(57)【要約】  制御装置は、複数の波長制御情報を記憶する記憶部と、目標波長に対応した制御目標値を算出する目標値算出部とを備える。波長制御情報は、波長と、当該波長に対応しモニタ値の参照値となる制御参照値と、当該制御参照値を制御目標値とした場合に決定されるスーパーモードを識別するモード識別情報とが関連付けられた情報である。目標値算出部は、目標波長と同一の波長が記憶部に記憶された複数の波長制御情報と異なっている場合に、記憶部に記憶された互いに同一のモード識別情報が関連付けられた複数の波長制御情報に基づいて、制御目標値を算出する。
2020166648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーニア効果を利用してレーザ光の発振波長を可変とする波長可変光源部と、
前記波長可変光源部から出力される前記レーザ光の波長に対して周期的な透過特性を有する光フィルタと、
前記光フィルタを透過した前記レーザ光の強度を取得する受光素子と、
前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記受光素子が取得した前記レーザ光の強度に基づいて、前記レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、
複数の波長制御情報を記憶する記憶部と、
前記波長制御情報と前記レーザ光の目標波長とに基づいて、前記目標波長に対応し、前記モニタ値の目標値となる制御目標値を算出する目標値算出部と、
前記制御目標値と前記モニタ値とに基づいて、前記レーザ光の波長を前記目標波長に制御する波長制御部とを備え、
前記波長制御情報は、
波長と、前記波長に対応し前記モニタ値の参照値となる制御参照値と、前記制御参照値を前記制御目標値とした場合に決定されるスーパーモードを識別するモード識別情報とが関連付けられた情報であり、
前記目標値算出部は、
前記目標波長と同一の前記波長が前記記憶部に記憶された前記複数の波長制御情報と異なっている場合に、前記記憶部に記憶された互いに同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記波長制御情報に基づいて、前記制御目標値を算出する
ことを特徴とする波長可変レーザ装置。
【請求項２】
前記目標値算出部は、
前記複数の波長制御情報のうち、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか一方で隣接した前記波長を含む第１の波長制御情報と、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか他方で隣接した前記波長を含む第２の波長制御情報との間で前記モード識別情報が異なっている場合に、前記第１の波長制御情報及び前記第２の波長制御情報の一方と同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記制御参照値を用いて、前記制御目標値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項３】
前記目標値算出部は、
前記複数の波長制御情報のうち、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか一方で隣接した前記波長を含む第１の波長制御情報と、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか他方で隣接した前記波長を含む第２の波長制御情報との間で前記モード識別情報が同一である場合に、当該同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記制御参照値を用いて、前記制御目標値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項４】
前記目標値算出部は、
前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長を前記目標波長に変更する場合に、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に対応した前記制御目標値を算出する際に用いた前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の波長可変レーザ装置。
【請求項５】
前記複数の波長制御情報は、
第１の波長範囲における前記波長に対して第１のモード識別情報が関連付けられた複数の第３の波長制御情報と、
前記第１の波長範囲と一部が重複するとともに、前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲における前記波長に対して、前記第１のモード識別情報と異なる第２のモード識別情報が関連付けられた複数の第４の波長制御情報と、
を含む
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の波長可変レーザ装置。
【請求項６】
前記目標値算出部は、
前記第１の波長範囲において前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長から、前記第１および第２の波長範囲が重複する範囲の前記目標波長に変更する場合に、複数の前記第３の波長制御情報の前記制御参照値に基づいて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項７】
前記波長制御情報は、
前記波長と、前記制御参照値と、前記モード識別情報と、前記波長可変光源部に供給する電力とが関連付けられた情報であり、
前記目標値算出部は、
前記第１の波長制御情報及び前記第２の波長制御情報のうち、前記電力が低い方の前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の波長可変レーザ装置。
【請求項８】
前記波長制御情報は、
前記波長と、前記制御参照値と、前記モード識別情報と、前記波長可変光源部に供給する電力とが関連付けられた情報であり、
前記目標値算出部は、
前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長を前記目標波長に変更する場合に、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に関連付けられた前記電力に基づいて、第１の算出処理または第２の算出処理を実行し、
前記第１の算出処理は、
前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に関連付けられた前記電力が特定の閾値未満である場合に、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に対応した前記制御目標値を算出する際に用いた前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出する処理であり、
前記第２の算出処理は、
前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に関連付けられた前記電力が前記特定の閾値以上である場合に、前記第１の波長制御情報及び前記第２の波長制御情報のうち、前記電力が低い方の前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出する処理である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の波長可変レーザ装置。
【請求項９】
前記波長可変光源部及び前記光フィルタが設置される設置面を有する温度調節器をさらに備え、
前記波長可変光源部及び前記光フィルタは、
前記温度調節器の同一の前記設置面に設置される
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の波長可変レーザ装置。
【請求項１０】
波長可変レーザ装置の制御装置が実行する波長制御方法であって、
前記波長可変レーザ装置は、
バーニア効果を利用してレーザ光の発振波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部から出力される前記レーザ光の波長に対して周期的な透過特性を有する光フィルタと、前記光フィルタを透過した前記レーザ光の強度を取得する受光素子と、前記波長可変光源部の動作を制御する前記制御装置とを備え、
前記制御装置は、
複数の波長制御情報を記憶する記憶部を備え、
前記波長制御方法は、
前記受光素子が取得した前記レーザ光の強度に基づいて、前記レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、
前記波長制御情報と前記レーザ光の目標波長とに基づいて、前記目標波長に対応し、前記モニタ値の目標値となる制御目標値を算出する目標値算出ステップと、
前記制御目標値と前記モニタ値とに基づいて、前記レーザ光の波長を前記目標波長に制御する波長制御ステップとを備え、
前記波長制御情報は、
波長と、前記波長に対応して前記モニタ値の参照値となる制御参照値と、前記制御参照値を前記制御目標値とした場合に決定されるスーパーモードを識別するモード識別情報とが関連付けられた情報であり、
前記目標値算出ステップでは、
前記目標波長と同一の前記波長が前記記憶部に記憶された前記複数の波長制御情報と異なっている場合に、前記記憶部に記憶された互いに同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記波長制御情報に基づいて、前記制御目標値を算出する
ことを特徴とする波長制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変レーザ装置及び波長制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バーニア効果を利用してレーザ光の発振波長を可変とする波長可変レーザ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の波長可変レーザ装置は、バーニア効果を利用してレーザ光の発振波長を可変とする波長可変光源部と、当該波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長に対して周期的な透過特性を有するエタロン等の光フィルタと、当該光フィルタを透過したレーザ光の強度を取得する受光素子と、当該波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備える。【０００３】
ここで、制御装置は、受光素子が取得したレーザ光の強度に基づいて、当該レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出する。また、制御装置は、参照波長と、光フィルタの透過特性から導かれモニタ値の参照値となる制御参照値と、波長可変光源部のヒータに供給する初期電力とが関連付けられた波長制御情報を所定の波長間隔で複数、記憶している。さらに、制御装置は、当該記憶した複数の波長制御情報にレーザ光の目標波長と同一の参照波長が含まれていない場合には、当該複数の波長制御情報を用いて、当該目標波長に対応し、モニタ値の目標値となる制御目標値を算出する。そして、制御装置は、モニタ値が当該制御目標値に合致するように、波長可変光源部の動作を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６２４１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の波長可変レーザ装置では、波長軸上で周期的に反射ピークが配置されているとともに当該反射ピーク間の波長間隔が互いに異なる２つの反射スペクトルをそれぞれ生成する２つの反射要素を組み合わせて用いることで、以下に示すバーニア効果により、広い帯域の波長可変を実現している。
上述したように２つの反射要素がそれぞれ生成する２つの反射スペクトルは、反射ピーク間の波長間隔が互いに異なる。このため、両者が有する複数の反射ピークのうち、同時に一致するのはいずれか一つのみとなる。そして、当該一致した反射ピーク同士の波長で光共振器が形成されることにより、レーザ発振が発生する（一のスーパーモードが決定された状態となる）。さらに、この状態から、一方の反射スペクトルの波長を屈折率変化によって変更すると、他方の反射スペクトルと一致する反射ピークが別の波長のものとなる。これにより、それまでの波長とは異なる波長で光共振器が形成され、レーザ発振が発生するようになる（上述したスーパーモードとは異なるスーパーモードが決定された状態となる）。【０００６】
