(57)【要約】【課題】  所望の波長において安定した光出力の光を得る。【解決手段】  波長可変レーザ１００は、第１の回折格子３１ａが設けられた第１の光導波路１０ａを含むＤＦＢ部２と、第１の光導波路１０ａと光学的に結合しており、導波方向に複数の第２の回折格子３２ａが設けられた第２の光導波路１０ｂを含むＤＢＲ部３と、第１の光導波路１０ａ及び第２の光導波路１０ｂと光学的に結合している第３の光導波路１０ｃを含み、光導波路１０を導波する光の位相をシフトする位相シフト部４と、を備え、第２の回折格子３２ａは、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域３７と、回折格子位相シフト領域３６と、を含んで、第１の長さで構成されている。【選択図】図１
2010258297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回折格子が設けられた第１の光導波路を含むＤＦＢ部と、
前記第１の光導波路と光学的に結合しており、導波方向に複数の第２の回折格子が設けられた第２の光導波路を含むＤＢＲ部と、
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路と光学的に結合している第３の光導波路を含み、前記第１の光導波路、前記第２の光導波路、及び前記第３の光導波路を導波する光の位相をシフトする位相シフト部と、を備え、
各前記第２の回折格子は、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域と、回折格子位相シフト領域と、を含んで構成され、
各前記第２の回折格子の導波方向の長さは、第１の長さである
波長可変レーザ。
【請求項２】
前記位相シフト部に位相制御用電流を注入する位相制御用電極を更に備える請求項１に記載の波長可変レーザ。
【請求項３】
前記第１の回折格子は、ＳＧを形成する請求項１又は２に記載の波長可変レーザ。
【請求項４】
前記第１の回折格子の結合係数は、各前記第２の回折格子の結合係数より大きい請求項３に記載の波長可変レーザ。
【請求項５】
前記第１の光導波路は、導波方向に設けられた複数の前記第１の回折格子を有し、
各前記第１の回折格子は、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域と、回折格子位相シフト領域と、を含んで構成される、
請求項１又は２に記載された波長可変レーザ。
【請求項６】
前記第１の光導波路の温度を調整することによって前記波長可変レーザが発振する光の波長を変化させる請求項１〜５の何れか１項に記載の波長可変レーザ。
【請求項７】
前記第１の光導波路にＤＦＢ部波長制御電流を注入するＤＦＢ部波長制御電極を更に備える請求項１〜５の何れか１項に記載の波長可変レーザ。
【請求項８】
前記複数の第２の回折格子の間に第３の回折格子が配置されており、
前記第３の回折格子は、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域と、回折格子位相シフト領域と、を含んで構成され、
前記第３の回折格子の導波方向の長さは、前記第１の長さとは異なる第２の長さである
請求項１〜７の何れか１項に記載の波長可変レーザ。
【請求項９】
前記第２の光導波路の導波方向の長さは、前記第１の光導波路の導波方向の長さより長い請求項１〜８の何れか１項に記載の波長可変レーザ。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の波長可変レーザと、
前記第１の回折格子が設けられた第１の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するＤＦＢ部波長制御部と、
前記ＤＢＲ部に注入するＤＢＲ部波長制御電流を調整することにより、前記第２の回折格子が設けられた第２の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を前記所定値に制御するＤＢＲ部波長制御部と、
前記波長可変レーザが発振する光の光出力が最大となるように、前記位相シフト部に注入される位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御部と、
を備える波長可変レーザ装置。
【請求項１１】
請求項１〜９の何れか１項に記載された波長可変レーザにおける第１の回折格子が設けられた第１の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するＤＦＢ部波長制御ステップと、
前記ＤＢＲ部に注入するＤＢＲ部波長制御電流を調整することにより、前記第２の回折格子が設けられた第２の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を前記所定値に制御するＤＢＲ部波長制御ステップと、
前記波長可変レーザが発振する光の光出力が最大となるように、前記位相シフト部に注入される位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御ステップと、
を備える波長可変レーザ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変レーザ、波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長可変レーザとして例えば特許文献１には、回折格子がＳＧ（sampled grating）を形成し、利得を持つＤＦＢ（distributed-feedback：分布帰還型）領域と、ＤＦＢ領域とは異なるサンプリング周期を持つ回折格子がＳＧを形成し、利得を持たないＤＢＲ（distribution Bragg reflector：分布ブラッグ反射型）領域と、位相調整領域と、を有する波長可変レーザが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３６００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているようにＤＢＲ領域における回折格子がＳＧを形成している場合、所望の波長以外の波長で発振してしまうという問題があった。以下図１３、及び１４を参照して、該問題点について説明する。
【０００５】
図１３において点線で示す反射率は、回折格子がＳＧを形成しているＤＢＲ領域における反射率を示す。図１３において実線で示す反射率は、回折格子がＳＧを形成しているＤＦＢ領域における反射率を示す。図１３に点線で示すようにＤＢＲ領域にＳＧを用いた場合、反射率が最も高い波長から離れるとピークにおける反射率が減少する。
【０００６】
ここで、各ピーク波長での閾値利得（以後Ｇｔｈ０とする）と、その閾値利得に最も近い縦モードの閾値利得（以後Ｇｔｈ１とする）と、の差（Ｇｔｈ１−Ｇｔｈ０）を閾値利得差と呼ぶ。ＤＦＢ領域の回折格子における反射スペクトルを固定し、ＤＢＲ領域の回折格子に電流を注入し、ＤＦＢ領域の反射ピークにＤＢＲ領域の反射ピークを合わせたとき（図１３においてＥ、Ｆ、Ｇ、及びＨで示すピーク波長に、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤで示すピーク波長を合わせたとき）、の各ピーク波長における閾値利得差を図１４に示す。
