JPS63257285A - 半導体レーザーの放射波長および光パワーの制御または調節装置 - Google Patents

半導体レーザーの放射波長および光パワーの制御または調節装置

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JPS63257285A
JPS63257285A JP63073026A JP7302688A JPS63257285A JP S63257285 A JPS63257285 A JP S63257285A JP 63073026 A JP63073026 A JP 63073026A JP 7302688 A JP7302688 A JP 7302688A JP S63257285 A JPS63257285 A JP S63257285A
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ハンス、マーライン
ラインハルト、メルツ
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体レーザーの放射波長および放射光パ
ワーの制御または調節装置に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体レーザーダイオードの多数の応用の際に、たとえ
ば特に小さいチャネル間隔における波長多重化の際、光
周波数多重化の際または光へテロダイン受信の際に、安
定または調節可能な放射波長または一定の放射光パワー
を有するレーザーダイオードが必要である。
現在存在する横および縦モノモードのレーザーダイオー
ド、たとえばＤＦＢまたはＤＢＲレーザーでは、温度ド
リフト、しきい電流の変化および劣化により、たとえば
狭帯域の光フィルタとの共同作用の際に有害な放射波長
の小さいずれが惹起される。さらに光出力パワーが劣化
プロセスにより変化する。
従来、半導体レーザーの放射波長の安定化または調節は
、集積された光デバイスに適しておらずまた安定化度が
十分でない外部共振器および外部温度安定化を介して複
雑な装置によってのみ達成された。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、冒頭に記載した種類の装置を、集積光
デバイスとして構成し製造し得るように、また半導体レ
ーザーの放射波長および放射光パワーを同時に制御また
は調節し得るように構成することである。
〔課題を解決するための手段］ この課題は、本発明によれば、レーザーから放射される
光パワーが少なくとも部分的に光電的検出装置および波
長選択性光フイルタ装置に導かれ、また導かれたパワー
のフィルタ装置により反射または透過された部分が他の
光電的検出！Ｊｔに導かれることにより解決される。
〔発明の効果〕
本発明による装置では両光霊的検出装置および波長選択
性光フイルタ装置により同時にレーザーの放射光パワー
およびその放射波長が測定され、またそれにより半導体
レーザーの注入電流に対する２つの調節信号が得られる
。本発明による装置は特にモノリシック集積に適してい
る。これについては後でまた一層詳細に説明する。
〔実施態様〕
フィルタ装置が請求項２による透過曲線を有することは
好ましい。特定の波長範囲内の透過曲線の上昇および下
降が急峻であるほど、この放射波長は安定化し得る。な
ぜならば、傾斜が大きければ、レーザーの放射波長の小
さい変化により一方の光電的検出装置の信号電流の大き
い変化が生ずるからである。従って、放射波長が属する
特定の波長範囲にわたり透過曲線の急峻な上昇および（
または）下降を有する請求項２による装置はレーザーの
放射波長の安定化のために有利に使用可能である。
その際に請求項３により透過曲線が１つのピーク、好ま
しくは請求項４によるピークを有することは目的にかな
っている。このようなピークにより放射波長の非常に正
６１な安定化が達成される。
その際に、安定化すべき放射波長はピーク内またはその
両縁の１つの上に位置し得る。
請求項２ないし４の１つに記載の本発明による装置は光
周波数多重化またはヘテロゲイン受信のような半導体レ
ーザーの放射波長の調節のためにも使用可能である。こ
のような場合には、放射波長が属する特定の波長範囲内
の透過曲線のより平らな上昇および（または）下降がよ
