(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度に応じて波長可変で複数の波長のうちいずれか１波長を発振可能なレーザを複数個備える光源と、
前記光源から射出されたレーザ光が入射され、周期的な透過波長特性を持つ周期的フィルタと、
前記光源の温度を調整する第１温度調整手段と、
前記周期的フィルタの温度を調整する第２温度調整手段と、
前記周期的フィルタから射出されたレーザ光が入射され、前記入射されたレーザ光の光強度を検出する光検出手段と、
前記複数個のレーザのうちからいずれか１個のレーザを前記複数の波長のうちの所望の波長で発振させるとともに、前記発振させたレーザの発振可能な前記複数の波長ごとに設定される目標値を互いに共通の値にして且つ前記光検出手段の出力が共通の前記目標値になるように、前記発振させたレーザの立ち上げ時に前記第１温度調整手段による前記光源の温度の調整および前記第２温度調整手段による前記周期的フィルタの温度の調整を前記所望の波長に応じて制御して前記発振させたレーザの発振波長を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする波長可変安定化レーザ。
【請求項２】
前記共通の目標値は、前記透過波長特性における隣接する２極値間の中央付近に設けられること
を特徴とする請求項１に記載の波長可変安定化レーザ。
【請求項３】
前記制御手段は、前記１個のレーザを発振させる際に、前記所望の波長と前記所望の波長に最も近い前記透過波長特性の極値を与える波長との間の波長範囲であって、前記波長範囲のうちの前記透過波長特性における隣接する２極値間の中央付近の波長を含む方で発振させてから前記発振波長を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の波長可変安定化レーザ。
【請求項４】
前記制御手段は、前記１個のレーザを発振させる際に、前記所望の波長に最も近い波長であって前記透過波長特性における隣接する２極値間の中央付近の波長で発振させてから前記発振波長を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の波長可変安定化レーザ。
【請求項５】
外部に取り出されるべきレーザ光を増幅する光増幅手段をさらに備えること
を特徴とする請求項１に記載の波長可変安定化レーザ。
【請求項６】
前記光増幅手段は、飽和領域で使用されること
を特徴とする請求項５に記載の波長可変安定化レーザ。
【請求項７】
前記レーザは、駆動電流に対しても波長可変の半導体レーザであり、
前記制御手段は、前記１個のレーザの前記駆動電流を制御することによって前記発振波長を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の波長可変安定化レーザ。
【請求項８】
前記レーザは、半導体レーザであり、
前記制御手段は、前記１個のレーザを発振させる際には前記第１温度調整手段および前記第２温度調整手段を制御し、前記発振波長を制御する際には駆動電流を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の波長可変安定化レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出される１波のレーザの波長を変更することができる波長可変安定化レーザにおいて、この射出されるレーザ光の波長を所望の波長にほぼ固定することができる波長可変安定化レーザに関する。
将来のマルチメディアネットワークの構築を目指し、超長距離でかつ大容量の光通信装置が要求されている。この大容量化を実現する方式として、波長分割多重（Wavelength-division Multiplexing、以下、「ＷＤＭ」と略記する。）方式が、光ファイバの広帯域・大容量性を有効利用できるなどの有利な点から研究開発が進められている。
特に、ＷＤＭ方式に使用されるＷＤＭ方式用光源装置は、複数の波長でレーザ光を射出する必要がある。さらに、その波長間隔は、標準規格、例えば、ＩＴＵ−Ｔの勧告に基づくチャンネル（以下、「ｃｈ」と略記する。）ごとに定められたグリッド間隔にする必要があるため、その要求を満たすべくＷＤＭ方式用光源装置の研究開発が進められている。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＷＤＭ方式用光源装置は、例えば、４波の波長多重を行うＷＤＭ方式光通信システムの場合には、互いに異なる波長のレーザ光を発振する４個の半導体レーザ、または、素子温度や駆動電流を変更することによって発振波長を変えることができる１個の波長可変レーザ（wavelength tunable laser）を備えていた。そして、この波長可変レーザとして、多重量子井戸構造ＤＦＢレーザ（以下、「ＭＱＷ構造ＤＦＢレーザ」と略記する。）および可変波長分布ブラッグ反射型レーザ（以下、「可変波長ＤＢＲレーザ」と略記する。）などが使用されている。
【０００３】
特に、波長可変レーザの使用は、ＷＤＭ方式用光源装置に常用光源および予備用光源として使用される半導体レーザの個数を削減することができる利点がある。例えば、３２波のＷＤＭ方式光通信システムにおいて、１波長１個の半導体レーザを使用する場合では、常用光源に３２個および予備用光源に３２個が必要であるが、４波を発振することができる波長可変レーザを使用する場合では、最大でも常用光源に８個および予備用光源に８個で済む。
【０００４】
一方、これら半導体レーザは、定常状態において所定波長の単一モードレーザ光を発振するように回折格子のピッチなどが設計されるが、半導体レーザの立ち上げ時には必ずしも所定波長で発振しない。また、定常状態においても一定のゆらぎが存在し、常に所定波長に固定しているわけではない。さらに、波長可変レーザは、これらの現象が生じるとともに、多波長が発振可能であるため目的の所定波長に安定させる必要がある。
【０００５】
そこで、所望の波長に発振波長を固定すべく波長安定化装置がＷＤＭ方式用光源装置に使用されている。
図２１は、従来のＷＤＭ方式用光源装置を示す図である。
図２１（ａ）は、従来のＷＤＭ方式用光源装置の構成を示す図である。図２１（ｂ）は、ｃｈ０に波長を固定する場合の説明図である。図２１（ｃ）は、従来のマルチ波長安定化装置における各引込範囲と各ｃｈとの関係を示す図である。
【０００６】
図２１（ａ）において、波長可変レーザ９１１から射出されたレーザ光は、マルチ波長安定化装置９０５内の入力光を２つに分岐するカプラ９１２に入射され、そのレーザ光の一部を分岐した後に残りのレーザ光は、ＷＤＭ方式用光源装置の出力光として射出される。この波長可変レーザ９１１は、ＭＱＷ半導体レーザであって、例えば、その素子温度を約８〜１０（℃）変えると発振波長が０．８（ｎｍ）変化する特性を持つ。ＷＤＭ方式光信号は、ＩＴＵ−Ｔの勧告に基づいて波長間隔が０．８（ｎｍ）で４波の光信号が配置されているとすると、波長可変レーザ９１１は、約３０（℃）の温度範囲で４波長のレーザ光を射出可能であり、素子温度を制御することによって４波長のうちから１波長のレーザ光を射出する。
【０００７】
マルチ波長安定化装置９０５内において、カプラ９１２で分岐した一部のレーザ光は、入力光を２つに分岐するカプラ９１３に入射される。このカプラ９１３で分岐した一方のレーザ光は、ファブリペローエタロンフィルタ（Fabry-perot Etalon Filter、以下、「ＥＴフィルタ」と略記する。）９１４を介して、光強度に応じて電流を出力する第１ホトダイオード（以下、「ＰＤ」と略記する。）９１５に入射され、そのレーザ光の光強度が検出される。この第１ＰＤ９１５の出力値をＰＤo1とする。また、カプラ９１３で分岐した他方のレーザ光は、第２ＰＤ９１６に入射され、そのレーザ光の光強度が検出される。この第２ＰＤ９１６の出力値をＰＤo2とする。
【０００８】
このＥＴフィルタ９１６において、透過率の極大値を与える波長は、安定化させたい波長におけるＰＤo2で規格化したＰＤo1の値、すなわち、ＰＤo1／ＰＤo2が目標値０．５となるように設定される。
そして、制御用ＣＰＵ９１７は、これらＰＤo1およびＰＤo2を受信し、これらの検出値に基づいて波長可変レーザ９１１の発振波長を所定波長に固定する制御信号を波長可変レーザ９１１に送信する。
【０００９】
このような構成のＷＤＭ方式用光源装置は、次のように動作して、例えば、ｃｈ０に波長可変レーザ９１１の発振波長を安定化させる。
図２１（ａ）および（ｂ）において、制御用ＣＰＵ９１７は、波長可変レーザ９１１を立ち上げて、ＰＤo1およびＰＤo2を受信してＰＤo1／ＰＤo2を算出する。そして、このＰＤo1／ＰＤo2が目標値０．５より大きい場合には、制御用ＣＰＵ９１１は、発振波長が長くなるように波長可変レーザ９１１の素子温度を調整して波長可変レーザ９１１を制御する。一方、波長可変レーザ９１１を立ち上げた時のＰＤo1／ＰＤo2が目標値０．５より小さい場合には、制御用ＣＰＵ９１７は、発振波長が短くなるように波長可変レーザ９１１を制御する。こうして常にＰＤo1／ＰＤo2が０．５となるように波長可変レーザ９１１は、制御され、発振波長は、ｃｈ０に安定化される。
【００１０】
ここで、制御用ＣＰＵ９１７は、単にＰＤo1／ＰＤo2と目標値０．５との大小を比較し発振波長を制御するだけの場合には、波長可変レーザ９１１が図２１（ｂ）の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの波長で立ち上がった場合には、所望のｃｈ０に発振波長を安定化することができるが、波長可変レーザ９１１が点ｅ、点ｆの波長で立ち上がった場合には、ｃｈ０以外の波長で安定化されてしまう。このため、制御用ＣＰＵ９１７は、波長可変レーザ９１１の立ち上げ時の発振波長の範囲を考慮して、立ち上げ時の素子温度も制御する。
【００１１】
このように、ＷＤＭ方式用光源装置は、立ち上げ時の素子温度を考慮することによってｃｈ１、ｃｈ２およびｃｈ３もｃｈ０の場合と同様に発振波長を安定化することができる。
ここで、レーザ立ち上げ時の波長に対し、波長安定化装置がレーザの発振波長を所望の波長に安定化することができる波長範囲を引込範囲と呼称することにする。
【００１２】
そして、この引込範囲は、図２１（ｃ）に示すようにＥＴフィルタ９１４のＦＳＲ（Free Spectral Range）ごとにＰＤo1／ＰＤo2が同一の値となるので、ＦＳＲによって決定される。このため、ＷＤＭ方式光信号の各光信号の波長に合わせるため、ＥＴフィルタ９１４のＦＳＲは、ＷＤＭ方式光信号の波長間隔に設定される。
【００１３】
一方、ＥＴフィルタ９１４は、透過波長特性に温度依存性を持っている。
図２２は、ＥＴフィルタの透過波長特性の温度依存性を示す図である。
図２２の縦軸は、μＡ単位で表示した検出器の電流値（透過率に相当する。）であり、横軸は、ｎｍ単位で表示した波長である。
ＥＴフィルタの材質は、石英ガラスであり、鏡面の反射率は、２５パーセントである。測定温度は、２２．１（℃）、３０．０（℃）、３７．９（℃）および４５．７（℃）である。
【００１４】
図２２から分かるように、温度の上昇とともに透過波長特性が長波長側に横軸に沿って平行に約０．０９５（ｎｍ／℃）だけシフトする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、通信容量が急増していることから、ＷＤＭ方式光信号は、多重数の増加が要請されている。このため、ＷＤＭ方式用光源も、３２波や６４波などの多波長を発振可能とする必要がある。一方で、波長可変レーザの素子温度の変更範囲が限られているため、ＷＤＭ方式用光源装置は、複数個の波長可変レーザを備える必要がある。
【００１６】
このとき、マルチ波長安定化装置は、発振可能なすべての波長に対して所望の波長に安定化する必要があるが、装置内のＥＴフィルタにおける透過波長特性が温度依存性を持つため、従来の構成では、すべての波長を安定化することができないという問題がある。
特に、温度によって発振波長を変更する波長可変レーザとＥＴフィルタとを一体化する場合に問題である。
【００１７】
例えば、８波のＷＤＭ方式用光源装置が０ｃｈ〜３ｃｈを発振可能な波長可変レーザと４ｃｈ〜７ｃｈを発振可能な波長可変レーザとで構成され、ＥＴフィルタとして石英ガラスを使用する場合を考えると、０ｃｈと４ｃｈ、１ｃｈと５ｃｈ、２ｃｈと６ｃｈおよび３ｃｈと７ｃｈは、それぞれ同一の素子温度で制御され、また、ＥＴフィルタの透過波長特性は、１（℃）の変化に対して約０．０１（ｎｍ）だけシフトする温度依存性を持つ。ＷＤＭ方式光信号の波長間隔を０．８（ｎｍ）とすると、各ｃｈを発振させるために素子温度を１０（℃）ずつ変更する必要があるので、ＥＴフィルタの透過波長特性は、０．１（ｎｍ）だけシフトすることになる。
【００１８】
このとき、マルチ波長安定化装置は、例えば、０ｃｈと４ｃｈが同一の素子温度で制御されるので、０ｃｈと４ｃｈにそれぞれ対応するレーザ光を安定化するために、従来技術で説明したように、ＥＴフィルタのＦＳＲを０．８（ｎｍ）に設定する必要がある。一方、マルチ波長安定化装置は、０ｃｈ〜３ｃｈにそれぞれ対応するレーザ光を安定化するために、ＥＴフィルタのＦＳＲをシフト分を考慮して０．８−０．１＝０．７（ｎｍ）に設定する必要がある。
【００１９】
すなわち、マルチ波長安定化装置は、ＥＴフィルタのＦＳＲを一方で０．８（ｎｍ）に設定する必要があり同時に他方で０．７（ｎｍ）に設定する必要があるので、従来の構成では両要求を両立し難いという問題である。
