(57)【要約】レーザモード選択肢を有するとともに１つ以上のレーザ制御パラメータに従ってレーザ信号（１１０）を供給するようになっている波長可変レーザ装置（１２０）を提供する。レーザ装置の動作において、レーザ信号（１１０）を波長範囲内で掃引させ、掃引期間中にレーザ装置（１２０）の動作を示すレーザ動作信号を受信し、このレーザ動作信号を解析し、掃引期間中に、生成したレーザ信号内に生じたモードホップの指示を検出する。検出されたモードホップの指示に基づいて、少なくとも１つの補正値を割り出し、次の波長掃引に適用可能な、１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つを、この割り出した少なくとも１つの補正値に基づいて修正する。
2005524246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が可変で、レーザモード選択肢を有し、１つ以上のレーザ制御パラメータに従ってレーザ信号（１１０）を供給するようになっているレーザ装置（１２０）と、
前記レーザ装置（１２０）の動作を示すレーザ動作信号を受信するようになっている解析装置（１３０）と、
前記解析装置（１３０）の出力を受信し、前記レーザ信号（１１０）を生成するために、前記レーザ装置（１２０）の１つ以上のレーザ制御パラメータの設定を制御するようになっている制御装置（１４０）と、
を備え、
前記解析装置（１３０）は、ある波長範囲の掃引中に、前記レーザ信号に生じるモードホップの指示に関して前記レーザ動作信号を解析し、検出したモードホップの指示を前記制御装置（１４０）へ供給するようになっており、
前記制御装置（１４０）は、前記検出したモードホップの指示に基づいて少なくとも１つの補正値を割り出し、次の波長掃引のために、１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つを修正するようになっている、
ことを特徴とする光源（１１０）。
【請求項２】
前記レーザ装置（１２０）が、シングルモードレーザおよび外部キャビティ構成のうちの少なくとも一方を備えている、請求項１に記載の光源（１００）。
【請求項３】
前記レーザ動作信号が、前記レーザ信号（１１０）の全パワー、前記レーザ信号（１１０）の内部キャビティおよび出力パワーの比、前記レーザ信号（１１０）の波長、前記レーザ信号（１１０）の自発光源放射のパワー、前記レーザ信号（１１０）の横モードのパワー、前記レーザ信号（１１０）の振幅、位相、または周波数ノイズ、レーザ利得媒体の駆動パラメータ、またはレーザダイオードを駆動する電流、電圧、または電力、のうちの少なくとも１つである、請求項１または２に記載の光源（１００）。
【請求項４】
前記解析装置（１３０）が、前記レーザ動作信号から少なくとも１つのパラメータの変化を導出するようになっている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源（１００）。
【請求項５】
前記パラメータが、前記レーザ信号の波長、波長変化、波長対波長変化、位相、パワー、レーザパワー、レーザダイオードの電流、レーザダイオードの電力、のうちの少なくとも１つである、請求項４に記載の光源（１００）。
【請求項６】
前記変化が、経時変化、または異なるレーザ動作パラメータに関する変化のうちの少なくとも１つである、請求項４または５に記載の光源（１００）。
【請求項７】
前記解析装置（１３０）が、不連続、飛躍、強い変化、または所定限界を超える変化、のうちの少なくとも１つに関するパラメータ変化を解析することにより、モードホップの指示を導出するようになっている、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光源（１００）。
【請求項８】
前記制御装置（１４０）が、理論的或いは経験的解析のうちの少なくとも１つに基づいて前記少なくとも１つの補正値を割り出すようになっている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光源（１００）。
【請求項９】
前記理論的解析が、前記レーザキャビティの幾何解析および複数のモードホップの関係の計算のうちの少なくとも１つに基づいている、請求項８に記載の光源（１００）。
【請求項１０】
前記経験的解析が、先の実行からの履歴データ、経験から収集した値、およびパラメータの階層構造、のうちの少なくとも１つに基づいている、請求項８または９に記載の光源（１００）。
【請求項１１】
前記レーザ装置（１２０）が、前記レーザ信号をほぼ連続的に調整するようになっている粗調整素子と、前記粗調整素子の補正または修正をもたらすようになっている微調整素子とを備えている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光源（１００）。
【請求項１２】
