(57)【要約】      （修正有）【課題】波長選択光源において、選択する波長に依存することなく一定の波長変調幅を得ることができる駆動制御回路を提供する。【解決手段】半導体レーザ駆動制御回路は、第１のユニット及び第２のユニットを備える。第１のユニットは、半導体レーザ装置から出射され波長フィルタ１８を透過した光の強度の時間平均値である第１の時間平均値を、半導体レーザ装置から出射された光の強度の時間平均値である第２の時間平均値により規格化した第１の値に基づいて、半導体レーザ装置の出射光の波長を設定する。第２のユニットは、半導体レーザ装置の出射光の波長変調幅を決定し、波長変調幅が一定になるようヒータに与える高周波信号の大きさを制御する。【選択図】図１
2012191044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積化されたヒータにより回折格子の温度を調整して出射光の波長を選択可能な波長可変半導体レーザ装置に波長変調を与える半導体レーザ駆動制御回路であって、
前記半導体レーザ装置から出射され波長フィルタを透過した光の強度の時間平均値である第１の時間平均値を、前記半導体レーザ装置から出射された光の強度の時間平均値である第２の時間平均値により規格化した第１の値に基づいて、前記半導体レーザ装置の出射光の波長を設定する第１のユニットと、
前記半導体レーザ装置から出射され前記波長フィルタを透過した光の波長変調成分に対応する第１の強度を、前記半導体レーザ装置から出射された光の波長変調成分に対応する第２の強度により規格化した第２の値と、前記波長フィルタの透過特性とに基づいて、前記半導体レーザ装置の出射光の波長変調幅を決定し、該波長変調幅が一定になるよう前記ヒータに与える高周波信号の大きさを制御する第２のユニットと、
を備える半導体レーザ駆動制御回路。
【請求項２】
前記回折格子は、ＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）である、請求項１に記載の半導体レーザ駆動制御回路。
【請求項３】
前記波長フィルタは、エタロンフィルタである、請求項１又は２に記載の半導体レーザ駆動制御回路。
【請求項４】
集積化されたヒータにより回折格子の温度を調整して出射光の波長を選択可能な波長可変半導体レーザ装置を駆動する方法であって、
前記ヒータの電極に高周波信号を重畳するステップと、
前記半導体レーザ装置の出射光のうち前記高周波信号に対応する高周波成分を第１の信号として検知するステップと、
前記出射光を波長フィルタを透過させた後の光のうち前記高周波信号に対応する高周波成分を第２の信号として検知するステップと、
前記第１の信号、前記第２の信号、及び、前記波長フィルタの透過特性に基づいて、前記出射光の波長変調幅を決定するステップと、
前記波長変調幅が一定となるよう、前記高周波信号の大きさを制御するステップと、
を含む方法。
【請求項５】
前記半導体レーザ装置は、分布帰還型半導体レーザとＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）とを含み、
前記ヒータを含む複数のヒータが、前記ＣＳＧ−ＤＢＲに集積化されており、
前記高周波信号が重畳されるヒータの電極は、前記複数のヒータの電極のうち、前記分布帰還型半導体レーザに最も近く配置されたヒータの電極である、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記波長フィルタは、エタロンフィルタである、請求項４又は５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ駆動制御回路及び半導体レーザ装置を駆動する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、レーザ制御装置が記載されている。特許文献１に記載されたレーザ制御装置は、半導体レーザからスペクトル幅の狭い光を光ファイバに入力した場合に生じる非線形効果を低減するものである。具体的には、特許文献１に記載されたレーザ制御装置は、半導体レーザの駆動電流に変調電流（ディザ信号）を重畳することにより、半導体レーザの出射光のスペクトル幅を広げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２２８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、半導体レーザの駆動電流にディザ信号を加えると、半導体レーザの出射光の波長が大きく変化することを見出している。
