【手続補正書】
【提出日】平成19年9月12日(2007.9.12)
【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】
半導体レーザと、半導体レーザからの光を受けると共に、前記光の波長により透過率が変化する光フィルタと、温度制御装置を駆動して前記半導体レーザの温度を制御することで、前記半導体レーザの光波長を所定の波長に制御する制御手段とを備え、前記半導体レーザと前記光フィルタと前記制御手段とがフィードバックループを構成する半導体レーザ波長制御装置において、
前記制御手段は、前記光フィルタを通過した光を電気信号に変換した第1の光電変換信号と前記半導体レーザが所定の波長を発光するような目標値とを入力し、前記温度制御装置を駆動するための制御信号を出力すると共に伝達関数を有し、該伝達関数はローパス特性を有し且つ複数の極と零点とを有し、前記複数の極のうち大きい極が前記フィードバックループのうち前記制御手段以外の部分のカットオフ周波数より大きくなるように、且つ前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように設定されていることを特徴とする半導体レーザ波長制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第1の光電変換信号と前記目標値とを比較する比較手段と、該比較手段の出力を演算して、前記複数の極のうち大きい極が前記カットオフ周波数より大きくなるように、かつ前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように設定されている演算手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記比較手段の出力と帰還信号との差を整数倍する比例手段と、該比例手段の出力を積分した後、前記帰還信号として帰還させる第１の積分手段と、前記比較手段の出力を整数分の１倍して前記比例手段の出力に加算する信号を生成する加算信号生成手段と、該加算信号生成手段の出力を積分して前記制御信号として出力する第２の積分手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項４】
前記演算手段は、比較手段の出力と帰還信号との差をＫ倍（Ｋは１以上の整数）する比例手段と、該比例手段の出力を積分した後、１／Ｌ倍（Ｌは１以上の整数）して前記帰還信号として帰還させる第１の積分手段と、前記比較手段の出力を１／Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）して前記比例手段の出力に加算する信号を生成する加算信号生成手段と、該加算信号生成手段の出力と前記比例手段の出力とを加算した信号をＭ倍した後、積分して前記制御信号として出力する第２の積分手段とを備え、前記複数の極のうち大きい極が前記カットオフ周波数より大きくなるように前記Ｋ値及び前記Ｌ値が設定され、前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように前記Ｎ値が設定され、低周波域から前記カットオフ周波数までの利得が少なくとも１となるように前記Ｍ値が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項５】
前記加算信号生成手段は、前記比較手段の出力を累算した値がＮ−１（Ｎは１以上の整数）より大きいときに、累算結果よりＮ−１を減算して＋１を前記比例手段の出力に加算する信号とし、累算した値が−Ｎより小さいときに、累算結果にＮを加算して−1を前記比例手段の出力に加算する信号とすることを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項６】
前記加算信号生成手段は、前記比較手段の出力を累算した値がＮ（Ｎは１以上の整数）より大きいときに、累算結果よりＮを減算して＋１を前記比例手段の出力に加算する信号とし、累算した値が−Ｎより小さいときに、累算結果にＮを加算して−1を前記比例手段の出力に加算する信号とすることを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項７】
前記第２の積分手段の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段を有し、前記比較手段は、前記第1の光電変換信号をＡ／Ｄ変換し、変換後の信号と前記目標値との差を検出するように構成されていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項８】
前記第２の積分手段の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段を有し、前記比較手段は、前記第1の光電変換信号と前記目標値との差を検出し、この差をＡ／Ｄ変換するように構成されていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項９】
前記第２の積分手段の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段を有し、前記比較手段は、前記第1の光電変換信号を比較器の正極入力へ接続し、前記目標値を比較器の負極入力に接続するように構成されていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１０】
立ち上げ時と安定時とで前記Ｋ値、前記Ｍ値、前記Ｎ値及び前記Ｌ値を異なる値に設定するように構成されていることを特徴とする請求項４から６の何れかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１１】