前記微調整素子が、フィルタ曲線を修正してモードを選択すること、分光素子を移動して少なくとも１つのレーザモードを選択すること、分光素子の分光特性を修正すること、前記分光素子の周期性を修正すること、前記分光素子に入射する前記ビームの方向を修正すること、逆反射分光素子を移動させること、前記外部キャビティ内の光路長を修正すること、前記キャビティ素子の１つを移動して幾何構造長を変更すること、前記端部ミラーのうちの少なくとも１つを移動させること、楔等の光学素子を前記光ビームにほぼ垂直に移動させること、外部パラメータにより前記キャビティ素子のうちの少なくとも１つの光路長を制御すること、外部パラメータにより光学アクティブ軸の向きを制御すること、のうちの少なくとも１つに適応される、請求項１０に記載の光源（１００）。
【請求項１３】
前記外部パラメータが、印加した電場または磁場、温度、一軸圧、または静水圧、のうちの少なくとも１つである、請求項１０に記載の光源（１００）。
【請求項１４】
波長が可変で、レーザモード選択肢を有し、１つ以上のレーザ制御パラメータに従ってレーザ信号（１１０）を供給するようになっているレーザ装置（１２０）を動作させる方法であって、
（ａ）前記レーザ信号（１１０）をある波長範囲内で掃引するステップと、
（ｂ）前記掃引中、前記レーザ装置（１２０）の動作を示すレーザ動作信号を受信するステップと、
（ｃ）前記レーザ動作信号を解析して、前記掃引中に前記レーザ信号に生じたモードホップの指示を検出するステップと、
（ｄ）前記検出したモードホップの指示に基づいて、少なくとも１つの補正値を割り出すステップと、
（ｅ）前記割り出した少なくとも１つの補正値に基づいて、次の波長掃引に適用可能な１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つを修正するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｂ）乃至（ｅ）が、各波長掃引ごと、選択された波長掃引ごと、所定のスケジュールに従って、或いは特定の較正実行中、の機会のうちの少なくとも１つにおいて実行される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｂ）乃至（ｅ）の実行を、無効とすることができる、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ａ）の前に、モードホップを誘起或いは誘発させるべく１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つに対する少なくとも１つの任意のまたは擬似任意の補正値を設定するステップをさらに含む、請求項１４、１５、または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップ（ａ）が、前記波長掃引中にレーザ動作を繰り返し無効とするかまたは低減するステップを含む、請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
好ましくはデータ担体に記憶され、コンピュータ等のデータ処理システム上での実行時に、請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の方法を実行する、ソフトウェアプログラムまたはソフトウェア製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変レーザ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信業界では、幅広い波長範囲に亙って連続的に波長を変えることのできるレーザを用いて、光部品や増幅器を試験する必要性が存在する。リュー（Ｌｉｕ）とリットマン（Ｌｉｔｔｍａｎ）が「波長可変レーザのシングルモード走査用の新規な幾何構造（Ｎｏｖｅｌ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｆｏｒ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｏｆ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｌａｓｅｒｓ）」、米国光学会（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）、１９８１年、に最初に記述した如く、レーザのシングルモード波長調整を可能にするいわゆるリットマンキャビティを外部キャビティとして用いることができる。このリットマンキャビティにより、幾何構造の唯一のパラメータ、すなわち調整素子を可変することで、波長およびキャビティの光路長を同時に調整することができる。しかしながら、前記文書にてリューとリットマンが既に指摘した如く、完全なリットマン構成をもってしても実際の幾何構造のずれが原因でモードホップを生ずることがある。モードホップを回避すべく、例えばレーザ端ミラーの微調整が提案されている。
【０００３】
