JPH09219553A - Wavelength stabilizing device of semiconductor laser - Google Patents

Wavelength stabilizing device of semiconductor laser

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JPH09219553A
JPH09219553A JP2267196A JP2267196A JPH09219553A JP H09219553 A JPH09219553 A JP H09219553A JP 2267196 A JP2267196 A JP 2267196A JP 2267196 A JP2267196 A JP 2267196A JP H09219553 A JPH09219553 A JP H09219553A
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JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
electric signal
light
wavelength
drive current
Prior art date
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Application number
JP2267196A
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Japanese (ja)
Inventor
正人 ▲高▼田
Masato Takada
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2267196A priority Critical patent/JPH09219553A/en
Publication of JPH09219553A publication Critical patent/JPH09219553A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the temperature of a semiconductor laser for making output beams oscillate in stabilized wavelength. SOLUTION: The monitor beams of a semiconductor laser 1 are converted into electric signal E1 corresponding to photointensity by the first photo-electric converter 2. A drive current control circuit 3 feeds drive current corresponding to the electric signal E1 to a semiconductor laser 1 to control the photointensity of output beams at a specific level. The output beams B of the signal beams branched by a half mirror 10 is inputted into the second photoelectric converter 12. The electric signals E2 converted to increase the output in proportion to the increase in the oscillation wavelength is equivalent to the electric signal E1 containing the variation of the oscillation wavelength. A comparison processing circuit 14 processes the wavelength variation from the electric signals E1, E2 to be compared with the reference voltage signal E3 of the set up wavelength for outputting the electric signals to a temperature control circuit 5 which controls a heating cooling element 4 by electric signals to specify the oscillation wavelength.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光ファイ
バ伝送システム等における半導体レーザの波長安定化装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength stabilizing device for a semiconductor laser in a wavelength division multiplexing optical fiber transmission system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の半導体レーザの波長安定
化装置は、図6に示したブロック図のように構成されて
いる。図6において、1は駆動電流と温度に応じた光強
度と発振波長の出力光である信号光,モニタ光を出力す
る半導体レーザ、2は入力される光強度に応じた大きさ
の電気信号を出力する第1の光−電気変換器、3は入力
される電気信号の大きさに応じて半導体レーザ1の駆動
電流を制御する駆動電流制御回路、4は入力される電気
信号の大きさに応じて半導体レーザ1を加熱あるいは冷
却する加熱冷却素子、5は半導体レーザ1の温度を一定
に保つため加熱冷却素子4に供給する電気信号の制御を
行う温度制御回路である。
2. Description of the Related Art A conventional wavelength stabilizing device for a semiconductor laser of this type is constructed as shown in the block diagram of FIG. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a signal light which is an output light having an optical intensity and an oscillation wavelength corresponding to a driving current and temperature, a semiconductor laser which outputs a monitor light, and 2 denotes an electric signal having a magnitude corresponding to the input light intensity. The first optical-electrical converter 3 for outputting outputs a drive current control circuit for controlling the drive current of the semiconductor laser 1 according to the magnitude of the input electrical signal. A heating / cooling element 5 for heating or cooling the semiconductor laser 1 is a temperature control circuit for controlling an electric signal supplied to the heating / cooling element 4 in order to keep the temperature of the semiconductor laser 1 constant.

【0003】以下、その動作を図6を用いて説明する。
半導体レーザ1の出力光の一部であるモニタ光は、第1
の光−電気変換器2でモニタ光の光強度に応じた電気信
号に変換される。駆動電流制御回路3は、変換された電
気信号により半導体レーザ1の出力光の光強度を一定と
するように駆動電流を制御している。また、温度制御回
路5は加熱冷却素子4に電気信号を出力して、半導体レ
ーザ1の温度を一定に保つ制御を行い発振波長の変化を
抑制している。
The operation will be described below with reference to FIG.
The monitor light which is a part of the output light of the semiconductor laser 1 is
Is converted into an electric signal according to the light intensity of the monitor light. The drive current control circuit 3 controls the drive current by the converted electric signal so that the light intensity of the output light of the semiconductor laser 1 becomes constant. Further, the temperature control circuit 5 outputs an electric signal to the heating / cooling element 4 to perform control to keep the temperature of the semiconductor laser 1 constant and suppress a change in oscillation wavelength.

