(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の波長以外の波長での発振を抑制することが可能な波長可変レーザ装置の制御方法を提供する。【解決手段】利得領域と、前記利得領域と光結合されてなり、第１ヒータが設けられてなる反射領域と、を備える波長可変レーザ、および前記波長可変レーザが搭載され、前記波長可変レーザの温度を制御する熱電冷却器を備える波長可変レーザ装置の制御方法であって、所定の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップと、を有する波長可変レーザ装置の制御方法。【選択図】図５
2020004808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利得領域と、前記利得領域と光結合されてなり、第１ヒータが設けられてなる反射領域と、を備える波長可変レーザ、および前記波長可変レーザが搭載され、前記波長可変レーザの温度を制御する熱電冷却器を備える波長可変レーザ装置の制御方法であって、
所定の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、
前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、
前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップと、を有する波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項２】
前記反射領域は複数の前記第１ヒータを有するＣＳＧ−ＤＢＲであり、
前記複数の第１ヒータの制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップが行われる請求項１に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項３】
前記反射領域はＳＧ−ＤＢＲである請求項１に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項４】
前記利得領域はＳＧ−ＤＦＢである請求項１から３のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項５】
前記利得領域は、第２ヒータを有するＴＤＡ−ＤＦＢであり、
前記第１ヒータ、および前記熱電冷却器を駆動するステップにおいて前記第２ヒータを駆動し、
前記第１ヒータ、前記第２ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップを行う請求項１から３のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項６】
前記第１ヒータの制御値は、前記第１ヒータに供給される電力値である請求項１から５のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項７】
前記波長可変レーザ装置は、前記熱電冷却器に搭載された温度検知素子をさらに備え、
前記熱電冷却器の制御値は、前記熱電冷却器に供給される電力値であり、
前記熱電冷却器は、前記温度検知素子の検知結果に基づいて、制御されてなる請求項１から６のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項８】
前記第２ヒータの制御値は、前記第２ヒータに供給される電力値である請求項５に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項９】
前記波長可変レーザ装置は、前記波長可変レーザの出力波長を検知する波長ロッカ部をさらに備え、
前記熱電冷却器の制御値は、前記熱電冷却器に供給される電力値であり、前記熱電冷却器は、前記波長ロッカ部の検知結果に基づいて、制御されてなる請求項１から６のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【請求項１０】
利得領域と、前記利得領域と光結合され、かつ第１ヒータが設けられてなる反射領域と、を備える波長可変レーザ、および前記波長可変レーザが搭載され、前記波長可変レーザの温度を制御する熱電冷却器を備える波長可変レーザ装置の制御方法であって、
第１の波長に対応する第１の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、
前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、
前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップと、
前記波長可変レーザから前記第１の波長のレーザ光を出力するステップと、
レーザ光の波長を前記第１の波長から第２の波長に切り替える際に波長情報を取得するステップと、
前記波長可変レーザから前記第１の波長のレーザ光の出力を停止するステップと、
前記利得領域の駆動を停止するステップと、
前記第２の波長に対応する第２の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、
前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、
前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記第２の駆動条件に基づいて、前記利得領域を駆動するステップと、を有する波長可変レーザ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長可変レーザ装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学デバイスとしてレーザ発振に対する利得機能と波長選択機能とを備える波長可変レーザ装置が知られている（特許文献１など）。例えば、共振器内の光導波路に設けた回折格子などの光学的機能領域の屈折率を変化させることで、損失・反射および利得の波長特性を変化させ、発振波長を選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−０５６０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
波長選択のために、半導体レーザの温度を変化させることがある。例えば、反射スペクトルのピーク波長が周期的に分布するＳＧ−ＤＢＲ（Sampled Grating Distributed Bragg Reflector）領域を備える半導体レーザなどにおいて、光導波路の温度を変化させる。温度変化に伴う屈折率の変化により、波長選択が行われる。
【０００５】
しかしながら、温度が所定の範囲内となる前に、利得領域に電流が注入され、意図しない発振波長のレーザ光が出力される恐れがある。そこで、所望の波長以外の波長での発振を抑制することが可能な波長可変レーザ装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る波長可変レーザ装置の制御方法は、利得領域と、前記利得領域と光結合されてなり、第１ヒータが設けられてなる反射領域と、を備える波長可変レーザ、および前記波長可変レーザが搭載され、前記波長可変レーザの温度を制御する熱電冷却器を備える波長可変レーザ装置の制御方法であって、所定の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップと、を有するものである。
【０００７】
