化してしまう。
【００１３】本発明は、このような弊害を除去するため
になされ、その目的は、環境温度変化に左右されること
なく、発振波長を安定化させることが可能な波長安定化
装置を提供することにある。
になされ、その目的は、環境温度変化に左右されること
なく、発振波長を安定化させることが可能な波長安定化
装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の波長安定化装置は、レーザー光出射
光学系の温度変化を検知する温度センサと、前記レーザ
ー光出射光学系を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、前
記レーザー光出射光学系の周囲の環境温度を検知する環
境温度センサと、この環境温度センサによって検出され
た環境温度と予め規定された基準環境温度との差に基づ
いて、前記温度センサの基準設定温度に補正を加えた設
定温度を算出する制御系と、前記温度センサによって検
出される温度が前記設定温度に安定化するように、前記
加熱冷却手段を作動して前記レーザー光出射光学系を加
熱又は冷却させる制御系とを備える。
るために、本発明の波長安定化装置は、レーザー光出射
光学系の温度変化を検知する温度センサと、前記レーザ
ー光出射光学系を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、前
記レーザー光出射光学系の周囲の環境温度を検知する環
境温度センサと、この環境温度センサによって検出され
た環境温度と予め規定された基準環境温度との差に基づ
いて、前記温度センサの基準設定温度に補正を加えた設
定温度を算出する制御系と、前記温度センサによって検
出される温度が前記設定温度に安定化するように、前記
加熱冷却手段を作動して前記レーザー光出射光学系を加
熱又は冷却させる制御系とを備える。
【００１５】
【作用】環境温度センサによって検出された環境温度と
予め規定された基準環境温度との差に基づいて、温度セ
ンサの基準設定温度に補正を加えた設定温度を算出し、
温度センサによって検出される温度が、この設定温度に
安定化するように、加熱冷却手段が作動してレーザー光
出射光学系を加熱又は冷却する。
予め規定された基準環境温度との差に基づいて、温度セ
ンサの基準設定温度に補正を加えた設定温度を算出し、
温度センサによって検出される温度が、この設定温度に
安定化するように、加熱冷却手段が作動してレーザー光
出射光学系を加熱又は冷却する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る波長安定
化装置について、図１ないし図４を参照して説明する。
化装置について、図１ないし図４を参照して説明する。
【００１７】図１及び図２に示すように、本実施例の波
長安定化装置は、レーザー光出射光学系の構成である半
導体レーザー光源ユニット２８及び波長安定化ユニット
３０に夫々設けられている。
長安定化装置は、レーザー光出射光学系の構成である半
導体レーザー光源ユニット２８及び波長安定化ユニット
３０に夫々設けられている。
【００１８】図１に示すように、半導体レーザー光源ユ
ニット２８は、所定のレーザー光を出射可能な半導体レ
ーザ３２（以下、単に“ＬＤ”と称する）を内蔵したＬ
Ｄ保持体３４と、このＬＤ保持体３４に連設され、ＬＤ
３２を加熱又は冷却する加熱冷却手段即ちペルチェ素子
３６と、このペルチェ素子３６に連設された放熱用フィ
ン３８とを備えている。ＬＤ保持体３４内には、ＬＤ３
２近傍の温度を検知するＬＤ温度センサ４０と、ＬＤ３
２周囲の環境温度を検知する環境温度センサ４２とが設
けられている。
ニット２８は、所定のレーザー光を出射可能な半導体レ
ーザ３２（以下、単に“ＬＤ”と称する）を内蔵したＬ
Ｄ保持体３４と、このＬＤ保持体３４に連設され、ＬＤ
３２を加熱又は冷却する加熱冷却手段即ちペルチェ素子
３６と、このペルチェ素子３６に連設された放熱用フィ
ン３８とを備えている。ＬＤ保持体３４内には、ＬＤ３
２近傍の温度を検知するＬＤ温度センサ４０と、ＬＤ３
２周囲の環境温度を検知する環境温度センサ４２とが設
けられている。
【００１９】ＬＤ温度センサ４０及び環境温度センサ４
２は、設定温度演算部４４を介して温度制御部４６に電
気的に接続されており、温度制御部４６は、入力された
信号に基づいて、ペルチェ素子３６の駆動電流を制御し
て、ＬＤ３２の温度を所定温度に維持させるように構成
されている。
２は、設定温度演算部４４を介して温度制御部４６に電
気的に接続されており、温度制御部４６は、入力された
信号に基づいて、ペルチェ素子３６の駆動電流を制御し
て、ＬＤ３２の温度を所定温度に維持させるように構成
されている。