【0004】従来、半導体レーザの出力する出力光の発
振波長を一定にするには、半導体レーザの選別、あるい
は半導体レーザの駆動電流および設定温度を微調整する
ことで実現している。
Conventionally, the oscillation wavelength of the output light output from the semiconductor laser is made constant by selecting the semiconductor laser or by finely adjusting the drive current and the set temperature of the semiconductor laser.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザを用いる、波長多重光ファイバ伝送システムで
は、1本の光ファイバケーブル中に異なる発振波長の信
号光を多重して伝送し、受信側で多重された信号光から
目的の波長成分を光学フィルタを使用して選択してい
る。このようなシステムでは送信側の信号光の発振波長
が変動すると、光学フィルタの帯域からはずれ、光学フ
ィルタの出力である信号光の光強度に変動が生じ、結果
として伝送情報に誤りが生ずることになる。また、隣接
するチャンネルの発振波長まで妨害を与えることにもな
るという問題があった。
However, in a wavelength-multiplexed optical fiber transmission system using a semiconductor laser, signal lights of different oscillation wavelengths are multiplexed and transmitted in one optical fiber cable, and multiplexed at the receiving side. A desired wavelength component is selected from the signal light using an optical filter. In such a system, if the oscillation wavelength of the signal light on the transmission side fluctuates, it deviates from the band of the optical filter and the optical intensity of the signal light output from the optical filter fluctuates, resulting in an error in the transmission information. Become. In addition, there is a problem that it interferes with the oscillation wavelength of the adjacent channel.

【0006】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ものであり、半導体レーザの出力光の波長変化を検出
し、検出した発振波長の変化に応じて、半導体レーザの
温度を制御して発振波長を一定に制御し、安定した波長
の発振が行われる半導体レーザの波長安定化装置を提供
することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art by detecting the wavelength change of the output light of the semiconductor laser and controlling the temperature of the semiconductor laser according to the detected change of the oscillation wavelength to oscillate. An object of the present invention is to provide a wavelength stabilization device for a semiconductor laser, which controls the wavelength to be constant and oscillates at a stable wavelength.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る半導体レーザの波形安定化装置は、駆
動電流と温度に応じた光強度と発振波長の出力光として
信号光,モニタ光を出力する半導体レーザと、入力され
る光強度に応じた大きさの電気信号に変換する第1の光
電変換手段と、半導体レーザの駆動電流を電気信号によ
り制御する駆動電流制御手段と、半導体レーザを加熱あ
るいは冷却する加熱冷却手段と、加熱冷却手段に供給す
る電気信号を制御して温度を一定に保つ温度制御手段
と、半導体レーザの信号光を分岐する分岐手段と、入力
される発振波長に応じて光強度が変化する通過特性を有
する光学選択手段と、入力される光強度に応じた大きさ
の電気信号に変換する第2の光電変換手段と、設定波長
に応じた基準電気信号を出力する基準電源と、第1の光
電変換手段の出力する電気信号と光学選択手段を経て第
2の光電変換手段の出力する発振波長の変化分を含む電
気信号とを演算して、基準電気信号との比較に応じた電
気信号を温度制御手段へ出力する比較演算手段とを備え
る。
In order to achieve this object, a semiconductor laser waveform stabilizing device according to the present invention uses a signal light and a monitor as output light having a light intensity and an oscillation wavelength according to a driving current and temperature. A semiconductor laser that outputs light, a first photoelectric conversion unit that converts an electric signal having a magnitude corresponding to the intensity of input light, a drive current control unit that controls a drive current of the semiconductor laser by the electric signal, and a semiconductor Heating / cooling means for heating or cooling the laser, temperature control means for controlling the electric signal supplied to the heating / cooling means to keep the temperature constant, branching means for branching the signal light of the semiconductor laser, and oscillation wavelength to be input. Optical selection means having a passage characteristic in which the light intensity changes according to the input light intensity, second photoelectric conversion means for converting into an electric signal having a magnitude corresponding to the input light intensity, and a reference electric signal according to the set wavelength. Is output, the electric signal output from the first photoelectric conversion unit and the electric signal including the change in the oscillation wavelength output from the second photoelectric conversion unit via the optical selection unit are calculated to obtain the reference electric power. And a comparison calculation means for outputting an electric signal corresponding to the comparison with the signal to the temperature control means.

【0008】また、前記半導体レーザの波長安定化装置
が半導体レーザのモニタ光を分岐する分割手段を備え
る。
Further, the wavelength stabilizing device of the semiconductor laser includes a dividing means for branching the monitor light of the semiconductor laser.

