(57)【要約】【課題】半導体光デバイスの頓死を高い確度で予測すること。【解決手段】検出部１２１は、ＬＤ１１０の出射光のスポットの各位置におけるパワーを検出する。判定部１２２は、検出部１２１によって検出されたパワーに基づいて、ＬＤ１１０の出射光のスポットのパワー分布と、ＬＤ１１０の出射光のトータルパワーと、を算出する。そして、判定部１２２は、算出したパワー分布およびトータルパワーに基づいてＬＤ１１０の頓死の予兆を判定する。【選択図】図１
2017098277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、
前記半導体レーザからの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記パワー分布は、前記スポットの２次元パワー分布であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記スポットより広い領域の各位置であって、前記スポットの幅よりピッチが狭い各位置における光パワーを検出することを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記半導体レーザを複数備え、
前記検出部は、前記半導体レーザのそれぞれの前記スポットを含む領域の各位置であって、前記スポットの幅よりピッチが狭い各位置における光パワーを検出し、
前記判定部は、前記検出部によって検出された前記領域の各位置における光パワーに基づいて、前記半導体レーザのそれぞれについて前記パワー分布と前記トータルパワーとを算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザのそれぞれの頓死の予兆を判定し、
前記判定部は、前記半導体レーザのそれぞれの前記スポットのうちの互いに重複する部分を含む各スポットについて、前記各スポットにおける光パワーのピーク位置からガウシアン近似によるパワー分布をそれぞれ仮演算し、仮演算した前記パワー分布を互いに減算することによって前記各スポットのパワー分布をそれぞれ算出する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【請求項５】
半導体レーザと、
入射光と前記半導体レーザからの出射光とを通過させることで前記入射光を増幅して出射する光増幅媒体と、
前記出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光アンプ。
【請求項６】
半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器からの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体光増幅器の頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光アンプ。
【請求項７】
入力されたデータ信号に基づく光信号を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザからの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項８】
半導体レーザまたは半導体光増幅器からの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出し、
検出した前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、
算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザまたは半導体光増幅器の頓死の予兆を判定する、
ことを特徴とする判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置、光アンプ、光伝送装置および判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザから出射されたレーザ光の一部を受光して検出された出力特性と、予め設定された基準出力特性とを比較し、比較結果に応じて半導体レーザへ供給する駆動電流を変更するレーザ駆動装置が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、半導体レーザに所定電流値未満の電流を供給して、レーザ発振していない半導体レーザの非発振発光像を取得することにより半導体レーザの故障を検出する故障検出方法が知られている（たとえば、下記特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０３３６５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５１３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、半導体レーザや半導体光増幅器等の半導体光デバイスが急激に劣化して動作しなくなる頓死を高い確度で予測することができないという問題がある。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、半導体光デバイスの頓死を高い確度で予測することができるレーザ装置、光アンプ、光伝送装置および判定方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、半導体レーザまたは半導体光増幅器からの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出し、検出した前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザまたは半導体光増幅器の頓死の予兆を判定するレーザ装置、光アンプ、光伝送装置および判定方法が提案される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、半導体光デバイスの頓死を高い確度で予測することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態にかかるレーザ装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかるレーザ装置の他の例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかるＬＤを用いた光アンプの一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態にかかるＬＤを用いた光アンプの他の例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかるＳＯＡを用いた光アンプの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる半導体光増幅器を用いた光アンプの他の例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかるＬＤに発生する結晶欠陥の一例を示す正面断面図である。
【図８】図８は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の出力パワー分布の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の出力パワー分布の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態にかかる検出部が備える２次元配列受光素子の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の２次元配列受光素子への照射の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の２次元出力パワー分布の検出結果の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の２次元配列受光素子への照射の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の２次元出力パワー分布の検出結果の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）のＸ軸方向の出力パワー分布の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）のＹ軸方向の出力パワー分布の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態にかかる判定部が記憶する情報の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態にかかるＬＤを高密度実装した光伝送装置の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態にかかる検出部が備える２次元配列受光素子の他の例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態にかかる複数のＬＤ（正常品）の２次元配列受光素子への照射の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態にかかる判定部が記憶する情報の他の例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態にかかる判定装置の検出結果に基づくＬＤの切り替えの一例を示す図（その１）である。
【図２３】図２３は、実施の形態にかかる判定装置の検出結果に基づくＬＤの切り替えの一例を示す図（その２）である。
【図２４】図２４は、実施の形態にかかるＬＤの切り替えによるスポットの変化の一例を示す図（その１）である。
【図２５】図２５は、実施の形態にかかるＬＤの切り替えによるスポットの変化の一例を示す図（その２）である。
【図２６】図２６は、実施の形態にかかる光伝送装置による処理の一例を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、実施の形態にかかる光伝送装置による頓死の予兆の判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、実施の形態にかかる光伝送装置による通知／切替処理の一例を示すフローチャートである。
【図２９】図２９は、実施の形態にかかる光伝送システムの一例を示す図である。
【図３０】図３０は、実施の形態にかかる各ＬＤの出力パワー分布の算出の一例を示す図である。
【図３１】図３１は、実施の形態にかかるＬＤのモニタ領域の補正の一例を示す図である。
【図３２】図３２は、実施の形態にかかるＬＤアレイの一例を示す正面断面図である。
【図３３】図３３は、実施の形態にかかるＶＣＳＥＬアレイ（正常時）のバック光のスポットの一例を示す図である。
【図３４】図３４は、実施の形態にかかるＶＣＳＥＬアレイ（劣化発生時）のバック光のスポットの一例を示す図である。
【図３５】図３５は、実施の形態にかかるＬＤアレイの別の例を示す正面断面図である。
【図３６】図３６は、実施の形態にかかるＬＤアレイのさらに別の例を示す正面断面図である。
【図３７】図３７は、実施の形態にかかるスポット照射のばらつきに対するトレランスの一例を示す図である。
【図３８】図３８は、実施の形態にかかるＬＤの特性変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明にかかるレーザ装置、光アンプ、光伝送装置および判定方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態）
（実施の形態にかかるレーザ装置）
図１は、実施の形態にかかるレーザ装置の一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかるレーザ装置１００は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）１１０と、判定装置１２０と、を備える。
【００１１】
ＬＤ１１０は、入力される駆動電流に応じた光を発振して出射する半導体レーザである。ＬＤ１１０には、一例としては活性層にアルミニウムやヒ素ガリウムを含むＬＤを用いることができるが、これに限らず各種のＬＤを用いることができる。
【００１２】
判定装置１２０は、ＬＤ１１０の頓死の予兆を判定する判定装置である。判定装置１２０にはＬＤ１１０の出射光（レーザ光）が入射される。図１に示す例では、ＬＤ１１０からの後方出射光（バック光）が判定装置１２０へ入射される構成となっている。これにより、ＬＤ１１０の前方出射光（フロント光）を分岐しなくてもＬＤ１１０の出力パワーをモニタすることが可能になる。また、ＬＤ１１０からの後方出射光が光ファイバなどの伝送路を介さずに判定装置１２０へ入射する空間結合とすることができるため、光ファイバによる光特性の変化を回避することができる。ただし、ＬＤ１１０からの前方出射光（フロント光）が分岐されて判定装置１２０へ入射される構成としてもよい（たとえば図２参照）。