【０００７】
但し、図１４には、中心波長より長波長側の、ＤＦＢ領域におけるピーク波長（図１３においてＥ、Ｆ、Ｇ、及びＨで示すピーク波長）に、ＤＢＲ領域のピーク波長（図１３においてＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤで示すピーク波長）をそれぞれ合わせた場合のみをプロットしている。なお、中心波長より短波長側における閾値利得差をプロットしても同様の傾向を示す。
【０００８】
閾値利得差が負である場合は、Ｇｔｈ１＜Ｇｔｈ０となり、ＤＢＲ領域におけるピーク波長とＤＦＢ領域におけるピーク波長とが重なった波長以外の縦モード波長で発振してしまうこととなる。
【０００９】
そこで、本発明者らは、ＤＢＲ領域の回折格子が、反射率の波長依存性の小さい位相回折格子（ＰＧ：phase grating）を形成している構造とする可能性について検討した。検討の過程において、本発明者らは、ＤＢＲ領域における回折格子がＰＧを形成している場合、反射光の位相が大きく変化し、やはり所望の波長で発振できないことを見出した。上記特許文献１等の従来技術にはこの点について言及されておらず、その理由も解明されていない。本発明は、そのような新たな知見に基づいて成されたものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、上記課題に鑑み、所望の波長において安定した光出力のレーザ光を得ることが可能である波長可変レーザ、波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の波長可変レーザは、第１の回折格子が設けられた第１の光導波路を含むＤＦＢ部と、第１の光導波路と光学的に結合しており、導波方向に複数の第２の回折格子が設けられた第２の光導波路を含むＤＢＲ部と、第１の光導波路及び第２の光導波路と光学的に結合している第３の光導波路を含み、第１の光導波路、第２の光導波路、及び第３の光導波路を導波する光の位相をシフトする位相シフト部と、を備え、各第２の回折格子は、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域と、回折格子位相シフト領域と、を含んで構成され、各第２の回折格子の導波方向の長さは、第１の長さである。
【００１２】
この構成では、ＤＢＲ部の第２の回折格子がＰＧを形成しているため、光の干渉効果を利用することにより、ＤＢＲ部の第２の回折格子がＳＧを形成する場合と比較して、ＤＢＲ部の反射率の波長依存性が小さく、広い波長帯域において閾値利得条件を一定とすることが可能となる。それに伴って、閾値電流及び各波長における光出力が安定となる。
【００１３】
同時に、ＤＢＲ部の第２の回折格子がＰＧを形成しているため、光の干渉効果を利用することにより、ＤＢＲ部の第２の回折格子がＳＧを形成する場合と比較して、反射スペクトルのピーク波長が一定の帯域に制限されているため、波長可変レーザが発振する光の波長が所望の波長以外の波長となることを防ぐことが可能となる。
【００１４】
更に、光の位相をシフトする位相シフト部を備えるため反射光の位相を調整することが可能となる。それらにより、所望の波長において安定した光出力のレーザ光を得ることが可能となる。
【００１５】
また、波長可変レーザは、位相シフト部に位相制御用電流を注入する位相制御用電極を更に備えることが好適である。位相シフト部に位相制御用電流を注入することによって、光導波層を導波する光の位相を調整することとなり、ＤＢＲ部で反射された光の位相が大きくずれることによって所望の波長以外の波長で発振してしまう場合があるという問題を適切に解決することが可能となる。
【００１６】
また、波長可変レーザにおける第１の回折格子は、ＳＧを形成してもよい。この構成によっても、ＤＢＲ部の第２の回折格子がＰＧを形成しているため、ＤＢＲ部の第２の回折格子がＳＧを形成する場合と比較してＤＢＲ部の反射率の波長依存性が小さく、また、反射スペクトルのピーク波長が一定の帯域に制限されているため、所望の波長において安定した光出力のレーザ光を得ることが可能となる。また、第１の回折格子は、ＳＧを形成することにより各反射ピークにおける位相のずれ（位相シフト量）が少ないので位相制御をより簡単に行うことが可能となる。
【００１７】
また、第１の回折格子の結合係数は、各第２の回折格子の結合係数より大きいことが好適である。それにより、ＤＢＲ部の反射率をより大きくすることが可能となる。
【００１８】
また、第１の光導波路は、導波方向に設けられた複数の第１の回折格子を有し、第１の回折格子は、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域と、回折格子位相シフト領域と、を含んで構成される、ことが好適である。
【００１９】
ＤＦＢ部における第１の回折格子がＰＧを形成することによって、ＤＦＢ部における第１の回折格子がＳＧを形成する場合と比較して、回折格子の結合係数を小さくできるため、回折格子の作成がより容易となる。
【００２０】
また、波長可変レーザは、第１の光導波路の温度を調整することによって波長可変レーザが発振する光の波長を変化させることが好適である。これにより、より簡易に波長可変レーザが発振する光の波長を変化させることが可能となる。
【００２１】
また、波長可変レーザは、第１の光導波路にＤＦＢ部波長制御電流を注入するＤＦＢ部波長制御電極を更に備えることが好適である。第１の光導波路にＤＦＢ部波長制御電流を注入することにより、第１の光導波路における反射スペクトルを調整することで、波長可変レーザが発振する光の波長を変化させることが可能となる。
【００２２】
また、波長可変レーザにおける、複数の第２の回折格子の間に第３の回折格子が配置されており、第３の回折格子は、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域と、回折格子位相シフト領域と、を含んで構成され、第３の回折格子の導波方向の長さは、第１の長さとは異なる第２の長さであることが好適である。第２の光導波路１０ｂに設けられた回折格子が複数の異なった長さを備えるため、当該複数の長さを調整することにより、反射スペクトルにおけるピーク波長の本数を調整することが可能となる。
【００２３】
また、第２の光導波路の導波方向の長さは、第１の光導波路の導波方向の長さより長いことが好適である。これにより、回折格子位相シフト領域の間隔が大きくなっても多くの回折格子位相シフト領域を配置できるため、ＤＢＲ部の反射率を高めることが可能となる。
【００２４】
上記課題を解決するため、本発明の波長可変レーザ装置は、波長可変レーザと、第１の回折格子が設けられた第１の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するＤＦＢ部波長制御部と、ＤＢＲ部に注入するＤＢＲ部波長制御電流を調整することにより、第２の回折格子が設けられた第２の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するＤＢＲ部波長制御部と、波長可変レーザが発振する光の光出力が最大となるように、位相シフト部に注入される位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御部と、を備える。