本発明に係る波長可変レーザ装置の制御方法は、利得領域と、前記利得領域と光結合され、かつ第１ヒータが設けられてなる反射領域と、を備える波長可変レーザ、および前記波長可変レーザが搭載され、前記波長可変レーザの温度を制御する熱電冷却器を備える波長可変レーザ装置の制御方法であって、第１の波長に対応する第１の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップと、前記波長可変レーザから前記第１の波長のレーザ光を出力するステップと、レーザ光の波長を前記第１の波長から第２の波長に切り替える際に波長情報を取得するステップと、前記波長可変レーザから前記第１の波長のレーザ光の出力を停止するステップと、前記利得領域の駆動を停止するステップと、前記第２の波長に対応する第２の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記第２の駆動条件に基づいて、前記利得領域を駆動するステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によれば、所望の波長以外の波長での発振を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は実施例１に係る波長可変レーザ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は実施例１における半導体レーザの全体構成を示す模式的断面図である。
【図３】図３は初期設定値およびフィードバック制御目標値を示す図である。
【図４】図４（ａ）はＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの反射スペクトルを示す図である。図４（ｂ）はＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの利得スペクトルを示す図である。図４（ｃ）は半導体レーザの発振波長を示す図である。
【図５】図５はコントローラが実行する制御を例示するフローチャートである。
【図６】図６はコントローラが実行する制御を例示するフローチャートである。
【図７】図７は実施例３における半導体レーザの全体構成を示す模式的断面図である。
【図８】図８はコントローラが実行する制御を例示するフローチャートである。
【図９】図９は実施例４における半導体レーザの全体構成を示す模式的断面図である。
【図１０】図１０はコントローラが実行する制御を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の一形態は、（１）利得領域と、前記利得領域と光結合されてなり、第１ヒータが設けられてなる反射領域と、を備える波長可変レーザ、および前記波長可変レーザが搭載され、前記波長可変レーザの温度を制御する熱電冷却器を備える波長可変レーザ装置の制御方法であって、所定の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップと、を有する波長可変レーザ装置の制御方法である。制御値が所定の範囲内となることで、利得領域および反射領域の温度が適切な範囲内となる。その後に利得領域が駆動することで、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（２）前記反射領域は複数の前記第１ヒータを有するＣＳＧ−ＤＢＲであり、前記複数の第１ヒータの制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップが行われてもよい。複数の第１ヒータを駆動することで、ＣＳＧ−ＤＢＲの温度が適切な範囲内となる。その後、利得領域が駆動するため、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（３）前記反射領域はＳＧ−ＤＢＲでもよい。ＳＧ−ＤＢＲの温度が適切な範囲内となることで、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（４）前記利得領域はＳＧ−ＤＦＢでもよい。熱電冷却器を駆動することで、ＳＧ−ＤＦＢの温度が適切な範囲内となる。その後、利得領域を駆動するため、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（５）前記利得領域は、第２ヒータを有するＴＤＡ−ＤＦＢであり、前記第１ヒータ、および前記熱電冷却器を駆動するステップにおいて前記第２ヒータを駆動し、前記第１ヒータ、前記第２ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップを行ってもよい。第１ヒータ、第２ヒータおよび熱電冷却器を駆動することで、ＴＤＡ−ＤＦＢおよび反射領域の温度が適切な範囲内となる。このため、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（６）前記第１ヒータの制御値は、前記第１ヒータに供給される電力値でもよい。電力値が所定範囲内となった後に利得領域を駆動することで、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（７）前記波長可変レーザ装置は、前記熱電冷却器に搭載された温度検知素子をさらに備え、前記熱電冷却器の制御値は、前記熱電冷却器に供給される電力値であり、前記熱電冷却器は、前記温度検知素子の検知結果に基づいて、制御されてもよい。温度が所定範囲内となった後に利得領域を駆動することで、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（８）前記第２ヒータの制御値は、前記第２ヒータに供給される電力値でもよい。電力値が所定範囲内となった後に利得領域を駆動することで、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（９）前記波長可変レーザ装置は、前記波長可変レーザの出力波長を検知する波長ロッカ部をさらに備え、前記熱電冷却器の制御値は、前記熱電冷却器に供給される電力値であり、前記熱電冷却器は、前記波長ロッカ部の検知結果に基づいて、制御されてもよい。これにより所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
（１０）利得領域と、前記利得領域と光結合され、かつ第１ヒータが設けられてなる反射領域と、を備える波長可変レーザ、および前記波長可変レーザが搭載され、前記波長可変レーザの温度を制御する熱電冷却器を備える波長可変レーザ装置の制御方法であって、第１の波長に対応する第１の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記利得領域を駆動するステップと、前記波長可変レーザから前記第１の波長のレーザ光を出力するステップと、レーザ光の波長を前記第１の波長から第２の波長に切り替える際に波長情報を取得するステップと、前記波長可変レーザから前記第１の波長のレーザ光の出力を停止するステップと、前記利得領域の駆動を停止するステップと、前記第２の波長に対応する第２の駆動条件に基づいて、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器を駆動するステップと、前記第１ヒータおよび前記熱電冷却器それぞれの制御値が所定の範囲内となったか否か判定するステップと、前記制御値が前記所定の範囲内となった後に、前記第２の駆動条件に基づいて、前記利得領域を駆動するステップと、を有する波長可変レーザ装置の制御方法である。これにより、所望の波長以外でのレーザ発振が抑制される。
【００１１】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る波長可変レーザ装置の制御方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【実施例１】
【００１２】
（波長可変レーザ装置）
