JPH0964447A - Variable wavelength light source - Google Patents

Variable wavelength light source

Info

Publication number
JPH0964447A
JPH0964447A JP21475495A JP21475495A JPH0964447A JP H0964447 A JPH0964447 A JP H0964447A JP 21475495 A JP21475495 A JP 21475495A JP 21475495 A JP21475495 A JP 21475495A JP H0964447 A JPH0964447 A JP H0964447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
cooling element
case
thermoelectric cooling
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21475495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Miyata
哲次 宮田
Mitsuru Sugawara
満 菅原
Hitoshi Takahira
仁 高平
Shu Yamamoto
周 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
KDDI Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Kokusai Denshin Denwa KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Kokusai Denshin Denwa KK filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21475495A priority Critical patent/JPH0964447A/en
Publication of JPH0964447A publication Critical patent/JPH0964447A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a variable wavelength light source which enhances the degree of freedom of a range in which the oscillation wavelength of an LD element is made variable irrespective of an ambient temperature by a method wherein the electrifying amount of a second thermionic cooling element is controlled in such a way that the temperature of a case becomes a desired set value. SOLUTION: A second thermionic cooling element 7 which is used to cool and heat a case 1a is attached to the outside of an LD module 1, and a second temperature sensor 8 is attached to the thermionic cooling element 7 in order to measure the temperature of the thermionic cooling element 7. In addition, a second automatic temperature control circuit 9 is used to control the second thermionic cooling element 7 in such a way that the temperature of the LD module 1 becomes a prescribed temperature on the basis of the detection output of the second temperature sensor 8. Then, the detection output of the second temperature sensor 8 is compared with a reference value obtained by a setter 9a which sets the temperature of the second thermionic coiling element 7, and the cooling and heating action of the second thermionic cooling element 7 is controlled.

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】本発明はレーザダイオード素
子の温度を変化させてレーザダイオード素子のレーザ光
発振波長を変化させるようにした波長可変光源に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength tunable light source in which the temperature of a laser diode element is changed to change the laser light oscillation wavelength of the laser diode element.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ素子(レーザダイオード素
子、以下、LD素子と呼ぶ)の素子温度を変化させるこ
とにより、このLD素子の発振するレーザ光の波長を変
化させるようにした波長可変光源がある。
2. Description of the Related Art There is a wavelength tunable light source adapted to change the wavelength of laser light oscillated by a semiconductor laser element (laser diode element, hereinafter referred to as LD element) by changing the element temperature. .

【0003】従来のこの種の装置は、図3に示すように
構成されていた。すなわち、図において、1はLD(レ
ーザダイオード)モジュールであり、このLDモジュー
ル1は、レーザ光源となるLD素子2と、このLD素子
2の出力レーザ光をモニタするモニタPD(フォトダイ
オード)3と、LD素子2の温度を可変すべくこのLD
モジュール1を冷却・加熱するための熱電子冷却素子4
と、LDモジュール1内の温度を検出するための温度セ
ンサ5とを気密封止されたケース1aに収容して構成し
ている。
A conventional device of this type is constructed as shown in FIG. That is, in the figure, 1 is an LD (laser diode) module, and this LD module 1 includes an LD element 2 serving as a laser light source, and a monitor PD (photodiode) 3 for monitoring the output laser light of this LD element 2. , LD to change the temperature of the LD element 2
Thermionic cooling element 4 for cooling / heating the module 1
And a temperature sensor 5 for detecting the temperature inside the LD module 1 are housed in a hermetically sealed case 1a.

【0004】ここで、熱電子冷却素子4とは通電により
冷却・加熱作用を呈する機能のある素子のことで、例え
ば、ペルチェ素子等である。また、図3において、6は
自動温度制御回路であり、温度センサ5の検出出力をも
とにLDモジュール1内の温度が所要の温度となるよう
に熱電子冷却素子4を通電制御してLD素子2の温度を
調整し、発振レーザ光の波長が所望の波長となるように
制御するものである。
Here, the thermoelectric cooling element 4 is an element having a function of exhibiting a cooling / heating action by energization, and is, for example, a Peltier element or the like. Further, in FIG. 3, reference numeral 6 denotes an automatic temperature control circuit, which controls the energization of the thermoelectric cooling element 4 so that the temperature inside the LD module 1 becomes a required temperature based on the detection output of the temperature sensor 5. The temperature of the element 2 is adjusted to control the wavelength of the oscillated laser light to be a desired wavelength.

【0005】自動温度制御回路6は出力レーザ光の発振
波長の設定をすることのできる設定器を有しており、こ
の設定器により所望の波長を設定すると、それに応じた
温度基準値を得て、この基準値に対する温度センサ5の
検出出力を比較することで、現在のLDモジュール1内
の温度が所要の温度となるような通電量を熱電子冷却素
子4に与え、熱電子冷却素子4の冷却・加熱効果によっ
てLDモジュール1内の温度を目的の波長が得られる温
度に制御する機能を有する。
The automatic temperature control circuit 6 has a setting device capable of setting the oscillation wavelength of the output laser light. When a desired wavelength is set by this setting device, a temperature reference value corresponding to the setting is obtained. By comparing the detection output of the temperature sensor 5 with the reference value, the thermoelectric cooling element 4 is supplied with an energization amount such that the current temperature inside the LD module 1 becomes a required temperature, It has a function of controlling the temperature in the LD module 1 to a temperature at which a target wavelength is obtained by the cooling / heating effect.

【0006】LD素子は、その発振波長すなわち、発振
レーザ光の波長はLD素子温度に比例して増加すると云
う特性を有することから、図3のような構成によりLD
素子の温度を変化させることによって、発振波長を変化
させることができる。
Since the LD element has a characteristic that the oscillation wavelength thereof, that is, the wavelength of the oscillation laser light increases in proportion to the temperature of the LD element, the LD having the configuration shown in FIG.
The oscillation wavelength can be changed by changing the temperature of the element.