また、通信容量の増加のために、伝送速度を２．５Ｇｂｐｓから１０Ｇｂｐｓに向上しようとすると、従来構成では、高速変調によるスペクトル線幅の問題や相対強度雑音の問題も生じる。
【００２０】
そこで、本発明では、射出される１波のレーザ光の波長を変更することができるとともに、この射出されるレーザ光の波長を安定化することができる波長可変安定化レーザ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】
【００２１】
上述の目的は、温度に応じて波長可変で複数の波長のうちいずれか１波長を発振可能なレーザを複数個備える光源と、光源から射出されたレーザ光が入射され、周期的な透過波長特性を持つ周期的フィルタと、光源の温度を調整する第１温度調整手段と、周期的フィルタの温度を調整する第２温度調整手段と、周期的フィルタから射出されたレーザ光が入射され、入射されたレーザ光の光強度を検出する光検出手段と、複数個のレーザのうちからいずれか１個のレーザを複数の波長のうちの所望の波長で発振させるとともに、光検出手段の出力が発振させたレーザの発振可能な複数の波長ごとに異なる値に設定される目標値のうち所望の波長に対応する目標値になるように、第１温度調整手段による光源の温度および第２温度調整手段による周期的フィルタの温度の調整を制御して発振させたレーザの発振波長を制御する制御手段とを備え、光源から射出されるレーザ光の各波長は、互いに一定の波長間隔であり、周期的フィルタの周期は、一定の波長間隔であり、制御手段は、第１温度調整手段による光源の温度および第２温度調整手段による周期的フィルタの温度の調整により、各レーザの発振可能な複数の波長ごとに異なる値に設定される目標値を、透過波長特性における隣接する２極値間に設けるとともに複数個のレーザ間で共通にして、発振させたレーザの発振波長を制御する波長可変安定化レーザによって達成される。
【００２２】
このような波長可変安定化レーザでは、発振可能な波長ごとに複数の目標値を設定するので、複数の波長のなかから所望の波長のレーザ光を発振させることができ、しかもその波長に安定化することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかる可変波長安定化レーザは、可変波長レーザを備えるので、射出されるレーザの波長を変更することができる。さらに、本発明にかかる可変波長安定化レーザは、波長検出部における透過波長特性の温度依存性を考慮してレーザ光の波長を制御するので、所望の波長で安定化することができる。
そして、本発明にかかる可変波長安定化レーザは、可変波長レーザと波長検出部とを一体にすることができるので小型化および低廉化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態の各ＬＤにおける素子温度、ｃｈおよび波長の関係を示す図である。
【図４】透過波長特性と各ｃｈのロック点との関係を示す図である。
【図５】第２の実施形態における透過波長特性の肩に配置される各ロック点を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態のフローチャートである。
【図７】第３の実施形態における各ｃｈのロック点と初期立ち上げ波長との関係を示す図である。
【図８】第３の実施形態のフローチャートである。
【図９】第４の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
【図１０】第４の実施形態における各ＥＴフィルタの透過波長特性とｃｈのロック点との関係を示す図である。
【図１１】第４の実施形態のフローチャートである。
【図１２】第５の実施形態の各ＬＤにおける素子温度、ｃｈおよびグリッドの間の関係を示す図である。
【図１３】第５の実施形態における透過波長特性と各ｃｈのロック点との関係を示す図である。
【図１４】第５の実施形態のフローチャートである。
【図１５】第６の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
【図１６】第６の実施形態のフローチャートである。
【図１７】波長可変安定化レーザのモジュールの第１構成例を示す図である。
【図１８】波長可変安定化レーザのモジュールの第２構成例を示す図である。
【図１９】波長可変安定化レーザのモジュールの第３構成例を示す図である。
【図２０】波長可変安定化レーザのモジュールの第４構成例を示す図である。
【図２１】従来のＷＤＭ方式用光源装置を示す図である。
【図２２】ファブリペローエタロンフィルタの透過波長特性における温度依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態の構成）
図１は、第１の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
図１において、波長可変安定化レーザは、光源１１、周期的フィルタ１２、光検出部１３および制御部１４で基本構成される。
光源１１は、複数の波長を発振可能なレーザを複数個備える。光源１１から射出されるレーザ光は、周期的な透過波長特性を持つ周期的フィルタ１２に入射される。周期的フィルタ１２から射出されたレーザ光は、光検出部１３に入射される。光検出部１３は、受光したレーザ光の光強度を検出し、その光強度に応じた電気信号に変換する。そして、光検出部１３は、その電気信号を制御部１４に出力する。制御部１４は、光源１１内の複数個のレーザのうちからいずれか１個のレーザを所望の波長で発振させる。さらに、制御部１４は、光検出部１３の出力が複数の波長ごとに設定される複数の目標値のうちからこの所望の波長に対応する目標値になるように発振させたレーザの発振波長を制御する。
【００２６】
（第１の実施形態の作用効果）
このような波長可変安定化レーザでは、発振可能な波長ごとに複数の目標値が予め用意される。そして、制御部１４は、光検出部１３の出力が発振させた波長に応じた目標値なるように、光源１１内の発振させたレーザを制御する。このように波長ごとに目標値を設定しその目標値なるようにレーザが制御されるため、周期的フィルタ１２の透過波長特性における温度依存性を補償することができる。
【００２７】
したがって、波長可変安定化レーザは、温度変動および波長の変更にかかわらず、波長を安定化した所望のレーザ光を射出することができる。
（第１の実施形態のより好ましい構成）
特に、光源１１から射出されるレーザ光がほぼ一定の波長間隔である場合には、周期的フィルタ１２の周期は、この一定の波長間隔に設定され、制御部１４における複数の目標値は、周期的フィルタ１２の透過波長特性における隣接する２極値間に設けられることが好ましい。
【００２８】
このような場合には、或る波長の目標値と他の波長の目標値とを一致させることができる。さらに、目標値が周期的フィルタ１２の透過波長特性における隣接する２極値間に設けられることによって確実に発振波長を安定にすることができる。
なお、本明細書において、透過波長特性における隣接する極値間の特性曲線を「透過波長特性の肩」と呼称する場合がある。さらに、互いに隣接する極大値から極小値に至る特性曲線を「透過波長特性の右肩」と、互いに隣接する極小値から極大値に至る特性曲線を「透過波長特性の左肩」と呼称する場合もある。
【００２９】
また、光源１１内のレーザが発振する複数の波長のうちの中央波長に対応する目標値は、透過波長特性における隣接する２極値間のほぼ中央に設けられることが好ましい。
例えば、光源１１内に６個の半導体レーザが備えられ、個々の半導体レーザは、０．８（ｎｍ）間隔で５波のレーザ光を発振可能である場合において、３番目の波長に対応する目標値を透過波長特性の肩のほぼ中央に設定される。
【００３０】
このように中央波長に対応する目標値が透過波長特性の肩のほぼ中央に設けられるため、他の波長に対応する目標値も透過波長特性の肩に適正に配置されるから、波長可変安定化レーザは、各波長を同程度の精度で波長を安定化させてレーザ光を射出することができる。
なお、本明細書において、中央波長は、１個のレーザが発振可能な波長帯域においてその中央を意味する。
そして、制御部１４は、光源１１内に設けられた複数個のレーザの中から１個のレーザを発振させる際に、発振させるべき所望の波長とこの所望の波長に最も近い透過波長特性の極値を与える波長との間の波長範囲であって、この波長範囲のうちの透過波長特性における隣接する２極値間のほぼ中央の波長を含む方で発振させてから発振波長を制御することが好ましい。
【００３１】
さらに、制御部１４は、光源１１内に設けられた複数個のレーザの中から１個のレーザを発振させる際に、発振させるべき所望の波長に最も近い波長であって透過波長特性における隣接する２極値間のほぼ中央の波長で発振させてから発振波長を制御することが好ましい。
上述のように中央波長に対応する目標値を透過波長特性の肩のほぼ中央に設けたとしても、中央波長から離れた波長の目標値は、極値に近い特性曲線上に配置される。つまり、中央波長に対応する目標値は、引込範囲の中央に配置されるが、中央波長から離れた波長の目標値は、引込範囲の中央から長波長側または短波長側に偏って配置されることになる。このため、例えば、引込範囲の中央から長波長側に目標値が配置された場合では、引込範囲において目標値から短波長側は広く、目標値から長波長側は狭くなる。よって、範囲が狭い目標値から長波長側でレーザを立ち上げてしまうと制御部１４は、波長安定化の制御に困難が伴う。
【００３２】
そこで、レーザの立ち上げ波長を透過波長特性の肩のほぼ中央に対応する波長を含む波長範囲内で、あるいは、この透過波長特性の肩のほぼ中央に対応する波長で立ち上げるようにすることによって、制御部１４は、確実に所望の波長に安定化することができる。
また、波長可変安定化レーザは、外部に取り出されるべきレーザ光を増幅する光増幅部（以下、「Ｏ-Ａmp」と略記する。）２１をさらに備えることが好ましい。
【００３３】
上述の波長可変安定化レーザは、光源１１、周期的フィルタ１２、光検出部１３および制御部１４によって波長制御のフィードバック制御系を構成している。このため、制御されたレーザ光を取り出す場合には、図１において波線で示すように光源１１と周期的フィルタ１２との間に、光を２つに分岐するカプラ２２を設ければよい。
【００３４】
したがって、外部に取り出されるべきレーザ光を増幅するＯ-Ａmp２１は、図１において波線で示すように、光源１１とカプラ２２との間に、あるいは、カプラ２２のレーザ光を外部に射出するポートに接続すればよい。
このようなＯ-Ａmp２１を備えることによって、波長可変安定化レーザは、射出されるレーザ光の光強度の不足を補償することができる。
【００３５】
さらに、図１において波線で示すようにカプラ２２とＯ-Ａmp２１-2との間にアイソレータ（以下、「ＩＳＯ」と略記する。）２３を設けることによって、波長可変安定化レーザは、光源１１の半導体レーザで生じるキンク（kink）を防止することができる。キンクは、カプラ２２やＯ-Ａmp２１や周期的フィルタ１２などの各光部品間における接続部・接合部で生じる反射光が半導体レーザに戻ることによって生じる現象である。キンクは、例えば、半導体レーザの光出力駆動電流特性上においてスパイク状のねじれとして観測される。
【００３６】
ここで、Ｏ-Ａmp２１としては、半導体レーザ光増幅器や光ファイバ増幅器などを使用することができる。
また、Ｏ-Ａmp２１は、飽和領域で使用されることが好ましい。
光源１１内のレーザ光の波長を制御するためにレーザの駆動電流を制御した場合には、レーザ光の光強度に変動が生じる。そこで、このように飽和領域で使用することによって、波長可変安定化レーザは、Ｏ-Ａmp２１から射出されるレーザ光の光強度をほぼ一定に保持することができるから、安定した光強度のレーザ光を射出することができる。
【００３７】
そして、制御部１４は、光源１１内に設けられた複数個のレーザのなかから１個のレーザの素子温度を制御することによって発振波長を制御することがこのましい。また、制御部１４は、１個のレーザの駆動電流を制御することによって発振波長を制御することが好ましい。さらに、制御部１４は、１個のレーザを発振させる際には素子温度で波長を制御し、発振波長を制御する際には駆動電流で制御することが好ましい。
【００３８】
光源１１内に設けられたレーザが半導体レーザである場合には、発振波長をその素子温度および駆動電流によって変更することができる。特に、ＭＱＷ半導体レーザでは、素子温度で発振波長を制御した方が高出力および高信頼性である。
発振可能な複数の波長のなかからいずれか１波長を発振させる際には、素子温度で波長を制御し、この発振した波長を安定させるために目標値となるように発振波長を微調整する際には、駆動電流で制御するようにすると、駆動電流による制御は制御の時定数が小さいので、素子温度だけで制御する場合に比べて迅速に所望の波長に安定化することができる。
【００３９】
また、周期的フィルタ１２は、透過波長特性の周期（ＦＳＲ）および温度依存性が共通である複数個のフィルタであることが好ましい。この場合には、各フィルタから射出されるレーザ光を受光するために、光検出部１３は、このフィルタの個数に対応する個数であることが最低限必要である。さらに、光源１１から射出されるレーザは、ほぼ一定の波長間隔であり、一定の波長間隔を複数の波長範囲に分け、分けられた波長範囲のそれぞれは、複数個のフィルタのそれぞれの透過波長特性における隣接する２個の極値を与える波長範囲内にあることがより好ましい。
【００４０】
