(57)【要約】  レーザ利得媒体と、反射分散デバイスを有する外部共振器とを含むレーザユニットを制御するための制御ユニットが開示される。レーザ利得媒体は、第１のビームを反射分散デバイスの方へ供給するように適合され、反射分散デバイスは、第１のビームを受光して、波長によって決まる反射角でビームをレーザ利得媒体の方へ反射するように適合され、レーザ利得媒体は、第１のビームとは別の方向に第２のビームを供給するように適合されている。制御ユニットは、第２のビームの角度変動を表す角度変動信号を供給するように適合された角度ユニットと、角度変動信号を受信し、角度変動信号に応じて反射分散デバイスの反射角を制御するように適合された分析ユニットとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザユニットを制御するように適合された制御ユニットであって、
前記レーザユニットが、レーザ利得媒体と、反射分散デバイスを有する外部共振器とを含み、
前記レーザ利得媒体が、第１のビームを前記反射分散デバイスの方へ供給するように適合されており、
前記反射分散デバイスが、前記第１のビームを受光して、波長によって決まる反射角でビームを前記レーザ利得媒体の方へ反射するように適合されており、
前記レーザ利得媒体が、前記第１のビームとは別の方向に第２のビームを供給するように適合されており、
前記制御ユニットが、
前記第２のビームの角度変動を表す角度変動信号を供給するように適合されている角度ユニットと、及び
前記角度変動信号を受信し、前記角度変動信号に応じて前記反射分散デバイスの反射角を制御するように適合されている分析ユニットとを含む、制御ユニット。
【請求項２】
前記角度ユニットが、前記第２のビームの前記角度変動を検出し、前記検出された角度変動に対応する前記角度変動信号を導出するように適合された角度検出ユニットを含む、請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項３】
前記角度検出ユニットが、位置依存検出器を含み、前記位置依存検出器が、前記第２のビーム又はその一部を受光して、前記位置依存検出器に沿って検出される前記受光されたビームの側方変動から前記角度変動を検出するように適合されている、請求項２又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項４】
前記角度検出ユニットが、それぞれ前記第２のビームの一部を受光する、２つのパワー検出器を含み、前記２つの部分の比率が、前記第２のビームの角度変動に依存する、請求項２又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項５】
前記第２のビームを受光して、前記角度ユニットに供給されるべき一方の部分と、前記第２のビームの受光される部分を、好適には光ファイバと光信号搬送体の少なくとも一方に結合するように適合された結合ユニットに供給されるべきもう一方の部分とに分割するように適合されたビームスプリッタをさらに含む、請求項１又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項６】
前記第２のビームの全パワーを表したパワー値を求めるように適合されたパワー検出器をさらに含む、請求項１又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項７】
前記角度ユニットが、前記パワーを表すパワー値、及び前記第２のビームの全パワーを表す前記求められたパワー値に基づいて、前記角度変動信号を決定するように適合されている、請求項６に記載の制御ユニット。
【請求項８】
前記分析ユニットが、
前記角度変動を実質的に一定に保つこと、
前記角度変動を基準角に対して実質的に一定に、好適には実質的に０に保つこと、
前記角度変動を基準角に対して実質的に０に保つことのうち少なくとも１つを実施するために、前記反射分散デバイスの前記反射角を制御するように適合されている、請求項１又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項９】
前記分析ユニットが、前記反射分散デバイスの回転、シフト、及び側方シフトのうち少なくとも１つを制御するように適合されている、請求項１又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項１０】
変調信号で、前記反射分散デバイスの反射角を変調するように、好適には中心値あたりで変調するように適合された変調器をさらに含み、