【0009】またさらに、駆動電流と温度に応じた光強
度と発振波長の出力光として信号光,モニタ光を出力す
る半導体レーザと、半導体レーザの駆動電流を電気信号
により制御する駆動電流制御手段と、半導体レーザを加
熱あるいは冷却する加熱冷却手段と、加熱冷却手段に供
給する電気信号を制御して温度を一定に保つ温度制御手
段と、半導体レーザのモニタ光を出力光A,出力光Bに
分岐する分岐手段と、出力光A,出力光Bが入力され、
発振波長に応じて光強度が変化し、かつ相反する通過特
性を有する第1,第2の光学選択手段と、入力される光
強度に応じた大きさの電気信号に変換する第1,第2の
光電変換手段と、第1,第2の光電変換手段の出力する
電気信号を比較して、共に増減変化の場合は光強度の変
動、互いに相反する増減変化の場合は発振波長の変動と
判断し、電気信号を駆動電流制御手段あるいは温度制御
手段へ出力する比較演算手段とを備えるように構成した
ものである。
Furthermore, a semiconductor laser that outputs signal light and monitor light as output light having a light intensity and an oscillation wavelength according to the drive current and temperature, and drive current control means for controlling the drive current of the semiconductor laser by an electric signal. Heating / cooling means for heating or cooling the semiconductor laser, temperature control means for controlling an electric signal supplied to the heating / cooling means to keep the temperature constant, and monitor light of the semiconductor laser is divided into output light A and output light B. And the output light A and the output light B are input,
First and second optical selection means having light transmission characteristics that change in accordance with the oscillation wavelength and have contradictory passage characteristics, and first and second optical conversion means that convert into an electric signal having a magnitude corresponding to the input light intensity. Of the photoelectric conversion means and the electric signals output from the first and second photoelectric conversion means are compared, and when both increase and decrease change, it is determined that the light intensity changes, and when they increase and decrease opposite to each other, the oscillation wavelength change. However, it is configured so as to include a comparison calculation means for outputting an electric signal to the drive current control means or the temperature control means.

【0010】前記構成によれば、半導体レーザの駆動電
流を一定とする制御に加え、発振波長の変化分を検出
し、半導体レーザの温度を一定に制御することができ
る。
According to the above construction, in addition to the control for keeping the driving current of the semiconductor laser constant, the change in the oscillation wavelength can be detected and the temperature of the semiconductor laser can be kept constant.

【0011】また、発振波長の変化を検出する出力光を
モニタ光から分岐することで、信号光の損失をなくすこ
とができる。
Further, by branching the output light for detecting the change in the oscillation wavelength from the monitor light, the loss of the signal light can be eliminated.

【0012】また、通過特性の相反する光学選択手段を
経て比較演算手段に入力される2つの電気信号の変化に
より、光強度の変化や発振波長の大小の変化を検出でき
る。
Further, a change in the light intensity or a change in the oscillation wavelength can be detected by a change in the two electric signals input to the comparing and calculating means via the optical selecting means having contradictory pass characteristics.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態
1における半導体レーザの波長安定化装置の構成を示す
ブロック図である。ここで、前記従来例を示す図6で説
明した構成要件と同一作用効果のものには同一の符号を
付す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a configuration of a wavelength stabilization device for a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention. Here, components having the same effects as those of the constituent elements described in FIG. 6 showing the conventional example are given the same reference numerals.

【0014】図1において、1は半導体レーザ、2は、
光電変換手段で、入力される光強度の大きさに応じた電
気信号E1を出力する第1の光−電気変換器、3は駆動
電流制御手段である駆動電流制御回路、4は加熱冷却手
段である加熱冷却素子、5は温度制御手段である温度制
御回路、10は、分岐手段で、半導体レーザ1からの出力
光を2方向へ分岐するハーフミラー、11は、光学選択手
段で、発振波長が増加するに従い、その光強度が単調に
増加する通過特性を有する光学フィルタ、12は入力され
る光強度の大きさに応じた電気信号E2を出力する第2
の光−電気変換器、13は設定波長に応じた基準電気信号
E3を出力する基準電源、14は、比較演算手段で、半導
体レーザ1の光強度に応じた電気信号E1と光学フィル
タ11の通過により波長変動分を含む電気信号E2とから
波長変動分を算出して、基準電気信号E3との比較に応
じた電気信号を出力する比較演算回路である。また、図
2は光学フィルタの通過特性の一例を示す図である。
In FIG. 1, 1 is a semiconductor laser and 2 is a semiconductor laser.
The photoelectric conversion means is a first optical-electrical converter for outputting an electric signal E1 corresponding to the intensity of the input light, 3 is a drive current control circuit which is a drive current control means, and 4 is a heating / cooling means. A certain heating / cooling element, 5 is a temperature control circuit which is temperature control means, 10 is a branching means, a half mirror for branching the output light from the semiconductor laser 1 into two directions, 11 is an optical selecting means, and the oscillation wavelength is An optical filter having a pass characteristic in which the light intensity monotonically increases as it increases, and the second filter 12 outputs an electric signal E2 according to the magnitude of the input light intensity.
Is a reference power source for outputting a reference electric signal E3 corresponding to the set wavelength, and 14 is a comparison calculation means for passing the electric signal E1 according to the light intensity of the semiconductor laser 1 and the optical filter 11. Is a comparison calculation circuit that calculates a wavelength variation amount from the electric signal E2 including the wavelength variation amount and outputs an electric signal corresponding to the comparison with the reference electric signal E3. FIG. 2 is a diagram showing an example of the pass characteristic of the optical filter.