このように複数のフィルタを使用することによって、目標値ごとに適当なフィルタを割り振ることが可能であるから、それぞれの目標値を透過波長特性の肩のほぼ中央に配置するも可能である。このため波長可変安定化レーザは、より確実に安定した所望の波長のレーザ光を射出することができる。さらに、周期的フィルタは、所望のＦＳＲに設計して製造したとしても、その前後のＦＳＲを持つ周期的フィルタが製造されてしまうが、このような構成では、設計値を外れたＦＳＲを持つ周期的フィルタを使用することができるから、周期的フィルタの製造歩留まりを向上することができる。
【００４１】
そして、周期的フィルタは、レーザにおける発振波長の温度依存性に応じた透過波長特性の温度依存性を持つフィルタであることが好ましい。
さらに、光源１１は、複数の波長を発振可能なレーザであり、周期的フィルタ１２は、レーザから射出されるレーザ光が入射され、レーザの発振波長の温度依存性に応じた透過波長特性の温度依存性を持つようにして、波長可変安定化レーザを構成することも可能である。
【００４２】
このような構成の波長可変安定化レーザは、透過波長特性の温度依存性をレーザの発振波長の温度依存性に応じて調整するので、制御部１４の目標値を各ｃｈに対し共通にすることができ、より確実に安定した所望の波長のレーザ光を射出することができる。
例えば、透過波長特性の温度依存性は、レーザの発振波長の温度依存性に一致させる。すなわち、レーザが温度変動△Ｔで発振波長変動△Ｌである場合に、透過波長特性は、温度変動△Ｔでシフト量△Ｌとすればよい。このようにすることにより、ロック点は、透過波長特性の一方の肩上に配置されることになる。
【００４３】
また、同一の目標値になる透過率は、透過波長特性の右肩および左肩にある。この性質を利用するようにしてもよい。この場合は、レーザが発振可能な波長数も考慮する。
さらに、波長可変安定化レーザは、周期的フィルタを除き従来と同様な構成にすることができる。このため、周期的フィルタの交換と制御部１４の微調整によって従来のマルチ波長安定化装置およびＷＤＭ方式用光源装置などが利用可能である。
【００４４】
次に、別の実施形態について説明する。
（第２の実施形態の構成）
第２の実施形態は、８波のＷＤＭ方式光信号の光源装置に好適な波長可変安定化レーザの実施形態である。ＷＤＭ方式光信号は、１５５０（ｎｍ）波長帯域においてＩＴＵ−Ｔの勧告に従い０．８（ｎｍ）波長間隔でｃｈ０〜ｃｈ７の波長が配置される。
【００４５】
図２は、第２の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
図２において、レーザダイオード（以下、「ＬＤ」と略記する。）１０１-1は、ｃｈ０〜ｃｈ３にそれぞれ対応する４波のレーザ光を発振することができる。そして、ＬＤ１０１-1は、その素子温度および駆動電流値に従って、これら４波のレーザ光のうちからいずれか１波のレーザ光を発振する。ＬＤ１０１-1から射出されたレーザ光は、カプラ１０２に入射される。
【００４６】
同様に、ＬＤ１０１-2は、ｃｈ４〜ｃｈ７にそれぞれ対応する４波のレーザ光を発振することができ、発振したレーザ光は、カプラ１０２に入射される。
ここで、ＬＤ１０１-1がｃｈ０のレーザ光を発振する素子温度において、ＬＤ１０１-2は、ｃｈ４のレーザ光を発振する。ＬＤ１０１-1がｃｈ１のレーザ光を発振する素子温度において、ＬＤ１０１-2は、ｃｈ５のレーザ光を発振する。ＬＤ１０１-1がｃｈ２のレーザ光を発振する素子温度において、ＬＤ１０１-2は、ｃｈ６のレーザ光を発振する。そして、ＬＤ１０１-1がｃｈ３のレーザ光を発振する素子温度において、ＬＤ１０１-2は、ｃｈ７のレーザ光を発振する。
【００４７】
本実施形態では、ＬＤ１０１-1およびＬＤ１０１-2は、次のように設計される。すなわち、素子温度が１６（℃）の場合に、ＬＤ１０１-1がｃｈ０のレーザ光を発振するように、ＬＤ１０１-2がｃｈ４のレーザ光を発振するように設計される。素子温度が２４（℃）の場合に、ＬＤ１０１-1がｃｈ１のレーザ光を発振するように、ＬＤ１０１-2がｃｈ５のレーザ光を発振するように設計される。素子温度が３２（℃）の場合に、ＬＤ１０１-1がｃｈ２のレーザ光を発振するように、ＬＤ１０１-2がｃｈ６レーザ光を発振するように設計される。そして、素子温度が４０（℃）の場合に、ＬＤ１０１-1がｃｈ３のレーザ光を発振するように、ＬＤ１０１-2がｃｈ７のレーザ光を発振するように設計される。
【００４８】
なお、本実施形態における各ＬＤ１０１の発振波長と各ｃｈとの関係を図３に示す。
ＬＤ１０１は、ＭＱＷ構造ＤＦＢレーザや可変波長ＤＢＲレーザなどの可変波長レーザを使用することができる。特に、多重量子井戸レーザは、通常の分布帰還型レーザや分布ブラッグ反射型レーザなどに較べて、光学利得が大きく低閾値である、光学利得スペクトル幅が狭く発光スペクトル幅が狭くなる、高速変調が可能、および、ＴＥ波が優先的に選択されるなどの点で高性能である。
【００４９】
これらＬＤ１０１およびカプラ１０２は、ＬＤアレイ部を構成する。ＬＤアレイ部は、後述する制御によって８波のうちの１波のレーザ光をカプラ１０３に射出する。
カプラ１０３に入射されたレーザ光は、３つに分配され、分配された第１レーザ光は、ＩＳＯ１２１および半導体光増幅器（以下、「ＳＯＡ」と略記する。）１２２を介してカプラ１２３に入射される。分配された第２レーザ光は、ＥＴフィルタ１０４を介してＰＤ１０５-1に入射される。そして、分配された第３レーザ光は、ＰＤ１０５-2に入射される。ここで、第１レーザ光は、最終的に波長可変安定化レーザの出力となるので、その光強度を第２および第３レーザ光の光強度より大きくすることが好ましい。
【００５０】
ＰＤ１０５-1は、入射されたレーザ光の光強度に従う電流を発生させ、電気信号をアナログ／デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ」と略記する。）１１６-1に出力する。Ａ／Ｄ１１６-1は、このアナログ信号をディジタル信号に変換し、ディジタル信号を制御用の中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と略記する。）１０８に出力する。このＡ／Ｄ１１６-1の出力、すなわち、ＥＴフィルタ１０４を介したレーザ光の光強度に対応する値をＰＤo1とする。
【００５１】
ＰＤ１０５-2は、同様に、入射されたレーザ光の光強度に従う電流を発生させ、その電気信号は、Ａ／Ｄ１１６-2を介してＣＰＵ１０８に出力される。このＡ／Ｄ１１６-2の出力、すなわち、カプラ１０３から直接入射されたレーザ光の光強度に対応する値をＰＤo2とする。
ＰＤo1／ＰＤo2は、ＥＴフィルタ１０４の透過率に相当する値である。ＥＴフィルタ１０４の透過率は、ＰＤo1だけでも求めることができるが、ＰＤo1をＰＤo2で規格化することによって、雑音や経時劣化などによるＰＤo1の変動を補償することができる。そして、ＣＰＵ１０８は、ＰＤo1／ＰＤo2を計算するので、カプラ１０３からＥＴフィルタ１０４に入射されるレーザ光とカプラ１０３からＰＤ１０５-2に入射されるレーザ光とは、同一の光強度であることが好ましい。
【００５２】
図４は、第２の実施形態における透過波長特性と各ｃｈのロック点との関係を示す図である。
図４の縦軸は、ＰＤo1／ＰＤo2、すなわち、ＥＴフィルタの透過率に相当する値であり、横軸は、ｃｈ（波長）である。各曲線は、各温度における透過波長特性を示し、その各温度は、上段から１６（℃）、２４（℃）、３２（℃）、４０（℃）の場合である。そして、各曲線上の黒丸（●）は、各ｃｈのロック点、すなわち、所望の発振波長に制御するための目標値である。
【００５３】
ＥＴフィルタ１０４は、周期的フィルタであり、そのＦＳＲは、ＷＤＭ方式光信号の波長間隔に設定される。本実施形態においては、波長間隔が０．８（ｎｍ）であるので、ＦＳＲは、０．８（ｎｍ）に設定される。なお、０．８（ｎｍ）は、１５５０（ｎｍ）波長帯域において１００（ＧＨｚ）である。また、ＥＴフィルタ１０４の素材は、本実施形態では、石英ガラスである。このため、ＥＴフィルタ１０４の透過波長特性は、素子温度を１６（℃）から４０（℃）までの変化に対して、長波長側に約０．２２（ｎｍ）シフトする。
【００５４】
このようにＥＴフィルタのＦＳＲをＬＤアレイ部から射出可能なレーザ光の波長間隔に設定すると、図４に示すように、同一の素子温度においてＬＤ１０１-1およびＬＤ１０１-2が発振可能なレーザ光に対応する目標値を同一にすることができる。ここで、ｃｈ０とｃｈ４とに対する目標値を第１目標値とする。ｃｈ１とｃｈ５とに対応する目標値を第２目標値とする。ｃｈ２とｃｈ６とに対する目標値を第３目標値とする。ｃｈ３とｃｈ７とに対応する目標値を第４目標値とする。
【００５５】
そして、ＥＴフィルタの或る極値は、図４に示すように、第１ないし第４目標値が透過波長特性の左肩に配置されるように設計される。さらに、ＥＴフィルタの半値幅は、透過波長特性のシフト量を考慮した上で、第１ないし第４目標値が透過波長特性の左肩に配置されるように設計される。各目標値は、ＥＴフィルタ１０４の透過波長特性が素子温度の上昇に従って長波長側にシフトするので、第１目標値、第２目標値、第３目標値、第４目標値は、透過率の大きい方からこの順に従って配置される。
【００５６】
仮に、各目標値を１つの透過波長特性の左肩に配置すると、各目標値は、図５に示すように配置される。図５において、目標値を与える波長の各波長間隔は、透過波長特性の温度依存性に相当する長さである。本実施形態では、或るｃｈを隣接するｃｈに変更するために約８（℃）素子温度を変更するので、透過波長特性は、約８（℃）の素子温度の上昇に従い長波長側に約０．０７５（ｎｍ）シフトする。このため、この目標値を与える波長の各波長間隔は、約０．０７５（ｎｍ）である。
【００５７】
また、各目標値を配置することができる透過波長特性の肩の範囲は、次の事項によって設計可能である。すなわち、目標値を極大値の近くに配置すると、わずかな発振波長の変化に対しＰＤo1／ＰＤo2が大きく変動してしまう。一方、目標値を極小値の近くに配置すると、ＰＤo1／ＰＤo2の信号対雑音比が劣化してしまう。このため、いずれの場合においても、ＬＤ１０１の発振波長を安定化することが容易ではない。
【００５８】
本実施形態では、前述のように透過波長特性が長波長側に０．２２（ｎｍ）シフトし、ＦＳＲが０．８（ｎｍ）であることから、半値幅は、０．３８（ｎｍ）に設計した。この場合において、各目標値の配置可能な透過波長特性の肩の範囲は、約０．２５（ｎｍ）である。
ここで、ＬＤ１０１-1が発振する波長のうちの中央波長に対応する目標値は、透過波長特性の肩のほぼ中央に配置されることが好ましい。本実施形態では、ＬＤ１０１-1は、ｃｈ０〜ｃｈ３の４波のレーザ光を発振するので、真正の中央波長がない。そこで、ｃｈ１とｃｈ２との中央の波長を想定し、この波長に対応する目標値を透過波長特性の肩のほぼ中央に配置すると、第１ないし第４目標値は、透過波長特性の極値付近を避けて肩に適正に配置されるから、波長可変安定化レーザは、各波長を高精度に波長を安定化させてレーザ光を射出することができる。
【００５９】
このようにＬＤが発振する波長数が偶数のため仮想の目標値を考慮する場合も、ＬＤが発振する複数の波長のうちの中央波長に対応する目標値が透過波長特性における隣接する２極値間のほぼ中央に設けられることの意味に含まれる。
ＥＴフィルタ１０４のＦＳＲの設計について、より一般的に説明する。
ＬＤアレイ部の発振波長における温度依存性をＲ（ＧＨｚ／℃）、発振波長間隔を△ｆ（ＧＨｚ）とすると、或る波長から隣接する他の波長に発振波長を変更するために必要な温度変更は、△ｆ／Ｒ（℃）となる。周期的フィルタの透過波長特性の温度依存性をＱ（ＧＨｚ／℃）とすると、ＬＤアレイ部が１波長間隔分発振波長を変更させる間に、周期的フィルタの透過波長特性は、Ｑ×△ｆ／Ｒ（ＧＨｚ）だけシフトする。このため、ＦＳＲを波長間隔からＱ×△ｆ／Ｒ（ＧＨｚ）だけ引いた値に設計すれば、１波長間隔分発振波長を変更したとしても、隣の同じ肩形状の同じ透過率にロック点を設定することができる。したがって、ＦＳＲ（ＧＨｚ）は、△ｆ−（Ｑ×△ｆ／Ｒ）ないし△ｆの範囲で設計する。
【００６０】
また、ＦＳＲを発振可能な波長間隔の半分に設計すると、引込範囲が半分になる一方透過波長特性の肩の傾きが急になるので、より確実にロック点に発振波長を合わせることができる。この場合は、ＦＳＲ（ＧＨｚ）は、△ｆ／２−（Ｑ×△ｆ／２Ｒ）ないし△ｆ／２の範囲で設計する。
図２に戻って、温度調整器１０６および温度検出器１０７は、ベース基板１１０に接触するように接続される。
【００６１】
ベース基板１１０は、ＬＤ１０１とＥＴフィルタ１０４と同一温度になるようにするため、その上にＬＤ１０１、カプラ１０２、１０３、ＥＴフィルタ１０４およびＰＤ１０５が配置される。したがって、カプラ１０２、１０３およびＰＤ１０５は、ベース基板１１０上に配置しない構成でもよい。
温度調整器１０６は、ベース基板１１０の温度を変更する素子である。温度調整器１０６として、例えば、ペルチェ効果（Peltier effect）によって温度を変更することができるペルチェ素子などを使用することができる。温度調整器１０６の温度制御は、ＣＰＵ１０８がディジタル／アナログ変換器（以下、「Ｄ／Ａ」と略記する。）１１３を介して温度調整器駆動回路１１２の電流値を変えることによって制御される。温度調整器駆動回路１１２は、制御された電流を温度調整器１０６に供給する。
【００６２】
温度検出器１０７は、ベース基板１１０の温度を検出する。温度検出器１０７として、例えば、サーミスタ（thermistor）や熱電対などを使用することができる。温度検出器１０７の出力は、Ａ／Ｄ１１５を介してＣＰＵ１０８に入力される。