図１は実施例１に係る波長可変レーザ装置１００の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、波長可変レーザ装置１００は、レーザデバイスとして、波長を制御可能な半導体レーザ３０（波長可変レーザ）を備えている。本実施例の半導体レーザ３０は、レーザ領域に連結してＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）となる領域が設けられている。ＳＯＡは、光出力制御部として機能する。ＳＯＡは光出力の強度を任意に増減させることができる。また光出力の強度を実質的にゼロに制御することもできる。さらに波長可変レーザ装置１００は、出力検知部４０、波長ロッカ部５０、メモリ６０、コントローラ７０などを備える。コントローラ７０は、波長可変レーザ装置１００の制御を行うものである。
【００１３】
（半導体レーザ）
図２は実施例１における半導体レーザ３０の全体構成を示す模式的断面図である。図２に示すように、半導体レーザ３０は、部分回折格子活性領域（ＳＧ−ＤＦＢ：Sampled Grating Distributed Feedback）Ａと、ＣＳＧ−ＤＢＲ（Chirped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector）領域Ｂと、ＳＯＡ領域Ｃとを備える。すなわち、半導体レーザ３０は、半導体構造内に波長選択ミラーを有するチューナブル半導体レーザ素子である。
【００１４】
一例として、半導体レーザ３０において、フロント側からリア側にかけて、ＳＯＡ領域Ｃ、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂがこの順に配置されている。ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａは、利得を有しサンプルドグレーティングを備える。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂは、利得を有さずにサンプルドグレーティングを備える。ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂが図１（ａ）のレーザ領域に相当し、ＳＯＡ領域Ｃが図１（ａ）のＳＯＡ領域に相当する。
【００１５】
ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａは、基板１上に、下クラッド層２、活性層３、上クラッド層６、コンタクト層７、および電極８が積層された構造を有する。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂは、基板１上に、下クラッド層２、光導波層４、上クラッド層６、絶縁膜９、および複数のヒータ１０（第１ヒータ）が積層された構造を有する。各ヒータ１０には、電源電極１１およびグランド電極１２が設けられている。ＳＯＡ領域Ｃは、基板１上に、下クラッド層２、光増幅層１９、上クラッド層６、コンタクト層２０、および電極２１が積層された構造を有する。
【００１６】
ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域ＢおよびＳＯＡ領域Ｃにおいて、基板１、下クラッド層２、および上クラッド層６は、一体的に形成されている。活性層３、光導波層４、および光増幅層１９は、同一面上に形成されている。ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡとＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂとの境界は、活性層３と光導波層４との境界と対応している。
【００１７】
ＳＯＡ領域Ｃ側における基板１、下クラッド層２、光増幅層１９および上クラッド層６の端面には、端面膜１６が形成されている。本実施例では、端面膜１６は無反射（ＡＲ：Anti Reflection）膜である。端面膜１６は、半導体レーザ３０のフロント側端面として機能する。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ側における基板１、下クラッド層２、光導波層４、および上クラッド層６の端面には、端面膜１７が形成されている。本実施例では、端面膜１７はＡＲ膜である。端面膜１７は、半導体レーザ３０のリア側端面として機能する。
【００１８】
基板１は、例えば、ｎ型ＩｎＰからなる結晶基板である。下クラッド層２はｎ型、上クラッド層６はｐ型であり、それぞれ例えばＩｎＰによって構成される。下クラッド層２および上クラッド層６は、活性層３、光導波層４、および光増幅層１９を上下で光閉込めしている。
【００１９】
活性層３は、利得を有する半導体により構成されている。活性層３は、例えば量子井戸構造を有しており、例えばＧａ０．３２Ｉｎ０．６８Ａｓ０．９２Ｐ０．０８（厚さ５ｎｍ）からなる井戸層と、Ｇａ０．２２Ｉｎ０．７８Ａｓ０．４７Ｐ０．５３（厚さ１０ｎｍ）からなる障壁層が交互に積層された構造を有する。光導波層４は、例えばバルク半導体層で構成することができ、例えばＧａ０．２２Ｉｎ０．７８Ａｓ０．４７Ｐ０．５３によって構成することができる。本実施例においては、光導波層４は、活性層３よりも大きいエネルギギャップを有する。
【００２０】
光増幅層１９は、電極２１からの電流注入によって利得が与えられ、それによって光増幅をなす領域である。光増幅層１９は、例えば量子井戸構造で構成することができ、例えばＧａ０．３５Ｉｎ０．６５Ａｓ０．９９Ｐ０．０１（厚さ５ｎｍ）の井戸層とＧａ０．１５Ｉｎ０．８５Ａｓ０．３２Ｐ０．６８（厚さ１０ｎｍ）の障壁層が交互に積層された構造とすることができる。また、他の構造として、例えばＧａ０．４４Ｉｎ０．５６Ａｓ０．９５Ｐ０．０５からなるバルク半導体を採用することもできる。なお、光増幅層１９と活性層３とを同じ材料で構成することもできる。
【００２１】
コンタクト層７および２０は、例えばｐ型Ｇａ０．４７Ｉｎ０．５３Ａｓ結晶によって構成することができる。絶縁膜９は、窒化シリコン膜（ＳｉＮ）または酸化シリコン膜（ＳｉＯ）からなる保護膜である。ヒータ１０は、チタンタングステン（ＴｉＷ）で構成された薄膜抵抗体である。ヒータ１０のそれぞれは、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの複数のセグメントにまたがって形成されていてもよい。
【００２２】
電極８および２１、電源電極１１およびグランド電極１２は、金（Ａｕ）等の導電性材料からなる。基板１の下部には、裏面電極１５が形成されている。裏面電極１５は、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域ＢおよびＳＯＡ領域Ｃにまたがって形成されている。
【００２３】
端面膜１６および端面膜１７は、１．０％以下の反射率を有するＡＲ膜であり、実質的にその端面が無反射となる特性を有する。ＡＲ膜は、例えばＭｇＦ２およびＴｉＯＮからなる誘電体膜で構成することができる。なお、本実施例ではレーザ素子の両端がＡＲ膜であったが、端面膜１７を有意の反射率を持つ反射膜で構成する場合もある。図２における端面膜１７に接する半導体に光吸収層を備えた構造を設けた場合、端面膜１７に有意の反射率を持たせることで、端面膜１７から外部に漏洩する光出力を抑制することができる。有意の反射率としては、たとえば１０％以上の反射率である。なお、ここで反射率とは、半導体レーザ内部に対する反射率を指す。
【００２４】
回折格子（コルゲーション）１８は、ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの下クラッド層２に所定の間隔を空けて複数箇所に形成されている。それにより、ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂにサンプルドグレーティングが形成される。ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂにおいて、下クラッド層２に複数のセグメントが設けられている。ここでセグメントとは、回折格子１８が設けられている回折格子部と回折格子１８が設けられていないスペース部とが１つずつ連続する領域のことをいう。すなわち、セグメントとは、両端が回折格子部によって挟まれたスペース部と回折格子部とが連結された領域のことをいう。回折格子１８は、下クラッド層２とは異なる屈折率の材料で構成されている。下クラッド層２がＩｎＰの場合、回折格子を構成する材料として、例えばＧａ０．２２Ｉｎ０．７８Ａｓ０．４７Ｐ０．５３を用いることができる。