そして、特許文献１に記載の波長可変レーザ装置では、スーパーモードが切り替わる参照波長間に目標波長を設定する場合において、当該目標波長に対応した適切な制御目標値を算出することができない、という問題がある。なお、以下では、一方のスーパーモードを第１のスーパーモードと記載し、当該第１のスーパーモードとなる参照波長を第１の参照波長と記載し、当該第１の参照波長に対応する制御参照値を第１の制御参照値と記載する。また、他方のスーパーモードを第２のスーパーモードと記載し、当該第２のスーパーモードとなる参照波長を第２の参照波長と記載し、当該第２の参照波長に対応する制御参照値を第２の制御参照値と記載する。【０００７】
第１，第２の参照波長が互いに近接した波長同士であっても、スーパーモードが互いに異なるため、第１の参照波長に対応する初期電力（波長可変光源部のヒータに供給する初期電力）と第２の参照波長に対応する初期電力（波長可変光源部のヒータに供給する初期電力）とは、スーパーモードが同一である場合と比較して大きな差となる。すなわち、レーザ光の波長を第１の参照波長にした場合での光フィルタの透過特性（以下、第１の透過特性と記載）と、第２の参照波長とした場合での光フィルタの透過特性（以下、第２の透過特性と記載）とは、当該初期電力に大きな差があるため（ヒータから光フィルタに流入する熱量に差があるため）、波長軸方向に大きくずれることがある。このため、第１，第２の参照波長間の目標波長に対応する制御目標値を第１の透過特性に応じて設定された第１の制御参照値と第２の透過特性に応じて設定された第２の制御参照値とから算出した場合には、互いにずれた第１，第２の透過特性から制御目標値を算出することとなるため、適切な制御目標値を算出することができない。
そこで、適切な制御目標値を算出し、レーザ光の波長を精度良く目標波長に制御することができる技術が要望されている。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、適切な制御目標値を算出し、レーザ光の波長を精度良く目標波長に制御することができる波長可変レーザ装置及び波長制御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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る波長可変レーザ装置は、バーニア効果を利用してレーザ光の発振波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部から出力される前記レーザ光の波長に対して周期的な透過特性を有する光フィルタと、前記光フィルタを透過した前記レーザ光の強度を取得する受光素子と、前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記受光素子が取得した前記レーザ光の強度に基づいて、前記レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、複数の波長制御情報を記憶する記憶部と、前記波長制御情報と前記レーザ光の目標波長とに基づいて、前記目標波長に対応し、前記モニタ値の目標値となる制御目標値を算出する目標値算出部と、前記制御目標値と前記モニタ値とに基づいて、前記レーザ光の波長を前記目標波長に制御する波長制御部とを備え、前記波長制御情報は、波長と、前記波長に対応し前記モニタ値の参照値となる制御参照値と、前記制御参照値を前記制御目標値とした場合に決定されるスーパーモードを識別するモード識別情報とが関連付けられた情報であり、前記目標値算出部は、前記目標波長と同一の前記波長が前記記憶部に記憶された前記複数の波長制御情報と異なっている場合に、前記記憶部に記憶された互いに同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記波長制御情報に基づいて、前記制御目標値を算出することを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記目標値算出部は、前記複数の波長制御情報のうち、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか一方で隣接した前記波長を含む第１の波長制御情報と、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか他方で隣接した前記波長を含む第２の波長制御情報との間で前記モード識別情報が異なっている場合に、前記第１の波長制御情報及び前記第２の波長制御情報の一方と同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記制御参照値を用いて、前記制御目標値を算出することを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記目標値算出部は、前記複数の波長制御情報のうち、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか一方で隣接した前記波長を含む第１の波長制御情報と、前記目標波長に対して短波側及び長波側のいずれか他方で隣接した前記波長を含む第２の波長制御情報との間で前記モード識別情報が同一である場合に、当該同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記制御参照値を用いて、前記制御目標値を算出することを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記目標値算出部は、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長を前記目標波長に変更する場合に、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に対応した前記制御目標値を算出する際に用いた前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出することを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記複数の波長制御情報は、第１の波長範囲における前記波長に対して第１のモード識別情報が関連付けられた複数の第３の波長制御情報と、前記第１の波長範囲と一部が重複するとともに、前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲における前記波長に対して、前記第１のモード識別情報と異なる第２のモード識別情報が関連付けられた複数の第４の波長制御情報と、を含むことを特徴とする。【００１４】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記目標値算出部は、前記第１の波長範囲において前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長から、前記第１および第２の波長範囲が重複する範囲の前記目標波長に変更する場合に、複数の前記第３の波長制御情報の前記制御参照値に基づいて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出することを特徴とする。【００１５】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記波長制御情報は、前記波長と、前記制御参照値と、前記モード識別情報と、前記波長可変光源部に供給する電力とが関連付けられた情報であり、前記目標値算出部は、前記第１の波長制御情報及び前記第２の波長制御情報のうち、前記電力が低い方の前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出することを特徴とする。【００１６】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記波長制御情報は、前記波長と、前記制御参照値と、前記モード識別情報と、前記波長可変光源部に供給する電力とが関連付けられた情報であり、前記目標値算出部は、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長を前記目標波長に変更する場合に、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に関連付けられた前記電力に基づいて、第１の算出処理または第２の算出処理を実行し、前記第１の算出処理は、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に関連付けられた前記電力が特定の閾値未満である場合に、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に対応した前記制御目標値を算出する際に用いた前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出する処理であり、前記第２の算出処理は、前記波長可変光源部が出力している前記レーザ光の波長に関連付けられた前記電力が前記特定の閾値以上である場合に、前記第１の波長制御情報及び前記第２の波長制御情報のうち、前記電力が低い方の前記波長制御情報と同一の前記モード識別情報が関連付けられた前記複数の制御参照値を用いて、前記目標波長に対応する前記制御目標値を算出する処理であることを特徴とする。【００１７】
また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記波長可変光源部及び前記光フィルタが設置される設置面を有する温度調節器をさらに備え、前記波長可変光源部及び前記光フィルタは、前記温度調節器の同一の前記設置面に設置されることを特徴とする。【００１８】
本発明に係る波長制御方法は、波長可変レーザ装置の制御装置が実行する波長制御方法であって、前記波長可変レーザ装置は、バーニア効果を利用してレーザ光の発振波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部から出力される前記レーザ光の波長に対して周期的な透過特性を有する光フィルタと、前記光フィルタを透過した前記レーザ光の強度を取得する受光素子と、前記波長可変光源部の動作を制御する前記制御装置とを備え、前記制御装置は、複数の波長制御情報を記憶する記憶部を備え、前記波長制御方法は、前記受光素子が取得した前記レーザ光の強度に基づいて、前記レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、前記波長制御情報と前記レーザ光の目標波長とに基づいて、前記目標波長に対応し、前記モニタ値の目標値となる制御目標値を算出する目標値算出ステップと、前記制御目標値と前記モニタ値とに基づいて、前記レーザ光の波長を前記目標波長に制御する波長制御ステップとを備え、前記波長制御情報は、波長と、前記波長に対応して前記モニタ値の参照値となる制御参照値と、前記制御参照値を前記制御目標値とした場合に決定されるスーパーモードを識別するモード識別情報とが関連付けられた情報であり、前記目標値算出ステップでは、前記目標波長と同一の前記波長が前記記憶部に記憶された前記複数の波長制御情報と異なっている場合に、前記記憶部に記憶された互いに同一の前記モード識別情報が関連付けられた複数の前記波長制御情報に基づいて、前記制御目標値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る波長可変レーザ装置及び波長制御方法によれば、適切な制御目標値を算出し、レーザ光の波長を精度良く目標波長に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施の形態１に係る波長可変レーザ装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、波長可変光源部の構成を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１，第２の櫛状反射スペクトルを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１，第２の櫛状反射スペクトルを示す図である。
【図４】図４は、図３Ａに対応した図であって、第１，第２の櫛状反射スペクトルの重なりを示す図である。
【図５】図５は、回折格子層及びリング状導波路の屈折率と、スーパーモード及びキャビティモードとの関係を模式的に示した図である。
【図６】図６は、制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、記憶部に記憶された複数の波長制御情報を示す図である。