【0015】以上のように構成された、本実施の形態1
における半導体レーザの波長安定化装置の動作を説明す
る。まず、半導体レーザ1から出力される出力光の一部
であるモニタ光は第1の光−電気変換器2に入力され、
その光強度に応じた電気信号E1に変換される。さら
に、駆動電流制御回路3は入力された電気信号E1の大
きさに応じて、半導体レーザ1に駆動電流を供給する。
半導体レーザ1は駆動電流に応じた光強度の出力光を出
力する。このとき、半導体レーザ1の光強度制御に関し
て帰還ループが形成され、出力される光強度を一定に制
御することができる。
The first embodiment configured as described above
The operation of the wavelength stabilization device for the semiconductor laser in FIG. First, the monitor light which is a part of the output light output from the semiconductor laser 1 is input to the first optical-electrical converter 2,
It is converted into an electric signal E1 according to the light intensity. Further, the drive current control circuit 3 supplies a drive current to the semiconductor laser 1 according to the magnitude of the input electric signal E1.
The semiconductor laser 1 outputs an output light having a light intensity according to the drive current. At this time, a feedback loop is formed for controlling the light intensity of the semiconductor laser 1, and the output light intensity can be controlled to be constant.

【0016】また、半導体レーザ1の出力光である信号
光はハーフミラー10により分岐される。さらに、分岐さ
れた出力光Bは光学フィルタ11を通過し、第2の光−電
気変換器12に入力される。これにより、発振波長が増加
すると出力される光強度が大きくなるような電気信号E
2に変換される。この電気信号E2は、半導体レーザ1の
光強度に応じて変換した電気信号E1に、光学フィルタ1
1の通過による発振波長の変化分を含んだものを変換し
たものである。よって、この電気信号E2は半導体レー
ザ1の光強度の変動においても変化する。そこで、この
電気信号E2と前記光強度に応じた電気信号E1を比較演
算回路14に入力して、電気信号E2のうちの光強度に応
じた電気信号E1を差し引く演算を行い、さらに設定波
長に応じて基準電源13から出力される基準電圧信号E3
と比較して、温度制御回路5の設定温度を操作する電気
信号を出力する。半導体レーザ1は温度によって、その
発振波長が変化するため、温度制御回路5は半導体レー
ザ1が設定温度となるように加熱冷却素子4を制御す
る。これにより、半導体レーザ1の発振波長に関して帰
還ループが形成され、発振波長を一定に制御することが
できる。
The signal light which is the output light of the semiconductor laser 1 is branched by the half mirror 10. Further, the branched output light B passes through the optical filter 11 and is input to the second optical-electrical converter 12. As a result, the electric signal E such that the output light intensity increases as the oscillation wavelength increases
Converted to 2. This electric signal E2 is converted into an electric signal E1 converted in accordance with the light intensity of the semiconductor laser 1 by the optical filter 1
This is a conversion of the one that includes the change in the oscillation wavelength due to passage of 1. Therefore, the electric signal E2 changes even when the light intensity of the semiconductor laser 1 changes. Therefore, the electric signal E2 and the electric signal E1 corresponding to the light intensity are input to the comparison operation circuit 14 to perform an operation of subtracting the electric signal E1 corresponding to the light intensity of the electric signal E2, and further to the set wavelength. In response to the reference voltage signal E3 output from the reference power supply 13.
An electric signal for operating the set temperature of the temperature control circuit 5 is output in comparison with. Since the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 changes depending on the temperature, the temperature control circuit 5 controls the heating / cooling element 4 so that the semiconductor laser 1 reaches the set temperature. Thereby, a feedback loop is formed with respect to the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, and the oscillation wavelength can be controlled to be constant.

【0017】以上のように、本実施の形態1によれば、
半導体レーザ1の発振波長の変化分を検出して、発振波
長を一定とするような帰還ループの制御により発振波長
を安定化することができる。
As described above, according to the first embodiment,
It is possible to stabilize the oscillation wavelength by detecting the change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 and controlling the feedback loop so as to keep the oscillation wavelength constant.