【0007】すなわち、LDの発振波長を変化させるた
めには、温度センサ5でLD素子2の温度を検知し、こ
の検知温度と目的の波長対応の設定値との比較により、
自動温度制御回路6は目的温度になるように熱電子冷却
素子4を駆動する。これにより、LD素子2の温度が目
的の波長の得られるような温度となるように、制御され
るようになっていた。
That is, in order to change the oscillation wavelength of the LD, the temperature of the LD element 2 is detected by the temperature sensor 5, and the detected temperature is compared with the set value corresponding to the target wavelength.
The automatic temperature control circuit 6 drives the thermoelectric cooling element 4 so as to reach the target temperature. As a result, the temperature of the LD element 2 is controlled so as to obtain a desired wavelength.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】LD素子は、その発振
波長すなわち、発振レーザ光の波長はLD素子温度に比
例して増加すると云う特性を有することから、図3のよ
うな冷却装置内蔵のLDモジュールとし、モジュール内
のLD素子の温度を変化させることによって、発振波長
を変化させることができる。
Since the LD element has a characteristic that the oscillation wavelength thereof, that is, the wavelength of the oscillated laser light increases in proportion to the temperature of the LD element, the LD having the cooling device built in as shown in FIG. As a module, the oscillation wavelength can be changed by changing the temperature of the LD element in the module.

【0009】この従来装置は、LDの発振波長を変化さ
せるために、温度センサ5でLD素子2の温度を検知
し、この検知温度と目的の波長対応の設定値との比較に
より、自動温度制御回路6によって目的温度になるよう
に熱電子冷却素子4を駆動する構成である。
In this conventional device, in order to change the oscillation wavelength of the LD, the temperature of the LD element 2 is detected by the temperature sensor 5, and the detected temperature is compared with the set value corresponding to the target wavelength to automatically control the temperature. The circuit 6 drives the thermoelectric cooling element 4 to reach the target temperature.

【0010】しかしながら、上述の従来の装置は、LD
素子と熱電子冷却素子を同じパッケージ内に気密封止し
てモジュール化したものであり、そのため、外部雰囲気
の温度の影響を受け易い。従って、周囲温度が高いとき
には、LD素子の冷却が十分できず、LD素子温度は高
い方の限られた可変領域でしか使用できず、また、周囲
温度が低いときには、LD素子が冷え易く、LD素子温
度は低い方の限られた可変領域でしか使用できない。
However, the above-mentioned conventional device is an LD
The element and the thermoelectric cooling element are hermetically sealed in the same package to form a module, and are therefore easily affected by the temperature of the external atmosphere. Therefore, when the ambient temperature is high, the LD element cannot be sufficiently cooled, and the LD element temperature can be used only in the limited variable region of the higher temperature. Further, when the ambient temperature is low, the LD element easily cools, The element temperature can be used only in the lower variable region.

【0011】このように、従来装置は外気温度の影響を
受け易い構造のために、LD素子温度と周囲温度との間
に十分な温度差が得られず、LD素子の発振波長の可変
範囲や使用可能な周囲温度が制限されてしまうと云う問
題があった。
As described above, since the conventional device has a structure that is easily affected by the outside air temperature, a sufficient temperature difference cannot be obtained between the temperature of the LD element and the ambient temperature, and the variable range of the oscillation wavelength of the LD element and There is a problem that the usable ambient temperature is limited.

【0012】そこで、この発明の目的とするところは、
LD素子温度を周囲温度にかかわりなく、広い範囲で可
変させることができ、LD素子の発振波長の可変範囲の
自由度を向上させることができると共に、使用可能な周
囲温度の制限を受けることがないようにした波長可変光
源を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to
The temperature of the LD element can be varied in a wide range regardless of the ambient temperature, the degree of freedom of the variable range of the oscillation wavelength of the LD element can be improved, and the usable ambient temperature is not limited. It is to provide such a wavelength tunable light source.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、半導体レ
ーザ素子の温度を変化させることにより、発振レーザ光
の波長を可変させるようにした波長可変光源において、
上記半導体レーザ素子を収容するケースと、通電量に応
じた冷却・加熱作用を有し、上記半導体レーザ素子の温
度を制御するための第1の熱電子冷却素子と、上記半導
体レーザ素子の温度が所望の設定値になるように第1の
熱電子冷却素子の通電量を制御する第1の温度制御手段
と、通電量に応じた冷却・加熱作用を有し、上記ケース
の温度を制御する第2の熱電子冷却素子と、上記ケース
の温度が所望の設定値になるように上記第2の熱電子冷
却素子の通電量を制御する第2の温度制御手段とを具備
して構成する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, by changing the temperature of the semiconductor laser element, in the wavelength tunable light source capable of changing the wavelength of the oscillation laser light,
The temperature of the semiconductor laser element and the case for accommodating the semiconductor laser element, the first thermoelectric cooling element for controlling the temperature of the semiconductor laser element, which has a cooling / heating action according to the energization amount, A first temperature control means for controlling the energization amount of the first thermoelectric cooling element so as to obtain a desired set value, and a cooling / heating action according to the energization amount for controlling the temperature of the case. The thermoelectric cooling element No. 2 and the second temperature control means for controlling the energization amount of the second thermoelectric cooling element so that the temperature of the case becomes a desired set value.