【００１３】
判定装置１２０は、たとえば、検出部１２１と、判定部１２２と、を備える。検出部１２１は、ＬＤ１１０の出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する。そして、検出部１２１は、検出結果を判定部１２２へ出力する。ＬＤ１１０の出射光のスポットは、ＬＤ１１０からのレーザ光の出射方向と直交する面に対するＬＤ１１０からのレーザ光の照射領域である。
【００１４】
一例としては、検出部１２１は、ＬＤ１１０からのレーザ光の出射方向と直交する面に２次元配列された複数の受光素子によって実現することができる。この場合に、２次元配列された複数の受光素子のピッチは、ＬＤ１１０の出射光のスポットの幅よりも小さい。これにより、複数の受光素子によって、ＬＤ１１０の出射光のスポットの各位置におけるパワーを検出することができる。ただし、検出部１２１は、２次元配列の受光素子に限らず、たとえば移動可能な１次元配列の受光素子やまたは１個の受光素子によって実現することも可能である。このような構成については後述する。
【００１５】
判定部１２２は、検出部１２１から出力された検出結果に基づいて、ＬＤ１１０の出射光のスポットのパワー分布と、ＬＤ１１０の出射光のスポットのトータルパワーと、を算出する。スポットのパワー分布は、スポットの各位置におけるパワーの分布であって、たとえばファーフィールドパターン（ＦＦＰ：Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ）である。たとえば、検出部１２１が２次元配列された複数の受光素子である場合に、判定部１２２は、複数の受光素子によって得られた各受光電流をマッピングすることによりスポットの２次元パワー分布を得ることができる。
【００１６】
スポットのトータルパワーは、スポットの各位置におけるパワーの合計値である。たとえば、検出部１２１が２次元配列された複数の受光素子である場合に、判定部１２２は、複数の受光素子によって得られた各受光電流を合計することによりスポットのトータルパワーを得ることができる。
【００１７】
判定部１２２は、算出したパワー分布およびトータルパワーに基づいて、ＬＤ１１０の頓死の予兆の有無を判定し、判定結果を出力する。たとえば、判定部１２２は、ＬＤ１１０の出射光のスポットのパワー分布の形状の特徴値を算出し、算出した特徴値と、トータルパワーと、に基づいてＬＤ１１０の頓死の予兆の有無を判定する。
【００１８】
たとえば、判定部１２２は、レーザ装置１００の保守者に対して判定結果を出力する。または、判定部１２２は、たとえばＬＤ１１０の制御回路などへ判定結果を出力してもよい。判定部１２２による頓死の予兆の判定については後述する。
【００１９】
また、判定装置１２０は、ＬＤ１１０とは異なる装置内に設けられていてもよい。たとえば、判定装置１２０は、ＬＤ１１０によって送信された信号光を中継する中継装置や、ＬＤ１１０によって送信された信号光を受信する光受信装置に設けられていてもよい。
【００２０】
図２は、実施の形態にかかるレーザ装置の他の例を示す図である。図２において、図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、レーザ装置１００において、ＬＤ１１０からの前方出射光（フロント光）が分岐されて判定装置１２０へ入射される構成としてもよい。
【００２１】
（実施の形態にかかるＬＤを用いた光アンプ）
図３は、実施の形態にかかるＬＤを用いた光アンプの一例を示す図である。図３において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図３に示すように、実施の形態にかかる光アンプ１３０は、ＬＤ１１０と、判定装置１２０と、光増幅媒体１３１と、を備える。
【００２２】
光増幅媒体１３１は、光アンプ１３０への入射光と、ＬＤ１１０の出射光と、を通過させることで、光アンプ１３０への入射光を増幅して出射する光増幅媒体である。光増幅媒体１３１は、たとえばＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：エルビウム添加ファイバ）である。
【００２３】
図３は、光アンプ１３０への入射光と、ＬＤ１１０の出射光と、が合波されて光増幅媒体１３１の前段から入射される前方励起の構成を示している。これに対して、たとえば、光アンプ１３０への入射光は光増幅媒体１３１の前段から入射し、ＬＤ１１０の出射光が光増幅媒体１３１の後段から入射される後方励起の構成としてもよい。または、前方励起および後方励起を組み合わせた双方向励起の構成としてもよい。
【００２４】
図４は、実施の形態にかかるＬＤを用いた光アンプの他の例を示す図である。図４において、図３と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すように、光アンプ１３０において、ＬＤ１１０からの前方出射光（フロント光）が分岐されて判定装置１２０へ入射される構成としてもよい。
【００２５】
（実施の形態にかかるＳＯＡを用いた光アンプ）
図５は、実施の形態にかかるＳＯＡを用いた光アンプの一例を示す図である。図５において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、実施の形態にかかる光アンプ１５０は、ＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：半導体光増幅器）１５１と、判定装置１２０と、を備える。
【００２６】
ＳＯＡ１５１は、入射された光を、入力される駆動電流に応じて増幅して出射する半導体光増幅器である。また、ＳＯＡ１５１からはＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：自然放出）光が出射される。
【００２７】
ＳＯＡもＬＤと同様にレーザ誘導放出という原理が用いられているため、ＬＤと同様に頓死のリスクがある。また、ＬＤの活性層にアルミニウムが含まれていると、ＬＤと同様に高温時の効率（駆動電流  対  光出力パワー）を向上させることができるが、アルミニウムは酸素と結合しやすいために結晶欠陥の増長を加速させる要因にもなるため、頓死のリスクが増える。
【００２８】
判定装置１２０は、ＳＯＡ１５１の頓死の予兆を判定する判定装置である。判定装置１２０には、ＳＯＡ１５１からのＡＳＥ光が入射される。図５においては、ＳＯＡ１５１からの前方出射光が分岐されて判定装置１２０へ入射される構成を示しているが、たとえばＳＯＡ１５１の入力部にアイソレータが設けられていない場合は、ＳＯＡ１５１からの後方出射光（バック光）が判定装置１２０へ入射される構成としてもよい（たとえば図６参照）。
【００２９】
検出部１２１は、ＳＯＡ１５１からのＡＳＥ光のパワーを検出する。判定部１２２は、検出部１２１から出力された検出結果に基づいて、ＳＯＡ１５１の頓死の予兆の有無を判定する。
【００３０】
図６は、実施の形態にかかる半導体光増幅器を用いた光アンプの他の例を示す図である。図６において、図５に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すように、光アンプ１５０において、たとえばＳＯＡ１５１の入力部にアイソレータが設けられていない場合は、ＳＯＡ１５１からの後方出射光（バック光）が判定装置１２０へ入射される構成としてもよい。これにより、ＳＯＡ１５１の前方出射光を分岐しなくてもＬＤ１１０の出力パワーをモニタすることが可能になる。
【００３１】
このように、実施の形態にかかる判定装置１２０によれば、ＬＤ１１０やＳＯＡ１５１について、頓死の前兆として早期に現れるスポットのパワー分布を用いることで、頓死の予兆を早期に判定することができる。さらに、判定装置１２０は、スポットのトータルパワーをパワー分布と組み合わせて用いることで、頓死の予兆を正確に判定することができる。これにより、ＬＤ１１０やＳＯＡ１５１などの半導体光デバイスの頓死を早期かつ高い確度で予測することが可能になる。半導体光デバイスの頓死を高い確度で予測することが可能になることで、たとえば、頓死前の機器の切り替え等が可能になる。
【００３２】
また、ＬＤ１１０やＳＯＡ１５１からの出射光を、長い光ファイバなどを介さずに受光することで、長い光ファイバなどを経由することによって出射光のスポットのパワー分布が変化して頓死の予兆を判定できなくなることを回避することができる。
【００３３】
（パワー分布およびトータルパワーに基づく頓死の予兆の判定について）
ここではＬＤ１１０の頓死の予兆の判定について説明するが、ＳＯＡ１５１の頓死の予兆の判定についても同様である。判定部１２２は、たとえば、算出したパワー分布が所定の第１条件を満たし、かつ算出したトータルパワーが所定の第２条件を満たした場合にＬＤ１１０に頓死の予兆があると判定する。一方、判定部１２２は、パワー分布が第１条件を満たさず、またはトータルパワーが第２条件を満たさない場合にＬＤ１１０に頓死の予兆がないと判定する。すなわち、判定部１２２は、パワー分布およびトータルパワーのそれぞれが所定の条件を満たした場合にのみ頓死の予兆があると判定する。これにより、ＬＤ１１０の頓死の予兆を正確に判定することができる。
【００３４】
パワー分布に関する第１条件は、たとえば、パワー分布の形状の特徴値と所定の第１基準値との差の大きさ（絶対値）が所定の第１閾値以上であることとすることができる。すなわち、パワー分布の形状が所定の形状から大きく崩れた場合に第１条件が満たされる。所定の第１基準値は、一例としては、パワー分布の形状の特徴値の初期値、すなわちＬＤ１１０に頓死の予兆がない状態におけるパワー分布の形状の特徴値とすることができる。ただし、所定の第１基準値は、これに限らず、たとえば実験やシミュレーションにより設定された固定値であってもよい。
【００３５】
トータルパワーに関する第２条件は、たとえば、トータルパワーと所定の第２基準値との差の大きさ（絶対値）が所定の第２閾値未満であることとすることができる。すなわち、トータルパワーが所定値から大きく変動した場合に第２条件が満たされる。所定の第２基準値は、一例としては、トータルパワーの初期値、すなわちＬＤ１１０に頓死の予兆がない状態におけるトータルパワーとすることができる。ただし、所定の第２基準値は、これに限らず、たとえば実験やシミュレーションにより設定された固定値であってもよい。
【００３６】
このように、スポットのパワー分布に加えてトータルパワーを組み合わせて判定に用いることで、たとえばスポットのパワー分布に変動があっても、トータルパワーにも大きな変動が生じている場合には頓死の予兆がないと判定することができる。これにより、たとえばレーザ装置１００における振動などの外乱等により、ＬＤ１１０の頓死とは関係なくパワー分布の変動があった場合にＬＤ１１０の頓死の予兆があると誤判定することを回避することができる。このため、ＬＤ１１０の頓死の予兆を正確に判定することができる。
【００３７】
（判定部が算出するパワー分布）
検出部１２１がスポットの２次元状の各位置のパワーを検出可能な場合に、判定部１２２が算出するスポットのパワー分布は、たとえばスポットの２次元パワー分布（２次元出力パワー分布）とすることができる。これにより、ＬＤ１１０やＳＯＡ１５１の頓死の予兆として現れるスポットの２次元パワー分布の形状の崩れ方（たとえば２つ目以降のピークが現れる位置）によらずに頓死の予兆を判定することができるため、頓死の予兆の検知漏れを抑制することができる。
【００３８】
ただし、判定部１２２が算出するスポットのパワー分布は、スポットの１次元パワー分布であってもよい。この場合も、ＬＤ１１０やＳＯＡ１５１の頓死の予兆として現れるスポットの２次元パワー分布の形状の崩れ方（たとえば２つ目以降のピークが現れる位置）によってはＬＤ１１０やＳＯＡ１５１の頓死の予兆を判定することができる。また、この場合に、検出部１２１はスポットの１次元状の各位置のパワーを検出可能であればよいため、検出部１２１の小型化を図ることができる。また、判定部１２２における処理量を低減することができる。
【００３９】
（検出部がパワーを検出する各位置）
検出部１２１は、出射光のスポットより広い領域の各位置であって、出射光のスポットの幅よりピッチが狭い各位置におけるパワーを検出するようにしてもよい。これにより、スポットの各位置におけるパワーを検出することができるとともに、出射光のスポットの位置と、検出部１２１と、の位置関係がずれても、検出部１２１がパワーを検出可能な領域に出射光のスポットが収まるようにすることができる。
【００４０】
