(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、
前記ＬＤアレイの近傍に設けられた温度センサと、
前記ＬＤアレイの出力光をモニタする波長ロッカと、
前記波長ロッカの出力および前記温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する制御ユニットとを備え、
前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、
前記複数のレーザダイオードのうち、電流密度変化が最も少ない使用温度および使用時間である参照用レーザダイオードに対し、前記制御ユニットは、前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力とに基づき前記温度センサの出力を較正し、
前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、前記制御ユニットは、出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、前記温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、
前記制御ユニットは、前記温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする
光源装置。
【請求項２】
温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、
前記ＬＤアレイの近傍に設けられた第一の温度センサと、
前記ＬＤアレイの出力光をモニタし、第二の温度センサを有する波長ロッカと、
前記波長ロッカの出力および前記第一の温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する制御ユニットとを備え、
前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、
前記制御ユニットは、電源投入時の前記第一の温度センサの出力と前記第二の温度センサの出力とに基づき、前記第一の温度センサの出力を較正し、
前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、前記制御ユニットは、出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、前記第一の温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、
前記制御ユニットは、前記第一の温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする光源装置。
【請求項３】
温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、前記ＬＤアレイの近傍に設けられた温度センサと、前記ＬＤアレイの出力光をモニタする波長ロッカとを有し、前記波長ロッカの出力および前記温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する光源装置の制御方法であって、
前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、
前記複数のレーザダイオードのうち、電流密度変化が最も少ない使用温度および使用時間である参照用レーザダイオードに対し、前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力とに基づき前記温度センサの出力を較正し、
前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、前記温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、
前記温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする
光源装置の制御方法。
【請求項４】
温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、
前記ＬＤアレイの近傍に設けられた第一の温度センサと、
前記ＬＤアレイの出力光をモニタし、第二の温度センサを有する波長ロッカとを備え、
前記波長ロッカの出力および前記第一の温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する光源装置の制御方法であって、
前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、
電源投入時の前記第一の温度センサの出力と前記第二の温度センサの出力とに基づき、前記第一の温度センサの出力を較正し、
前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、前記第一の温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、
前記第一の温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする光源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長分割多重に適した光源装置及びその光源装置の波長制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的多量の情報を伝送するために、光ファイバ伝送路を用いた光通信システムが使用されている。そのために低損失（例えば０．２ｄＢ／ｋｎ）な光ファイバが光ファイバ伝送路として製造され使用されている。加えて、長距離の伝送を可能にするために、光ファイバ伝送路における損失を補償するための光増幅器が使用されている。