り望ましい。
なぜならば、それにより一層大きい同調範囲が得られる
からである。その場合、同調範囲の大きさはレーザーの
同調特性により決定される。
本装置のフィルタ装置は請求項５に記載されているよう
に構成されていてよく、その際に特殊なフィルタ特性の
実現のために特に、導かれる光パワーの伝播方向に相前
後して配置された２つまたはそれ以上の個別の光フイル
タ要素から成る装置から成っているフィルタ装置が適し
ている。
フィルタ要素としてはブラッグ格子、共または逆方向性
結合器または干渉フィルタが適している（請求項６．９
または１０）。ブラッグ格子および共または逆方向性結
合器は装置の集積された構成に適しており、他方におい
て干渉フィルタの使用はこの装置のよりハイブリッドな
構成の際に考慮される。特殊なフィルタ特性の実現のた
めには、変化する格子定数を有する格子またはチャーブ
を有する格子（請求項７）も重要である。上記の同調範
囲の大きさは格子の長さにより影響され得る。
格子が短いほど、同調範囲は大きい。より大きい同調範
囲がチャープを存する格子によっても得られる。
フィルタ装置の透過曲線が鋭い透過最大を有し、また放
射波長の非常に正確な安定化を可能にする装置の実施例
は請求項８に示されている。
本発明による’Ａｌｌの同調範囲は、請求項１１により
複数個の並列に接続されたフィルタ装置が設けられるこ
とにより拡大され得る。その際にこの装置の特殊な実施
例は請求項１２および１３に示されている。
特にブラッグ格子および集積された構成を有する装置で
は、検出装置を請求項１４に従って配置しかつ構成する
ことが目的にかなっている。
このような装置が請求項１５に示されているように構成
されることは有利である。フィルタ装置で反射された光
パワーのレーザーへの反作用を避けるため、部分透過性
の検出装置が請求項１６によりそれに導かれたパワーの
９５％以上を吸収することは目的にかなっている。この
パワーの約９７％が吸収されれば、反射されかつレーザ
ーに反作用するパワーは３０ｄＢ以上減衰される。部分
透過性の検出装置がホトダイオードの形態で構成されて
いることは有利である。このようなダイオードの所望の
吸収はダイオードの吸収層の組成およびドーピングを介
して選択可能である。
請求項１４による装置は請求項１７に示されているよう
に構成されていてもよい。その際にフィルタ装置の透過
最大のなかで動作が行われ、たとえばレーザーの放射波
長が前記のピークのなかで安定化されることは有利であ
り、また検出装置はできるかぎり高い透過性を存するべ
きである。請求項１７による装置は、請求項１５または
１６による装置と反対に、出力パワーが取り出されるレ
ーザーの側に配置されている。
モノリシックな４ｉ積に適した本発明による有利な一！
装置が請求項１８に示されている。その際にこの装置を
請求項１９に示されているように構成することは目的に
かなっており、またその際に１つまたはそれ以上のフィ
ルタ装置またはフィルタ要素が前記のように特に集積に
適した請求項６ないし９の１つによる装置または要素で
あることは有利である。
本発明による装置、特に請求項１９による装置の有利な
実施例は請求項２０に示されており、この実施例は双方
向性波長多重化／デマルチプレクス装置を形成し、また
特に請求項２１による形態でモノリシックに集積可能で
ある。受信器検出装置の前に接続されているフィルタ装
置はレーザーの放射波長および放射光パワーの制御およ
び調節のための装置のフィルタ装置またはその１つと同
一の形式であってよい。たとえば、受信器検出装置の前
に接続されているフィルタ装置は他のフィルタ装置のよ
うにブラング格子であってよいが、その格子定数は、こ
れらの両透過曲線の間のずれが阻止帯域幅の半分だけ生
ずるように選ばれている。その場合、後でまた説明され
るように、レーザーの放射波長は受信器検出装置の前に
接続されているブラッグ格子の阻止帯域の中心に同調し
得る。両ブラッグ格子の温度ドリフトは、それらのレー
ザーに対する空間的間隔がほぼ同一の大きさに選ばれる
ならば、補償される。劣化に起因するレーザーの放射波
長の変化も同じく補償される。
レーザーの出力パワーおよび放１・１波長を調節するだ
めの調節回路を含んでいる本発明による装置のを利な実