【００６３】
また、ＬＤ駆動回路１１１は、Ｄ／Ａ１１４を介してＣＰＵ１０８によって駆動電流値を制御される。そして、ＬＤ駆動回路１１１は、この制御に基づく駆動電流をＬＤ１０１-1、１０１-2に供給する。ＬＤ１０１-1、１０１-2は、この駆動電流によってレーザ発振する。
一方、ＳＯＡ駆動回路１２４は、Ｄ／Ａ１２６を介してＣＰＵ１０８によってＳＯＡ１２２を駆動する駆動電流値を制御される。そして、ＳＯＡ駆動回路１２４は、この制御に基づく駆動電流をＳＯＡ１２２に供給する。ＳＯＡ１２２は、この駆動電流に従う利得でレーザ光を増幅する。
【００６４】
ＳＯＡ１２２からカプラ１２３に入射された第１レーザ光は、カプラ１２３で２つに分配され、一方は、波長可変安定化レーザの出力光として射出され、他方は、ＰＤ１２５に入射される。ＰＤ１２５は、この入射されたレーザ光に従う電流を発生し、ＰＤ１２５の出力は、Ａ／Ｄ１２７を介してＣＰＵ１０８に入力される。ＣＰＵ１２７は、このＰＤ１２５の出力に基づいて波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度を判別し、所望の光強度になるように、Ｄ／Ａ１２６およびＳＯＡ駆動回路１２４を介してＳＯＡ１２２の利得を制御する。
【００６５】
また、ＣＰＵ１０８は、メモリ１０９にアクセスする。メモリ１０９は、後述する波長可変安定化レーザを制御するための第１プログラム、各ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡの初期立ち上げ駆動電流値、温度ごとに温度調整器１０６の初期立ち上げ制御値、第１ないし第４目標値、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値などが記憶される。
【００６６】
ここで、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、ｃｈごとに設定される。そして、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、各ｃｈに対応するロック点が図４に示すように透過波長特性の１つの肩に１個しか存在しないので、当該ロック点を含む透過波長特性の肩の範囲に対応する波長範囲内でＬＤ１０１が発振するように設定される。例えば、ｃｈ５に対応するＬＤ１０１-2の初期立ち上げ駆動電流は、図４に示すｃｈ５の引込範囲内で立ち上がる値である。
【００６７】
さらに、極値付近では、前述と同様な理由によってロック点に波長を制御することが容易ではないので、極値付近に対応する波長を除外することが好ましい。
（第２の実施形態の作用効果）
次に、波長可変安定化レーザが発振波長を所望の波長に安定化させる制御について説明する。
【００６８】
図６は、第２の実施形態のフローチャートである。
ＣＰＵ１０８は、例えば、電源投入によってメモリ１０９に記憶されている第１プログラムの実行を開始する。
図６において、ＣＰＵ１０８は、波長可変安定化レーザ内の各回路を初期化する（Ｓ１）。
【００６９】
ＣＰＵ１０８は、波長可変安定化レーザに対するｃｈの立ち上げ要求があったか否かを判断する（Ｓ２）。要求がない場合には、要求があるまで、Ｓ２の処理を繰り返す。
ｃｈの立ち上げ要求（発振波長の設定）は、例えば、この波長可変安定化レーザがＷＤＭ方式光通信システムにおける送信局の光源装置として使用される場合では、送信局を統括する制御装置によってＣＰＵ１０８に入力される。
【００７０】
要求があった場合には、ＣＰＵ１０８は、メモリ１０９にアクセスし、ｃｈＸに対応するＬＤ１０１、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値、ｃｈＸに対応する温度にするための温度調整器１０６の初期立ち上げ制御値、ｃｈＸに対応する目標値、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値を読み込む（Ｓ３）。
【００７１】
例えば、ｃｈ２を立ち上げる要求があった場合には、ＣＰＵ１０８は、ＬＤ１０１-1、ＬＤ１０１-1の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値、３２（℃）にするための温度調整器１０６の初期立ち上げ制御値、第３目標値、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値を読み込む。
【００７２】
ＣＰＵ１０８は、読み込んだ温度調整器１０６の初期立ち上げ制御値をＤ／Ａ１１３を介して温度調整器駆動回路１１２に出力して、温度調整器１０６を作動させる（Ｓ４）。
ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸに対応するＬＤ１０１にＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流をＤ／Ａ１１４およびＬＤ駆動回路１１１を介して供給する（Ｓ５）。
【００７３】
この駆動電流によってＬＤ１０１は、レーザ光の発振を開始する。
ＣＰＵ１０８は、Ａ／Ｄ１１５を介して入力される温度検出器１０７の出力を監視し（Ｓ６）、一定の許容値以内でｃｈＸに対応する温度であるか否かを判断する（Ｓ７）。
判断の結果、ｃｈＸに対応する温度ではない場合は、Ｓ６およびＳ７の処理を繰り返す。一方、ｃｈＸに対応する温度である場合は、ＣＰＵ１０８は、ＰＤo1およびＰＤo2を取り込み、ＰＤo1／ＰＤo2を算出する（Ｓ８）。
【００７４】
ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸに対応する目標値からＰＤo1／ＰＤo2を引くことによってＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出し、この差が一定の許容値以内であるか否かを判断する（Ｓ９）。ＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出することは、ＬＤ１０１の現在の発振波長とｃｈＸに対応する波長との差を算出することに相当する。
【００７５】
判断の結果、算出した差が許容値以内でない場合には、温度調整器１０６によってＬＤ１０１の素子温度を変えることによって発振波長を変更し（Ｓ１０）、Ｓ８の処理に戻る。
このＬＤ１０１の素子温度の変更方向は、次のようにして決定される。すなわち、ロック点が透過波長特性の左肩に配置されているので、算出した差が「正」であることは、発振波長がロック点より短波長側であることを示すため、ＣＰＵ１０８は、発振波長が長くなるように素子温度を変更する。逆に、算出した差が「負」であることは、発振波長がロック点より長波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が短くなるように素子温度を変更する。
【００７６】
一方、判断の結果、許容値以内である場合には、ＣＰＵ１０８は、発振波長がｃｈＸに対応する波長に安定化（ロック）されたと判断する。そして、ＣＰＵ１０８は、読み込んだＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値をＤ／Ａ１２６を介してＳＯＡ駆動回路１２４に出力して、ＳＯＡ１２２を作動させる（Ｓ１１）。
ＣＰＵ１０８は、Ａ／Ｄ１２７を介して入力されるＰＤ１２５の出力を監視し、一定の許容値以内で読み込んだレーザ光の光強度の目標値であるか否かを判断することによって光強度を一定に制御する（ＡＰＣ制御）（Ｓ１２）。
【００７７】
このようにして波長可変安定化レーザは、所望のｃｈＸにレーザ光の波長を安定化させる。
そして、ｃｈＸから別のｃｈＹへ切り替える場合には、ＣＰＵ１０８は、再度上述のＳ３からＳ１２までの処理を行う。
波長可変安定化レーザは、ＥＴフィルタのＦＳＲを発振可能な波長間隔に設定することによって、ＬＤ１０１-1とＬＤ１０１-2とが同一の素子温度で発振することができるレーザ光の波長を安定化することができる。そして、波長可変安定化レーザは、透過波長特性の肩に配置される目標値を１個のＬＤ１０１が発振することができる波長ごとに設定することによって、１個のＬＤ１０１が異なる素子温度で発振することができるレーザ光の波長を安定化することができる。
【００７８】
このため、波長可変安定化レーザは、発振可能なすべての波長のレーザ光に対し波長を安定にして射出することができる。
なお、第２の実施形態において、ＣＰＵ１０８は、出力されるレーザ光の光強度を一定に制御したが、これに限定されない。例えば、ＣＰＵ１０８は、ＰＤ１０５-2の出力を利用することによってＳＯＡ１２２を利得一定に制御してもよい。
【００７９】
次に、別の実施形態について説明する。
（第３の実施形態の構成）
第２の実施形態では、所望のｃｈに対応する波長のレーザ光を発振させる際に、ＬＤを立ち上げる波長は、その所望のｃｈに対応する引込範囲内に設定される。この場合においても、波長可変安定化レーザは、所望のｃｈの波長に安定化されたレーザ光を射出することができるが、透過波長特性の極値付近にロック点を設定された波長に安定化させることは、容易ではない。これは、ロック点が引込範囲の中央から長波長側または短波長側に偏って配置されているからである。
【００８０】
そこで、第３の実施形態の波長可変安定化レーザは、各ｃｈの初期立ち上げ波長を発振させるべきｃｈに対応する波長に最も近い波長であって透過波長特性の肩のほぼ中央の波長で発振させてから、所望の発振させるべきｃｈに対応する波長に発振波長を制御する。
したがって、第３の実施形態の波長可変安定化レーザの構成は、メモリ１０９を除き、第２の実施形態の波長可変安定化レーザの構成と同一なので、その説明を省略する。
【００８１】
第３の実施形態においては、図２におけるメモリ１０９の代わりにメモリ１５９を使用する。メモリ１５９は、後述する波長可変安定化レーザを制御するための第２プログラム、各ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡの初期立ち上げ駆動電流値、温度ごとに温度調整器１０６の初期立ち上げ制御値、第１ないし第４目標値、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値などが記憶される。
【００８２】
ここで、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、ｃｈごとに設定される。
図７は、第３の実施形態における各ｃｈのロック点と初期立ち上げ波長との関係を示す図である。
【００８３】
図７の縦軸は、ＰＤo1／ＰＤo2であり、横軸は、ｃｈ（波長）である。各曲線は、各温度における透過波長特性を示し、その特性曲線は、上段から１６（℃）、２４（℃）、３２（℃）、４０（℃）の場合である。そして、各特性曲線上の黒丸（●）は、各ｃｈのロック点、すなわち、所望の発振波長に制御するための目標値である。また、各特性曲線上の黒四角（■）は、各ｃｈの初期立ち上げ波長、すなわち、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流によってＬＤ１０１が発振を開始する波長である。このようにＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、発振させるべきｃｈに対応する波長に最も近い波長であって透過波長特性の肩のほぼ中央の波長でＬＤ１０１を発振させる値である。
【００８４】
この値をより一般的に説明する。
ＬＤ駆動電流の波長依存性をＳ（ｎｍ／ｍＡ）、周期的フィルタの引込可能範囲幅をロック点を中心に±Ｗ（ｎｍ）だとすると、両端のｃｈは、±Ｗ／Ｓ（ｍＡ）だけ電流値をずらしてＬＤを立ち上げることで、ＬＤを透過波長特性の肩のほぼ中央から発振させることができる。
【００８５】
（第３の実施形態の作用効果）
次に、波長可変安定化レーザが発振波長を所望の波長に安定化させる制御について説明する。
図８は、第３の実施形態のフローチャートである。
ＣＰＵ１０８は、例えば、電源投入によってメモリ１５９に記憶されている第２プログラムの実行を開始する。
【００８６】
図８において、波長可変安定化レーザ内の各回路を初期化するＳ１から温度検出器１０７の出力が定常状態になるＳ７まで、ＣＰＵ１０８は、図６に示す第２の実施形態におけるＣＰＵ１０８の制御と同一であるので、その説明を省略する。
【００８７】
ここで、第３の実施形態において、ｃｈＸに対応するＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値が第２の実施形態とは異なるので、ＬＤ１０１は、第２の実施形態とは異なる発振波長でレーザ光の発振を開始する。
図８のＳ７において、判断の結果、ｃｈＸに対応する温度である場合は、ＣＰＵ１０８は、ＰＤo1およびＰＤo2を取り込み、ＰＤo1／ＰＤo2を算出する（Ｓ２１）。
【００８８】
ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸに対応する目標値からＰＤo1／ＰＤo2を引くことによってＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出し、この差が一定の許容値以内であるか否かを判断する（Ｓ２２）。ＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出することは、ＬＤ１０１の現在の発振波長とｃｈＸに対応する波長との差を算出することに相当する。