【図８】図８は、波長制御方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、目標値算出ステップ（ステップＳ２）を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、ステップＳ２１６を説明する図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る目標値算出ステップ（ステップＳ２Ａ）を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態３に係る目標値算出ステップ（ステップＳ２Ｂ）を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態４において記憶部に記憶された複数の波長制御情報を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、図中で適宜ｘｙｚ座標軸を示し、これにより方向を説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
〔波長可変レーザ装置の概略構成〕
図１は、本実施の形態１に係る波長可変レーザ装置１の構成を示す図である。
波長可変レーザ装置１は、モジュール化された波長可変レーザモジュール２と、当該波長可変レーザモジュール２の動作を制御する制御装置３とを備える。
なお、図１では、波長可変レーザモジュール２と制御装置３とを別体で構成しているが、当該各部材２，３を一体にモジュール化しても構わない。
【００２３】
〔波長可変レーザモジュールの構成〕
波長可変レーザモジュール２は、制御装置３による制御の下、出力するレーザ光の波長を任意の目標波長に可変とし、当該目標波長のレーザ光を出力する。この波長可変レーザモジュール２は、波長可変光源部４と、半導体光増幅器（Semiconductor  Optical  Amplifier：ＳＯＡ）５と、平面光波回路（Planar  Lightwave  Circuit：ＰＬＣ）６と、光検出部７と、温度センサ８と、温度調節器９とを備える。
【００２４】
図２は、波長可変光源部４の構成を示す図である。
波長可変光源部４は、バーニア効果を利用した波長可変レーザであり、制御装置３による制御の下、レーザ光Ｌ１を出力する。この波長可変光源部４は、出力するレーザ光Ｌ１の波長を可変とする光源部４１と、制御装置３から供給される電力に応じて発熱する３つのマイクロヒータ４２１〜４２３を有し、光源部４１を局所的に加熱することで、光源部４１から出力されるレーザ光Ｌ１の波長を変更する波長可変部４２とを備える。
【００２５】
光源部４１は、共通の基部Ｂ１上にそれぞれ形成された第１，第２の導波路部４３，４４を備える。ここで、基部Ｂ１は、例えばｎ型ＩｎＰからなる。そして、基部Ｂ１の裏面には、例えばＡｕＧｅＮｉを含んで構成され、当該基部Ｂ１とオーミック接触するｎ側電極４５が形成されている。
【００２６】
第１の導波路部４３は、埋め込み導波路構造を有している。この第１の導波路部４３は、導波路部４３１と、半導体積層部４３２と、ｐ側電極４３３とを備える。
導波路部４３１は、半導体積層部４３２内にｚ方向に延伸するように形成されている。
また、第１の導波路部４３内には、利得部４３１ａと、ＤＢＲ（Distributed  Bragg  Reflector）型の回折格子層４３１ｂとが配置されている。
ここで、利得部４３１ａは、ＩｎＧａＡｓＰからなる多重量子井戸構造と光閉じ込め層とを有する活性層である。また、回折格子層４３１ｂは、ＩｎＧａＡｓＰとＩｎＰとからなる標本化回折格子で構成されている。
【００２７】
半導体積層部４３２は、ＩｎＰ系半導体層が積層して構成されており、導波路部４３１に対してクラッド部の機能等を備える。
ｐ側電極４３３は、半導体積層部４３２上において、利得部４３１ａに沿うように配置されている。なお、半導体積層部４３２上には、ＳｉＮ保護膜（図示略）が形成されている。そして、ｐ側電極４３３は、当該ＳｉＮ保護膜に形成された開口部（図示略）を介して半導体積層部４３２に接触している。
ここで、マイクロヒータ４２１は、半導体積層部４３２のＳｉＮ保護膜上において、回折格子層４３１ｂに沿うように配置されている。そして、マイクロヒータ４２１は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、回折格子層４３１ｂを加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２１に供給する電力を制御することによって回折格子層４３１ｂの温度が変化し、その屈折率が変化する。
【００２８】
第２の導波路部４４は、２分岐部４４１と、２つのアーム部４４２，４４３と、リング状導波路４４４とを備える。
２分岐部４４１は、１×２型の多モード干渉型（ＭＭＩ）導波路４４１ａを含む１×２型の分岐型導波路で構成され、２ポート側が２つのアーム部４４２，４４３のそれぞれに接続されるとともに１ポート側が第１の導波路部４３側に接続されている。すなわち、２分岐部４４１により、２つのアーム部４４２，４４３は、その一端が統合され、回折格子層４３１ｂと光学的に結合される。
【００２９】
アーム部４４２，４４３は、いずれもｚ方向に延伸し、リング状導波路４４４を挟むように配置されている。これらアーム部４４２，４４３は、リング状導波路４４４といずれも同一の結合係数κでリング状導波路４４４と光学的に結合している。κの値は、例えば０．２である。そして、アーム部４４２，４４３とリング状導波路４４４とは、リング共振器フィルタＲＦ１を構成している。また、リング共振器フィルタＲＦ１と２分岐部４４１とは、反射ミラーＭ１を構成している。
ここで、マイクロヒータ４２２は、リング状であり、リング状導波路４４４を覆うように形成されたＳｉＮ保護膜（図示略）上に配置されている。そして、マイクロヒータ４２２は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、リング状導波路４４４を加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２２に供給する電力を制御することによってリング状導波路４４４の温度が変化し、その屈折率が変化する。
【００３０】
上述した２分岐部４４１、アーム部４４２，４４３、及びリング状導波路４４４は、いずれも、ＩｎＧａＡｓＰからなる光導波層４４ａがＩｎＰからなるクラッド層によって挟まれたハイメサ導波路構造を有している。
ここで、マイクロヒータ４２３は、アーム部４４３の一部のＳｉＮ保護膜（図示略）上に配置されている。当該アーム部４４３のうちマイクロヒータ４２３の下方の領域は、光の位相を変化させる位相調整部４４５として機能する。そして、マイクロヒータ４２３は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、位相調整部４４５を加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２３に供給する電力を制御することによって位相調整部４４５の温度が変化し、その屈折率が変化する。
【００３１】
以上説明した第１，第２の導波路部４３，４４は、互いに光学的に接続された回折格子層４３１ｂと反射ミラーＭ１とにより構成される光共振器Ｃ１を構成している。また、利得部４３１ａと位相調整部４４５とは、光共振器Ｃ１内に配置される。
【００３２】
図３Ａ、３Ｂは、第１，第２の櫛状反射スペクトルを示す図である。具体的に、図３Ａ、３Ｂにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は反射率（Reflectance）を示している。なお、図３Ｂは、図３Ａの第１，第２の櫛状反射スペクトルの１５５０ｎｍ近傍を拡大した図である。図４は、図３Ａに対応した図であって、第１，第２の櫛状反射スペクトルの重なりを示す図である。
次に、回折格子層４３１ｂ及びリング共振器フィルタＲＦ１の反射特性について図３及び図４を参照しつつ説明する。
回折格子層４３１ｂは、図３に凡例「ＳＧ」で示す曲線のように、所定の波長間隔で周期的な反射特性を有する第１の櫛状反射スペクトルを生成する。一方、リング共振器フィルタＲＦ１は、図３に凡例「Ｒｉｎｇ」で示す曲線のように、所定の波長間隔で周期的な反射特性を有する第２の櫛状反射スペクトルを生成する。
ここで、第２の櫛状反射スペクトルは、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１（図３Ｂ）の半値全幅より狭い半値全幅のピークＳＣ２（図３Ｂ）を有し、第１の櫛状反射スペクトルの波長間隔とは異なる波長間隔で周期的な反射特性を有する。但し、屈折率の波長分散を考慮すると、ピークＳＣ１（ＳＣ２）は厳密には等波長間隔になっていないことに注意が必要である。
【００３３】
第１，第２の櫛状反射スペクトルの特性について例示すると、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１間の波長間隔（自由スペクトル領域：ＦＳＲ）は、光の周波数で表すと３７３ＧＨｚである。また、第１の櫛状反射スペクトルにおいて、ピークＳＣ１の半値全幅は、光の周波数で表すと４３ＧＨｚである。一方、第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２間の波長間隔（ＦＳＲ）は、光の周波数で表すと４００ＧＨｚである。また、第２の櫛状反射スペクトルにおいて、ピークＳＣ２の半値全幅は、光の周波数で表すと２５ＧＨｚである。すなわち、第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２間の波長間隔（４００ＧＨｚ）は、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１間の波長間隔（３７３ＧＨｚ）より広い。また、第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２の半値全幅（２５ＧＨｚ）は、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１の半値全幅（４３ＧＨｚ）より狭い。
【００３４】
波長可変光源部４では、レーザ発振を実現するために、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１の一つと第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２の一つとを波長軸上で重ね合わせ可能に構成されている。図４では、凡例「Ｏｖｅｒｌａｐ」で示す曲線が第１，第２の櫛状反射スペクトルの重なりを示している。図４に示す例では、波長１５５０ｎｍにて重なりが最も大きくなっている。図３Ｂでは、説明の便宜上、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１のうち、波長１５５０ｎｍにて第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２の一つと重なり合ったピークＳＣ１をピークＳＣ１Ａとしている。同様に、第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２のうち、ピークＳＣ１Ａと重なり合ったピークＳＣ２をピークＳＣ２Ａとしている。
なお、上記のような重ね合わせは、マイクロヒータ４２１，４２２の少なくとも一つを用いて、マイクロヒータ４２１により回折格子層４３１ｂを加熱して熱光学効果によりその屈折率を変化させて第１の櫛状反射スペクトルを波長軸上で全体的に移動させて変化させる（以下、第１の屈折率変更処理と記載）、及び、マイクロヒータ４２２によりリング状導波路４４４を加熱してその屈折率を変化させて第２の櫛状反射スペクトルを波長軸上で全体的に移動させて変化させる（以下、第２の屈折率変更処理と記載）、の少なくともいずれか一つを行うことにより、実現することができる。
【００３５】
一方、波長可変光源部４において、図３Ｂに凡例「Ｍｏｄｅ」で示すように、光共振器Ｃ１によるキャビティモード（縦モード）が存在する。なお、当該キャビティモードは、少なくとも図３Ａに示す１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長範囲に亘って存在しているが、図面では一部のみ示している。そして、波長可変光源部４において、キャビティモードの間隔（縦モードの間隔）は、２５ＧＨｚ以下となるように光共振器Ｃ１の共振器長が設定されている。この設定の場合、光共振器Ｃ１の共振器長は、１８００μｍ以上となり、発振するレーザ光の狭線幅化を期待することができる。なお、光共振器Ｃ１のキャビティモードの波長は、マイクロヒータ４２３を用いて位相調整部４４５を加熱してその屈折率を変化させてキャビティモードの波長を波長軸上で全体的に移動させることにより微調整することができる。すなわち、位相調整部４４５は、光共振器Ｃ１の光路長を能動的に制御するための部分である。