施例は請求項２２から出発する。この調節回路は特に、
請求項２０または２１による装置の場合にレーザーの放
射波長を受信器検出装：〃の前に接続されているフィル
タ装置の阻止帯域の中心に同調させるのにも適している
。
：Ｊ４節回路の実施例に関する請求項２２による装置の
有利な実施例は請求項２３に示されている。
この実施例によれば、レーザーの動作点、従ってまたそ
の放射波長が変化し得る。この実施例は特に、同調範囲
がより大きい同調範囲にわたり整調されなければならな
い場合に望ましい。
前記の同調に対して追加的に簡単な粗同調も、請求項２
２または２３による装置において請求項２４に示されて
いる措置が講じられるならば、実現可能である。検出装
置の他方または少なくとも１つと調節増幅器との間にイ
ンバータを中間接続することにより、当該のフィルタ装
置の透過曲線の縁が交換され、またそれにより放射波長
が透過曲線の両縁の間隔だけ変更され得る。
特に言及すべきこととして、本発明による装置は、特に
請求項１日または１９による実施例では、ＩＩ［／Ｖ族
半導体の上に光デバイスを集積する技術により実現可能
である。このことは、光デバイスも電気的部分、特に請
求項２２ないし２４によるＵ４＃回路も共通に集積され
て［［／Ｖ族半導体の上に実現され得ることを意味する
。
〔実施例〕
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
第１図に示されている装置では、レーザーダイオードの
形態の半導体レーザーＬＤと、部分透過性に構成された
ホトダイオードの形態の一方の充電的検出袋ｆｉＰＤ１
と、ブラッグ格子の形態のフィルタ要素Ｆｅから成るフ
ィルタ装ｚＦＥと、ホトダイオードの形態の他方の光電
的検出袋ａ　Ｐ　Ｄ２とが１つの共通のストリップ導波
路ＷＬにより互いに接続されている。ストリップ導波路
ＷＬはｍｌＶ族半導体材汀からなる基板Ｓ上に構成され
ており、その上にＵＨ節回路から成る電気的部分を含め
て全装置が集積されている。
半導体レーザーＬＤはその出力パワーＩを両側に放射す
る。出力パワーｒのうち右方に送り出された部分■２は
部分透過性の一方の光電的検出装置ＰＤＩにより部分的
に吸収される。その電気的出力信号Ａは増幅器ｖｌを介
して半導体レーザーＬＤのパワー安定化のために使用さ
れる。
導かれた光パワーＩ２のうち部分透過性の一方の光電的
検出装置ＰＤＩを通過した部分■３はフィルタ装置ＦＥ
に達し、またそこで部分的に反射され、かつ部分的に透
過される。
光パワー１３のうちフィルタ装ｆｉＦＥを通過した部分
１３ｄは他方の検出装置ＰＤ２により検出される。
他方の検出装置ＰＤ２の電気的出力信号Ｂは調節増幅器
■２の一方の入力端Ｅ２に導かれる。一方の検出装置Ｐ
ＤＩの電気的出力信号Ａは増幅器■１の入力端のみでは
な（調節増幅器■２の他方の入力端Ｅ１にも導かれる。
調節増幅器■２は出力端Ｅ３に、調節増幅器Ｖ２の入力
端Ｅ２およびＥｌにおける両信号ＢおよびＡの比Ｂ／Ａ
に比例しておりまたレーザーＬＤの放射波長λｅの制御
のために使用される電気的出力信号Ｃを出力する。
第２図には、ブラッグ格子の形態のフィルタ要素Ｆｅか
ら構成されたフィルタ装置ＦＥのスペクトル透過曲線Ｔ
の一例が示されている。この曲線Ｔは波長範囲Ｂｅにわ
たり下降を示す。すなわち範囲Ｂｅにわたりフィルタの
透過能が特に範囲Ｂｅの左側限界における約１からこの
範囲の右側限界（同時にフィルタ要素の阻止範囲の左側
限界を形成する）における約Ｏまで波長の増大とともに
減少する。
レーザーＬＤおよびフィルタ装ＵＦＥは、レーザーＬＤ
の所望の放射波長λｅが透過曲線Ｔの範囲Ｂｅのなかに
位置するように選択する必要がある。放射波長λｅが透
過曲線Ｔの下降の傾斜が特に大きい点（第２図中で約０
．４５の透過能の点）に位置するように選択されること
は目的にかなっている。レーザーＬＤの所望の放射波長
λｅにおける透過曲線Ｔの大きい傾斜により、この波長
λｅの小さい変化に伴い一方の検出装置ＰＤ２のなかの
電流に大きな変化が生ずる。
第２図による透過曲線Ｔの大きい傾斜に基づいて範囲Ｂ
ｅのなかで０、Ｉｎｍの範囲内で０．０１．　ｎｍまで
の放射波長λｅの調節が可能である。たとえば透過曲線
Ｔでは０．０６　ｎ　ｍの波長間隔のなかで０．７から
０．２までの透過能の下降が行われる。