【0014】また、上記ケースの最低温度は外部雰囲気
の湿度条件における露点以上にするよう制御する機能を
上記第2の温度制御手段に付加することを特徴とする。
このような構成の本装置は、ケース内に収容した半導体
レーザ素子の温度を、第1の熱電子冷却素子により制御
することで、半導体レーザ素子温度を変化させて発振レ
ーザ光の波長を変化させるが、第2の熱電子冷却素子お
よび第2の自動温度制御手段によって半導体レーザ素子
を収容したケースの温度を所望の値に制御することがで
きるようにしている。
The second temperature control means may be added with a function of controlling the minimum temperature of the case to be equal to or higher than the dew point in the humidity condition of the external atmosphere.
In the present device having such a configuration, the temperature of the semiconductor laser element housed in the case is controlled by the first thermoelectric cooling element to change the semiconductor laser element temperature and change the wavelength of the oscillated laser light. However, the temperature of the case housing the semiconductor laser device can be controlled to a desired value by the second thermoelectric cooling device and the second automatic temperature control means.

【0015】このように、本装置ではLDモジュールを
構成するケース全体を第2の熱電子冷却素子によって所
望の設定温度に制御することができ、LD素子(半導体
レーザ素子)温度はさらにケース内部に設けた第1の熱
電子冷却素子により所望の温度に制御するので、LD素
子温度と周囲温度との温度差を十分大きくすることが可
能となり、広い温度可変範囲を確保できるようになっ
て、十分に広い波長範囲や使用可能な温度範囲を得るこ
とができる。また、LDモジュールを構成するケースの
温度を使用する周囲の温度条件における露点以上に制御
するようにしているので、結露による第2の熱電子冷却
素子の劣化を招く心配もなく、十分な波長可変範囲を得
ることができる。
As described above, in the present apparatus, the entire case constituting the LD module can be controlled to the desired set temperature by the second thermoelectric cooling element, and the LD element (semiconductor laser element) temperature is further inside the case. Since the temperature is controlled to the desired temperature by the provided first thermoelectric cooling element, the temperature difference between the LD element temperature and the ambient temperature can be made sufficiently large, and a wide temperature variable range can be secured, which is sufficient. A wide wavelength range and usable temperature range can be obtained. In addition, since the temperature of the case that constitutes the LD module is controlled to be equal to or higher than the dew point under the ambient temperature conditions in which it is used, there is no fear of degrading the second thermoelectric cooling element and sufficient wavelength tunability. You can get a range.

【0016】従って、本発明によれば、LD素子温度を
周囲温度にかかわりなく、広い範囲で可変させることが
でき、LD素子の発振波長の可変範囲の自由度を向上さ
せることができると共に、使用可能な周囲温度の制限を
受けることがないようにした波長可変光源を提供するこ
とができる。
Therefore, according to the present invention, the temperature of the LD element can be varied over a wide range regardless of the ambient temperature, the degree of freedom of the variable range of the oscillation wavelength of the LD element can be improved, and the LD element can be used. It is possible to provide a wavelength tunable light source that is not restricted by possible ambient temperature.

【0017】[0017]

【発明の実施の態様】以下、図面を参照して本発明の実
施の態様について、説明する。 (装置の構成)図1は本発明の一例としての構成例を示
すブロック図である。図1において、1はLD(レーザ
・ダイオード)モジュールである。このLDモジュール
1は、レーザ光源となるLD(レーザ・ダイオード)素
子2と、このLD素子2の出力レーザ光をモニタするモ
ニタPD(フォトダイオード)3と、LD素子2の温度
を可変すべくこのLD素子2を冷却・加熱するための熱
電子冷却素子4と、LD素子2内の温度を検出するため
の温度センサ5とを気密封止されたケース1aに収容し
て構成している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Device Configuration) FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is an LD (laser diode) module. The LD module 1 includes an LD (laser diode) element 2 that serves as a laser light source, a monitor PD (photodiode) 3 that monitors the output laser light of the LD element 2, and a temperature that the LD element 2 can change. A thermoelectric cooling element 4 for cooling and heating the LD element 2 and a temperature sensor 5 for detecting the temperature inside the LD element 2 are housed in a hermetically sealed case 1a.

【0018】熱電子冷却素子4は通電により冷却・加熱
作用を呈する素子であり、従来のものと同じで良い。ま
た、6は自動温度制御回路であり、温度センサ5の検出
出力をもとにLD素子2内の温度(ケース1a内の温
度)が所要の温度となるように熱電子冷却素子4を通電
制御し、発振レーザ光の波長が所望の波長となるように
制御するものである。
The thermionic cooling element 4 is an element which exhibits a cooling / heating action when energized, and may be the same as a conventional one. Further, 6 is an automatic temperature control circuit, which energizes the thermoelectric cooling element 4 so that the temperature inside the LD element 2 (the temperature inside the case 1a) becomes a required temperature based on the detection output of the temperature sensor 5. However, the wavelength of the oscillated laser light is controlled to be a desired wavelength.

【0019】自動温度制御回路6は出力レーザ光の発振
波長の設定をすることのできる設定器6aを有してお
り、この設定器6aにより所望の波長を設定すると、そ
れに応じた温度基準値を得て、この基準値に対する温度
センサ5の検出出力を比較することで、LD素子2の温
度が所要の温度となるような通電量を熱電子冷却素子4
に与え、熱電子冷却素子4の冷却効果によってLD素子
2の温度を、目的の波長が得られる温度に制御する機能
を有する。
The automatic temperature control circuit 6 has a setting device 6a capable of setting the oscillation wavelength of the output laser light. When a desired wavelength is set by this setting device 6a, a temperature reference value corresponding to it is set. Then, by comparing the detection output of the temperature sensor 5 with the reference value, the energization amount that brings the temperature of the LD element 2 to the required temperature can be obtained.
And has a function of controlling the temperature of the LD element 2 to a temperature at which a target wavelength is obtained by the cooling effect of the thermoelectric cooling element 4.