リットマンや他の幾何構造に基づく波長可変レーザの例やモードホップを低減或いは回避する様々な選択肢が、例えば米国特許出願（公開）第５，８６７，５１２号、独国特許出願（公開）第１９５０９９２２号、ベンツ・ハー（Ｗｅｎｚ  Ｈ．）その他の「レーザおよび光電子における連続的波長可変のダイオードレーザ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒ  ｉｎ  Ｌａｓｅｒ  ｕｎｄ  Ｏｐｔｏｅｌｅｋｒｏｎｉｋ）」、ファッハフェルラーク有限会社（Ｆａｃｈｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ）、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ、独国、第２８巻、第１号、頁５８〜６２、１９９６年２月１日、ＸＰ０００７７５８４２、ＩＳＳＮ（国際標準逐次刊行物番号）：０７２２−９００３、バント・デー（Ｗａｎｄｔ  Ｄ．）その他の「二重格子構成を有する連続的波長可変な外部キャビティダイオードレーザ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｅｘｔｅｒｎａｌ−Ｃａｖｉｔｙ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｄｏｕｂｌｅ−Ｇｒａｔｉｎｇ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）」、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒ、米国光学会、ワシントン、米国、第２２巻、第６号、１９９７年３月１５日、頁３９０〜３９２、ＸＰ０００６９０３３５、ＩＳＳＮ（国際標準逐次刊行物番号）：０１４６−９５９２、独国特許出願（公開）第１９８３２７５０号、欧州特許出願（公開）第９３８１７１号、特開平０５−２６７７６８号、米国特許出願（公開）第５，３１９，６６８号、または同一出願人による同時係属欧州特許出願第０１１２１４０８．７号、第０１１１３３７２．５号、第０１１１３３７１．７号に見出され得る。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の１つの目的は、改善された波長可変レーザを提供することにある。この目的は、独立請求項により解決される。好適な実施形態は、従属請求項により示される。
【０００５】
本発明によれば、光源はレーザ装置と解析装置と制御装置とを備える。波長が可変でレーザモード選択肢を有するレーザ装置が、光源の出力を表わすレーザ信号を供給する。レーザ装置はさらに、解析装置に結合してある。解析装置の出力を制御装置に供給し、この制御装置がレーザ装置のレーザ信号生成用の１つ以上の制御パラメータの設定を制御する。
【０００６】
光源が、ある波長範囲（これはレーザ装置の適用可能な全波長範囲またはその一部とすることができる）に亙って掃引されるレーザ信号を供給するときの動作では、レーザ装置はその所定の１つ（または複数）のレーザ制御パラメータに従ってレーザ信号を生成する。解析装置がレーザ装置の動作を示す少なくとも１つのレーザ動作信号を受信し、上記波長範囲の掃引期間中に生成されたレーザ信号に生じるモードホップに関する１つ以上の指示に関して、少なくとも１つのレーザ動作信号を解析する。解析装置は、この種のモードホップの指示を、これが利用可能でかつ検出された場合に、制御装置へ供給する。制御装置は、１つ（または複数）のモードホップの指示を用いて、少なくとも１つの補正値を決定し、レーザ装置の１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つを修正して、次の波長掃引における１つ（または複数）のレーザ信号の生成を修正する。好ましくは、制御パラメータの修正は、検出されたモードホップの指示に関連するこの種のモードホップを低減或いは回避すべく供給される。しかしながら、後に判る如く、モードホップを結果的に低減或いは回避すべく、一時的にモードホップを誘発させることもできる。
【０００７】
次の波長掃引（それは、連続する、および／または後の掃引でもよい）では、同一の或いは異なる波長範囲であろうと、レーザ装置はそこでレーザ信号生成用に修正された１つ以上のレーザ制御パラメータ（１つ（または複数）の補正値により修正）を用いることになる。モードホップの指示が全く発見されない場合、制御装置は好ましくは１つ以上のレーザ制御パラメータを不変のままとすることになる。
【０００８】
本発明はかくして、先の波長掃引において判定したモードホップを次の波長掃引において低減或いは回避すべく、１つ以上のレーザ制御パラメータの補正をもたらす。このように、本発明はモードホップを完全に回避はしないが、本発明が高速で乱れのない掃引（例えば、原位置補正（in-situ correction）に影響されない）を可能にし、特に例えば前述の欧州特許出願（公開）第９３８１７１号に開示された変調から得られる原位置補正が誘発する波長および／または位相変化を回避する。本願明細書にて使用する用語「補正」は、かくして、モードホップを回避することを意図した修正であると理解されるべきであり、また、本発明による１つ（または複数）のレーザ制御パラメータの修正により生ずる生成レーザ信号のモードホップ特性の一時的「劣化」を包含することもできる。一時的「劣化」は、例えば以下に説明するように、モードホップを刺激或いは誘発させるよう意図的に適用することもできる。