調節ループの動作点が１％まで安定化され得ると仮定す
ると、格子ＦＣのブラッグ波長に関してＩＯ″′までの
安定化が達成される。放射波長λｅの絶対的位置は、屈
折率および格子定数ａの双方の温度依存性により惹起さ
れる格子Ｆｅのブラッグ波長の温度ドリフトにより決定
される。
同一のメカニズムは特定のレーザー、たとえばＤＦＢお
よびＤＢＲレーザーに対してもみ亥当するけれども、純
粋に受動的な構成要素でははるかに容易に抑制し得ると
期待される。なぜならば、レーザーの能動的領域はより
強い温度変動にさらされており、またその屈折率はレー
ザーのポンプ状態にも関係するからである。
同調可能な半導体レーザーＬＤとしてはたとえばデュソ
タ（Ｄｕｔｔａ）他により説明された約０．２ｎｍの同
調範囲を有するＤＦＢレーザー（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ
、　Ｌｅｔｔ、　　４８　（１９８６）第１５０１頁参
照）または山口他により説明された４ｎｍの同調範囲を
有するＤＢＲレーザー（Ｅｌｒｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ
、”’　２１（１９８５）第６３頁参照）が適している
。
半導体レーザーＬＤとして通常のＤＦＢまたはＤＢＲレ
ーザーが使用されるならば、ダイオードの両電気的端子
は単一の端子に一括され得る。
ブラッグ格子Ｆｅで反射されたパワーＩ３ｒのレーザー
ＬＤへの反作用を避けるため、検出装置ＰＤＩは、レー
ザーＬＤ上に反射されたパワーが３０ｄＢ以上減衰され
るように、ストリップ導波路ＷＬ内に存在するパワーの
約９７％を吸収しなければならない。前記のように、ホ
トダイオードとして構成された部分透過性の検出装ＵＰ
ＤＩの所望の吸収はダイオードのジオメトリを介して、
またその吸収層の組成およびドーピングを介して選定可
能である。
単一のブラッグ格子Ｆｅの代わりに、直列に２つまたは
それ以上の格子を存する装置が選択されると、特殊なフ
ィルタ特性または透過曲線が実現され得る。レーザーＬ
Ｄの放射波長λｅの非常に正確な安定化が第３図による
フィルタ装置ＦＥにより可能である。このフィルタ装置
では２つのブラッグ格子ＦｅｌおよびＦｅ２が直列に配
置されており、それらの相互間隔ｄは、ストリップ導波
路ＷＬ内を導かれるモードの光路長さを基準にして、導
かれるパワーの半波長またはこの半波長の整数倍である
。これらの両ブラッグ格子はいわゆる位相跳躍を存する
格子を形成する。
このような位相跳躍を有する格子の透過曲線ＴＯは特定
の波長範囲Ｂｃ内に、第４図に原理的に示されているよ
うなピークｓｐの形態の透過最大を有する。
この場合、レーザーＬＤの動作点は透過最大のなか、ま
たはそのピークＳｐの両側、左側または右側に位置する
上昇または下降縁に位置し得る。
安定化が透過最大のなか、すなわちピークＳｐのなかで
行われ、また商い透過能を有する検出装置が利用される
と、レーザーの出力パワーは装置が位置している側から
取り出され得る。第１図による例では、このことは出力
パワーがストリップ導波路ＷＬから右方に他方の検出装
置ＰＤ２がら取り出されることを意味する。その場合、
半導体レーザーＬＤの左側は、そこから光パワーが出す
にレーザーＬＤのすべての光パワーが右方に放射される
ように、鏡面化され得る。
特殊なフィルタ特性はチャーブを有する格子によっても
実現され得る。第５図には、チャーブを有するブラ・ン
グ格子Ｆｅから成っており、格子定数ａがたとえば予め
定められた関数に従って変化するフィルタ装置ＦＥの一
例が概略平面図で示されている。
前記の装置の１つ、特に第１図による装置の１つの応用
例が第６図に示されている。この例は、共通の基板Ｓの
上に第１図による装置だけでなく受信部分ＥＴも集積さ
れている双方向性の波長多ｆｆｉ化／デマルチプレクス
−モジュール（ＷＤＭモジュール）を形成する。半導体
レーザーＬＤの出力パワー１１は伝送経路Ｕｓ上のスト
リップ導波路二叉ＷＬＺの一方の枝路ＺＷＩのなかに導
かれる。レーザーＬＤの波長λｅと異なる波長メａを有
する伝送経路Ｕｓから供給されたパワーＩ４は二叉ＷＬ
Ｚの他方の枝路ＺＷ２を経て受信器部分ＥＴに供給され
る。この受信器部分は受信器検出装置ＰＤ４と、その前