【００２０】図２に示すように、波長安定化ユニット３
０は、所定の発振モードでレーザー光を出射可能なエタ
ロン４８を内蔵したエタロン保持体５０と、このエタロ
ン保持体５０に連設され、エタロン４８を加熱又は冷却
する加熱冷却手段即ちペルチェ素子５２と、このペルチ
ェ素子５２に連設された放熱用フィン５４とを備えてい
る。
０は、所定の発振モードでレーザー光を出射可能なエタ
ロン４８を内蔵したエタロン保持体５０と、このエタロ
ン保持体５０に連設され、エタロン４８を加熱又は冷却
する加熱冷却手段即ちペルチェ素子５２と、このペルチ
ェ素子５２に連設された放熱用フィン５４とを備えてい
る。
【００２１】エタロン保持体５０内には、エタロン４８
近傍の温度を検知するエタロン温度センサ５６と、エタ
ロン４８周囲の環境温度を検知する環境温度センサ５８
とが設けられている。
近傍の温度を検知するエタロン温度センサ５６と、エタ
ロン４８周囲の環境温度を検知する環境温度センサ５８
とが設けられている。
【００２２】エタロン温度センサ５６及び環境温度セン
サ５８は、設定温度演算部６０を介して温度制御部６２
に電気的に接続されており、温度制御部６２は、入力さ
れた信号に基づいて、ペルチェ素子５２の駆動電流を制
御して、エタロン４８の温度を所定温度に維持させるよ
うに構成されている。
サ５８は、設定温度演算部６０を介して温度制御部６２
に電気的に接続されており、温度制御部６２は、入力さ
れた信号に基づいて、ペルチェ素子５２の駆動電流を制
御して、エタロン４８の温度を所定温度に維持させるよ
うに構成されている。
【００２３】いま、図３に示すように、ＬＤ温度センサ
４０（エタロン温度センサ５６）の温度（ＴA ）が、所
定の基準設定温度（ＴAO）に安定化されている場合、環
境温度センサ４２、５８の温度（ＴB ）が、所定の基準
環境温度（ＴBO）にあると仮定する（図中、実線Ｘによ
って、その関係を示す）。このとき、ＬＤ３２（エタロ
ン４８）の温度（ＴL ）は、温度（ＴLO）にある。
４０（エタロン温度センサ５６）の温度（ＴA ）が、所
定の基準設定温度（ＴAO）に安定化されている場合、環
境温度センサ４２、５８の温度（ＴB ）が、所定の基準
環境温度（ＴBO）にあると仮定する（図中、実線Ｘによ
って、その関係を示す）。このとき、ＬＤ３２（エタロ
ン４８）の温度（ＴL ）は、温度（ＴLO）にある。
【００２４】この後、環境温度が下がり、環境温度セン
サ４２、５８の温度（ＴBO）が温度（ＴB1）までΔＴB
だけ下降したとき、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度
センサ５６）の温度（ＴA ）は、温度制御が働いている
ため、上述した基準設定温度（ＴAO）に保持される。
サ４２、５８の温度（ＴBO）が温度（ＴB1）までΔＴB
だけ下降したとき、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度
センサ５６）の温度（ＴA ）は、温度制御が働いている
ため、上述した基準設定温度（ＴAO）に保持される。
【００２５】この結果、実線Ｘは、基準設定温度
（ＴAO）を支点として、その傾斜が変化して、点線Ｙの
状態になる。このため、ＬＤ３２（エタロン４８）の温
度（ＴL ）は、温度（ＴLO）から温度（ＴL1）までΔＴ
L だけ変動する。
（ＴAO）を支点として、その傾斜が変化して、点線Ｙの
状態になる。このため、ＬＤ３２（エタロン４８）の温
度（ＴL ）は、温度（ＴLO）から温度（ＴL1）までΔＴ
L だけ変動する。
【００２６】そこで、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温
度センサ５６）の温度（ＴA ）を温度（ＴA1）までΔＴ
A だけ上昇させて、点線Ｙを一点鎖線Ｚの状態に変化さ
せることによって、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度
（ＴL ）を当初の温度（ＴLO）に復帰させることができ
る。
度センサ５６）の温度（ＴA ）を温度（ＴA1）までΔＴ
A だけ上昇させて、点線Ｙを一点鎖線Ｚの状態に変化さ
せることによって、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度
（ＴL ）を当初の温度（ＴLO）に復帰させることができ
る。
【００２７】このような原理によれば、環境温度変化に
対応してＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５
６）の温度を変動させることによって、レーザー光の発
振波長を安定化させることが可能となる。以下、このよ