【０００９】
レーザ装置は好ましくは、シングルモードレーザおよび／または外部キャビティ構成で構成され、そこにはモード選択肢が備わっている。この種の外部キャビティ構成は、前述のリットマン構成或いは例えば米国特許第５，８０２，０８５号に開示されたリトロー（Ｌｉｔｒｏｗ）構成のうちの１つで構成することもできる。しかしながら、レーザモード選択を提供する他の波長可変レーザ構成がしかるべく適用可能である。
【００１０】
レーザ動作信号は波長掃引期間中にレーザ装置の動作を示すあらゆる種類の信号であってよく、生じている１つ（または複数）のモードホップの指示の判定を可能にするものである。この種のレーザ動作信号は、例えば光出力の全パワー、内部キャビティ（intracavity）および出力パワーの比、光出力の波長、自発光源放射（spontaneous source emission）のパワー、レーザの横モードパワー、光出力の振幅、位相、および周波数ノイズ、レーザダイオードを駆動するための電流、電圧、または電力等のレーザ利得媒体用駆動パラメータ（例えば、一定の光出力パワー維持用）とすることができる。
【００１１】
解析装置はレーザ動作信号を受信し、そこから波長掃引期間中に生じた１つ（または複数）のモードホップを示す１つ（または複数）のモードホップの指示を検出する。（例えば、レーザ装置により既に供給されているために）既に利用可能でない場合、解析装置はレーザ動作信号から、好ましくはレーザ信号の、波長、波長変化、波長対波長変化、位相、またはパワー、または、レーザパワー、レーザダイオードの電流、レーザダイオードのパワー等の、少なくとも１つのパラメータの変化を導き出し得る。この変化は、経時変化であったり、異なるレーザ動作パラメータ（モータ制御手段による調整時のモータ位置等）に関する変化であったりする。
【００１２】
解析装置は、好ましくは不連続、飛躍、または強い変化（例えば、所定の限界を超えた）のうちの少なくとも１つに関するパラメータ変化を解析することによって、１つ（または複数）のモードホップの指示を得る。
【００１３】
制御装置は、好ましくは供給されたモードホップの指示の理論的或いは経験的解析に基づいてレーザ制御パラメータに対する補正値を割り出す。レーザキャビティの幾何解析、および１つ（または複数）のモードホップの１つ（または複数）の関係の計算、および必要な補正は、１つ（または複数）の補正値の理論的割り出しをもたらす。補正値の経験的な割り出しは、例えば先の実行からの履歴データ、すなわち経験から収集した値を用いてもたらすことができる。パラメータの階層構造を、モードホップの指示の解析用に適用することもできる。しかしながら、補正値を割り出す方法ならびに仕方は実質的に無制限であり、レーザ装置の具体的実施形態に強く依存し得ることは明らかである。
【００１４】
レーザ制御パラメータに対する補正値の割り出しは、例えば、レーザ装置によって提供される各波長掃引ごとに、或いは選択された波長掃引ごとにまたは所定のスケジュールに従ってほんの時たま、或いは特定の較正実施期間中に、実行することもできる。本発明の「自動補正モード」は、例えばユーザにより、例えば複数の連続的な波長掃引を用いた計測中の計測条件における変化を回避するため、無効とすることもできる。
【００１５】
好適な実施形態では、レーザ装置は粗調整素子と微調整素子を備える。粗調整素子は既にレーザ信号の連続的な調整を可能にしており、それにより、モードホップは、実際の条件と理論的定義条件との間のずれから、または、部品の公差、経時変化、等から生ずる可能性がある。この種の粗調整素子は、例えば原理的には前述のリットマン、リトロー、または他の任意の波長可変レーザ構成とすることができる。微調整素子により、モードホップを低減或いは回避すべくレーザ構成の補正或いは修正が可能になる。微調整素子に関する好適な例が、本説明の導入部において述べた文書に開示されている。
【００１６】
微調整素子は、例えばモード選択用フィルタ曲線を修正するのに設けることもできる。フィルタ曲線におけるこの種の変化は、例えば以下のうちの１つ以上のものにより達成することができる。すなわち、（例えば、前述の欧州特許出願第０１１１３３７１．７号に開示された如く）少なくとも１つのレーザモードを選択するための分光素子の移動や、例えば分光素子の周期性を修正することによる分光素子の分光特性の修正や、逆反射分光素子等を移動させることによる分光素子へのビーム入射の方向修正である。
【００１７】
