JPH07273393A - 波長安定化装置 - Google Patents
波長安定化装置Info
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- JPH07273393A JPH07273393A JP6164694A JP6164694A JPH07273393A JP H07273393 A JPH07273393 A JP H07273393A JP 6164694 A JP6164694 A JP 6164694A JP 6164694 A JP6164694 A JP 6164694A JP H07273393 A JPH07273393 A JP H07273393A
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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、ＬＤの発
振波長を所定モードにロックして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４０と、この半導
体レーザー光源ユニット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ロックさせる波長安定化ユニッ
ト４２とを備える。半導体レーザー光源ユニットには、
半導体レーザ４を加熱又は冷却するペルチェ素子１０
と、半導体レーザ近傍の温度を検知するＬＤ温度センサ
６と、このＬＤ温度センサの出力値に対応して設定温度
を算出する設定温度演算部３０と、ＬＤ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、ペ
ルチェ素子を駆動制御して半導体レーザを加熱又は冷却
させる温度制御部８とを備える。
振波長を所定モードにロックして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４０と、この半導
体レーザー光源ユニット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ロックさせる波長安定化ユニッ
ト４２とを備える。半導体レーザー光源ユニットには、
半導体レーザ４を加熱又は冷却するペルチェ素子１０
と、半導体レーザ近傍の温度を検知するＬＤ温度センサ
６と、このＬＤ温度センサの出力値に対応して設定温度
を算出する設定温度演算部３０と、ＬＤ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、ペ
ルチェ素子を駆動制御して半導体レーザを加熱又は冷却
させる温度制御部８とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体レーザ
の発振波長を所定モードにロックして安定化させる波長
安定化装置に関する。
の発振波長を所定モードにロックして安定化させる波長
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５に示すように、半導体レーザー光源ユ
ニット４０には、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ＬＤ
４の温度を検知するＬＤ温度センサ６が設けられてい
る。このＬＤ温度センサ６は、温度制御部８に電気的に
接続されており、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。
ニット４０には、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ＬＤ
４の温度を検知するＬＤ温度センサ６が設けられてい
る。このＬＤ温度センサ６は、温度制御部８に電気的に
接続されており、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】ＬＤ４から出射されたレーザー光は、分岐
プリズム２８によって振り分けられ、その一方のレーザ
ー光は、後述するファブリ・ペロ共振器を透過して光検
出器２６に導光され、他方のレーザー光は、測定光とし
て使用される。
プリズム２８によって振り分けられ、その一方のレーザ
ー光は、後述するファブリ・ペロ共振器を透過して光検
出器２６に導光され、他方のレーザー光は、測定光とし
て使用される。
【０００７】また、図５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、波長安定化ユニッ
ト４２には、エタロン保持体１４内に設けられた例えば
ソリッドタイプ（周期的な透過スペクトル特性を有す
る）のエタロン１６近傍に、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が設けられている。こ
のエタロン温度センサ１８は、温度制御部２０に電気的
に接続されており、エタロン温度センサ１８から出力さ
れた温度検知信号に基づいて、温度制御部２０がペルチ
ェ素子２２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２２には、放熱用のフィン２４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、波長安定化ユニッ
ト４２には、エタロン保持体１４内に設けられた例えば
ソリッドタイプ（周期的な透過スペクトル特性を有す
る）のエタロン１６近傍に、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が設けられている。こ
のエタロン温度センサ１８は、温度制御部２０に電気的