【０００３】
一本の光ファイバによる伝送容量を増大させるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）が知られている。ＷＤＭを採用したシステムにおいては、異なる波長を有する複数の光キャリアがデータにより個別に変調される。各変調されたキャリアは、光信号を伝送するＷＤＭシステムの１つのチャネルを与える。これらの光信号（即ち変調されたキャリア）は次いで光マルチプレクサにより波長分割多重され、ＷＤＭ信号光が得られる。ＷＤＭ信号光は光ファイバ伝送路を介して伝送される。伝送路を介して受信されたＷＤＭ信号光は、光デマルチプレクサにより個々の光信号に分けられる。従ってこれら個々の光信号に基づいてデータが検出され得る。このように、ＷＤＭを適用することによって、ＷＤＭのチャネル数に従って一本の光ファイバの伝送容量の増大が可能になる。
【０００４】
近年では、１つの点と他の１つの点とを光ファイバにより接続してなるシステムだけでなく、複数の点の間を光ファイバ伝送路により接続してなる光波ネットワークの構築が望まれている。ＷＤＭによると、光ファイバの広帯域性及び大容量性を有効利用することができ、更に適切な光フィルタを用いることにより、変調方式や伝送速度によらず光信号の選択、分岐及び挿入が可能となり、従ってＷＤＭは光波ネットワークを構築する上で有効な技術である。近年、ＩＰ（インターネットプロトコル）トラフィックが急増しており、それに対応するため、ＷＤＭ伝送装置の導入が相次いで実施されている。
【０００５】
ＷＤＭでは、波長（光周波数）の異なる複数の光源が必要である。現在では、１００ＧＨｚ間隔の波長配置が主流であり、８乃至１２８波程度の波長分割多重を行うシステムが開発されている。この種のシステムにおいて使用される光源は通常ＤＦＢ（分布帰還）レーザであり、発振波長ごとに個別品種化された固定波長光源として提供されている。例えば、３２波のＷＤＭシステムでは、３２種類の光源（レーザ）が存在し、将来的に波長多重数が更に増大してきた場合には、予備光源の品種が増大し深刻な問題となり得る。
【０００６】
この問題に対処するためには、１つで複数の波長をまかなうことができるチューナブルレーザが有効である。即ち、チューナブルレーザは一台で複数波長に対応することができるので、ＷＤＭの光源の予備（スペア）として品種削減に有効である。また、光信号の分岐及び挿入を行うための光ＡＤＭ（アッドドロップマルチプレクサ）においても、光信号を挿入する際にチューナブルレーザを用いることにより任意の空きチャネルの波長で光信号を挿入することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、８個のＤＦＢレーザを集積化し、温度により発振波長を制御するチューナブルレーザが開発されている。このチューナブルレーザでは、一台で多波長の光信号を出力することができるという利点を有している反面、チューナブルレーザと組み合わせて使用されるべき波長制御装置の構成が複雑になるという問題がある。
【０００８】
よって、本発明の目的は、ＷＤＭに適用可能な光源装置において、波長制御を容易に行い得るようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面によると、温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、前記ＬＤアレイの近傍に設けられた温度センサと、前記ＬＤアレイの出力光をモニタする波長ロッカと、前記波長ロッカの出力および前記温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する制御ユニットとを備え、前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、前記複数のレーザダイオードのうち、電流密度変化が最も少ない使用温度および使用時間である参照用レーザダイオードに対し、前記制御ユニットは、前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力とに基づき前記温度センサの出力を較正し、前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、前記制御ユニットは、出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、前記温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、前記制御ユニットは、前記温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする
光源装置が提供される。
【００１１】
本発明の第２の側面によれば、温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、前記ＬＤアレイの近傍に設けられた第一の温度センサと、前記ＬＤアレイの出力光をモニタし、第二の温度センサを有する波長ロッカと、前記波長ロッカの出力および前記第一の温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する制御ユニットとを備え、前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、前記制御ユニットは、電源投入時の前記第一の温度センサの出力と前記第二の温度センサの出力とに基づき、前記第一の温度センサの出力を較正し、前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、前記制御ユニットは、出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、前記第一の温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、前記制御ユニットは、前記第一の温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする光源装置が提供される。