前記分析ユニットが、前記変調信号に関連した前記変調された角度変動信号を分析することによって誤差信号を導出し、前記導出された誤差信号に応じて前記反射分散デバイスの反射角を制御するように適合されている、請求項１又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項１１】
前記第１の角度誤差に垂直な第２の角度誤差を検出するように適合された第２の角度検出器と、及び
第２の角度変動信号を受信して、前記第１の反射角に垂直な第２の反射角を制御するように適合された分析ユニットをさらに含む、請求項１又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニット。
【請求項１２】
レーザ利得媒体と、反射分散デバイスを有する外部共振器とを含むレーザユニットであって、
前記レーザ利得媒体が、第１のビームを前記反射分散デバイスの方へ供給するように適合されており、
前記反射分散デバイスが、前記第１のビームを受光して、波長によって決まる反射角でビームを前記レーザ利得媒体の方へ反射するように適合されており、
前記レーザ利得媒体が、前記第１のビームとは別の方向に第２のビームを供給するように適合されており、
前記レーザユニットが、前記レーザユニットを制御するように適合された請求項１又は上述の請求項の任意の１つに記載の制御ユニットをさらに含む、レーザユニット。
【請求項１３】
前記第２のビームが、前記レーザユニットの出力ビームに相当すること、
前記レーザ利得媒体が、増幅導波路、ドープドクリスタル又はガラス、ガスセル、色素セルのうちの少なくとも１つからなること、
前記反射分散デバイスが、回折格子、分散プリズム、ミラーのような反射デバイス、又は二面プリズムのうちの少なくとも１つからなるという特徴の１つ又は複数を含む、請求項１３又は上述の請求項の任意の１つに記載のレーザユニット。
【請求項１４】
レーザユニットを制御するための方法であって、
前記レーザユニットが、レーザ利得媒体と、反射分散デバイスを有する外部共振器とを含み、
前記レーザ利得媒体が、第１のビームを前記反射分散デバイスの方へ供給するように適合されており、
前記反射分散デバイスが、前記第１のビームを受光して、波長によって決まる反射角でビームを前記レーザ利得媒体の方へ反射するように適合されており、
前記レーザ利得媒体が、前記第１のビームとは別の方向に第２のビームを供給するように適合されており、
前記方法が、
（ａ）前記第２のビームの角度変動を表す角度変動信号を供給するステップと、
（ｂ）前記角度変動信号に応じて前記反射分散デバイスの反射角を制御するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
コンピュータのようなデータ処理システムで実行される場合に、請求項１４の方法を実行するための、好適にはデータ媒体に格納された、ソフトウェアプログラム又は製品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
光通信産業では、例えば、異なる波長のレーザによる光コンポーネント及び増幅器のテストが必要とされている。このため、さまざまなタイプの外部共振器型レーザが知られている。
【０００２】
発明の概要
本発明の目的は、外部共振器型レーザの制御を改善することである。この目的は、独立請求項によって解決される。好適な実施形態は、従属請求項によって示される。
【０００３】
本発明に関連した外部共振器型レーザユニットは、反射分散デバイスを有する外部共振器内に配置されたレーザ利得媒体を含む。このレーザ利得媒体は、反射分散デバイスの方へ第１のビームを供給し、第１のビームとは別の方向に第２のビームを供給する。反射分散デバイスは、第１のビームを受光して、レーザ利得媒体の方へビームを反射し、この場合、その反射角は波長によって決まる。
【０００４】
係る外部共振器型レーザユニットは、例えば、いわゆるリットマンの幾何学的配置（例えば、Liu及びLitman著、「Novel geometry for single-mode scanning of tunable lasers」、Optical Society of America、１９８１年に開示のような）、いわゆるリトローの幾何学的配置（例えば、欧州特許出願第０９５２６４３Ａ２号に開示のような）、又はブラッグリフレクタ型共振器（例えば、A.Nahata他著、「Widely Tunable Semiconductor Laser Using Dynamic Holographically-Defined Distributed Bragg Reflector」、２０００年  ＩＥＥＥに示されるような）に従って具現化され得る。これらの文献の教示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