【0020】本装置では、上述のLDモジュール1の外
側、つまり、ケース1aの外側に、当該ケース1aを冷
却・加熱するための十分大きな第2の熱電子冷却素子7
を取り付けてあり、また、この第2の熱電子冷却素子7
の温度を測定するために、当該熱電子冷却素子7には第
2の温度センサ8が取り付けてある。また、9は第2の
自動温度制御回路であり、第2の熱電子冷却素子7を冷
却・加熱制御するための回路である。
In the present apparatus, the second thermoelectric cooling element 7 that is large enough to cool and heat the case 1a is provided outside the LD module 1, that is, outside the case 1a.
Is attached to the second thermoelectric cooling element 7
A second temperature sensor 8 is attached to the thermoelectric cooling element 7 in order to measure the temperature. Further, 9 is a second automatic temperature control circuit, which is a circuit for controlling cooling / heating of the second thermoelectric cooling element 7.

【0021】第2の自動温度制御回路9は、第2の温度
センサ8の検出出力をもとにLDモジュール1の温度が
所要の温度となるように第2の熱電子冷却素子7を通電
制御するためのものである。
The second automatic temperature control circuit 9 controls the energization of the second thermoelectric cooling element 7 so that the temperature of the LD module 1 becomes a required temperature based on the detection output of the second temperature sensor 8. It is for doing.

【0022】そして、この第2の自動温度制御回路9は
第2の熱電子冷却素子7の温度を設定するための設定器
9aを有しており、この設定器9aにより所望の温度設
定をすると、それに応じた温度基準値を得て、この基準
値に対する第2の温度センサ8の検出出力を比較するこ
とで、第2の熱電子冷却素子7の温度が、設定器7aに
よる設定温度となるような通電量を第2の熱電子冷却素
子7に与え、熱電子冷却素子7の冷却・加熱作用を制御
する機能を有する。
The second automatic temperature control circuit 9 has a setting device 9a for setting the temperature of the second thermoelectric cooling element 7. When the desired temperature setting is made by the setting device 9a. By obtaining a temperature reference value corresponding thereto and comparing the detection output of the second temperature sensor 8 with this reference value, the temperature of the second thermoelectric cooling element 7 becomes the set temperature by the setter 7a. Such a power supply amount is applied to the second thermoelectric cooling element 7 to control the cooling / heating action of the thermoelectric cooling element 7.

【0023】なお、第2の熱電子冷却素子7は第1の熱
電子冷却素子4と同様な素子、例えば、ペルチェ素子等
により構成してある。 (本装置の作用)このような構成の本装置は、従来と同
様に、第1の自動温度制御回路6の設定器6aにて発振
させたいレーザ光の所望とする波長を設定する。そし
て、LD素子2に駆動入力を供給してレーザ光を発振さ
せる。LD素子2の出力はモニタPD素子3により検知
されてモニタされる。
The second thermoelectric cooling element 7 is composed of the same element as the first thermoelectric cooling element 4, for example, a Peltier element or the like. (Operation of the present device) In the present device having such a configuration, the desired wavelength of the laser beam to be oscillated is set by the setting device 6a of the first automatic temperature control circuit 6 as in the conventional case. Then, a drive input is supplied to the LD element 2 to oscillate laser light. The output of the LD element 2 is detected and monitored by the monitor PD element 3.

【0024】一方、LD素子2の温度は第1の温度セン
サ5により検知され、その検知出力は第1の自動温度制
御回路6に供給される。第1の自動温度制御回路6には
設定器6aの設定値に対応した基準値が与えられてお
り、従って、第1の自動温度制御回路6はこの基準値に
対する第1の温度センサ5の検知出力の差に対応した制
御出力を発生して第1の熱電子冷却素子4の通電量を制
御する。これにより、第1の熱電子冷却素子4は冷却・
加熱動作してLD素子2の温度が、設定器6aによる設
定波長となるような温度に、冷却・加熱することにな
る。
On the other hand, the temperature of the LD element 2 is detected by the first temperature sensor 5, and the detection output is supplied to the first automatic temperature control circuit 6. The first automatic temperature control circuit 6 is provided with a reference value corresponding to the set value of the setter 6a. Therefore, the first automatic temperature control circuit 6 detects the first temperature sensor 5 with respect to this reference value. A control output corresponding to the output difference is generated to control the energization amount of the first thermoelectric cooling element 4. As a result, the first thermoelectric cooling element 4 cools
When the heating operation is performed, the temperature of the LD element 2 is cooled / heated to a temperature at which the wavelength is set by the setting device 6a.

【0025】このように、第1の温度センサ5によりL
D素子2の温度を検知し、第1の自動温度制御回路6を
経て第1の熱電子冷却素子4を駆動することにより検知
した温度が、設定しようとする発振波長に対応する温度
になるように、LD素子2の温度を制御する。
In this way, the first temperature sensor 5 causes L
The temperature of the D element 2 is detected, and the temperature detected by driving the first thermoelectric cooling element 4 via the first automatic temperature control circuit 6 becomes the temperature corresponding to the oscillation wavelength to be set. Then, the temperature of the LD element 2 is controlled.

【0026】LD素子2の発振波長は温度に比例して変
化することから、第1の自動温度制御回路6の設定温度
を変化させることにより、LD素子2の発振波長を変化
させることができ、第1の自動温度制御回路6により、
所望の波長となるような温度にLD素子2の温度を制御
し、目的の波長のレーザ光を発振させる。
Since the oscillation wavelength of the LD element 2 changes in proportion to the temperature, the oscillation wavelength of the LD element 2 can be changed by changing the set temperature of the first automatic temperature control circuit 6. By the first automatic temperature control circuit 6,
The temperature of the LD element 2 is controlled to a temperature at which a desired wavelength is obtained, and laser light having a target wavelength is oscillated.

【0027】また、設定器9aよりLDモジュール1の
ケース温度を設定しておくと、LDモジュール1のケー
スの温度を制御できる。すなわち、第2の温度センサ8
がLDモジュール1のケースの温度を検知し、その検知
出力を第2の自動温度制御回路9に供給する。第2の自
動温度制御回路9には設定器9aの設定値に対応した基
準値が与えられているので、この第2の自動温度制御回
路9はこの基準値に対する第2の温度センサ8の検知出
力の差に対応した制御出力を発生して第2の熱電子冷却
素子7の通電量を制御する。これにより、第2の熱電子
冷却素子7はその通電量に対応した冷却・加熱動作をし
てLDモジュール1のケースを冷却・加熱し、設定温度
に保つことになる。
If the case temperature of the LD module 1 is set by the setter 9a, the temperature of the case of the LD module 1 can be controlled. That is, the second temperature sensor 8
Detects the temperature of the case of the LD module 1 and supplies the detected output to the second automatic temperature control circuit 9. Since the second automatic temperature control circuit 9 is provided with the reference value corresponding to the set value of the setter 9a, the second automatic temperature control circuit 9 detects the second temperature sensor 8 with respect to this reference value. A control output corresponding to the output difference is generated to control the energization amount of the second thermoelectric cooling element 7. As a result, the second thermoelectric cooling element 7 performs a cooling / heating operation corresponding to the energization amount thereof to cool / heat the case of the LD module 1 and maintain it at the set temperature.

【0028】このような構成によれば、LD素子温度と
周囲温度との温度差は第1の熱電子冷却素子4で到達で
きる温度差と、第2の熱電子冷却素子7で到達できる温
度差との和になるために、従来の可変可能な温度差に対
して、本発明では第2の熱電子冷却素子7で到達できる
温度差分だけ、範囲を広げることができるようになる。
According to this structure, the temperature difference between the LD element temperature and the ambient temperature can be reached by the first thermoelectric cooling element 4 and that by the second thermoelectric cooling element 7. Therefore, in the present invention, the range can be widened by the temperature difference that can be reached by the second thermoelectric cooling element 7, as compared with the conventional variable temperature difference.

【0029】また、LDモジュール1のケース1aの温
度を一定に制御すれば、LD素子温度の安定性を向上さ
せることができるようになる。このため、可変できる波
長範囲または使用可能な周囲温度範囲を拡大して、自由
度の高い波長可変光源とすることができるようになる。
Further, if the temperature of the case 1a of the LD module 1 is controlled to be constant, the stability of the LD element temperature can be improved. Therefore, it becomes possible to expand the tunable wavelength range or usable ambient temperature range to provide a wavelength tunable light source with a high degree of freedom.

【0030】例えば、第1の熱電子冷却素子4および第
2の熱電子冷却素子7の冷却能力が、ともに摂氏30度
であったとすると、従来例で述べた構成の波長可変光源
では周囲温度が摂氏60度の時、LD素子温度を摂氏3
0度までにしか冷却できなかったが、上述した本発明の
構成例によれば、0度まで冷却することができるように
なる。
For example, if the cooling capacities of the first thermionic cooling element 4 and the second thermionic cooling element 7 are both 30 degrees Celsius, the wavelength tunable light source having the structure described in the conventional example has an ambient temperature. When the temperature is 60 degrees Celsius, the LD element temperature is 3 degrees Celsius.
Although it could be cooled only to 0 degrees, according to the configuration example of the present invention described above, it becomes possible to cool to 0 degrees.

【0031】これは本発明においては、LD素子2内を
冷却することに加えて、LDモジュール1のケース自体
をも冷却する構成となっているので、外気温度がケース
1a内に及ぼす影響を抑えることができるようになるた
めである。この結果、波長可変範囲を2倍に広げること
ができる。
In the present invention, in addition to cooling the inside of the LD element 2, the case itself of the LD module 1 is also cooled, so that the influence of the outside temperature on the case 1a is suppressed. This is because you can do it. As a result, the variable wavelength range can be doubled.

【0032】また、LD素子温度を摂氏0度に設定した
い場合には、従来方式では周囲温度が摂氏30度でし
か、この光源を使用できなかったが、本発明によれば、
摂氏60度まで使用範囲、温度範囲を広げることができ
るようになる。そのために、本波長可変光源を高温の装
置に組み込む場合においても、十分な波長可変範囲を得
ることができ、また、夏場や気温の高い地域で使用する
にあたっても、常に十分な波長可変範囲を確保できるこ
とになる。
Further, when it is desired to set the LD element temperature to 0 degrees Celsius, in the conventional method, this light source can be used only when the ambient temperature is 30 degrees Celsius, but according to the present invention,
The range of use and temperature can be expanded up to 60 degrees Celsius. Therefore, a sufficient wavelength tunable range can be obtained even when this tunable light source is installed in a high-temperature device, and a sufficient tunable range is always ensured even when used in summer or high temperature areas. You can do it.

【0033】図2は周囲温度と飽和蒸気圧との関係を示
すグラフであって、図1の例で述べた構成の波長可変光
源において、第2の熱電子冷却素子7によってLDモジ
ュール1のケース1aを一定温度に制御する場合、第2
の熱電子冷却素子7の特性を劣化させない設定温度を求
める図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between ambient temperature and saturated vapor pressure. In the wavelength tunable light source having the structure described in the example of FIG. 1, the case of the LD module 1 by the second thermoelectric cooling element 7 is used. When controlling 1a to a constant temperature, the second
FIG. 7 is a diagram for obtaining a set temperature that does not deteriorate the characteristics of the thermoelectric cooling element 7.

【0034】図2において、横軸は周囲温度、縦軸はそ
の温度での飽和蒸気圧を示す。図中の斜線で示した領域
EXAは、本波長可変光源が使用される周囲温度および
湿度の環境例である。そして、図中のAは飽和蒸気圧曲
線を示しており、Tsはこの環境下での露点の最大温度
を示している。
In FIG. 2, the horizontal axis represents the ambient temperature and the vertical axis represents the saturated vapor pressure at that temperature. A shaded area EXA in the drawing is an example of an environment of ambient temperature and humidity in which the present wavelength tunable light source is used. A in the figure indicates a saturated vapor pressure curve, and Ts indicates the maximum temperature of the dew point under this environment.

【0035】LDモジュール1のケース1a内や、第2
の熱電子冷却素子7の冷却面の温度が、この露点Ts 以
下の温度になると結露が生じ、もしも第2の熱電子冷却
素子7が気密封止されていない場合には、第2の熱電子
冷却素子7は結露によって劣化を招くことになる。
In the case 1a of the LD module 1 and the second
When the temperature of the cooling surface of the thermionic cooling element 7 becomes a temperature below the dew point Ts, dew condensation occurs, and if the second thermionic cooling element 7 is not hermetically sealed, the second thermionic cooling element The cooling element 7 will deteriorate due to dew condensation.

【0036】従って、このような場合、例えば、領域E
XAのような露点Ts 以上温度範囲となるように第2の
熱電子冷却素子7を制御すれば、結露による熱電子冷却
素子の劣化を招くことなく、LDモジュール1のケース
温度を一定に制御することが可能となる。
Therefore, in such a case, for example, the area E
If the second thermoelectric cooling element 7 is controlled so as to be in a temperature range equal to or higher than the dew point Ts like XA, the case temperature of the LD module 1 is controlled to be constant without causing deterioration of the thermoelectric cooling element due to dew condensation. It becomes possible.

【0037】一方、この第2の熱電子冷却素子7による
制御温度を高い方にシフトさせてしまうと、LDモジュ
ール1のケース温度が上がることになり、LDモジュー
ル1のケース1a内に収められている第1の熱電子冷却
素子4による冷却範囲が狭まり、LD素子2の波長可変
範囲が狭められてしまう。
On the other hand, if the control temperature by the second thermoelectric cooling element 7 is shifted to the higher side, the case temperature of the LD module 1 will rise and it will be accommodated in the case 1a of the LD module 1. The cooling range of the first thermoelectric cooling element 4 is narrowed, and the variable wavelength range of the LD element 2 is narrowed.

【0038】このため、第2の熱電子冷却素子7の冷却
温度の最低値が、第2の自動温度制御回路9の制御偏差
分だけ、露点Ts より高い温度とするように制御するこ
とにより、結露による第2の熱電子冷却素子7の劣化を
招くことなく、しかも、十分な波長可変範囲を確保でき
るようになる波長可変光源を提供することができる。
Therefore, by controlling the minimum value of the cooling temperature of the second thermoelectric cooling element 7 to be a temperature higher than the dew point Ts by the control deviation of the second automatic temperature control circuit 9, It is possible to provide a wavelength tunable light source that can ensure a sufficient wavelength tunable range without causing deterioration of the second thermoelectric cooling element 7 due to dew condensation.

【0039】以上説明したように、本装置は密封ケース
内に第1の熱電子冷却素子と半導体レーザ素子を収容
し、第1の熱電子冷却素子を通電制御してケース内の半
導体レーザ素子を冷却して半導体レーザ素子の温度を制
御することにより、半導体レーザ素子の発振レーザ光の
波長を可変することができるようにした波長可変光源に
おいて、上記ケースを冷却・加熱するための第2の熱電
子冷却素子と、この第2の熱電子冷却素子の制御を行う
制御回路とを設けて構成したものであり、第2の熱電子
冷却素子により上記ケースを冷却・加熱することができ
るようにすると共に、ケース内部は第1の熱電子冷却素
子により冷却・加熱することができるようにして、半導
体レーザ素子(LD素子)に対する外部雰囲気の温度の
影響を抑えて、ケース内部の半導体レーザ素子の温度を
低くすることも容易となり、また、高くすることもでき
て、温度の可変範囲を広くすることができると共に、こ
れにより、外部環境に関係なくレーザ光の波長可変範囲
を広くすることができるようになる。
As described above, this apparatus accommodates the first thermoelectric cooling element and the semiconductor laser element in the sealed case, and controls the energization of the first thermoelectric cooling element to keep the semiconductor laser element in the case. In the wavelength tunable light source capable of varying the wavelength of the oscillation laser light of the semiconductor laser element by cooling and controlling the temperature of the semiconductor laser element, the second heat for cooling and heating the case The thermoelectric cooling element and a control circuit for controlling the second thermoelectric cooling element are provided, and the second thermoelectric cooling element can cool and heat the case. At the same time, the inside of the case can be cooled and heated by the first thermionic cooling element to suppress the influence of the temperature of the external atmosphere on the semiconductor laser element (LD element), The temperature of the internal semiconductor laser element can be easily lowered and raised, and the variable range of the temperature can be widened. As a result, the variable wavelength range of the laser light can be achieved regardless of the external environment. Will be able to widen.

【0040】また、このように、LD素子の発振波長可
変範囲や使用可能な周囲温度を拡大することが可能なば
かりでなく、これを信頼性を維持したままで十分な波長
可変範囲を確保できる利点がある。
As described above, not only can the oscillation wavelength variable range of the LD element and the usable ambient temperature be expanded, but also a sufficient wavelength variable range can be secured while maintaining reliability. There are advantages.

【0041】なお、本発明は上記し、かつ、図面に示す
例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得るものであり、例えば、上記例で
は第2の温度センサを第2の熱電子冷却素子に取り付け
る構成としたが、LDモジュールの外表面に取り付けて
温度検出するようにしても良いなど、種々変形して良
い。
The present invention is not limited to the examples described above and shown in the drawings, but can be appropriately modified and carried out within the scope not changing the gist of the present invention. Although the temperature sensor is attached to the second thermoelectric cooling element, the temperature sensor may be attached to the outer surface of the LD module to detect the temperature.

【0042】また、第2の熱電子冷却素子は上述の例で
は外部雰囲気に直に触れている構成としたが、気密封止
された構成を採用することもでき、この場合には結露す
る心配がないので、露点を考慮する必要がなくなり、一
層広い温度条件で利用できるようになる。また、モニタ
PDは光量を検出するものであるので、光量検出の機能
があれば良いことから、他の受光素子を利用することも
できる。
Further, although the second thermoelectric cooling element is constructed so as to be in direct contact with the external atmosphere in the above-mentioned example, it is also possible to adopt a hermetically sealed construction, in which case there is a risk of dew condensation. Therefore, it is not necessary to consider the dew point, and it can be used under a wider temperature condition. Further, since the monitor PD detects the light amount, it is sufficient that the monitor PD has a function of detecting the light amount, so that another light receiving element can be used.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、従来装
置が熱電子冷却素子とLD素子を同じパッケージに気密
封止したモジュール構成としていたために、外気温度の
影響をパッケージがもろに受け、熱電子冷却素子の冷却
・加熱能力の限界によってLD素子の温度と周囲温度と
の間に十分な温度差を与えることができず、LD素子の
発振レーザ光の可変波長範囲または使用可能な周囲温度
が限定されてしまうと云った欠点を除去すべく、熱電子
冷却素子とLD素子を同じパッケージに気密封止したモ
ジュールの外側に、当該モジュールをパッケージ外側か
ら冷却・加熱する熱電子冷却素子を設けてパッケージ外
部からも温度制御できるようにしたものであり、パッケ
ージ内のLD素子の温度と外部雰囲気温度との間に十分
な温度差を与えることができるようにしたものである。
As described in detail above, according to the present invention, since the conventional device has the module structure in which the thermoelectric cooling element and the LD element are hermetically sealed in the same package, the package is affected by the outside air temperature. Therefore, a sufficient temperature difference cannot be given between the temperature of the LD element and the ambient temperature due to the limit of the cooling / heating ability of the thermoelectric cooling element, and the variable wavelength range of the oscillation laser light of the LD element or usable In order to eliminate the drawback that the ambient temperature is limited, a thermoelectric cooling element for cooling and heating the module from the outside of the package is provided outside the module in which the thermoelectric cooling element and the LD element are hermetically sealed in the same package. Is provided so that the temperature can be controlled also from the outside of the package, and a sufficient temperature difference is provided between the temperature of the LD element inside the package and the external ambient temperature. In which it was to be able to bet.

【0044】従って、本発明によれば、LD素子温度を
周囲温度にかかわりなく、広い範囲で可変させることが
でき、LD素子の発振波長の可変範囲の自由度を向上さ
せることができると共に、使用可能な周囲温度の制限を
受けることがないようにした波長可変光源を提供するこ
とができる。
Therefore, according to the present invention, the temperature of the LD element can be varied in a wide range regardless of the ambient temperature, the degree of freedom of the variable range of the oscillation wavelength of the LD element can be improved, and the LD element can be used. It is possible to provide a wavelength tunable light source that is not restricted by possible ambient temperature.

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

【図1】本発明の一例としての全体構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration as an example of the present invention.

【図2】本発明装置の作用を説明するための図であっ
て、本発明の波長可変光源において、第2の熱電子冷却
素子によってLDモジュールのケースを一定温度に制御
する場合、第2の熱電子冷却素子の特性を劣化させない
設定温度を求める手法を説明するための図。
FIG. 2 is a view for explaining the operation of the device of the present invention, and in the variable wavelength light source of the present invention, when the case of the LD module is controlled to a constant temperature by the second thermoelectric cooling element, The figure for demonstrating the method of calculating | requiring the preset temperature which does not deteriorate the characteristic of a thermoelectric cooling element.