【００１２】
本発明の第３の側面によれば、温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、前記ＬＤアレイの近傍に設けられた温度センサと、前記ＬＤアレイの出力光をモニタする波長ロッカとを有し、前記波長ロッカの出力および前記温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する光源装置の制御方法であって、前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、前記複数のレーザダイオードのうち、電流密度変化が最も少ない使用温度および使用時間である参照用レーザダイオードに対し、前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の前記参照用レーザダイオードの出力波長が安定したときの前記温度センサの出力とに基づき前記温度センサの出力を較正し、前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記温度センサの出力と、前記温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、前記温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする光源装置の制御方法が提供される。
【００１３】
本発明の第４の側面によると、温度により出力光の中心波長が変化する複数のレーザダイオードを有し、同時に前記複数のレーザダイオードのうち１つのみが駆動するＬＤアレイと、前記ＬＤアレイの近傍に設けられた第一の温度センサと、前記ＬＤアレイの出力光をモニタし、第二の温度センサを有する波長ロッカとを備え、前記波長ロッカの出力および前記第一の温度センサの出力に基づき前記ＬＤアレイの温度を制御する光源装置の制御方法であって、前記複数のレーザダイオードは、同一温度で駆動されたときに中心波長が異なり、電源投入時の前記第一の温度センサの出力と前記第二の温度センサの出力とに基づき、前記第一の温度センサの出力を較正し、前記参照用レーザダイオード以外の前記複数のレーザダイオードに対し、出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、製造時の出力波長が安定したときの前記第一の温度センサの出力と、前記第一の温度センサ出力の較正結果に基づき、電流密度変化量を算出し、前記第一の温度センサ出力の較正結果および前記電流密度変化量に基づき、前記複数のレーザダイオードのうち１つを駆動することを特徴とする光源装置の制御方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１はＷＤＭに適用可能なチューナブルレーザのチップ構成を示す透視図である。このチューナブルレーザは、アレイ状に配列された複数のＤＦＢ−ＬＤ（レーザダイオード）素子２と、光カプラ４と、半導体光増幅器（ＳＯＡ）６とを同一の基板８上に集積化して構成されている。各ＤＦＢ−ＬＤ素子２から出力された光信号は光カプラ４を介して半導体光増幅器６に供給され、そこで増幅されて出力される。
【００１６】
複数のＤＦＢ−ＬＤ素子２は、同一温度で駆動されたときに一定間隔（例えば４００ＧＨｚ（３．２ｎｍ））ずつで中心波長が異なるように設計されている。各ＤＦＢ−ＬＤ素子２は、０．０８〜０．１１ｎｍ／℃程度の発振波長の温度依存性を有しており、従って、約８〜１０℃の温度変化を与えることによって発振波長は０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）変化することになる。つまり、３０℃温度を変化させると、ＩＴＵ−Ｔで勧告されているグリッド４チャネル分（３００ＧＨｚ）発振波長が変化する。従って、ＤＦＢ−ＬＤ素子２の１つが４チャネルを担当することができるとすれば、８素子で３２チャネル（５０ＧＨｚの波長間隔の配置では６４チャネル）の帯域をカバーすることが可能である。
【００１７】
図２は図１に示されるチューナブルレーザの波長チャネルの分担例を示す図である。縦軸は波長、横軸は温度を表しており、８つのＤＦＢ−ＬＤ素子２（ＤＦＢ＃１〜ＤＦＢ＃８）がそれぞれ短波長側から順に４チャネルづつ分担している例が示されている。
【００１８】
図３は本発明による光源装置としての光源モジュールの実施形態を示す図である。この光源モジュールは、モジュールハウジング１０内に光源ユニット１２と制御ユニット（マルチ波長ロッカー）１４とを有している。
【００１９】
光源ユニット１２は、ハウジング１０に対して熱交換可能に設けられたペルチェ素子１６と、ペルチェ素子１６上に固定されたＬＤベース１８と、ベース１８上に設けられたＬＤアレイチップ２０と、ＬＤアレイチップ２０の近傍に設けられた温度センサとしてのサーミスタ２４とを備えている。ＬＤアレイチップ２０としては、例えば図１に示されるチューナブルレーザが使用可能である。ＬＤアレイチップ２０から出力された光は、レンズ２６を介して出力される。
【００２０】
制御ユニット１４は、ハウジング１０に対して熱交換可能に設けられたペルチェ素子２８と、ペルチェ素子２８上に固定されたエタロンベース３０と、ベース３０上に設けられたエタロンフィルタ３２及びガラスブロック３４とを備えている。ガラスブロック３４は、台形柱形状を有しており、その長手方向に光源ユニット１２から出力された光が透過するように設けられている。ガラスブロック３４の入力側及び出力側の斜面にはそれぞれカプラ膜３６及び３８が設けられており、光源ユニット１２から出力された光の一部がそれぞれカプラ膜３６及び３８により分岐されるようになっている。カプラ膜３６で分岐された光は、エタロンフィルタ３２を透過してフォトディテクタ４０によりその強度に応じた電気信号に変換される。カプラ膜３８で分岐された光は、そのままフォトディテクタ４２によりその強度に応じた電気信号に変換される。