半導体レーザから出力される光を分岐した一方の光を電気信号に変換した第２の光電変換信号と前記半導体レーザの光出力強度を所定強度に制御するための光出力強度制御目標値とが等しくなるように、前記半導体レーザへ出力する光出力強度制御電流を制御する第２の制御手段をさらに備え、前記第２の制御手段は、前記半導体レーザの光波長を所定波長に制御するための波長制御目標値を生成する第１の生成手段と、前記光フィルタの所望の波長に対する透過率に相当する変換係数を生成する第２の生成手段と、前記第２の光電変換信号から前記光出力強度制御目標値を減算して、光出力強度の変化量を求める減算手段と、前記変換係数と前記光出力強度の変化量とを乗算して、当該光出力強度の変化量に応じた前記波長制御目標値の補正値を求める乗算手段と、前記波長制御目標値の補正値と前記波長制御目標値とを加算して、前記波長制御目標値の補正値で前記波長制御目標値を補正する加算手段とを備え、前記加算手段で補正された目標値を前記制御手段に入力する目標値とすることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１２】
前記第１の光電変換信号は、前記分岐した他方の光を前記光フィルタに通過させて電気信号に変換した信号であり、前記変換係数は、前記半導体レーザが所望の光出力強度及び波長となっている条件にあって、前記第１の光電変換信号を前記第２の光電変換信号で除算して得られる値であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１３】
半導体レーザからの光と、該半導体レーザからの光を、光の波長により透過率が変化する光フィルタに透過させて得られる光とをそれぞれ電気信号に変換し、当該電気信号を入力して、前記半導体レーザが所定の波長を発光するように前記半導体レーザの温度を制御する制御手段を備えると共に、前記半導体レーザと前記光フィルタとによりフィードバックループを構成する半導体レーザ波長制御装置において、
前記制御手段は、前記光フィルタを通過した光を電気信号に変換した第1の光電変換信号と前記半導体レーザが所定の波長を発光するような目標値とを入力し、前記半導体レーザの温度を制御するための制御信号を出力すると共に伝達関数を有し、該伝達関数はローパス特性を有し且つ複数の極と零点とを有し、前記複数の極のうち大きい極が前記フィードバックループのうち前記制御手段以外の部分のカットオフ周波数より大きくなるように、且つ前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように設定されていることを特徴とする半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記第1の光電変換信号と前記目標値とを比較する比較手段と、該比較手段の出力を演算して、前記複数の極のうち大きい極が前記カットオフ周波数より大きくなるように、かつ前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように設定されている演算手段とを備えることを特徴とする請求項１３に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１５】
前記演算手段は、前記比較手段の出力と帰還信号との差を整数倍する比例手段と、該比例手段の出力を積分した後、前記帰還信号として帰還させる第１の積分手段と、前記比較手段の出力を整数分の１倍して前記比例手段の出力に加算する信号を生成する加算信号生成手段と、該加算信号生成手段の出力を積分して前記制御信号として出力する第２の積分手段とを備えることを特徴とする請求項１４に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１６】
前記演算手段は、比較手段の出力と帰還信号との差をＫ倍（Ｋは１以上の整数）する比例手段と、該比例手段の出力を積分した後、１／Ｌ倍（Ｌは１以上の整数）して前記帰還信号として帰還させる第１の積分手段と、前記比較手段の出力を１／Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）して前記比例手段の出力に加算する信号を生成する加算信号生成手段と、該加算信号生成手段の出力と前記比例手段の出力とを加算した信号をＭ倍した後、積分して前記制御信号として出力する第２の積分手段とを備え、前記複数の極のうち大きい極が前記カットオフ周波数より大きくなるように前記Ｋ値及び前記Ｌ値が設定され、前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように前記Ｎ値が設定され、低周波域から前記カットオフ周波数までの利得が少なくとも１となるように前記Ｍ値が設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１７】
前記加算信号生成手段は、前記比較手段の出力を累算した値がＮ−１（Ｎは１以上の整数）より大きいときに、累算結果よりＮ−１を減算して＋１を前記比例手段の出力に加算する信号とし、累算した値が−Ｎより小さいときに、累算結果にＮを加算して−1を前記比例手段の出力に加算する信号とすることを特徴とする請求項１６に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１８】
前記加算信号生成手段は、前記比較手段の出力を累算した値がＮ（Ｎは１以上の整数）より大きいときに、累算結果よりＮを減算して＋１を前記比例手段の出力に加算する信号とし、累算した値が−Ｎより小さいときに、累算結果にＮを加算して−1を前記比例手段の出力に加算する信号とすることを特徴とする請求項１６に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項１９】
前記第２の積分手段の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段を有し、前記比較手段は、前記第1の光電変換信号をＡ／Ｄ変換し、変換後の信号と前記目標値との差を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項２０】
前記第２の積分手段の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段を有し、前記比較手段は、前記第1の光電変換信号と前記目標値との差を検出し、この差をＡ／Ｄ変換するように構成されていることを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項２１】
前記第２の積分手段の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段を有し、前記比較手段は、前記第1の光電変換信号を比較器の正極入力へ接続し、前記目標値を比較器の負極入力に接続するように構成されていることを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項２２】