に接続されており、エタロン温度センサ１８から出力さ
れた温度検知信号に基づいて、温度制御部２０がペルチ
ェ素子２２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２２には、放熱用のフィン２４が
取り付けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すように、ＬＤ温度センサ６は、その測定点をＬＤ４
の発振部に一致させることができないため、ＬＤ保持体
２内におけるＬＤ４の環境温度が変化した場合、以下の
ような問題が発生してしまう。
示すように、ＬＤ温度センサ６は、その測定点をＬＤ４
の発振部に一致させることができないため、ＬＤ保持体
２内におけるＬＤ４の環境温度が変化した場合、以下の
ような問題が発生してしまう。
【０００９】かかる問題について図６を参照して説明す
る。なお、図中、横軸は、ＬＤ温度センサ６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。
る。なお、図中、横軸は、ＬＤ温度センサ６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。
【００１０】図６に示すように、ＬＤ温度センサ６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ＬＤ４の温度（ＴL ）及び環境温度
（ＴB）は、図中実線上にあるものと仮定する。
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ＬＤ４の温度（ＴL ）及び環境温度
（ＴB）は、図中実線上にあるものと仮定する。
【００１１】いま、環境温度（ＴB ）が上記実線で示さ
れる温度よりも低い状態で温度制御を行うと、ＬＤ温度
センサ６は、基準設定温度（ＴAO）に保持されるが、図
６中破線で示すように、ＬＤ４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。
れる温度よりも低い状態で温度制御を行うと、ＬＤ温度
センサ６は、基準設定温度（ＴAO）に保持されるが、図
６中破線で示すように、ＬＤ４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。
【００１２】図７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が、基準設定温度（ＴAO）との偏差（Δ）を演算する
（Ｓ２）。
されており、ＬＤ温度センサ６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が、基準設定温度（ＴAO）との偏差（Δ）を演算する
（Ｓ２）。
【００１３】偏差（Δ）が、ゼロ近傍で安定していれ
ば、エタロン１６のモードロック制御が行われる（Ｓ
３）。
ば、エタロン１６のモードロック制御が行われる（Ｓ
３）。
【００１４】偏差（Δ）が、ゼロ近傍で安定していない
ときは、偏差（Δ）の演算値からペルチェ電流（ＩPL）
を算出して（Ｓ４）、ペルチェ素子１０の駆動電流を制
御することになる（Ｓ５）。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。
ときは、偏差（Δ）の演算値からペルチェ電流（ＩPL）
を算出して（Ｓ４）、ペルチェ素子１０の駆動電流を制
御することになる（Ｓ５）。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。
【００１５】ここで、図８に波長基準であるエタロン１
６の透過スペクトル特性を示す。なお、図中、横軸は波
長（λ）を示し、縦軸は光検出器２６の出力（Ｖ）を示
す。即ち、ＬＤ４の温度制御によってエタロン１６の所
定モード（λ0 ）付近（例えば、図中斜線で示す範囲）
で発光させ、所定の注入電流を印加することによって例
えば山登り制御を行い、山の頂点にロックする。
６の透過スペクトル特性を示す。なお、図中、横軸は波
長（λ）を示し、縦軸は光検出器２６の出力（Ｖ）を示
す。即ち、ＬＤ４の温度制御によってエタロン１６の所
定モード（λ0 ）付近（例えば、図中斜線で示す範囲）
で発光させ、所定の注入電流を印加することによって例
えば山登り制御を行い、山の頂点にロックする。
【００１６】しかし、このようなロック制御からは以下
のような弊害が発生する。
のような弊害が発生する。
【００１７】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ＬＤ４が発
振してしまい、結果、モード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（例えば、λa やλ
b （図８参照））。この場合、ＬＤ温度センサ６を複数
個使用することも考えられるが、製造コストが上がるだ
けでなく装置の大型化にもつながり、また、装置の信頼
性にも欠ける。
ン１６の所定モードから大きく離れた波長でＬＤ４が発
振してしまい、結果、モード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（例えば、λa やλ
b （図８参照））。この場合、ＬＤ温度センサ６を複数
個使用することも考えられるが、製造コストが上がるだ
けでなく装置の大型化にもつながり、また、装置の信頼
性にも欠ける。
【００１８】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、ＬＤの発振波長を所定モードにロックして安定化