【０００５】
そこで、本願発明者は、ヒータにより回折格子の温度を調整して出射光の波長を選択可能な半導体レーザ装置において、ヒータに与える電流にディザ信号を重畳する駆動制御回路を研究している。
【０００６】
しかしながら、このような駆動制御回路から与えるディザ信号の振幅と出射光の波長変調幅との関係は、用いるヒータの個体差又は使用環境等によって変化し得る。また、ディザ信号を一定にしても、選択された波長によって波長変調量が変化し得る。
【０００７】
したがって、当技術分野においては、選択する波長に依存することなく一定の波長変調幅を得ることが要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る半導体レーザ駆動制御回路は、集積化されたヒータにより回折格子の温度を調整して出射光の波長を選択可能な波長可変半導体レーザ装置に波長変調を与える。この駆動制御回路は、第１のユニット、及び、第２のユニットを備える。第１のユニットは、半導体レーザ装置から出射され波長フィルタを透過した光の強度の時間平均値である第１の時間平均値を、半導体レーザ装置から出射された光の強度の時間平均値である第２の時間平均値により規格化した第１の値に基づいて、半導体レーザ装置の出射光の波長を設定する。第２のユニットは、半導体レーザ装置から出射され波長フィルタを透過した光の波長変調成分に対応する第１の強度を、半導体レーザ装置から出射された光の波長変調成分に対応する第２の強度により規格化した第２の値と、波長フィルタの透過特性とに基づいて、半導体レーザ装置の出射光の波長変調幅を決定し、波長変調幅が一定になるようヒータに与える高周波信号の大きさを制御する。
【０００９】
この半導体レーザ駆動制御回路は、第２の値と波長フィルタとの透過特性を用いることにより波長変調幅を求める。即ち、この駆動制御回路は、波長変調幅を、実際の出射光と波長フィルタの透過特性から求めることができる。そして、この駆動制御回路は、求めた波長変調幅が一定になるようヒータに与える高周波信号の大きさを制御する。これにより、この駆動制御回路は、選択する波長に依存することなく一定の波長変調幅を得ることができる。
【００１０】
一実施形態においては、回折格子は、ＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）であってもよい。また、一実施形態においては、波長フィルタは、エタロンフィルタであってもよい。
【００１１】
また、本発明の別の一側面は、集積化されたヒータにより回折格子の温度を調整して出射光の波長を選択可能な波長可変半導体レーザ装置を駆動する方法に関するものである。この方法は、（ａ）ヒータの電極に高周波信号を重畳するステップと、（ｂ）半導体レーザ装置の出射光のうち高周波信号に対応する高周波成分を第１の信号として検知するステップと、（ｃ）出射光を波長フィルタを透過させた後の光のうち高周波信号に対応する高周波成分を第２の信号として検知するステップと、（ｄ）第１の信号、第２の信号、及び、波長フィルタの透過特性に基づいて、出射光の波長変調幅を決定するステップと、（ｅ）波長変調幅分が一定となるよう、高周波信号の大きさを制御するステップと、を含む。
【００１２】
この方法では、第１の信号、第２の信号、及び、波長フィルタの透過特性を用いることにより波長変調幅を求める。即ち、この方法は、波長変調幅を、実際の出射光と波長フィルタの透過特性から求めることができる。そして、この方法は、求めた波長変調幅が一定になるようヒータに与える高周波信号の大きさを制御する。これにより、この方法は、選択する波長に依存することなく一定の波長変調幅を得ることができる。
【００１３】