加えて或いは代替的に、微調整素子は外部キャビティ内の光路長を修正する素子で構成し得る。これは、例えば、キャビティ素子のうちの１つを移動させて（例えば、端部ミラーのうちの少なくとも１つを移動させることで）幾何構造長を変えること、光ビームにほぼ垂直に楔等の光学素子を移動させること、外部パラメータ（電場或いは磁場、温度、一軸圧或いは静水圧等）によりキャビティ素子のうちの少なくとも１つの素子の光路長を制御すること、外部パラメータにより光学アクティブ軸（optical active axis）の向きを制御することでもたらされる。
【００１８】
好適な実施形態では、解析装置は好ましくは同一出願人による欧州特許出願（公開）第８７５７４３号に開示された波長計を備える。波長計を用いることで、解析装置は波長掃引期間中にレーザ信号の波長を計測し、（例えば、粗調整素子の調整に関する経時或いはモータ位置に対する）供給レーザ信号の波長λのコース（course）／変化すなわち波長変化（Δλ或いはΔλ／λ）を割り出す。解析装置は、好ましくは不連続や飛躍や強い変化（例えば、所与の限界を超えた）に関する測定されたコース／変化を解析し、これらをモードホップの指示として解釈する。
【００１９】
好適な実施形態では、制御装置は試験モードで動作させることができる。その試験モードにあっては、制御装置はモード飛躍を「誘起」或いは「誘発」させるべく１つ（または複数）のレーザ制御パラメータに対する任意の或いは擬似任意の１つ（または複数）の補正値を設定することになる。この種の誘起されたモードホップは、そこで翻って制御装置がレーザ制御パラメータに対する実際の補正値を割り出すことを可能にする。このことは、例えば先の実行中にモードホップが一切発生せず、かくしてレーザ制御パラメータに対する現在の設定が「どの程度良好か」が不明のままである場合に特に有用である。
【００２０】
さらに好適な実施形態では、モードプリング（mode pulling）を回避し、かくしてレーザ制御パラメータに対する改善された補正値を受け取るため、（例えば、レーザのオン、オフを切り替えたり、レーザ発光閾値の少し下にレーザパワーを低減したりすることにより）レーザの動作は、波長掃引期間中、反復して無効とされる。モードプリングは、（例えば、フィルタ曲線により、）異なるモードが選択される可能性があるが１つのモードがレーザ発光状態のままである効果を表わす。このことは、反対方向の二つの波長掃引（すなわち、波長を増大させるか減少させるかの）間のヒステリシスに通じ、換言すれば、両方向の波長掃引期間中は同一の波長に関してモードホップは発生しない。
【００２１】
本発明は、任意種のデータ担体に記憶させるか、さもなければそれによって供給することができる、任意の適当なデータ処理装置内で或いはそれにより実行することができる１つ以上の適切なソフトウェアプログラムにより、一部実施或いはサポートすることができる。ソフトウェアプログラムやルーチンを好ましくはレーザ動作信号の解析に適用し、波長掃引期間中にレーザ制御パラメータの必要な変化を割り出してパラメータを制御する。
【００２２】
本発明の他の目的と多数の付随特徴は、添付図面に関連して考察したときに以下の詳細な説明を参照することで容易に理解されるとともにより良く理解されよう。実質的に或いは機能的に等しいか同様である特徴は、１つ（または複数）の同一の参照符号を用いて参照することにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１中、レーザモジュール１は、能動媒体（図示せず）、例えばレーザダイオードが供給するレーザ光を共振させてレーザビーム４を供給する外部キャビティ２を備える。ビーム４は、外部キャビティ２内を、外部キャビティ２のキャビティ端素子６と調整素子８との間の光路沿いに進む。キャビティ端素子６と調整素子８は共に、高反射ミラーを提供する。レーザモジュール１はさらに、ビーム４の光路内に導入されて少なくとも１つの縦モードのレーザを選択する分光（dispersion）素子１０を備える。分光素子は、罫１１ａを有する回折格子１１を備える。
【００２４】
調整素子８は、レーザを調整するために、枢支軸１４を中心にしてアクチュエータ（図示せず）により矢印１２に従って回転させることができる。枢支軸１４は、キャビティ端素子６の平面（線６ａで示す）と分光素子１０の平面（線１０ｂで示す）と調整素子８の平面（線８ａで示す）との交叉により理論的に定義される。
【００２５】
分光素子１０は、調整素子８の回転と共に対応的に（好ましくは同時に）移動させて、枢支軸１４の実際の位置と理論的に定義された位置との間のずれを補償することができる。これは、補償が調整素子８の所定の調整範囲内で連続的なシングルモード調整をもたらすのに十分であるような所定の光路沿いに分光素子１０を移動させることでなすことができる。分光素子１０は、罫１１ａにほぼ平行にほぼ回折格子１１の平面内に横たわる回転軸１０ａを中心にして矢印１６に示す如く所定角度だけ回転させることで移動させることができる。
【００２６】
枢支軸１４の実際の位置と理論的に規定された位置との間のずれの補償は、例えば回折格子１１に垂直で軸１０ｂ、８ａから成る平面に横たわる軸１０ｃ沿いに回折格子１１を直線的に移動させるか或いは他の適当な対策により、追加的に或いは代替的に達成することができる。