【００２５】
回折格子１８は、２光束干渉露光法を使用したパターニングにより形成することができる。回折格子１８の間に位置するスペース部は、回折格子１８のパターンをレジストに露光した後、スペース部に相当する位置に再度露光を施すことで実現できる。ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａにおける回折格子１８のピッチと、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂにおける回折格子１８のピッチとは、同一でもよく、異なっていてもよい。本実施例においては、一例として、両ピッチは同一に設定してある。また、各セグメントにおいて、回折格子１８は同じ長さを有していてもよく、異なる長さを有していてもよい。また、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの各回折格子１８が同じ長さを有し、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの各回折格子１８が同じ長さを有し、ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡとＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂとで回折格子１８の長さが異なっていてもよい。
【００２６】
ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａにおいては、各セグメントの光学長が実質的に同一となっている。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂにおいては、少なくとも２つのセグメントの光学長が、互いに異なって形成されている。それにより、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの波長特性のピーク同士の強度は、波長依存性を有するようになる。ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａのセグメントの平均光学長とＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂのセグメントの平均光学長は異なっている。このように、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ内のセグメントおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂのセグメントが半導体レーザ３０内においてレーザ領域（共振器）を構成する。
【００２７】
ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂそれぞれの内部においては、反射した光が互いに干渉する。ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａには活性層３が設けられており、キャリア注入されると、ピーク強度がほぼ揃った、所定の波長間隔を有する離散的な利得スペクトルが生成される。また、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂにおいては、ピーク強度が異なる、所定の波長間隔を有する離散的な反射スペクトルが生成される。ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂにおける波長特性のピーク波長の間隔は異なっている。これら波長特性の組み合わせによって生じるバーニア効果を利用して、発振条件を満たす波長を選択することができる。
【００２８】
図１に示すように、半導体レーザ３０は、第１温度制御装置３１上に配置されている。第１温度制御装置３１（熱電冷却器）は、ペルチェ素子を含み、ＴＥＣ（Thermoelectric cooler）として機能する。第１サーミスタ３２は、第１温度制御装置３１上に配置されている。第１サーミスタ３２は、第１温度制御装置３１の温度を検出する。第１サーミスタ３２の検出温度に基づいて、半導体レーザ３０の温度を特定することができる。
【００２９】
図１の波長可変レーザ装置１００はフロントロッカタイプであり、出力検知部４０および波長ロッカ部５０は半導体レーザ３０のフロント側に配置されている。波長ロッカ部５０を半導体レーザ３０のリア側に配置し、波長可変レーザ装置１００をリアロッカタイプとしてもよい。
【００３０】
出力検知部４０は、ビームスプリッタ４１および第１受光素子４２を備える。波長ロッカ部５０は、ビームスプリッタ５１、エタロン５３、第２温度制御装置５４、第２受光素子５５、および第２サーミスタ５６を備える。
【００３１】
ビームスプリッタ５１は、半導体レーザ３０のフロント側からの出力光を分岐する位置に配置されている。ビームスプリッタ４１は、ビープスプリッタ５１で分岐された光の一方を、さらに分岐する位置に配置されている。第１受光素子４２は、ビームスプリッタ４１によって分岐された光の一方を受光する位置に配置されている。
【００３２】
エタロン５３は、入射光の波長に応じて透過率が周期的に変化する特性を有する。本実施例においては、エタロン５３として固定エタロン（ソリッドエタロン）を用いる。なお、固定エタロンの当該周期的な波長特性は、温度が変化することによって変化する。エタロン５３は、ビームスプリッタ５１によって分岐された２つの光の他方を透過する位置に配置されている。また、エタロン５３は、第２温度制御装置５４上に配置されている。第２温度制御装置５４は、ペルチェ素子を含み、ＴＥＣとして機能する。
【００３３】
第２受光素子５５は、エタロン５３を透過した透過光を受光する位置に配置されている。すなわち、エタロン５３を透過していない光を第１受光素子４２で受光し、エタロン５３を透過した光を第２受光素子５５で受光する。第２サーミスタ５６は、エタロン５３の温度を特定するために設けられている。第２サーミスタ５６は、例えば第２温度制御装置５４上に配置されている。本実施例では、第２温度制御装置５４の温度を第２サーミスタ５６で検出することで、エタロン５３の温度を特定している。なお、エタロン５３の温度は、ある温度範囲に入っていればよく、第１温度制御装置３１上に配置されていてもよい。
【００３４】
メモリ６０は、書き換え可能な記憶装置であり、書き換え可能な記憶装置を用いる。書き換え可能な記憶装置としては、典型的にはフラッシュメモリが挙げられる。コントローラ７０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、電源などを備える。ＲＡＭは、中央演算処理装置が実行するプログラム、中央演算処理装置が処理するデータなどを一時的に記憶するメモリである。
【００３５】
メモリ６０は、波長可変レーザ装置１００の各部の初期設定値およびフィードバック制御目標値を各チャネルに対応させて記憶している。図３で後述するチャネルとは、半導体レーザ３０の各発振波長に対応する番号である。例えば、各チャネルは、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）により定められたグリット波長に対応する。
【００３６】
（レーザ発振）