に接続されているフィルタ装置ＦＥ４とから成っており
、フィルタ装ｆｆＦＥ４は供給されたパワーＩ４の波長
λａは通過させるがレーザーＬＤの波長λｅは遮断する
ように構成されている。
フィルタ装ＷＦＥ４はフィルタ装置ＦＥのようにブラッ
グ格子から成っていてよいが、その格子定数ａ４は、こ
れらの両格子の透過曲線の間のずれが、レーザーＬＤの
安定化された放射波長λｅがフィルタ装置ＦＥ４の格子
の遮断帯域の中心に位置するように、遮断帯域幅の半分
だけ生ずるように選定される。両格子の温度ドリフトは
このモジュールでは、それらのレーザーＬＤに対する空
間的間隔がほぼ等しい大きさに選定されるならば、補償
され得る。レーザーＬＤの劣化により惹起される放射波
長λｅの変化も同じく補（Ｈされ得る。
第６図によるモジュールは、本件出願人の同日付で出願
された特許側（２）の明細書に記載されているモジュー
ルと等しい構成を有していてよい。そこに記載されてい
るモジュールがここで説明される第６図によるモジュー
ルと相違する点は、第６図中の半導体レーザーＬＤから
右方の雨検出装置ＰＤＩおよびＰＤ２ならびにフィルタ
ＦＢの代わりに単一のモニタ検出装置のみが設けられて
いることである。第６図による雨検出装置ＰＤ１および
ＰＤ２はそこに記載されているモニタ検出装置またはそ
こに記載されている（第６図中の受信器検出装置ＰＤ４
に相当する）受信器検出装置のように構成されていてよ
い。
光周波数多重化およびヘテロゲイン受信のために重要で
ある他の応用例は半導体レーザーの放射波長の調節であ
る。検出装ｒＩＩＰＤＩまたはＰＤ２の１つと調節増幅
器ｖ２との間に可変分圧器ＳＴを挿入することにより半
導体レーザーの動作点、従ってまた放射波長を変更し得
る。第７図および第８図には２つのこのような回路例が
示されている。
整調の場合には、第２図による透過曲線の場合にくらべ
てフィルタ装置ＦＥの透過曲線の同調範囲がより大きい
、従ってまた特定の波長範囲Ｂｅにわたる下降または上
昇がより平らであることがより望ましい。これはより短
い長さのブラッグ格子またはチャーブを存するブラッグ
格子により達成される。その場合、同調範囲の大きさは
レーザーＬＤの同調特性により決定される。
同調範囲は、多数の並列に接続されているフィルタ装置
ＦＥＩ、ＦＥ２、ＦＥ３が使用されるならば、一層太き
（され得る。第９図には、このような光集積デバイスの
実施例が平面図で示されている。図示されていない半導
体レーザーから放射されたパワーは少なくとも部分的に
一方の検出装置ＰＤ１のストリ・ンプｇ＃、波路ＷＬＯ
のなかに導かれる。一方の検出装置ＰＤＩから出たパワ
ーはストリップ導波路三叉により３つのストリップ導波
路ＷＬＩ、ＷＬ２、ＷＬ３に分配される。これらのスト
リップ導波路にはブラッグ格子Ｆｅｌ、Ｆｅ２およびＦ
ｅ３の形態のフィルタ装置ＦＥｘ、ＦＥ２またはＦＥ３
が配置されている。フィルタ装置ＦＥ１、ＦＥ２および
ＦＥ３を通過したパワーは当該のストリップ導波路ＷＬ
Ｉ、ＷＬ２、ＷＬ３を経てフィルタ装置にそれぞれ対応
付けられている他方の検出装置Ｐ　Ｄ　２１、ＰＤ２２
およびＰＤ２３に導かれる。
３つのブラング格子Ｆｅｌ、Ｆｅ２またはＦｅ３の格子
定数ａ１、Ｂ２またはＢ３は、波長の増大方向に相続き
かつ境を接しまたは重なり合う種々の波長範囲Ｂ１、Ｂ
２またはＢ３にわたる上昇または下降縁を示す種々の透
過曲線ＴＩ、］゛２またはＴ３（第１０図参照）を有す
るように選定される。１つの波長範囲から他の波長範囲
への切換は装置の電気的部分のなかでしきい値スイッチ
を介して行われ得る。
前記の微同調に対して追加的に、簡単な粗同調も、他方
の検出装置ＰＤ２と調節増幅器ｖ２との間に、たとえば
第８図中に示されているように、インバータＩＮＶが接
続されることにより実現可能である。それにより装置の
フィルタ装置の透過曲線の１つの上昇または下降縁が交
換され、また放射波長がレーザーの動作点のなかのｉ３
通過線の当該の縁の間隔だけ変更され得る。
前記の装置ではフィルタ装置はブラング格子により実現
されている。しかし、フィルタ装置は他の形式のフィル
タによっても実現され得る。集積された構成に対しては
共および逆方向の方向性結合器が適している。第１１図
および第１２図には、このような方向性結合器ＲＫ１、
ＲＫ２を有する第１図による装置が示されている。第１