【００２７】
図２では、光源１００はレーザ装置１２０と解析装置１３０と制御装置１４０で構成してある。レーザ装置１２０は、好ましくは光源１００の出力を表わすレーザ信号１１０を生成するレーザモジュール１を備える。しかしながら、他の任意の波長可変レーザ装置をしかるべく適用することもできる。レーザ装置１２０はさらに解析装置に結合してあり、解析装置は、例えばレーザ信号１１０や別の動作パラメータとすることのできるレーザ装置の動作を示すレーザ動作信号を受信する。解析装置１３０の出力は制御装置１４０へ供給され、この制御装置が、レーザ信号１１０を生成するための、レーザ装置１２０の少なくとも１つの制御パラメータの設定を制御する。
【００２８】
レーザ信号１１０を、ある波長範囲（例えば、λｓ〜λｅ）に亙り掃引するため、レーザ装置１２０はその所定のレーザ制御パラメータに従ってレーザ信号１１０を生成する。解析装置１３０は、掃引中に、生成されたレーザ信号に生じるモードホップに関する１つ以上の指示（indication）に関して受信レーザ動作信号を解析し、利用可能ならばこの種のモードホップの指示を制御装置１４０へ供給する。制御装置１４０は、モードホップの指示を用い、検出したモードホップの指示に関連するこの種のモードホップを回避すべくレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つを修正する少なくとも１つの補正値を割り出す。次の波長掃引では、同一の或いは異なる波長範囲のいずれにあっても、レーザ装置１２０はそこで修正レーザ制御パラメータ（１つ（または複数）の補正値）を用いてレーザ信号λを生成する。モードホップの指示が一切見出されない場合、制御装置１４０はレーザ制御パラメータを不変のままとすることになる。
【００２９】
図３Ａは、図１のレーザモジュール１を備えるレーザ装置の実施形態に関するλｓ〜λｅの波長範囲を掃引したレーザ信号１１０の一例を示す。ｘ軸は、枢支軸１４を中心として矢印１２に従って調整素子８を回転させてレーザを調整する粗調整素子の位置Ｐを示し、ｙ軸はレーザ信号１１０から解析装置１３０が計測したλ値を表わす。曲線３００は、モードホップ生起を一切伴わない一例を示す。曲線３１０は、モードホップが位置ＰMH1にて起きる掃引例を示す。
【００３０】
解析装置１３０は、曲線３１０を解析し、位置ＰMH1における波長飛躍を検出し、その波長飛躍を位置ＰMH1におけるモードホップの指示と解釈し、その情報を制御装置１４０へ供給する。
【００３１】
図３Ｂは、補正値Ｃの補正曲線に関する例を示す。本願明細書の具体例では、分光素子１０を回転させる微調整素子に補正値Ｃを適用する。しかしながら、例えば枢支軸１４の遷移を補償すべく、他の要素および／またはキャビティ内の他の位置に対し補正をしかるべく適用できることは明らかである。補正に関する好適な例は、図１に示した軸、線、または平面のいずれかの調整、キャビティの有効光路長の修正（例えば、キャビティの少なくとも一部の屈折率の変更により、或いは好ましくは調整素子８のような素子を平行移動させることにより）、または前述の或いは説明の導入部で述べた文書に開示された他の任意の公知の方法であることができる。
【００３２】
曲線３１０Ａは曲線３１０に対応しており、換言するならば、本例では曲線３１０の掃引中に補正は一切なされない。粗調整素子の位置ＰMH1における１つのモードホップの指示の情報を用い、制御装置１４０は補正曲線を曲線３２０Ａへ変更する。
【００３３】
図１のキャビティ構成に関する幾何解析は、特定の角度付近に分光素子１０を回転させることにより、既知の方向にシングルモードホップが生成されることを示す。曲線３１０内で生じたシングルモードホップを補償するため、分光素子１０をそれ故に波長掃引中にほぼこの角度付近に回転させることができる。２番目のモードホップがどの位置Ｐで発生するかの正確な値は、それが既知でない限り、通常、割り出すことはできない。それが故に、２つ以上のモードホップが発生した場合は、補正用の勾配をより簡単に推測することができる。シングルモードホップが１つの場合、初回の試行は調整範囲内で１つのモードホップを厳密に補償するのに必要とされるであろうものよりも小さな勾配とすることができる。この新規の補正曲線３２０Ａの結果は、次の波長掃引から取られる例示曲線３２０として見ることができる。
【００３４】
解析装置１３０は再び曲線３２０を解析し、位置ＰMH2における波長飛躍を検出し、ＰMH2におけるモードホップ指示を制御装置１４０へ送信する。位置ＰMH1とＰMH2にて発生した二つのモードホップ間の距離に関する情報と併せ、位置ＰMH2における１つのモードホップの指示の情報を用いることで、制御装置１４０はここで補正曲線を曲線３３０Ａへ変更し、そのことで本例の場合、ここで結局は次の波長掃引において取られる、モードホップとは無縁の曲線３００が得られる。
【００３５】