例えば、欧州特許出願第９５１１１２号から分かるように、反射角をモニタすることにより、発振波長と選択波長との差に関する情報を導出することが可能になる。このモニタは、第１のビームに応答して反射分散デバイスから反射されるビームに関係するが、第２のビームの角変位は考慮されていなかった。しかしながら、本発明によれば、レーザユニットを制御するために、係る第２のビームの角変位が利用される。
【０００６】
特に、例えば、レーザユニットの出力ビームとしての第２のビームが、例えば、光ファイバに結合されるべきか、又は例えば、測定ユニット（例えば、同じ出願人による欧州特許出願第０８７５７４３号に開示のパワーメータ又は波長計）に送られる場合、第２のビームの角度変動が、結合比又は測定精度などの性能にかなりの影響を及ぼす可能性があることが分っている。
【０００７】
従って、本発明によれば、レーザユニットを制御するための制御ユニットが提供され、その制御ユニットは、第２のビームの角度変動を表す角度変動信号を供給するための角度ユニットを含む。さらに、この制御ユニットは、角度変動信号を受信し、角度変動信号に応じて、反射分散デバイスの反射角を制御するための分析ユニットを含む。
【０００８】
好適な実施形態において、角度ユニットは、第２のビームの角度変動を検出し、検出した角度変動に対応する角度変動信号を導出するように適合された角度検出ユニットを含む。係る角度検出ユニットによって、角度変動を直接的に求めることが可能になる。
【０００９】
好適には、角度検出ユニットは位置依存検出器を含み、その位置依存検出器は、第２のビーム又はその一部を受光し、位置依存検出器に沿って検出される受光ビームの側方変動から角度変動を検出するように適合されている。レーザ利得媒体と位置依存検出器との間の距離を増やすことによって、感度及び測定範囲を調整することができる。代わりに、又はさらに、角度検出ユニットは、それぞれ第２のビームの一部を受光する２つのパワー検出器を含むことができ、この場合、２つの部分の比率は、第２のビームの角度変動によって決まる。この単純な構成によって、パワーのモニタ、又はパワーの調節にさえ利用可能なパワー測定を同時に実施することが可能になる。角度検出ユニットを利用する代わりに、角度ユニットは、例えば、単一モードファイバのような、開口数の小さいレシーバに対するビームの結合効率から、角度変動信号を得ることができる。公称位置に対してレシーバの位置をシフトさせる場合、ビームが方向のどれか一方に回転するかの曖昧性を解消することができる。一実施形態では、ビームスプリッタを使用して、第２のビームを受光し、角度ユニットに供給されるべき部分と、第２のビームの受光部分を、好適には光ファイバ又は他の任意のタイプの光信号搬送体に結合するための結合ユニットに供給されるべきもう１つの部分とに分割することができる。これによって、例えば、レーザユニットの出力ビームとして他の部分を利用することが可能になる。
【００１０】
パワー検出器を用いて、第２のビームの全パワーを表わすパワー値を求めることができる。このパワー検出器を用いて、レーザユニットからの全パワーをモニタ又は調節することができる。好適には、角度ユニットは、光ファイバによって受け取られるパワーを表すパワー値と、求められた第２のビームの全パワーを表すパワー値に基づいて、角度変動信号を求めるように適合されている。光ファイバによって受け取られるパワーを使用して、光ファイバにおいて使用可能な光パワーをモニタ又は調節することができる。分析ユニットを使用して、好適には基準角に対する角度変動が実質的に一定に保たれるように、好適には実質的にゼロ又は別の所定の値になるように、反射角を制御することができる。これによって、第２のビームのパワーと比べて、ファイバによって受け取られるパワーの割合を最大にするか、又は少なくとも制御することが可能になる。反射角を制御するために、分析ユニットは、反射分散デバイスの回転、シフト、及び側方シフトのうち少なくとも１つを制御するのが好ましい。好適な実施形態において、制御ユニットは、好適には中心値あたりを変調することによって、変調信号で反射分散デバイスの反射角を変調するための変調器を含む。分析ユニットは、変調信号に関連して、変調された角度変動信号を分析することによって、誤差信号を導出し、導出された誤差信号に応じて反射分散デバイスの反射角を制御する。従って、任意の曖昧性（検出器によってまだ解消されていない）を求めることができ、特にエラーの徴候を測定することができる。レーザ利得媒体は、一般に、ドープドクリスタル又はガラス、ガスセル又は色素セルのような、増幅導波路又は増幅媒体からなるのが好ましい。