【００２５】
この構成により、波長可変レーザは、光出力が最大となるように光の位相を制御することにより、所望の波長の光を発振するように適切に制御され、光の位相が変化することに伴って所望の波長以外の波長の光が発振してしまう問題をより適切に解決することが可能となる。その為、所望の波長において安定した光出力のレーザ光を得ることが可能となる。
【００２６】
上記課題を解決するために、本発明の波長可変レーザ制御方法は、波長可変レーザにおける第１の回折格子が設けられた第１の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するＤＦＢ部波長制御ステップと、第２の回折格子が設けられた第２の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するＤＢＲ部波長制御ステップと、波長可変レーザが発振する光の光出力が最大となるように、位相シフト部に注入される位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御ステップと、を備える。
【００２７】
このように構成された制御方法によって、波長可変レーザは、光出力が最大となるように光の位相が制御されることにより、所望の波長の光を発振するように適切に制御され、光の位相が変化することに伴って所望の波長以外の波長の光が発振してしまう問題をより適切に解決することが可能となる。その為、所望の波長において安定した光出力のレーザ光を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、所望の波長において安定した光出力の光を得ることが可能な波長可変レーザ、波長可変装置及び波長可変レーザ制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態における波長可変レーザ装置を示す図である。
【図２】ＰＧを説明するための図である。
【図３】ＰＧを説明するための図である。
【図４】回折格子がＰＧを形成する光導波路における反射スペクトルの例を示す図である。
【図５】図１に示す制御部及びモニタ部の機能構成を示す図である。
【図６】第１実施形態における波長可変レーザ制御方法の処理の流れを示す図である。
【図７】ＳＧ−ＰＧ波長可変レーザのＤＦＢ部及びＤＢＲ部の各回折格子の反射スペクトルを示す図である。
【図８】ＳＧ−ＰＧ波長可変レーザの各ピーク波長での閾値利得差を示す図である。
【図９】第２実施形態における波長可変レーザ装置を示す図である
【図１０】図９に示す制御部及びモニタ部の機能構成を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る波長可変レーザ制御方法の処理の流れを示す図である。
【図１２】第２実施形態の変形例における波長可変レーザ装置を示す図である。
【図１３】従来技術の説明をするための図である。
【図１４】従来技術の説明をするための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜第１実施形態＞
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００３１】
図１に、本実施形態における波長可変レーザ装置１ａの構成を示す。この図に示すように、本実施形態の波長可変レーザ装置１ａは、波長可変レーザ１００、波長可変レーザ１００の適切な位置に配置された電極等を制御する制御部２００、及び、波長可変レーザ１００の出力をモニタして該モニタ結果を制御部２００へ出力するモニタ部３００を含んで構成されている。本実施形態における波長可変レーザ１００の発振波長可変範囲は、１．２５マイクロメートルから１．７５マイクロメートルであり、光通信用波長多重光源として用いることができる。但し、波長可変レーザ１００の発振波長をこれに限定する意図はない。
【００３２】
波長可変レーザ１００は、ＤＦＢ（distributed-feedback：分布帰還型）部２、ＤＢＲ（distributionBragg reflector：分布ブラッグ反射型）部３、及びＤＦＢ部２とＤＢＲ部３との間に位置する位相シフト部４を備える。波長可変レーザ１００は、ＤＦＢ部２と、ＤＢＲ部３と、のピーク波長をわずかに変えておくことで、バーニア効果を利用して所望の発振波長を選択する。
【００３３】
利得を生じさせる機能を含むＤＦＢ部２は、第１の回折格子３１ａが設けられた第１の光導波路１０ａを含む。本実施形態においては、第１の回折格子３１ａと、第１の回折格子３１ａに連続する回折格子を形成していないブランク部３５と、からなる単位構造が、周期的に配置されることによりＳＧ（sampled grating）を形成している。
【００３４】
光導波路１０は、光閉じ込め層１１と、光閉じ込め層１３と、光閉じ込め層１１及び１３に挟まれたコア層１２と、を含んで構成されている。
【００３５】
図１においては、第１の回折格子３１ａ、及び第２の回折格子３２ａは光閉じ込め層１３（図１においてコア層１２に対して下方）に設けられているように記載されているが、第１の回折格子３１ａ及び第２の回折格子３２ａは、光閉じ込め層１１（すなわち、図１におけるコア層１２の上方）に設けられていてもよい。光閉じ込め層１１及び光閉じ込め層１３は、コア層１２（活性層）のバンドギャップエネルギーより大きいバンドギャップエネルギーを持つＧａＩｎＡｓＰ系又はＡｌＧａＩｎＡｓ系素材を用いることが可能である。
【００３６】
ＤＢＲ部３は、ＰＧ（phase grating）を形成する第２の回折格子３２ａが設けられた第２の光導波路１０ｂを含む。第２の回折格子３２ａがＰＧを形成しているため、光の干渉効果を利用することにより第２の光導波路１０ｂの回折格子がＳＧを形成する場合等と比較して、ＤＢＲ部３の反射率の波長依存性が小さく、広い波長帯域において閾値利得条件を一定とすることが可能となる。それに伴って、閾値電流及び各波長における光出力が安定となる。
【００３７】
同時に、ＤＢＲ部３の第２の回折格子３２ａがＰＧを形成しているため、光の干渉効果を利用することにより反射スペクトルのピーク波長が一定の帯域に制限されているため、波長可変レーザ１００が発振する光の波長が所望の波長以外の波長となることを防ぐことが可能となる。
【００３８】
波長可変レーザ１００は、更に、ＤＦＢ部２及びＤＢＲ部３の間に形成され、光導波路１０を導波する光の位相をシフトさせる位相シフト部４を備える。位相シフト部４に加えて、ＤＦＢ部２及びＤＢＲ部３内に、λ/4位相シフト部分を入れても良い。λ/4位相シフト部分は、分割してＤＦＢ部２或いはＤＢＲ部３内に複数個入れても良い。これらのλ/4位相シフト部分をあらかじめ形成することにより、ＤＦＢ部２とＤＢＲ部３との間の位相シフト部４での調整量が小さくて済む利点がある。
【００３９】