【0018】図3は本発明の実施の形態2における半導
体レーザの波長安定化装置の構成を示すブロック図であ
る。ここで、前記実施の形態1を示す図1で説明した構
成要件と同一作用効果のものには同一の符号を付す。図
3において、1は半導体レーザ、2は第1の光−電気変
換器、3は駆動電流制御回路、4は加熱冷却素子、5は
温度制御回路、10はハーフミラー、11は、発振波長が増
加するに従い、その通過特性が単調に増加する光学フィ
ルタ、12は第2の光−電気変換器、13は基準電源、14は
比較演算回路である。
FIG. 3 is a block diagram showing the structure of a wavelength stabilizing device for a semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention. Here, components having the same functions and effects as those of the constituent elements described in FIG. 1 showing the first embodiment are designated by the same reference numerals. In FIG. 3, 1 is a semiconductor laser, 2 is a first photoelectric converter, 3 is a drive current control circuit, 4 is a heating / cooling element, 5 is a temperature control circuit, 10 is a half mirror, 11 is an oscillation wavelength. An optical filter whose pass characteristic monotonically increases as it increases, 12 is a second photoelectric converter, 13 is a reference power supply, and 14 is a comparison operation circuit.

【0019】図3に示す構成から判るように、前記実施
の形態1において、半導体レーザ1の出力光である信号
光をハーフミラー10で分岐したが、本実施の形態2では
モニタ光をハーフミラー10により分岐したものである。
その他の構成要素および動作については、前記実施の形
態1と同じであるためその説明は省略する。
As can be seen from the configuration shown in FIG. 3, in the first embodiment, the signal light which is the output light of the semiconductor laser 1 is split by the half mirror 10. However, in the second embodiment, the monitor light is half mirrored. It is branched by 10.
The other components and operations are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0020】このように、モニタ光をハーフミラー10で
分岐する構成とすることにより信号光を損失させること
なく、さらに前記実施の形態1と同様に、半導体レーザ
1の発振波長の変化分を検出して、発振波長を一定とす
るような帰還ループの制御により発振波長を安定化する
ことができる。
As described above, by arranging the monitor light to be split by the half mirror 10, the change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 is detected without loss of the signal light, as in the first embodiment. Then, the oscillation wavelength can be stabilized by controlling the feedback loop so that the oscillation wavelength is constant.

【0021】図4は本発明の実施の形態3における半導
体レーザの波長安定化装置の構成を示すブロック図であ
る。ここでも、前記実施の形態1の図1に示す構成部材
と同一作用効果のものには同一の符号を付す。図4にお
いて、1は半導体レーザ、2は第1の光−電気変換器、
3は駆動電流制御回路、4は加熱冷却素子、5は温度制
御回路、10はハーフミラー、11aは通過特性が発振波長
の増加にともない単調増加する第1の光学フィルタ、11
bは通過特性が単調減少する第2の光学フィルタ、12は
第2の光−電気変換器、15は、入力される2つの電気信
号を比較し、共に増加あるいは減少する場合に半導体レ
ーザ1の出力光の光強度が変動したと判断し、互いに相
反する増減動作の場合には出力光の発振波長が変動した
と判断し、駆動電流制御回路3あるいは温度制御回路5
に電気信号を出力する比較演算回路である。
FIG. 4 is a block diagram showing the structure of a wavelength stabilizing device for a semiconductor laser according to the third embodiment of the present invention. Also here, the same reference numerals are given to those having the same effects as those of the constituent members shown in FIG. 1 of the first embodiment. In FIG. 4, 1 is a semiconductor laser, 2 is a first photoelectric converter,
3 is a drive current control circuit, 4 is a heating / cooling element, 5 is a temperature control circuit, 10 is a half mirror, 11a is a first optical filter whose pass characteristic monotonically increases as the oscillation wavelength increases, 11
b is a second optical filter whose pass characteristic decreases monotonously, 12 is a second optical-electrical converter, and 15 compares two input electric signals, and when both increase or decrease, the semiconductor laser 1 It is determined that the light intensity of the output light has changed, and in the case of increasing / decreasing operations contradictory to each other, it is determined that the oscillation wavelength of the output light has changed, and the drive current control circuit 3 or the temperature control circuit 5
It is a comparison operation circuit that outputs an electric signal to the.

【0022】また、図5は第1,第2の光学フィルタの
通過特性の一例を示す図である。図5において、aは第
1の光学フィルタ11aの単調増加の通過特性、bは第2
の光学フィルタ11bの単調減少の通過特性である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the pass characteristics of the first and second optical filters. In FIG. 5, a is the monotonically increasing pass characteristic of the first optical filter 11a, and b is the second.
3 is a monotonically decreasing pass characteristic of the optical filter 11b.