【００２１】
エタロンフィルタ３２の透過率は光の波長又は周波数に従って周期的に変化する。従って、フォトディテクタ４０及び４２の受光レベルの比が一定になるようにＤＦＢ−ＬＤ素子２の温度を変化させることによって、波長制御が可能である。
【００２２】
マルチ波長ロッカーの一部として使用されるエタロンフィルタ３２は、その材質にもよるが例えば一般的なガラス材質では約１０ｐｍ／℃の温度依存性を有している。従って、エタロンフィルタ３２がＬＤアレイチップ２０と同じベースに載置されていると、ＬＤアレイチップ２０の温度変化によってエタロンフィルタ３２の透過ピークが変動する。そこで、この実施形態では、ＬＤアレイチップ２０が載置されるＬＤベース１８とは別に設けられたエタロンベース３０にエタロンフィルタ３２が載置されている。
【００２３】
エタロンフィルタ３２としては、ＷＤＭの波長間隔の２倍の周期のＦＳＲ（フリースペクトラルレンジ）を持つものを使用するため、引き込み範囲は幅で波長間隔の２倍程度しかない。より特定的には、波長間隔が１００ＧＨｚである場合には、引き込み幅は±１００ＧＨｚ（幅として２００ＧＨｚ）より狭い。そのため、波長ロッカーで波長引き込み処理を行う前に、サーミスタ２４でのモニタ温度を目標とした温度制御によってＬＤアレイチップ２０の初期立ち上げ波長を波長ロッカーの引き込みレンジ内に制御することが重要である。サーミスタ２４でのモニタ温度を目標として引き込んだ立ち上げ波長が隣の波長引き込み可能範囲内だった場合、エタロンフィルタ３２の透過率の波長に対する周期性において、間違って隣の波長に引き込まれる可能性がある。以下、ＬＤアレイチップ２０の初期立ち上げ波長変動を波長ドリフトと称する。
【００２４】
マルチ波長ロッカーの波長引き込み範囲内に入るまで、サーミスタ２４を基準にして各ＬＤの温度が目標温度まで引き込まれる。目標温度まで引き込まれた後は、エタロンフィルタ透過後のフォトディテクタ４０によるモニタパワーを用いて目標パワーになるように制御される。従って、サーミスタ２４により測定された温度が波長ドリフトにより製造時の温度から変化したとしても、目標波長まで引き込むことが可能である。
【００２５】
例えば、１５５０．０ｎｍ，＋５ｄＢｍを出力するためにＬＤ素子２の１つを駆動するとして、マルチ波長ロッカーで引き込んだときの設定値が、製造時は１００ｍＡ，２５℃であったとする。長年その素子を使用したのち、マルチ波長ロッカーで引き込み後の設定値が１２０ｍＡ，２８℃に変化していても、マルチ波長ロッカーを基準としているため、見た目には同じ波長の光が出力されている。しかし、さらにその素子が劣化し、波長ドリフトが大きくなって、その素子で１５５０．０ｎｍを出力するためには１３０ｍＡ，３３℃に設定しなければならない場合、立ち上げ時は製造時の１００ｍＡ，２５℃に制御しようとするため、実際の１５５０．０ｎｍ，＋５ｄＢｍではなく、１５４９．２ｎｍ，＋３ｄＢｍという光が出力されることがあり得る。この場合、マルチ波長ロッカーは隣のロック点へ引き込もうとするため、求められている１５５０．０ｎｍに制御することができないという問題が生じる。
【００２６】
ＬＤアレイチップ２０の波長ドリフトの要因を調査した結果、次のことが判明した。
【００２７】
（１）  ＬＤ電流密度変化に関しては、短波長側及び長波長側のドリフト量はそれぞれ−４３３ｐｍ及び４３３ｐｍであった。
【００２８】
（２）  サーミスタ劣化による波長ドリフトに関しては、短波長側及び長波長側のドリフト量はそれぞれ−２０ｐｍ及び８５３ｐｍであった。
【００２９】
（３）  ＬＤケース（モジュールハウジング１０）の温度のあおりによる波長ドリフトに関しては、短波長側及び長波長側のドリフト量はそれぞれ−２８ｐｍ及び５０ｐｍであった。
【００３０】
従って、合計では、短波長側及び長波長側のドリフト量はそれぞれ−４８１ｐｍ及び１３３６ｐｍであった。
【００３１】
（１）〜（３）の全ての要因が重なると、最大で−０．５〜＋１．３ｎｍまで同一温度に制御したときの立ち上げ波長が変化することになる。波長間隔が０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）である場合、マルチ波長ロッカー（エタロンフィルタ３２）で波長を引き込むことができる幅は最大で−０．８〜＋０．８ｎｍであるため、長波長側のグリッドに引き込まれる可能性がある。また、波長間隔が０．４ｎｍ（５０ＧＨｚ）である場合、波長引き込み可能範囲は最大で−０．４〜＋０．４ｎｍであるため、両隣のグリッドに引き込まれる可能性がある。
【００３２】
（１）  ＬＤ電流密度変化による波長ドリフトは、ＬＤを長時間使用することによってＬＤの電流密度が変化し、同一温度における発振波長が変化することを意味する。これは急激な変化ではなく、長時間の使用によって徐々に変化するものである。
【００３３】
（２）  サーミスタ劣化による波長ドリフトでは、波長が長波長側に大きくずれている。８素子のアレイで多波長をカバーするためには、温度制御によりチップの設定温度を１５〜５０℃まで変化させる必要がある。高温で長時間使用した場合、或いはサーミスタの熱時定数よりも早い周期で温度を変化させる場合、サーミスタ自身の劣化やサーミスタを固定している接着剤の劣化が生じ、実際の温度とサーミスタによるモニタ温度との間にずれが生じるという問題が発生する。（１）と同様にサーミスタ劣化は急激に発生するものではない。
【００３４】
（３）  ＬＤケースの温度のあおりによる波長ドリフトは、ＬＤの温度とケースの温度との差によって熱が回りこみ、ＬＤチップ温度が変化することを表す。これは経時劣化とは関係なく、環境温度の変化や波長切り替え時に生じるドリフトである。