【００３６】
波長可変光源部４は、制御装置３により、ｎ側電極４５及びｐ側電極４３３から利得部４３１ａへ電流を注入し、利得部４３１ａを発光させると、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１、第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２、及び光共振器Ｃ１のキャビティモードの一つが一致した波長でレーザ発振し、レーザ光Ｌ１を出力するように構成されている。
【００３７】
図５は、回折格子層４３１ｂ及びリング状導波路４４４の屈折率と、スーパーモード及びキャビティモードとの関係を模式的に示した図である。具体的に、図５において、横軸はリング状導波路４４４の屈折率を示し、縦軸は回折格子層４３１ｂの屈折率を示している。また、図５において、左下から右上への斜め方向に連続した正方形で示した複数の図形は、決定されるスーパーモードが同一であることを意味する。なお、図５では、説明の便宜上、複数のスーパーモードのうち、第１，第２のスーパーモードＳＭ１，ＳＭ２のみをそれぞれ斜線で表現している。また、図５において、正方形で示した図形内に付した点ＣＭ１〜ＣＭ６は、キャビティモードの一つをそれぞれ示している。より具体的に、点ＣＭ１は、図３Ｂに示した１５５０ｎｍのキャビティモードＣＭ１を示している。点ＣＭ２は、図３Ｂに示した１５４９．８ｎｍのキャビティモードＣＭ２を示している。点ＣＭ３は、図３Ｂに示した１５４９．９ｎｍのキャビティモードＣＭ３を示している。点ＣＭ４は、図３Ｂに示した１５５０．１ｎｍのキャビティモードＣＭ４を示している。点ＣＭ５は、図３Ｂに示した１５５０．２ｎｍのキャビティモードＣＭ５を示している。
【００３８】
次に、波長可変光源部４におけるレーザ発振波長の選択方法について図３ないし図５を参照しつつ説明する。
波長可変光源部４では、以下に示すように、バーニア効果を利用してレーザ発振波長を選択することができる。
例えば、第１，第２の屈折率変更処理の少なくともいずれか一つを行うことにより、図３及び図４に示すように、１５５０ｎｍで第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１Ａと第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２Ａとを重ねる。その結果、１５５０ｎｍでレーザ発振するための第１のスーパーモードＳＭ１が決定された状態となる。さらに、位相調整部４４５をチューニングしてキャビティモードを微調し、キャビティモードＣＭ１を１５５０ｎｍで互いに重なり合った各ピークＳＣ１Ａ，ＳＣ２Ａに重ねることで、１５５０ｎｍでのレーザ発振を実現することができる。
【００３９】
また、ピークＳＣ１Ａ，ＳＣ２Ａが互いに重なり合った状態を維持しつつ、第１，第２の屈折率変更処理の双方を行うことにより、第１，第２の櫛状反射スペクトルを波長軸上で全体的に移動させ、互いに重なり合った各ピークＳＣ１Ａ，ＳＣ２ＡをキャビティモードＣＭ２〜ＣＭ５にそれぞれ重ねることで、１５４９．８ｎｍ、１５４９．９ｎｍ、１５５０．１ｎｍ、１５５０．２ｎｍでのレーザ発振をそれぞれ実現することができる。この際、ピークＳＣ１Ａ，ＳＣ２Ａが互いに重なり合った状態が維持されているため、スーパーモードも第１のスーパーモードＳＭ１に維持される。すなわち、第１のスーパーモードＳＭ１では、特定の発振波長範囲（以下、第１の発振波長範囲と記載）において、レーザ発振を実現することができる。
以上のように、本明細書における「スーパーモード」とは、第１の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ１の一つと、第２の櫛状反射スペクトルのピークＳＣ２の一つとが互いに重なり合った状態でのレーザ発振を意味する。
【００４０】
なお、図５中、左下から右上への斜め方向に隣接する正方形の図形同士の境界（点）は、第１，第２の櫛状反射スペクトルにおける互いに重なり合ったピークＳＣ１，ＳＣ２が当該隣接する正方形の図形内の各キャビティモードの中間に位置した場合を意味する。そして、当該場合には、当該各キャビティモードの各波長でレーザ発振（マルチモード発振）が発生する。例えば、境界ＢＤ１は、互いに重なり合った各ピークＳＣ１Ａ，ＳＣ２ＡがキャビティモードＣＭ１，ＣＭ４の中間に位置した場合を意味する。そして、当該場合には、キャビティモードＣＭ１における１５５０ｎｍとキャビティモードＣＭ４における１５５０．１ｎｍとでレーザ発振（マルチモード発振）が発生する。
【００４１】
さらに、例えば、図３Ｂ及び図４に示した状態から第１，第２の屈折率変更処理のいずれか一方を行うと、第１，第２の櫛状反射スペクトルのいずれか一方は、図３Ｂ及び図４に示した状態から全体的に長波側または短波側にシフトする。その結果、第１，第２の櫛状反射スペクトルは、各ピークＳＣ１Ａ，ＳＣ２Ａの重なりが解かれ、別のピークＳＣ１，ＳＣ２同士が互いに重なる。すなわち、１５５０ｎｍでレーザ発振するための第１のスーパーモードＳＭ１が決定された状態（図３Ｂ，図４）から、第１の発振波長範囲とは異なる発振波長範囲においてレーザ発振を実現可能な別のスーパーモード（例えば１５５３ｎｍでレーザ発振するための第２のスーパーモードＳＭ２（第２の発振波長範囲においてレーザ発振を実現可能なスーパーモード））に遷移する。さらに、位相調整部４４５でチューニングしてキャビティモードを微調し、キャビティモードの一つを互いに重なり合った別のピークＳＣ１，ＳＣ２同士に重ねることで、当該別のスーパーモードでのレーザ発振を実現することができる。すなわち、図５中、上下方向または左右方向に位置する正方形の図形への移動は、スーパーモードの遷移を意味する。
【００４２】
なお、図５中、上下方向または左右方向に隣接する正方形の図形同士の境界（線）は、第１，第２の櫛状反射スペクトルにおける各ピークＳＣ１，ＳＣ２のうち、２組のピークＳＣ１，ＳＣ２が当該隣接する正方形の図形内の各キャビティモードのそれぞれと略一致した場合を意味する。そして、当該場合には、当該各キャビティモードの各波長でレーザ発振（マルチモード発振）が発生する。例えば、境界ＢＤ２は、１５５０ｎｍと１５５３ｎｍとにおいて、２組のピークＳＣ１，ＳＣ２とキャビティモードの２つとがそれぞれ略一致した場合を意味する。そして、当該場合には、１５５０ｎｍと１５５３ｎｍとでレーザ発振（マルチモード発振）が発生する。
【００４３】
なお、本実施の形態１では、マイクロヒータによる熱光学効果を利用してレーザ発振波長を可変としているが、これに限らず、電流注入によるキャリアプラズマ効果も利用してレーザ発振波長を可変としても構わない。
【００４４】
半導体光増幅器５は、具体的な図示は省略したが、第１の導波路部４３と同様の材料及び構造からなる活性コア層を備える埋め込み導波路構造を有する。但し、回折格子層４３１ｂは設けられていない。この半導体光増幅器５は、空間結合光学系（図示略）により波長可変光源部４に対して光学的に結合している。そして、波長可変光源部４から出力されたレーザ光Ｌ１は、半導体光増幅器５に入力される。また、半導体光増幅器５は、レーザ光Ｌ１を増幅してレーザ光Ｌ２として出力する。なお、半導体光増幅器５は、基部Ｂ１上に、波長可変光源部４とモノリシックに構成されていてもよい。
【００４５】
平面光波回路６は、空間結合光学系（図示略）によりアーム部４４２に光学的に結合している。そして、レーザ光Ｌ１と同様に波長可変光源部４におけるレーザ発振により発生したレーザ光Ｌ３の一部は、アーム部４４２を介して平面光波回路６に入力される。なお、レーザ光Ｌ３は、レーザ光Ｌ１の波長と同一の波長を有する。この平面光波回路６は、光分岐部６１と、光導波路６２と、リング共振器型光フィルタ６３ａを有する光導波路６３と、リング共振器型光フィルタ６４ａを有する光導波路６４とを備える。
【００４６】
光分岐部６１は、入力したレーザ光Ｌ３を３つのレーザ光Ｌ４〜Ｌ６に分岐する。
そして、光導波路６２は、レーザ光Ｌ４を光検出部７における後述するＰＤ（Photo  Diode）７１に導波する。また、光導波路６３は、レーザ光Ｌ５を光検出部７における後述するＰＤ７２に導波する。さらに、光導波路６４は、レーザ光Ｌ６を光検出部７における後述するＰＤ７３に導波する。
ここで、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａは、入射する光の波長に対して周期的な透過特性をそれぞれ有し、当該透過特性に応じた透過率でレーザ光Ｌ５，Ｌ６をそれぞれ選択的に透過する。そして、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを透過したレーザ光Ｌ５，Ｌ６は、ＰＤ７２，７３にそれぞれ入力する。すなわち、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａは、光フィルタに相当する。以下では、説明の便宜上、リング共振器型光フィルタ６３ａを光フィルタ６３ａ，６４ａとそれぞれ記載する。
なお、光フィルタ６３ａ，６４ａは、例えば、１周期の１／３〜１／５の範囲で互いに位相が異なる透過特性を有する。
【００４７】
光検出部７は、ＰＤ７１〜７３を備える。
ＰＤ７１は、レーザ光Ｌ４（波長可変光源部４から出力されたレーザ光Ｌ１と同等のレーザ光）を受光し、当該レーザ光Ｌ４の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。
ＰＤ７２は、受光素子に相当する。このＰＤ７２は、光フィルタ６３ａを透過したレーザ光Ｌ５を受光し、当該レーザ光Ｌ５の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。
ＰＤ７３は、受光素子に相当する。このＰＤ７３は、光フィルタ６４ａを透過したレーザ光Ｌ６を受光し、当該レーザ光Ｌ６の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。
そして、ＰＤ７１〜７３からそれぞれ出力された電気信号は、制御装置３による波長ロック処理（波長可変光源部４から出力されるレーザ光Ｌ１を目標波長にする処理）に用いられる。
【００４８】
温度センサ８は、例えばサーミスタ等で構成され、平面光波回路６の周囲温度を検出する。
温度調節器９は、例えばペルチェ素子を含むＴＥＣ（Thermo  Electric  Cooler）等で構成されている。この温度調節器９には、波長可変光源部４、半導体光増幅器５、平面光波回路６、光検出部７、及び温度センサ８が載置される。そして、温度調節器９は、供給された電力に応じて当該各部材４〜８の温度を調節する。
なお、温度調節器９において、当該各部材４〜８が載置される設置面９１を波長可変光源部４及び半導体光増幅器５が載置される第１の領域Ａｒ１と、平面光波回路６及び光検出部７が載置される第２の領域Ａｒ２との２つの領域に区画した場合には、温度センサ８は、第２の領域Ａｒ２に載置される。すなわち、温度センサ８は、平面光波回路６に近接して配置されている。
【００４９】
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置３の構成について説明する。
図６は、制御装置３の構成を示すブロック図である。
制御装置３は、例えばユーザインターフェースを備えた上位の制御装置（図示略）と接続されており、当該上位の制御装置を介したユーザからの指示にしたがって、波長可変レーザモジュール２の動作を制御する。
なお、以下では、制御装置３による波長ロック処理を主に説明する。また、図６では、説明の便宜上、制御装置３の構成として、波長ロック処理を実行する構成のみを図示している。さらに、以下で説明する波長ロック処理では、説明の便宜上、ＰＤ７２，７３からそれぞれ出力された電気信号のうち、ＰＤ７２から出力された電気信号を用いることとする。
この制御装置３は、制御部３１と、記憶部３２とを備える。
記憶部３２は、制御部３１が備える各機能部の実現のための演算処理を行う際に使用する各種プログラムやデータ等が格納されるＲＯＭなどを備えている。また、記憶部３２は、制御部３１が演算処理を行う際の作業スペースや制御部３１の演算処理の結果等を記録する等のために使用されるＲＡＭなどを備えている。
【００５０】
制御部３１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の演算装置を用いて構成されている。この制御部３１は、モニタ値算出部３１１と、目標値算出部３１２と、波長制御部３１３とを備える。