本実施形態においては、光の位相をシフトする位相シフト部４を備えるため反射光の位相を調整することが可能となる。それにより、位相が大きく変わってしまうために所望の波長以外の波長の光が発振されてしまう課題を適切に解決することが可能となる。
【００４０】
第１の光導波路１０ａ、第２の光導波路１０ｂ、及び第３の光導波路１０ｃは光学的に結合している（なお、第１の光導波路１０ａ、第２の光導波路１０ｂ、及び第３の光導波路１０ｃの全てを含めて光導波路１０と称する）。ＤＦＢ部２とＤＢＲ部３との回折格子の結合係数は、５０ｃｍ-1〜５００ｃｍ-1である。ＤＦＢ部２における第１の回折格子３１ａの結合係数は、ＤＢＲ部３における第２の回折格子３２ａの結合係数より大きいことが好適である。
【００４１】
第２の光導波路１０ｂの光導波方向の長さは、第１の光導波路１０ａの光導波路方向の長さより長いことが好適である。これにより、ＤＢＲ部３における反射率を高めることが可能となる。
【００４２】
ＤＦＢ部２におけるレーザ光Ｌ１が出射される面である光出射端面６０ａと、ＤＢＲ部３に設けられた、光をモニタする（後述）ための光であるモニタ光Ｌ２が出射される面である光出射端面６０ｂと、は誘電体多層膜（６１ａ、及び６１ｂ）により低反射コーティングされている（すなわち、低反射膜で覆われている）。
【００４３】
コア層１２は、ＤＦＢ部２に位置している活性層３３及び光導波層３４（第１のコア層）、ＤＢＲ部３に位置している第２のコア層１２ｂ（第２のコア層）、並びに、位相シフト部４に位置している第３のコア層１２ｃから構成されている。第３のコア層１２ｃ、及び第２のコア層１２ｂは、活性層３３のバンドギャップエネルギーより大きいバンドギャップエネルギーを持つＧａＩｎＡｓＰ系或いはＡｌＧａＩｎＡｓ系の素材とすることが好適である。
【００４４】
ここで本実施形態の第２の回折格子３２ａについて図２及び図３を用いて説明する。第２の回折格子３２ａはＰＧを形成している。ここで、「回折格子がＰＧを形成している」とは、回折格子は、例えば凹部あるいは凸部が所定の周期で設けられ、光導波路１０の屈折率が周期的に変化する回折格子形成領域３７と、回折格子の周期と異なる長さを有し、当該回折格子の周期と異なる長さ（つまり、回折格子の位相シフト量）に対応して光導波路１０を導波する光の位相をシフトさせるための回折格子位相シフト領域３６と、から構成されており、且つ、所定の長さ（第１の長さ）を有する当該回折格子が導波方向に複数設けられていることを指す。図２に示すように、回折格子位相シフト領域３６と、回折格子形成領域３７と、は導波方向に隣接して配置されている。なお、回折格子位相シフト領域３６の長さが回折格子の周期と一致する場合、位相シフト量は２πであり、回折格子位相シフト領域３６の長さが回折格子の周期の１／２の長さの場合は、位相シフト量はπに相等する。
【００４５】
図２に、「所定の周期」がΛｐ０、及び「所定の長さ」がΛｐ１である第２の回折格子３２ａ（第２の回折格子）が設けられている状態を模式的に示す。第２の回折格子３２ａの繰り返しが始まるまでの距離を開始距離Ｓ１とする。なお、後で述べる第１の回折格子３１ｂがＰＧを形成している場合も同様である。
【００４６】
第２の光導波路１０ｂにおける光閉じ込め層１３が、位相シフト部４の第３の光導波路１０ｃにおける光閉じ込め層１３と接する位置を示す端部Ａからの距離が開始距離Ｓ１である位置を示す開始位置Ｂに光導波路１０を導波する光の位相をシフトする回折格子位相シフト領域３６が設けられている。
【００４７】
本実施形態においては、該位相シフト量はπとする。但し、位相シフト量は、πに限らず例えばπ／２でもよい。その他どのような値を用いてもよい。位相シフト量がπの場合、位相シフト量の絶対値（｜π｜）は、波長可変レーザ１００を通じて同一であることが好適である。なお、位相シフト量は一周期（すなわち２π）増減されても同様の効果を奏する。
【００４８】
開始位置Ｂを始点とし端部Ａとは反対側に向かって、長さがΛｐ１である第２の回折格子３２ａが光導波路１０の導波方向に連続して配列されている。第２の回折格子３２ａは、凹部あるいは凸部が所定の周期Λｐ０で形成されている回折格子形成領域３７と、回折格子の位相をシフトすることにより光導波路１０を導波する光の位相をシフトさせるための回折格子位相シフト領域３６と、を含んで構成されている。回折格子位相シフト領域３６は、所定の位相シフト量πを備えている。ここで、本実施形態においては、回折格子形成領域３７は、所定の周期Λｐ０を有する凹部あるいは凸部を設けることにより、光導波路の屈折率が、当該所定の周期Λｐ０で周期的に変化することにより回折格子の機能を有している。回折格子形成領域３７における回折格子構造として、例えば、不純物分布を光導波路方向に周期的に変化させる等の方法により光導波路の屈折率が所定の周期Λｐ０で周期的に変化する構造を備えていてもよい。
【００４９】
このように構成することによって、開始位置Ｂを始点として、回折格子位相シフト領域３６が一定の間隔（この例では所定の長さΛｐ１）で設けられることとなる。
【００５０】
第２の光導波路１０ｂは、第２の回折格子３２ａと、第２の回折格子３２ａと異なる長さを備える第３の回折格子３２ｂとを、含んで備えてもよい。図３に、「所定の周期」がΛｐ０、「所定の長さ」が異なった２種類のΛｐ１（第１の長さ）及びΛｐ２（第２の長さ）、並びに、開始距離がＳ１で回折格子が設けられている状態を模式的に示す。ここで、第２の回折格子３２ａの長さはΛｐ１（第１の長さ）、第３の回折格子３２ｂの長さはΛｐ２（第２の長さ）である。端部Ａと開始位置Ｂとの間については図２を用いて説明した部分と同様である。
【００５１】
開始位置Ｂを始点とし端部Ａとは反対側に向かって、長さがΛｐ１である第２の回折格子３２ａと、長さがΛｐ２、である第３の回折格子３２ｂと、が光導波路１０の導波方向に交互に連続して配列されている。すなわち、第２の回折格子３２ａの間に、第３の回折格子３２ｂが配置されている。
【００５２】
このように構成することによって、開始位置Ｂを始点として、回折格子位相シフト領域３６が交互に繰り返す２種類の間隔（この例では所定の長さΛｐ１及びΛｐ２）で設けられることとなる。端部Ａを基準とした場合には、回折格子位相シフト領域３６の間隔は、Ｓ１、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ１、Λｐ２…となる。
【００５３】
図３に示す例では、「所定の長さ」は異なった２種類（Λｐ１及びΛｐ２）であったが、「所定の長さ」は例えばΛｐ１（第１の長さ）、Λｐ２（第２の長さ）、及びΛｐ３の３種類、或いはΛｐ１（第１の長さ）、Λｐ２（第２の長さ）、Λｐ３、及びΛｐ４の４種類等何種類でもよい。所定の長さが３種類の場合は、回折格子の配列をその長さで示すと（Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、…）のように配列される。これにより、回折格子位相シフト領域３６の間隔は（Ｓ１、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、…）のようになる。回折格子位相シフト領域３６の異なった間隔が４種類の場合は、回折格子の配列をその長さで示すと（Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ４、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ４、…）のように配列される。これにより、回折格子位相シフト領域３６の間隔は（Ｓ１、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ４、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ４、…）のようになる。