【００３５】
（２）のサーミスタ劣化による波長ドリフトを改善するために別の温度センサを用いたとしても、（１）と（３）だけでエタロンの波長引き込み幅（例えば±０．４ｎｍ）を超えているため、この波長ドリフトを補償することが求められている。
【００３６】
図４は本発明による光源装置（波長制御装置を含む）のブロック図である。制御や駆動に関連する種々の演算を行うために、ＣＰＵ４６が設けられている。ＣＰＵ４６は、演算のためのデータやプログラムが格納されたＥＥＰＲＯＭ４８に双方向バスにより接続されている。また、ＣＰＵ４６は演算結果を一時的に記憶するためのＲＡＭ５０に双方向バスにより接続されている。図３に示される光源モジュール５１のＬＤアレイチップ２０を駆動するためにＬＤ駆動回路５３が設けられており、駆動回路５３にはＤ／Ａコンバータ５２を介してＣＰＵ４６から駆動電流等に関するデータが供給される。光源モジュール５１のフォトディテクタ４０及び４２の出力はＡ／Ｄコンバータ５４を介してＣＰＵに供給される。ＬＤアレイチップ２０及びエタロンフィルタ３２の温度を制御するために、ペルチェ素子１６及び２８には温度制御回路５６が接続されており、制御回路５６には制御のための信号がＣＰＵ４６からＤ／Ａコンバータ５８を介して供給される。温度制御に関連する温度測定のためのサーミスタ２４及び４４の出力はＡ／Ｄコンバータ６０を介してＣＰＵ４６に供給される。
【００３７】
今、ＬＤアレイチップ２０が８アレイの素子であるとすると、各ＬＤの発振波長は１０℃で約０．８ｎｍ変化するので、先に示したように、図２に示されるように３．２ｎｍ間隔で各ＬＤの中心波長を設計すると、３０℃の変化で４波長をカバーすることができる。従って、８アレイである場合、連続した３２波（０．８ｎｍ間隔）をカバーすることができる。
【００３８】
望ましくは、８つのＬＤの内の１つのＬＤをリファレンスとして、通常は使用しないようにする。この場合、７つのＬＤで４波長ずつ分担し、２８波長が出力可能なチューナブルレーザとなる。より一般的には、ａ個のＬＤをアレイ化し、ｂ波長ずつ分担させ、最大でａ×ｂ波長を出力可能なチューナブルレーザを得ようとする場合には、（ａ＋１）個のＬＤをアレイ化しておき、１つはリファレンス用として通常は使用しないようにする。
【００３９】
或いはまた、図５に示されるように、全てのＬＤを使用して出力可能なチャネル数を増やす場合、低温側でしか常用しないＬＤをリファレンスとする。図５は波長チャネルの他の分担例を表として示しており、ここでは、第４４チャネル（ＣＨ４４）を担当しているアレイ８がリファレンスとなっている。リファレンスとなったＬＤ（ここではアレイ８）は通常使用しても構わないが、通常使用時はＬＤ劣化（電流密度或いはその変化）を小さくするために、常に常温以下で使用することが望ましい。
【００４０】
リファレンスとなったＬＤは、常用されないので、劣化が少なく、従ってＬＤ電流密度変化が殆どない。そのため、リファレンスとしてのＬＤをその製造時に波長ロッカーで波長安定化した後の温度設定値（Ｔｒｅｆ１）と、長時間（例えば１０年程度）経過したのちに波長ロッカーで波長安定化した後の温度設定値（Ｔｒｅｆ２）が異なっている場合、そのずれ分（Ｔｒｅｆ１−Ｔｒｅｆ２）はサーミスタの劣化によるものと考えられる。つまり、ＬＤ電流密度の変化が少ないＬＤを用いて、初期温度設定値と最新の温度設定値とを比較し、その差をサーミスタ劣化に起因するものとすることによって、サーミスタ劣化量（初期温度設定値とのずれ）を把握することが可能となる。
【００４１】
前述した（３）のＬＤケース温度のあおりは、（１）及び（２）の要因と比較して非常に小さく、初期引き込み時のような比較的制御時間に余裕のある状態では無視することができるので、擬似的に次のように考えることができる。
【００４２】
（ＬＤの波長ドリフト量）＝（（１）のＬＤ電流密度変化分）＋（（２）のサーミスタ劣化分）
従って、各ＬＤの波長ドリフト量とサーミスタ劣化分とが分かれば、ＬＤ電流密度変化を個別に算出することができ、それを補償することができる。各ＬＤの波長ドリフト量は、製造時に調整した温度設定値Ｔｒｅｆ１と、一定時間経過後の最新の温度設定値Ｔｒｅｆ３とを比較することで算出可能である。より特定的には、次の式によって算出可能である。
【００４３】
（波長ドリフトに相当する温度変化）＝Ｔｒｅｆ１−Ｔｒｅｆ３
また、ＬＤアレイチップ２０の温度を検出するためのサーミスタ２４は、この実施形態ではひとつだけなので、（２）のサーミスタ劣化による波長ドリフトは８つのＬＤで共通であるのに対して、（１）のＬＤ電流密度変化はＬＤの使用頻度によって個別に異なる。
【００４４】
そのため、あるＬＤで算出した波長ドリフト量を用いて他のＬＤの補正を行おうとしても、正しい補正は困難である。
【００４５】
従って、ＬＤ個別に波長ドリフト量を算出する必要がある。８つのＬＤのそれぞれの波長ドリフト量λｎを蓄積し、光出力中のＬＤに対して例えば一定の時間間隔で最新の温度設定値Ｔｒｅｆを各ＬＤに関して更新していくことで常に各ＬＤの波長ドリフトに相当する温度変化分を把握することができ、ＬＤ個別に波長ドリフトの補正を行うことができる。
【００４６】
図６を参照すると、図４に示される装置において、波長ドリフトを補正した立ち上げ処理のフローチャートが示されている。まず、ステップ１０１では、装置の電源が投入され、立ち上げ処理が開始される。次いで、ＥＥＰＲＯＭ４８に記憶されている設定値を用いてリファレンス用のＬＤが立ち上げられる。そして、ステップ１０３ではリファレンス用ＬＤの温度が設定値によって決定される目標温度に安定化されるように温度制御回路５６が動作し、リファレンス用ＬＤからの光出力が開始される。
【００４７】
そののち、ステップ１０４では、マルチ波長ロッカーを用いた波長引き込み処理、即ちフィードバック制御がリファレンス用ＬＤに関して行われる。
【００４８】