モニタ値算出部３１１は、ＰＤ７１，７２，７３からそれぞれ出力された電気信号の出力値に基づいて、レーザ光Ｌ１の波長に対応したモニタ値を算出する。具体的に、モニタ値算出部３１１は、ＰＤ７１から出力された電気信号の出力値に対するＰＤ７２から出力された電気信号の出力値の比率をモニタ値（以下、ＰＤ比Ａと記載）として算出する。同様に、ＰＤ７１から出力された電気信号の出力値に対するＰＤ７３から出力された電気信号の出力値の比率をモニタ値（以下、ＰＤ比Ｂと記載）として算出する。
【００５１】
ＰＤ比Ａは、ＰＤ７１が検出した強度（第１強度）に対するＰＤ７２が検出した強度（第２強度）の比である。また、当該比に相当するものとして、ＰＤ７１が検出した第１強度に補正係数を適用した強度に対する、ＰＤ７２が検出した第２強度に補正係数を適用した強度の比でもよい。また、当該比に相当する量として、第１強度または第２強度のいずれか一方に補正係数を適用した強度を用いて比を算出したものでもよい。
【００５２】
ＰＤ比Ｂは、ＰＤ７１が検出した強度（第１強度）に対するＰＤ７３が検出した強度（第３強度）の比である。また、当該比に相当するものとして、ＰＤ７１が検出した第１強度に補正係数を適用した強度に対する、ＰＤ７３が検出した第３強度に補正係数を適用した強度の比でもよい。また、当該比に相当する量として、第１強度または第３強度のいずれか一方に補正係数を適用した強度を用いて比を算出したものでもよい。
【００５３】
第１強度、第２強度、または第３強度に対する補正係数は、実験等によって予め取得され、テーブルデータや関係式などの形式にて記憶部３２に記憶されており、モニタ値算出部３１１が適宜読み出して使用する。補正係数は、たとえばレーザ装置１の動作条件や、温度センサ８が検出した温度等に応じて定められていてもよい。また、補正係数は、規格化された周波数弁別カーブに当てはめるのに適するように定められていてもよい。第１強度、第２強度、または第３強度に対する補正係数の適用は、たとえば、加算、減算、乗算、除算のいずれかの演算による適用である。波長制御に際してはＰＤ比Ａ、ＰＤ比Ｂのいずれを用いても良く、以下ＰＤ比Ａ、ＰＤ比Ｂを総称してＰＤ比という場合がある。
【００５４】
目標値算出部３１２は、上位の制御装置（図示略）から取得した目標波長と、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報とに基づいて、各種の目標値を算出する。
図７は、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を示す図である。
波長制御情報は、参照波長と、レーザ光Ｌ１の波長を当該参照波長に制御するためにマイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する複数の電力と、レーザ光Ｌ１の波長を当該参照波長に設定した場合でのＰＤ比の参照値となる制御参照値と、当該複数の電力及び当該制御参照値を用いて波長ロック処理を実行した場合に決定されるスーパーモードを識別するモード識別情報とが関連付けられた情報である。
【００５５】
なお、ＣＨＮｏ．１〜Ｘ−１，Ｘ，Ｘ＋１，Ｘ＋２，・・・の各波長制御情報において、各参照波長λ１〜λＸ−１，λＸ，λＸ＋１，λＸ＋２，・・・[ｎｍ]は、「λ」の文字に付した下付き文字の数字が大きくなるにしたがって特定の波長間隔で順次、大きくなっていくものである。そして、当該参照波長は、グリッド波長を意味する。また、図７では、説明の便宜上、ＣＨＮｏ．１〜Ｘ−１，Ｘ，Ｘ＋１，Ｘ＋２，・・・の各波長制御情報において、マイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する複数の電力の総電力を各参照電力ＰＷ１〜ＰＷＸ−１，ＰＷＸ，ＰＷＸ＋１，ＰＷＸ＋２，・・・[Ｗ]として記載している。また、モード識別情報「Ａ」が関連付けられたＣＨＮｏ．１〜Ｘ−１，Ｘの各波長制御情報では、各参照電力ＰＷ１〜ＰＷＸ−１，ＰＷＸ[Ｗ]は、「ＰＷ」の文字に付した下付き文字の数字が大きくなるにしたがって順次、大きくなっていくものである。また、モード識別情報「Ｂ」が関連付けられたＣＨＮｏ．Ｘ＋１，Ｘ＋２，・・・の各波長制御情報では、各参照電力ＰＷＸ＋１，ＰＷＸ＋２，・・・[Ｗ]は、「ＰＷ」の文字に付した下付き文字の数字が大きくなるにしたがって順次、大きくなっていくものである。
なお、隣接するＣＨＮｏ．の各波長制御情報に関連付けられた参照電力間の差が、所定の閾値未満であれば同一のモード識別情報を有し、当該閾値以上であれば互いに異なるモード識別情報を有するようにすることで、各波長制御情報における参照波長を実現するスーパーモードに対応して、各波長制御情報に各モード識別情報を関連付けることができる。
【００５６】
そして、目標値算出部３１２は、波長ロック処理で用いられる各種の目標値として、ＰＤ比の目標値となる制御目標値と、マイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する初期電力等を算出する。
より具体的に、目標値算出部３１２は、上位の制御装置（図示略）から取得した目標波長と同一の参照波長が記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報に含まれている場合には、当該参照波長に関連付けられた制御参照値を制御目標値として算出するとともに、当該参照波長に関連付けられた参照電力を初期電力として算出する。
一方、目標値算出部３１２は、上位の制御装置（図示略）から取得した目標波長と同一の参照波長が記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報に含まれていない場合には、当該複数の波長制御情報を用いて、制御目標値及び初期電力をそれぞれ算出する。
【００５７】
波長制御部３１３は、モニタ値算出部３１１にて算出されたＰＤ比と目標値算出部３１２にて算出された制御目標値及び初期電力とに基づいて、マイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する複数の電力を変化させ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長に制御する。
【００５８】
〔波長制御方法〕
次に、上述した制御装置３が実行する波長制御方法について説明する。
図８は、波長制御方法を示すフローチャートである。
なお、以下では、説明の便宜上、現時点において記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報に含まれる参照波長λＳでレーザ発振しているものとし、当該参照波長λＳから目標波長λにレーザ光Ｌ１の発振波長を変更する場合での波長制御方法について説明する。また、目標波長λと同一の参照波長は、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報に含まれていないものとする。
先ず、制御装置３は、ユーザインターフェースを介して上位の制御装置（図示略）に入力された目標波長λを当該上位の制御装置から取得する（ステップＳ１）。
【００５９】
ステップＳ１の後、目標値算出部３１２は、ステップＳ１で取得した目標波長λと、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報とに基づいて、以下に示すように、各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する（ステップＳ２：目標値算出ステップ）。
図９は、目標値算出ステップ（ステップＳ２）を示すフローチャートである。
目標値算出部３１２は、参照波長を識別する以下に示す下付き文字の変数Ｚを現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長（参照波長λＳ）を示すＳに設定する（ステップＳ２１１）。
ステップＳ２１１の後、目標値算出部３１２は、ステップＳ１で取得した目標波長λが参照波長λＺより大きいか否かを判断する（ステップＳ２１２）。
【００６０】
目標波長λが参照波長λＺより大きいと判断した場合（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）には、目標値算出部３１２は、目標波長λが参照波長λＺ＋１より小さいか否かを判断する（ステップＳ２１３）。そして、ステップＳ２１３で「Ｎｏ」と判断した場合には、目標値算出部３１２は、変数Ｚを１だけインクリメントし（ステップＳ２１４）、ステップＳ２１３に戻る。一方、ステップＳ２１３で「Ｙｅｓ」と判断した場合（すなわち、λＺ＜λ＜λＺ＋１を満たす変数Ｚが特定された場合）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２１５）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２１５において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ＋１に関連付けられたモード識別情報とが異なるか否かを判断する。
【００６１】
参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ＋１に関連付けられたモード識別情報とが異なると判断した場合（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２１６）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２１６において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ−１を含む波長制御情報と、参照波長λＺを含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
【００６２】
図１０は、ステップＳ２１６を説明する図である。具体的に、図１０において、横軸は波長を示し、縦軸はＰＤ比を示している。また、図１０において、曲線ＣＬ１は、光フィルタ６３ａが第１の温度に設定された場合での波長に対するＰＤ比の挙動（第１の温度での光フィルタ６３ａの透過特性）を示している。また、曲線ＣＬ２は、光フィルタ６３ａが第１の温度より高い第２の温度に設定された場合での波長に対するＰＤ比の挙動（第２の温度での光フィルタ６３ａの透過特性）を示している。
【００６３】
例えば、図７に示したＣＨＮｏ．Ｘ−１及びＣＨＮｏ．Ｘの各波長制御情報において、マイクロヒータ４２１〜４２３に対してそれぞれ供給する参照電力ＰＷＸ−１と参照電力ＰＷＸとの差は、比較的に小さい。すなわち、参照電力ＰＷＸ−１をマイクロヒータ４２１〜４２３に対してそれぞれ供給した場合と、参照電力ＰＷＸをマイクロヒータ４２１〜４２３に対してそれぞれ供給した場合とにおいて、光フィルタ６３ａの温度は、略同一の例えば第１の温度となる。このため、ＣＨＮｏ．Ｘ−１の波長制御情報における参照波長λＸ−１及び制御参照値ＰｄＸ−１と、ＣＨＮｏ．Ｘの波長制御情報における参照波長λＸ及び制御参照値ＰｄＸとは、それぞれ曲線ＣＬ１上の点となる。すなわち、モード識別情報「Ａ」で規定される同一のスーパーモードであれば、各波長制御情報における参照波長及び制御参照値は、同一の曲線ＣＬ１上の点となる。
【００６４】
また、図７に示したＣＨＮｏ．Ｘ＋１及びＣＨＮｏ．Ｘ＋２の各波長制御情報において、マイクロヒータ４２１〜４２３に対してそれぞれ供給する参照電力ＰＷＸ＋１と参照電力ＰＷＸ＋２との差は、上述した参照電力ＰＷＸ−１と参照電力ＰＷＸとの差と同様に小さいものである。しかしながら、参照電力ＰＷＸ＋１，ＰＷＸ＋２は、参照電力ＰＷＸ−１，ＰＷＸより比較的に大きな電力である。すなわち、参照電力ＰＷＸ＋１をマイクロヒータ４２１〜４２３に対してそれぞれ供給した場合と、参照電力ＰＷＸ＋２をマイクロヒータ４２１〜４２３に対してそれぞれ供給した場合とにおいて、光フィルタ６３ａの温度は、略同一の例えば第２の温度となる。このため、ＣＨＮｏ．Ｘ＋１の波長制御情報における参照波長λＸ＋１及び制御参照値ＰｄＸ＋１と、ＣＨＮｏ．Ｘ＋２の波長制御情報における参照波長λＸ＋２及び制御参照値ＰｄＸ＋２とは、それぞれ曲線ＣＬ２上の点となる。すなわち、モード識別情報「Ｂ」で規定される同一のスーパーモードであれば、各波長制御情報における参照波長及び制御参照値は、同一の曲線ＣＬ２上の点となる。
【００６５】
ここで、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長（参照波長λＺ）が参照波長λＸであり、λＸ＜λ＜λＸ＋１である場合を想定する。この場合、ＣＨＮｏ．Ｘ＋１の波長制御情報は、目標波長λに対して長波側で隣接した波長λＸ＋１を含む波長制御情報である。また、ＣＨＮｏ．Ｘの波長制御情報は、目標波長λに対して短波側で隣接した波長λＸを含む波長制御情報である。このため、ＣＨＮｏ．Ｘ＋１及びＣＨＮｏ．Ｘの各波長制御情報は、第１，第２の波長制御情報に相当する。