立ち上げ時と安定時とで前記Ｋ値、前記Ｍ値、前記Ｎ値及び前記Ｌ値を異なる値に設定するように構成されていることを特徴とする請求項１６から１８の何れかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項２３】
半導体レーザから出力される光を分岐した一方の光を電気信号に変換した第２の光電変換信号と前記半導体レーザの光出力強度を所定強度に制御するための光出力強度制御目標値とが等しくなるように、前記半導体レーザへ出力する光出力強度制御電流を制御する第２の制御手段をさらに備え、前記第２の制御手段は、前記半導体レーザの光波長を所定波長に制御するための波長制御目標値を生成する第１の生成手段と、前記光フィルタの所望の波長に対する透過率に相当する変換係数を生成する第２の生成手段と、前記第２の光電変換信号から前記光出力強度制御目標値を減算して、光出力強度の変化量を求める減算手段と、前記変換係数と前記光出力強度の変化量とを乗算して、当該光出力強度の変化量に応じた前記波長制御目標値の補正値を求める乗算手段と、前記波長制御目標値の補正値と前記波長制御目標値とを加算して、前記波長制御目標値の補正値で前記波長制御目標値を補正する加算手段とを備え、前記加算手段で補正された目標値を前記制御手段に入力する目標値とすることを特徴とする請求項１３から２２のいずれかに記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項２４】
前記第１の光電変換信号は、前記分岐した他方の光を前記光フィルタに通過させて電気信号に変換した信号であり、前記変換係数は、前記半導体レーザが所望の光出力強度及び波長となっている条件にあって、前記第１の光電変換信号を前記第２の光電変換信号で除算して得られる値であることを特徴とする請求項２３に記載の半導体レーザ波長制御装置。
【請求項２５】
半導体レーザから出力される光を分岐した一方の光を電気信号に変換した第２の光電変換信号と、前記半導体レーザの光出力強度を所定強度に制御するための光出力強度制御目標値とが等しくなるように、前記半導体レーザへ出力する光出力強度制御電流を制御する半導体レーザ波長制御装置において、
前記半導体レーザの光波長を所定波長に制御するための波長制御目標値を生成する第１の生成手段と、前記半導体レーザが所望の光出力強度及び波長となっている条件にあって、前記分岐した他方の光を光透過性が光波長依存性を持つ光フィルタを透過し、この透過光を電気信号に変換した第１の光電変換信号を、前記第２の光電変換信号で除算した値を変換係数として生成する第２の生成手段と、前記第２の光電変換信号から前記光出力強度制御目標値を減算して、光出力強度の変化量を求める減算手段と、前記変換係数と前記光出力強度の変化量とを乗算して、当該光出力強度の変化量に応じた前記波長制御目標値の補正値を求める乗算手段と、前記波長制御目標値の補正値と前記波長制御目標値とを加算して、前記波長制御目標値の補正値で前記波長制御目標値を補正する加算手段とを備え、前記加算手段で補正された波長制御目標値に前記第１の光電変換信号が等しくなるように、前記半導体レーザの温度を制御することを特徴とする半導体レーザ波長制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項１に係る半導体レーザ波長制御装置は、半導体レーザと、半導体レーザからの光を受けると共に、前記光の波長により透過率が変化する光フィルタと、温度制御装置を駆動して前記半導体レーザの温度を制御することで、前記半導体レーザの光波長を所定の波長に制御する制御手段とを備え、前記半導体レーザと前記光フィルタと前記制御手段とがフィードバックループを構成する半導体レーザ波長制御装置において、前記制御手段は、前記光フィルタを通過した光を電気信号に変換した第1の光電変換信号と前記半導体レーザが所定の波長を発光するような目標値とを入力し、前記温度制御装置を駆動するための制御信号を出力すると共に伝達関数を有し、該伝達関数はローパス特性を有し且つ複数の極と零点とを有し、前記複数の極のうち大きい極が前記フィードバックループのうち前記制御手段以外の部分のカットオフ周波数より大きくなるように、且つ前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
この前記制御手段は、前記第1の光電変換信号と前記目標値とを比較する比較手段と、該比較手段の出力を演算して、前記複数の極のうち大きい極が前記カットオフ周波数より大きくなるように、かつ前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように設定されている演算手段とを備えたことを特徴とする。
演算手段は、前記比較手段の出力と帰還信号との差を整数倍する比例手段と、該比例手段の出力を積分した後、前記帰還信号として帰還させる第１の積分手段と、前記比較手段の出力を整数分の１倍して前記比例手段の出力に加算する信号を生成する加算信号生成手段と、該加算信号生成手段の出力を積分して前記制御信号として出力する第２の積分手段とを備えることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、前記演算手段は、比較手段の出力と帰還信号との差をＫ倍（Ｋは１以上の整数）する比例手段と、該比例手段の出力を積分した後、１／Ｌ倍（Ｌは１以上の整数）して前記帰還信号として帰還させる第１の積分手段と、前記比較手段の出力を１／Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）して前記比例手段の出力に加算する信号を生成する加算信号生成手段と、該加算信号生成手段の出力と前記比例手段の出力とを加算した信号をＭ倍した後、積分して前記制御信号として出力する第２の積分手段とを備え、前記複数の極のうち大きい極が前記カットオフ周波数より大きくなるように前記Ｋ値及び前記Ｌ値が設定され、前記零点が前記カットオフ周波数より小さくなるように前記Ｎ値が設定され、低周波域から前記カットオフ周波数までの利得が少なくとも１となるように前記Ｍ値が設定されていることを特徴とする。