次いで、ステップ１０５では、サーミスタ劣化（サーミスタ２４の劣化）が算出される。より特定的には、波長引き込み後の最新温度設定値と初期温度設定値とが比較され、サーミスタ劣化温度分が算出される。即ち、次の式で表される演算が実行される。
【００４９】
（サーミスタ劣化温度分）＝（初期温度設定値）−（最新温度設定値）
その後、ステップ１０６では、リファレンス用ＬＤがオフにされ、所望チャネルの設定データがＥＥＰＲＯＭ４８から読み込まれる。
【００５０】
そして、ステップ１０７では、所望チャネルに関してＬＤ電流密度変化が算出される。より特定的には所望チャネルの波長の光を出力するＬＤの最新温度設定値が読み込まれ、初期温度設定値との温度ずれが算出される。そして、その温度ずれとステップ１０５で算出されたサーミスタ劣化温度分とから所望チャネルのＬＤの電流密度変化が算出される。即ち、次の式で表される演算が実行される。
【００５１】
（ＬＤ電流密度変化）＝[（所望チャネルの初期温度設定値）−（最新温度設定値）]−（サーミスタ劣化温度分）
そして、ステップ１０８では所望チャネルに関して温度補正が実行される。より特定的には所望チャネルのＬＤの立ち上げ温度が次の式に従って補正される。
【００５２】
（ＬＤ立ち上げ温度）＝（ＬＤの初期温度設定値）＋（サーミスタ劣化分）＋（ＬＤ電流密度変化）
次いで、ステップ１０９では、所望チャネルに関して温度制御が開始される。
【００５３】
そして、ステップ１１０で、ステップ１０９における温度制御の結果が安定した後、そのチャネルに関して光出力がオンにされる。
【００５４】
そして、ステップ１１１により、そのチャネルに関してマルチ波長ロッカーによる波長引き込み処理が行われ、立ち上げ処理が終了する。
【００５５】
なお、この立ち上げ処理が終了した後、マルチ波長ロッカーで波長制御を行いながら、一定時間間隔でそのときに出力中のＬＤの温度設定値を記憶しておくことによって、前述した補正処理の更新を容易に行うことができる。
【００５６】
この実施形態では、８個のＬＤを有するＬＤアレイチップ２０に関して説明したが、それ以外のものでももちろん差し支えない。例えば、４つのＬＤである場合には、その内の１つをリファレンスとして、残り３つのＬＤを通常使用するようにすれば良い。より一般的には、Ｎ個のＬＤを有するＬＤアレイチップを用いる場合には、ｋ（１≦ｋ＜Ｎ）個のＬＤをリファレンスとし、残りを通常使用する構成とすれば良い。
【００５７】
リファレンス用のＬＤとしては、アレイの端のＬＤを用いることが望ましい。アレイの中央付近のＬＤをリファレンス用にした方が全ＬＤの平均が取れるという利点があるが、リファレンス用のＬＤを中央付近のＬＤにすると、ＬＤアレイチップの製造に際しての中心波長の制御が困難になることがある。これは、リファレンス用ＬＤ以外のＬＤを位置的に連続して一括形成した方が製造に際しての波長制御が容易であるからである。
【００５８】
一方、ＬＤアレイチップ２０の温度を検出するためのサーミスタ２４は、全ＬＤの温度を一括してモニタリングするために、図７に示されるように、全ＬＤの配列方向の概ね中央の近傍に位置していることが望ましい。なお、図７において、ＬＤ１〜ＬＤ８は図１に示されるＤＦＢ−ＬＤ素子２に対応している。
【００５９】
個々のＬＤの波長ドリフト量に相当する温度変化分は、最新温度設定値と初期温度設定値とを比較することで算出可能である。また、サーミスタ劣化量を把握することができれば、各ＬＤの電流密度変化を個別に算出することができる。
【００６０】
図３に示される光源モジュールにおいては、ＬＤアレイチップ２０の温度検出用にサーミスタ２４が用いられ、エタロンフィルタ３２の温度検出用にサーミスタ４４が用いられている。サーミスタ２４は、ＬＤベース１８に搭載されているので、出力波長チャネルが変化するたびにその温度が変化する。従って、サーミスタ２４の温度は最高で５０℃近くで維持されることがあり、その劣化が激しい。一方、サーミスタ４４は、エタロンフィルタ３２の温度を２５〜３０℃の範囲内の一定温度に制御するために用いられるので、温度変化は比較的小さく、サーミスタ４４の劣化は少ない。
【００６１】
このように、サーミスタ２４及び４４の温度は独立に変化するのであるが、光源モジュールの電源投入前はモジュール内の温度分布は比較的緩やかであるから、サーミスタ２４及び４４の位置ではほぼ同一の温度がモニタリングされると考えられる。従って、電源投入直後で且つ温度制御を開始する前にサーミスタ２４及び４４によりそれぞれ温度のモニタリングを行い、その差分をサーミスタ２４の劣化に起因するものとみなすことで、サーミスタ２４の劣化量を把握することができる。
【００６２】
今、ある環境温度における製造時のサーミスタ２４及び４４の温度がそれぞれＴ１及びＴ２であったとする。そして、この光源モジュールを長時間使用したのちに、電源投入直後で且つ温度制御開始前のサーミスタ２４及び４４の温度がそれぞれＴ３及びＴ４であったとする。この場合、初期のサーミスタ間の温度差ΔＴｆは（Ｔ１−Ｔ２）であり、長時間経過した後のサーミスタ間の温度差ΔＴｌは（Ｔ３−Ｔ４）である。
【００６３】
サーミスタ４４の劣化を無視すると、長時間経過後と初期のサーミスタ間の温度差の差は、次のようにあらわされる。
【００６４】
ΔＴｆ−ΔＴｌ＝（Ｔ１−Ｔ２）−（Ｔ３−Ｔ４）＝（Ｔ１−Ｔ３）−（Ｔ２−Ｔ４）
仮に環境温度が同一でＴ２＝Ｔ４であると仮定すると、次のようになる。
【００６５】
（ΔＴｆ−ΔＴｌ＝Ｔ１−Ｔ３）この式で与えられる値は初期と長時間経過後のサーミスタ２４の温度差、つまりサーミスタ１の劣化分を意味している。また、Ｔ２＝Ｔ４でない場合でも、製造時にサーミスタ間の温度差ΔＴｆ＝Ｔ１−Ｔ２の値をＥＥＰＲＯＭ４８に蓄積しておき、毎回立ち上げるたびにΔＴｌ＝Ｔ３−Ｔ４を測定することによって、常にサーミスタ２４の最新の劣化分を把握することができる。これをより具体的に説明する。
【００６６】