このようなずれは、装置の各部品の寸法精度、装置の各部品の組み立て精度、運用中における装置の各部品の経年変化などによって生じるが、このようなずれがあっても検出部１２１がパワーを検出可能な領域に出射光のスポットが収まるようにすることができる。これにより、たとえば、装置の各部品の寸法精度、装置の各部品の組み立て精度、装置の各部品の耐久性などの基準を緩和し、装置の製造コストの低下を図ることができる。また、頓死の判定を長期間安定して行うことができる。
【００４１】
（頓死の予兆の検出時の動作について）
また、レーザ装置１００や光アンプ１３０は、ＬＤ１１０を複数備えてもよい。複数のＬＤ１１０は、それぞれ別のチップとして形成されていてもよいし、１つのチップに複数の電極および活性層を設けることによって形成されてもよい。そして、レーザ装置１００や光アンプ１３０は、判定部１２２によって頓死の予兆があると判定された場合に、複数のＬＤ１１０のうちの駆動するＬＤを切り替える制御部を備えてもよい。
【００４２】
これにより、複数のＬＤ１１０のうちの使用しているＬＤに頓死の予兆を検出した場合に、使用するＬＤ１１０を切り替え、光信号の送信が途切れること（システムダウン）を回避することができる。ただし、レーザ装置１００や光アンプ１３０は、このような冗長構成に限らず、ＬＤ１１０を一つ備える構成であってもよい。
【００４３】
また、光アンプ１５０も同様に、ＳＯＡ１５１を複数備えてもよい。複数のＳＯＡ１５１は、それぞれ別のチップとして形成されていてもよいし、１つのチップに複数の電極および活性層を設けることによって形成されてもよい。そして、光アンプ１５０は、判定部１２２によって頓死の予兆があると判定された場合に、複数のＳＯＡ１５１のうちの駆動する半導体光増幅器を切り替える制御部を備えてもよい。
【００４４】
これにより、複数のＳＯＡ１５１のうちの使用している半導体光増幅器に頓死の予兆がある場合に、使用する半導体光増幅器を切り替え、光信号の送信が途切れること（システムダウン）を回避することができる。ただし、光アンプ１５０は、このような冗長構成に限らず、ＳＯＡ１５１を一つ備える構成であってもよい。
【００４５】
以下、主にレーザ装置１００についての具体的な構成について説明するが、これらの構成は光アンプ１３０や光アンプ１５０にも適用または応用が可能である。
【００４６】
（実施の形態にかかるＬＤに発生する結晶欠陥）
図７は、実施の形態にかかるＬＤに発生する結晶欠陥の一例を示す正面断面図である。図７において、前方端面７０１はＬＤ１１０の前方の端面であり、後方端面７０２はＬＤ１１０の後方の端面である。ＬＤ１１０においては、たとえば図７に示すようなＤＬＤ７０３（Ｄａｒｋ  Ｌｉｎｅ  Ｄｅｆｅｃｔ：暗線欠陥）などの結晶欠陥が発生する場合がある。ＬＤ１１０の頓死は、たとえばこのようなＤＬＤ７０３に起因して発生する。
【００４７】
（実施の形態にかかるＬＤの出力パワー分布）
図８は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の出力パワー分布の一例を示す図である。図９は、実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の出力パワー分布の一例を示す図である。図８，図９において、横方向はＬＤ１１０から出射されたレーザ光のスポットの各位置を示し、縦方向は光パワーを示す。
【００４８】
図８に示す出力パワー分布８００は、たとえば図７に示したＤＬＤ７０３のような結晶欠陥が発生していないＬＤ１１０から出射されたレーザ光のスポットの各位置における光パワーである。出力パワー分布８００は１つのピークを有するガウス分布になる。
【００４９】
図９に示す出力パワー分布９００は、たとえば図７に示したＤＬＤ７０３のような結晶欠陥が発生したＬＤ１１０から出射されたレーザ光のスポットの各位置における光パワーである。出力パワー分布９００は、図９に示すようにピークが複数存在する分布になったり、図示しないが図８の出力パワー分布８００と比べて潰れた分布になったりする。
【００５０】
（実施の形態にかかる検出部が備える２次元配列受光素子）
図１０は、実施の形態にかかる検出部が備える２次元配列受光素子の一例を示す図である。上述した検出部１２１は、たとえば図１０に示す２次元配列受光素子１０１０を備える。２次元配列受光素子１０１０は、複数の受光素子（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を２次元状に配置することによって形成されたワンチップのエリアセンサである。図１０に示すＸ軸およびＹ軸は、２次元配列受光素子１０１０の受光面、すなわちレーザ光の照射方向と直交する受光面をＸＹ平面として規定するＸ軸およびＹ軸である。
【００５１】
Ｘ軸のＸ１，Ｘ２，Ｘ３，…，Ｘｎは、２次元配列受光素子１０１０における第１列、第２列、第３列、…、第ｎ列を示す。Ｙ軸のＹ１，Ｙ２，Ｙ３，…，Ｙｍは、２次元配列受光素子１０１０における第１行、第２行、第３行、…、第ｍ行を示す。なお、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…，ＸｎおよびＹ１，Ｙ２，Ｙ３，…，Ｙｍによって規定されるｎ×ｍ個の受光素子は、２次元配列受光素子１０１０の一部の受光素子であってもよい。
【００５２】
２次元配列受光素子１０１０に用いるフォトダイオードの材料は、検出対象の光の波長により選択することができる。これは、２次元配列受光素子１０１０へ入射した光が電子と正孔を励起するには、材料のバンドギャップが光の波長のエネルギー以下であることを要するためである。
【００５３】
２次元配列受光素子１０１０には、一例としては、０．５〜１．０［μｍ］程度の光波長に対応したＳｉフォトダイオードアレイを用いることができる。また、２次元配列受光素子１０１０には、他の一例としては、０．８〜１．７［μｍ］程度の光波長に対応したＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓフォトダイオードアレイやＩｎＧａＡＳフォトダイオードアレイを用いることができる。また、２次元配列受光素子１０１０には、他の一例としては、０．８〜１．７［μｍ］程度の光波長に対応したＧｅフォトダイオードアレイを用いることができる。
【００５４】
また、２次元配列受光素子１０１０には、カメラ等に用いられるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等を用いることができる。これらのセンサは、たとえば個々のピクセルが数［μｍ］程度であり、０．５〜１．０［μｍ］程度の光波長に対応する。これらの汎用部品であるセンサを２次元配列受光素子１０１０に用いることにより、装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００５５】
検出部１２１に２次元配列受光素子１０１０を用いる場合について説明したが、検出部１２１は２次元配列受光素子１０１０に限らず、各種の受光素子を用いて実現することができる。たとえば、検出部１２１は、複数の受光素子が１次元状に配置された１次元配列受光素子（ラインセンサ）を、受光素子の並びと直交する１次元方向に移動させることによって、２次元状の各パワーを検出可能な装置によって実現してもよい。また、検出部１２１は、１個の受光素子を２次元方向に移動させることによって２次元状の各パワーを検出可能な装置によって実現してもよい。
【００５６】
（実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の２次元配列受光素子への照射）
図１１は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の２次元配列受光素子への照射の一例を示す図である。図１１に示すスポット１１１０は、結晶欠陥が発生していない正常品のＬＤ１１０から２次元配列受光素子１０１０へ照射されたレーザ光のスポットである。図１１に示すように、２次元配列受光素子１０１０のうちの複数の受光素子にまたがってスポット１１１０が受光されるように、２次元配列受光素子１０１０には、各受光素子のピッチがスポット１１１０より小さいものを用いる。
【００５７】
（実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の２次元出力パワー分布の検出結果）
図１２は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）の２次元出力パワー分布の検出結果の一例を示す図である。図１２に示す２次元出力パワー分布１２００は、結晶欠陥が発生していない正常品のＬＤ１１０から２次元配列受光素子１０１０へ照射された場合において２次元配列受光素子１０１０によって検出された光パワーの分布を示している。２次元出力パワー分布１２００には１つのピーク１２０１が存在する。
【００５８】
（実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の２次元配列受光素子への照射）
図１３は、実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の２次元配列受光素子への照射の一例を示す図である。図１３において、図１１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示すスポット１３１０は、結晶欠陥が発生したＬＤ１１０から２次元配列受光素子１０１０へ照射されたレーザ光のスポットである。スポット１３１０にはパワーのピークが２つ存在する（たとえば図１４参照）。
【００５９】
（実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の２次元出力パワー分布の検出結果）
図１４は、実施の形態にかかるＬＤ（結晶欠陥発生品）の２次元出力パワー分布の検出結果の一例を示す図である。図１４に示す２次元出力パワー分布１４００は、たとえば図１３に示したように結晶欠陥が発生したＬＤ１１０から２次元配列受光素子１０１０へ照射された場合において２次元配列受光素子１０１０によって検出された光パワーの分布を示している。２次元出力パワー分布１４００には２つのピーク１４０１，１４０２が存在する。
【００６０】
２次元出力パワー分布１４００のように、ＬＤ１１０の２次元出力パワー分布においてピークが複数現れると、ＬＤ１１０が頓死する予兆があると判断することができる。このため、判定部１２２は、ＬＤ１１０の２次元出力パワー分布におけるピークの数に基づいてＬＤ１１０の頓死の予兆を判定することができる。
【００６１】
また、判定部１２２は、ＬＤ１１０の２次元出力パワー分布におけるピークの数に限らず、ＬＤ１１０の２次元出力パワー分布の変動（たとえばガウシアン分布からの崩れ方）に基づいてＬＤ１１０の頓死の予兆を判定することも可能である。
【００６２】
（２次元ガウス分布に基づく２次元出力パワー分布の算出）
判定部１２２による２次元ガウス分布に基づく２次元出力パワー分布の算出について説明する。判定部１２２は、検出部１２１によって検出された２次元出力パワー分布に対して２次元のガウス分布（２変数正規分布式）による最小二乗近似フィッティングを行うことにより、フィッティング係数や相関度数を算出する。
【００６３】
たとえば、検出部１２１によって検出された２次元出力パワー分布は、２変数正規分布式を用いた演算処理として、たとえば下記（１）式に示す２変数正規分布式によって近似することができる。
【００６４】
【数１】
2017098277.tif 000003
【００６５】
また、相関係数は下記（２）式によって表すことができる。
【００６６】
【数２】
2017098277.tif 000004
【００６７】
判定部１２２は、上記（１）式や上記（２）式によってフィッティング係数（たとえばσｘ，σｙ）や相関係数ρを算出する。たとえば、ＬＤ１１０に頓死の予兆がある場合は、ＬＤ１１０における光の閉じ込めが弱くなって２次元出力パワー分布（分布面積）が広がり、σｘやσｙが初期値より徐々に大きくなる（たとえば図３８参照）。また、ＬＤ１１０に頓死の予兆がある場合は、２次元出力パワー分布がガウシアン形状でなくなり、相関係数ρが初期値の１から徐々に小さくなる。
【００６８】
したがって、判定部１２２は、たとえばσｘやσｙを周期的に監視し、σｘやσｙが閾値を上回った場合にＬＤ１１０の頓死の予兆があると判定することができる。σｘやσｙと比較する閾値には、σｘやσｙの初期値に一定値を加算した値を用いることができる。ただし、σｘやσｙと比較する閾値には、これに限らず、たとえば予め設定された固定値を用いてもよい。
【００６９】
また、判定部１２２は、たとえば相関係数ρを周期的に監視し、相関係数ρが閾値を下回った場合にＬＤ１１０の頓死の予兆があると判定することができる。相関係数ρと比較する閾値には、相関係数ρの初期値から一定値を減算した値を用いることができる。ただし、相関係数ρと比較する閾値には、これに限らず、たとえば予め設定された固定値を用いてもよい。