【0023】以上のように構成された実施の形態3にお
ける半導体レーザの波長安定化装置の動作を説明する。
まず、半導体レーザ1の出力光の一部であるモニタ光は
ハーフミラー10によって出力光Aと出力光Bに分岐され
る。分岐した出力光Aは第1の光学フィルタ11aを経て
第1の光−電気変換器2に入力され、発振波長が増加す
ると、出力される光強度が大きくなるような電気信号E
1に変換される。また、分岐した出力光Bは第2の光学
フィルタ11bを経て第2の光−電気変換器12に入力さ
れ、発振波長が増加すると、出力される光強度が小さく
なるような電気信号E2に変換される。
The operation of the wavelength stabilizing device for the semiconductor laser according to the third embodiment having the above-described structure will be described.
First, the monitor light which is a part of the output light of the semiconductor laser 1 is split into the output light A and the output light B by the half mirror 10. The branched output light A is input to the first optical-electrical converter 2 via the first optical filter 11a, and when the oscillation wavelength is increased, the electric signal E that is output is increased in intensity.
Converted to 1. Further, the branched output light B is input to the second optical-electrical converter 12 via the second optical filter 11b, and is converted into an electric signal E2 in which the output light intensity decreases when the oscillation wavelength increases. To be done.

【0024】これにより、電気信号E1,E2がそれぞれ
同時に増加、あるいは減少する場合には半導体レーザ1
の出力の光強度が変化したことを検出できる。さらに、
電気信号E1が増加し電気信号E2が減少する場合は発振
波長が大きくなったことが、また、電気信号E1が減少
し電気信号E2が増加する場合は発振波長が小さくなっ
たことが検出できる。そこで、比較演算回路15では入力
される電気信号E1,E2の変化から、光強度の変化に応
じた電気信号を駆動電流制御回路3へ、発振波長の変化
に応じた電気信号を温度制御回路5へ出力する。
As a result, when the electric signals E1 and E2 increase or decrease at the same time, the semiconductor laser 1
It is possible to detect that the output light intensity has changed. further,
It can be detected that the oscillation wavelength becomes large when the electric signal E1 increases and the electric signal E2 decreases, and that the oscillation wavelength becomes small when the electric signal E1 decreases and the electric signal E2 increases. Therefore, in the comparison operation circuit 15, an electric signal corresponding to the change of the light intensity is supplied to the drive current control circuit 3 from the change of the inputted electric signals E1 and E2, and an electric signal corresponding to the change of the oscillation wavelength is supplied to the temperature control circuit 5. Output to.

【0025】駆動電流制御回路3は入力される電気信号
の大きさに応じて、半導体レーザ1に駆動電流を供給す
る。半導体レーザ1は駆動電流に応じた光強度の出力光
を出力する。このとき、半導体レーザ1の出力する出力
光の光強度の制御に関して帰還ループが形成され、光強
度を一定にする制御ができる。
The drive current control circuit 3 supplies a drive current to the semiconductor laser 1 according to the magnitude of the input electric signal. The semiconductor laser 1 outputs an output light having a light intensity according to the drive current. At this time, a feedback loop is formed regarding the control of the light intensity of the output light output from the semiconductor laser 1, and the light intensity can be controlled to be constant.

【0026】また、温度制御回路5は入力される電気信
号に応じて設定温度を操作する。半導体レーザ1は温度
によって、その発振波長が変化するため、温度制御回路
5は半導体レーザ1が設定温度となるように加熱冷却素
子4を制御する。このとき、半導体レーザ1の発振波長
に関して帰還ループが形成され、発振波長を一定にする
制御ができる。
Further, the temperature control circuit 5 operates the set temperature according to the inputted electric signal. Since the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 changes depending on the temperature, the temperature control circuit 5 controls the heating / cooling element 4 so that the semiconductor laser 1 reaches the set temperature. At this time, a feedback loop is formed with respect to the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, and the oscillation wavelength can be controlled to be constant.

【0027】以上説明したように、半導体レーザ1の発
振波長成分を検出して、発振波長を一定とするような帰
還ループの制御により発振波長を安定化することができ
る。
As described above, it is possible to stabilize the oscillation wavelength by detecting the oscillation wavelength component of the semiconductor laser 1 and controlling the feedback loop so as to keep the oscillation wavelength constant.

【0028】なお、本実施の形態3において、通過特性
を第1の光学フィルタ11aは単調増加、第2の光学フィ
ルタ11bは単調減少としたが、その逆の構成であっても
よいことはいうまでもない。
In the third embodiment, the pass characteristics are such that the first optical filter 11a monotonously increases and the second optical filter 11b monotonically decreases, but it is also possible to have the opposite configuration. There is no end.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザの出力光の発振波長の変化分を検出し、そ
の検出した変化分に応じて半導体レーザの温度を帰還制
御することにより、半導体レーザの発振波長を安定化す
ることができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
The oscillation wavelength of the semiconductor laser can be stabilized by detecting the variation in the oscillation wavelength of the output light of the semiconductor laser and feedback controlling the temperature of the semiconductor laser according to the detected variation. .