うな原理が適用された本実施例の波長安定化装置の波長
安定化方法について具体的に説明する。
対応してＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５
６）の温度を変動させることによって、レーザー光の発
振波長を安定化させることが可能となる。以下、このよ
うな原理が適用された本実施例の波長安定化装置の波長
安定化方法について具体的に説明する。
【００２８】ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ
５６）とＬＤ３２（エタロン４８）との間の熱抵抗をＲ
AL、及び、ＬＤ３２（エタロン４８）と環境温度センサ
４２、５８との間の熱抵抗をＲLBとした場合、仮に、Ｒ
AL：ＲLB＝１：５０とすると、点（ＴLO、ＴA1、ＴAO）
で囲まれた面と点（ＴLO、ＴB1、ＴBO）で囲まれた面と
は、互いに相似形とみれるので、ΔＴA ：ΔＴB ＝−
１：５０となり、よって、ΔＴA ＝（−１／５０）×Δ
ＴB となる。
５６）とＬＤ３２（エタロン４８）との間の熱抵抗をＲ
AL、及び、ＬＤ３２（エタロン４８）と環境温度センサ
４２、５８との間の熱抵抗をＲLBとした場合、仮に、Ｒ
AL：ＲLB＝１：５０とすると、点（ＴLO、ＴA1、ＴAO）
で囲まれた面と点（ＴLO、ＴB1、ＴBO）で囲まれた面と
は、互いに相似形とみれるので、ΔＴA ：ΔＴB ＝−
１：５０となり、よって、ΔＴA ＝（−１／５０）×Δ
ＴB となる。
【００２９】ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ
５６）の基準設定温度（ＴAO）に対してΔＴA の補正を
施して温度の安定化を図ることによって、ＬＤ３２（エ
タロン４８）の温度をほぼ温度（ＴLO）に保持させるこ
とができる。即ち、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度
センサ５６）の設定温度（ＴA1）は、 ＴA1＝ＴAO−｛（ＲAL／ＲLB）×（ＴB1−ＴBO）｝ ＝ＴAO−｛（１／５０）×（ＴB1−ＴBO）｝ となる。
５６）の基準設定温度（ＴAO）に対してΔＴA の補正を
施して温度の安定化を図ることによって、ＬＤ３２（エ
タロン４８）の温度をほぼ温度（ＴLO）に保持させるこ
とができる。即ち、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度
センサ５６）の設定温度（ＴA1）は、 ＴA1＝ＴAO−｛（ＲAL／ＲLB）×（ＴB1−ＴBO）｝ ＝ＴAO−｛（１／５０）×（ＴB1−ＴBO）｝ となる。
【００３０】従って、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温
度センサ５６）を上式で求めた温度（ＴA1）に安定化さ
せることによって、環境温度の変化に左右されることな
く、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度をほぼ一定に保持
させることができる。図４には、上述した方法の具体的
な動作フローが示されている。
度センサ５６）を上式で求めた温度（ＴA1）に安定化さ
せることによって、環境温度の変化に左右されることな
く、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度をほぼ一定に保持
させることができる。図４には、上述した方法の具体的
な動作フローが示されている。
【００３１】図４に示すように、ＬＤ温度センサ４０
（エタロン温度センサ５６）の温度（ＴA ）を所定の基
準設定温度（ＴAO）に初期化した状態において
（Ｓ1 ）、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５
６）から出力された信号は、設定温度演算部４４（６
０）を介して温度制御部４６（６２）に入力され、ＬＤ
３２（エタロン４８）の温度（ＴL ）が、所定の温度
（ＴLO）に安定化しているか否が検知される（Ｓ2 ）。
検知結果として安定している場合、環境温度センサ４２
（５８）によって、そのときの環境温度（ＴB ）が検知
される（Ｓ3 ）。
（エタロン温度センサ５６）の温度（ＴA ）を所定の基
準設定温度（ＴAO）に初期化した状態において
（Ｓ1 ）、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５
６）から出力された信号は、設定温度演算部４４（６
０）を介して温度制御部４６（６２）に入力され、ＬＤ
３２（エタロン４８）の温度（ＴL ）が、所定の温度
（ＴLO）に安定化しているか否が検知される（Ｓ2 ）。
検知結果として安定している場合、環境温度センサ４２
（５８）によって、そのときの環境温度（ＴB ）が検知
される（Ｓ3 ）。
【００３２】検知された温度（ＴB ）は、環境温度セン
サ４２（５８）によって、温度信号に変換された後、設
定温度演算部４４（６０）を介して温度制御部４６（６
２）に出力され、この間に、出力信号に対して、 ＴA1＝ＴAO−（ＲAL／ＲLB）×（ＴB −ＴBO） の演算が施され、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度セ
ンサ５６）の設定温度（ＴA1）が算出され（Ｓ4 ）、基
準設定温度（ＴAO）との偏差Δ（ＴA1−ＴAO）が算出さ
れる（Ｓ5 ）。そして、算出された偏差Δに基づいて、
ペルチェ素子３６（５２）を駆動させるペルチェ電流値
（ＩPL）を演算し（Ｓ6 ）、その値を設定する
（Ｓ7 ）。なお、Ｓ6 において、Ｐは比例係数、Ｉは積
分係数、Ｄは微分係数を示す。
サ４２（５８）によって、温度信号に変換された後、設
定温度演算部４４（６０）を介して温度制御部４６（６
２）に出力され、この間に、出力信号に対して、 ＴA1＝ＴAO−（ＲAL／ＲLB）×（ＴB −ＴBO） の演算が施され、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度セ
ンサ５６）の設定温度（ＴA1）が算出され（Ｓ4 ）、基
準設定温度（ＴAO）との偏差Δ（ＴA1−ＴAO）が算出さ
れる（Ｓ5 ）。そして、算出された偏差Δに基づいて、
ペルチェ素子３６（５２）を駆動させるペルチェ電流値
（ＩPL）を演算し（Ｓ6 ）、その値を設定する
（Ｓ7 ）。なお、Ｓ6 において、Ｐは比例係数、Ｉは積
分係数、Ｄは微分係数を示す。
【００３３】温度制御部４６（６２）は、設定された値
のペルチェ電流（ＩPL）に基づいて、ペルチェ素子３６
（５２）を制御して、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温
度センサ５６）が設定温度（ＴA1）になるように、ＬＤ
３２（エタロン４８）を加熱又は冷却させる。
のペルチェ電流（ＩPL）に基づいて、ペルチェ素子３６
（５２）を制御して、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温
度センサ５６）が設定温度（ＴA1）になるように、ＬＤ
３２（エタロン４８）を加熱又は冷却させる。
【００３４】このように、本実施例の波長安定化装置に
よれば、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５
６）を上述した設定温度（ＴA1）に維持させることによ
って、環境温度の変化に左右されることなく、ＬＤ３２
（エタロン４８）の温度を一定に保持させることができ
る。
よれば、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５
６）を上述した設定温度（ＴA1）に維持させることによ
って、環境温度の変化に左右されることなく、ＬＤ３２
（エタロン４８）の温度を一定に保持させることができ
る。
【００３５】なお、上述した構成では、ＬＤ３２は、環
境温度センサ４２とＬＤ温度センサ４０との内分点に配
置されているがこれに限定されることはなく、例えば、
図５に示すように、ＬＤ３２を外分点に配置させること
も可能である。この場合の熱抵抗と温度とは、図６に示
すような関係を奏する。
境温度センサ４２とＬＤ温度センサ４０との内分点に配
置されているがこれに限定されることはなく、例えば、
図５に示すように、ＬＤ３２を外分点に配置させること
も可能である。この場合の熱抵抗と温度とは、図６に示
すような関係を奏する。
【００３６】いま、図５及び図６に示すように、ＬＤ温
度センサ４０（エタロン温度センサ５６）の温度
（ＴA ）が、所定の基準設定温度（ＴAO）に安定化され
ている場合、環境温度センサ４２、５８の温度（ＴB ）
が、所定の基準環境温度（ＴBO）にあると仮定する（図
中、実線Ｘによって、その関係を示す）。このとき、Ｌ
Ｄ３２（エタロン４８）の温度（ＴL ）は、温度
（ＴLO）にある。
度センサ４０（エタロン温度センサ５６）の温度
（ＴA ）が、所定の基準設定温度（ＴAO）に安定化され
ている場合、環境温度センサ４２、５８の温度（ＴB ）
が、所定の基準環境温度（ＴBO）にあると仮定する（図
中、実線Ｘによって、その関係を示す）。このとき、Ｌ
Ｄ３２（エタロン４８）の温度（ＴL ）は、温度
（ＴLO）にある。
【００３７】この後、環境温度が下がった場合、ＬＤ温
度センサ４０（エタロン温度センサ５６）の温度
（ＴA ）は、温度制御が働いているため、上述した基準
設定温度（ＴAO）に保持される。この結果、実線Ｘは、
基準設定温度（ＴAO）を支点として、その傾斜が変化し
て、一点鎖線Ｙの状態になる。このため、ＬＤ３２（エ
タロン４８）の温度（ＴL ）は、温度（ＴLO）から温度
（ＴL1）までΔＴL だけ変動する。
度センサ４０（エタロン温度センサ５６）の温度
（ＴA ）は、温度制御が働いているため、上述した基準
設定温度（ＴAO）に保持される。この結果、実線Ｘは、
基準設定温度（ＴAO）を支点として、その傾斜が変化し
て、一点鎖線Ｙの状態になる。このため、ＬＤ３２（エ
タロン４８）の温度（ＴL ）は、温度（ＴLO）から温度
（ＴL1）までΔＴL だけ変動する。
【００３８】そこで、ＬＤ温度センサ４０（エタロン温
度センサ５６）の温度（ＴA ）を温度（ＴA1）までΔＴ
A だけ下降させて、一点鎖線Ｙを点線Ｚの状態に変化さ
せることによって、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度
（ＴL ）を当初の温度（ＴLO）に復帰させることができ
る。
度センサ５６）の温度（ＴA ）を温度（ＴA1）までΔＴ
A だけ下降させて、一点鎖線Ｙを点線Ｚの状態に変化さ
せることによって、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度
（ＴL ）を当初の温度（ＴLO）に復帰させることができ
る。
【００３９】このとき、環境温度変化に対応して補正さ
れたＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５６）の
設定温度（ＴA1）は、 ＴA1＝ＴAO＋（ＲAL／ＲLB）×（ＴB −ＴBO） となる。
れたＬＤ温度センサ４０（エタロン温度センサ５６）の
設定温度（ＴA1）は、 ＴA1＝ＴAO＋（ＲAL／ＲLB）×（ＴB −ＴBO） となる。
【００４０】この演算結果に基づいて、ペルチェ電流値
が算出されて、ペルチェ素子３６（５２）の駆動制御が
行われ、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度の安定化が実
現される。
が算出されて、ペルチェ素子３６（５２）の駆動制御が
行われ、ＬＤ３２（エタロン４８）の温度の安定化が実
現される。
【００４１】次に、本発明の第２の実施例に係る波長安
定化装置について、図７を参照して説明する。なお、本
実施例の説明に際し、上述した実施例と同一の構成に
は、同一符号を付してその説明を省略する。
定化装置について、図７を参照して説明する。なお、本
実施例の説明に際し、上述した実施例と同一の構成に
は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４２】図７に示すように、本実施例の波長安定化
装置は、干渉測長装置に適用されており、光源として使
用された半導体レーザー光源ユニット２８から出射され
るレーザー光の波長を所定の発振モードに安定化させる
ように波長安定化ユニット３０が設けられている。
装置は、干渉測長装置に適用されており、光源として使
用された半導体レーザー光源ユニット２８から出射され
るレーザー光の波長を所定の発振モードに安定化させる
ように波長安定化ユニット３０が設けられている。
【００４３】半導体レーザー光源ユニット２８には、Ｌ
Ｄ３２近傍の温度を検知するＬＤ温度センサ４０が設け
られており、ＬＤ３２の温度を所定温度に維持させるよ
うに、ＬＤ温度センサ４０から出力された温度検知信号
は、設定温度演算部４４を介してペルチェ素子３６に出
力されている。
Ｄ３２近傍の温度を検知するＬＤ温度センサ４０が設け
られており、ＬＤ３２の温度を所定温度に維持させるよ
うに、ＬＤ温度センサ４０から出力された温度検知信号
は、設定温度演算部４４を介してペルチェ素子３６に出
力されている。
【００４４】波長安定化ユニット３０には、エタロン４
８近傍の温度を検知するエタロン温度センサ５６が設け
られており、エタロン４８の温度を所定温度に維持させ
るように、エタロン温度センサ５６から出力された温度
検知信号は、設定温度演算部６０及び温度制御部６２を
介してペルチェ素子５２に出力されている。
８近傍の温度を検知するエタロン温度センサ５６が設け
られており、エタロン４８の温度を所定温度に維持させ
るように、エタロン温度センサ５６から出力された温度
検知信号は、設定温度演算部６０及び温度制御部６２を
介してペルチェ素子５２に出力されている。
【００４５】また、後述するように、環境温度センサと
しても機能する屈折率補正用気温センサ８０が、対応す
る設定温度演算部４４、６０に接続されており、かかる
気温センサ８０によって、半導体レーザー光源ユニット