図３は初期設定値およびフィードバック制御目標値を示す図である。図３に示すように、上記初期設定値は、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの電極８に供給される初期電流値ＩＬＤ、ＳＯＡ領域Ｃの電極２１に供給される初期電流値ＩＳＯＡ、半導体レーザ３０の初期温度値ＴＬＤ、エタロン５３の初期温度値ＴＥｔａｌｏｎ、および各ヒータ１０に供給される初期電力値ＰＨｅａｔｅｒ１〜ＰＨｅａｔｅｒ３を含む。これら初期設定値は、発振波長に対応したチャネルごとに定められている。上記フィードバック制御目標値は、コントローラ７０のフィードバック制御を行う際の目標値である。フィードバック制御目標値は、第１受光素子４２が出力する光電流の目標値Ｉｍ１、および第２受光素子５５が出力する光電流Ｉｍ２とＩｍ１との比の目標値Ｉｍ２／Ｉｍ１を含む。制御目標値もチャネルごとに定められている。なお、これらの各値は、波長可変レーザ装置１００の出荷前に、波長計を使ったチューニングによって個体ごとに取得される。
【００３７】
続いて、図１〜図３を参照しつつ、グリット波長のいずれかを出力するための波長可変レーザ装置１００の動作について説明する。まず、コントローラ７０は、外部から要求チャネルの情報を取得する。コントローラ７０は、要求チャネルの情報に基づいて、メモリ６０から要求チャネルに応じた初期設定値およびフィードバック制御目標値を取得して、内蔵されたＲＡＭに読み出す。コントローラ７０は、半導体レーザ３０の電極８に、チャネルに対応する初期電流値ＩＬＤに応じた電流を供給する。
【００３８】
また、コントローラ７０は、チャネルに対応する初期温度値ＴＬＤが実現されるように、第１温度制御装置３１に電力を供給する。それにより、半導体レーザ３０の温度が初期値に制御される。また、コントローラ７０は、各ヒータ１０に、チャネルに対応する初期電力値ＰＨｅａｔｅｒ１〜ＰＨｅａｔｅｒ３の電力を供給する。それにより、各ヒータ１０にそれぞれ所定の温度で発熱させることができる。ヒータ１０に供給する電力の制御によりＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの各セグメントの温度を制御し、各セグメントの等価屈折率を変化させる。これにより、セグメントの反射特性が変化する。
【００３９】
第１温度制御装置３１による温度制御および各ヒータ１０による温度制御により、半導体レーザ３０は、要求チャネルに対応するグリット波長での発振条件に設定される。また、コントローラ７０は、ＳＯＡ領域Ｃの電極２１に、チャネルに対応する初期電流値ＩＳＯＡの電流を供給する。それにより、半導体レーザ３０のフロントから出力されるレーザ光の光強度を初期値に制御することができる。このように設定された各初期値に基づき、半導体レーザ３０はレーザ発振する。ただし、この状態では選択されたグリット波長に一致していること、あるいは所定の出力光強度が実現されていることを保証できるとは限らない。このため、波長および出力光強度のフィードバック制御が実施される。なお、要求波長がグリッド波長でない場合であっても、コントローラ７０は、チャネル（グリッド波長）に対応する初期設定値から要求波長（グリッドレス波長）の設定値を演算して求めることができる。このように要求波長がグリッド波長でない場合であっても、要求波長で発振させることができる。また、チャネルがグリッド波長でなくてもよい。チャネル自体がグリッドレス波長で設定されていてもよい。
【００４０】
このようなフィードバック制御のためにコントローラ７０は、自動出力制御（ＡＰＣ：Auto Power Control）および自動波長制御（ＡＦＣ：Auto Frequency Control）を行う。具体的には、コントローラ７０は、自動出力制御として、第１受光素子４２が出力する光電流値がチャネルに対応する目標値Ｉｍ１となるように、ＳＯＡ領域Ｃの電極２１に供給する電流ＩＳＯＡをフィードバック制御する。これにより、半導体レーザ３０の出力光強度がチャネルに対応する所望の値に制御される。また、コントローラ７０は、自動波長制御として、光電流Ｉｍ１に対する第２受光素子５５が出力する光電流Ｉｍ２の比Ｉｍ２／Ｉｍ１が目標値Ｉｍ２／Ｉｍ１となるように、半導体レーザ３０の温度を制御する。それにより、半導体レーザ３０の出力光波長がチャネルに対応する波長に制御される。具体的には、半導体レーザ３０の温度の制御は、第１温度制御装置３１に電力を供給し第１温度制御装置３１の温度を制御することでなされる。また、半導体レーザ３０の温度の制御は、半導体レーザ３０に搭載されているヒータを制御することでなされる。
【００４１】
なお、コントローラ７０は、チャネルに対応する初期温度値ＴＥｔａｌｏｎが実現されるように、第２温度制御装置５４の駆動電力を制御している。第２温度制御装置５４に供給する電力は、第２サーミスタ５６の検知結果に基づくフィードバック制御がなされており、エタロン５３の温度は所定の値に制御される。以上の制御により、所望の波長において半導体レーザ３０にレーザ発振させることができる。なお、エタロン５３の温度は、ある温度範囲に入っていればよく、第１温度制御装置３１上に配置されていてもよい。
【００４２】
（スペクトル）
図４（ａ）はＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの反射スペクトルを示す図である。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの反射スペクトルは、セグメントごとの反射スペクトルを重ね合わせることによって得られる。複数のセグメントが互いに異なる光学的長さを有することから、セグメントの反射スペクトルのピーク周期が互いに異なる。これらの反射スペクトルを重ね合わせることで、図４（ａ）に示すように、波長ごとに反射強度が異なる、釣鐘状の包絡線が形成される。波長範囲をさらに拡げると、複数の釣鐘を並べたような包絡線が形成される。このように、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂにおいては、反射強度に波長依存性が現れる。
【００４３】
図４（ｂ）はＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの利得スペクトルを示す図である。ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａにおいては各セグメントの光学的長さが実質的に同一であり、かつ第１温度制御装置３１によって各セグメントの温度が一定に制御されることから、ピーク波長ごとに強度はほとんど同じになる。
【００４４】
図４（ｃ）は半導体レーザ３０の発振波長を示す図である。本実施例に係る半導体レーザ３０では、図４（ｃ）に実線で示すように、波長λ０においてレーザ発振する。波長λ０は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの反射スペクトルのうち反射強度が大きい波長とＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの利得スペクトルのいずれかの波長とが一致する波長である。したがって、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの波長−反射強度特性を変化させることによって、レーザ発振波長を選択することができる。すなわち、前述のように、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの複数のヒータ１０および第１温度制御装置３１の駆動により半導体レーザ３０の温度を所望の範囲内に制御することで、レーザ発振波長を波長λ０とすることができる。
【００４５】