１図中の方向性結合器ＲＫＩは、方向性結合器の結合区
間の一方の側で入射結合され、この結合区間の他方の側
で出射結合される共方向の方向性結合器である。第１２
図による方向性結合器ＲＫ２は、結合区間の入射結合さ
れる側で出射結合もされる逆方向の方向性結合器である
。このような方向性結合器は公知である。
よりハイブリッドな構成に対しては干渉フィルタの使用
も考えられる。第１３図には、このような干渉フィルタ
ＩＦを有する第１図による装置が示されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は調節回路を有する装置の概要平面図、第２図は
第１図による装置のフィルタ装置の透過曲線、第３図は
２つの直列に配置された位相跳躍を存するブラッグ格子
から成るフィルタ装置の平面図、第４図は第３図による
フィルタ装置のピークををする透過曲線、第５図はチャ
ーブを有するブラッグ格子の平面図、第６図は第１図に
よる装置により構成された波長多重化／デマルチプレク
ス装置の概要平面図、第７図は第１図による調節回路の
調節増幅器と一方の検出装置との間に可変分圧器が接続
されている場合の回路図、第８図は第１図によるｉＪ！
１節回路の調節増幅器と一方の検出装置との間に可変分
圧器およびインバータが接続されている場合の回路図、
第９図は同調範囲の拡大のために多数の並列フィルタ装
置を有する装置の実施例の概要平面図、第１０図は第９
図による実施例の重なり合った透過曲線、第１１図はフ
ィルタ装置として共方向の光方向性結合器を有する第１
図による装Ｕの実施例の概要平面図、第１２図はフィル
タ装置として逆方向の方向性結合器を有する第１図によ
る装置の実施例の概要平面図、第１３図はフィルタ装置
として干渉フィルタを有する第１図による装置の実施例
の概要平面図である。 Ａ−Ｃ・・・出力信号 ａ・・・格子定数 Ｂｅ、ＢＯ−８３−波長範囲 ｄ・・・間隔 ＦＥ、ＦＥＩ〜ＦＥ３・・・フィルタ装置Ｆｅ５Ｆｅｌ
〜Ｆｅ３・・・フィルタ要素■・・・放射光パワー ＩＦ・・・干渉フィルタ ＴＮＶ・・・インバータ ＬＤ・・・レーザー ＰＤＩ、ＰＤ２、ＰＤ２１〜ＰＤ２３・・・光電的検出
装置 ＲＫＩ、ＲＫ２・・・方向性結合器 Ｓ・・・基板 Ｓｐ・・・ピーク ＳＴ・・・分圧装置 Ｔ、Ｔｏ〜Ｔ３・・・透過曲線 ■１・・・増幅器 ■２・・・調節増幅器 ＷＬ、ＷＬＯ−ＷＬ３・・・光導波路 ＷＬＺ・・・導波路分岐 ＩＧ　Ｉ ＩＧ２ Ｉ０６

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）半導体レーザー（ＬＤ）の放射波長（λｅ）および
    放射光パワー（Ｉ）の制御または調節装置において、レ
    ーザー（ＬＤ）から放射される光パワー（Ｉ）が少なく
    とも部分的に光電的検出装置（ＰＤ１）および波長選択
    性光フィルタ装置（ＦＥ；ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ３）に
    導かれ、また導かれたパワー（Ｉ３；Ｉ３１、Ｉ３２、
    Ｉ３３）のフィルタ装置（ＦＥ；ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ
    ３）により反射または透過された部分が他の光電的検出
    装置（ＰＤ２；ＰＤ２１、ＰＤ２２、ＰＤ２３）に導か
    れることを特徴とする半導体レーザーの放射波長および
    光パワーの制御または調節装置。 ２）フィルタ装置（ＦＥ；ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ３）が
    、放射波長（λｅ）が属する特定の波長範囲（Ｂｅ；Ｂ
    ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）にわたり上昇および（または）
    下降を示す透過曲線（Ｔ；Ｔ０；Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）を
    有することを特徴とする請求項１記載の装置。 ３）透過曲線（Ｔ０）が特定の波長範囲（Ｂ０）のなか
    に１つのピーク（Ｓｐ）を有することを特徴とする請求