図４は、前記波長範囲に亙って掃引するレーザ信号１１０の別の例を示す。ｘ軸はここでもアクチュエータ位置Ｐを示し、ｙ軸はレーザ信号１１０から解析装置１３０が計測し割り出した波長差Δλを表わす。曲線４００は、モードホップ発生を伴わない掃引の一例を示す。曲線４１０は、二つのモードホップが位置ＰMH1，ＰMH2で生起する掃引の一例を示す。解析装置１３０は曲線４１０を解析し、位置ＰMH1とＰMH2における（所与の閾値を超える）二つのピークを検出し、それらをモードホップの指示として解釈し、その情報を制御装置１４０へ供給する。それらの互いに対する距離および／またはそれぞれのピーク方向についての情報と組み合わせて、位置ＰMH1とＰMH2における二つのモードホップの指示に関する情報を用い、制御装置１４０は補正曲線を（例えば、曲線３１０Ａから）曲線３３０Ａ（図３Ｂ参照）へ変更し、そのことで次の波長掃引において取られる、モードホップとは無縁の曲線４００がそこで得られることになる。
【００３６】
実際の曲線は、実際の具体的な実装に強く依存するため、図３と図４の曲線は、より良好な図解のための概略表現を示すだけである。図３Ａと図４による実際の波長曲線が、実質的に異なり、図３Ａと図４の円滑な曲線から相当に異なることがあることは、明らかである。さらに、図３Ｂの補正曲線は直線型曲線とする必要はなく、より高次の曲線に従わせ、不連続部分をもたせ、かつ／または経験的に導出（任意の「有意味」な数式表現すなわち公式に従わないこともあり得る）することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】レーザ信号を生成するレーザモジュール１の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明による光源１００の原理的実施形態を示す図である。
【図３Ａ】本発明のレーザ信号１１０を補正する例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明のレーザ信号１１０を補正する例を示す図である。
【図４】本発明のレーザ信号１１０を補正する例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１：レーザモジュール
２：外部キャビティ
４：レーザビーム
６：キャビティ端素子
８：調整素子
１０：分光素子
１１：回折格子
１１ａ：罫
１４：枢支軸
１００：光源
１１０：レーザ信号
１２０：レーザ装置
１３０：解析装置
１４０：制御装置
【図１】
2005524246.tif 000003
【図２】
2005524246.tif 000004
【図３Ａ】
2005524246.tif 000005
【図３Ｂ】
2005524246.tif 000006
【図４】
2005524246.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月25日(2005.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が可変で、レーザモード選択肢を有し、１つ以上のレーザ制御パラメータに従ってレーザ信号を供給するようになっているレーザ装置と、
前記レーザ装置の動作を示すレーザ動作信号を受信するようになっている解析装置と、
前記解析装置の出力を受信し、前記レーザ信号を生成するために、前記レーザ装置の１つ以上のレーザ制御パラメータの設定を制御するようになっている制御装置と、
を備え、
前記解析装置は、ある波長範囲の掃引中に、前記レーザ信号に生じるモードホップの指示に関して前記レーザ動作信号を解析し、検出したモードホップの指示を前記制御装置へ供給するようになっており、
前記制御装置は、前記検出したモードホップの指示に基づいて少なくとも１つの補正値を割り出し、次の波長掃引のために、１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つを修正するようになっている、
ことを特徴とする光源。
【請求項２】
前記レーザ装置が、シングルモードレーザおよび外部キャビティ構成のうちの少なくとも一方を備えている、請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記レーザ動作信号が、前記レーザ信号の全パワー、前記レーザ信号の内部キャビティおよび出力パワーの比、前記レーザ信号の波長、前記レーザ信号の自発光源放射のパワー、前記レーザ信号の横モードのパワー、前記レーザ信号の振幅、位相、または周波数ノイズ、レーザ利得媒体の駆動パラメータ、またはレーザダイオードを駆動する電流、電圧、または電力、のうちの少なくとも１つである、請求項１または２に記載の光源。
【請求項４】
前記解析装置が、前記レーザ動作信号から少なくとも１つのパラメータの変化を導出するようになっている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源。
【請求項５】
前記パラメータが、前記レーザ信号の波長、波長変化、波長対波長変化、位相、パワー、レーザパワー、レーザダイオードの電流、レーザダイオードの電力、のうちの少なくとも１つである、請求項４に記載の光源。