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、ＬＤの発振波長を所定モードにロックして安定化
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。
【００１９】
【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
記温度センサによって検知された前記レーザー光出射光
学系に対する温度制御を行う前の温度と予め規定された
基準設定温度との差に基づいて、前記基準設定温度に所
定の補正を加えて設定温度を算出する演算部と、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駆動制御して前記レ
ーザー光出射光学系を加熱又は冷却させる温度制御部と
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
記温度センサによって検知された前記レーザー光出射光
学系に対する温度制御を行う前の温度と予め規定された
基準設定温度との差に基づいて、前記基準設定温度に所
定の補正を加えて設定温度を算出する演算部と、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駆動制御して前記レ
ーザー光出射光学系を加熱又は冷却させる温度制御部と
を備える。
【００２０】また、上記目的を達成するために、本発明
の他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、前記温度センサ
によって検知された前記レーザー光出射光学系に対する
温度制御を行う前の温度に基づいて設定される設定温度
を記憶する記憶部と、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
却手段を駆動制御して前記レーザー光出射光学系を加熱
又は冷却させる温度制御部とを備える。
の他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、前記温度センサ
によって検知された前記レーザー光出射光学系に対する
温度制御を行う前の温度に基づいて設定される設定温度
を記憶する記憶部と、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
却手段を駆動制御して前記レーザー光出射光学系を加熱
又は冷却させる温度制御部とを備える。
【００２１】また、上記目的を達成するために、本発明
に適用された前記レーザー光出射光学系には、半導体レ
ーザーと、この半導体レーザーの発振波長を所定モード
に制御する光共振器とが設けられている。
に適用された前記レーザー光出射光学系には、半導体レ
ーザーと、この半導体レーザーの発振波長を所定モード
に制御する光共振器とが設けられている。
【００２２】
【作用】本発明の波長安定化装置によれば、演算部が、
温度センサによって検知されたレーザー光出射光学系に
対する温度制御を行う前の温度と予め規定された基準設
定温度との差に基づいて、前記基準設定温度に所定の補
正を加えた設定温度を算出する。温度制御部は、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、加熱冷却手段を駆動制御してレーザー光出射
光学系を加熱又は冷却させる。
温度センサによって検知されたレーザー光出射光学系に
対する温度制御を行う前の温度と予め規定された基準設
定温度との差に基づいて、前記基準設定温度に所定の補
正を加えた設定温度を算出する。温度制御部は、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、加熱冷却手段を駆動制御してレーザー光出射
光学系を加熱又は冷却させる。
【００２３】また、本発明の他の波長安定化装置によれ
ば、記憶部が、温度センサによって検知されたレーザー
光出射光学系に対する温度制御が行われる前の温度に基
づいて設定される設定温度を記憶する。温度制御部は、
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、加熱冷却手段を駆動制御してレーザー
光出射光学系を加熱又は冷却させる。
ば、記憶部が、温度センサによって検知されたレーザー
光出射光学系に対する温度制御が行われる前の温度に基
づいて設定される設定温度を記憶する。温度制御部は、
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、加熱冷却手段を駆動制御してレーザー
光出射光学系を加熱又は冷却させる。
【００２４】
【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を参照して説明する。
化装置について図１を参照して説明する。
【００２５】図１に示すように、本実施例の波長安定化
装置は、半導体レーザー光源ユニット４０と、この半導
体レーザー光源ユニット４０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ロックさせる波長安定化ユ
ニット４２とを備えている。本実施例は、半導体レーザ
ー光源ユニット４０に後述する設定温度演算部３０が設
けられた点に特徴を有しており、各ユニット４０，４２
の他の構成は、上述した従来例（図５参照）と同一の構
成を有している。このため、同一の構成には図５の構成
と同一符号を付して、その説明を省略する。
装置は、半導体レーザー光源ユニット４０と、この半導
体レーザー光源ユニット４０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ロックさせる波長安定化ユ