【００８９】
判断の結果、算出した差が許容値以内でない場合には、ＬＤ駆動回路１１１によってＬＤ１０１の駆動電流を変えることによって発振波長を変更し（Ｓ２３）、算出した差が許容値以内である場合には、後述するＳ２７を処理する。
このＬＤ１０１の駆動電流の変更方向は、次のようにして決定される。
すなわち、ロック点が透過波長特性の左肩のほぼ中央より極大値側に配置されている場合では、立ち上げ波長は、常に短波長側であるので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が長くなるように駆動電流を変更する。本実施形態においては、図７に示すように、ｃｈ０、ｃ１、ｃｈ４およびｃｈ５の場合である。
【００９０】
逆に、ロック点が透過波長特性の左肩のほぼ中央より極小値側に配置されている場合では、立ち上げ波長は、常に長波長側であるので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が短くなるように駆動電流を変更する。本実施形態においては、図７に示すように、ｃｈ２、ｃ３、ｃｈ６およびｃｈ７の場合である。
そして、再度、ＣＰＵ１０８は、ＰＤo1およびＰＤo2を取り込み、ＰＤo1／ＰＤo2を算出する（Ｓ２４）。
【００９１】
ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸに対応する目標値からＰＤo1／ＰＤo2を引くことによってＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出し、この差が一定の許容値以内であるか否かを判断する（Ｓ２５）。
判断の結果、算出した差が許容値以内でない場合には、ＬＤ駆動回路１１１によってＬＤ１０１の駆動電流を変えることによって発振波長を変更し（Ｓ２６）、Ｓ２４の処理に戻る。
【００９２】
このＬＤ１０１の駆動電流の変更方向は、次のようにして決定される。
ロック点が透過波長特性の左肩に配置されているので、算出した差が「正」であることは、発振波長がロック点より短波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が長くなるように駆動電流を変更する。逆に、算出した差が「負」であることは、発振波長がロック点より長波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が短くなるように駆動電流を変更する。
【００９３】
一方、判断の結果、許容値以内である場合には、ＣＰＵ１０８は、発振波長がｃｈＸに対応する波長に安定化（ロック）されたと判断する。そして、ＣＰＵ１０８は、読み込んだＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値をＤ／Ａ１２６を介してＳＯＡ駆動回路１２４に出力して、ＳＯＡ１２２を作動させる（Ｓ２７）。
ＣＰＵ１０８は、Ａ／Ｄ１２７を介して入力されるＰＤ１２５の出力を監視し、一定の許容値以内で読み込んだレーザ光の光強度の目標値であるか否かを判断することによって光強度を一定に制御する（ＡＰＣ制御）（Ｓ２８）。
【００９４】
このようにして波長可変安定化レーザは、所望のｃｈＸにレーザ光の波長を安定化させる。
そして、ｃｈＸから別のｃｈＹへ切り替える場合には、ＣＰＵ１０８は、再度上述のＳ３からＳ７までおよびＳ２１からＳ２８までの処理を行う。
第３の実施形態の波長可変安定化レーザは、第２の実施形態の作用効果に加え、ＬＤ１０１の初期立ち上げ波長を透過波長特性の肩のほぼ中央に設定するので、最初の発振波長の変更方向が特定されるため、誤った方向に発振波長が変更されることがない。このため、波長可変安定化レーザは、より確実に所望のｃｈＸに対応する波長にレーザ光を安定させて発振することができる。さらに、波長可変安定化レーザは、所望のｃｈＸに対応する波長に対し、ＥＴフィルタのＦＳＲだけずれた波長のレーザ光を発振することがない。
【００９５】
また、ＬＤ１０１から射出されるレーザ光は、発振波長を調整するために駆動電流が変動するため、光強度の変動が生じるが、ＳＯＡ１２２が備えられているため、この変動分を補償することができる。
一般に、光増幅器は、飽和領域において入力光強度の変動に対し、その出力光強度は、あまり変動しない。
【００９６】
そこで、ＳＯＡ１２２は、飽和領域で使用されることが好ましい。この場合には、ＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値の代わりに、または、これに加えて、ＳＯＡ１２２を飽和領域にする飽和駆動電流値がメモリ１５９に記憶される。両駆動電流値が記憶される場合には、ＣＰＵ１０８は、ＳＯＡ１２２を始めに初期立ち上げ駆動電流値で立ち上げてから飽和駆動電流値に切り替える。
【００９７】
このようにＳＯＡ１２２を飽和領域で使用すると、ＬＤ駆動電流の変動によってＳＯＡ１２２の入力光強度に変動が生じても、ＰＤ１２５の出力変動は、小さい。このため、波長可変安定化レーザは、射出されるレーザ光の光強度を容易に制御することができる。
特に、光源の光強度の変動に対し大きな許容値を持つ送信局の場合には、Ｓ２８の処理を省略することが可能である。
【００９８】
なお、第２および第３の実施形態において、ＳＯＡ１２２は、カプラ１０３とカプラ１２３との間に備えられたが、ＳＯＡ１２２をカプラ１０２とカプラ１０３との間に備えて構成してもよい。このような構成では、ＬＤ１０１、カプラ１０２およびＳＯＡ１２２を一体化させて同一半導体基板上に製造することが可能である。さらに、同一半導体基板上に製造することができることから、光増幅器を含めた波長可変安定化レーザを小型に製造することが可能である。ここで、この場合は、ＳＯＡ１２２は、図６および図８のＳ４においてＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値で駆動するように制御する。一般に、光増幅器は、駆動されていない状態では光吸収体となるので、ＰＤ１０５が検出可能な光強度のレーザ光がカプラ１０３に入射されない可能性があるからである。
【００９９】
次に、別の実施形態について説明する。
（第４の実施形態の構成）
第４の実施形態は、８波のＷＤＭ方式光信号の光源に好適な波長可変安定化レーザの実施形態である。ＷＤＭ方式光信号は、１５５０（ｎｍ）波長帯域においてＩＴＵ−Ｔの勧告に従い０．８（ｎｍ）波長間隔でｃｈ０〜ｃｈ７の波長が配置される。
【０１００】
図９は、第４の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
なお、第４の実施形態の説明において、図２と同一の構成ついては、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図９において、ＬＤ１０１-1およびＬＤ１０１-2は、カプラ１０２にレーザ光を射出する。これらＬＤ１０１およびカプラ１０２は、ＬＤアレイ部を構成する。ＬＤアレイ部は、後述する制御によって８波のうちの１波のレーザ光をカプラ１５１に射出する。
【０１０１】
カプラ１５１に入射されたレーザ光は、３つに分配され、分配された第１レーザ光は、ＩＳＯ１２１、ＳＯＡ１２２を介してカプラ１２３に入射される。
分配された第２レーザ光は、カプラ１５２-1に入射される。入射された第２レーザ光は、さらに２つに分配され、一方は、ＥＴフィルタ１５３-1を介してＰＤ１５４-1に入射され、他方は、ＥＴフィルタ１５３-2を介してＰＤ１５４-2に入射される。
【０１０２】
分配された第３レーザ光は、カプラ１５２-2に入射される。入射された第３レーザ光は、さらに２つに分配され、一方は、ＥＴフィルタ１５３-3を介してＰＤ１５４-3に入射され、他方は、ＰＤ１５４-4に入射される。
ＰＤ１５４-1は、入射されたレーザ光の光強度に従う電流を発生させ、電気信号をＡ／Ｄ１５５-1に出力する。Ａ／Ｄ１５５-1は、このアナログ信号をディジタル信号に変換し、ディジタル信号を制御用のＣＰＵ１０８に出力する。このＡ／Ｄ１５５-1の出力、すなわち、ＥＴフィルタ１５４-1を介したレーザ光の光強度に対応する値をＰＤo1とする。
【０１０３】
ＰＤ１５４-2は、同様に、入射されたレーザ光の光強度に従う電流を発生させ、その電気信号は、Ａ／Ｄ１５５-2を介してＣＰＵ１０８に出力される。このＡ／Ｄ１５５-2の出力、すなわち、ＥＴフィルタ１５４-2を介したレーザ光の光強度に対応する値をＰＤo2とする。
さらに、ＰＤ１５４-3は、同様に、入射されたレーザ光の光強度に従う電流を発生させ、その電気信号は、Ａ／Ｄ１５５-3を介してＣＰＵ１０８に出力される。このＡ／Ｄ１５５-3の出力、すなわち、ＥＴフィルタ１５４-3を介したレーザ光の光強度に対応する値をＰＤo3とする。
【０１０４】
そして、ＰＤ１５４-4は、同様に、入射されたレーザ光の光強度に従う電流を発生させ、その電気信号は、Ａ／Ｄ１５５-4を介してＣＰＵ１０８に出力される。このＡ／Ｄ１５５-4の出力、すなわち、カプラ１０３から直接入射されたレーザ光の光強度に対応する値をＰＤo4とする。
ＰＤo1／ＰＤo4は、ＥＴフィルタ１５３-1の透過率に相当する値である。同様に、ＰＤo2／ＰＤo4は、ＥＴフィルタ１５３-2の透過率に相当する値であり、ＰＤo3／ＰＤo4は、ＥＴフィルタ１５３-3の透過率に相当する値である。
【０１０５】
図１０は、第４の実施形態における各ＥＴフィルタの透過波長特性と各ｃｈのロック点との関係を示す図である。
図１０の縦軸は、各ＥＴフィルタ１５３の透過率に相当し、横軸は、ｃｈ（波長）である。各曲線は、各温度における各ＥＴフィルタ１５３の透過波長特性を示し、その各温度は、上段から１６（℃）、２４（℃）、３２（℃）、４０（℃）の場合である。そして、各曲線上の黒丸（●）は、各ｃｈのロック点、すなわち、所望の発振波長に制御するための目標値である。
【０１０６】
ＥＴフィルタ１５３は、透過波長特性の温度依存性が同じ周期的フィルタである。ＥＴフィルタ１５３の枚数は、波長間隔を複数の領域に分け、この分けられた１個の領域内において透過波長特性の肩が存在するように枚数を決定する。このようにＥＴフィルタを備えることにより、各ｃｈに対応するそれぞれのロック点は、いずれかのＥＴフィルタの肩に配置することができる。このため、ｃｈごとに各目標値を設定することにより、波長可変安定化レーザは、その目標値に基づいて各ｃｈに対応する波長でレーザ光を安定に発振させることができる。
【０１０７】
本実施形態の場合には、波長間隔１００（ＧＨｚ）を５個の領域に分ける。そして、ＦＳＲが約９０（ＧＨｚ）のＥＴフィルタを使用し、図１０に示すように同一の温度において透過波長特性が２０（ＧＨｚ）ずれるように各ＥＴフィルタを設計する。このように設計すると、分けられた第１領域と第３領域は、ＥＴフィルタ１５３-1の各肩を割り当てることができ、分けられた第２領域と第４領域は、ＥＴフィルタ１５３-2の各肩を割り当てることができ、さらに、分けられた第３領域と第５領域は、ＥＴフィルタ１５３-3の各肩を割り当てることができる。このため、ＥＴフィルタは、３枚でよい。
【０１０８】
なお、本実施形態では、ＥＴフィルタ１５３としてＦＳＲが約９０（ＧＨｚ）の３枚のフィルタを使用したが、これに限定されるものではない。例えば、ＥＴフィルタ１５３としてＦＳＲが１１０（ＧＨｚ）の２枚のフィルタを使用しても良い。この場合には、波長間隔１００（ＧＨｚ）を４個の領域に分け、２枚のＥＴフィルタは、その透過波長特性が２５（ＧＨｚ）ずれるように設計すればよい。また、ＰＤ１５４は、ＥＴフィルタの枚数に応じて２個、あるいは、３個でよい。
【０１０９】
一般的には、ＥＴフィルタの枚数は、次のように考えることができる。
ＥＴフィルタの一方の肩で波長をロックすることが可能な領域をＤ（ＧＨｚ）とした場合、ＥＴフィルタの１周期分（１ＦＳＲ分）の範囲において波長をロックすることができる領域は、両方の肩を利用した場合では、２Ｄ（ＧＨｚ）である。
【０１１０】
ここで、発振波長間隔（周波数間隔）を△ｆ（ＧＨｚ）とした場合、△ｆの領域内に上述のＥＴフィルタが△ｆ／ＦＳＲ周期存在することになる。例えば、波長間隔が７５（ＧＨｚ）であってＥＴフィルタのＦＳＲが２５（ＧＨｚ）とした場合では、７５（ＧＨｚ）の範囲にＥＴフィルタのピークが３周期分存在する。
すなわち、△ｆ（ＧＨｚ）の範囲で、１枚のＥＴフィルタで波長をロックすることができる領域は、２Ｄ×△ｆ／ＦＳＲ（ＧＨｚ）となる。
【０１１１】
したがって、連続ではないが１枚のＥＴフィルタで２Ｄ×△ｆ／ＦＳＲ（ＧＨｚ）の範囲をロックすることができるので、△ｆ（ＧＨｚ）の範囲全体をロック可能にするためには、△ｆ／（２Ｄ×△ｆ／ＦＳＲ）＝ＦＳＲ／２Ｄ枚以上のＥＴフィルタが必要となる。
実際の設計では、ＦＳＲ／２Ｄが整数になるとは限らないので、ＦＳＲ／２Ｄを切り上げた数のＫ枚だけＥＴフィルタが必要となる。つまり、Ｋは、ＦＳＲ／２Ｄ以上であってＦＳＲ／２Ｄ＋１より小さい自然数である。
【０１１２】
このようにＫ枚のＥＴフィルタを使用することで、発振波長間隔△ｆに無関係にＥＴフィルタのＦＳＲ（ＧＨｚ）の範囲全体においてロックすることができる。また、ＦＳＲの範囲全体にわたって、ロックすることができるようにするためには、Ｋ枚のＥＴフィルタは、Ｄ（ＧＨｚ）ずつピークをシフトさせるように設計される。
【０１１３】