図８は波長ドリフトを補正した立ち上げ処理を説明するための他のフローチャートである。まず、ステップ２０１では、光源モジュールの電源が投入され、立ち上げ処理が開始される。
【００６７】
ステップ２０２では、サーミスタ２４及び４４で温度がモニタリングされ、その差分と製造初期の差分とが比較され、サーミスタの劣化が算出される。なお、製造初期の差分ΔＴｆの値（Ｔ１−Ｔ２）はＥＥＰＲＯＭ４８から読み込まれる。
【００６８】
次に、ステップ２０３では、所望の波長チャネルを出力するＬＤの最新の温度設置値が読み込まれ、初期温度設定値との温度ずれが算出される。そして、その温度ずれとステップ２０２で算出されたサーミスタ劣化温度分とから所望チャネルを出力するＬＤの電流密度変化が次式によって算出される。
【００６９】
（ＬＤ電流密度変化）＝[（所望チャネルの初期温度設定値）−（最新温度設定値）]−サーミスタ劣化温度分（ΔＴｆ−ΔＴＬ）
そして、ステップ２０４では所望チャネルに関して温度補正が実行される。より特定的には所望チャネルのＬＤの立ち上げ温度が次の式に従って補正される。
【００７０】
（ＬＤ立ち上げ温度）＝（ＬＤの初期温度設定値）＋（サーミスタ劣化分）＋（ＬＤ電流密度変化）
次いで、ステップ２０５では、所望チャネルに関して温度制御が開始される。
【００７１】
そして、ステップ２０６で、ステップ２０５における温度制御の結果が安定した後、そのチャネルに関して光出力がオンにされる。
【００７２】
そして、ステップ２０７により、そのチャネルに関してマルチ波長ロッカーによる波長引き込み処理が行われ、立ち上げ処理が終了する。
【００７３】
なお、この立ち上げ処理が終了した後、マルチ波長ロッカーで波長制御を行いながら、一定時間間隔でそのときに出力中のＬＤの温度設定値を記憶しておくことによって、前述した補正処理の更新を容易に行うことができる。
【００７４】
この実施形態では、サーミスタ２４及び４４が同一のモジュールハウジング１０内に設けられているが、ＬＤベース１８とエタロンベース３０とを別のハウジング内に設けることによってサーミスタ２４及び４４が異なるハウジング内にあるようにしてもよい。
【００７５】
また、この実施形態では、サーミスタ４４は波長ロッカー用に設けられたものであるが、高温でなく且つ大きな温度変化を伴わないように使用されるサーミスタであればどのようなものでもサーミスタ４４に代えて用いることができる。
【００７６】
さらに、２つより多くのサーミスタを用い、同様に本発明を実施しても良い。なお、この場合には、少なくとも１つのサーミスタが高温でなく且つ大きな温度変化を伴わない場所に設けられることが望ましい。
【００７７】
また、立ち上げ時のＬＤモジュールの温度が常に同じ（Ｔ２＝Ｔ４）になるように、ＬＤモジュール全体を温度制御素子（ペルチェクーラ）の上に搭載し、モジュール全体を温度制御することによって、立ち上げ時のモジュール温度を同一にすることもできる。
【００７８】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００７９】
（付記１）  複数のレーザダイオードと、
上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた温度センサと、
上記温度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御することによりその発振波長を制御する制御ループと、
上記複数のレーザダイオードから選択される参照レーザダイオードの温度制御条件に従って他のレーザダイオードの温度制御条件を補償する手段とを備えた光源装置。
【００８０】
（付記２）  付記１に記載の光源装置であって、
上記複数のレーザダイオードには互いに異なる複数の波長が割り当てられており、上記複数のレーザダイオードは択一的に駆動される光源装置。
【００８１】
（付記３）  付記１に記載の光源装置であって、
上記温度センサはサーミスタである光源装置。
【００８２】
（付記４）  付記１に記載の光源装置であって、
上記参照レーザダイオードの温度制御条件の変化は初期温度設定値と最新の温度設定値の比較結果を含み、それにより上記温度センサの劣化が上記他のレーザダイオードの温度制御条件の補償に反映される光源装置。
【００８３】
（付記５）  付記４に記載の光源装置であって、
上記参照レーザダイオードは上記他のレーザダイオードに対して相対的に低温になるように駆動される光源装置。
【００８４】
（付記６）  付記１に記載の光源装置であって、
上記参照レーザダイオードは上記複数のレーザダイオードの端に位置している光源装置。
【００８５】
（付記７）  付記１に記載の光源装置であって、
上記温度センサは上記複数のレーザダイオードの概ね中央の近傍に位置している光源装置。
【００８６】
（付記８）  付記１に記載の光源装置であって、
上記制御ループは、上記複数のレーザダイオードに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に周期的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過光の強度が一定になるように上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００８７】
（付記９）  複数のレーザダイオードを有する光源装置の波長制御装置であって、
上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた温度センサと、
上記温度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御することによりその発振波長を制御する制御ループと、
上記複数のレーザダイオードから選択される参照レーザダイオードの温度制御条件の変化に従って他のレーザダイオードの温度制御条件を補償する手段とを備えた制御装置。
【００８８】
（付記１０）  付記９に記載の制御装置であって、