ニット４２とを備えている。本実施例は、半導体レーザ
ー光源ユニット４０に後述する設定温度演算部３０が設
けられた点に特徴を有しており、各ユニット４０，４２
の他の構成は、上述した従来例（図５参照）と同一の構
成を有している。このため、同一の構成には図５の構成
と同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】半導体レーザー光源ユニット４０におい
て、半導体レーザ（以下、単にＬＤと称する）４は、こ
のＬＤ４近傍に配置されたＬＤ温度センサ６によって温
度が検知されている。このＬＤ温度センサ６によって検
知された例えばＬＤ温度検知信号は、温度制御部８に入
力される。ＬＤ４の温度制御を行う前、ＬＤ温度検知信
号は、温度制御部８と電気的に接続された設定温度演算
部３０に受け渡された後、この設定温度演算部３０にお
いて所定の演算が施される。設定温度演算部３０は、演
算処理終了後、例えば演算結果信号を再び温度制御部８
に受け渡す。以後、温度制御部８は、この演算結果信号
に基づいて、加熱冷却手段即ちペルチェ素子１０を駆動
制御する。この結果、ＬＤ４が所定温度に維持されるこ
とになる。
て、半導体レーザ（以下、単にＬＤと称する）４は、こ
のＬＤ４近傍に配置されたＬＤ温度センサ６によって温
度が検知されている。このＬＤ温度センサ６によって検
知された例えばＬＤ温度検知信号は、温度制御部８に入
力される。ＬＤ４の温度制御を行う前、ＬＤ温度検知信
号は、温度制御部８と電気的に接続された設定温度演算
部３０に受け渡された後、この設定温度演算部３０にお
いて所定の演算が施される。設定温度演算部３０は、演
算処理終了後、例えば演算結果信号を再び温度制御部８
に受け渡す。以後、温度制御部８は、この演算結果信号
に基づいて、加熱冷却手段即ちペルチェ素子１０を駆動
制御する。この結果、ＬＤ４が所定温度に維持されるこ
とになる。
【００２７】なお、設定温度演算部３０から出力された
演算結果信号は、ＬＤ温度センサ６によって検知された
ＬＤ４の温度制御を行う前の温度と予め規定された基準
設定温度との差に基づいて、上記基準設定温度に所定の
補正を加えた設定温度に対応した信号である。そして、
温度制御部８は、ＬＤ温度センサ６によって検知される
温度が上記設定温度に安定化するように、ペルチェ素子
１０を駆動制御する。この結果、ＬＤ４の発振波長は、
確実に所定モードにロック制御されることになる。
演算結果信号は、ＬＤ温度センサ６によって検知された
ＬＤ４の温度制御を行う前の温度と予め規定された基準
設定温度との差に基づいて、上記基準設定温度に所定の
補正を加えた設定温度に対応した信号である。そして、
温度制御部８は、ＬＤ温度センサ６によって検知される
温度が上記設定温度に安定化するように、ペルチェ素子
１０を駆動制御する。この結果、ＬＤ４の発振波長は、
確実に所定モードにロック制御されることになる。
【００２８】また、波長安定化ユニット４２において、
周期的なスペクトル特性を有するソリッドタイプのエタ
ロン１６は、このエタロン１６近傍に配置されたエタロ
ン温度センサ１８によって温度が検知されている。この
エタロン温度センサ１８によって検知された例えばエタ
ロン温度検知信号は、温度制御部２０に入力される。温
度制御部２０は、このエタロン温度検知信号に基づい
て、加熱冷却手段即ちペルチェ素子２２を駆動制御す
る。この結果、エタロン１６が所定温度に維持されるこ
とになる。
周期的なスペクトル特性を有するソリッドタイプのエタ
ロン１６は、このエタロン１６近傍に配置されたエタロ
ン温度センサ１８によって温度が検知されている。この
エタロン温度センサ１８によって検知された例えばエタ
ロン温度検知信号は、温度制御部２０に入力される。温
度制御部２０は、このエタロン温度検知信号に基づい
て、加熱冷却手段即ちペルチェ素子２２を駆動制御す
る。この結果、エタロン１６が所定温度に維持されるこ
とになる。
【００２９】いま、図３に示すように、ＬＤ温度センサ
６の温度（ＴA ）が、所定の基準設定温度（ＴAO）に安
定化している場合、環境温度（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、ＬＤ４の温度
（ＴL ）は、温度（ＴLO）にある。
６の温度（ＴA ）が、所定の基準設定温度（ＴAO）に安
定化している場合、環境温度（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、ＬＤ４の温度
（ＴL ）は、温度（ＴLO）にある。
【００３０】環境温度（ＴB ）がΔＴB だけ下がってＴ
B1となったとき、ＬＤ温度センサ６の温度（ＴA ）は、
温度制御を行うと、上述した基準設定温度（ＴAO）に保
持される。
B1となったとき、ＬＤ温度センサ６の温度（ＴA ）は、
温度制御を行うと、上述した基準設定温度（ＴAO）に保
持される。
【００３１】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、破線Ｙの
状態になる。このため、ＬＤ４の温度（ＴL ）は、温度
（ＴLO）から温度（ＴL1）までΔＴL だけ変動して安定
化する。
（ＴAO）を支点として、その傾斜が変化して、破線Ｙの
状態になる。このため、ＬＤ４の温度（ＴL ）は、温度
（ＴLO）から温度（ＴL1）までΔＴL だけ変動して安定
化する。
【００３２】そこで、ＬＤ温度センサ６の温度（ＴA ）
を温度（ＴA1）までΔＴA だけ上昇させて、破線Ｙを一
点鎖線Ｚの状態にさせることによって、ＬＤ４の温度
（ＴL ）を当初の温度（ＴLO）に安定させることができ