    項２記載の装置。 ４）ピーク（Ｓｐ）が少なくとも相対的な透過最大に相
    当することを特徴とする請求項３記載の装置。 ５）フィルタ装置（ＦＥ；ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ３）が
    単一の光フィルタ装置（Ｆｅ；Ｆｅ１、Ｆｅ２、Ｆｅ３
    ）、または導かれるパワー（Ｉ３；Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ
    ３３）の伝播方向に相前後して配置された２つ以上の個
    別の光フィルタ要素（Ｆｅ１、Ｆｅ２）から成る装置か
    ら成っていることを特徴とする請求項１ないし４の１つ
    に記載の装置。 ６）フィルタ要素（Ｆｅ；Ｆｅ１、Ｆｅ２、Ｆｅ３）が
    ブラッグ格子から成っていることを特徴とする請求項５
    記載の装置。 ７）ブラッグ格子（Ｆｅ）が変化する格子定数（ａ）を
    有することを特徴とする請求項６記載の装置。 ８）フィルタ装置（ＦＥ）がそれに導かれるパワー（Ｉ
    ３）の伝播方向に相前後して配置された２つブラッグ格
    子（Ｆｅ１、Ｆｅ２）を有し、これらのブラッグ格子が
    、導かれるパワー（Ｉ３）が通過する光路長さを基準に
    して、このパワーの半波長またはこの半波長の整数倍で
    ある間隔（ｄ）に互いに配置されていることを特徴とす
    る請求項４ないし７の１つに記載の装置。 ９）フィルタ装置（ＦＥ）またはフィルタ要素（Ｆｅ）
    が共または逆方向性結合器（ＲＫ１、ＲＫ２）から成っ
    ていることを特徴とする請求項１ないし８の１つに記載
    の装置。 １０）フィルタ装置（ＦＥ）またはフィルタ要素（Ｆｅ
    ）が干渉フィルタ（ＩＦ）から成っていることを特徴と
    する請求項１ないし９の１つに記載の装置。 １１）２つ以上のフィルタ装置（ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ
    ３）が並び合って配置され、それらにレーザー（ＬＤ）
    のパワー（Ｉ）の一部（Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ３３）が並
    列に導かれ、また各フィルタ装置（ＦＥ１、ＦＥ２、Ｆ
    Ｅ３）に各１つの他の検出装置（ＰＤ２１、ＰＤ２２、
    ＰＤ２３）が対応付けられており、これらにパワー（Ｉ
    ）の対応付けられている部分（Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ３３
    ）の当該のフィルタ装置（ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ３）に
    より反射または透過された部分（Ｉ３１ｄ、Ｉ３２ｄ、
    Ｉ３３ｄ）が導かれていることを特徴とする請求項１な
    いし１０の１つに記載の装置。 １２）フィルタ装置（ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ３）が、波
    長の増大方向に相続く種々の波長範囲（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ
    ３）にわたり上昇または下降線を示す種々の透過曲線（
    Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）を有することを特徴とする請求項１
    １記載の装置。 １３）種々の波長範囲（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）が互いに境
    を接しまたは重なり合っていることを特徴とする請求項
    １２記載の装置。 １４）レーザー（ＬＤ）の放射光パワー（Ｉ）が少なく
    とも部分的に部分透過性に構成された検出装置（ＰＤ１
    ）に導かれ、また光パワー（Ｉ）のこの検出装置（ＰＤ
    １）を通過した部分（１３）がフィルタ装置（ＦＥ；Ｆ
    Ｅ１、ＦＥ２、ＦＥ３）に導かれることを特徴とする請
    求項１ないし１３の１つに記載の装置。 １５）レーザー（ＬＤ）が放射光パワー（Ｉ）を２つの