【請求項６】
前記変化が、経時変化、または異なるレーザ動作パラメータに関する変化のうちの少なくとも１つである、請求項４または５に記載の光源。
【請求項７】
前記解析装置が、不連続、飛躍、強い変化、または所定限界を超える変化、のうちの少なくとも１つに関するパラメータ変化を解析することにより、モードホップの指示を導出するようになっている、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光源。
【請求項８】
前記制御装置が、理論的或いは経験的解析のうちの少なくとも１つに基づいて前記少なくとも１つの補正値を割り出すようになっている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光源。
【請求項９】
前記理論的解析が、前記レーザキャビティの幾何解析および複数のモードホップの関係の計算のうちの少なくとも１つに基づいている、請求項８に記載の光源。
【請求項１０】
前記経験的解析が、先の実行からの履歴データ、経験から収集した値、およびパラメータの階層構造、のうちの少なくとも１つに基づいている、請求項８または９に記載の光源。
【請求項１１】
前記レーザ装置が、前記レーザ信号をほぼ連続的に調整するようになっている粗調整素子と、前記粗調整素子の補正または修正をもたらすようになっている微調整素子とを備えている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光源。
【請求項１２】
前記微調整素子が、フィルタ曲線を修正してモードを選択すること、分光素子を移動して少なくとも１つのレーザモードを選択すること、分光素子の分光特性を修正すること、前記分光素子の周期性を修正すること、前記分光素子に入射する前記ビームの方向を修正すること、逆反射分光素子を移動させること、前記外部キャビティ内の光路長を修正すること、前記キャビティ素子の１つを移動して幾何構造長を変更すること、前記端部ミラーのうちの少なくとも１つを移動させること、楔等の光学素子を前記光ビームにほぼ垂直に移動させること、外部パラメータにより前記キャビティ素子のうちの少なくとも１つの光路長を制御すること、外部パラメータにより光学アクティブ軸の向きを制御すること、のうちの少なくとも１つに適応される、請求項１０に記載の光源。
【請求項１３】
前記外部パラメータが、印加した電場または磁場、温度、一軸圧、または静水圧、のうちの少なくとも１つである、請求項１０に記載の光源。
【請求項１４】
波長が可変で、レーザモード選択肢を有し、１つ以上のレーザ制御パラメータに従ってレーザ信号を供給するようになっているレーザ装置を動作させる方法であって、
（ａ）前記レーザ信号をある波長範囲内で掃引するステップと、
（ｂ）前記掃引中、前記レーザ装置の動作を示すレーザ動作信号を受信するステップと、
（ｃ）前記レーザ動作信号を解析して、前記掃引中に前記レーザ信号に生じたモードホップの指示を検出するステップと、
（ｄ）前記検出したモードホップの指示に基づいて、少なくとも１つの補正値を割り出すステップと、
（ｅ）前記割り出した少なくとも１つの補正値に基づいて、次の波長掃引に適用可能な１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つを修正するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｂ）乃至（ｅ）が、各波長掃引ごと、選択された波長掃引ごと、所定のスケジュールに従って、或いは特定の較正実行中、の機会のうちの少なくとも１つにおいて実行される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｂ）乃至（ｅ）の実行を、無効とすることができる、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ａ）の前に、モードホップを誘起或いは誘発させるべく１つ以上のレーザ制御パラメータのうちの少なくとも１つに対する少なくとも１つの任意のまたは擬似任意の補正値を設定するステップをさらに含む、請求項１４、１５、または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップ（ａ）が、前記波長掃引中にレーザ動作を繰り返し無効とするかまたは低減するステップを含む、請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
好ましくはデータ担体に記憶され、コンピュータ等のデータ処理システム上での実行時に、請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の方法を実行する、ソフトウェアプログラムまたはソフトウェア製品。
【国際調査報告】
2005524246.tif 000008
2005524246.tif 000009
2005524246.tif 000010