反射分散デバイスは、１つ又は複数の回折格子又は分散プリズムや、１つ又は複数のミラー、又は二面要素又は再帰反射立方体又は他の任意のデバイスのような他の反射デバイスを備えた、１つ又は複数の回折格子又は分散プリズムを含むことができ、この場合、反射角は、固定又は調整可能な特性を備える入射光の波長によって実質的に決まる。本発明は、任意の種類のデータ媒体に格納されるか、又はそれによって提供されることができ、任意の適切なデータ処理ユニットにおいて、又はそれによって実行され得る、１つ又は複数の適切なソフトウェアプログラムによって、部分的に又は完全に具現化又はサポートされ得る。ソフトウェアプログラム又はルーチンは、角度検出ユニットによって検出されるべき角度の目標値を較正するために、又はファイバにおけるパワーと第２のビームの全パワーとの比率を較正するために、及び一般に調節を行うために適用されることが好ましい。
【００１１】
本発明の他の目的、及び付随する利点の多くについては、添付図面と関連して考察すれば、以下の詳細な説明を参照することによって、容易に明らかになり、より良く理解されるであろう。実質的に又は機能的に等しいか、又は類似した要素は、同じ参照符号（単数又は複数）によって参照される。
【００１２】
本発明による好適な実施形態のより詳細な説明
図１において、レーザユニット１０は、レーザ利得媒体２０と、反射分散デバイス４０を有する外部共振器３０を含む。図１の例において、反射分散デバイス４０は、回折格子５０と、普通のミラー、二面要素等とすることができる再帰反射ミラー６０とを含む。従って、図１の外部共振器３０は、ミラー６０と、コリメーティング光学部品類１３０の方に面するレーザ利得媒体２０の端部ファセット７０との間に延びている。
【００１３】
レンズ又は他の任意のコリメーティング光学部品類８０を設けて、レーザ利得媒体２０から反射分散デバイス４０の回折格子５０の方へ放出される第１のビーム９０を平行化することができる。回折格子５０は、第１のビーム９０を受光し、第１のビ−ム９０の波長に応じて回折する。回折された第１のビーム９０の一部１００は、ミラー６０によって反射され、回折格子５０によって回折されて、ビーム１００Ａとしてレーザ利得媒体２０の方へ戻る。
【００１４】
このように、要素２０〜１００は、いわゆるリットマン構造に相当する。回転軸１１０を中心にミラー６０を回転させる（角度６０Ａによって示されるように）場合に、連続したモードホッピングのない同調を（少なくとも理論上は）実現することができる。
【００１５】
従って、反射分散デバイス４０は、第１のビーム９０を受光し、レーザ利得媒体２０の方へビーム１００Ａを反射して戻すが、反射角は波長によって決まる。通常動作において、反射角によって、ビーム９０に平行なビーム１００Ａが生じるが、不整合の場合には、ビームは、点線のビーム１００Ｂによって示される異なる方向に反射される。レーザ利得媒体２０は、第１のビーム９０と逆方向に第２のビーム１２０を供給する。図１の実施形態の場合、第２のビーム１２０は、レーザユニット１０の出力ビームに相当し、コリメータ１３０によって平行化され、ビームスプリッタ１４０に向けられる。第２のビーム１２０は、ビームスプリッタ１４０によって、角度検出ユニット１５０の方へ送られる部分１２０Ａと、レンズ１６０の方へ送られ、レンズ１６０によってファイバ１７０へ集束される部分１２０Ｂとに分割される。ファイバ１７０に検出器１７５を結合して、ファイバ１７０で受光される光パワーを検出することができる。
【００１６】
角度検出ユニット１５０は、第２のビーム１２０の角度変動（図１における点線）を検出し、角度ユニット１８０は、検出された角度変動に対応する、第２のビームの角度変動を表す角度変動信号を導出する。分析ユニット１９０は、角度変動信号を受信し、検出器１７５によって検出されたパワーを受信することができ、角度変動信号に応じて反射分散デバイス４０の反射角を制御する。これは、矢印によって示されるように、回折格子５０又はミラー６０の回転及び／又はシフトによって達成され得る。回折格子又はミラーを回転又はシフトすることにより、反射ビーム１００Ｂを回転させ、その方向がビーム９０に対して逆平行になるようにすることができる。角度検出ユニット１５０は、例えば、位置依存検出器として具現化されることができ、その位置依存検出器は、位置依存検出器に沿って検出される受光ビーム１２０の側方変動を検出する、。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるレーザユニット１０の実施形態の一例を示す図である。
【図１】
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【国際調査報告】
2007515769.tif 000004
2007515769.tif 000005
2007515769.tif 000006