    側に放射し、このパワーの一方の側に放射された部分（
    Ｉ１）は出力パワーとして取り出され、また他方の側に
    放射された部分（Ｉ２）はデバイスに導かれることを特
    徴とする請求項１ないし１４の１つに記載の装置、１６
    ）部分透過性の検出装置（ＰＤ１）が、それに導かれた
    パワー（Ｉ２）の９５％以上を吸収するように構成され
    ていることを特徴とする請求項１４または１５記載の装
    置。 １７）一方の検出装置（ＰＤ１）と他方の検出装置（Ｐ
    Ｄ２；ＰＤ２１、ＰＤ２２、ＰＤ２３）またはその１つ
    とが透過性に構成されており、またレーザー（ＬＤ）の
    出力パワーが透過性の他方の検出装置から取り出される
    ことを特徴とする請求項１４記載の装置。 １８）１つまたはそれ以上のフィルタ装置（ＦＥ；ＦＥ
    １、ＦＥ２、ＦＥ３）またはフィルタ要素（Ｆｅ；Ｆｅ
    １、Ｆｅ２、Ｆｅ３）および検出装置（ＰＤ１、ＰＤ２
    ；ＰＤ２１、ＰＤ２２、ＰＤ２３）に導かれた光パワー
    が１つまたはそれ以上の光導波路（ＷＬ；ＷＬ０、ＷＬ
    １、ＷＬ２、ＷＬ３）のなかへ導かれることを特徴とす
    る請求項１ないし１７の１つに記載の装置。 １９）半導体レーザー（ＬＤ）、１つまたはそれ以上の
    フィルタ装置（ＦＥ；ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ３）または
    フィルタ要素（Ｆｅ；Ｆｅ１、Ｆｅ２、Ｆｅ３）、ホト
    ダイオードの形態の検出装置（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ２
    １、ＰＤ２２、ＰＤ２３）およびストリップ導波路の形
    態の光導波路（ＷＬ；ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３
    ）が共通の基板（Ｓ）の上に集積されていることを特徴
    とする請求項１８記載の装置。 ２０）レーザー（ＬＤ）から取り出すべき出力パワー（
    Ｉ１）が導波路分岐（ＷＬＺ）の一方の枝路（ＺＷ１）
    のなかに導かれ、その他方の枝路（ＺＷ２）のなかでレ
    ーザー（ＬＤ）の放射波長（λｅ）と異なる波長（λａ
    ）を有する供給すべきパワー（Ｉ４）が受信器検出装置
    （ＰＤ４）に導かれ、この受信器検出装置の前に、供給
    すべきパワー（Ｉ４）の波長（λａ）は透過するが半導
    体レーザー（ＬＤ）の放射波長（λｅ）は遮断するフィ
    ルタ装置（ＦＥ４）が接続されていることを特徴とする
    請求項１ないし１９の１つに記載の装置。 ２１）導波路分岐（ＷＬＺ）がストリップ導波路二又か
    ら成っていることを特徴とする請求項１８記載の装置。 ２２）一方の検出装置（ＰＤ１）の出力信号（Ａ）がレ
    ーザー（ＬＤ）の放射光パワー（Ｉ）の制御または調節
    のために使用され、また一方および１つまたはそれ以上
    の他方の検出装置（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ２１、ＰＤ２
    ２、ＰＤ２３）の出力信号（Ａ、Ｂ）が調節増幅器（Ｖ
    ２）に導かれ、その出力信号（Ｃ）が導かれた信号（Ａ
    、Ｂ）の比に比例し、またレーザー（ＬＤ）の放射波長
    （λｅ）の制御のために使用されることを特徴とする請
    求項１ないし２１の１つに記載の装置。 ２３）検出装置（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ２１、ＰＤ２２
    、ＰＤ２３）の１つ（ＰＤ１、ＰＤ２）と調節増幅器（
    Ｖ２）との間に可変分圧装置（ＳＴ）が接続されている
    ことを特徴とする請求項２２記載の装置。 ２４）少なくとも１つの他方の検出装置（ＰＤ２、ＰＤ
    ２１、ＰＤ２２、ＰＤ２３）の１つ（ＰＤ１、ＰＤ２）
    と調節増幅器（Ｖ２）との間にインバータ（ＩＮＶ）が
    接続されることを特徴とする請求項２２または２３記載
    の装置。
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