例えば、波長間隔が７５（ＧＨｚ）、ＥＴフィルタのＦＳＲが５０（ＧＨｚ）およびＥＴフィルタの一方の肩における波長をロックすることができる領域が１０（ＧＨｚ）である場合では、必要な枚数は、ＦＳＲ／２Ｄ＝５０／（２×１０）＝２．５枚である。よって、３枚のＥＴフィルタがあればよい。これらＥＴフィルタのピークを１０（ＧＨｚ）ずつずらして配置することで、波長間隔７５（ＧＨｚ）の範囲全体にわたって波長をロックすることができる。
【０１１４】
一方、２Ｄは、半値全幅（ＦＷＨＭ）とほぼ等しくなるので、必要なＥＴフィルタの枚数は、ＦＳＲ／ＦＷＨＭ＝フィネスとなる。このため、使用されるＥＴフィルタのフィネスとほぼ等しい値の枚数が必要となる。
図９に戻って、温度調整器１０６および温度検出器１０７は、ベース基板１１０に接触するように接続される。
【０１１５】
ベース基板１１０は、ＬＤ１０１とＥＴフィルタ１０４と同一温度になるようにするため、その上にＬＤ１０１、カプラ１０２、１５１、１５２、ＥＴフィルタ１５３およびＰＤ１５４が配置される。したがって、カプラ１０２、１５１、１５２およびＰＤ１５４は、ベース基板１１０上に配置しない構成でもよい。
ＣＰＵ１０８は、Ｄ／Ａ１１３および温度調整器駆動回路１１２を介して温度調整器１０６に接続され、温度調整器１０６の温度を制御する。
【０１１６】
ＣＰＵ１０８は、Ｄ／Ａ１１４およびＬＤ駆動回路１１１を介してＬＤ１０１に接続され、ＬＤ１０１にレーザ光を発振させる。
また、温度検出器１０７は、ベース基板１１０の温度を検出し、その出力は、Ａ／Ｄ１１５を介してＣＰＵ１０８に入力される。
一方、ＣＰＵ１０８は、Ｄ／Ａ１２６およびＳＯＡ駆動回路１２４を介してＳＯＡ１２２に接続され、ＳＯＡ１２２の利得を制御する。
【０１１７】
ＳＯＡ１２２からカプラ１２３に入射された第１レーザ光は、カプラ１２３で２つに分配され、一方は、波長可変安定化レーザの出力として射出され、他方は、ＰＤ１２５に入射される。ＰＤ１２５は、受光したレーザ光の光強度を検出し、その出力は、Ａ／Ｄ１２７を介してＣＰＵ１０８に入力される。
【０１１８】
また、ＣＰＵ１０８は、メモリ２０９にアクセスする。メモリ２０９は、後述する波長可変安定化レーザを制御するための第３プログラム、各ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡの初期立ち上げ駆動電流値、温度ごとに温度調整器１０６の初期立ち上げ制御値、ｃｈごとに波長制御に使用されるＥＴフィルタ１５３-1〜１５３-3の別、ｃｈごとに設定された各目標値、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値などが記憶される。
【０１１９】
ここで、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、ｃｈごとに設定される。そして、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、各ｃｈに対応するロック点が図１０に示すように透過波長特性の１つの肩に１個しか存在しないので、当該ロック点を含む透過波長特性の肩の範囲に対応する波長範囲内でＬＤ１０１が発振するように設定される。
【０１２０】
（第４の実施形態の作用効果）
次に、波長可変安定化レーザが発振波長を所望の波長に安定化させる制御について説明する。
図１１は、第４の実施形態のフローチャートである。
ＣＰＵ１０８は、例えば、電源投入によってメモリ２０９に記憶されている第３プログラムの実行を開始する。
【０１２１】
図１１において、波長可変安定化レーザ内の各回路を初期化するＳ１から温度検出器１０７の出力が定常状態になるＳ７まで、ＣＰＵ１０８は、図６に示す第２の実施形態におけるＣＰＵ１０８の制御と同一であるので、その説明を省略する。
図１１のＳ７において、判断の結果、ｃｈＸに対応する温度である場合は、ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸのロック点が配置されている透過波長特性を持つＥＴフィルタ１５３から射出されるＰＤ１５４を選択する。この選択されたＰＤ１５４の出力をＰＤoz（ｚ＝１、２、３）とする。ＣＰＵ１０８は、ＰＤozおよびＰＤo4を取り込み、ＰＤoz／ＰＤo2を算出する（Ｓ３１）。
【０１２２】
ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸに対応する目標値からＰＤoz／ＰＤo4を引くことによってＰＤoz／ＰＤo4とこの目標値との差を算出し、この差が一定の許容値以内であるか否かを判断する（Ｓ３２）。
判断の結果、算出した差が許容値以内でない場合には、温度調整器１０６によってＬＤ１０１の素子温度を変えることによって発振波長を変更し（Ｓ３３）、Ｓ３１の処理に戻る。
【０１２３】
このＬＤ１０１の素子温度の変更方向は、次のようにして決定される。すなわち、ロック点が透過波長特性の左肩に配置されている場合には、算出した差が「正」であることは、発振波長がロック点より短波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が長くなるように素子温度を変更する。逆に、算出した差が「負」であることは、発振波長がロック点より長波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が短くなるように素子温度を変更する。
【０１２４】
そして、ロック点が透過波長特性の右肩に配置されている場合には、算出した差が「正」であることは、発振波長がロック点より長波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が短くなるように素子温度を変更する。逆に、算出した差が「負」であることは、発振波長がロック点より短波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が長くなるように素子温度を変更する。
【０１２５】
一方、判断の結果、許容値以内である場合には、ＣＰＵ１０８は、発振波長がｃｈＸに対応する波長に安定化（ロック）されたと判断する。そして、ＣＰＵ１０８は、読み込んだＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値をＤ／Ａ１２６を介してＳＯＡ駆動回路１２４に出力して、ＳＯＡ１２２を作動させる（Ｓ３４）。
ＣＰＵ１０８は、Ａ／Ｄ１２７を介して入力されるＰＤ１２５の出力を監視し、一定の許容値以内で読み込んだレーザ光の光強度の目標値であるか否かを判断することによって光強度を一定に制御する（ＡＰＣ制御）（Ｓ３５）。
【０１２６】
このようにして波長可変安定化レーザは、所望のｃｈＸにレーザ光の波長を安定化させる。
そして、ｃｈＸから別のｃｈＹへ切り替える場合には、ＣＰＵ１０８は、再度上述のＳ３からＳ７までおよびＳ３１からＳ３５までの処理を行う。
このように波長可変安定化レーザは、複数のフィルタを使用するため、各ｃｈの目標値を必ずいずれかのフィルタの透過波長特性の肩に配置することができる。このため、波長可変安定化レーザは、より確実に安定した所望の波長のレーザ光を射出することができる。さらに、周期的フィルタは、所望のＦＳＲに設計して製造したとしても、その前後のＦＳＲを持つ周期的フィルタが製造されてしまうが、本発明では、適当な領域の個数と周期的フィルタの枚数を設定することにより、透過波長特性の温度依存性が同一であればＥＴフィルタが使用可能である。このため、本発明によれば、設計値を外れたＦＳＲを持つ周期的フィルタを使用することができるので、周期的フィルタの製造歩留まりを向上することができる。
【０１２７】
次に、別の実施形態について説明する。
（第５の実施形態の構成）
上述の第２ないし第４の実施形態は、ＬＤの発振波長の温度依存性と周期的フィルタであるＥＴフィルタの透過波長特性の温度依存性とが一致していないために、第２ないし第４の実施形態で説明した対応をとって各ｃｈの波長にレーザ光の波長をロックするものである。
【０１２８】
そこで、第５の実施形態の波長可変安定化レーザは、周期的フィルタであるＥＴフィルタの透過波長特性の温度依存性をＬＤの発振波長の温度依存性に応じて設計することにより、各ｃｈの波長にレーザ光の波長をロックするものである。
したがって、第５の実施形態の波長可変安定化レーザの構成は、ＬＤ１０１、ＥＴフィルタ１０４およびメモリ１０９を除き、第２の実施形態の波長可変安定化レーザの構成と同一なので、その説明を省略する。
【０１２９】
第５の実施形態においては、図２におけるＬＤ１０１の代わりにＬＤ２０１-1〜２０１-8を使用する。ＬＤ２０１は、波長可変安定化レーザの発振可能波長数を３２波とするため、８個とした。各ＬＤ２０１は、カプラ１０２（図２）に光学的に接続され、発振されたレーザ光がカプラ１０２に入射される。また各ＬＤ２０１は、図１２に示すように素子温度、ｃｈおよびグリッドを設定される。
【０１３０】
また、第５の実施形態においては、図２におけるＥＴフィルタ１０４の代わりにＥＴフィルタ２０４を使用する。
図１３は、第５の実施形態における透過波長特性と各ｃｈのロック点との関係を示す図である。
図１３の縦軸は、ＥＴフィルタ２０４の透過率に相当し、横軸は、ｃｈ（波長）である。各曲線は、各温度における各ＥＴフィルタ２０４の透過波長特性を示し、その各温度は、上段から１６（℃）、２４（℃）、３２（℃）、４０（℃）の場合である。そして、各曲線上の黒丸（●）は、各ｃｈのロック点、すなわち、所望の発振波長に制御するための目標値である。なお、図１３において、ｃｈ６以降の記載は、省略されている。
【０１３１】
ＥＴフィルタ２０４の透過波長特性の温度依存性は、次のようにして設計される。
第５の実施形態においては、ＬＤアレイ部は、図１２に示すように０．１ＴＨｚ、すなわち、１００（ＧＨｚ）の波長間隔（グリッド間隔）でレーザ光を発振可能である。また、各ＬＤ２０１は、１６（℃）、２４（℃）、３２（℃）および４０（℃）において１００（ＧＨｚ）の間隔で４波のレーザ光を発振可能である。つまり、各ＬＤ２０１は、８（℃）の素子温度の変更によって、発振波長が１００（ＧＨｚ）変更される。さらに、ＬＤ２０１-1、２０１-3、２０１-5、２０１-7は、透過波長特性の左肩にロック点を配置し、ＬＤ２０１-2、２０１-4、２０１-6、２０１-8は、透過波長特性の右肩にロック点を配置するようにする。
【０１３２】
このような場合では、ＥＴフィルタ２０４の透過波長特性の温度依存性は、１波長分変更される温度に対し、２５（ＧＨｚ）だけ長波長側にシフトするように設計される。そして、ＥＴフィルタのＦＳＲは、７５（ＧＨｚ）に設計される。
このようにＥＴフィルタを設計することにより、各ｃｈのロック点に対応する目標値を共通にすることができる。
【０１３３】
ここで、ＬＤ２０１の発振波長を或る波長から隣接するグリッドの波長に変更するために必要な温度変更分を８℃△Ｔ（℃）とすると、ＥＴフィルタの透過波長特性の温度依存性は、２５（ＧＨｚ）／△Ｔ（ＧＨｚ／℃）と表示される。
各ｃｈのロック点は、ＥＴフィルタを上述のように設計することにより、どのような透過率に目標値を設定しても、波長をロックするが、高精度に波長を安定化させる観点から、各ｃｈのロック点は、図１３に示すように透過波長特性の肩のほぼ中央に配置することが好ましい。
【０１３４】
そして、このような透過波長特性の温度依存性を持つＥＴフィルタは、対向する２鏡面に挟まれる媒体を、例えば、線膨張係数の正の材料と負の材料とを組み合わせることによって製造することができる。
さらに、第５の実施形態においては、図２におけるメモリ１０９の代わりにメモリ２５９を使用する。メモリ２５９は、後述する波長可変安定化レーザを制御するための第４プログラム、各ＬＤ２０１の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡの初期立ち上げ駆動電流値、温度ごとに温度調整器１０６の初期立ち上げ制御値、ロック点の目標値、ＬＤ２０１ごとにロック点が配置される肩形状、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値などが記憶される。
【０１３５】
ここで、ＬＤ２０１の初期立ち上げ駆動電流値は、ｃｈごとに設定される。そして、ＬＤ２０１の初期立ち上げ駆動電流値は、各ｃｈに対応するロック点が図１３に示すように透過波長特性の１つの肩に１個しか存在しないので、当該ロック点を含む透過波長特性の肩の範囲に対応する波長範囲内でＬＤ２０１が発振するように設定される。
【０１３６】
（第５の実施形態の作用効果）
次に、波長可変安定化レーザが発振波長を所望の波長に安定化させる制御について説明する。
図１４は、第５の実施形態のフローチャートである。
ＣＰＵ１０８は、例えば、電源投入によってメモリ２５９に記憶されている第４プログラムの実行を開始する。
【０１３７】
図１４において、波長可変安定化レーザ内の各回路を初期化するＳ１から温度検出器１０７の出力が定常状態になるＳ７まで、ＣＰＵ１０８は、図６に示す第２の実施形態におけるＣＰＵ１０８の制御と同一であるので、その説明を省略する。
図１４のＳ７において、判断の結果、ｃｈＸに対応する温度である場合は、ＣＰＵ１０８は、メモリ２５９からｃｈＸのロック点が配置されている肩形状を取り込む（Ｓ４１）。肩形状は、ｃｈＸがＬＤ２０１-1、２０１-3、２０１-5、２０１-7のいずれかから射出されるレーザ光である場合には、左肩であり、一方、ｃｈＸがＬＤ２０１-2、２０１-4、２０１-6、２０１-8のいずれかから射出されるレーザ光である場合には、右肩である。
【０１３８】
ＣＰＵ１０８は、ＰＤo1およびＰＤo2を取り込み、ＰＤo1／ＰＤo2を算出する（Ｓ４２）。