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

【図1】本発明の実施の形態1における半導体レーザの
波長安定化装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wavelength stabilization device for a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】光学フィルタの通過特性の一例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a pass characteristic of an optical filter.

【図3】本発明の実施の形態2における半導体レーザの
波長安定化装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a wavelength stabilization device for a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態3における半導体レーザの
波長安定化装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a wavelength stabilization device for a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【図5】第1,第2の光学フィルタの通過特性の一例を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of pass characteristics of first and second optical filters.

【図6】従来の半導体レーザの波長安定化装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional wavelength stabilization device for a semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体レーザ、 2…第1の光−電気変換器、 3
…駆動電流制御回路、4…加熱冷却素子、 5…温度制
御回路、 10…ハーフミラー、 11…光学フィルタ、
11a…第1の光学フィルタ、 11b…第2の光学フィル
タ、 12…第2の光−電気変換器、 13…基準電源、
14,15…比較演算回路。
1 ... Semiconductor laser, 2 ... First optical-electrical converter, 3
... Drive current control circuit, 4 ... Heating / cooling element, 5 ... Temperature control circuit, 10 ... Half mirror, 11 ... Optical filter,
11a ... 1st optical filter, 11b ... 2nd optical filter, 12 ... 2nd optical-electrical converter, 13 ... Reference power supply,
14, 15 ... Comparison operation circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動電流と温度に応じた光強度と発振波
長の出力光として信号光,モニタ光を出力する半導体レ
ーザと、入力される光強度に応じた大きさの電気信号に
変換する第1の光電変換手段と、前記半導体レーザの駆
動電流を電気信号により制御する駆動電流制御手段と、
前記半導体レーザを加熱あるいは冷却する加熱冷却手段
と、該加熱冷却手段に供給する電気信号を制御して温度
を一定に保つ温度制御手段とを備え、前記半導体レーザ
の駆動電流を一定に制御する半導体レーザの波長安定化
装置において、 前記半導体レーザの信号光を分岐する分岐手段と、入力
される発振波長に応じて光強度が変化する通過特性を有
する光学選択手段と、入力される光強度に応じた大きさ
の電気信号に変換する第2の光電変換手段と、設定波長
に応じた基準電気信号を出力する基準電源と、前記第1
の光電変換手段の出力する電気信号と前記光学選択手段
を経て第2の光電変換手段の出力する発振波長の変化分
を含む電気信号とを演算して、前記基準電気信号との比
較に応じた電気信号を前記温度制御手段へ出力する比較
演算手段とを設け、前記半導体レーザの温度を一定に制
御することを特徴とする半導体レーザの波長安定化装
置。
1. A semiconductor laser that outputs a signal light and a monitor light as output light having a light intensity and an oscillation wavelength according to a driving current and temperature, and an electric signal having a magnitude according to an input light intensity. 1. photoelectric conversion means, drive current control means for controlling the drive current of the semiconductor laser by an electric signal,
A semiconductor that includes heating / cooling means for heating or cooling the semiconductor laser and temperature control means for controlling an electric signal supplied to the heating / cooling means to keep the temperature constant, and controlling the drive current of the semiconductor laser to be constant. In a wavelength stabilizer for a laser, a branching unit that branches the signal light of the semiconductor laser, an optical selecting unit that has a passage characteristic in which the light intensity changes in accordance with an input oscillation wavelength, and an optical selecting unit that responds to the input light intensity Second photoelectric conversion means for converting into an electric signal of a certain magnitude, a reference power source for outputting a reference electric signal according to a set wavelength, and the first
The electric signal output from the photoelectric conversion means and the electric signal including the change in the oscillation wavelength output from the second photoelectric conversion means via the optical selection means are calculated, and the electric signal is compared with the reference electric signal. A wavelength stabilization device for a semiconductor laser, comprising: a comparison calculation means for outputting an electric signal to the temperature control means to control the temperature of the semiconductor laser to be constant.
【請求項2】 駆動電流と温度に応じた光強度と発振波
長の出力光として信号光,モニタ光を出力する半導体レ
ーザと、入力される光強度に応じた大きさの電気信号に
変換する第1の光電変換手段と、前記半導体レーザの駆
動電流を電気信号により制御する駆動電流制御手段と、
前記半導体レーザを加熱あるいは冷却する加熱冷却手段
と、該加熱冷却手段に供給する電気信号を制御して温度
を一定に保つ温度制御手段とを備え、前記半導体レーザ
の駆動電流を一定に制御する半導体レーザの波長安定化
装置において、 前記半導体レーザのモニタ光を分岐する分岐手段と、入
力される発振波長に応じて光強度が変化する通過特性を
有する光学選択手段と、入力される光強度に応じた大き
さの電気信号に変換する第2の光電変換手段と、設定波
長に応じた基準電気信号を出力する基準電源と、前記第
1の光電変換手段の出力する電気信号と前記光学選択手
段を経て第2の光電変換手段の出力する発振波長の変化
分を含む電気信号とを演算して、前記基準電気信号との
比較に応じた電気信号を前記温度制御手段へ出力する比
較演算手段とを設け、前記半導体レーザの温度を一定に