しかし、温度が所望の範囲内に制御できない場合、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの波長−反射強度特性が変化するなどして、レーザ発振波長が所望の波長λ０から外れてしまうことがある。この状態でＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを駆動させると、半導体レーザ３０から、意図しない波長λ１の光が出力される。特に複数のヒータ１０および第１温度制御装置３１の設定値が異なるため、それぞれが目標の値に達するまで時間がかかる。したがって温度が安定しないことがある。この場合、λ０以外の波長での発振が起こりやすい。本実施例では、所望の波長以外での発振を抑制する。
【００４６】
（制御）
図５はコントローラ７０が実行する制御を例示するフローチャートである。図５に示すように、コントローラ７０は、波長要求を受ける。（ステップＳ１）。この要求波長は、図示しない外部入出力装置からの入力によるものであり、図３のチャンネルのいずれかに対応する波長である。
【００４７】
コントローラ７０は、要求波長に対応する制御の条件をメモリ６０から抽出する（ステップＳ２）。コントローラ７０は、要求波長に対応した初期設定値とフィードバック制御目標値をメモリ６０から取得してＲＡＭに格納する。
【００４８】
次に、コントローラ７０は、第１温度制御装置３１（ＴＥＣ１）を駆動させる（ステップＳ３）。コントローラ７０は、例えば図３に示した制御条件の電流を第１温度制御装置３１に注入する。コントローラ７０は、第１サーミスタ３２の検出温度ＴＨ１がＴＬＤの範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。ＴＨ１の範囲とは、目標温度ＴＬＤを中心とする所定範囲であり、例えばＴＬＤ±０．１℃程度である。ステップＳ４において「Ｎｏ」と判定された場合、コントローラ７０は、第１サーミスタ３２の検出温度ＴＨ１が所定範囲内となるように第１温度制御装置３１に供給される電流値を変更する。
【００４９】
ステップＳ４で「Ｙｅｓ」と判定された場合、コントローラ７０は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂのヒータ１０を駆動させる（ステップＳ５）。例えば図３に示した制御条件に基づいた電力を各ヒータ１０に注入する。コントローラ７０は、ヒータ１０に供給する電力値が設定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。電力値の設定範囲とは、制御条件の電力値を中心とした所定の範囲であり、例えばＰＨｅａｔｅｒ１±０．０５ｍＷなどの範囲である。また、制御の開始からステップＳ６までは、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの電極８に電流は注入されておらず、半導体レーザ３０は駆動していない。
【００５０】
次に、コントローラ７０は、ステップＳ４で定められた初期設定値とフィードバック制御目標値とに基づいて、電極８に電流を注入し、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを駆動させる（ステップＳ７）。これにより半導体レーザ３０が発振する。コントローラ７０は、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａに注入する電流値が設定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ８）。電流値の設定範囲とは、制御条件の電流値ＩＬＤを中心とした所定範囲であり、例えばＩＬＤ±０．１ｍＡなどである。このとき、コントローラ７０は、ステップＳ２で選択された要求波長の初期設定値を用いて半導体レーザ３０を駆動させ、エタロン５３の温度については、第２温度制御装置５４に供給する電力で駆動させることにより、ステップＳ３で算出された設定温度ＴＥｔａｌｏｎに制御する。なお、ＳＯＡ領域Ｃについては、この時点では半導体レーザ３０から光が出力されないように制御する。
【００５１】
次に、コントローラ７０は、第１サーミスタ３２の検出温度ＴＨ１がＴＬＤの範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ９）。ここでＴＬＤの範囲とは、目標温度ＴＬＤを中心とする所定範囲であり、ステップＳ４の範囲よりも狭く、例えばＴＬＤ±０．０５℃程度である。ステップＳ９において「Ｎｏ」と判定された場合、コントローラ７０は、第１サーミスタ３２の検出温度ＴＨ１が初期温度値ＴＬＤに近づくように第１温度制御装置３１に供給される電流値を変更する。
【００５２】
コントローラ７０は、ステップＳ９と並行して、第２サーミスタ５６の検出温度ＴＨ２が設定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。この場合の設定範囲は、設定温度ＴＥｔａｌｏｎに基づいて決定され、例えば設定温度ＴＥｔａｌｏｎを中心とする所定範囲とすることができる。ステップＳ１０において「Ｎｏ」と判定された場合、コントローラ７０は、第２サーミスタ５６の検出温度ＴＨ２が設定温度ＴＥｔａｌｏｎに近づくように第２温度制御装置５４に供給される電流値を変更する。
【００５３】
コントローラ７０は、ステップＳ９およびステップＳ１０の両方で「Ｙｅｓ」と判定されるまで待機する。ステップＳ９およびステップＳ１０の両方で「Ｙｅｓ」と判定された場合、コントローラ７０は、シャッタオープンの動作を行う（ステップＳ１１）。具体的には、ＳＯＡ領域Ｃの電極２１に供給される電流を初期電流値ＩＳＯＡに制御する。それにより、半導体レーザ３０から要求波長のレーザ光が出力される。なお、上記シャッターオープンの動作の後は、ＳＯＡ領域Ｃの駆動電流は、出力検知部４０の検知結果に基づいて、ＩＳＯＡが所定値に維持されるようにフィードバック制御される。コントローラ７０は、第１温度制御装置３１によるＴＬＤを制御目標とした温度制御を終了する（ステップＳ１２）。
【００５４】
次に、コントローラ７０は、第１温度制御装置３１による自動波長制御を開始する。（ステップＳ１３）。つまり、第１温度制御装置３１の温度が、比Ｉｍ２／Ｉｍ１を満たすようにフィードバック制御される。エタロン５３の入力光と出力光の比（前後比）は、半導体レーザ３０の発振波長を示している。また、第１温度制御装置３１は半導体レーザ３０の波長を制御するパラメータである。すなわちステップＳ９では、前後比がＩｍ２／Ｉｍ１になるように第１温度制御装置３１の温度をフィードバック制御することで、半導体レーザ３０の波長を制御する。第１温度制御装置３１に供給される電流値の制御は、所定の刻み値（固定値）によって実行される。コントローラ７０は、比Ｉｍ２／Ｉｍ１を目標値Ｉｍ２／Ｉｍ１に近づけるための温度制御符号を発生する。温度制御符号は、温度上昇を示す符号、温度下降を示す符号、温度変更が不要な場合の符号を含む。この符号に基づいて、前記刻み値だけ、第１温度制御装置３１へ供給する電流値を増大あるいは減少させる制御がなされる。あるいは比Ｉｍ２／Ｉｍ１が目標値Ｉｍ２／Ｉｍ１に対して所定の範囲内に遷移した場合には、温度制御不要の符号がコントローラ７０から出力され、第１温度制御装置３１の電流量は変更されない。
【００５５】
コントローラ７０は、比Ｉｍ２／Ｉｍ１がステップＳ２で選択された要求波長における目標値Ｉｍ２／Ｉｍ１を中心とする所定範囲内にあることを確認すると、ロックフラグを出力する（ステップＳ１４）。なお、半導体レーザ３０の起動後にそれとは異なる要求波長を実現する際には、まずＳＯＡ領域Ｃの制御を行うことで、シャッタクローズ動作を実施する。その後、前記ステップＳ１から起動動作を実施すればよい。
【００５６】