る。
を温度（ＴA1）までΔＴA だけ上昇させて、破線Ｙを一
点鎖線Ｚの状態にさせることによって、ＬＤ４の温度
（ＴL ）を当初の温度（ＴLO）に安定させることができ
る。
【００３３】ところで、ＬＤ４の温度制御を行う前は、
装置全体がほぼ環境温度に維持されているため、そのと
きの温度をＬＤ温度センサ６を介してデータとして取り
込むことによって、環境温度を検知することが可能とな
る。
装置全体がほぼ環境温度に維持されているため、そのと
きの温度をＬＤ温度センサ６を介してデータとして取り
込むことによって、環境温度を検知することが可能とな
る。
【００３４】いま、ＬＤ温度センサ６とＬＤ４との間の
熱抵抗をＲAL、及び、ＬＤ４と環境温度即ち温度制御を
行う前のＬＤ温度センサ６との間の熱抵抗をＲLBとした
場合、仮に、ＲAL：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、互いに相似形とみなされる。
このため、ΔＴA ：ΔＴB ＝−１：５０となることか
ら、ΔＴA ＝（−１／５０）×ΔＴB と規定される。
熱抵抗をＲAL、及び、ＬＤ４と環境温度即ち温度制御を
行う前のＬＤ温度センサ６との間の熱抵抗をＲLBとした
場合、仮に、ＲAL：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、互いに相似形とみなされる。
このため、ΔＴA ：ΔＴB ＝−１：５０となることか
ら、ΔＴA ＝（−１／５０）×ΔＴB と規定される。
【００３５】ＬＤ温度センサ６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、ＬＤ４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６の設定温度
（ＴA1）は、 ＴA1＝ＴAO−｛（ＲAL／ＲLB）×（ＴB1−ＴBO）｝ ＝ＴAO−｛（１／５０）×（ＴB1−ＴBO）｝ となる。
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、ＬＤ４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６の設定温度
（ＴA1）は、 ＴA1＝ＴAO−｛（ＲAL／ＲLB）×（ＴB1−ＴBO）｝ ＝ＴAO−｛（１／５０）×（ＴB1−ＴBO）｝ となる。
【００３６】従って、ＬＤ温度センサ６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、ＬＤ４の温度をほぼ一定に
保持させることができる。
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、ＬＤ４の温度をほぼ一定に
保持させることができる。
【００３７】図４には、ＬＤ４に対する温度安定化方法
の具体的な温度制御フローが示されている。
の具体的な温度制御フローが示されている。
【００３８】図４に示すように、まず、ＬＤ４の温度制
御を行う前の温度（ＴA2）をＬＤ温度センサ６によって
検知する（Ｓ１）。このとき検知された温度（ＴA2）
は、ＬＤ温度センサ６によって例えばＬＤ温度検知信号
（温度（ＴA2）に対応した信号）に変換された後、温度
制御部８を介して設定温度演算部３０に入力される。
御を行う前の温度（ＴA2）をＬＤ温度センサ６によって
検知する（Ｓ１）。このとき検知された温度（ＴA2）
は、ＬＤ温度センサ６によって例えばＬＤ温度検知信号
（温度（ＴA2）に対応した信号）に変換された後、温度
制御部８を介して設定温度演算部３０に入力される。
【００３９】このとき設定温度演算部３０に取り込まれ
た温度（ＴA2）は、ほぼ環境温度（ＴB1）とみなされ、
設定温度演算部３０において、 ＴA1＝ＴAO−（ＲAL／ＲLB）×（ＴA2−ＴBO） …（１） の演算が施され、ＬＤ温度センサ６の設定温度（ＴA1）
が算出される（Ｓ２）。この後、再び、ＬＤ温度センサ
６の温度（ＴA ）を検知して（Ｓ３）、上記設定温度
（ＴA1）との間の偏差Δ＝（ＴA1−ＴA ）が算出される
（Ｓ４）。
た温度（ＴA2）は、ほぼ環境温度（ＴB1）とみなされ、
設定温度演算部３０において、 ＴA1＝ＴAO−（ＲAL／ＲLB）×（ＴA2−ＴBO） …（１） の演算が施され、ＬＤ温度センサ６の設定温度（ＴA1）
が算出される（Ｓ２）。この後、再び、ＬＤ温度センサ
６の温度（ＴA ）を検知して（Ｓ３）、上記設定温度
（ＴA1）との間の偏差Δ＝（ＴA1−ＴA ）が算出される
（Ｓ４）。
【００４０】このとき算出された偏差Δが、ゼロ近傍で
安定している場合、エタロン１６の所定モード近傍でＬ
Ｄ４が発振していると判断して、モードロック制御が行
われる（Ｓ５）。
安定している場合、エタロン１６の所定モード近傍でＬ
Ｄ４が発振していると判断して、モードロック制御が行
われる（Ｓ５）。
【００４１】一方、上記偏差Δが、ゼロ近傍で安定して
いない場合、算出された偏差Δに基づいて、ペルチェ素
子１０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。
いない場合、算出された偏差Δに基づいて、ペルチェ素
子１０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。
【００４２】温度制御部８は、設定されたペルチェ電流
（ＩPL）の値に基づいて、ペルチェ素子１０を制御し
て、ＬＤ温度センサ６が設定温度（ＴA1）になるよう
に、ＬＤ４を加熱又は冷却させる。
（ＩPL）の値に基づいて、ペルチェ素子１０を制御し
て、ＬＤ温度センサ６が設定温度（ＴA1）になるよう