【００５４】
また、回折格子位相シフト領域３６は、少なくとも、上記説明した位置に含まれればよい。それ以外の位置に含まれていてもよい。
【００５５】
図４に、回折格子がＰＧを形成する導波路における反射スペクトルの例を示す。この図は、一定の周期Λｐ０を0.2419μｍ、回折格子の全長Ｌを500μｍ、回折格子の結合係数κを60ｃｍ−１、及び、開始距離Ｓ１を12.396μｍと設定した場合の反射スペクトルである。また、回折格子の所定の長さは、整数ｍとして（（Λｐ０／２）×ｍ）によって求められる値となっている。図４に示した反射スペクトルにおいては、所定の間隔が４個あり、Λｐ１が33.86μｍ（ｍ＝280）、Λｐ２が7.135μｍ（ｍ＝59）、Λｐ３が15.117μｍ（ｍ＝125）、Λｐ４が15.48μｍ（ｍ＝128）に設定している。
【００５６】
すなわち、図４に示した反射スペクトルは、開始距離Ｓ１＝12.396の後、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ４、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ４、…の順で所定の間隔を繰り返し、Λｐ１、Λｐ２、Λｐ３、及びΛｐ４の間、及びＬ１の間に、π位相シフトとしての回折格子位相シフト領域３６（ここでは長さΛｐ０／２）を含む。また、この繰り返しにおけるΛｐ１、Λｐ２、Λｐ３、Λｐ４の値のばらつきは一定の周期Λｐ０以下となっている。
【００５７】
図１に戻り、本実施形態における光導波層３４は、波長を制御する透明導波路を構成する部分である。活性層３３は、利得を制御する部分であり、活性層構造を有する。本実施形態においては、活性層３３は、第１の回折格子３１ａが形成された位置に対応したコア層１２に位置している。
【００５８】
光導波層３４におけるバンドギャップエネルギーは、活性層３３におけるバンドギャップエネルギーより大きくなるように構成されている。その為、光導波路１０の光吸収を小さくできるため、レーザ閾値を下げることとなり、第１の光導波路１０ａが発振する光の光出力を大きくすることが可能となる。
【００５９】
ＤＦＢ部２におけるコンタクト層２１の上部であって光導波層３４に電流（以下、「ＤＦＢ部波長制御電流」と称する）を注入する位置に、ＤＦＢ部波長制御電極４５が設けられている。また、ＤＦＢ部２におけるコンタクト層２１の上部であって活性層３３に電流（以下、「利得用電流」と称する）を注入する位置に、利得用電極４１ａが設けられている。
【００６０】
本実施形態の波長可変レーザ１００が発振する光は、バーニア効果（第１の光導波路１０ａ、及び第２の光導波路１０ｂにおける反射スペクトルのピーク波長間隔のわずかの差を利用して、微少な波長の変化を拡大する効果）を用いることにより、発振する光の波長を所望の波長に制御することができる。
【００６１】
位相シフト部４の上部には、光導波路１０を導波する光の位相を制御する電流である位相制御用電流を位相シフト部４に注入する位相制御用電極４２が設けられている。
【００６２】
ＤＢＲ部３の上部には、第２の光導波路１０ｂの実効屈折率を変化させることで反射スペクトルを調整する電流（以下、「ＤＢＲ部波長制御電流」と称する）をＤＢＲ部３に注入するＤＢＲ部波長制御電極４３が設けられている。
【００６３】
位相シフト部４の上部には、光導波路１０を導波する光の位相を調整する電流（以下、「位相制御用電流」と称する）を第３の光導波路１０ｃに注入する位相制御用電極４２が設けられている。
【００６４】
光導波路１０の上方には第２クラッド層２３が設けられ、更に、第２クラッド層２３の上方には、コンタクト層２１が設けられている。コンタクト層２１は高ドープｎ型ＧａＩｎＡｓを用いることができる。コンタクト層２１上に利得用電極４１ａ、位相制御用電極４２、ＤＢＲ部波長制御電極４３、及びＤＦＢ部波長制御電極４５が設けられている。
【００６５】
光導波路１０の下方には第１クラッド層２２が設けられ、更に、第１クラッド層２２の下方には、半導体基板２４が設けられている。半導体基板２４の下方にはｎ型電極４４が設けられている。ｎ型半導体基板を用いた場合は、第１クラッド層２２はｎ型ＩｎＰを、第２クラッド層２３はｐ型ＩｎＰを、それぞれ用いることが可能である。
【００６６】
制御部２００は、利得用電極４１ａ、位相制御用電極４２、ＤＢＲ部波長制御電極４３、及びＤＦＢ部波長制御電極４５を用いて波長可変レーザ１００が発振する光の光強度及び光の波長を制御する機能を有する。
【００６７】
モニタ部３００は、波長可変レーザ１００が発振した光の波長及び光出力をモニタし、モニタ結果を制御部２００へ出力する機能を有する。
【００６８】
モニタ部３００は、光出射端面６０ｂから発振されるモニタ光Ｌ２をモニタしてもよい。又は、光出射端面６０ａから発振されるレーザ光Ｌ１から分岐された光をモニタしてもよい。
【００６９】
図５は、制御部２００及びモニタ部３００の機能構成を示す図である。この図に示すように、制御部２００は、ＤＦＢ部波長制御部１０１ａ、ＤＢＲ部波長制御部１０２、位相制御用電流制御部１０３、光出力制御部１０４、メモリ１０５、及び判断部１０６を含んで構成される。
【００７０】
制御部２００における、ＤＦＢ部波長制御部１０１ａは、ＤＦＢ部波長制御電極４５を用いて光導波層３４に注入する電流を調整することにより、第１の回折格子３１ａが設けられた第１の光導波路１０ａにおける反射スペクトルの複数のピーク波長を所望の発振波長λ0に制御する機能を有する。
【００７１】
ＤＢＲ部波長制御部１０２は、ＤＢＲ部波長制御電極４３を用いてＤＢＲ部波長制御電流を調整することで、第２の回折格子３２ａが設けられた第２の光導波路１０ｂにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長をλ0に制御する機能を備える。
【００７２】
位相制御用電流制御部１０３は、波長可変レーザ１００が発振する光の光出力が最大となるように、位相制御用電流を制御する機能を備える。
【００７３】
本実施形態において、波長可変レーザ装置１ａは、位相制御用電流制御部１０３を備え、波長可変レーザ１００が発振する光の光出力が最大となるように光の位相を制御する。このため、ＤＢＲ部における回折格子がＰＧを形成していることにより反射光の位相が大きく変化するために所望の波長以外の波長で発振してしまう場合があるという問題を解決することが可能となる。
【００７４】