実施例１によれば、第１温度制御装置３１およびヒータ１０を駆動させ、温度ＴＨ１が所定範囲内かつ電力値が所定範囲内となった後に、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを駆動させる。言い換えれば、ＳＧ−ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの温度が適切な範囲となった後に、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを駆動させる。一方、温度ＴＨ１および電力値が所定範囲外ならば、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを駆動させない。このため、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制され、波長可変レーザ装置１００は図４（ｃ）のλ０のように所望の波長で発振する。
【００５７】
半導体レーザの反射領域はＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂであり、複数のヒータ１０を有する。図３に示すように、波長選択のためにヒータ１０ごとに電力値の初期設定値が異なることがある。このため、すべてのヒータ１０の電力値が所定範囲内となり、温度が安定するまでに時間がかかる。特に、温度変更幅の大きいヒータ１０の温度が安定するまでに時間がかかる。この間にＳＧ−ＤＦＢ領域Ａに電流が注入されると、意図しない波長でレーザ発振が開始されてしまう。本実施形態では、すべてのヒータ１０の電力値が所定範囲内となってからＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを駆動させる。したがって、図４（ａ）に示した包絡線状の反射スペクトルのうち、強度が大きい波長を所望の波長λ０とすることができる。この結果、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制され、所望の波長でのレーザ発振が可能である。
【００５８】
半導体レーザ３０の利得領域はＳＧ−ＤＦＢ領域Ａである。温度ＴＨ１および電力値がそれぞれ所定の範囲内となった後に、電極８への電流の注入を行い、ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを駆動させる。これにより所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
【００５９】
第１温度制御装置３１の温度制御のうち、ステップＳ４の温度範囲はＴＬＤ±０．１℃であり、ステップＳ９の温度範囲ＴＬＤ±０．０５℃よりも大きい。温度範囲の大きいステップＳ４が速やかに行われることで、制御の時間短縮が可能である。なお、ステップＳ４およびＳ９において、ＴＨ１を同じ温度範囲に制御してもよい。
【実施例２】
【００６０】
実施例２においては、第１温度制御装置３１の駆動と、ヒータ１０の駆動とを並行して行う。実施例１と同じ構成については説明を省略する。
【００６１】
図６はコントローラ７０が実行する制御を例示するフローチャートである。図６に示すように、コントローラ７０は、ステップＳ１〜Ｓ３およびステップＳ５を行う。その後、コントローラ７０は、第１サーミスタ３２の検出温度ＴＨ１がＴＬＤの範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ４ａ）、並行してヒータ１０に供給する電力値が設定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ６ａ）。
【００６２】
コントローラ７０は、ステップＳ４ａおよびステップＳ６ａの両方で「Ｙｅｓ」と判定されるまで待機する。ステップＳ４ａおよびステップＳ６ａの両方で「Ｙｅｓ」と判定された場合、コントローラ７０はステップＳ７〜Ｓ１４を行う。
【００６３】
実施例２によれば、実施例１と同様に、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。またステップＳ４ａおよびステップＳ６ａを並行して行うため、処理が速くなる。
【実施例３】
【００６４】
実施例３では、半導体レーザ３０に代えて、ＴＤＡ−ＤＦＢ（Tunable Distributed Amplified-DFB）領域を有する半導体レーザ３３を利用する。実施例１と同じ構成については説明を省略する。図７は実施例３における半導体レーザ３３の全体構成を示す模式的断面図である。図７に示すように、半導体レーザ３３はＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄと、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂと、ＳＯＡ領域Ｃとを備える。フロント側からリア側にかけて、ＳＯＡ領域Ｃ、ＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂが順に配置されている。
【００６５】
ＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄは、基板１上に、下クラッド層２、活性層３、および上クラッド層６が積層された構造を有する。上クラッド層６上には、コンタクト層７および電極８が積層された領域と、絶縁膜９上にヒータ２２（第２ヒータ）が積層された領域とが、それぞれ複数設けられている。ヒータ２２には、図示しない電源電極およびグランド電極が設けられている。電極８とヒータ２２とは、互いに異なる駆動源に接続され、独立して電力の供給が行われる。
【００６６】
図８はコントローラ７０が実行する制御を例示するフローチャートである。図８に示すように、コントローラ７０は、ステップＳ１〜Ｓ４を行う。その後、コントローラ７０は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂのヒータ１０およびＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄのヒータ２２を駆動させる（ステップＳ５ａ）。コントローラ７０は、ヒータ１０および２２に供給する電力値が設定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００６７】
ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と判定された場合、コントローラ７０は、ＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄを駆動させる（ステップＳ７ａ）。その後、コントローラ７０はステップＳ８〜Ｓ１４を行う。
【００６８】
半導体レーザ３３は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂの複数のヒータ１０、およびＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄの複数のヒータ２２を有する。実施例３によれば、ＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄを駆動する前に、ヒータ１０および２２を駆動し、電力値を設定範囲内とする。このため、実施例１および２と同様に、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
【００６９】
なお、実施例３と実施例２とを組み合わせ、図６のステップＳ６ａにおいて、ヒータ１０および２２それぞれの電力値が設定範囲内か否か、コントローラ７０が判定してもよい。
【実施例４】
【００７０】
実施例４では半導体レーザ３０に代えて半導体レーザ３４を用いる。実施例１と同じ構成については説明を省略する。図９は実施例４における半導体レーザ３４の全体構成を示す模式的断面図である。図９に示すように、半導体レーザ３３は、ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１およびＢ２と、ＳＯＡ領域Ｃと、利得領域Ｅと、位相調整領域Ｆとを備える。フロント側からリア側にかけて、ＳＯＡ領域Ｃ、ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１、利得領域Ｅ、位相調整領域Ｆ、およびＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ２が順に配置されている。