に、ＬＤ４を加熱又は冷却させる。
【００４３】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、ＬＤ４の発振波長を確実に所定モードにロ
ック制御することが可能となる。
よれば、ＬＤ温度センサ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、ＬＤ４の発振波長を確実に所定モードにロ
ック制御することが可能となる。
【００４４】なお、上述した構成では、環境温度とＬＤ
温度センサ６との内分点にＬＤ４を配置した場合（図３
参照）について説明したが、これに限定されることはな
く、例えば、ＬＤ４を外分点に配置させる（図３におい
てＬＤとＬＤ温度センサの位置を取り換える）ことも可
能である。
温度センサ６との内分点にＬＤ４を配置した場合（図３
参照）について説明したが、これに限定されることはな
く、例えば、ＬＤ４を外分点に配置させる（図３におい
てＬＤとＬＤ温度センサの位置を取り換える）ことも可
能である。
【００４５】この場合、上記（１）式は、 ＴA1＝ＴAO＋（ＲAL／ＲLB）×（ＴA2−ＴBO） …（２） となる。
【００４６】そして、上述したＳ３〜Ｓ７と同様の工程
を経て、ＬＤ温度センサ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、ＤＬ４の発振波長を確実に所定モードにロ
ック制御することが可能となる。
を経て、ＬＤ温度センサ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、ＤＬ４の発振波長を確実に所定モードにロ
ック制御することが可能となる。
【００４７】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２を参照して説明する。なお、本
実施例の波長安定化装置は、上記設定温度演算部３０
（図１参照）の代わりに、例えば設定温度が記憶された
設定温度記憶部３２を備えた点に特徴を有し、他の構成
については、上述した第１の実施例と同一であるため同
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２を参照して説明する。なお、本
実施例の波長安定化装置は、上記設定温度演算部３０
（図１参照）の代わりに、例えば設定温度が記憶された
設定温度記憶部３２を備えた点に特徴を有し、他の構成
については、上述した第１の実施例と同一であるため同
一符号を付してその説明を省略する。
【００４８】設定温度記憶部３２には、電源投入時に、
ＬＤ温度センサ６によって検知される温度（即ち、ＬＤ
４の温度制御を行う前の温度）に対応する設定温度が記
憶されている。なお、この設定温度は、上式（１）又は
（２）に基づいて算出される。
ＬＤ温度センサ６によって検知される温度（即ち、ＬＤ
４の温度制御を行う前の温度）に対応する設定温度が記
憶されている。なお、この設定温度は、上式（１）又は
（２）に基づいて算出される。
【００４９】このような構成によれば、温度制御部８
は、設定温度記憶部３２に記憶されている設定温度に基
づいて、ペルチェ素子１０を制御して、ＬＤ温度センサ
６が上記設定温度に安定化するように、ＬＤ４を加熱又
は冷却させる。
は、設定温度記憶部３２に記憶されている設定温度に基
づいて、ペルチェ素子１０を制御して、ＬＤ温度センサ
６が上記設定温度に安定化するように、ＬＤ４を加熱又
は冷却させる。
【００５０】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６を上記設定温度に維持させる
ことによって、環境温度の変化に左右されることなく、
ＬＤ４の発振波長を確実に所定モードにロック制御する
ことが可能となる。
よれば、ＬＤ温度センサ６を上記設定温度に維持させる
ことによって、環境温度の変化に左右されることなく、
ＬＤ４の発振波長を確実に所定モードにロック制御する
ことが可能となる。
【００５１】上述した第１及び第２の実施例において、
ある程度限られた環境温度変化にある場合は、基準環境
温度より高いか低いかを判断し、温度制御の方向を指示
してモードを探し、モードロック制御することも可能で
ある。
ある程度限られた環境温度変化にある場合は、基準環境
温度より高いか低いかを判断し、温度制御の方向を指示
してモードを探し、モードロック制御することも可能で
ある。
【００５２】なお、本発明は、上述した各実施例の構成
に限定されることはなく、例えば、ＬＤ４の温度制御だ
けでなく、エタロン１６の温度制御に適用することも可
能である。即ち、エタロン１６の温度制御を行う前にエ
タロン温度センサ１８を介して検知された温度に基づい
て、設定温度を規定することによって、スペクトル特性
を所望の特性に安定化させることが可能となる。
に限定されることはなく、例えば、ＬＤ４の温度制御だ
けでなく、エタロン１６の温度制御に適用することも可
能である。即ち、エタロン１６の温度制御を行う前にエ
タロン温度センサ１８を介して検知された温度に基づい
て、設定温度を規定することによって、スペクトル特性
を所望の特性に安定化させることが可能となる。
【００５３】また、エタロン１６は、上述したようなソ
リッドタイプに限らず、例えばエアーギャップタイプで
も同様に適用可能である。
リッドタイプに限らず、例えばエアーギャップタイプで
も同様に適用可能である。
【００５４】更に、例えば、温度制御を行う前に、ＬＤ
温度センサ６及びエタロン温度センサ１８を介して検知
された温度を一定周期で記憶しておき、環境温度が安定
したことを確認した上で、温度制御を行うように構成す