一実施形態においては、半導体レーザ装置は、分布帰還型半導体レーザとＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）とを含み、上記ヒータを含む複数のヒータが、ＣＳＧ−ＤＢＲに集積化されており、高周波信号が重畳されるヒータの電極は、複数のヒータの電極のうち、分布帰還型半導体レーザに最も近く配置されたヒータの電極であってもよい。分布帰還型半導体レーザに最も近く配置されたヒータは、高周波信号の大きさに対して波長変調幅の調整に対する寄与が大きい。したがって、この形態によれば、効率良く波長変調幅を制御し得る。なお、一実施形態においては、波長フィルタは、エタロンフィルタであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、選択する波長に依存することなく一定の波長変調幅を得ることが可能な、半導体レーザ駆動制御回路、及び、半導体レーザを駆動する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路を含む半導体レーザシステムを示す図である。
【図２】一実施形態に係る半導体レーザ装置を示す図である。
【図３】図２に示すＣＳＧ−ＤＢＲ領域を示す図である。
【図４】一実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路の制御原理を説明するための図である。
【図５】別の実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路を含む半導体レーザシステムを示す図である。
【図６】更に別の実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路を含む半導体レーザシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１７】
図１は、一実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路を含む半導体レーザシステムを示す図である。図１に示す半導体レーザシステム１００は、一実施形態の半導体レーザ駆動制御回路１０を備える。また、半導体レーザシステム１００は、半導体レーザ装置１２、光分岐素子１４，１６、波長フィルタ１８、及び、光電気変換素子２０，２４，２６を備え得る。
【００１８】
図２は、一実施形態に係る半導体レーザ装置を示す図である。図２に示すように半導体レーザ装置１２は、出射光の波長を選択可能な波長可変半導体レーザ装置であり得る。半導体レーザ装置１２は、一実施形態においては、ＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）領域３０、ＳＧ−ＤＦＢ領域３２、および、半導体光増幅（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）領域３４を備えている。
【００１９】
ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０は、回折格子を含む光導波路を有している。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０の光導波路は、ＳＧ−ＤＦＢ領域３２の光導波路の一方端に光学的に結合されている。なお、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０の詳細については後述する。
【００２０】
ＳＧ−ＤＦＢ領域３２は、分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザを構成している。ＳＧ−ＤＦＢ領域３２は、目的とする波長でのレーザ発振に対して利得を有する半導体結晶から構成されている。ＳＧ−ＤＦＢ領域３２上には、電極３６が設けられている。ＳＧ−ＤＦＢ領域３２は、電極３６に供給される電流によって光導波路内において光を発生する。このＳＧ−ＤＦＢ領域３２の光導波路は、他方端において、ＳＯＡ領域３４の光導波路に光学的に結合されている。
【００２１】
ＳＯＡ領域３４は、電流制御によって光に利得を与える、又は、光を吸収するための半導体結晶から構成された光導波路を含む。ＳＯＡ領域３４上には、電極３８が設けられている。ＳＯＡ領域３４は、電極３８に与えられる電流に応じて、光に利得を与え又は光を吸収する。
【００２２】
一実施形態においては、半導体レーザ装置１２は、更に、温度制御装置４０を備え得る。温度制御装置４０は、ペルチェ素子等を備え、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０，ＳＧ−ＤＢＲ領域３２、ＳＯＡ領域３４の温度を制御する。温度制御装置４０は、マイクロコンピュータといったコントローラ（図２には図示せず）により制御される。