２８及び波長安定化ユニット３０の周囲の環境温度が常
時検知されている。
しても機能する屈折率補正用気温センサ８０が、対応す
る設定温度演算部４４、６０に接続されており、かかる
気温センサ８０によって、半導体レーザー光源ユニット
２８及び波長安定化ユニット３０の周囲の環境温度が常
時検知されている。
【００４６】このような構成において、半導体レーザー
光源ユニットから出射されたレーザー光は、第１のビー
ムスプリッタ６４によって２方向に振り分けられ、その
一方のレーザー光は、第１のビームスプリッタ６４で反
射され、波長安定化ユニット３０を介して第１の光検出
器６６に照射される。第１の光検出器６６からは、受光
量に対応した電気信号が出力され、かかる電気信号を受
信した電流制御部６８によって、ＬＤ３２に注入される
電流制御が行われる。他方のレーザー光は、第１のビー
ムスプリッタ６４を透過した後、第２のビームスプリッ
タ７０によって更に２方向に振り分けられる。
光源ユニットから出射されたレーザー光は、第１のビー
ムスプリッタ６４によって２方向に振り分けられ、その
一方のレーザー光は、第１のビームスプリッタ６４で反
射され、波長安定化ユニット３０を介して第１の光検出
器６６に照射される。第１の光検出器６６からは、受光
量に対応した電気信号が出力され、かかる電気信号を受
信した電流制御部６８によって、ＬＤ３２に注入される
電流制御が行われる。他方のレーザー光は、第１のビー
ムスプリッタ６４を透過した後、第２のビームスプリッ
タ７０によって更に２方向に振り分けられる。
【００４７】その一方のレーザー光は、第２のビームス
プリッタ７０で反射された後、参照ミラー７２によっ
て、再び、第２のビームスプリッタ７０に照射される。
他方のレーザー光は、第２のビームスプリッタ７０を透
過した後、測定ミラー７４によって、再び、第２のビー
ムスプリッタ７０に照射される。
プリッタ７０で反射された後、参照ミラー７２によっ
て、再び、第２のビームスプリッタ７０に照射される。
他方のレーザー光は、第２のビームスプリッタ７０を透
過した後、測定ミラー７４によって、再び、第２のビー
ムスプリッタ７０に照射される。
【００４８】参照ミラー７２及び測定ミラー７４を介し
て第２のビームスプリッタ７０に照射されたレーザー光
は、ここで互いに合成されて干渉光となった後、第２の
光検出器７６に照射される。第２の光検出器７６に照射
された干渉光は、ここで干渉信号に変換された後、カウ
ンタ７８に出力される。
て第２のビームスプリッタ７０に照射されたレーザー光
は、ここで互いに合成されて干渉光となった後、第２の
光検出器７６に照射される。第２の光検出器７６に照射
された干渉光は、ここで干渉信号に変換された後、カウ
ンタ７８に出力される。
【００４９】一般に、干渉測長装置は、空気中で使用さ
れる場合が多く、測長精度を高めるために、空気の屈折
率を求めて空気中におけるレーザー光の波長に変換する
必要がある。
れる場合が多く、測長精度を高めるために、空気の屈折
率を求めて空気中におけるレーザー光の波長に変換する
必要がある。
【００５０】空気の屈折率を求める方法は、幾つかある
が、最も簡単な方法としては、気温、気圧及び湿度を各
々測定し、例えばＥｄｌｅｎの式等の分散式に代入して
屈折率を求める方法が知られている。
が、最も簡単な方法としては、気温、気圧及び湿度を各
々測定し、例えばＥｄｌｅｎの式等の分散式に代入して
屈折率を求める方法が知られている。
【００５１】このため、カウンタ７８には、第２の光検
出器７８からの干渉信号の他に、上述した屈折率補正用
の気温センサ８０、気圧センサ８２及び湿度センサ８４
からの信号も入力されるように構成されており、カウン
タ７８では、これら各信号に基づいて、屈折率の補正が
行われる。
出器７８からの干渉信号の他に、上述した屈折率補正用
の気温センサ８０、気圧センサ８２及び湿度センサ８４
からの信号も入力されるように構成されており、カウン
タ７８では、これら各信号に基づいて、屈折率の補正が
行われる。
【００５２】このように、本実施例の装置では、干渉測
長装置に常設された気温センサ８０を環境温度センサと
して兼用させることによって、新たに環境温度センサを
配置させることなく、ＬＤ３２及びエタロン４８の周囲
の環境温度を検知し、この環境温度変化に対応してＬＤ
温度センサ４０及びエタロン温度センサ５６の温度を変
動させることによって、レーザー光の発振波長を安定化
させることが可能となる。
長装置に常設された気温センサ８０を環境温度センサと
して兼用させることによって、新たに環境温度センサを
配置させることなく、ＬＤ３２及びエタロン４８の周囲
の環境温度を検知し、この環境温度変化に対応してＬＤ
温度センサ４０及びエタロン温度センサ５６の温度を変