ることも好ましい。この場合、環境温度が不安定であれ
ば警報等で告知することも可能である。
温度センサ６及びエタロン温度センサ１８を介して検知
された温度を一定周期で記憶しておき、環境温度が安定
したことを確認した上で、温度制御を行うように構成す
ることも好ましい。この場合、環境温度が不安定であれ
ば警報等で告知することも可能である。
【００５５】また、例えば、温度制御を行う前に、ＬＤ
温度センサ６及びエタロン温度センサ１８を介して検知
された温度を一定周期で記憶しておき、予め求められて
いる半導体レーザー光源ユニット４０の熱抵抗及び熱容
量に基づいて、環境温度を算出するように構成すること
も可能である。
温度センサ６及びエタロン温度センサ１８を介して検知
された温度を一定周期で記憶しておき、予め求められて
いる半導体レーザー光源ユニット４０の熱抵抗及び熱容
量に基づいて、環境温度を算出するように構成すること
も可能である。
【００５６】この結果、電源をＯＦＦさせた直後、再
び、電源を投入した場合でも、第１及び第２の実施例と
同様の動作が可能となる。
び、電源を投入した場合でも、第１及び第２の実施例と
同様の動作が可能となる。
【００５７】また、ＬＤ温度センサ６及びエタロン温度
センサ１８としては、例えば、サーミスタや白金抵抗測
温体等を適用することもできる。
センサ１８としては、例えば、サーミスタや白金抵抗測
温体等を適用することもできる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、温度センサによって検
出される温度が演算部で算出された設定温度に安定化す
るように、温度制御部によって加熱冷却手段が駆動制御
されているため、環境温度変化に左右されることなく、
ＬＤの発振波長を所定モードにロックして安定化させる
ことが可能な波長安定化装置を提供することが可能とな
る。
出される温度が演算部で算出された設定温度に安定化す
るように、温度制御部によって加熱冷却手段が駆動制御
されているため、環境温度変化に左右されることなく、
ＬＤの発振波長を所定モードにロックして安定化させる
ことが可能な波長安定化装置を提供することが可能とな
る。
【図１】本発明の第１の実施例に係る波長安定化装置の
構成を概略的に示す図。
構成を概略的に示す図。
【図２】本発明の第２の実施例に係る波長安定化装置の
構成を概略的に示す図。
構成を概略的に示す図。
【図３】ＬＤ温度センサの位置を基準とした熱抵抗と温
度との関係を示す図。
度との関係を示す図。
【図４】ＬＤ温度安定化する際の温度制御フローを示す
図。
図。
【図５】従来の波長安定化装置の構成を概略的に示す
図。
図。
【図６】ＬＤ温度センサの位置を基準として熱抵抗と温
度との関係を示す図。
度との関係を示す図。
【図７】ＬＤ温度安定化する際の温度制御フローを示す
図。
図。
【図８】波長基準であるエタロンの透過スペクトル特性
を示す図。
を示す図。
４…半導体レーザ、６…ＬＤ温度センサ、８…温度制御
部、１０…ペルチェ素子、３０…設定温度演算部、４０
…半導体レーザー光源ユニット、４２…波長安定化ユニ
ット。
部、１０…ペルチェ素子、３０…設定温度演算部、４０
…半導体レーザー光源ユニット、４２…波長安定化ユニ
ット。
Claims (3)
- 【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、 前記温度センサによって検知された前記レーザー光出射
光学系に対する温度制御を行う前の温度と予め規定され
た基準設定温度との差に基づいて、前記基準設定温度に
所定の補正を加えた設定温度を算出する演算部と、 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駆動制御して
前記レーザー光出射光学系を加熱又は冷却させる温度制
御部とを備えていることを特徴とする波長安定化装置。 - 【請求項２】 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、 前記温度センサによって検知された前記レーザー光出射
光学系に対する温度制御を行う前の温度に基づいて設定
される設定温度を記憶する記憶部と、 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駆動制御して
前記レーザー光出射光学系を加熱又は冷却させる温度制
御部とを備えていることを特徴とする波長安定化装置。 - 【請求項３】 前記レーザー光出射光学系は、半導体レ
ーザーと、この半導体レーザーの発振波長を所定モード
に制御する光共振器とを備えていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の波長安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6164694A JPH07273393A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 波長安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6164694A JPH07273393A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 波長安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273393A true JPH07273393A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13177202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6164694A