ＣＰＵ１０８は、目標値からＰＤo1／ＰＤo2を引くことによってＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出し、この差が一定の許容値以内であるか否かを判断する（Ｓ４３）。
【０１３９】
判断の結果、算出した差が許容値以内でない場合には、Ｓ４１で読み込んだ肩形状を判断する（Ｓ４４）。
ＣＰＵ１０８は、温度調整器１０６によってＬＤ１０１の素子温度を変えることによって発振波長を変更し（Ｓ４５）、Ｓ４２の処理に戻る。
【０１４０】
このＬＤ１０１の素子温度の変更方向は、次のようにして決定される。すなわち、ロック点が透過波長特性の左肩に配置されている場合には、算出した差が「正」であることは、発振波長がロック点より短波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が長くなるように素子温度を変更する。逆に、算出した差が「負」であることは、発振波長がロック点より長波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が短くなるように素子温度を変更する。
【０１４１】
そして、ロック点が透過波長特性の右肩に配置されている場合には、算出した差が「正」であることは、発振波長がロック点より長波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が短くなるように素子温度を変更する。逆に、算出した差が「負」であることは、発振波長がロック点より短波長側であることを示すので、ＣＰＵ１０８は、発振波長が長くなるように素子温度を変更する。
【０１４２】
一方、判断の結果、許容値以内である場合には、ＣＰＵ１０８は、発振波長がｃｈＸに対応する波長に安定化（ロック）されたと判断する。そして、ＣＰＵ１０８は、読み込んだＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値をＤ／Ａ１２６を介してＳＯＡ駆動回路１２４に出力して、ＳＯＡ１２２を作動させる（Ｓ４６）。
ＣＰＵ１０８は、Ａ／Ｄ１２７を介して入力されるＰＤ１２５の出力を監視し、一定の許容値以内で読み込んだレーザ光の光強度の目標値であるか否かを判断することによって光強度を一定に制御する（ＡＰＣ制御）（Ｓ４７）。
【０１４３】
このようにして波長可変安定化レーザは、所望のｃｈＸにレーザ光の波長を安定化させる。
そして、ｃｈＸから別のｃｈＹへ切り替える場合には、ＣＰＵ１０８は、再度上述のＳ３からＳ７までおよびＳ４１からＳ４７までの処理を行う。
このような構成の波長可変安定化レーザは、ＥＴフィルタにおける透過波長特性の温度依存性をレーザの発振波長の温度依存性に応じて調整するので、各ｃｈのロック点に対応する目標値を共通にすることができ、より確実に安定した所望の波長のレーザ光を射出することができる。
【０１４４】
なお、第５の実施形態において、ＥＴフィルタは、透過波長特性の温度依存性を２５（ＧＨｚ）／△ＴG（℃）に、ＦＳＲを７５（ＧＨｚ）と設計したが、これに限定されるものではない。
一般的には、１個で波長間隔△ｆ（ＧＨｚ）、ｎ波を発振することができるレーザを複数個備える場合では、ＥＴフィルタは、以下のように設計される。
【０１４５】
まず、波長間隔（周波数間隔）△ｆとＥＴフィルタのＦＳＲとが異なる場合では、（△ｆ−ＦＳＲ）／△ＴG（ＧＨｚ／℃）の温度特性を持ち、かつ、（△ｆ×ｎ）／ＦＳＲが整数となるＥＴフィルタに設計する。
例えば、５０（ＧＨｚ）波長間隔、４波を発振することができるレーザを複数個備える場合は、ＦＳＲ４０（ＧＨｚ）温度依存性１０／△ＴG（ＧＨｚ／℃）、または、ＦＳＲ２０（ＧＨｚ）温度依存特性３０／ＴG（ＧＨｚ）、または、ＦＳＲ２５（ＧＨｚ）温度依存特性２５／△ＴG（ＧＨｚ／℃）となるようにＥＴフィルタを設計すればよい。
【０１４６】
そして、波長間隔△ｆとＥＴフィルタのＦＳＲとが同じ場合では、ＦＳＲ／△ＴG（ＧＨｚ／℃）の温度依存性を持つＥＴフィルタに設計する。
また、例えば、ＬＤアレイ部が１００（ＧＨｚ）波長間隔で４波を発振することができるレーザを複数個備える場合では、ＥＴフィルタは、透過波長特性の温度依存性を１００／８（ＧＨｚ／℃）に、ＦＳＲを１００（ＧＨｚ）と設計してもよい。
【０１４７】
また、ＬＤアレイ部が１００（ＧＨｚ）波長間隔で４波を発振することができるレーザを複数個備える場合では、ＥＴフィルタは、透過波長特性の温度依存性を５０／８（ＧＨｚ／℃）に、ＦＳＲを５０（ＧＨｚ）と設計してもよい。
さらに、ＬＤアレイ部が１００（ＧＨｚ）波長間隔で４波を発振することができるレーザを複数個備える場合では、ＥＴフィルタは、透過波長特性の温度依存性を２５／８（ＧＨｚ／℃）に、ＦＳＲを５０（ＧＨｚ）と設計してもよい。
【０１４８】
また、ＬＤアレイ部が１００（ＧＨｚ）波長間隔で４波を発振することができるレーザを複数個備える場合では、ＥＴフィルタは、透過波長特性の温度依存性を２０／８（ＧＨｚ／℃）に、ＦＳＲを８０（ＧＨｚ）と設計してもよい。
次に、別の実施形態について説明する。
（第６の実施形態の構成）
第６の実施形態は、光源と周期的フィルタとが異なる温度依存性を持つことから、光源および周期的フィルタの温度を互いに独立して制御する波長可変安定化レーザの実施形態である。
【０１４９】
光源の発振波長は、８波のＷＤＭ方式光信号の光源に使用することができるようにするため、１５５０（ｎｍ）波長帯域においてＩＴＵ−Ｔの勧告に従い０．８（ｎｍ）波長間隔でｃｈ０〜ｃｈ７の波長である。
図１５は、第６の実施形態の波長可変安定化レーザの構成を示す図である。
なお、図１５において、図２と同一の構成は、同一の参照符号を付すことによってその説明を省略する。
【０１５０】
図１５において、ＬＤ１０１-1およびＬＤ１０１-2は、カプラ１０２にレーザ光を射出する。これらＬＤ１０１およびカプラ１０２は、ベース基板３１０-1上に形成され、ＬＤアレイ部を構成する。ＬＤアレイ部は、後述する制御によって８波のうちの１波のレーザ光をカプラ１０３に射出する。
カプラ１０３に入射されたレーザ光は、３つに分配され、分配された第１レーザ光は、ＩＳＯ１２１、ＳＯＡ１２２を介してカプラ１２３に入射される。分配された第２レーザ光は、ＥＴフィルタ１０４を介してＰＤ１０５-1に入射される。分配された第３レーザ光は、ＰＤ１０５-2に入射される。
【０１５１】
第２の実施形態と同様に、ＰＤ１０５-1の出力をＰＤo1とし、ＰＤ１０５-2の出力をＰＤo2とする。
これらカプラ１０３、ＥＴフィルタ１０４およびＰＤ１０５は、波長検出部を構成する。
ＥＴフィルタ１０４のＦＳＲは、ＬＤアレイ部が発振可能な波長間隔を考慮して決定される。特に、そのＦＳＲは、この波長間隔に合わせることが望ましい。本実施形態では、ＬＤアレイ部が０．８（ｎｍ）間隔でレーザ光を発振可能であることから、そのＦＳＲは、０．８（ｎｍ）に設定される。さらに、ＦＳＲは、ＬＤアレイ部の発振可能な波長間隔の１／２倍、１／４倍などに合わせることも好適である。
【０１５２】
また、ＥＴフィルタ１０４の或る極大値は、透過波長特性の肩上に配置されるロック点（目標値、透過率）を考慮して決定される。特に、ロック点が、透過波長特性の肩のほぼ中央に配置されるようにすることが望ましい。このようにロック点を配置すると、ロック点が、引込範囲のほぼ中央の波長に配置されるため、ＬＤ１０１がロック点の短波長側および長波長側のいずれの波長で立ち上がったとしても、確実に波長を安定化させることができるからである。
【０１５３】
さらに、ＥＴフィルタ１０４の半値幅は、ロック点の前後における透過波長特性の傾きを考慮して決定される。この傾きが緩やかであると、発振波長の変化に対しＰＤo1／ＰＤo2の変化が少ないため、発振波長を所望の波長に安定化させる精度が低くなる。一方、この傾きが急峻であると、発振波長の変化に対しＰＤo1／ＰＤo2の変化が大きいため、過渡応答時間が長くなるなど、発振波長を所望の波長に安定化させるためのフィードバック制御が容易ではない。
【０１５４】
図１５に戻って、ＬＤアレイ部の温度を制御するため、温度調整器３０１-1および温度検出器３０４-1は、ベース基板３１０-1に接触するように接続される。
ベース基板３１０-1は、ＬＤ１０１の温度を制御することができれば良いことから、カプラ１０２がベース基板３１０-1上に配置されない構成でもよい。
温度調整器３０１-1は、ベース基板３１０-1の温度を変更するペルチェ素子である。温度調整器３０１-1の温度は、ＣＰＵ１０８がＤ／Ａ３０３-1を介して温度調整器駆動回路３０２-1の電流値を変えることによって制御される。温度調整器駆動回路３０２-1は、制御された電流を温度調整器３０１-1に供給する。
【０１５５】
温度検出器３０４-1は、ベース基板３１０-1の温度を検出するサーミスタである。温度検出器３０４-1の出力は、Ａ／Ｄ３０５-1を介してＣＰＵ１０８に入力される。
同様に、波長検出部の温度を制御するため、温度調整器３０１-2および温度検出器３０４-2は、ベース基板３１０-2に接触するように接続される。
【０１５６】
ベース基板３１０-2は、ＥＴフィルタ１０４の温度を制御することができれば良いことから、カプラ１０３およびＰＤ１０５がベース基板３１０-2上に配置されない構成でもよい。
ＣＰＵ１０８は、Ｄ／Ａ３０３-2および温度調整器駆動回路３０２-2を介して温度調整器３０１-2に接続され、温度調整器３０１-2の温度を制御する。
【０１５７】
また、温度検出器３０４-2は、ベース基板３１０-2の温度を検出し、その出力は、Ａ／Ｄ３０５-2を介してＣＰＵ１０８に入力される。
ＣＰＵ１０８は、Ｄ／Ａ１１４およびＬＤ駆動回路１１１を介してＬＤ１０１に接続され、ＬＤ１０１にレーザ光を発振させる。
一方、ＣＰＵ１０８は、Ｄ／Ａ１２６およびＳＯＡ駆動回路１２４を介してＳＯＡ１２２に接続され、ＳＯＡ１２２の利得を制御する。
【０１５８】
ＳＯＡ１２２からカプラ１２３に入射された第１レーザ光は、カプラ１２３で２つに分配され、一方は、波長可変安定化レーザの出力として射出され、他方は、ＰＤ１２５に入射される。ＰＤ１２５は、受光したレーザ光の光強度を検出し、その出力は、Ａ／Ｄ１２７を介してＣＰＵ１０８に入力される。
また、ＣＰＵ１０８は、メモリ３０９にアクセスする。メモリ３０９は、後述する波長可変安定化レーザを制御するための第５プログラム、各ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡの初期立ち上げ駆動電流値、温度ごとに各温度調整器３０１の初期立ち上げ制御値、ロック点の目標値、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値などが記憶される。
【０１５９】
ここで、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、ｃｈごとに設定される。そして、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値は、各ｃｈに対応するロック点が透過波長特性の１つの肩に１個しか存在しないので、当該ロック点を含む透過波長特性の肩の範囲に対応する波長範囲内でＬＤ１０１が発振するように設定される。
【０１６０】
また、温度調整器３０１-2の初期立ち上げ駆動電流値は、ＥＴフィルタ１０４における透過波長特性の温度依存性を考慮し、各ｃｈに対応する温度でロック点が所定の透過波長特性の肩上に配置されるように正確に設定される。そして、波長検出部の温度は、ＬＤアレイ部の温度より１０（℃）ないし１５（℃）高くなるように設定することが好ましい。ＬＤアレイ部が波長検出部の熱放射などの影響を受けることおよび半導体レーザで構成されていることから、ＣＰＵ１０８は、このように設定することによってＬＤアレイ部の温度を容易に制御することができる。
【０１６１】
さらに、ロック点の目標値は、光源であるＬＤアレイ部と周期的フィルタであるＥＴフィルタとが独立して温度を制御されるので、各ｃｈに共通な目標値にすることができる。
（第６の実施形態の作用効果）
次に、波長可変安定化レーザが発振波長を所望の波長に安定化させる制御について説明する。
【０１６２】
図１６は、第６の実施形態のフローチャートである。
ＣＰＵ１０８は、例えば、電源投入によってメモリ３０９に記憶されている第５プログラムの実行を開始する。
【０１６３】
図１６において、ＣＰＵ１０８は、波長可変安定化レーザ内の各回路を初期化する（Ｓ６１）。
ＣＰＵ１０８は、波長可変安定化レーザに対するｃｈの立ち上げ要求があったか否かを判断する（Ｓ６２）。要求がない場合には、要求があるまで、Ｓ６２の処理を繰り返す。
【０１６４】
ｃｈの立ち上げ要求（発振波長の設定）は、例えば、この波長可変安定化レーザがＷＤＭ方式光通信システムにおける送信局の光源装置として使用される場合では、送信局を統括する制御装置によってＣＰＵ１０８に入力される。
要求があった場合には、ＣＰＵ１０８は、メモリ３０９にアクセスし、ｃｈＸに対応するＬＤ１０１、ＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流値、ＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値、ｃｈＸに対応する温度にするための各温度調整器３０１の初期立ち上げ制御値、ロック点の目標値、波長可変安定化レーザから射出されるレーザ光の光強度の目標値を読み込む（Ｓ６３）。
【０１６５】
ＣＰＵ１０８は、読み込んだ各温度調整器３０１の初期立ち上げ制御値を各Ｄ／Ａ３０３を介して各温度調整器駆動回路３０２に出力して、各温度調整器３０１を作動させる（Ｓ６４）。
ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸに対応するＬＤ１０１にＬＤ１０１の初期立ち上げ駆動電流をＤ／Ａ１１４およびＬＤ駆動回路１１１を介して供給する（Ｓ６５）。
【０１６６】
この駆動電流によってＬＤ１０１は、レーザ光の発振を開始する。
ＣＰＵ１０８は、各Ａ／Ｄ３０５を介して入力される温度検出器３０４の出力を監視し（Ｓ６６）、一定の許容値以内でｃｈＸに対応する温度であるか否かを判断する（Ｓ６７）。
判断の結果、ｃｈＸに対応する温度ではない場合は、Ｓ６６およびＳ６７の処理を繰り返す。一方、ｃｈＸに対応する温度である場合は、ＣＰＵ１０８は、ＰＤo1およびＰＤo2を取り込み、ＰＤo1／ＰＤo2を算出する（Ｓ６８）。
【０１６７】
ＣＰＵ１０８は、ｃｈＸに対応する目標値からＰＤo1／ＰＤo2を引くことによってＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出し、この差が一定の許容値以内であるか否かを判断する（Ｓ６９）。ＰＤo1／ＰＤo2とこの目標値との差を算出することは、ＬＤ１０１の現在の発振波長とｃｈＸに対応する波長との差を算出することに相当する。
【０１６８】
判断の結果、算出した差が許容値以内でない場合には、ＬＤ駆動回路１１１によってＬＤ１０１の駆動電流を変えることによって発振波長を変更し（Ｓ７０）、Ｓ６８の処理に戻る。
このＬＤ１０１の駆動電流の変更方向は、ロック点が配置される透過波長特性の肩形状および算出した差の「正負」を考慮して決定される。
【０１６９】
一方、判断の結果、許容値以内である場合には、ＣＰＵ１０８は、発振波長がｃｈＸに対応する波長に安定化（ロック）されたと判断する。そして、ＣＰＵ１０８は、読み込んだＳＯＡ１２２の初期立ち上げ駆動電流値をＤ／Ａ１２６を介してＳＯＡ駆動回路１２４に出力して、ＳＯＡ１２２を作動させる（Ｓ７１）。
ＣＰＵ１０８は、Ａ／Ｄ１２７を介して入力されるＰＤ１２５の出力を監視し、一定の許容値以内で読み込んだレーザ光の光強度の目標値であるか否かを判断することによって光強度を一定に制御する（ＡＰＣ制御）（Ｓ７２）。
【０１７０】
このようにして波長可変安定化レーザは、所望のｃｈＸにレーザ光の波長を安定化させる。
そして、ｃｈＸから別のｃｈＹへ切り替える場合には、ＣＰＵ１０８は、再度上述のＳ６３からＳ７２までの処理を行う。
波長可変安定化レーザは、ＬＤ１０１における発振波長の温度依存性とＥＴフィルタ１０４における透過波長特性の温度依存性とを考慮して、ＬＤ１０１とＥＴフィルタ１０４とを独立に温度制御するので、各ｃｈ（各発振波長）の目標値を共通な値にすることができる。
【０１７１】
このため、波長可変安定化レーザは、発振可能なすべての波長のレーザ光に対し波長を安定にして射出することができる。
なお、第２ないし第６の実施形態では、説明を簡単にするため波長可変安定化レーザの発振可能な波長数を具体的に特定して説明したが、これに限定されるものではない。波長可変安定化レーザの発振可能な波長数は、任意である。
【０１７２】
そして、第２および第３実施形態においては、各ロック点を透過波長特性の左肩に配置したが、透過波長特性の右肩に配置してもよい。この場合には、ＥＴフィルタの透過波長特性が素子温度の上昇に従って長波長側にシフトするので、第１目標値、第２目標値、第３目標値、第４目標値は、この順に透過率の小さい方から配置される。そして、素子温度の変更方向において、目標値からＰＤo1／ＰＤo2を引いた差が「正」であることは、発振波長がロック点より長波長側であることを示すので、発振波長が短くなるように素子温度を変更する。逆に、この差が「負」であることは、発振波長がロック点より短波長側であることを示すので、発振波長が長くなるように素子温度を変更する。
【０１７３】
また、第２ないし第６の実施形態においては、光増幅器としてＳＯＡを使用したが、光ファイバ増幅器を使用してもよい。波長可変安定化レーザの出力波長帯が１５５０（ｎｍ）波長帯である場合には、エルビウム元素添加光ファイバ増幅器を使用することができる。エルビウム元素（erbium）は、ランタノイドの希土類元素の１つで、元素記号Ｅｒ、原子番号６８である。ランタノイドに属する元素は、互いに性質が類似している。他の波長帯域を増幅する希土類元素として、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジウム（Ｐｒ）およびツリウム（Ｔｍ）などが知られている。また、光ファイバ増幅器には、誘導ラマン散乱や誘導ブリルアン散乱を利用する光増幅器もある。
【０１７４】
さらに、第２ないし第６の実施形態では、ＳＯＡ１２２は、ＩＳＯ１２１の射出側に接続したがこれに限定されるものではない。ＳＯＡ１２２は、最終的に波長可変安定化レーザの出力となるレーザ光を増幅することができる場所に配置されればよい。例えば、ＳＯＡ１２２は、カプラ１０２とカプラ１０３（カプラ１５１）との間に配置し、カプラ１０２から射出されるレーザ光を増幅してカプラ１０３（カプラ１５１）に入射させても良い。このように配置することによってＬＤ１０１とＳＯＡ１２２を一体形成することができる。または、例えば、ＳＯＡ１２２は、カプラ１０３（カプラ１５１）とＩＳＯ１２１カプラ１０３との間に配置し、カプラ１０３（カプラ１５１）から射出されるレーザ光を増幅してＩＳＯ１２１に入射させても良い。
【０１７５】
次に、波長可変安定化レーザのモジュールについて説明する。
図１７は、波長可変安定化レーザのモジュールの第１構成例を示す図である。
図１８は、波長可変安定化レーザのモジュールの第２構成例を示す図である。
図１９は、波長可変安定化レーザのモジュールの第３構成例を示す図である。
図２０は、波長可変安定化レーザのモジュールの第４構成例を示す図である。
【０１７６】
なお、図２０（ａ）は、モジュールの上面図であり、図２０（ｂ）は、上段の図に示すＡ−Ａ’における側面図である。
これら第１ないし第４構成例のモジュールは、第１ないし第６の実施形態に使用することができる。特に、第２構成例のモジュールは、第６の実施形態の使用に好適である。ここで、第１および第３構成例のモジュールは、ＳＯＡをＬＤと一体形成した場合を示し、第２構成例のモジュールは、ＳＯＡをＩＳＯの入射側に配置した場合を示す。また、第４構成例のモジュールは、ＬＤアレイチップなどで構成されるＬＤアレイ部とＥＴフィルタなどで構成される波長検出部のベース基板を別にして個別に温度制御する場合である。さらに、第１ないし第４構成例のモジュールは、ＬＤが８個備えられた３２波発振可能な場合を示す。
【０１７７】
図１７において、第１構成例のモジュールは、ＬＤ３０１、カプラ３０２、ＳＯＡ３０３、集光するためのレンズ３０５、ＰＤ３０６、３０９、プリズム３０７、ＥＴフィルタ３０８、サーミスタ３１０、ペルチェ素子３１２、半導体基板３１３、ベース基板３１４、ＩＳＯ３１５およびパッケージ３１６とを備えて構成される。
【０１７８】
ＬＤ３０１、カプラ３０２およびＳＯＡ３０３は、同一半導体基板３１３上に一体形成され、ＬＤアレイ部を構成する。また、ＬＤアレイ部、レンズ３０５、ＰＤ３０６、３０９、プリズム３０７、ＥＴフィルタ３０８、サーミスタ３１０は、ベース基板３１４上に配置され、ベース基板３１４は、ペルチェ素子３１２上に配置される。そして、これら各素子は、パッケージ３１６内に収納される。
【０１７９】
ここで、例えば、第２の実施形態と第１構成例とを対比すると、ＬＤ１０１はＬＤ３０１に対応し、カプラ１０２はカプラ３０２に対応し、カプラ１０３はプリズム３０７に対応し、ＥＴフィルタ１０４はＥＴフィルタ３０８に対応し、ＰＤ１０５-1はＰＤ３０９に対応し、ＰＤ１０５-2はＰＤ３０６に対応し、ＳＯＡ１２２はＳＯＡ３０３に対応し、ＩＳＯ１２１はＩＳＯ３１２に対応し、温度調整器１０６はペルチェ素子３１２に対応し、温度検出器１０７はサーミスタ３１０に対応する。
【０１８０】
図１８において、第２構成例のモジュールは、ＬＤ４０１、カプラ４０２、集光するためのレンズ４０５、４１０、４１２、ＰＤ４０７、４０９、プリズム４０６、ＥＴフィルタ４０８、サーミスタ４１４、ペルチェ素子４１３、ＳＯＡ４１１、ベース基板４１５、ＩＳＯ４１６およびパッケージ４１７とを備えて構成される。
【０１８１】
ＬＤ４０１およびカプラ４０２は、同一半導体基板上に一体形成され、ＬＤアレイ部を構成する。また、ＬＤアレイ部、レンズ４０５、４１０、４１２、ＰＤ４０７、４０９、プリズム４０６、ＥＴフィルタ４０８、サーミスタ４１４およびＳＯＡ４１１は、ベース基板４１５上に配置され、ベース基板４１５は、ペルチェ素子４１３上に配置される。ペルチェ素子４１３は、ＬＤアレイ部の温度および波長検出部の温度を調整する。波長検出部は、レンズ４０５、４１０、４１２、ＰＤ４０７、４０９、プリズム４０６、ＥＴフィルタ４０８、サーミスタ４１４およびＳＯＡ４１１から構成される。そして、これら各素子は、パッケージ４１７内に収納される。
【０１８２】
ここで、例えば、第２の実施形態と第２構成例とを対比すると、ＬＤ１０１はＬＤ４０１に対応し、カプラ１０２はカプラ４０２に対応し、カプラ１０３はプリズム４０６に対応し、ＥＴフィルタ１０４はＥＴフィルタ４０８に対応し、ＰＤ１０５-1はＰＤ４０９に対応し、ＰＤ１０５-2はＰＤ４０７に対応し、ＳＯＡ１２２はＳＯＡ４１１に対応し、ＩＳＯ１２１はＩＳＯ４１６に対応し、温度調整器１０６はペルチェ素子４１３に対応し、温度検出器１０７はサーミスタ４１４に対応する。
【０１８３】
図１９において、第３構成例のモジュールは、ＬＤ５０１、ＬＤ５０１のバックパワーを検出するＰＤ５０２、カプラ５０３、５０５、ＳＯＡ５０４、集光するためのレンズ５０６、ＰＤ５０９、５１０、プリズム５０７、ＥＴフィルタ５０８、サーミスタ５１１、ペルチェ素子５１２、ＩＳＯ５１３、ベース基板５１４およびパッケージ５１５とを備えて構成される。
【０１８４】
ＬＤ５０１、カプラ５０３、５０５およびＳＯＡ５０４は、同一半導体基板上に一体形成され、ＬＤアレイ部を構成する。また、ＬＤアレイ部、ＰＤ５０２、ＬＤアレイ部、レンズ５０６、ＰＤ５１０、５０９、プリズム５０７、ＥＴフィルタ５０８およびサーミスタ５１１は、ベース基板５１４上に配置され、ベース基板５１４は、ペルチェ素子５１２上に配置される。そして、これら各素子は、パッケージ５１５内に収納される。
【０１８５】
ここで、例えば、第２の実施形態と第３構成例とを対比すると、ＬＤ１０１はＬＤ５０１に対応し、カプラ１０２はカプラ５０３に対応し、カプラ１０３はカプラ５０５およびプリズム５０７に対応し、ＥＴフィルタ１０４はＥＴフィルタ５０８に対応し、ＰＤ１０５-1はＰＤ５０９に対応し、ＰＤ１０５-2はＰＤ５１０に対応し、ＳＯＡ１２２はＳＯＡ５０４に対応し、ＩＳＯ１２１はＩＳＯ５１３に対応し、温度調整器１０６はペルチェ素子５１２に対応し、温度検出器１０７はサーミスタ５１１に対応する。
【０１８６】
図２０において、第４構成例のモジュールは、ＬＤアレイチップ６０１、集光するためのレンズ６０３、６１４、ＰＤ６０２、６０４、６０７、プリズム６０５、ＥＴフィルタ６０６、サーミスタ６０８、６０９、ペルチェ素子６１２およびベース基板６１３とを備えて構成される。
ＬＤアレイチップ６０１は、８個のＬＤとこのＬＤから射出されたレーザ光を合波するカプラとカプラからの出力光を増幅するＳＯＡとを備え、これらが同一半導体基板上に一体形成されている。ＰＤ６０２は、ＬＤアレイチップ６０２から射出されるバックレーザ光のバックパワーを受光する。そして、ＬＤアレイチップ６０１、ＰＤ６０２、サーミスタ６０９およびレンズ６０３は、ベース基板６１３-1に配置され、ベース基板６１３-1は、ペルチェ素子６１２-1上に配置される。
【０１８７】
そして、ＰＤ６０４、６０７、プリズム６０５、ＥＴフィルタ６０６およびサーミスタ６０８は、ベース基板６１３-2は、ペルチェ素子６１２-2上に配置される。これら各ペルチェ素子６１２は、パッケージ６００内に納められる。
また、ＬＤアレイチップ６０１、ＰＤ６０２、６０４、６０７、サーミスタ６０８、６０９およびペルチェ素子６１２の各電極パッドは、パッケージ６００に備えられた内外を電気的に接続するための各接続ピン６１１にワイヤボンディング（wire bonding）によってそれぞれ接続される。
【０１８８】
さらに、例えば、第２の実施形態と第４構成例とを対比すると、ＬＤ１０１およびカプラ１０２はＬＤアレイチップ６０１に対応し、カプラ１０３はプリズム６０５に対応し、ＥＴフィルタ１０４はＥＴフィルタ６０６に対応し、ＰＤ１０５-1はＰＤ６０７に対応し、ＰＤ１０５-2はＰＤ６０４に対応し、温度調整器１０６はペルチェ素子６１２に対応し、温度検出器１０７はサーミスタ６０８、６０９に対応する。
【符号の説明】
【０１８９】
１１  光源
１２  周期的フィルタ
１３  光検出部
１４  制御部
２１  光増幅器
１０１  ＬＤ
１０４、１５３  ＥＴフィルタ
１０５、１５４  ＰＤ
１０６、３０１  温度調整器
１０７、３０４  温度検出器
１０８  ＣＰＵ
１０９、３０９  メモリ
１２２  ＳＯＡ
【図１】
0005447485.tif 000002
【図２】
0005447485.tif 000003
【図３】
0005447485.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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