【００７０】
または、判定部１２２は、検出部１２１によって検出された２次元出力パワー分布に対してローパスフィルタ演算処理を行う。これにより、干渉などによって生じる細かい光パワーの変動を除去することができる。そして、判定部１２２は、ローパスフィルタ演算処理を行った２次元出力パワー分布に対して微分演算処理を行う。これにより、検出部１２１によって検出された２次元出力パワー分布の傾きの変化回数を算出することができる。
【００７１】
２次元出力パワー分布の傾きの変化回数は、２次元出力パワー分布の傾きの変化回数のピークの数を示す。たとえば、判定部１２２は、２次元出力パワー分布のピークの数を周期的に監視し、２次元出力パワー分布のピークの数が閾値を上回った場合にＬＤ１１０の頓死の予兆があると判定することができる。ピークの数と比較する閾値は、たとえば１とすることができる。この場合は、ピークの数が複数になった場合に頓死の予兆があると判定される。また、２次元出力パワー分布のピークの数が初期状態で複数ある場合は、ピークの数と比較する閾値を２以上の値としてもよい。また、ピークの数と比較する閾値は、ピークの数の初期値、またはピークの数の初期値に一定数を加算した値としてもよい。
【００７２】
上述したフィッティング係数（σｘ，σｙ）、相関係数ρおよびピークの数は、ＬＤ１１０の頓死の予兆がある場合に変化する２次元出力パワー分布の形状を示す特徴値であって、かつ２次元出力パワー分布のピーク位置には左右されない特徴値である。判定部１２２は、これらの特徴値のうちの少なくともいずれかの変化をモニタすることによってＬＤ１１０の頓死の予兆を判定することができる。
【００７３】
たとえば、判定部１２２は、ＬＤ１１０の初期状態における特徴値と所定値（たとえば初期値）との差分が一定量以上になると、ＬＤ１１０の頓死の予兆があると判定する。また、複数の特徴値を用いる場合に、判定部１２２は、たとえば、複数の特徴値のうちの少なくともいずれかの特徴値と初期値との差分が一定量以上になった場合にＬＤ１１０の頓死の予兆があると判定する。これにより、ＬＤ１１０の頓死の予兆の判定漏れを抑制することができる。
【００７４】
また、複数の特徴値を用いる場合に、判定部１２２は、たとえば、複数の（たとえば全部の）特徴値と初期値との差分が一定量以上になった場合にＬＤ１１０の頓死の予兆があると判定してもよい。これにより、ＬＤ１１０の頓死の予兆の誤判定を抑制することができる。
【００７５】
また、ＬＤ１１０の頓死の予兆の判定に用いる特徴値は、上述したσｘやσｙなどのフィッティング係数、相関係数ρ、ピークの数に限らず、ＬＤ１１０に頓死の予兆がある場合に変化する２次元出力パワー分布の各種の特徴値とすることができる。
【００７６】
（実施の形態にかかるＬＤ（正常品）のＸ軸方向の出力パワー分布）
図１５は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）のＸ軸方向の出力パワー分布の一例を示す図である。図１５において、横軸のＸ軸は２次元配列受光素子１０１０のＸ軸方向を示し、縦軸のＺ軸は光パワーを示す。図１５に示す出力パワー分布１５００は、結晶欠陥が発生していない正常品のＬＤ１１０について２次元ガウス分布に基づいて近似されたＸ軸方向の出力パワー分布を示している。出力パワー分布１５００は、１つのピークを有する１次元のガウス分布となる。
【００７７】
（実施の形態にかかるＬＤ（正常品）のＹ軸方向の出力パワー分布）
図１６は、実施の形態にかかるＬＤ（正常品）のＹ軸方向の出力パワー分布の一例を示す図である。図１６において、横軸のＹ軸は２次元配列受光素子１０１０のＹ軸方向を示し、縦軸のＺ軸は光パワーを示す。図１６に示す出力パワー分布１６００は、結晶欠陥が発生していない正常品のＬＤ１１０について２次元ガウス分布に基づいて近似されたＹ軸方向の出力パワー分布を示している。出力パワー分布１６００は、１つのピークを有する１次元のガウス分布となる。
【００７８】
（実施の形態にかかる判定部が記憶する情報）
図１７は、実施の形態にかかる判定部が記憶する情報の一例を示す図である。実施の形態にかかる判定部１２２は、検出部１２１による検出結果に基づいて、たとえば図１７に示すテーブル１７００を自装置のメモリに記憶する。テーブル１７００は、２次元配列受光素子１０１０のｎ×ｍ個の受光素子（受光素子＃１１〜受光素子ｎｍ）ごとに、位置と、受光電流（すなわち光パワー）の初期値と、および受光電流（すなわち光パワー）のリアルタイム値と、を対応付ける情報である。
【００７９】
位置（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ１，Ｙ２）、…、（Ｘ２，Ｙ１）、…、（Ｘｎ，Ｙｍ）は、対応する受光素子の位置を、２次元配列受光素子１０１０のＸＹ平面上における座標によって示す。受光電流の初期値は、ＬＤ１１０の運用を開始した際に対応する受光素子によって検出された受光電流である。受光電流のリアルタイム値は、ＬＤ１１０の運用中に対応する受光素子によって検出された最新の受光電流である。
【００８０】
判定部１２２は、２次元配列受光素子１０１０の各受光素子に対応する受光電流の初期値に基づいて、ＬＤ１１０の運用を開始した際におけるＬＤ１１０の２次元出力パワー分布を、初期の２次元出力パワー分布として算出する。また、判定部１２２は、２次元配列受光素子１０１０の各受光素子に対応する受光電流のリアルタイム値に基づいて、運用中のＬＤ１１０の２次元出力パワー分布を、リアルタイムの２次元出力パワー分布として算出する。たとえば、判定部１２２は、リアルタイムの２次元出力パワー分布を周期的に算出して更新する。
【００８１】
そして、判定部１２２は、算出した初期の２次元出力パワー分布およびリアルタイムの２次元出力パワー分布に基づいて、ＬＤ１１０の頓死の予兆を判定する。判定部１２２による判定の指標としては、たとえば、上述した２次元ガウス分布の最小二乗近似フィッティングを用いることができる。この場合は、たとえば上述したフィッティング係数や相関度数について初期値とリアルタイム値の比較を行うことでＬＤ１１０の頓死の予兆の判定を行うことができる。また、判定部１２２による判定の指標としては、たとえば、上述したローパスフィルタ演算処理および微分演算処理を用いることができる。この場合は、２次元出力パワー分布の傾きの変化数について初期値とリアルタイム値の比較を行うことでＬＤ１１０の頓死の予兆の判定を行うことができる。
【００８２】
（実施の形態にかかるＬＤを高密度実装した光伝送装置）
図１８は、実施の形態にかかるＬＤを高密度実装した光伝送装置の一例を示す図である。実施の形態にかかるレーザ装置１００は、たとえば図１８に示す光伝送装置１８００により実現することができる。光伝送装置１８００は、ＬＤアレイ１８１０と、レンズアレイ１８２０と、マルチモードリボンファイバ１８３０と、２次元配列受光素子１０１０と、演算／判定回路１８４０と、を備える。
【００８３】
上述したＬＤ１１０は、たとえばＬＤアレイ１８１０により実現することができる。上述した検出部１２１は、たとえば２次元配列受光素子１０１０および演算／判定回路１８４０により実現することができる。上述した判定部１２２は、たとえば演算／判定回路１８４０により実現することができる。
【００８４】
ＬＤアレイ１８１０は、複数（図１８に示す例では９個）のＬＤをアレイ状に配置したＬＤアレイである。前方出射光１８１１は、ＬＤアレイ１８１０の各ＬＤの前方から出射されるレーザ光（フロント光）である。後方出射光１８１２は、ＬＤアレイ１８１０のＬＤの後方から出射されるレーザ光（バック光）である。
【００８５】
レンズアレイ１８２０は、複数のレンズをアレイ状に配置したレンズアレイである。レンズアレイ１８２０の各レンズは、それぞれＬＤアレイ１８１０の各ＬＤに対応して設けられており、ＬＤアレイ１８１０の各ＬＤから出射された前方出射光１８１１をそれぞれ集光する。
【００８６】
マルチモードリボンファイバ１８３０は、マルチモード光ファイバをリボン状に配置したマルチモードリボンファイバである。マルチモードリボンファイバ１８３０の各マルチモード光ファイバは、それぞれレンズアレイ１８２０の各レンズに対応して設けられており、レンズアレイ１８２０の各レンズによって集光された前方出射光１８１１をそれぞれ伝送する。
【００８７】
２次元配列受光素子１０１０は、たとえば図１０に示した２次元配列受光素子１０１０であり、ＬＤアレイ１８１０の各ＬＤより高密度にかつ２次元状に受光素子を配置した受光素子アレイである。２次元配列受光素子１０１０の各受光素子は、ＬＤアレイ１８１０からの後方出射光１８１２を受光し、受光した後方出射光１８１２のパワーを示す受光電流を演算／判定回路１８４０へ出力する。
【００８８】
演算／判定回路１８４０は、２次元配列受光素子１０１０の各受光素子から出力された受光電流に基づいて、ＬＤアレイ１８１０に含まれるＬＤの頓死の予兆を判定する。そして、演算／判定回路１８４０は、たとえば、ＬＤアレイ１８１０に含まれるＬＤの頓死の予兆があると判定すると、その旨を外部へ通知する。外部とは、たとえば光伝送装置１８００の保守者や、光伝送装置１８００を制御する制御装置である。
【００８９】
（実施の形態にかかる検出部が備える２次元配列受光素子の他の例）
図１９は、実施の形態にかかる検出部が備える２次元配列受光素子の他の例を示す図である。図１９において、図１０に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示したようにＬＤアレイ１８１０の各ＬＤについて頓死の予兆を判定する場合は、上述した検出部１２１における２次元配列受光素子１０１０は、たとえば図１９に示す２次元配列受光素子１０１０のようにより多くの受光素子を備えてもよい。これにより、複数のＬＤからの各レーザ光を受光することができる。
【００９０】
（実施の形態にかかる複数のＬＤ（正常品）の２次元配列受光素子への照射）
図２０は、実施の形態にかかる複数のＬＤ（正常品）の２次元配列受光素子への照射の一例を示す図である。図２０に示すスポット２００１〜２００９は、図１８に示したＬＤアレイ１８１０の各ＬＤ（正常品）から、図１９に示した２次元配列受光素子１０１０へ照射された各レーザ光のスポットである。
【００９１】
図２０に示す例では、ＬＤアレイ１８１０において９個のＬＤを３×３の２次元状に配置することにより、スポット２００１〜２００９も３×３の２次元状の位置となる。ただし、ＬＤアレイ１８１０における各ＬＤの配置はこれに限らず、たとえば１次元状の配置でもよい。
【００９２】
この場合に、演算／判定回路１８４０（判定部）は、２次元配列受光素子１０１０（検出部）によって検出された２次元配列受光素子１０１０の各位置におけるパワーに基づいて、各ＬＤのそれぞれについて２次元出力パワー分布およびトータルパワーを算出する。そして、演算／判定回路１８４０は、各ＬＤのそれぞれについて、算出したパワー分布およびトータルパワーに基づいて頓死の予兆を判定する。これにより、２次元配列受光素子１０１０による各位置における検出結果に基づいて、複数のＬＤの頓死の予兆を判定することが可能になる。
【００９３】
（実施の形態にかかる判定部が記憶する情報の他の例）
図２１は、実施の形態にかかる判定部が記憶する情報の他の例を示す図である。図１８に示したようにＬＤアレイ１８１０の各ＬＤについて頓死の予兆を判定する場合は、判定部１２２は、検出部１２１による検出結果に基づいて、たとえば図２１に示すテーブル１７００をレーザ装置１００のメモリに記憶する。
【００９４】
図２１に示すテーブル１７００においては、受光電流の初期値およびリアルタイム値が、図２０に示したスポット２００１〜２００９ごとに対応付けられている。判定部１２２は、ワンチップ化された多数の受光素子（２次元配列受光素子１０１０）による受光結果を用いて、ＬＤアレイ１８１０のＬＤのそれぞれについて、光パワー分布をモニタして頓死の予兆を判定する。
【００９５】
（実施の形態にかかる判定装置の検出結果に基づくＬＤの切り替え）
図２２および図２３は、実施の形態にかかる判定装置の検出結果に基づくＬＤの切り替えの一例を示す図である。図２２，図２３において、図１８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２２，図２３に示すように、光伝送装置１８００は、図１８に示した構成に加えて装置制御回路２２１０を備えていてもよい。演算／判定回路１８４０は、ＬＤアレイ１８１０に含まれるＬＤの頓死の予兆の判定結果を装置制御回路２２１０へ通知する。
【００９６】
たとえば、光伝送装置１８００の運用開始時においては、６本の回線が運用されており、ＬＤアレイ１８１０における第１〜第６のＬＤ（図面の上の６個のＬＤ）が運用系に設定されたとする。また、ＬＤアレイ１８１０における第７〜第９のＬＤ（図面の下の３個のＬＤ）は予備系として設定されたとする。
【００９７】
この場合に、装置制御回路２２１０は、図２２に示すように、ＬＤアレイ１８１０における第１〜第６のＬＤを発光させ、ＬＤアレイ１８１０における第７〜第９のＬＤを消光させる制御を行う。また、装置制御回路２２１０は、演算／判定回路１８４０によってＬＤアレイ１８１０に含まれるＬＤの頓死の予兆があると判定されると、そのＬＤを使用していた回線に使用するＬＤを予備系のＬＤに切り替える制御を行う。
【００９８】
図２２に示した状態において、演算／判定回路１８４０が、ＬＤアレイ１８１０における第５のＬＤ１８１５の２次元出力パワー分布に基づいてＬＤ１８１５の頓死の予兆があると判定したとする。
【００９９】
この場合に、装置制御回路２２１０は、ＬＤ１８１５を使用していた回線に使用するＬＤを、たとえば図２３に示すように予備系に設定した第８のＬＤ１８１８に切り替える。そして、装置制御回路２２１０は、頓死の予兆があると判定したＬＤ１８１５を消灯させる。これにより、頓死の予兆があると判定したＬＤ１８１５からＬＤ１８１８への切り替えを行うことができる。
【０１００】
（実施の形態にかかるＬＤの切り替えによるスポットの変化）
図２４および図２５は、実施の形態にかかるＬＤの切り替えによるスポットの変化の一例を示す図である。図２４，図２５において、図２０に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。たとえば、図２２に示したように、ＬＤアレイ１８１０における第１〜第６のＬＤが運用系に設定され、ＬＤアレイ１８１０における第７〜第９のＬＤは予備系として設定されたとする。
【０１０１】
この場合は、図２４に示すように、２次元配列受光素子１０１０に、スポット２００１〜２００６が照射され、スポット２００７〜２００９は照射されない。この状態において、演算／判定回路１８４０が、スポット２００５の２次元出力パワー分布に基づいてＬＤアレイ１８１０のＬＤ１８１５の頓死の予兆があると判定したとする。
【０１０２】
この場合に、図２３に示したように、装置制御回路２２１０は、ＬＤ１８１５を使用していた回線に使用するＬＤを、たとえば予備系に設定した第８のＬＤ１８１８に切り替える。そして、演算／判定回路１８４０は、頓死の予兆があると判定したＬＤ１８１５を消灯させる。これにより、図２５に示すように、２次元配列受光素子１０１０に、スポット２００８が新たに照射され、スポット２００５は照射されなくなる。
【０１０３】
図２２〜図２５に示したように、光伝送装置１８００は、ＬＤアレイ１８１０に予め予備（冗長）のＬＤを設けておき、アレイ数に応じた各ＬＤの光出力パワーを２次元配列受光素子１０１０により一括で受光する。そして、光伝送装置１８００は、２次元配列受光素子１０１０の各受光素子のモニタ電流値を演算処理（マッピング）することにより、各ＬＤの光出力パワーおよびファーフィールドパターンをモニタする。
【０１０４】
また、光伝送装置１８００は、モニタ結果に基づいて、光パワー分布の変化を判定基準として、ＬＤの安定運用中に頓死に至る予兆を早期かつ自律的に判定し、頓死の予兆があると判定したＬＤの安定運用中に予備のＬＤに切り替える。これにより、装置をパワーシャットダウンしなくても、安定した運用が可能になる。
【０１０５】
（実施の形態にかかる光伝送装置による処理）
図２６は、実施の形態にかかる光伝送装置による処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態にかかる光伝送装置１８００は、たとえば図２６に示す各ステップを実行する。まず、光伝送装置１８００は、運用系のＬＤおよびＰＤをオンにする（ステップＳ２６０１）。ステップＳ２６０１において、たとえば、光伝送装置１８００は、自装置のＬＤアレイ１８１０の各ＬＤのうちの運用系のＬＤへの駆動信号の入力を開始することにより運用系のＬＤをオンにする。なお、このときに運用系のＬＤから出射される光は信号光ではなくテスト用の信号でもよい。
【０１０６】
また、ステップＳ２６０１において、光伝送装置１８００は、自装置と対向する受信側の光伝送装置の各ＰＤのうちの運用系のＬＤに対応するＰＤを、レーザ光を受信可能な状態（オン）にする制御を行う。この制御は、たとえば光伝送装置１８００が受信側の光伝送装置へ制御信号を送信することによって行うことができる。
【０１０７】
つぎに、光伝送装置１８００は、２次元配列受光素子１０１０における、ＬＤアレイ１８１０の運用系の各ＬＤのモニタ領域を決定する（ステップＳ２６０２）。ステップＳ２６０２における各ＬＤのモニタ領域の決定方法については後述する。
【０１０８】
つぎに、光伝送装置１８００は、ステップＳ２６０２によって決定した運用系の各ＬＤのモニタ領域の検出結果に基づいて、運用系の各ＬＤのそれぞれについて、２次元出力パワー分布およびトータルパワーの各初期値を検出する（ステップＳ２６０３）。そして、光伝送装置１８００は、検出した２次元出力パワー分布およびトータルパワーの各初期値をメモリに記憶する。２次元出力パワー分布の検出は、たとえば、上述したフィッティング係数（σｘ，σｙ）、相関係数ρ、ピークの数などを算出することによって行うことができる。トータルパワーの検出は、たとえば、対応するＬＤについてステップＳ２６０２によって決定したモニタ領域によって検出された光パワーの合計値を算出することによって行うことができる。
【０１０９】
つぎに、光伝送装置１８００は、信号疎通運用を開始する（ステップＳ２６０４）。たとえば、光伝送装置１８００は、伝送対象のデータに基づく駆動信号を運用系の各ＬＤへ入力することにより信号疎通運用を開始する。
【０１１０】
つぎに、光伝送装置１８００は、ステップＳ２６０２によって決定した運用系の各ＬＤのモニタ領域の検出結果に基づいて、運用系の各ＬＤのそれぞれについて、２次元出力パワー分布およびトータルパワーの各リアルタイム値を検出する（ステップＳ２６０５）。
【０１１１】
つぎに、光伝送装置１８００は、ステップＳ２６０３によって検出して記憶した各初期値と、ステップＳ２６０５によって検出した最新の各リアルタイム値と、に基づいて、所定の頓死の予兆の判定処理を行う（ステップＳ２６０６）。ステップＳ２６０６における頓死の予兆の判定処理については後述する（たとえば図２７参照）。
【０１１２】
つぎに、光伝送装置１８００は、ステップＳ２６０６による頓死の予兆の判定処理の結果に基づいて、運用系の各ＬＤの中で頓死の予兆があるＬＤがあるか否かを判断する（ステップＳ２６０７）。頓死の予兆があるＬＤがない場合（ステップＳ２６０７：Ｎｏ）は、光伝送装置１８００は、ステップＳ２６０５へ戻る。頓死の予兆があるＬＤがある場合（ステップＳ２６０７：Ｙｅｓ）は、光伝送装置１８００は、所定の通知／切替処理を行い（ステップＳ２６０８）、ステップＳ２６０５へ戻る。ステップＳ２６０８における所定の通知／切替処理については後述する（たとえば図２８参照）。
【０１１３】
（各ＬＤのモニタ領域の決定方法）
ステップＳ２６０２において、光伝送装置１８００は、たとえば、２次元配列受光素子１０１０の各受光素子による光パワーの検出結果に基づいて、ＬＤアレイ１８１０の各ＬＤのスポットが照射されている各領域をモニタ領域として検出する。
【０１１４】
一例としては、光伝送装置１８００は、２次元配列受光素子１０１０における光パワーのピークを、光パワーが高い順に運用系のＬＤの数だけ検出し、検出した各ピークを各ＬＤのモニタ領域の基準点として決定する。そして、光伝送装置１８００は、決定したモニタ領域の基準点のそれぞれについて、その基準点を中心とする一定範囲を各ＬＤのモニタ領域として決定する。
【０１１５】
各ＬＤと各基準点との対応付けは、たとえば、各ＬＤのスポットの設計上の各中心位置と、各基準点と、の各組み合わせのうちの中心位置と基準点との距離が最小化される組み合わせを探索することによって行うことができる。ただし、各ＬＤのモニタ領域の決定方法は、このような方法に限らず、各種の決定方法を用いることができる。
【０１１６】
（実施の形態にかかる光伝送装置による頓死の予兆の判定処理）
図２７は、実施の形態にかかる光伝送装置による頓死の予兆の判定処理の一例を示すフローチャートである。図２６に示したステップＳ２６０６において、光伝送装置１８００は、頓死の予兆の判定処理としてたとえば図２７に示す各ステップを実行する。すなわち、光伝送装置１８００は、ＬＤアレイ１８１０の運用系の各ＬＤを対象として、以下の各ステップを実行する。
【０１１７】
まず、光伝送装置１８００は、対象のＬＤの２次元出力パワー分布についての初期値とリアルタイム値との差分（絶対値）が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２７０１）。対象のＬＤの２次元出力パワー分布についての初期値は、図２６に示したステップＳ２６０３によって対象のＬＤについて検出して記憶した２次元出力パワー分布である。対象のＬＤの２次元出力パワー分布についてのリアルタイム値は、図２６に示したステップＳ２６０５によって対象のＬＤについて検出した最新の２次元出力パワー分布である。２次元出力パワー分布についての初期値とリアルタイム値との差分は、たとえば、上述したフィッティング係数（σｘ，σｙ）、相関係数ρおよびピークの数のうちの少なくともいずれかにおける初期値とリアルタイム値との差分を用いることができる。
【０１１８】
ステップＳ２７０１において、差分が所定値未満である場合（ステップＳ２７０１：Ｎｏ）は、光伝送装置１８００は、運用系の各ＬＤについて頓死の予兆がないと判定し（ステップＳ２７０２）、対象のＬＤについての一連の処理を終了する。
【０１１９】
ステップＳ２７０１において、差分が所定値以上である場合（ステップＳ２７０１：Ｙｅｓ）は、光伝送装置１８００は、ステップＳ２７０３へ移行する。すなわち、光伝送装置１８００は、対象のＬＤのトータルパワーについての初期値とリアルタイム値との差分（絶対値）が所定値未満であるか否かを判断する（ステップＳ２７０３）。対象のＬＤのトータルパワーについての初期値は、図２６に示したステップＳ２６０３によって対象のＬＤについて検出して記憶したトータルパワーである。対象のＬＤのトータルパワーについてのリアルタイム値は、図２６に示したステップＳ２６０５によって対象のＬＤについて検出した最新のトータルパワーである。
【０１２０】
ステップＳ２７０３において、差分が所定値未満である場合（ステップＳ２７０３：Ｙｅｓ）は、光伝送装置１８００は、対象のＬＤについて頓死の予兆があると判定し（ステップＳ２７０４）、一連の処理を終了する。差分が所定値以上である場合（ステップＳ２７０３：Ｎｏ）は、光伝送装置１８００は、ステップＳ２７０２へ移行する。
【０１２１】
これにより、対象のＬＤについて、２次元出力パワー分布の変動があっても、トータルパワーにも大きな変動が生じている場合には頓死の予兆がないと判定することができる。これにより、たとえば光伝送装置１８００における振動などの外乱等により、ＬＤの頓死とは関係なく２次元出力パワー分布の変動があった場合にＬＤの頓死の予兆があると誤判定することを回避することができる。
【０１２２】
（実施の形態にかかる光伝送装置による通知／切替処理）
図２８は、実施の形態にかかる光伝送装置による通知／切替処理の一例を示すフローチャートである。図２６に示したステップＳ２６０８において、光伝送装置１８００は、通知／切替処理としてたとえば図２８に示す各ステップを実行する。
【０１２３】
まず、光伝送装置１８００は、運用系のＬＤに頓死の予兆があることを光伝送装置１８００の保守者等へ通知する（ステップＳ２８０１）。ステップＳ２８０１において、光伝送装置１８００は、頓死の予兆があると判定したＬＤの識別情報や、運用系のＬＤの切り替えを行うことなどを通知してもよい。
【０１２４】
つぎに、光伝送装置１８００は、ＬＤおよびＰＤの予備系をオンにする（ステップＳ２８０２）。ステップＳ２８０２において、たとえば、光伝送装置１８００は、ＬＤアレイ１８１０の各ＬＤのうちの予備系のＬＤへの駆動信号の入力を開始することにより予備系のＬＤをオンにする。なお、このときに運用系のＬＤから出射される光は信号光ではなくテスト用の信号でもよい。
【０１２５】
また、ステップＳ２８０２において、光伝送装置１８００は、自装置と対向する受信側の光伝送装置の各ＰＤのうちの、オンにした予備系のＬＤに対応する予備系のＰＤを、レーザ光を受信可能な状態（オン）にする制御を行う。この制御は、たとえば光伝送装置１８００が受信側の光伝送装置へ制御信号を送信することによって行うことができる。
【０１２６】
つぎに、光伝送装置１８００は、図２６に示したステップＳ２６０６によって頓死の予兆があると判定したＬＤへの入力データを、ステップＳ２８０２によってオンにした予備系のＬＤにも同時に入力する状態へ移行する（ステップＳ２８０３）。
【０１２７】
つぎに、光伝送装置１８００は、２次元配列受光素子１０１０における、ステップＳ２８０２によってオンにした予備系のＬＤのモニタ領域を決定する（ステップＳ２８０４）。ステップＳ２８０４によるモニタ領域の決定は、たとえば図２６に示したステップＳ２６０２によるモニタ領域の決定と同様である。
【０１２８】
つぎに、光伝送装置１８００は、ステップＳ２８０４によって決定した予備系のＬＤのモニタ領域の検出結果に基づいて、オンにした予備系のＬＤについて２次元出力パワー分布およびトータルパワーの各初期値を検出する（ステップＳ２８０５）。そして、光伝送装置１８００は、検出した２次元出力パワー分布およびトータルパワーの各初期値をメモリに記憶する。
【０１２９】
つぎに、光伝送装置１８００は、頓死の予兆があると判定したＬＤを使用していた回線において使用する新たな運用系のＰＤを、ステップＳ２８０２によってオンにしたＰＤへ切り替える制御を行う（ステップＳ２８０６）。この制御は、たとえば光伝送装置１８００が受信側の光伝送装置へ制御信号を送信することによって行うことができる。
【０１３０】
つぎに、光伝送装置１８００は、頓死の予兆があると判定したＬＤをオフにする（ステップＳ２８０７）。ステップＳ２８０７において、たとえば、光伝送装置１８００は、頓死の予兆があると判定されたＬＤへの駆動信号の入力を停止することによりそのＬＤをオフにする。つぎに、光伝送装置１８００は、運用系のＬＤおよびＰＤの切り替えが完了したことを光伝送装置１８００の保守者等へ通知し（ステップＳ２８０８）、一連の処理を終了する。ステップＳ２８０８において、光伝送装置１８００は、切り替え先のＬＤやＰＤの識別情報などを通知してもよい。
【０１３１】
なお、ステップＳ２６０８における通知／切替処理は、図２６に示した各ステップに限らない。たとえば、ステップＳ２８０１，Ｓ２８０８の各通知の少なくともいずれかを省いた処理としてもよい。また、ステップＳ２８０２〜Ｓ２８０７による運用系のＬＤおよびＰＤの切り替えを行わずに、ステップＳ２８０１，Ｓ２８０８の各通知の少なくともいずれかのみを行うようにしてもよい。この場合は、光伝送装置１８００の保守者が、運用系のＬＤおよびＰＤの手動による切り替え、装置の交換、運用の停止等の作業を行う。
【０１３２】
（実施の形態にかかる光伝送システム）
図２９は、実施の形態にかかる光伝送システムの一例を示す図である。図２９に示すように、実施の形態にかかる光伝送システム２９００は、送信装置２９１０と、受信装置２９２０と、を含む。送信装置２９１０は、送信側電気スイッチ２９１１と、ＬＤアレイ２９１２と、を備える。図２９に示す例では、光信号を伝送可能な光回線が９本（＃１〜＃９）である場合について説明するが、光回線の数は９本に限らず、たとえば２本以上の任意の数とすることができる。
【０１３３】
送信側電気スイッチ２９１１は、クライアントから入力された伝送対象のデータを、ＬＤアレイ２９１２のドライバ２９１３（＃１〜＃９）のうちの任意のドライバへ出力する。ＬＤアレイ２９１２は、９個のドライバ２９１３（＃１〜＃９）と、９個のＬＤ２９１４（＃１〜＃９）と、を備える。
【０１３４】
ドライバ２９１３（＃１〜＃９）は、それぞれＬＤ２９１４（＃１〜＃９）に対応して設けられている。そして、ドライバ２９１３（＃１〜＃９）のそれぞれは、送信側電気スイッチ２９１１から出力されたデータに応じた駆動信号を、ＬＤ２９１４（＃１〜＃９）のうちの対応するＬＤへ出力する。たとえば、ドライバ２９１３（＃１）は、送信側電気スイッチ２９１１から出力されたデータに応じた駆動信号をＬＤ２９１４（＃１）へ出力する。また、ドライバ２９１３（＃２）は、送信側電気スイッチ２９１１から出力されたデータに応じた駆動信号をＬＤ２９１４（＃２）へ出力する。
【０１３５】
ＬＤ２９１４（＃１〜＃９）は、上述したＬＤアレイ１８１０の各ＬＤに対応する構成である。ＬＤ２９１４（＃１〜＃９）は、それぞれドライバ２９１３（＃１〜＃９）から出力された駆動信号に応じたレーザ光を、それぞれ光ファイバ２９０１〜２９０９を介して受信装置２９２０へ出射する。たとえば、ＬＤ２９１４（＃１）は、ドライバ２９１３（＃１）から出力された駆動信号に応じたレーザ光を、光ファイバ２９０１を介して受信装置２９２０へ出射する。また、ＬＤ２９１４（＃２）は、ドライバ２９１３（＃２）から出力された駆動信号に応じたレーザ光を、光ファイバ２９０２を介して受信装置２９２０へ出射する。
【０１３６】
受信装置２９２０は、９個のＰＤ２９２１（＃１〜＃９）と、９個のバッファ２９２２（＃１〜＃９）と、受信側電気スイッチ２９２３と、を備える。ＰＤ２９２１（＃１〜＃９）は、それぞれ光ファイバ２９０１〜２９０９を介して送信装置２９１０から出射されたレーザ光を受光する。
【０１３７】
そして、ＰＤ２９２１（＃１〜＃９）は、レーザ光の受信結果に応じた電気信号をそれぞれバッファ２９２２（＃１〜＃９）へ出力する。たとえば、ＰＤ２９２１（＃１）は、光ファイバ２９０１を介してＬＤ２９１４（＃１）から出射されたレーザ光を受光し、受光結果を示す電気信号をバッファ２９２２（＃１）へ出力する。また、ＰＤ２９２１（＃２）は、光ファイバ２９０２を介してＬＤ２９１４（＃２）から出射されたレーザ光を受光し、受光結果を示す電気信号をバッファ２９２２（＃２）へ出力する。
【０１３８】
バッファ２９２２（＃１〜＃９）は、それぞれＰＤ２９２１（＃１〜＃９）から出力された電気信号を、後述の運用系の切り替えに十分な時間だけバッファリングする。そして、バッファ２９２２（＃１〜＃９）のそれぞれは、バッファリングした電気信号を受信側電気スイッチ２９２３へ出力する。たとえば、バッファ２９２２（＃１）は、ＰＤ２９２１（＃１）から出力された電気信号をバッファリングし、バッファリングした電気信号を受信側電気スイッチ２９２３へ出力する。また、バッファ２９２２（＃２）は、ＰＤ２９２１（＃２）から出力された電気信号をバッファリングし、バッファリングした電気信号を受信側電気スイッチ２９２３へ出力する。
【０１３９】
受信側電気スイッチ２９２３は、バッファ２９２２（＃１〜＃９）から出力された電気信号を、クライアントの各回線の処理部のうちの任意の処理部へ出力する。
【０１４０】
また、図示しないが、送信装置２９１０は、たとえば図２２に示した演算／判定回路１８４０および装置制御回路２２１０を備えている。演算／判定回路１８４０は、ＬＤ２９１４（＃１〜＃９）の頓死の予兆を判定する。演算／判定回路１８４０によって頓死の予兆があると判定されると、装置制御回路２２１０によって運用系の切り替えが行われる。
【０１４１】
たとえば、初期状態においては、ＬＤ２９１４（＃１〜＃７）およびＰＤ２９２１（＃１〜＃７）が運用系として設定されており、ＬＤ２９１４（＃８，＃９）およびＰＤ２９２１（＃８，＃９）が予備系として設定されていたとする。その状態において、演算／判定回路１８４０によって運用系のＬＤ２９１４（＃３）に頓死の予兆があると判定されたとする。
【０１４２】
この場合に、装置制御回路２２１０は、図２９に示すように、送信側電気スイッチ２９１１を制御して、ＬＤ２９１４（＃３）へ入力していたデータを複製し、たとえば予備系のＬＤ２９１４（＃８）へも入力する状態に移行する。また、装置制御回路２２１０は、受信装置２９２０へ制御信号を送信することにより、ＰＤ２９２１（＃８）をオンにする制御を行う。装置制御回路２２１０から受信装置２９２０への制御信号の送信は、運用中のＬＤ２９１４のいずれかによって行ってもよいし、別の回線によって行ってもよい。
【０１４３】
また、装置制御回路２２１０は、バッファ２９２２（＃８）から出力された電気信号が、バッファ２９２２（＃３）から出力された電気信号と同じ処理部へ出力されるように受信側電気スイッチ２９２３を切り替える制御を行う。この制御は、装置制御回路２２１０が受信装置２９２０へ制御信号を送信することにより行うことができる。
【０１４４】
つぎに、装置制御回路２２１０は、図示しないが、ＬＤ２９１４（＃３）をオフにするとともに、受信装置２９２０へ制御信号を送信することによりＰＤ２９２１（＃３）をオフにする制御を行う。これにより、運用系のＬＤ２９１４およびＰＤ２９２１を、ＬＤ２９１４（＃３）およびＰＤ２９２１（＃３）からＬＤ２９１４（＃８）およびＰＤ２９２１（＃８）へ切り替えることができる。
【０１４５】
（実施の形態にかかる各ＬＤの出力パワー分布の算出）
図３０は、実施の形態にかかる各ＬＤの出力パワー分布の算出の一例を示す図である。図３０に示すスポット３０１１〜３０１４（＃１〜＃４）は、ＬＤアレイ１８１０の４個のＬＤ（＃１〜＃４）から２次元配列受光素子１０１０へ照射された各レーザ光のスポットである。図３０に示す例では、スポット３０１１の一部とスポット３０１２の一部とが互いに重複している。モニタ領域３０２１〜３０２４は、それぞれスポット３０１１〜３０１４について設定された各モニタ領域である。
【０１４６】
出力パワー分布３０３１〜３０３４（＃１〜＃４）は、それぞれスポット３０１１〜３０１４（＃１〜＃４）に基づいて測定されるＸ軸方向の各出力パワー分布である。ただし、図３０に示す例では、スポット３０１１の一部とスポット３０１２の一部とが互いに重複しているため、出力パワー分布３０３１と出力パワー分布３０３２が重複したクロストーク部３０４１が存在する。
【０１４７】
これに対して、演算／判定回路１８４０は、出力パワー分布３０３１のピーク位置からガウシアン近似を用いて出力パワー分布３０３１を仮定演算する。また、演算／判定回路１８４０は、出力パワー分布３０３２のピーク位置からガウシアン近似を用いて出力パワー分布３０３２を仮定演算する。
【０１４８】
そして、演算／判定回路１８４０は、仮定演算した出力パワー分布３０３１から、仮定演算した出力パワー分布３０３２を減算することにより出力パワー分布３０３１を求める。また、演算／判定回路１８４０は、仮定演算した出力パワー分布３０３２から、仮定演算した出力パワー分布３０３１を減算することにより出力パワー分布３０３１を求める。
【０１４９】
このように、演算／判定回路１８４０は、互いに重複する部分を含むスポット３０１１，３０１２について、スポット３０１１，３０１２におけるパワーのピーク位置からガウシアン近似による出力パワーをそれぞれ仮演算する。そして、演算／判定回路１８４０は、仮演算した各パワー分布を互いに減算することによって出力パワー分布３０３１，３０３２を算出する。これにより、たとえば装置の製造時の誤差や運用時の経時変化によってクロストーク部３０４１が発生しても、出力パワー分布３０３１，３０３２を見積もることが可能になる。
【０１５０】
また、スポット３０１１〜３０１４の大きさ等がばらついても、モニタ領域３０２１〜３０２４を動的に設定することができるため、ＬＤアレイ１８１０の各ＬＤの出力パワー分布をそれぞれ見積もることが可能になる。また、たとえばＬＤアレイ１８１０のアレイ数や各ＬＤのピッチ間隔に依存しないアセンブリが可能になる。
【０１５１】
（実施の形態にかかるＬＤのモニタ領域の補正）
図３１は、実施の形態にかかるＬＤのモニタ領域の補正の一例を示す図である。図３１に示すスポット３１１１ａ（＃１）は、ＬＤアレイ１８１０に含まれる１個のＬＤから２次元配列受光素子１０１０へ、ある時点ｔ１（たとえば運用開始時）において照射されたレーザ光のスポットである。モニタ領域３１２１ａ（＃１）は、スポット３１１１ａ（＃１）について設定されたモニタ領域である。出力パワー分布３１３１ａ（＃１）は、スポット３１１１ａ（＃１）に基づいて測定されるＸ軸方向の出力パワー分布である。
【０１５２】
図３１に示すスポット３１１１ｂ（＃１）は、スポット３１１１ａ（＃１）と同じＬＤから２次元配列受光素子１０１０へ、時点ｔ１より後の時点ｔ２（たとえば運用中）において照射されたレーザ光のスポットである。モニタ領域３１２１ｂ（＃１）は、スポット３１１１ｂ（＃１）について設定されたモニタ領域である。出力パワー分布３１３１ｂ（＃１）は、スポット３１１１ｂ（＃１）に基づいて測定されるＸ軸方向の出力パワー分布である。位置ずれ３１０１は、出力パワー分布３１３１ａ，３１３１ｂの各ピークの間のずれを示している。
【０１５３】
図３１に示したように、２次元配列受光素子１０１０に照射されるスポットは、経時変化によって変化する場合がある。このような経時変化は、たとえば、ＬＤアレイ１８１０の経年劣化や、ＬＤアレイ１８１０と２次元配列受光素子１０１０との間の位置関係の変化などによって生じる。また、このような経時変化に限らず、たとえば光伝送装置１８００の組み立て時の組み立て精度や、ＬＤアレイ１８１０の公差などの精度によって、２次元配列受光素子１０１０に照射されるスポットの位置や大きさがばらつく場合がある。
【０１５４】
これに対して、光伝送装置１８００は、ＬＤアレイ１８１０のＬＤからのレーザを２次元配列受光素子１０１０によって受光し、スポットの受光電流のピークに基づいてモニタ領域を更新する。これにより、ＬＤアレイ１８１０と２次元配列受光素子１０１０の光軸ずれや経年劣化などの経時変化があっても、ＬＤの頓死の判定を継続することができる。
【０１５５】
（実施の形態にかかるＬＤアレイ）
図３２は、実施の形態にかかるＬＤアレイの一例を示す正面断面図である。上述したＬＤアレイ１８１０は、一例としては、図３２に示すように、発光部３２１１〜３２１４を有するＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：垂直共振器面発光レーザ）アレイとすることができる。
【０１５６】
なお、ＬＤアレイ１８１０が４個の発光部３２１１〜３２１４（＃１〜＃４）を有する場合について説明するが、ＬＤアレイ１８１０の発光部（ＬＤ）の数は４個に限らず、たとえば２個以上の任意の数とすることができる。
【０１５７】
図３２に示す例では、ＬＤアレイ１８１０は、Ｐ電極板３２２０と、ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ：分布反射型）３２３０と、アパーチャ３２４０と、活性層３２５０と、ＤＢＲ３２６０と、Ｎ電極板３２７０と、を有する。発光部３２１１〜３２１４のそれぞれにおいては、たとえばＰ電極板３２２０に入力された駆動信号に応じてＤＢＲ３２３０とＤＢＲ３２６０の間で光が共振することにより発光する。フロント光３２１１ａ〜３２１４ａは、それぞれ発光部３２１１〜３２１４から出射されるフロント光である。
【０１５８】
グランド電極であるＮ電極板３２７０には、それぞれ発光部３２１１〜３２１４に対応する開口部３２７１〜３２７４が設けられている。これにより、発光部３２１１〜３２１４における発振光がバック光としてそれぞれ開口部３２７１〜３２７４から出射される。バック光３２１１ｂ〜３２１４ｂは、それぞれ発光部３２１１〜３２１４から出射されるバック光である。２次元配列受光素子１０１０は、開口部３２７１〜３２７４から出射されたバック光３２１１ｂ〜３２１４ｂを受光する。
【０１５９】
開口部３２７１〜３２７４の内径が大き過ぎると電気発光効率が低下する。また、開口部３２７１〜３２７４の内径が小さ過ぎると光回折効果で出力光が広がり、隣接チャネル間のクロストークが大きくなる。たとえば、開口部３２７１〜３２７４の内径はアパーチャ３２４０の内径と同程度（たとえば１０［μｍ］）とすることができる。
【０１６０】
なお、図３２に示すＬＤアレイ１８１０において、ＤＢＲ３２３０とＮ電極板３２７０の間の半導体化合物（たとえばＩｎＰ基板）には、一例としては光透過率が高い半絶縁性のＦｅドープ基板を用いることが好ましい。また、ＬＤアレイ１８１０には、ＶＣＳＥＬに限らず、基板面と平行方向に光を共振させて出射するＬＤを用いてもよい。
【０１６１】
（実施の形態にかかるＶＣＳＥＬアレイ（正常時）のバック光のスポット）
図３３は、実施の形態にかかるＶＣＳＥＬアレイ（正常時）のバック光のスポットの一例を示す図である。たとえば図３２に示したＬＤアレイ１８１０の構成において、発光部３２１１〜３２１４に劣化（頓死の予兆）が発生していない正常時においては、２次元配列受光素子１０１０に照射されるスポットは図３３に示すスポット３３０１〜３３０４のようになる。スポット３３０１〜３３０４は、それぞれ図３２に示した開口部３２７１〜３２７４から出射されたバック光３２１１ｂ〜３２１４ｂのスポットである。
【０１６２】
（実施の形態にかかるＶＣＳＥＬアレイ（劣化発生時）のバック光のスポット）
図３４は、実施の形態にかかるＶＣＳＥＬアレイ（劣化発生時）のバック光のスポットの一例を示す図である。たとえば図３２に示したＬＤアレイ１８１０の構成において、発光部３２１１〜３２１４のうちの発光部３２１３（＃３）に劣化が発生した場合は、２次元配列受光素子１０１０に照射されるスポットは図３４に示すスポット３４０１〜３４０４のようになる。スポット３４０１〜３４０４は、それぞれ図３２に示した開口部３２７１〜３２７４から出射されたバック光３２１１ｂ〜３２１４ｂのスポットである。演算／判定回路１８４０は、スポット３４０３（＃３）の出力パワー分布の検出結果に基づいて、図３２に示した発光部３２１３に頓死の予兆があると判定する。
【０１６３】
（実施の形態にかかるＬＤアレイの別の例）
図３５は、実施の形態にかかるＬＤアレイの別の例を示す正面断面図である。図３５において、図３２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図３５に示すように、ＬＤアレイ１８１０は、Ｎ電極板３２７０に透明導電膜３５０１〜３５０４が設けられていてもよい。透明導電膜３５０１〜３５０４は、それぞれ発光部３２１１〜３２１４に対応して設けられており、たとえば図３２に示した開口部３２７１〜３２７４に形成されている。透明導電膜３５０１〜３５０４は、たとえば蒸着によって形成することができる。
【０１６４】
これにより、発光部３２１１〜３２１４のバック光３２１１ｂ〜３２１４ｂを２次元配列受光素子１０１０へ透過させるとともに、Ｎ電極板３２７０に開口部３２７１〜３２７４を設けることによる電界特性の劣化を抑制することができる。透明導電膜３５０１〜３５０４には、一例としてはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）を用いることができる。
【０１６５】
（実施の形態にかかるＬＤアレイのさらに別の例）
図３６は、実施の形態にかかるＬＤアレイのさらに別の例を示す正面断面図である。図３６において、図３２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図３６に示すように、ＬＤアレイ１８１０は、図３２に示したＮ電極板３２７０に代えて、透明導電膜によって形成されたＮ電極板３６１０を設けた構成としてもよい。
【０１６６】
これにより、発光部３２１１〜３２１４のバック光３２１１ｂ〜３２１４ｂを２次元配列受光素子１０１０へ透過させるとともに、Ｎ電極板３２７０に開口部３２７１〜３２７４を設けることによる電界特性の劣化を抑制することができる。Ｎ電極板３６１０には、一例としてはＩＴＯを用いることができる。
【０１６７】
（実施の形態にかかるスポット照射のばらつきに対するトレランス）
図３７は、実施の形態にかかるスポット照射のばらつきに対するトレランスの一例を示す図である。スポット照射状態３７１０は、ＬＤアレイ１８１０から出射された各レーザ光の２次元配列受光素子１０１０への照射の理想状態を示している。スポット照射状態３７１０においては、スポット３７０１〜３７０５は一直線上に等間隔で照射されている。
【０１６８】
スポット照射状態３７２０は、ＬＤアレイ１８１０から出射された各レーザ光の２次元配列受光素子１０１０への照射の実際の状態を示している。スポット照射状態３７２０においては、スポット照射状態３７１０と比べてスポット３７０１〜３７０５の位置や大きさがばらついている。これらのばらつきは、たとえば、ＬＤアレイ１８１０の寸法公差、ＬＤアレイ１８１０の各ＬＤのパワー形状や角度、２次元配列受光素子１０１０の寸法公差、ＬＤアレイ１８１０と２次元配列受光素子１０１０との間のアライメント調整の誤差などにより発生する。
【０１６９】
これに対して、光伝送装置１８００は、受光素子が２次元状に配置された２次元配列受光素子１０１０を用い、各スポットのモニタ領域を動的に決定することにより、これらのばらつきに対するトレランスを高くすることができる。したがって、上述した各寸法やアライメント等に要する精度を緩和できるため、製造コストを低減することが可能になる。
【０１７０】
（２次元配列受光素子とＬＤアレイの位置関係のシフト）
また、光伝送装置１８００は、２次元配列受光素子１０１０とＬＤアレイ１８１０との間のＸＹ平面上の位置関係を制御する制御部を備えていてもよい。この制御部は、たとえば、２次元配列受光素子１０１０とＬＤアレイ１８１０の少なくともいずれかを移動させるアクチュエータなどによって実現することができる。
【０１７１】
この制御部は、２次元配列受光素子１０１０とＬＤアレイ１８１０との間のＸＹ平面上の位置関係を、時間の経過とともに微小変化させることにより、２次元配列受光素子１０１０に対するスポット３７０１〜３７０５の照射位置を微小変化させる。これにより、スポット３７０１〜３７０５の検出位置（モニタ領域）を時間の経過とともに変化させ、２次元配列受光素子１０１０における一定の受光素子のみにスポット３７０１〜３７０５が照射されることによる受光素子の劣化を抑制することができる。
【０１７２】
（実施の形態にかかるＬＤの特性変化）
図３８は、実施の形態にかかるＬＤの特性変化の一例を示す図である。図３８において、横軸は時間を示す。寿命仕様３８１０は、ＬＤ１１０における仕様上の寿命のタイミングである。図３８に示す例では、寿命仕様３８１０は１０年程度である。
【０１７３】
効率変化３８０１は、頓死が発生しないＬＤ１１０（良品）における電光変換の効率（ｍＷ／ｍＡ）≒光出力パワーの時間変化を示す。効率変化３８０１において、電光変換の効率は、時間経過とともに緩やかに低下していく。
【０１７４】
効率変化３８０２は、頓死が発生するＬＤ１１０（頓死品）における電光変換の効率（ｍＷ／ｍＡ）≒光出力パワーの時間変化を示す。効率変化３８０２において、電光変換の効率は、時間経過とともに緩やかに低下するが、ある時点（たとえば寿命仕様３８１０より前の時点）で急激に低下して０になる（頓死）。
【０１７５】
フィッティング係数変化３８０３は、頓死が発生するＬＤ１１０（頓死品）における上述のフィッティング係数（σｘまたはσｙ）の時間変化を示す。フィッティング係数変化３８０３において、フィッティング係数は、頓死が発生する時点より前の時点から徐々に大きくなる。これは、頓死が発生するＬＤ１１０は、頓死が発生する時点より前から徐々に光の閉じ込めが弱くなり、光パワー分布が広がるためである。また、フィッティング係数は、頓死が発生すると急激に低下する。
【０１７６】
相関係数変化３８０４は、頓死が発生するＬＤ１１０（頓死品）における上述の相関係数ρの時間変化を示す。相関係数変化３８０４において、相関係数ρは、初期状態では約１．０であり、頓死が発生する時点より前の時点から徐々に小さくなる。これは、頓死が発生するＬＤ１１０の光パワー分布が、頓死が発生する時点より前から徐々に、理想的なガウシアン形状から乱れてくるためである。また、相関係数ρは、頓死が発生すると急激に低下する。
【０１７７】
ピーク数変化３８０５は、頓死が発生するＬＤ１１０（頓死品）における上述の２次元出力パワー分布のピークの数の時間変化を示す。ピーク数変化３８０５において、ピークの数は、初期状態では１であり、頓死が発生する時点より前の時点から徐々に増加する。これは、頓死が発生するＬＤ１１０の光パワー分布が乱れ、新たなピークが発生するためである。また、ピークの数は、頓死が発生すると急激に低下する。
【０１７８】
発振波長変化３８０６は、頓死が発生するＬＤ１１０（頓死品）における発振波長の時間変化を参考として示す。発振波長変化３８０６において、発振波長は、頓死が発生する時点より僅かに前の時点において短くなる。
【０１７９】
図３８に示したように、上述したフィッティング係数（σｘ，σｙ）、相関係数ρおよびピークの数などの２次元出力パワー分布の特徴値は、ＬＤ１１０が頓死する時点より早く、初期値から変化する。このため、これらの特徴値に基づいてＬＤ１１０の頓死の予兆を判定することにより、ＬＤ１１０の頓死を早期に予測することができる。
【０１８０】
たとえば、これらの特徴値の変化は、発振波長変化３８０６に示した発振波長の変化よりも早く発生するため、これらの特徴値の変化をモニタすることにより、発振波長の変化をモニタするよりも早期にＬＤ１１０の頓死を予測することができる。また、発振波長の変化をモニタするための構成（たとえば波長フィルタおよび複数のＰＤ）を設けなくてもＬＤ１１０の頓死を予測することができるため、装置の低コスト化を図ることができる。
【０１８１】
このように、実施の形態にかかるレーザ装置１００によれば、ＬＤ１１０の出射光のスポットの各位置におけるパワーを検出することができる。そして、レーザ装置１００によれば、検出した各位置におけるパワーに基づいて、ＬＤ１１０のスポットのパワー分布と、ＬＤ１１０の出射光のトータルパワーと、を算出し、算出結果に基づいてＬＤ１１０の頓死の予兆を判定することができる。これにより、ＬＤ１１０の頓死の予兆を早期かつ高い確度で予測することができる。
【０１８２】
また、図７〜図３８においては、ＬＤ１１０の出射光のスポットにおける２次元出力パワー分布の各位置におけるパワーを検出する構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、ＬＤ１１０の出射光のスポットにおける１次元出力パワー分布（たとえば図８，図９に示した出力パワー分布８００，９００、図１５に示した出力パワー分布１５００、図１６に示した出力パワー分布１６００）を検出する構成としてもよい。この場合も、ＬＤ１１０の頓死の予兆を早期かつ高い確度で予測することができる。ただし、スポットにおける２次元出力パワー分布を検出する構成とすることにより、スポットの２次元出力パワー分布のガウシアン分布からの崩れの方向によらずに、ＬＤ１１０の頓死の予兆を早期かつ高い確度で予測することができる。
【０１８３】
図７〜図３８においては、主にレーザ装置１００におけるＬＤ１１０の頓死の予兆の判定について説明したが、光アンプ１３０のＬＤ１１０や光アンプ１５０のＳＯＡ１５１についても同様に、頓死の予兆を早期かつ高い確度で予測することができる。
【０１８４】
以上説明したように、レーザ装置、光アンプ、光伝送装置および判定方法によれば、半導体光デバイスの頓死を高い確度で予測することができる。
【０１８５】
たとえば、光通信システムの信頼性に影響する主要因は光部品の故障や寿命である。各種光部品の中でも、光通信にとって必須部品であるＬＤの故障／寿命がクリティカルである。ＬＤには、経年的に少しずつ光出力パワーが劣化する故障モード以外に（磨耗故障）、運用中に光出力パワーが突然出なくなる頓死という故障モードがあることが知られている。これに対して、上述した実施の形態によれば、たとえば、インサービス中に自律的にＬＤの頓死に至る予兆を認識し予防し、光通信システムの安価性を保持しつつ高信頼性サービスを提供することが可能になる。上述した実施の形態は、たとえば、送受信機、光ファイバ増幅器用励起光源、半導体光アンプに適用することが可能である。
【０１８６】
また、たとえば、ＬＤのフロント光またはバック光をモニタすることでＬＤの頓死を検知することが可能であるが、ＬＤの頓死の予兆を検知することは困難であった。特に、ＬＤがマルチモードファイバに結合している場合には、ＬＤの光出力パワー分布がガウシアンから変化しても、マルチモードファイバはコア径が大きいため光出力パワーの変化が発生しない、もしくは極めて少ない。このため、従来技術では、ＬＤの頓死の予兆を検知することは困難であった。
【０１８７】
これに対して、上述した実施の形態によれば、ＬＤの出射光のスポットの各位置におけるパワーを検出し、ＬＤのスポットのパワー分布を用いて判定を行うことで、ＬＤの頓死を早期に検知することが可能になる。さらに、実施の形態によれば、ＬＤのスポットのトータルパワーも加味して判定を行うことで、ＬＤの頓死を高い確度で検知することが可能になる。
【０１８８】
また、従来のＶＣＳＥＬアレイを用いた光モジュールでは、光パワーモニタを行っておらず、たとえば、予め十分な光レベルのマージンを設定しておくことで、想定される光出力パワー低下を吸収していた。このため、光デバイスの性能をフルに発揮した構成にはなっていなかった。たとえば、伝送距離や伝送速度を犠牲にして光モジュールの光パワーモニタを具備する構成とはしていなかった。
【０１８９】
また、ＶＣＳＥＬアレイの頓死の予兆についても検出手段がないために、たとえば、システム側で冗長をとることで、光モジュールの信頼性を高めることをシステム全体で実現していた。たとえば、同一のリンク間に複数の光ネットワークを構築し、現用および予備の各リンクを配置し、常にデータを二重に送受するなどの構成により、ネットワークの冗長性をとり、ＶＣＳＥＬアレイの頓死に対応していた。
【０１９０】
あるいは別の方法として、ＶＣＳＥＬアレイの中に予備のＶＣＳＥＬを設け、頓死してエラー（信号断）になった場合に、電気スイッチを用いて、送信したい信号を予備ＶＣＳＥＬに切り替えて運用していた。いずれの方法においても、システム大型化、消費電力の増大、高コスト化をまねいていた。
【０１９１】
これに対して、上述した実施の形態によれば、ＶＣＳＥＬアレイの頓死の予兆の予測が可能となり、頓死の予兆を検知した時点で冗長構成への計画的な切り替え、もしくは交換などが可能となる。このため、光リンクの冗長構成や予備のＶＣＳＥＬを用意するなどの構成が不要となり、高い信頼性を維持しつつシステムの構成を簡易化することができる。
【０１９２】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１９３】
（付記１）半導体レーザと、
前記半導体レーザからの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするレーザ装置。
【０１９４】
（付記２）前記判定部は、
前記パワー分布が第１条件を満たし、かつ前記トータルパワーが第２条件を満たした場合に前記半導体レーザに頓死の予兆があると判定し、
前記パワー分布が前記第１条件を満たさない、または前記トータルパワーが前記第２条件を満たさない場合に前記半導体レーザに頓死の予兆がないと判定する、
ことを特徴とする付記１に記載のレーザ装置。
【０１９５】
（付記３）前記判定部は、
前記パワー分布の形状の特徴値と第１基準値との差の大きさが第１閾値以上であり、かつ前記トータルパワーと第２基準値との差の大きさが第２閾値未満である場合に前記半導体レーザに頓死の予兆があると判定し、
前記特徴値と前記第１基準値との差の大きさが前記第１閾値未満であり、または前記トータルパワーと前記第２基準値との差の大きさが前記第２閾値以上である場合に前記半導体レーザに頓死の予兆がないと判定する、
ことを特徴とする付記２に記載のレーザ装置。
【０１９６】
（付記４）前記第１基準値は、前記特徴値の初期値であり、
前記第２基準値は、前記トータルパワーの初期値である、
ことを特徴とする付記３に記載のレーザ装置。
【０１９７】
（付記５）前記パワー分布は、前記スポットの２次元パワー分布であることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【０１９８】
（付記６）前記検出部は、前記スポットより広い領域の各位置であって、前記スポットの幅よりピッチが狭い各位置における光パワーを検出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【０１９９】
（付記７）前記半導体レーザを複数備え、
前記検出部は、前記半導体レーザのそれぞれの前記スポットを含む領域の各位置であって、前記スポットの幅よりピッチが狭い各位置における光パワーを検出し、
前記判定部は、前記検出部によって検出された前記領域の各位置における光パワーに基づいて、前記半導体レーザのそれぞれについて前記パワー分布と前記トータルパワーとを算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザのそれぞれの頓死の予兆を判定し、
前記判定部は、前記半導体レーザのそれぞれの前記スポットのうちの互いに重複する部分を含む各スポットについて、前記各スポットにおける光パワーのピーク位置からガウシアン近似によるパワー分布をそれぞれ仮演算し、仮演算した前記パワー分布を互いに減算することによって前記各スポットのパワー分布をそれぞれ算出する、
ことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【０２００】
（付記８）前記半導体レーザは垂直共振器面発光レーザであり、
前記垂直共振器面発光レーザのグランド電極は、前記垂直共振器面発光レーザのバック光を出射する開口部を有し、
前記検出部は、前記開口部から出射された前記バック光のスポットの各位置における光パワーを検出する、
ことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【０２０１】
（付記９）前記開口部に、前記バック光を透過させる透明導電膜が形成されたことを特徴とする付記８に記載のレーザ装置。
【０２０２】
（付記１０）前記半導体レーザは垂直共振器面発光レーザであり、
前記垂直共振器面発光レーザのグランド電極は、前記垂直共振器面発光レーザのバック光を透過させる透明導電膜によって形成されており、
前記検出部は、前記グランド電極から出射された前記バック光のスポットの各位置における光パワーを検出する、
ことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【０２０３】
（付記１１）前記検出部は、２次元配列された複数の受光素子であることを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【０２０４】
（付記１２）前記判定部は、前記出射光のスポットのパワー分布の広がりと、前記出射光のスポットのパワー分布のピークの数の変化と、の少なくともいずれかに基づいて前記半導体レーザの頓死の予兆を判定することを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載のレーザ装置。
【０２０５】
（付記１３）半導体レーザと、
入射光と前記半導体レーザからの出射光とを通過させることで前記入射光を増幅して出射する光増幅媒体と、
前記出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光アンプ。
【０２０６】
（付記１４）半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器からの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体光増幅器の頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光アンプ。
【０２０７】
（付記１５）前記出射光は前記半導体光増幅器からの自然放出光であることを特徴とする付記１４に記載の光アンプ。
【０２０８】
（付記１６）入力されたデータ信号に基づく光信号を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザからの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。
【０２０９】
（付記１７）半導体レーザまたは半導体光増幅器からの出射光のスポットの各位置における光パワーを検出し、
検出した前記光パワーに基づいて、前記出射光のスポットのパワー分布と、前記スポットのトータルパワーと、を算出し、
算出した前記パワー分布と前記トータルパワーとに基づいて前記半導体レーザまたは半導体光増幅器の頓死の予兆を判定する、
ことを特徴とする判定方法。
【符号の説明】
【０２１０】
１００  レーザ装置
１１０，１８１５，１８１８，２９１４  ＬＤ
１２０  判定装置
１２１  検出部
１２２  判定部
１３０，１５０  光アンプ
１３１  光増幅媒体
１５１  ＳＯＡ
７０１  前方端面
７０２  後方端面
７０３  ＤＬＤ
８００，９００，１５００，１６００，３０３１〜３０３４，３１３１ａ，３１３１ｂ  出力パワー分布
１０１０  ２次元配列受光素子
１１１０，１３１０，２００１〜２００９，３０１１〜３０１４，３１１１ａ，３１１１ｂ，３３０１〜３３０４，３４０１〜３４０４，３７０１〜３７０５  スポット
１２００，１４００  ２次元出力パワー分布
１２０１，１４０１，１４０２  ピーク
１７００  テーブル
１８００  光伝送装置
１８１０，２９１２  ＬＤアレイ
１８１１  前方出射光
１８１２  後方出射光
１８２０  レンズアレイ
１８３０  マルチモードリボンファイバ
１８４０  演算／判定回路
２２１０  装置制御回路
２９００  光伝送システム
２９０１〜２９０９  光ファイバ
２９１０  送信装置
２９１１  送信側電気スイッチ
２９１３  ドライバ
２９２０  受信装置
２９２１  ＰＤ
２９２２  バッファ
２９２３  受信側電気スイッチ
３０２１〜３０２４，３１２１ａ，３１２１ｂ  モニタ領域
３０４１  クロストーク部
３１０１  位置ずれ
３２１１〜３２１４  発光部
３２１１ａ〜３２１４ａ  フロント光
３２１１ｂ〜３２１４ｂ  バック光
３２２０  Ｐ電極板
３２３０，３２６０  ＤＢＲ
３２４０  アパーチャ
３２５０  活性層
３２７０，３６１０  Ｎ電極板
３２７１〜３２７４  開口部
３５０１〜３５０４  透明導電膜
３７１０，３７２０  スポット照射状態
３８０１，３８０２  効率変化
３８０３  フィッティング係数変化
３８０４  相関係数変化
３８０５  ピーク数変化
３８０６  発振波長変化
３８１０  寿命仕様
【図１】
2017098277.tif 000005
【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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【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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