動させることによって、レーザー光の発振波長を安定化
させることが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】環境温度センサによって検出された環境
温度と予め規定された基準環境温度との差に基づいて、
温度センサの基準設定温度に補正を加えた設定温度を算
出し、温度センサによって検出される温度が設定温度に
安定化するようにレーザー光出射光学系を加熱又は冷却
させることによって、環境温度の変動に左右されること
なく、発振波長を安定化させることができる。
温度と予め規定された基準環境温度との差に基づいて、
温度センサの基準設定温度に補正を加えた設定温度を算
出し、温度センサによって検出される温度が設定温度に
安定化するようにレーザー光出射光学系を加熱又は冷却
させることによって、環境温度の変動に左右されること
なく、発振波長を安定化させることができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る波長安定化装置の
構成である半導体レーザー光源ユニットを示す図。
構成である半導体レーザー光源ユニットを示す図。
【図２】本発明の第１の実施例に係る波長安定化装置の
構成である波長安定化ユニットを示す図。
構成である波長安定化ユニットを示す図。
【図３】本発明の第１の実施例に係る波長安定化装置に
おいて、ＬＤ温度センサ（エタロン温度センサ）の位置
を基準とした熱抵抗値と温度との関係を示す図。
おいて、ＬＤ温度センサ（エタロン温度センサ）の位置
を基準とした熱抵抗値と温度との関係を示す図。
【図４】本発明の第１の実施例に係る波長安定化装置に
おいて、ＬＤ（エタロン）温度安定化する際の温度制御
フローを示す図。
おいて、ＬＤ（エタロン）温度安定化する際の温度制御
フローを示す図。
【図５】図１に示す半導体レーザー光源ユニットの他の
例を示す図。
例を示す図。
【図６】図５の装置における熱抵抗値と温度との関係を
示す図。
示す図。
【図７】本発明の第２の実施例に係る波長安定化装置が
干渉測長装置に適用された例を示す図。
干渉測長装置に適用された例を示す図。
【図８】従来のレーザー光出射光学系の構成の一部を示
す図。
す図。
【図９】従来のレーザー光出射光学系の構成の一部を示
す図。
す図。
【図１０】ＬＤ温度センサ（エタロン温度センサ）の位
置を基準とした熱抵抗値と温度との関係を示す図。
置を基準とした熱抵抗値と温度との関係を示す図。
【図１１】ＬＤ（エタロン）温度安定化する際の温度制
御フローを示す図。
御フローを示す図。
２８…半導体レーザー光源ユニット、３２…半導体レー
ザ、３４…ＬＤ保持体、３６…ペルチェ素子、３８…放
熱用フィン、４０…ＬＤ温度センサ、４２…環境温度セ
ンサ、４４…設定温度演算部、４６…温度制御部。
ザ、３４…ＬＤ保持体、３６…ペルチェ素子、３８…放
熱用フィン、４０…ＬＤ温度センサ、４２…環境温度セ
ンサ、４４…設定温度演算部、４６…温度制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯川 浩 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザー光出射光学系の温度変化を検知
する温度センサと、 前記レーザー光出射光学系を加熱又は冷却する加熱冷却
手段と、 前記レーザー光出射光学系の周囲の環境温度を検知する
環境温度センサと、 この環境温度センサによって検出された環境温度と予め
規定された基準環境温度との差に基づいて、前記温度セ
ンサの基準設定温度に補正を加えた設定温度を算出する
制御系と、 前記温度センサによって検出される温度が前記設定温度
に安定化するように、前記加熱冷却手段を作動して前記
レーザー光出射光学系を加熱又は冷却させる制御系とを
備えていることを特徴とする波長安定化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33822392A JPH06188503A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 波長安定化装置 |
| US08/284,525 US5438579A (en) | 1992-12-18 | 1993-12-16 | Wavelength stabilizing apparatus |
| PCT/JP1993/001824 WO1994015388A1 (en) | 1992-12-18 | 1993-12-16 | Apparatus for stabilizing wavelength |