Withdrawn JPH07273393A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 波長安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07273393A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1139105A2 (de) * | 2000-03-30 | 2001-10-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Optischer Stromsensor mit Lichtwellenleiter-Sensoreinheit |
| EP1245961A2 (de) * | 2001-03-19 | 2002-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Stabilisierte magnetooptische Strommesseinrichtung |
| JP2011108910A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体装置 |
| JP2017220553A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 株式会社島津製作所 | レーザダイオードモジュール |
| WO2019116660A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 株式会社堀場製作所 | 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の駆動方法及び駆動プログラム |
| KR20200064358A (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 레이저닉스 주식회사 | 공랭식 레이저 방열 시스템 |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP6164694A patent/JPH07273393A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1139105A2 (de) * | 2000-03-30 | 2001-10-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Optischer Stromsensor mit Lichtwellenleiter-Sensoreinheit |
| EP1139105A3 (de) * | 2000-03-30 | 2003-04-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Optischer Stromsensor mit Lichtwellenleiter-Sensoreinheit |
| EP1245961A2 (de) * | 2001-03-19 | 2002-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Stabilisierte magnetooptische Strommesseinrichtung |
| EP1245961A3 (de) * | 2001-03-19 | 2003-04-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Stabilisierte magnetooptische Strommesseinrichtung |
| JP2011108910A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体装置 |
| JP2017220553A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 株式会社島津製作所 | レーザダイオードモジュール |
| WO2019116660A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 株式会社堀場製作所 | 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の駆動方法及び駆動プログラム |
| JPWO2019116660A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2020-10-22 | 株式会社堀場製作所 | 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の駆動方法及び駆動プログラム |
| US11764542B2 (en) | 2017-12-15 | 2023-09-19 | Horiba, Ltd. | Semiconductor laser device, and method and program for driving the same |
| KR20200064358A (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 레이저닉스 주식회사 | 공랭식 레이저 방열 시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |