JPS6122679A - 半導体レ−ザの動作温度設定装置 - Google Patents
半導体レ−ザの動作温度設定装置Info
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- JPS6122679A JPS6122679A JP14400784A JP14400784A JPS6122679A JP S6122679 A JPS6122679 A JP S6122679A JP 14400784 A JP14400784 A JP 14400784A JP 14400784 A JP14400784 A JP 14400784A JP S6122679 A JPS6122679 A JP S6122679A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は半導体レーザ応用計測機器等の光源として使
用される半導体レーザの動作温度設定装置に関する。
用される半導体レーザの動作温度設定装置に関する。
（ロ）従来の技術
一般に、半導体レーザの光源として使用されるレーザダ
イオードは、周囲温度が変化すると、ある温度、温度で
出射パワーが太き（変化し、いわゆるモードホップが生
じ、そのままでは精密計測の光源として、使用すること
ができない。そのため温度調整装置で周囲温度を一定に
保つのが通常である。しかし、単に周囲温度を一定に保
つのみでは、たまたま、モードホップ点に温度が設定さ
れた場合に、やはり問題となる。
イオードは、周囲温度が変化すると、ある温度、温度で
出射パワーが太き（変化し、いわゆるモードホップが生
じ、そのままでは精密計測の光源として、使用すること
ができない。そのため温度調整装置で周囲温度を一定に
保つのが通常である。しかし、単に周囲温度を一定に保
つのみでは、たまたま、モードホップ点に温度が設定さ
れた場合に、やはり問題となる。
そこで、従来は、温度調整装置により、レーザダイオー
ドの周囲温度を順次変化して、出射されるレーザ光をレ
ンズを介して分光計で受け、これをペンレコーダに記録
し、得られる温度−ビーク波長特性より、モードホップ
する温度を知り、波長変化のない最適温度を知るか、温
度調整装置により、レーザダイオードの周囲温度を時間
とともに順次変化して、出射されるレーザ光を光センサ
で受け、その光パワーを光パワーメータで検出し、この
検出出力をペンレコーダに記録し、得られる時間−光パ
ワー特性よりモードホップする温度を知り、パワー変化
の生じない最適温度範囲を知るようにしている。
ドの周囲温度を順次変化して、出射されるレーザ光をレ
ンズを介して分光計で受け、これをペンレコーダに記録
し、得られる温度−ビーク波長特性より、モードホップ
する温度を知り、波長変化のない最適温度を知るか、温
度調整装置により、レーザダイオードの周囲温度を時間
とともに順次変化して、出射されるレーザ光を光センサ
で受け、その光パワーを光パワーメータで検出し、この
検出出力をペンレコーダに記録し、得られる時間−光パ
ワー特性よりモードホップする温度を知り、パワー変化
の生じない最適温度範囲を知るようにしている。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
上記従来技術では、最適温度を知るために、分光計等の
特別の機器設備を要し、これらを備えるとなると、コス
ト高となるし、また測定に時間がかかるという問題があ
った。
特別の機器設備を要し、これらを備えるとなると、コス
ト高となるし、また測定に時間がかかるという問題があ
った。
この発明は、特性にバラツキのある半導体レーザの各素
子に対し、操作が簡単で、短時間に最適温度を設定し得
る。しかもそのために特別の機器設備を必要としない半
導体レーザの動作温度設定装置を提供することを目的と
している。
子に対し、操作が簡単で、短時間に最適温度を設定し得
る。しかもそのために特別の機器設備を必要としない半
導体レーザの動作温度設定装置を提供することを目的と
している。
（ニ）問題点を解決するための手段
この発明の半導体レーザの動作温度設定装置は半導体レ
ーザ光源（１）と、この半導体レーザ光源の温度を変化
させ得る温度調整手段（３）と、前記半導体レーザ光源
よりの出射パワーを電気信号に変換する出射パワー検出
手段（４）と、この出射パワー検出手段の出力を微分す
る微分回路（５）と、この微分回路よりの微分パルスを
受け、次の微分パルスが入力されるまで積分を行う積分
回路（６）と、基準レベルを設定する基準レベル設定回
路（７）と、前記微分回路よりの微分パルスに応答して
、その時点の温度データを記憶する第１の温度記憶手段
（１１，１３）と、前記積分回路出力と前記基準レベル
設定回路の基準レベルを比較する比較回路（８）と、基
準レベルを積分回路出力が越えると、これを記憶する記
憶手段（９）と、この記憶手段の記憶状態下で、前記微
分パルスを受けると、その時点の温度データを記憶する
第２の温度記憶手段（１２，１４）と、前記第１の温度
記憶手段と第２の温度記憶手段に記憶される温度データ
に基づいて、半導体レーザ光源の動作温度を算出する演
算手段０〔とから構成されている。
ーザ光源（１）と、この半導体レーザ光源の温度を変化
させ得る温度調整手段（３）と、前記半導体レーザ光源
よりの出射パワーを電気信号に変換する出射パワー検出
手段（４）と、この出射パワー検出手段の出力を微分す
る微分回路（５）と、この微分回路よりの微分パルスを
受け、次の微分パルスが入力されるまで積分を行う積分
回路（６）と、基準レベルを設定する基準レベル設定回
路（７）と、前記微分回路よりの微分パルスに応答して
、その時点の温度データを記憶する第１の温度記憶手段
（１１，１３）と、前記積分回路出力と前記基準レベル
設定回路の基準レベルを比較する比較回路（８）と、基
準レベルを積分回路出力が越えると、これを記憶する記
憶手段（９）と、この記憶手段の記憶状態下で、前記微
分パルスを受けると、その時点の温度データを記憶する
第２の温度記憶手段（１２，１４）と、前記第１の温度
記憶手段と第２の温度記憶手段に記憶される温度データ
に基づいて、半導体レーザ光源の動作温度を算出する演
算手段０〔とから構成されている。
（ホ）作用
温度調整手段により、温度を連続的に変化させつつ、半
導体レーザ光源よりレーザ光を出射させると、その出射
パワーが出射パワー検出手段で検出される。出射パワー
検出手段出力は、モードホップ点で変化するので、微分
回路で微分すると、モードホップ点毎に微分パルスが得
られる。この微分パルスが出力する度に、その時点の温
度データが第１の記憶手段に記憶される。また、積分回
路で、微分パルスが入力されて、次の微分パルスが入力
されるまでの時間積分を行い、この積分出力と基準電圧
が比較回路で比較され、積分出力が基準電圧を越えると
、これを条件に、次の微分パルスの出力時に、その時点
の温度データが第２の温度記憶手段に記憶される。積分
出力が基準電圧を越えたことは、出射パワーが、所定温
度範囲以上、一定であったことを意味するものであり、
この場合に限り、第２め温度が記憶される。
導体レーザ光源よりレーザ光を出射させると、その出射
パワーが出射パワー検出手段で検出される。出射パワー
検出手段出力は、モードホップ点で変化するので、微分
回路で微分すると、モードホップ点毎に微分パルスが得
られる。この微分パルスが出力する度に、その時点の温
度データが第１の記憶手段に記憶される。また、積分回
路で、微分パルスが入力されて、次の微分パルスが入力
されるまでの時間積分を行い、この積分出力と基準電圧
が比較回路で比較され、積分出力が基準電圧を越えると
、これを条件に、次の微分パルスの出力時に、その時点
の温度データが第２の温度記憶手段に記憶される。積分
出力が基準電圧を越えたことは、出射パワーが、所定温
度範囲以上、一定であったことを意味するものであり、
この場合に限り、第２め温度が記憶される。
第１の温度記憶手段と第２の温度記憶手段には、出射パ
ワーが一定範囲の下限値と上限値が記憶されることにな
り、これら両温度により、演算手段で最適動作温度が算
出される。
ワーが一定範囲の下限値と上限値が記憶されることにな
り、これら両温度により、演算手段で最適動作温度が算
出される。
（へ）実施例
第１図は、この発明の１実施例を示す半導体レーザの動
作温度設定装置のブロック図である。
作温度設定装置のブロック図である。
同図において半導体レーザ光源（レーザダイオード）■
は、ＡＰＣ（自動パワー調整）回路２により、出射パワ
ーが一定となるように、構成されており、ホンプ点以外
は極めて安定な発光を行う。
は、ＡＰＣ（自動パワー調整）回路２により、出射パワ
ーが一定となるように、構成されており、ホンプ点以外
は極めて安定な発光を行う。
また温度調整回路３により、半導体レーザ光源１の温度
が調整できる。
が調整できる。
半導体レーザ光源１より、出射された光パワーはパワメ
ータ４で電気信号に変換され、出力される。パワメータ
４の出力は、微分回路５に入力され、微分されるように
なっている。微分回路５の出力すなわち微分パルスは、
積分回路６、ゲート回路１１及び１５に加えられている
。
ータ４で電気信号に変換され、出力される。パワメータ
４の出力は、微分回路５に入力され、微分されるように
なっている。微分回路５の出力すなわち微分パルスは、
積分回路６、ゲート回路１１及び１５に加えられている
。
積分回路６は、例えば、コンデンサと定電流回路と、ス
イッチを含み、微分パルスでスイッチをオンして、コン
デンサを放電させ、その後、定電流をコンデンサに流し
て充電しく積分）、次の微分パルスで、またスイッチを
オンし、コンデンサを放電させ、これを繰り返す。
イッチを含み、微分パルスでスイッチをオンして、コン
デンサを放電させ、その後、定電流をコンデンサに流し
て充電しく積分）、次の微分パルスで、またスイッチを
オンし、コンデンサを放電させ、これを繰り返す。
積分回路６の出力とＴＨＲレベル設定回路７の出力は、
比較回路８に入力され、積分出力とＴＨＲレベル（基準
電圧）が比較されるようになっており、積分出力がＴＨ
Ｒレベルより大になると“Ｈ”信号を出力する。
比較回路８に入力され、積分出力とＴＨＲレベル（基準
電圧）が比較されるようになっており、積分出力がＴＨ
Ｒレベルより大になると“Ｈ”信号を出力する。
比較回路８の出力で、フリップフロップ９がセントされ
るようになっており、このフリップフロップ９のセット
出力で、微分回路５より、ゲート回路１５の入力端に加
えられる微分パルスが、ゲート回路１５の出力端に導出
される。ゲート回路１５の出力は、フリップフロップ９
のリセント入力端に加えられるとともに、ゲート回路１
２、及び遅延回路１６に入力されている。
るようになっており、このフリップフロップ９のセット
出力で、微分回路５より、ゲート回路１５の入力端に加
えられる微分パルスが、ゲート回路１５の出力端に導出
される。ゲート回路１５の出力は、フリップフロップ９
のリセント入力端に加えられるとともに、ゲート回路１
２、及び遅延回路１６に入力されている。
温度調整回路３より、温度データ回路１０に導出される
温度データはゲート回路１１．１２を介して、それぞれ
メモリ１３．１４に記憶されるようになっている。
温度データはゲート回路１１．１２を介して、それぞれ
メモリ１３．１４に記憶されるようになっている。
ゲート回路１１は、微分回路５から入力される微分パル
スにより、ゲート回路１２は、ゲート回路１５から入力
される微分パルスにより、それぞれ開かれる。
スにより、ゲート回路１２は、ゲート回路１５から入力
される微分パルスにより、それぞれ開かれる。
メモリ１３．１４の記憶内容は、それぞれゲート回路１
７．１８を介して、平均値演算回路１９に加えられる。
７．１８を介して、平均値演算回路１９に加えられる。
ゲート回路１７．１８は遅延回路１６からのパルス信号
により開かれる。
により開かれる。
なお、上記ゲート回路１１．１２．１５．１７．１８は
いずれもアナログスイッチが使用されている。
いずれもアナログスイッチが使用されている。
平均値演算回路１９は、メモリ１３に記憶される温度と
メモリ１４に記憶される温度の平均値を算出するように
なっており、この算出された平均値が表示器２０に表示
されるようになっている。
メモリ１４に記憶される温度の平均値を算出するように
なっており、この算出された平均値が表示器２０に表示
されるようになっている。
次に、上記実施例動作温度設定装置の動作を説明する。
先ず、温度調整回路３の温度範囲をＴ１〜Ｔ２（第２図
ａ参照）とし、温度をＴ１からＴ２まで連続的に変化さ
せる。そして、半導体レーザ光源１より、光パワーを出
射させる。パワーメータ４より、出力される出射パワー
は、第２図すに示すようになるとする。この波形すにお
いて、温度Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５、
・・・でそれぞれレベル変化が生じており、これらの各
温度がホップ点である。この波形すの信号が、微分回路
５で、微分され、微分回路５の出力波形は第２図Ｃに示
す通りとなる。
ａ参照）とし、温度をＴ１からＴ２まで連続的に変化さ
せる。そして、半導体レーザ光源１より、光パワーを出
射させる。パワーメータ４より、出力される出射パワー
は、第２図すに示すようになるとする。この波形すにお
いて、温度Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５、
・・・でそれぞれレベル変化が生じており、これらの各
温度がホップ点である。この波形すの信号が、微分回路
５で、微分され、微分回路５の出力波形は第２図Ｃに示
す通りとなる。
微分回路５の出力のうち、最初のパルス、つまり温度Ｔ
ｌｌに対応するパルスで、積分回路６は積分動作を開始
する。そして、次のパルスが加えられるまでその動作を
継続する。次の微分パルス（温度Ｔ１２に対応）が加え
られると、積分回路６のコンデンサは放電し、再度開始
され、以後、微分パルスが入力される毎に積分動作が繰
り返される（第２図ｄ参照）。
ｌｌに対応するパルスで、積分回路６は積分動作を開始
する。そして、次のパルスが加えられるまでその動作を
継続する。次の微分パルス（温度Ｔ１２に対応）が加え
られると、積分回路６のコンデンサは放電し、再度開始
され、以後、微分パルスが入力される毎に積分動作が繰
り返される（第２図ｄ参照）。
また、微分回路５の微分パルスが出力される度に、ゲー
ト回路１１が開かれ、その時の温度データ（例えばＴｌ
ｌ、Ｔ１２、・・・）がメモリ１３に記憶される。
゛ 一方、積分回路６の出力とＴＨＲレベルが比較回路８で
比較されるが、出射パワーの平坦部の短いところ（例：
Ｔ１１〜Ｔ１２、Ｔ１３〜Ｔ１４、Ｔ１３〜Ｔ１４）で
は積分出力がＴＨＲレベルまで達しないので、比較回路
８に゛Ｈ″出力が導出れれない。しかし、出射パワーの
平坦部の長いところ（例：Ｔ１４〜Ｔ１５、Ｔ１５〜Ｔ
１６）では、積分出力がＴＨＲレベルを越える。そのた
め、その越えた時点で、比較回路８は“Ｈ”出力が導出
され、フリップフロップ９がセットされる。このセント
後に、微分回路５から微分パルス（例：Ｔ１５、Ｔ１６
に対応するパルス）が出力されると、この微分パルスが
ゲート回路１５の出力側に導出され、ゲート回路１２を
開くとともにゲート回路ＩＩを閉じる。これにより、そ
の時点の温度データ（例Ｔ１５、Ｔ１６、・・・）がメ
モリ１４に記憶される。また、ゲート回路１５の出力パ
ルスでフリップフロップ９がリセツトされる。さらに、
ゲート回路１６の出力パルスは遅延回路１６を介して、
若干の時間をおいて、ゲート回路１７．１８に加えられ
、これらのゲート回路を開く。そのためメモリ１３．１
゛４に記憶される温度データ（Ｔ１４、Ｔ１５）が平均
値演算回路１９に加えられ、Ｔ１４とＴ１５の返金値Ｔ
ａ１が算出される。そしてこの平均値が最適温度として
表示器２０に表示される。
ト回路１１が開かれ、その時の温度データ（例えばＴｌ
ｌ、Ｔ１２、・・・）がメモリ１３に記憶される。
゛ 一方、積分回路６の出力とＴＨＲレベルが比較回路８で
比較されるが、出射パワーの平坦部の短いところ（例：
Ｔ１１〜Ｔ１２、Ｔ１３〜Ｔ１４、Ｔ１３〜Ｔ１４）で
は積分出力がＴＨＲレベルまで達しないので、比較回路
８に゛Ｈ″出力が導出れれない。しかし、出射パワーの
平坦部の長いところ（例：Ｔ１４〜Ｔ１５、Ｔ１５〜Ｔ
１６）では、積分出力がＴＨＲレベルを越える。そのた
め、その越えた時点で、比較回路８は“Ｈ”出力が導出
され、フリップフロップ９がセットされる。このセント
後に、微分回路５から微分パルス（例：Ｔ１５、Ｔ１６
に対応するパルス）が出力されると、この微分パルスが
ゲート回路１５の出力側に導出され、ゲート回路１２を
開くとともにゲート回路ＩＩを閉じる。これにより、そ
の時点の温度データ（例Ｔ１５、Ｔ１６、・・・）がメ
モリ１４に記憶される。また、ゲート回路１５の出力パ
ルスでフリップフロップ９がリセツトされる。さらに、
ゲート回路１６の出力パルスは遅延回路１６を介して、
若干の時間をおいて、ゲート回路１７．１８に加えられ
、これらのゲート回路を開く。そのためメモリ１３．１
゛４に記憶される温度データ（Ｔ１４、Ｔ１５）が平均
値演算回路１９に加えられ、Ｔ１４とＴ１５の返金値Ｔ
ａ１が算出される。そしてこの平均値が最適温度として
表示器２０に表示される。
第２図に示すように、積分出力がＴＨＲレベルを越える
場合が複数ある場合には、複数の最適温度が表示器２０
に表示される。この最適温度が、動作設定温度として、
温度調整回路３に設定される。なお複数の最適温度のい
ずれを、動作設定温度として選定するかは、低い温度の
方が半導体素子にとって好都合であること、周囲温度に
合わせる等を考慮して決めればよい。
場合が複数ある場合には、複数の最適温度が表示器２０
に表示される。この最適温度が、動作設定温度として、
温度調整回路３に設定される。なお複数の最適温度のい
ずれを、動作設定温度として選定するかは、低い温度の
方が半導体素子にとって好都合であること、周囲温度に
合わせる等を考慮して決めればよい。
上記実施例において、最適温度は平均値で、算出してい
るが、他の適宜な算出式を用いて、求めてもよい。
るが、他の適宜な算出式を用いて、求めてもよい。
（ト）発明の効果
この発明は、電子回路的に、最適温度を求めるものであ
るから、分光度計やペンレコーダ等の特別機器が不要で
あり、安価に最適温度を求めることができる。また装置
自体が、各半導体レーザに対応して最適温度を自動的に
算出し得るものであるから、生産ライン上で、短時間に
動作設定温度を設定できる。
るから、分光度計やペンレコーダ等の特別機器が不要で
あり、安価に最適温度を求めることができる。また装置
自体が、各半導体レーザに対応して最適温度を自動的に
算出し得るものであるから、生産ライン上で、短時間に
動作設定温度を設定できる。
第１図は、この発明の１実施例を示す半導体レーザの動
作温度設定装置のブロック図、第２図は同装置の動作を
説明するための信号波形図である。
作温度設定装置のブロック図、第２図は同装置の動作を
説明するための信号波形図である。
Claims (1)
- （１）半導体レーザ光源と、この半導体レーザ光源の温
度を変化させ得る温度調整手段と、前記半導体レーザ光
源よりの出射パワーを電気信号に変換する出射パワー検
出手段と、この出射パワー検出手段の出力を微分する微
分回路と、この微分回路よりの微分パルスを受け、次の
微分パルスが入力されるまで積分を行う積分回路と、基
準レベルを設定する基準レベル設定回路と、前記微分回
路よりの微分パルスに応答して、その時点の温度データ
を記憶する第１の温度記憶手段と、前記積分回路出力と
前記基準レベル設定回路の基準レベルを比較する比較回
路と、基準レベルを積分回路出力が越えると、これを記
憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶状態下で、前記
微分パルスを受けると、その時点の温度データを記憶す
る第２の温度記憶手段と、前記第１の温度記憶手段と第
２の温度記憶手段に記憶される温度データに基づいて、
半導体レーザ光源の動作温度を算出する演算手段とから
なる半導体レーザの動作温度設定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14400784A JPS6122679A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 半導体レ−ザの動作温度設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14400784A JPS6122679A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 半導体レ−ザの動作温度設定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122679A true JPS6122679A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15352140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14400784A Pending JPS6122679A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 半導体レ−ザの動作温度設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010192528A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Anritsu Corp | 半導体光素子とそれを用いた波長掃引光源 |
-
1984
- 1984-07-10 JP JP14400784A patent/JPS6122679A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010192528A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Anritsu Corp | 半導体光素子とそれを用いた波長掃引光源 |
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