制御することを特徴とする半導体レーザの波長安定化装
置。
2. A semiconductor laser which outputs signal light and monitor light as output light having light intensity and oscillation wavelength according to drive current and temperature, and an electric signal having a magnitude according to input light intensity. 1. photoelectric conversion means, drive current control means for controlling the drive current of the semiconductor laser by an electric signal,
A semiconductor that includes heating / cooling means for heating or cooling the semiconductor laser and temperature control means for controlling an electric signal supplied to the heating / cooling means to keep the temperature constant, and controlling the drive current of the semiconductor laser to be constant. In a laser wavelength stabilizing device, a branching unit that branches the monitor light of the semiconductor laser, an optical selecting unit that has a passing characteristic in which the light intensity changes according to an input oscillation wavelength, and a light selecting unit that receives the input light intensity A second photoelectric conversion means for converting into an electric signal of a certain magnitude, a reference power source for outputting a reference electric signal according to a set wavelength, an electric signal output by the first photoelectric conversion means, and the optical selection means. Then, the electric signal including the variation of the oscillation wavelength output from the second photoelectric conversion means is calculated, and the electric signal corresponding to the comparison with the reference electric signal is output to the temperature control means. An apparatus for stabilizing the wavelength of a semiconductor laser, comprising: an arithmetic means for controlling the temperature of the semiconductor laser to be constant.
【請求項3】 駆動電流と温度に応じた光強度と発振波
長の出力光として信号光,モニタ光を出力する半導体レ
ーザと、該半導体レーザの駆動電流を電気信号により制
御する駆動電流制御手段と、前記半導体レーザを加熱あ
るいは冷却する加熱冷却手段と、該加熱冷却手段に供給
する電気信号を制御して温度を一定に保つ温度制御手段
と、前記半導体レーザのモニタ光を出力光A,出力光B
に分岐する分岐手段と、前記出力光A,出力光Bが入力
され、発振波長に応じて光強度が変化し、かつ相反する
通過特性を有する第1,第2の光学選択手段と、入力さ
れる光強度に応じた大きさの電気信号に変換する第1,
第2の光電変換手段と、該第1,第2の光電変換手段の
出力する電気信号を比較して、共に増減変化の場合は光
強度の変動、互いに相反する増減変化の場合は発振波長
の変動と判断し、電気信号を前記駆動電流制御手段ある
いは前記温度制御手段へ出力する比較演算手段とを備
え、前記半導体レーザの駆動電流および温度を一定に制
御することを特徴とする半導体レーザの波長安定化装
置。
3. A semiconductor laser that outputs signal light and monitor light as output light having a light intensity and an oscillation wavelength according to a drive current and temperature, and a drive current control means that controls the drive current of the semiconductor laser by an electric signal. Heating and cooling means for heating or cooling the semiconductor laser, temperature control means for controlling the electric signal supplied to the heating and cooling means to keep the temperature constant, and output light A and output light for monitoring the semiconductor laser. B
Inputting the output light A and the output light B, inputting the output light A and the output light B, and changing the light intensity according to the oscillation wavelength and having contradictory passing characteristics. First, it converts into an electric signal of the magnitude according to the light intensity
The electric signals output from the second photoelectric conversion means and the first and second photoelectric conversion means are compared, and the light intensity changes when both increase and decrease, and the oscillation wavelength changes when both increase and decrease contradict each other. A wavelength of the semiconductor laser, characterized in that it is determined to be a fluctuation, and a comparison calculation means for outputting an electric signal to the drive current control means or the temperature control means is provided, and the drive current and temperature of the semiconductor laser are controlled to be constant. Stabilizer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002319736A (en) * 2001-04-23 2002-10-31 Furukawa Electric Co Ltd:The Wavelength regulator for laser beam
JP2003046188A (en) * 2001-08-01 2003-02-14 Nec Corp Wavelength stabilized laser, module and method of stabilizing wavelength of laser light
JP2003529224A (en) * 2000-03-25 2003-09-30 マルコニ コミュニケイションズ リミテッド Stabilized radiation source
JP2006351857A (en) * 2005-06-16 2006-12-28 Sony Corp Semiconductor light emitting device

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