ＣＨＮｏ．Ｘの波長制御情報におけるモード識別情報「Ａ」と、ＣＨＮｏ．Ｘ＋１の波長制御情報におけるモード識別情報「Ｂ」とは互いに異なる。このため、上述したように、参照波長λＸ及び制御参照値ＰｄＸと参照波長λＸ＋１及び制御参照値ＰｄＸ＋１とはそれぞれ異なる曲線ＣＬ１，ＣＬ２上の点となる。すなわち、スーパーモードが切り替わる波長λＸ＋１，λＸ間の波長を目標波長λとする場合に、参照波長λＸ及び制御参照値ＰｄＸと参照波長λＸ＋１及び制御参照値ＰｄＸ＋１とから補間により、目標波長λに対応する制御目標値を算出した場合には、互いにずれた曲線ＣＬ１，ＣＬ２から制御目標値を算出することとなるため、制御目標値として不適切な値を算出することとなる。そして、当該制御目標値を用いて波長ロック処理を実行した場合には、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長λに制御することができない。
【００６６】
そして、本実施の形態１では、目標値算出部３１２は、ステップＳ２１６において、参照波長及び制御参照値が同一の曲線ＣＬ１上の点となる波長λＸ−１を含むＣＨＮｏ．Ｘ−１の波長制御情報と波長λＸを含むＣＨＮｏ．Ｘの波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
具体的に、目標値算出部３１２は、図１０に示すように、参照波長λＸ−１及び制御参照値ＰｄＸ−１と参照波長λＸ及び制御参照値ＰｄＸとから外挿補間により、目標波長λに対応する制御目標値Ｐｄ１を算出する。同様に、目標値算出部３１２は、参照波長λＸ−１及び参照電力ＰＷＸ−１と参照波長λＸ及び参照電力ＰＷＸとから外挿補間により、目標波長λに対応する初期電力を算出する。
以上のように、ステップＳ２１６では、目標値算出部３１２は、目標波長λと同一の参照波長が記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報に含まれておらず、第１，第２の波長制御情報（ＣＨＮｏ．Ｘ＋１及びＣＨＮｏ．Ｘの各波長制御情報）の間でモード識別情報が異なっている場合に、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長λＸを含む波長制御情報（ＣＨＮｏ．Ｘの波長制御情報）と同一のモード識別情報が関連付けられた複数の制御参照値ＰｄＸ−１，ＰｄＸを用いて、目標波長λに対応する制御目標値Ｐｄ１を算出する。このステップＳ２１６は、記憶部３２に記憶された互いに同一のモード識別情報が関連付けられた複数の波長制御情報に基づいて制御目標値を算出するステップの一例である。
そして、ステップＳ２１６の後、制御装置３は、図８に示したメインルーチンに戻る。
【００６７】
ステップＳ２１５に戻って、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ＋１に関連付けられたモード識別情報とが同一であると判断した場合（ステップＳ２１５：Ｎｏ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２１７）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２１７において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と参照波長λＺを含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
【００６８】
なお、ステップＳ２１５で「Ｎｏ」と判断し、ステップＳ２１７を実行する場合とは、例えば、以下の場合が想定される。
すなわち、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長（参照波長λＺ）が参照波長λＸ−１であり、λＸ−１＜λ＜λＸである場合が想定される。この場合、参照波長λＸ−１及び制御参照値ＰｄＸ−１と参照波長λＸ及び制御参照値ＰｄＸとは、同一のモード識別情報がそれぞれ関連付けられているため、それぞれ同一の曲線ＣＬ１上の点となる（図７，１０）。このため、目標値算出部３１２は、参照波長λＸ−１及び制御参照値ＰｄＸ−１と参照波長λＸ及び制御参照値ＰｄＸとから内挿補間により、目標波長λに対応する制御目標値を算出する。同様に、目標値算出部３１２は、参照波長λＸ−１及び参照電力ＰＷＸ−１と参照波長λＸ及び参照電力ＰＷＸとから内挿補間により、目標波長λに対応する初期電力を算出する。このステップＳ２１７は、記憶部３２に記憶された互いに同一のモード識別情報が関連付けられた複数の波長制御情報に基づいて制御目標値を算出するステップの一例である。
そして、ステップＳ２１７の後、制御装置３は、図８に示したメインルーチンに戻る。
【００６９】
ステップＳ２１２に戻って、当該ステップＳ２１２で「Ｎｏ」と判断した場合には、目標値算出部３１２は、目標波長λが参照波長λＺ−１より大きいか否かを判断する（ステップＳ２１８）。そして、ステップＳ２１８で「Ｎｏ」と判断した場合には、目標値算出部３１２は、変数Ｚを１だけデクリメントし（ステップＳ２１９）、ステップＳ２１８に戻る。一方、ステップＳ２１８で「Ｙｅｓ」と判断した場合（すなわち、λＺ−１＜λ＜λＺを満たす変数Ｚが特定された場合）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２２０）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２０において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ−１に関連付けられたモード識別情報とが異なるか否かを判断する。
【００７０】
参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ−１に関連付けられたモード識別情報とが異なると判断した場合（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２２１）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２１において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と、参照波長λＺを含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
【００７１】
なお、ステップＳ２２０で「Ｙｅｓ」と判断し、ステップＳ２２１を実行する場合とは、例えば、以下の場合が想定される。
すなわち、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長（参照波長λＺ）が参照波長λＸ＋１であり、λＸ＜λ＜λＸ＋１である場合が想定される。この場合、上述したステップＳ２１６と同様に、ＣＨＮｏ．Ｘ＋１の波長制御情報は、目標波長λに対して長波側で隣接した波長λＸ＋１を含む波長制御情報である。また、ＣＨＮｏ．Ｘの波長制御情報は、目標波長λに対して短波側で隣接した波長λＸを含む波長制御情報である。すなわち、ＣＨＮｏ．Ｘ＋１及びＣＨＮｏ．Ｘの各波長制御情報は、第１，第２の波長制御情報に相当する。また、参照波長λＸ及び制御参照値ＰｄＸと参照波長λＸ＋１及び制御参照値ＰｄＸ＋１とはそれぞれ異なる曲線ＣＬ１，ＣＬ２上の点となる。このため、目標値算出部３１２は、ステップＳ２１６と同様に、ステップＳ２２１において、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長λＸ＋１及び制御参照値ＰｄＸ＋１と、当該波長λＸ＋１を含むＣＨＮｏ．Ｘ＋１の波長制御情報と同一のモード識別情報「Ｂ」が関連付けられたＣＨＮｏ．Ｘ＋２の波長制御情報における波長λＸ＋２及び制御参照値ＰｄＸ＋２とから外挿補間により、目標波長λに対応する制御目標値Ｐｄ２（図７）を算出する。同様に、目標値算出部３１２は、波長λＸ＋１及び参照電力ＰＷＸ＋１と波長λＸ＋２及び参照電力ＰＷＸ＋２とから外挿補間により、目標波長λに対応する初期電力を算出する。このステップＳ２２１は、記憶部３２に記憶された互いに同一のモード識別情報が関連付けられた複数の波長制御情報に基づいて制御目標値を算出するステップの一例である。
そして、ステップＳ２２１の後、制御装置３は、図８に示したメインルーチンに戻る。
【００７２】
ステップＳ２２０に戻って、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ−１に関連付けられたモード識別情報とが同一であると判断した場合（ステップＳ２２０：Ｎｏ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２２２）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２２において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ−１を含む波長制御情報と参照波長λＺを含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。このステップＳ２２２は、記憶部３２に記憶された互いに同一のモード識別情報が関連付けられた複数の波長制御情報に基づいて制御目標値を算出するステップの一例である。
【００７３】
なお、ステップＳ２２０で「Ｎｏ」と判断し、ステップＳ２２２を実行する場合とは、例えば、以下の場合が想定される。
すなわち、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長（参照波長λＺ）が参照波長λＸ＋２であり、λＸ＋１＜λ＜λＸ＋２である場合が想定される。この場合、参照波長λＸ＋２及び制御参照値ＰｄＸ＋２と参照波長λＸ＋１及び制御参照値ＰｄＸ＋１とは、同一のモード識別情報がそれぞれ関連付けられているため、それぞれ同一の曲線ＣＬ２上の点となる（図７，１０）。このため、目標値算出部３１２は、参照波長λＸ＋２及び制御参照値ＰｄＸ＋２と参照波長λＸ＋１及び制御参照値ＰｄＸ＋１とから内挿補間により、目標波長λに対応する制御目標値を算出する。同様に、目標値算出部３１２は、参照波長λＸ＋２及び参照電力ＰＷＸ＋２と参照波長λＸ＋１及び参照電力ＰＷＸ＋１とから内挿補間により、目標波長λに対応する初期電力を算出する。
そして、ステップＳ２２２の後、制御装置３は、図８に示したメインルーチンに戻る。
【００７４】
ステップＳ２の後、波長制御部３１３は、ステップＳ２で算出された初期電力をマイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する（ステップＳ３）。
ステップＳ３の後、モニタ値算出部３１１は、ＰＤ比の算出を開始する（ステップＳ４：モニタ値算出ステップ）。
ステップＳ４の後、波長制御部３１３は、ステップＳ２で算出された制御目標値に対してステップＳ４以降に算出された最新のＰＤ比が合致するように、マイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する電力を変化させる波長ロック処理を実行する（ステップＳ５：波長制御ステップ）。
【００７５】
ステップＳ５の後、波長制御部３１３は、ステップＳ５を実行することでステップＳ２で算出された制御目標値に対してステップＳ４以降に算出された最新のＰＤ比が合致したか否かを監視する（ステップＳ６）。
制御目標値に対してＰＤ比が合致していないと判断した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）には、波長制御部３１３は、ステップＳ５に戻る。
一方、制御目標値に対してＰＤ比が合致したと判断した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）には、制御装置３は、本制御フローを終了する。
【００７６】
以上説明した実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態１では、目標値算出部３１２は、目標波長λと同一の波長が記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報に含まれておらず、第１，第２の波長制御情報間でモード識別情報が異なっている場合に、当該第１，第２の波長制御情報のうち現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長λＺを含む波長制御情報と同一のモード識別情報が関連付けられた複数の制御参照値を用いて、目標波長λに対応する制御目標値（Ｐｄ１，Ｐｄ２）を算出する（ステップＳ２１６，Ｓ２２１）。