光出力制御部１０４は、利得用電極４１ａを用いて利得用電流を調整することにより、波長可変レーザ１００が発振する光の光出力を所望の値に制御する機能を備える。
【００７５】
メモリ１０５は、ＤＦＢ部波長制御電流と第１の光導波路１０ａの反射スペクトルのピーク波長との関係、ＤＢＲ部波長制御電流と第２の光導波路１０ｂの反射スペクトルのピーク波長との関係、その他、制御部２００が制御する各種設定値と、モニタ部３００がモニタした結果との関係、及び、それらの関係についての計算結果を初期値として記憶する機能を備える。それら、記憶された値は、次回同じλ0が選択された場合に初期値として用いられる。
【００７６】
モニタ部３００は、具体的には、波長可変レーザ１００が発振する光の波長をモニタする波長モニタ部２０１、及び波長可変レーザ１００が発振する光の光出力をモニタする光出力モニタ部２０２を含んで構成されている。
【００７７】
波長モニタ部２０１は具体的には例えば波長ロッカー等が該当する。また、光出力モニタ部２０２は具体的には例えばモニタフォトダイオード（Monitor  photodiode）等が該当する。
【００７８】
次に、本実施形態における波長可変レーザ１００の製造方法について説明する。
【００７９】
図１に本実施形態の波長可変レーザ１００の層構造の一例を示しているが、これらの層構造は、ＧａＡｓ、或いはＩｎＰなどの半導体基板上にＯＭＶＰＥ（Organic  Metal  Vapor  Phase  Epitaxy：有機金属気相成長）法などの結晶成長法を用いて各層を積層していくことにより形成することができる。また、回折格子の形成は、電子ビーム露光装置を用いてフォトリソグラフィ技術により凹凸パターンを形成することにより行うことができる。ＤＦＢ部２とＤＢＲ部３において層の構造が異なる場合には、何れかの層をエッチングで除去した後、そこに別の層構造を再成長することで形成できる。
【００８０】
＜処理の流れについて＞
次に図６を用いて本実施形態における処理の流れについて説明する。
【００８１】
光出力制御部１０４は、利得用電極４１ａを用いてレーザ発振閾値以上の利得用電流を、ＤＦＢ部２における活性層３３に対して注入する（ステップＳ５０１）。
【００８２】
ＤＦＢ部波長制御部１０１ａは、ＤＦＢ部波長制御電極４５を用いてＤＦＢ部２における光導波層３４が設けられた部分に注入されるＤＦＢ部波長制御電流を調整することにより、第１の回折格子３１ａにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所望の発振波長λ0に制御する（ステップＳ５０２）。この時、初期値として、ＤＦＢ部波長制御電流と第１の回折格子３１ａの反射スペクトルのピーク波長との関係をあらかじめ測定あるいは計算しておきメモリ１０５に保存しておく。
【００８３】
ＤＢＲ部波長制御部１０２は、ＤＢＲ部波長制御電極４３を用いてＤＢＲ部３に注入するＤＢＲ部波長制御電流を調整することにより、第２の回折格子３２ａが設けられた第２の光導波路１０ｂにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所望の発振波長λ0に制御する（ステップＳ５０３）。この時、初期値として、注入するＤＢＲ部波長制御電流と第２の光導波路１０ｂにおける反射スペクトルのピーク波長との関係をあらかじめ測定あるいは計算しておきメモリ１０５に保存しておく。
【００８４】
光出力モニタ部２０２は、波長可変レーザ１００が発振する光の光出力をモニタする（ステップＳ５０４）。
【００８５】
位相制御用電流制御部１０３は、位相制御用電極４２を用いて位相制御用電流を調整することにより、光出力モニタ部２０２がモニタする光出力を最大に制御する（ステップＳ５０５）。
【００８６】
光出力制御部１０４は、利得用電極４１ａを用いてＤＦＢ部２における活性層３３が設けられた部分に注入される利得用電流を調整することにより、波長可変レーザ１００が発振する光の光出力を所望の値に制御する（ステップＳ５０６）。
【００８７】
波長モニタ部２０１は、波長可変レーザ１００が発振する光の波長をモニタする（ステップＳ５０７）。
【００８８】
ＤＦＢ部波長制御部１０１ａは、ＤＦＢ部波長制御電極４５を用いてＤＦＢ部２における光導波層３４が設けられた部分に注入されるＤＦＢ部波長制御電流を再調整することにより、波長モニタ部２０１がモニタした波長可変レーザ１００が発振した光の波長をλ0に制御する（ステップＳ５０８）。
【００８９】
ＤＢＲ部波長制御部１０２は、ＤＢＲ部波長制御電極４３を用いてＤＢＲ部３に注入するＤＢＲ部波長制御電流を再調整することにより波長可変レーザ１００が発振する光の光出力を最大に制御する（ステップＳ５０９）。
【００９０】
位相制御用電流制御部１０３は、位相制御用電極４２を用いて位相シフト部４に注入する位相制御用電流を調整することにより波長可変レーザ１００が発振する光の光出力を最大に制御する（ステップＳ５１０）。
【００９１】
判断部１０６は、光出力モニタ部２０２がモニタした光出力が所望の光出力以上であるか否か判断する（ステップＳ５１１）。
【００９２】
光出力モニタ部２０２がモニタした波長可変レーザ１００が発振した光の光出力が所望の光出力以上でない場合（ステップＳ５１１において“ＮＯ”）は、ステップＳ５０６以降の処理を繰り返す。
【００９３】
光出力モニタ部２０２がモニタした光出力が所望の光出力以上である場合（ステップＳ５１１において“ＹＥＳ”）は、波長モニタ部２０１がモニタした波長可変レーザ１００が発振した光の波長における波長精度が所望の精度以上であるか否かを判断する（ステップＳ５１２）。
【００９４】
波長精度が所望の精度以上ではないと判断した場合（ステップＳ５１２において“ＮＯ”）は、ステップＳ５０６以降の処理を繰り返す。
【００９５】
波長精度が所望の精度以上であると判断した場合（ステップＳ５１２において“ＹＥＳ”）は、処理を終了する。
【００９６】
なお、便宜のため図には示していないが、所望の発振波長λ0が変更された場合には、上記ステップ５０２以降の処理を実行する。
【００９７】
＜作用及び効果について＞
次に本実施形態における作用及び効果について説明する。
【００９８】
本実施形態における波長可変レーザ１００は、ＤＢＲ部３の第２の回折格子３２ａがＰＧを形成しているため、光の干渉効果を利用することにより、ＤＢＲ部３の第２の回折格子３２ａがＳＧを形成する場合と比較して、ＤＢＲ部３の反射率の波長依存性が小さく、広い波長帯域において閾値利得条件を一定とすることが可能となる。それに伴って、閾値電流及び各波長における光出力が安定となる。
【００９９】
また、ＤＢＲ部３の第２の回折格子３２ａがＰＧを形成しているため、光の干渉効果を利用することにより、反射スペクトルのピーク波長が一定の帯域に制限されており、波長可変レーザが発振する光の波長が所望の波長以外の波長となることを防ぐことが可能となる。
【０１００】
更に、光の位相をシフトする位相シフト部４を備えるため反射光の位相を調整することが可能となり、位相シフト部４の反射スペクトルの位相が大きく変化してしまう課題を適切に解決できる。それらにより、所望の波長において安定した光出力のレーザ光を得ることが可能となる。