【図3】従来装置の構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…LD(レーザダイオード)モジュール 1a…LDモジュール1のケース 2…LD(レーザダイオード)素子 3…モニタPD(フォトダイオード)素子 4…第1の熱電子冷却素子 5…第1の温度センサ 6…第1の自動温度制御回路 7…第2の熱電子冷却素子 8…第2の温度センサ 9…第2の自動温度制御回路。 1 ... LD (laser diode) module 1a ... Case of LD module 1 ... LD (laser diode) element 3 ... Monitor PD (photodiode) element 4 ... First thermoelectric cooling element 5 ... First temperature sensor 6 ... 1st automatic temperature control circuit 7 ... 2nd thermoelectric cooling element 8 ... 2nd temperature sensor 9 ... 2nd automatic temperature control circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高平 仁 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国際 電信電話株式会社内 (72)発明者 山本 周 埼玉県上福岡市大原2丁目1番15号 国際 電信電話株式会社研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Jin Takahira, 2-3-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Kokusai Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor, Shu Yamamoto 2--15, Ohara, Kamifukuoka City, Saitama Prefecture No. Kokusai Telegraph and Telephone Corporation Laboratory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザ素子の温度を変化させるこ
とにより、発振レーザ光の波長を可変させるようにした
波長可変光源において、 上記半導体レーザ素子を収容するケースと、 通電量に応じた冷却・加熱作用を有し、上記半導体レー
ザ素子の温度を制御するための第1の熱電子冷却素子
と、 上記半導体レーザ素子の温度が所望の設定値になるよう
に第1の熱電子冷却素子の通電量を制御する第1の温度
制御手段と、 通電量に応じた冷却・加熱作用を有し、上記ケースの温
度を制御する第2の熱電子冷却素子と、 上記ケースの温度が所望の設定値になるように上記第2
の熱電子冷却素子の通電量を制御する第2の温度制御手
段と、を具備することを特徴とする波長可変光源。
1. A wavelength tunable light source in which the wavelength of an oscillated laser beam is tunable by changing the temperature of a semiconductor laser element, a case for housing the semiconductor laser element, and cooling / heating according to the amount of energization. A first thermionic cooling element for controlling the temperature of the semiconductor laser element, and an energization amount of the first thermionic cooling element so that the temperature of the semiconductor laser element reaches a desired set value. And a second thermoelectric cooling element for controlling the temperature of the case, which has a cooling / heating action according to the amount of energization, and a temperature of the case to a desired set value. To be the second above
2. A variable temperature light source, comprising: a second temperature control means for controlling the amount of electricity supplied to the thermoelectric cooling element.
【請求項2】 気密封止されたケース内に第1の熱電子
冷却素子と半導体レーザ素子を収容し、第1の熱電子冷
却素子を通電制御してケース内の半導体レーザ素子を冷
却して半導体レーザ素子の温度を制御することにより、
半導体レーザ素子の発振レーザ光の波長を可変させるよ
うにした波長可変光源において、 通電量に応じた冷却・加熱を行う機能を有し、上記ケー
スの外側を冷却・加熱するための第2の熱電子冷却素子
と、 上記ケースの温度が所要の温度になるよう、この第2の
熱電子冷却素子を制御する制御手段と、を設けて構成し
たことを特徴とする波長可変光源。
2. A first thermoelectric cooling element and a semiconductor laser element are housed in a hermetically sealed case, and the first thermoelectric cooling element is energized to cool the semiconductor laser element in the case. By controlling the temperature of the semiconductor laser device,
A wavelength tunable light source capable of varying the wavelength of oscillation laser light of a semiconductor laser device has a function of cooling / heating according to the amount of energization, and has a second heat for cooling / heating the outside of the case. A tunable light source, comprising: an electronic cooling element; and a control means for controlling the second thermoelectric cooling element so that the temperature of the case becomes a required temperature.
【請求項3】 上記ケースの温度または上記第2の熱電
子冷却素子の最低温度は、外部雰囲気の湿度条件におけ
る露点以上となるように上記第2の温度制御手段の最低
温度条件を設定したことを特徴とする請求項1または2
記載の波長可変光源。
3. The minimum temperature condition of the second temperature control means is set such that the temperature of the case or the minimum temperature of the second thermoelectric cooling element is equal to or higher than the dew point in the humidity condition of the external atmosphere. Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
The tunable light source described.
JP21475495A 1995-08-23 1995-08-23 Variable wavelength light source Pending JPH0964447A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21475495A JPH0964447A (en) 1995-08-23 1995-08-23 Variable wavelength light source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21475495A JPH0964447A (en) 1995-08-23 1995-08-23 Variable wavelength light source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0964447A true JPH0964447A (en) 1997-03-07

Family

ID=16661018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21475495A Pending JPH0964447A (en) 1995-08-23 1995-08-23 Variable wavelength light source

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0964447A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038242A (en) * 1998-02-12 2000-03-14 Fujitsu Limited Multiwavelength light source
JP2011108930A (en) * 2009-11-19 2011-06-02 Shimadzu Corp Laser-type gas analyzer using semiconductor laser element
GB2484486A (en) * 2010-10-12 2012-04-18 Oclaro Technology Ltd Component Temperature Control

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038242A (en) * 1998-02-12 2000-03-14 Fujitsu Limited Multiwavelength light source
JP2011108930A (en) * 2009-11-19 2011-06-02 Shimadzu Corp Laser-type gas analyzer using semiconductor laser element
GB2484486A (en) * 2010-10-12 2012-04-18 Oclaro Technology Ltd Component Temperature Control
US8707714B2 (en) 2010-10-12 2014-04-29 Nadhum Kadhum ZAYER Component temperature control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9806491B2 (en) Thermo-electric cooling system and method for cooling electronic devices
US8707714B2 (en) Component temperature control
US10693276B2 (en) Optical transmitter
US20110006124A1 (en) Temperature control method, temperature control apparatus, and optical device
WO2016029812A1 (en) Optical fiber grating demodulator and temperature control method thereof
KR20160146855A (en) Optical transmitter and method for controlling temperature of semiconductor laser
US6917634B2 (en) Diode-pumped solid-state laser oscillator
CN114447760B (en) Temperature control optical module and working method thereof
JPH0964447A (en) Variable wavelength light source
WO2019138795A1 (en) Light source for gas detector, and gas detector
US20030227694A1 (en) Laser diode module, laser diode device and optical transmitter incorporating the same
US7251261B2 (en) Temperature tuning the wavelength of a semiconductor laser using a variable thermal impedance
JP3750366B2 (en) Solid optical element mount cell
JP5070819B2 (en) Solid state laser equipment
JP5070820B2 (en) Solid state laser equipment
JPH088388B2 (en) Method and apparatus for stabilizing temperature of optical component
JPS6171689A (en) Semiconductor laser device
JPH0758416A (en) Laser diode cooling system
JP2006114774A (en) Wavelength stabilizing semiconductor laser equipment
US20100054286A1 (en) Semiconductor Diode Pumped Laser Using Heating-Only Power Stabilization
JP5087919B2 (en) Laser pointer using semiconductor laser pumped solid-state laser
JPH07273393A (en) Wavelength stabilizer
JP6299534B2 (en) Semiconductor laser pumped solid state laser device and laser beam output method
JPH0532917B2 (en)
JP5875251B2 (en) Manufacturing method of semiconductor laser pumped solid-state laser device