【００７１】
ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１はヒータ１０ａを有し、ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ２はヒータ１０ｂを有する。利得領域Ｅは、基板１上に、下クラッド層２、活性層３、上クラッド層６、コンタクト層７および電極８が積層された構造を有する。位相調整領域Ｆは、基板１上に、下クラッド層２、光導波層４ｆ、コンタクト層７、および電極８ｆが積層された構造を有する。
【００７２】
ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１を構成する複数のセグメントは、実質的に同一の光学長を有する。ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ２を構成する複数のセグメントは、実質的に同一の光学長を有する。ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１のセグメントの光学長は、ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ２のセグメントの光学長とは異なる。ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１のヒータ１０ａ、およびＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ２のヒータ１０ｂには独立に電力が供給される。電力供給によって、２つのＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１およびＢ２のセグメントの波長特性のピークが制御される。両方のピークが一致した波長で発振波長が選択される。また、利得領域Ｅの電極８への電流注入によって、利得が制御される。
【００７３】
図１０はコントローラ７０が実行する制御を例示するフローチャートである。図１０に示すように、コントローラ７０は、ステップＳ１〜Ｓ４を行う。その後、コントローラ７０は、ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１のヒータ１０ａおよびＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ２のヒータ１０ｂを駆動させる（ステップＳ５ｂ）。コントローラ７０は、ヒータ１０ａおよび１０ｂに供給する電力値が設定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と判定された場合、コントローラ７０は、利得領域Ｅを駆動させる（ステップＳ７ｂ）。その後、コントローラ７０はステップＳ８〜Ｓ１４を行う。
【００７４】
半導体レーザ３４は、ＳＧ−ＤＢＲ領域Ｂ１およびＢ１のヒータ１０ａおよび１０ｂを有する。これらのヒータは互いに異なる電力値の設定値を有し、温度が安定するまでに時間がかかる。実施例４によれば、利得領域Ｅを駆動する前に、ヒータ１０ａおよび１０ｂを駆動し、電力値を設定範囲内とする。このため、実施例１〜３と同様に、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
【００７５】
なお、実施例４と実施例２とを組み合わせ、図６のステップＳ６ａにおいて、ヒータ１０ａおよび１０ｂそれぞれの電力値が設定範囲内か否か、コントローラ７０が判定してもよい。
【００７６】
実施例１〜４では、反射領域のヒータ１０または１０ａおよび１０ｂの制御値は、各ヒータに供給される電力値である。第１温度制御装置３１の制御値は、第１温度制御装置３１の温度ＴＨ１である。また、実施例３において、ＴＤＡ−ＤＦＢ領域Ｄのヒータ２２の制御値は電力値である。コントローラ７０は、これらの制御値を調整し、所定範囲内とする。これにより温度が適切な範囲となる。その後、利得領域を駆動することで、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。なお、各制御値として他のパラメータを用いてもよい。また、第１温度制御装置３１はペルチェ素子を含むＴＥＣとしたが、第１温度制御装置はペルチェ素子以外の装置を利用してもよい。波長可変レーザはＩＴＵ−Ｔグリット波長以外の波長において発振してもよい。
【実施例５】
【００７７】
また、図示していないが、波長を切り替える際にも実施例１〜４と同様の動作することで、実施例１〜４と同様に、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。具体的には、シャッタを閉じた後、波長可変レーザの駆動条件を変更して異なる波長でレーザを発振させる。波長可変レーザを駆動させたまま、ＴＥＣまたは波長可変レーザのヒータまたは利得領域を変更すると、所望の波長以外の波長でのレーザ光が出力される恐れがある。一方、本実施例においては、波長可変レーザの利得領域への供給電流を停止することで、波長可変レーザの発振が停止する。その後、実施例１〜４と同様の動作することで、所望の波長以外の波長でのレーザ発振が抑制される。
【００７８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１                    基板
２                    下クラッド層
３                    活性層
４                    光導波層
６                    上クラッド層
７                    コンタクト層
８、８ｆ              電極
９                    絶縁膜
１０、１０ａ，１０ｂ  ヒータ
１１                  電源電極
１２                  グランド電極
１６、１７            端面膜
１９                  光増幅層
３０、３３、３４      半導体レーザ
３１                  第１温度制御装置
３２                  第１サーミスタ
４０                  出力検知部
４１                  ビームスプリッタ
４２                  第１受光素子
５０                  波長ロッカ部
５１                  ビームスプリッタ
５３                  エタロン
５４                  第２温度制御装置
５５                  第２受光素子
５６                  第２サーミスタ
６０                  メモリ
７０                  コントローラ
１００                波長可変レーザ装置
Ａ                    ＳＧ−ＤＦＢ領域
Ｂ                    ＣＳＧ−ＤＢＲ領域
Ｂ１、Ｂ２            ＳＧ−ＤＢＲ領域
Ｃ                    ＳＯＡ領域
Ｄ                    ＴＤＡ−ＤＦＢ領域
Ｅ                    利得領域
Ｆ                    位相調整領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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