【０１０１】
ここで、図７及び８を用いて、本実施形態における位相シフト部４の作用及び効果について説明する。
【０１０２】
図７において点線で示す反射率は、ＰＧを形成している回折格子が設けられたＤＢＲ部３における反射率を示す。図７において実線で示す反射率は、ＳＧを形成している第１の回折格子３１ａが設けられたＤＦＢ部２における反射率を示す。図７に点線で示すようにＤＢＲ部３における回折格子がＰＧを形成している場合、ＳＧを形成している場合と比較して波長依存性が少ない。
【０１０３】
ここで、各ピーク波長での閾値利得（以後Ｇｔｈ０とする）と、その閾値利得に最も近い縦モードの閾値利得（以後Ｇｔｈ１とする）と、の差（Ｇｔｈ１−Ｇｔｈ０）を閾値利得差と呼ぶ。ＳＧを形成する第１の回折格子３１ａが設けられた第１の光導波路１０ａの反射スペクトルを固定し、ＰＧを形成する回折格子が設けられた第２の光導波路１０ｂに注入するＤＢＲ部波長制御電流を変化させることによって、ＤＦＢ部２の反射ピークにＤＢＲ部３の反射ピークを合わせたとき（図７においてＥ、Ｆ、Ｇ、及びＨで示すピーク波長に、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤで示すピーク波長を合わせたとき）、の各ピーク波長における閾値利得差を図８に示す。
【０１０４】
図８において、白三角を用いたプロットが位相シフト部４による位相調整を行わない場合の閾値利得差を、白丸を用いたプロットが位相シフト部４による位相調整を行った場合の閾値利得差を、それぞれ示す。但し、位相調整はＤＦＢ部２（ＳＧ）における反射ピーク波長について、ＤＢＲ部３（ＰＧ）における反射ピーク波長を合わせた状態で位相シフト部４に位相制御用電流を注入することにより位相調整を行っている。
【０１０５】
また、図８には、中心波長より長波長側の、ＤＦＢ部２におけるピーク波長（図７においてＥ、Ｆ、Ｇ、及びＨで示すピーク波長）に、ＤＢＲ部３のピーク波長（図７においてＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤで示すピーク波長）をそれぞれ合わせた場合のみをプロットしている。なお、中心波長より短波長側における閾値利得差をプロットしても同様の傾向を示す。
【０１０６】
閾値利得差が負である場合は、Ｇｔｈ１＜Ｇｔｈ０となり、ＤＢＲ部３におけるピーク波長とＤＦＢ部２におけるピーク波長とが重なった波長以外の縦モード波長で発振してしまうこととなる。
【０１０７】
図８に示すように位相調整を行わない場合には、閾値利得差が負となる場合があり、ＤＦＢ部２（ＳＧ）の第１の光導波路１０ａにおける反射スペクトルのピーク波長と、ＤＢＲ部３（ＰＧ）の第２の光導波路１０ｂにおける反射スペクトルのピーク波長と、が重なった波長以外の縦モード波長で発振することが分かる。
【０１０８】
それに対して位相調整を行った場合は、閾値利得差が全て正となり、上記問題が解消していることが分かる。更に、位相調整を行うことにより、位相調整を行わない場合と比較してより（正の値で）大きな位相利得差を得られるため、発振波長が安定であり、且つ、大きなサイドモード抑圧比が得られる。
【０１０９】
また、波長可変レーザ１００は、位相シフト部４に位相制御用電流を注入する位相制御用電極４２を更に備えるため、位相シフト部４に位相制御用電流を注入することによって、光導波路１０を導波する光の位相を調整することとなり、ＤＢＲ部３で反射された光の位相が大きくずれることによって所望の波長以外の波長で発振してしまう場合があるという問題を適切に解決することが可能となる。
【０１１０】
また、波長可変レーザ１００における第１の回折格子３１ａは、ＳＧを形成してもよい。この構成によっても、ＤＢＲ部３の第２の回折格子がＰＧを形成しているため、ＤＢＲ部３の反射率の波長依存性が小さく、また、反射スペクトルのピーク波長が一定の帯域に制限されているため、所望の波長において安定した光出力のレーザ光を得ることが可能となる。また、第１の回折格子３１ａは、ＳＧを形成することにより各反射ピークにおける位相のずれ（位相シフト量）が少ないので位相制御をより簡単に行うことが可能となる。
【０１１１】
また、第１の回折格子３１ａの結合係数は、第２の回折格子３２ａの結合係数より大きい。その為、ＤＢＲ部３の反射率をより大きくすることが可能となる。
【０１１２】
また、波長可変レーザ１００は、第１の光導波路１０ａにＤＦＢ部波長制御電流を注入するＤＦＢ部波長制御電極４５を備えている。第１の光導波路１０ａにＤＦＢ部波長制御電流を注入することにより、第１の回折格子３１ａが設けられた第１の光導波路１０ａにおける反射スペクトルをより適切に調整することが可能となる。
【０１１３】
波長可変レーザ１００は、長さがΛｐ１の複数の第２の回折格子３２ａの間に、長さがΛｐ２の第３の回折格子３２ｂが配置されておいる。すなわち、第２の光導波路１０ｂに設けられた回折格子の長さは複数種類となっている。その為、当該複数の長さを調整することにより、反射スペクトルにおけるピーク波長の本数を調整することが可能となる。
【０１１４】
また、第２の光導波路１０ｂの導波方向の長さは、第１の光導波路１０ａの導波方向の長さより長いため、ＤＢＲ部３の反射率を高めることが可能となる。
【０１１５】
＜第２実施形態＞
次に、図９〜１１を用いて第２実施形態について説明する。
【０１１６】
上記第１実施形態においては、ＤＦＢ部２における第１の光導波路１０ａの反射スペクトルを変化させるために、ＤＦＢ部波長制御電流を用いたが、波長可変レーザの温度を変化させることによって反射スペクトルを変化させてもよい。次に、この実施形態について説明する。
【０１１７】
図９に示すように本実施形態の可変レーザ装置１ｂは、波長可変レーザ１００、制御部２００、モニタ部３００、及び温度調整部４００を含んで構成されている。
【０１１８】
本実施形態のＤＦＢ部２の第１の光導波路１０ａは、単一の組成から構成されている第１のコア層１２ａを含んで構成されている。ＤＦＢ部２におけるコンタクト層２１の上部には、利得を生じさせる利得用電流を第１の光導波路１０ａに対して注入する利得用電極４１ｂが設けられている。
【０１１９】
ＤＦＢ部２における利得を生じさせる第１の光導波路１０ａは、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ系、又はＡｌＧａＩｎＡｓ系の多重量子井戸構造を有することが可能である。
【０１２０】
波長可変レーザ１００の下方には、ＤＦＢ部２の第１の光導波路１０ａの温度を調整するための温度調整部４００が設けられている。温度調整部４００の例としてペルチェ素子を用いることができる。あるいは、ペルチェ素子と併用して、波長可変レーザ１００のDFB部２の上面に、あらかじめ線状の金属薄膜パターンを形成しておき、その金属薄膜に電流を流すことにより発生するジュール熱でＤＦＢ部２の第１の光導波路１０ａの温度調整をしても良い。温度調整部４００は、少なくとも第１の光導波路１０ａの温度を調整できればよい。波長可変レーザ１００のその他の部分の温度も同時に変更してもよい。
【０１２１】