| DE4396839T DE4396839T1 (de) | 1992-12-18 | 1993-12-16 | Wellenlängenstabilisierende Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33822392A JPH06188503A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 波長安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188503A true JPH06188503A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18316090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33822392A Pending JPH06188503A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 波長安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06188503A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006505140A (ja) * | 2002-10-30 | 2006-02-09 | ノースロップ グラマン コーポレーション | 超発光ダイオードの温度制御を実現する方法およびシステム |
| WO2008050537A1 (fr) | 2006-10-20 | 2008-05-02 | Ntt Electronics Corporation | Dispositif laser à semi-conducteur, et son procédé de commande |
| JP2011108910A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体装置 |
| GB2484486A (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-18 | Oclaro Technology Ltd | Component Temperature Control |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33822392A patent/JPH06188503A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006505140A (ja) * | 2002-10-30 | 2006-02-09 | ノースロップ グラマン コーポレーション | 超発光ダイオードの温度制御を実現する方法およびシステム |
| JP4732756B2 (ja) * | 2002-10-30 | 2011-07-27 | ノースロップ・グラマン・コーポレーション | 超発光ダイオードの温度制御を実現する方法およびシステム |
| WO2008050537A1 (fr) | 2006-10-20 | 2008-05-02 | Ntt Electronics Corporation | Dispositif laser à semi-conducteur, et son procédé de commande |
| US8102888B2 (en) | 2006-10-20 | 2012-01-24 | Ntt Electronics Corporation | Semiconductor laser device and driving method of the same |
| JP2011108910A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体装置 |
| GB2484486A (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-18 | Oclaro Technology Ltd | Component Temperature Control |
| JP2012084824A (ja) * | 2010-10-12 | 2012-04-26 | Oclaro Technology Ltd | 電子部品の温度制御 |
| US8707714B2 (en) | 2010-10-12 | 2014-04-29 | Nadhum Kadhum ZAYER | Component temperature control |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011225 |