すなわち、同一の透過特性（曲線ＣＬ１または曲線ＣＬ２）上の点から制御目標値（Ｐｄ１，Ｐｄ２）を算出することとなるため、適切な制御目標値（Ｐｄ１，Ｐｄ２）を算出することができる。したがって、適切な制御目標値（Ｐｄ１，Ｐｄ２）を用いて波長ロック処理を実行することで、レーザ光Ｌ１の波長を精度良く目標波長λに制御することができる。
【００７７】
特に、本実施の形態１では、目標値算出部３１２は、第１，第２の波長制御情報のうち現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長λＺを含む波長制御情報と同一のモード識別情報が関連付けられた複数の制御参照値を用いて、目標波長λに対応する制御目標値（Ｐｄ１，Ｐｄ２）を算出している。
このため、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長λＺから目標波長λにレーザ光Ｌ１の発振波長を変更した場合に、マイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する電力の変化を少なくし、光フィルタ６３ａの透過特性の変化を少なくすることができる。したがって、より適切な制御目標値（Ｐｄ１，Ｐｄ２）を算出することができる。
【００７８】
また、本実施の形態１では、１つのみの温度調節器９により、波長可変光源部４及び平面光波回路６の温度を調節している。このように１つのみの温度調節器９により当該各部材４，６の温度を調節する構造とした場合には、波長可変部４２が光源部４１を局所的に加熱するマイクロヒータ４２１〜４２３で構成されているため、設置面９１の面内に温度分布が生じ易く、光フィルタ６３ａの透過特性が変化し易い。言い換えれば、課題が生じ易い構造となっている。
したがって、当該構造において、本実施の形態１を採用することにより、適切な制御目標値を算出することができるという課題を好適に解決することができる。
【００７９】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態２では、目標値算出部３１２は、上述した実施の形態１で説明した目標値算出ステップ（ステップＳ２）の代わりに、以下に示す目標値算出ステップ（ステップＳ２Ａ）を実行する。
【００８０】
図１１は、本実施の形態２に係る目標値算出ステップ（ステップＳ２Ａ）を示すフローチャートである。
本実施の形態２に係る目標値算出ステップ（ステップＳ２Ａ）では、図１１に示すように、上述した実施の形態１で説明した目標値算出ステップ（ステップＳ２）に対して、ステップＳ２１６の代わりにステップＳ２２３〜Ｓ２２５が採用され、ステップＳ２２１の代わりにステップＳ２２６〜Ｓ２２８が採用されている。このため、以下では、ステップＳ２２３〜Ｓ２２８のみを説明する。
【００８１】
ステップＳ２２３は、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ＋１に関連付けられたモード識別情報とが異なると判断された場合（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）に実行される。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２３において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺに関連付けられた参照電力ＰＷＺが参照波長λＺ＋１に関連付けられた参照電力ＰＷＺ＋１より大きいか否かを判断する。
【００８２】
参照電力ＰＷＺが参照電力ＰＷＺ＋１より大きいと判断した場合（ステップＳ２２３：Ｙｅｓ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２２４）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２４において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と、参照波長λＺ＋２を含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
【００８３】
一方、参照電力ＰＷＺが参照電力ＰＷＺ＋１より小さいと判断した場合（ステップＳ２２３：Ｎｏ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２２５）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２５において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ−１を含む波長制御情報と、参照波長λＺを含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
【００８４】
ここで、ステップＳ２１５で「Ｙｅｓ」と判断された場合とは、λＺ＜λ＜λＺ＋１の関係を有し、かつ、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ＋１に関連付けられたモード識別情報とが異なる場合である。すなわち、目標波長λは、スーパーモードが切り替わる波長λＺ＋１，λＺ間の波長である。このため、参照波長λＺ＋１及び参照波長λＺをそれぞれ含む各波長制御情報（第１，第２の波長制御情報に相当）から目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出すると、上述した実施の形態１で説明したように、目標値として不適切な値を算出してしまう。
また、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と参照波長λＺ＋２を含む波長制御情報とは、同一のモード識別情報を含む。同様に、参照波長λＺ−１を含む波長制御情報と参照波長λＺを含む波長制御情報とは、同一のモード識別情報を含む。すなわち、上述した実施の形態１で説明したステップＳ２１６，Ｓ２２３と同様に、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と参照波長λＺ＋２を含む波長制御情報とから目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する（ステップＳ２２４）、あるいは、参照波長λＺ−１を含む波長制御情報と参照波長λＺを含む波長制御情報とから目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する（ステップＳ２２５）ことによって、適切な目標値（制御目標値及び初期電力）を算出することができる。
【００８５】
そして、本実施の形態２では、目標値算出部３１２は、ステップＳ２２３を実行することにより、第１，第２の波長制御情報（参照波長λＺ＋１及び参照波長λＺをそれぞれ含む各波長制御情報）のうち、参照電力が低い方の波長制御情報を選択する。また、目標値算出部３１２は、当該選択した波長制御情報と同一のモード識別情報が関連付けられた波長制御情報を用いて、目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する（ステップＳ２２４，Ｓ２２５）。
そして、ステップＳ２２４またはステップＳ２２５の後、制御装置３は、図８に示したメインルーチンに戻る。
【００８６】
ステップＳ２２６は、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ−１に関連付けられたモード識別情報とが異なると判断された場合（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）に実行される。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２６において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺに関連付けられた参照電力ＰＷＺが参照波長λＺ−１に関連付けられた参照電力ＰＷＺ−１より小さいか否かを判断する。
【００８７】
参照電力ＰＷＺが参照電力ＰＷＺ−１より小さいと判断した場合（ステップＳ２２６：Ｙｅｓ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２２７）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２７において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と、参照波長λＺを含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
【００８８】
一方、参照電力ＰＷＺが参照電力ＰＷＺ−１より大きいと判断した場合（ステップＳ２２６：Ｎｏ）には、目標値算出部３１２は、以下の処理を実行する（ステップＳ２２８）。
目標値算出部３１２は、ステップＳ２２８において、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、参照波長λＺ−１を含む波長制御情報と、参照波長λＺ−２を含む波長制御情報とから各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する。
【００８９】
ここで、ステップＳ２２０で「Ｙｅｓ」と判断された場合とは、λＺ−１＜λ＜λＺの関係を有し、かつ、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ−１に関連付けられたモード識別情報とが異なる場合である。すなわち、目標波長λは、スーパーモードが切り替わる波長λＺ，λＺ−１間の波長である。このため、参照波長λＺ及び参照波長λＺ−１を含む各波長制御情報（第１，第２の波長制御情報に相当）から目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出すると、上述した実施の形態１で説明したように、目標値として不適切な値を算出してしまう。
また、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と参照波長λＺを含む波長制御情報とは、同一のモード識別情報を含む。同様に、参照波長λＺ−１を含む波長制御情報と参照波長λＺ−２を含む波長制御情報とは、同一のモード識別情報を含む。すなわち、上述した実施の形態１で説明したステップＳ２１６，Ｓ２２１と同様に、参照波長λＺ＋１を含む波長制御情報と参照波長λＺを含む波長制御情報とから目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する（ステップＳ２２７）、あるいは、参照波長λＺ−１を波長制御情報と参照波長λＺ−２を含む波長制御情報とから目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する（ステップＳ２２８）ことによって、適切な目標値（制御目標値及び初期電力）を算出することができる。
【００９０】
そして、本実施の形態２では、目標値算出部３１２は、ステップＳ２２６を実行することにより、第１，第２の波長制御情報（参照波長λＺ及び参照波長λＺ−１をそれぞれ含む各波長制御情報）のうち、参照電力が低い方の波長制御情報を選択する。また、目標値算出部３１２は、当該選択した波長制御情報と同一のモード識別情報が関連付けられた波長制御情報を用いて、目標波長λに対応する各種の目標値（制御目標値及び初期電力）を算出する（ステップＳ２２７，Ｓ２２８）。
そして、ステップＳ２２７またはステップＳ２２８の後、制御装置３は、図８に示したメインルーチンに戻る。
【００９１】
以上説明した実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態２では、目標値算出部３１２は、第１，第２の波長制御情報のうち参照電力が低い方の波長制御情報を選択し、当該選択した波長制御情報と同一のモード識別情報が関連付けられた波長制御情報を用いて、目標波長λに対応する制御目標値を算出する（ステップＳ２２３〜Ｓ２２５，Ｓ２２６〜Ｓ２２８）。
このため、適切な制御目標値を算出することができるとともに、波長可変レーザ装置１の低消費電力化を図ることができる。
【００９２】
（実施の形態３）
次に、本実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態３では、目標値算出部３１２は、上述した実施の形態１で説明した目標値算出ステップ（ステップＳ２）の代わりに、以下に示す目標値算出ステップ（ステップＳ２Ｂ）を実行する。
【００９３】
図１２は、本実施の形態３に係る目標値算出ステップ（ステップＳ２Ｂ）を示すフローチャートである。