図１０に制御部２００及びモニタ部３００の機能構成を示す。この図で示したように、制御部２００は、ＤＦＢ部波長制御部１０１ｂ、ＤＢＲ部波長制御部１０２、位相制御用電流制御部１０３、光出力制御部１０４、メモリ１０５、及び判断部１０６を含んで構成されている。
【０１２２】
ＤＦＢ部波長制御部１０１ｂは、温度調整部４００を用いてＤＦＢ部２における第１の光導波路１０ａの温度を調整することにより、第１の回折格子３１ａが設けられた第１の光導波路１０ａにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所望の発振波長λ0に制御する機能を有する。
【０１２３】
本実施形態における、その他の機能については上記第１実施形態で説明した機能と同様である。
【０１２４】
＜処理の流れについて＞
次に、図１１を用いて本実施形態における波長可変レーザ１００を制御する処理の流れを説明する。
【０１２５】
光出力制御部１０４は、利得用電極４１ｂを用いてレーザ発振閾値以上の利得用電流をＤＦＢ部２における第１の光導波路１０ａに対して注入する（ステップＳ６０１）。
【０１２６】
ＤＦＢ部波長制御部１０１ｂは、温度調整部４００を用いてＤＦＢ部２における第１の光導波路１０ａの温度を調整することにより、第１の回折格子３１ａが設けられた第１の光導波路１０ａにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所望の発振波長λ0に制御する（ステップＳ６０２）。この時、初期値として、第１の光導波路１０ａの温度と第１の回折格子３１ａの反射スペクトルのピーク波長との関係をあらかじめ測定あるいは計算しておきメモリ１０５に保存しておく。
【０１２７】
ステップＳ６０３〜ステップＳ６０５の処理は、第１実施形態におけるステップＳ５０３〜ステップＳ５０５の処理と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１２８】
光出力制御部１０４は、利得用電極４１ｂを用いてＤＦＢ部２における第１の光導波路１０ａに注入される利得用電流を調整することにより、波長可変レーザ１００が発振する光の光出力を所望の値に制御する（ステップＳ６０６）。
【０１２９】
ステップＳ６０７の処理は、上記実施形態におけるステップＳ５０７の処理と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１３０】
ＤＦＢ部波長制御部１０１ｂは、温度調整部４００を用いてＤＦＢ部２における第１の光導波路１０ａの温度を再調整することにより、波長モニタ部２０１がモニタした波長可変レーザ１００が発振した光の波長を発振波長λ0に制御する（ステップＳ６０８）。
【０１３１】
ステップＳ６０９以降の処理については上記第１の実施形態と同様である。
【０１３２】
＜変形例＞
次に図１２を用いて本実施形態の変形例を説明する。図１２と図９との差異は、ＤＦＢ部２の第１の光導波路１０ａに設けられた回折格子は、図９においてはＳＧを形成しており、図１２においてはＰＧを形成している点である。
【０１３３】
本変形例では、波長可変レーザ１００は、ＰＧを形成する第１の回折格子３１ｂが設けられた第１の光導波路１０ａにおける反射スペクトルのピーク波長と、ＰＧを形成する回折格子が設けられた第２の光導波路１０ｂにおける反射スペクトルのピーク波長と、のバーニア効果を利用して所望の波長の光を発振している。なお、バーニア効果を利用するため、ＤＦＢ部２におけるＰＧと、ＤＢＲ部３におけるＰＧと、は異なる。すなわち、第１の光導波路１０ａにおける反射スペクトルのピーク波長の波長間隔と、第２の光導波路１０ｂにおける反射スペクトルのピーク波長の波長間隔と、は異なっている。
【０１３４】
本変形例のような構成とすることで、ＤＦＢ部２の第１の回折格子３１ｂの結合係数は、ＤＦＢ部２の回折格子がＳＧを形成している場合と比較して小さくできるため、回折格子の作成が容易となるという効果を得ることができる。
【０１３５】
＜作用及び効果について＞
次に本実施形態における作用及び効果について説明する。本実施形態の波長可変レーザ１００における第１の光導波路１０ａは、導波方向に設けられた複数の第１の回折格子３１ｂを有し、第１の回折格子３１ｂは、屈折率が所定の周期で変化している回折格子形成領域３７と、回折格子の位相をシフトすることにより光導波路１０を導波する光の位相をシフトさせるための回折格子位相シフト領域３６と、を含んで構成されている。すなわち、ＤＦＢ部２における第１の回折格子３１ｂはＰＧを形成している。その為、ＤＦＢ部２における第１の回折格子がＳＧを形成する場合と比較して、回折格子の結合係数を小さくできるため、回折格子の作成がより容易となる。
【０１３６】
本実施形態における波長可変レーザ１００は、第１の光導波路１０ａの温度を調整することによって波長可変レーザ１００が発振する光の波長を変化させているため、より簡易に波長可変レーザ１００が発振する光の波長を変化させることが可能となる。
【符号の説明】
【０１３７】
１ａ、１ｂ…波長可変レーザ装置、２…ＤＦＢ部、３…ＤＢＲ部、４…位相シフト部、１０…光導波路、１０ａ…第１の光導波路、１０ｂ…第２の光導波路、１０ｃ…第３の光導波路、１１、１３…光閉じ込め層、１２ａ…第１のコア層、１２ｂ…第２のコア層、１２ｃ…第３のコア層、２１…コンタクト層、２２…第１クラッド層、２３…第２クラッド層、２４…半導体基板、３１ａ、３１ｂ…第１の回折格子、３２ａ…第２の回折格子、３２ｂ…第３の回折格子、３３…活性層、３４…光導波層、３５…ブランク部、３６…回折格子位相シフト領域、３７…回折格子形成領域、４１ａ、４１ｂ…利得用電極、４２…位相制御用電極、４３…ＤＢＲ部波長制御電極、４４…ｎ型電極、４５…ＤＦＢ部波長制御電極、６０ａ、６０ｂ…光出射端面、６１ａ、６１ｂ…誘電体多層膜、１００…波長可変レーザ、１０１ａ、１０１ｂ…ＤＦＢ部波長制御部、１０２…ＤＢＲ部波長制御部、１０３…位相制御用電流制御部、１０４…光出力制御部、１０５…メモリ、１０６…判断部、２００…制御部、２０１…波長モニタ部、２０２…光出力モニタ部、３００…モニタ部、４００…温度調整部、Ｌ１…レーザ光、Ｌ２…モニタ光、Ａ…端部、Ｂ…開始位置、Ｌ…回折格子の全長、Λｐ１…所定の長さ（第１の長さ）、Λｐ２…所定の長さ（第２の長さ）。
【図１】
2010258297.tif 000003
【図２】
2010258297.tif 000004
【図３】
2010258297.tif 000005
【図４】
2010258297.tif 000006
【図５】
2010258297.tif 000007
【図６】
2010258297.tif 000008
【図７】
2010258297.tif 000009
【図８】
2010258297.tif 000010
【図９】
2010258297.tif 000011
【図１０】
2010258297.tif 000012
【図１１】
2010258297.tif 000013
【図１２】
2010258297.tif 000014
【図１３】
2010258297.tif 000015
【図１４】
2010258297.tif 000016