【００２３】
以下、図３を参照する。図３は、図２に示すＣＳＧ−ＤＢＲ領域を示す図である。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０は、基板３０ａ、下部クラッド層３０ｂ、グレーティング層３０ｃ、光導波層３０ｄ、上部クラッド層３０ｅ、及び、絶縁膜３０ｆを含み得る。
【００２４】
基板３０ａは、例えば、Ｉｎｐ半導体基板であり得る。下部クラッド層３０ｂは、基板３０ａ上に設けられている。下部クラッド層３０ｂは、ＩｎＰ半導体層であり得る。グレーティング層３０ｃは、下部クラッド層３０ｂ内に埋め込まれている。グレーティング層３０ｃは、ＩｎＧａＡｓＰ半導体層であり得る。光導波層３０ｄは、下部クラッド層３０ｂ上に設けられている。光導波層３０ｄは、ＩｎＧａＡｓＰ半導体層であり得る。上部クラッド層３０ｅは、光導波層３０ｄ上に設けられている。上部クラッド層３０ｅは、ＩｎＰ半導体層であり得る。また、絶縁膜３０ｆは、上部クラッド層３０ｅ上に設けられている。絶縁膜３０ｆは、例えばＳｉＯ２膜であり得る。
【００２５】
グレーティング層３０ｃは、一様にＩｎＧａＡｓＰが配置されたスペース部３０ｇと、ＩｎＧａＡｓＰとＩｎＰとが交互に配置された回折格子部３０ｈとが連結された構造を有し得る。また、絶縁膜３０ｆ上には、ヒータ３０ｉ、３０ｊ、３０ｋが集積化されている。各ヒータの両端には、電極３０ｍが接続されている。
【００２６】
図３に示すように、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０は、七つのセグメント３０１〜３０７を有し得る。セグメント３０１〜３０３は第１のセグメント群を構成しており、セグメント３０４〜３０５は第２のセグメント群を構成しており、セグメント３０６〜３０７は、第３のセグメント群を構成している。
【００２７】
ヒータ３０ｉは、第１のセグメント群に集積化されており、ヒータ３０ｊは、第２のセグメント群に集積化されており、ヒータ３０ｋは、第３のセグメント群に集積化されている。ヒータ３０ｉは、第１のセグメント群の温度を調整して当該第１のセグメント群における等価屈折率を調整する。ヒータ３０ｊは、第２のセグメント群の温度を調整して当該第２のセグメント群における等価屈折率を調整する。ヒータ３０ｋは、第３のセグメント群の温度を調整して当該第３のセグメント群における等価屈折率を調整する。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０は、ヒータ３０ｉ、３０ｊ、及び３０ｋによって各セグメント群に与える温度を制御することによって、半導体レーザ装置１２の出射光の波長を調整することができる。また、何れかのヒータに与える温度を変調することによって、半導体レーザ装置１２の出射光の波長変調幅を調整することが可能である。なお、半導体レーザ装置１２の出射光の選択周波数（選択波長）は、例えば、数百ＴＨｚであり、周波数変調幅（波長変調幅）は〜１ＧＨｚ程度であり得る。例えば、選択波長が１．５μｍである場合に周波数２００ＴＨｚであり、この場合に、１ＧＨｚの偏差は１．５００００７５μｍに相当し得る。
【００２８】
再び、図１を参照する。ＳＯＡ領域３４からの出射光は、光分岐素子１４に結合される。光分岐素子１４は、入力される光の一部を外部へと出射し、当該光の他の一部を光電気変換素子２０に出力する。光電気変換素子２０は、光のパワーに応じた電気信号を出力し得る素子であり、フォトダイオードで有り得る。光電気変換素子２０の出力電気信号は、例えば、半導体レーザ装置１２の光出力のパワー制御に利用され得る。
【００２９】
ＣＳＧ−ＤＢＲ領域３０からの出射光は、光分岐素子１６に結合される。光分岐素子１６は、入力される光の一部を光電気変換素子２２に出力し、当該光の他の一部を波長フィルタ１８に出力する。この波長フィルタ１８は、エタロンフィルタであり得る。波長フィルタ１８に入力された光は、当該波長フィルタ１８を通って光電気変換素子２４に出力される。これら光電気変換素子２２及び２４は、光のパワーに応じた電気信号を出力し得る素子であり、フォトダイオードで有り得る。なお、光電変換素子の出力電気信号と言及する場合には、当該出力電気信号は、当該光電変換素子に電気的に接続されたトランスインピーダンスアンプからの出力電気信号であり得る。即ち、光電変換素子の出力電気信号は、光電変換素子からの光電流をトランスインピーダンスアンプにより電流／電圧変換することによって得られる電圧信号であり得る。
【００３０】
図１に示すように、フォトダイオード２２及び２４の出力電気信号は、一実施形態の半導体レーザ駆動制御回路１０に出力される。この駆動制御回路１０は、マイクロコンピュータといったコントローラ５０を備えている。コントローラ５０は、本発明の一側面に係る第１のユニット及び第２のユニットを構成している。また、駆動制御回路１０は、電圧源５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、電流源５４ａ，５４ｂ，５４ｃ、変調電流源５６、容量素子５８を備え得る。
【００３１】
電圧源５２ａは、コントローラ５０による制御により電流源５４ａに電圧信号を与える。電流源５４ａは、入力された電圧信号に応じた電流をヒータ３０ｉの一方の電極３０ｍに与える。電圧源５２ｂは、コントローラ５０による制御により電流源５４ｂに電圧信号を与える。電流源５４ｂは、入力された電圧信号に応じた電流をヒータ３０ｊの一方の電極３０ｍに与える。電圧源５２ｃは、コントローラ５０による制御により電流源５４ｃに電圧信号を与える。電流源５４ｃは、入力された電圧信号に応じた電流をヒータ３０ｋの一方の電極３０ｍに与える。なお、ヒータ３０ｉ、３０ｊ、及び３０ｋの他方の電極は、グランドに接続され得る。
【００３２】
また、変調電流源５６は、コントローラ５０によって設定される振幅及び周波数を有する変調電流（高周波信号）を、容量素子５８を介して、ヒータ３０ｉの一方の電極３０ｍに与える。ヒータ３０ｉは、ＳＧ−ＤＦＢ領域３２（ＤＦＢ半導体レーザ）に最も近く配置されているので、半導体レーザ装置１２の出射光の波長変調幅に与える寄与が大きい。したがって、当該ヒータ３０ｉに変調電流を加えることにより、効率良く波長変調幅を制御し得る。しかしながら、変調電流源５６は、何れのヒータの一方の電極に接続されていてもよい。なお、コントローラ５０が設定する振幅及び周波数は、例えば、コンピュータ２００から初期設定され得る。
【００３３】
図１に示すように、駆動制御回路１０は、更に、フィルタ６０、ＡＤ変換器６２、フィルタ６４、ＡＤ変換器６６、除算回路６８、広帯域フィルタ７０、及び、ＡＤ変換器７２を備え得る。
【００３４】
フィルタ６０の入力は、フォトダイオード２４に電気的に接続されている。フィルタ６０は、フォトダイオード２４からの電気信号から波長変調成分を除去する積分フィルタである。フィルタ６０の出力は、ＡＤ変換器６２に接続されている。ＡＤ変換器６２は、フィルタ６０からの出力電気信号にアナログ−デジタル変換を適用して、デジタル信号Ｄ２を生成する。このデジタル信号Ｄ２はコントローラ５０に入力される。
【００３５】
フィルタ６４の入力は、フォトダイオード２２に電気的に接続されている。フィルタ６４は、フォトダイオード２４からの電気信号から波長変調成分を除去する積分フィルタである。フィルタ６４の出力は、ＡＤ変換器６６に接続されている。ＡＤ変換器６６は、フィルタ６４からの電気信号にアナログ−デジタル変換を適用して、デジタル信号Ｄ１を生成する。このデジタル信号Ｄ１はコントローラ５０に入力される。
【００３６】
除算回路６８の入力は、フォトダイオード２２及びフォトダイオード２４に電気的に接続されている。除算回路６８は、フォトダイオード２４からの電気信号をフォトダイオード２２からの電気信号で規格化する。除算回路６８によって規格化された信号は、広帯域フィルタ７０に出力される。
【００３７】
広帯域フィルタ７０は、半導体レーザ装置１２の波長変調幅より大きい帯域を有するフィルタであり、除算回路６８からの信号のノイズを除去する。フィルタ７０の出力信号は、ＡＤ変換器７２に出力される。
【００３８】
ＡＤ変換器７２は、入力された信号にアナログ−デジタル変換を適用して、デジタル信号を生成する。ＡＤ変換器７２によって生成されたデジタル信号は、コントローラ５０に出力される。
【００３９】
以下、コントローラ５０による制御について、図４を参照しつつ、詳細に説明する。図４は、一実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路の制御原理を説明するための図である。図４においては、横軸は光の波長λを示しており、縦軸は光のパワー又はそれに対応する電気信号の値を示している。また、図４においては、Ｌ１がフォトダイオード２２に入射する光の波長特性、Ｌ２がフォトダイオード２４に入射する光の波長特性を示している。また、Ｆが、波長フィルタ１８の透過特性を示している。また、半導体レーザ装置１２の出射光の選択された波長をλＴとする。
【００４０】
フォトダイオード２２に入射する光は、波長フィルタ１８を透過しておらず、したがって、波長λＴを含む波長帯域において波長特性Ｌ２に対して比較的平坦な波長特性Ｌ１を有する。一方、フォトダイオード２４に入射する光の波長特性Ｌ２は、波長フィルタ１８の透過特性Ｆの影響を受けている。
【００４１】
フォトダイオード２２に入射する光の強度は、積分フィルタ６４及びＡＤ変換器６６を通過することにより、図４にＥ１で示す値（第１の時間平均値）を有する信号Ｄ１となる。一方、フォトダイオード２４に入射する光の強度は、積分機能を有するフィルタ６０及びＡＤ変換器６２を通過することにより、図４にＥ２で示す値（第１の時間平均値）を有する信号Ｄ２となる。図４に示すように、Ｅ２／Ｅ１は、半導体レーザ装置１２の出射光の波長に対応する値である。したがって、Ｅ２／Ｅ１が所定の値となるような帰還制御を行うことにより、半導体レーザ装置１２の出射光の波長を、選択された波長λＴに固定することができる。
【００４２】
駆動制御回路１０のコントローラ５０は、ＡＤ変換器６６からの信号Ｄ１及びＡＤ変換器６２からの信号Ｄ２を受けて、Ｅ２／Ｅ１（第１の値）が所定の値となるように、電圧源５２ａ〜５２ｃを制御することにより、即ち、ヒータ３０ｉ，３０ｊ、３０ｋに与える電流を制御することにより、ヒータ３０ｉ，３０ｊ、３０ｋの温度を調整して、半導体レーザ装置１２の出射光の波長を、選択された波長λＴに固定することができる。
【００４３】
また、駆動制御回路１０では、フォトダイオード２４からの電気信号及びフォトダイオード２２からの電気信号が積分フィルタを経由することなく、除算回路６８に入力される。除算回路では、フォトダイオード２４からの電気信号（第２の強度の電気信号）がフォトダイオード２２からの電気信号（第１の強度の電気信号）によって規格化され、規格化された信号が広帯域フィルタ７０を介してＡＤ変換器７２においてＡＤ変換される。この動作は、フォトダイオード２４からの電気信号の最大値及び最小値をＥ２ｍａｘ及びＥ２ｍｉｎとし、フォトダイオード２２からの電気信号の最大値及び最小値をＥ１ｍａｘ及びＥ１ｍｉｎとすると、Ａｖｅ（Ｅ２ｍａｘ／Ｅ１ｍａｘ−Ｅ２ｍｉｎ／Ｅ１ｍｉｎ）を演算する処理を行っていることになる。ここで、「Ａｖｅ」は平均値演算を表す。Ａｖｅ（Ｅ２ｍａｘ／Ｅ１ｍａｘ−Ｅ２ｍｉｎ／Ｅ１ｍｉｎ）は、図４においては、ΔＥ２／ΔＥ１と等価である。ここで、ΔＥ２は、波長変調幅における波長特性Ｌ２の最大値と最小値の差に対応する値であり、ΔＥ１は、波長変調幅における波長特性Ｌ１の最大値と最小値の差に対応する値である。
【００４４】
図４から明らかなように、ΔＥ２／ΔＥ１により透過特性Ｆの傾きを除算した値（第２の値）は、波長変調幅ΔλＴを反映する値となる。したがって、コントローラ５０は、ＡＤ変換器７２からの出力信号により、当該コントローラ５０に記憶された透過特性Ｆの傾きを除算した値を求め、当該値が所定の値となるように、変調電流源５６に帰還制御（変調電流の振幅を制御）を行うことにより、波長変調幅ΔλＴを所望の値に制御することができる。
【００４５】
以下、別の実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路について説明する。図５は、別の実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路を含む半導体レーザシステムを示す図である。図５に示す半導体レーザシステム１００Ａは、半導体レーザ駆動制御回路１０Ａを備えている。以下、半導体レーザ駆動制御回路１０Ａについて、半導体レーザ駆動制御回路１０と異なる点について説明する。
【００４６】
半導体レーザ駆動制御回路１０Ａでは、フィルタ６０を介することなく、フォトダイオード２４からの電気信号がＡＤ変換器６２に入力される。また、フォトダイオード２２からの電気信号が、フィルタ６４を介することなくＡＤ変換器６２に入力される。また、フォトダイオード２２からの電気信号は、ハイパスフィルタ８０を経由して、ＡＤ変換器７２に入力される。さらに、フォトダイオード２４からの電気信号は、ハイパスフィルタ８２を経由して、ＡＤ変換器７２Ａに入力される。ＡＤ変換器７２Ａは、２チャンネル同時サンプリングのＡＤ変換器であり、フォトダイオード２２からの電気信号及びフォトダイオード２４からの電気信号に対応する二つのデジタル信号を生成する。
【００４７】
駆動制御回路１０Ａでは、ＡＤ変換器６２からの信号に対して、フィルタ６０と同様のフィルタリング処理がコントローラ５０Ａ内で行われる。また、ＡＤ変換器６６からの信号に対して、フィルタ６４と同様のフィルタリング処理が、コントローラ５０Ａ内で行われる。さらに、ＡＤ変換器７２Ａからの二つのデジタル信号に対して除算回路６８の除算処理及び広帯域フィルタ７０と同様のフィルタリング処理が、コントローラ５０Ａ内で行われる。即ち、フィルタ６０，６４、除算回路６８、及び広帯域フィルタ７０の機能が、コントローラ５０Ａ内でデジタル処理により実現されている。なお、コントローラ５０Ａによる帰還制御については、コントローラ５０の帰還制御と同様である。
【００４８】
以下、更に別の実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路について説明する。図６は、更に別の実施形態に係る半導体レーザ駆動制御回路を含む半導体レーザシステムを示す図である。図６に示す半導体レーザシステム１００Ｂは、半導体レーザ駆動制御回路１０Ｂを備えている。
【００４９】
半導体レーザ駆動制御回路１０Ｂは、ＡＤ変換器６２，６６、フィルタ６０，６４、除算回路６８、及び広帯域フィルタ７０を備えていない点で、半導体レーザ駆動制御回路１０と異なっている。半導体レーザ駆動制御回路１０Ｂでは、フォトダイオード２２及び２４からの電気信号は、ＡＤ変換器７２Ａに出力される。ＡＤ変換器７２Ａは、フォトダイオード２２及び２４からの電気信号に対応する二つのデジタル信号を、コントローラ５０Ｂに出力する。
【００５０】
半導体レーザ駆動制御回路１０Ｂでは、フィルタ６０，６４、除算回路６８、及び広帯域フィルタ７０の機能が、コントローラ５０Ｂ内で実現されている。即ち、ＡＤ変換器７２Ａからの二つの信号に対してフィルタ６０，６４の処理がコントローラ５０Ｂ内でデジタル処理により実行される。また、ＡＤ変換器７２Ａからの二つの信号に対して除算回路６８及び広帯域フィルタ７０の処理がデジタル処理により実行される。なお、コントローラ５０Ｂによる帰還制御については、コントローラ５０の帰還制御と同様である。
【００５１】
上述した実施形態の半導体レーザ駆動制御回路は、半導体レーザ装置の出射光の波長を任意に選択することが可能であり、選択した波長に出射光の波長を固定するように、回折格子であるＣＳＧ−ＤＢＲに集積化されたヒータに与える電流に帰還制御を施すことが可能である。また、これら実施形態の半導体レーザ駆動制御回路は、選択された波長において半導体レーザ装置の出射光に所望の波長変調幅を与えるように、ＣＳＧ−ＤＢＲに集積化されたヒータに与える変調電流に帰還制御を施すことが可能である。したがって、上述した実施形態の半導体レーザ駆動制御回路は、半導体レーザ装置の個体差や使用環境等に依存せず、半導体レーザ装置の出射光の波長及び波長変調幅を高精度に制御することが可能である。
【００５２】
以上、種々の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、光電変換素子２２からの出力電気信号における波長変調成分は小さいので、当該波長変調成分の検知を行うために、同期検波が行われてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０…半導体レーザ駆動制御回路、１２…半導体レーザ装置、１４，１６…光分岐素子、１８…波長フィルタ（エタロンフィルタ）、２０，２４，２６…光電気変換素子（フォトダイオード）、３０…ＣＳＧ−ＤＢＲ領域、３０ｉ，３０ｊ，３０ｋ…ヒータ、３２…ＳＧ−ＤＦＢ領域、３４…半導体光増幅領域、５０…コントローラ、５６…変調電流源、６０，６４…フィルタ、６２，６６，７２…ＡＤ変換器、６８…除算回路、７０…広帯域フィルタ、１００…半導体レーザシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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