上記温度センサはサーミスタである光源装置。
【００８９】
（付記１１）  付記９に記載の制御装置であって、
上記参照レーザダイオードの温度制御条件の変化は初期温度設定値と最新の温度設定値の比較結果を含み、それにより上記温度センサの劣化が上記他のレーザダイオードの温度制御条件の補償に反映される光源装置。
【００９０】
（付記１２）  付記９に記載の制御装置であって、
上記制御ループは、上記複数のレーザダイオードに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に周期的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過光の強度が一定になるように上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００９１】
（付記１３）  複数のレーザダイオードと、
上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた第１の温度センサと、
上記複数のレーザダイオードが駆動されるときに上記第１の温度センサが設けられる位置と比較して相対的に低温な位置に設けられる第２の温度センサと、
上記第１の温度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御することによりその発振波長を制御する制御ループと、
上記第２の温度センサの検出温度に従って上記第１の温度センサの検出温度を補償する手段とを備えた光源装置。
【００９２】
（付記１４）  付記１３に記載の光源装置であって、
上記複数のレーザダイオードには互いに異なる複数の波長が割り当てられており、上記複数のレーザダイオードは択一的に駆動される光源装置。
【００９３】
（付記１５）  付記１３に記載の光源装置であって、
上記第１及び第２の温度センサの各々はサーミスタである光源装置。
【００９４】
（付記１６）  付記１３に記載の光源装置であって、
上記制御ループは、上記複数のレーザダイオードに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に周期的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過光の強度が一定になるように上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００９５】
（付記１７）  付記１６に記載の光源装置であって、
上記第２の温度センサは上記光フィルタの近傍に設けられ、
上記第２の温度センサの出力に基づき上記光フィルタの温度が一定に維持されるように制御する手段を更に備えた光源装置。
【００９６】
（付記１８）  複数のレーザダイオードを有する光源装置の波長制御装置であって、
上記複数のレーザダイオードの近傍に設けられた第１の温度センサと、
上記複数のレーザダイオードが駆動されるときに上記第１の温度センサが設けられる位置と比較して相対的に低温な位置に設けられる第２の温度センサと、
上記第１の温度センサの出力に基づき上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御することによりその発振波長を制御する制御ループと、
上記第２の温度センサの検出温度に従って上記第１の温度センサの検出温度を補償する手段とを備えた制御装置。
【００９７】
（付記１９）  付記１８に記載の制御装置であって、
上記第１及び第２の温度センサの各々はサーミスタである制御装置。
【００９８】
（付記２０）  付記１８に記載の制御装置であって、
上記制御ループは、上記複数のレーザダイオードに光学的に結合され透過率が波長に対して実質的に周期的に変化する光フィルタと、上記光フィルタの透過光の強度が一定になるように上記複数のレーザダイオードの各々の温度を制御する手段とを含む光源装置。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ＷＤＭに適用可能な光源装置において、波長制御を容易に行い得るようになるという効果が生じる。本発明の特定の実施形態による効果は以上説明した通りであるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はＷＤＭに適用可能なチューナブルレーザのチップ構成を示す透視図である。
【図２】図２は図１に示されるチューナブルレーザの波長チャネルの分担例を示す図である。
【図３】図３は本発明による光源装置としての光源モジュールの実施形態を示す図である。
【図４】図４は本発明による光源装置の波長制御装置の実施形態を示すブロック図である。
【図５】図５は波長チャネルの他の分担例を表として示した図である。
【図６】図６は本発明による制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７はＬＤアレイチップにおけるサーミスタの配置位置を説明するための図である。
【図８】図８は本発明による制御の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  ＤＦＢ−ＬＤ素子
４  光カプラ
６  ＳＯＡ（半導体光増幅器）
１０  モジュールハウジング
１２  光源ユニット
１４  制御ユニット
１６，２８  ペルチェ素子
２４，４４  サーミスタ
【図１】
0004255611.tif 000002
【図２】
0004255611.tif 000003
【図３】
0004255611.tif 000004
【図４】
0004255611.tif 000005
【図５】
0004255611.tif 000006
【図６】
0004255611.tif 000007
【図７】
0004255611.tif 000008
【図８】
0004255611.tif 000009