本実施の形態３に係る目標値算出ステップ（ステップＳ２Ｂ）では、先ず、目標値算出部３１２は、記憶部３２に記憶された複数の波長制御情報を参照し、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長（参照波長λＺ）に関連付けられた参照電力ＰＷＺが特定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３１）。
参照電力ＰＷＺが特定の閾値未満であると判断した場合（ステップＳ２３１：Ｎｏ）には、目標値算出部３１２は、図９に示したステップＳ２の処理（第１の算出処理に相当）を実行する。
一方、参照電力ＰＷＺが特定の閾値以上であると判断した場合（ステップＳ２３１：Ｙｅｓ）には、目標値算出部３１２は、図１１に示したステップＳ２Ａの処理（第２の算出処理に相当）を実行する。
【００９４】
以上説明した実施の形態３によれば、上述した実施の形態１，２と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態３では、目標値算出部３１２は、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長（参照波長λＺ）に関連付けられた参照電力ＰＷＺが特定の閾値未満である場合に第１の算出処理を実行し、当該特定の閾値以上である場合に第２の算出処理を実行する。
このため、現時点での消費電力が比較的に高い場合に限り、第２の算出処理を実行することができ、マイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する電力の大きな変化が不要に生じることを抑制することができる。
【００９５】
（実施の形態４）
次に、本実施の形態４について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態４では、記憶部３２は、図７に示す波長制御情報に換えて、例として図１３に示す波長制御情報を記憶している。
図１３において、ＣＨＮｏ.などの下付き文字に使用されているｍ、ｎは、例えば４以上の整数である。
【００９６】
図７の場合と同様に、図１３に示す複数の波長制御情報は、それぞれ、参照波長と、レーザ光Ｌ１の波長を当該参照波長に制御するためにマイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する複数の電力と、レーザ光Ｌ１の波長を当該参照波長に設定した場合でのＰＤ比の参照値となる制御参照値と、当該複数の電力及び当該制御参照値を用いて波長ロック処理を実行した場合に決定されるスーパーモードを識別するモード識別情報とが関連付けられた情報である。
ただし、図１３では、複数の波長制御情報には、複数の第３の波長制御情報と、複数の第４の波長制御情報とがある。
【００９７】
複数の第３の波長制御情報の例は、ＣＨＮｏ．１からＣＨＮｏ.Ｘ＋ｎ−１までの波長制御情報である。これらの第３の波長制御情報は、参照波長λ１からλＸ＋ｎ−１までの波長範囲（第１の波長範囲の例）に対して、モード識別情報「Ａ」が関連付けられている。
複数の第４の波長制御情報の例は、ＣＨＮｏ．Ｘ−ｍ＋１から、少なくともＣＨＮｏ.Ｘ＋ｎ＋１（不図示）より大きい所定のＣＨＮｏ．までの波長制御情報である。これらの第４の波長制御情報は、参照波長λＸ−ｍ＋１から少なくともλＸ＋ｎ＋１より長い所定の波長での波長範囲（第２の波長範囲の例）に対して、モード識別情報「Ｂ」が関連付けられている。
なお、この例における第１の波長範囲と第２の波長範囲とは、その一部が重複している。重複している波長範囲はλＸ−ｍ＋１からλＸ＋ｎ−１までである。
【００９８】
各波長における各波長制御情報には、モード毎に、マイクロヒータ４２１〜４２３にそれぞれ供給する複数の電力の総電力として、各参照電力が含まれているとともに、レーザ光Ｌ１の目標波長を各参照波長に設定した場合でのＰＤ比の参照値となる制御参照値が含まれている。例えば、ＣＨＮｏ．Ｘの波長制御情報では、モード識別情報「Ａ」とＰＤＡＸおよびＰＷＡＸ[Ｗ]とが関連付けられており、モード識別情報「Ｂ」とＰＤＢＸおよびＰＷＢＸ[Ｗ]とが関連付けられている。
【００９９】
なお、図示しないが、記憶部３２には、モード識別情報「Ａ」、「Ｂ」とは別のモード識別情報「Ｃ」、・・・に関連付けられた波長制御情報も記憶されている。例えばモード識別情報「Ｃ」は、第２波長範囲と一部が重複している波長範囲の各波長（例えばグリッド波長）に対して関連付けられて、波長制御情報を構成している。
【０１００】
図７では、隣接するＣＨＮｏ．の各波長制御情報に関連付けられた参照電力間の差が、所定の閾値未満であれば同一のモード識別情報を有し、当該閾値以上であれば互いに異なるモード識別情報を有するようにしている。
これに対して、図１３の場合は、例えばＣＨＮｏ．ＸとＣＨＮｏ．Ｘ＋１との各波長制御情報に関連付けられた参照電力間の差が所定の閾値以上であっても、同一のモード識別情報「Ａ」に関連付けている。同様に、例えばＣＨＮｏ．ＸとＣＨＮｏ．Ｘ＋１との各波長制御情報に関連付けられた参照電力間の差が所定の閾値以上であっても、同一のモード識別情報「Ｂ」に関連付けている。
したがって、図１３において、モード識別情報「Ａ」が関連付けられた参照波長の波長範囲は、図７の場合と比較して、参照波長λ１からλＸの範囲から、参照波長λ１からλＸ＋（ｎ−１）の範囲に、拡張範囲だけ拡張されていると言える。同様に、モード識別情報「Ｂ」が関連付けられた参照波長の波長範囲は、図７の場合と比較して、参照波長λＸからの範囲から、参照波長λＸ−ｍ＋１からの範囲に、拡張範囲だけ拡張されていると言える。
なお、拡張範囲は、マイクロヒータ４２１またはマイクロヒータ４２２に供給する電力がゼロになる範囲まで拡張できる。
【０１０１】
本実施の形態４では、制御部３１は、図８、９に示す場合と同様に制御方法を実行する。
なお、図９のステップＳ２１５において、参照波長λＺに関連付けられたモード識別情報と参照波長λＺ＋１に関連付けられたモード識別情報とが異なるか否かを判断する際に、参照波長λＺまたは参照波長λＺ＋１に関連付けられたモード識別情報が複数あったとしても、参照波長λＺと参照波長λＺ＋１とのそれぞれに関連付けられた同一のモード識別情報があれば、ステップＳ２１５で「Ｎｏ」と判断される。
【０１０２】
以上説明した実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
例えば、制御装置３が、モード識別情報「Ａ」に関連付けられた第１の波長範囲の例である参照波長λ１からλＸ＋（ｎ−１）までの波長範囲において、波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長から、λＸ−ｍ＋１からλＸ＋ｎ−１までの波長範囲に含まれかつ記憶部３２には対応する波長制御情報が無い目標波長に変更する場合を考える。λＸ−ｍ＋１からλＸ＋ｎ−１までの波長範囲は、第１および第２の波長範囲が重複する範囲の一例である。
この場合、目標値算出部３１２は、モード識別情報「Ａ」に関連付けられた複数の第３の波長制御情報の制御参照値を用いて、目標波長に対応する制御目標値を算出する。
これにより、波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長から目標波長までの変更を、モード識別情報「Ａ」に対応するスーパーモードのみで実現できるので、スーパーモードの切り換えのための制御を省略できる。
【０１０３】
例えば、図７に示すような波長制御情報を用いた場合は、レーザ光Ｌ１の波長を波長λ１から目標波長としての波長λｘ＋２まで変化させる場合、スーパーモードの切り換えが必要である。
これに対して、図１３に示すような波長制御情報を用いた場合は、レーザ光Ｌ１の波長を波長λ１から目標波長としての波長λｘ＋２まで変化させる場合、スーパーモードの切り換えが不要である。
図１３に示すような波長制御情報を用いる実施の形態４は、例えば、ファインチューニング周波数(ＦＴＦ)と呼ばれる制御を行う場合に好適に利用できる。ＦＴＦは、波長可変光源部４がレーザ光Ｌ１を出力しかつレーザ装置１がレーザ光Ｌ２を出力している状態を維持しながら、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長まで連続的を変化させる制御である。
【０１０４】
尚、記憶部３２が記憶する、波長範囲が重複する範囲における全ての参照波長に対して異なるモード識別情報を関連づけて記憶しなくともよい。例えば、λＸ−ｍ＋１からλＸ＋ｎ−１までの波長範囲において、記憶部３２が一または複数の参照波長λｋ（Ｘ−ｍ＋１＜ｋ＜Ｘ＋ｎ―１）について、モード識別情報「Ｂ」が関連づけられた波長制御情報を記憶せず、モード識別情報「Ａ」とＰＤＡｋおよびＰＷＡｋ[Ｗ]とが関連付けられた波長制御情報を記憶する様にしてもよい。この様な場合に、モード識別情報「Ｂ」が関連付けられた参照波長λｋの波長制御情報を新たに算出する場合には、記憶部３２が記憶している、モード識別情報「Ｂ」が関連づけられた他の複数の参照波長の波長制御情報に基づいて算出する様にしてもよい。
【０１０５】
（その他の実施形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１〜４によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１〜４では、２つの光フィルタ６３ａ，６４ａが設けられていたが、これに限らず、光フィルタ６３ａを１つのみ設けてもよく、あるいは、３つ以上の光フィルタを設けても構わない。
上述した実施の形態１〜４では、本発明に係る光フィルタとして、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを採用していたが、これに限らない。入射する光の波長に対して周期的な透過特性を有する光フィルタであれば、エタロン等のその他の光フィルタを本発明に係る光フィルタとして採用しても構わない。
また、制御装置３が実行する波長制御方法を示すフローは、上述した実施の形態１〜４で説明したフローチャート（図８，図９，図１１，図１２）における処理の順序に限らず、矛盾のない範囲で変更しても構わない。
【０１０６】
また、実施の形態１〜４では、ステップＳ２１１において波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長となっている参照波長λＳに対応してＺ＝Ｓと設定しているが、これに限らない。当該ステップＳ２１１においてＳと異なるＺ０を設定し実施の形態１〜４のフローを実施してもよい。当該Ｚ０としては、例えば、記憶部３２に記憶されているＣＨＮｏ．のうち最も小さい、最も大きい、またはいずれか所定の波長制御情報に対応するものを用いるようしてもよい。一方で、Ｚ＝Ｓと設定した場合には、現時点で波長可変光源部４が出力しているレーザ光Ｌ１の波長と目標波長λとの差が小さい場合（例えばλＳ＜λ＜λＳ＋１またはλＳ−１＜λ＜λＳを満たす場合）には、ステップＳ２１１においてＺ＝Ｓと設定することで目標値算出に要する時間を短縮することができるため好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、例えば、通信用の波長可変レーザ装置に適用して好適なものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１  波長可変レーザ装置
２  波長可変レーザモジュール
３  制御装置
４  波長可変光源部
５  半導体光増幅器
６  平面光波回路
７  光検出部
８  温度センサ
９  温度調節器
３１  制御部
３２  記憶部
４１  光源部
４２  波長可変部
４３  第１の導波路部
４４  第２の導波路部
４４ａ  光導波層
４５  ｎ側電極
６１  光分岐部
６２〜６４  光導波路
６３ａ，６４ａ  リング共振器型光フィルタ
７１〜７３  ＰＤ
９１  設置面
３１１  モニタ値算出部
３１２  目標値算出部
３１３  波長制御部
４２１〜４２３  マイクロヒータ
４３１  導波路部
４３１ａ  利得部
４３１ｂ  回折格子層
４３２  半導体積層部
４３３  ｐ側電極
４４１  ２分岐部
４４１ａ  多モード干渉型導波路
４４２，４４３  アーム部
４４４  リング状導波路
４４５  位相調整部
Ａｒ１  第１の領域
Ａｒ２  第２の領域
Ｂ１  基部
ＢＤ１，ＢＤ２  境界
Ｃ１  光共振器
ＣＬ１，ＣＬ２  曲線
ＣＭ１〜ＣＭ５  キャビティモード
Ｌ１〜Ｌ６  レーザ光
Ｍ１  反射ミラー
ＲＦ１  リング共振器フィルタ
ＳＣ１，ＳＣ１Ａ，ＳＣ２，ＳＣ２Ａ  ピーク
ＳＭ１  第１のスーパーモード
ＳＭ２  第２のスーパーモード
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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