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JP6849524B2 - Semiconductor laser light source - Google Patents

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JP6849524B2
JP6849524B2 JP2017093665A JP2017093665A JP6849524B2 JP 6849524 B2 JP6849524 B2 JP 6849524B2 JP 2017093665 A JP2017093665 A JP 2017093665A JP 2017093665 A JP2017093665 A JP 2017093665A JP 6849524 B2 JP6849524 B2 JP 6849524B2
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啓之 石井
隆彦 進藤
隆彦 進藤
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亘 小林
松崎 秀昭
秀昭 松崎
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Description

本発明は、中・長距離の光ファイバ通信で用いられる単一モードで動作する半導体レーザ光源に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor laser light source operating in a single mode used in medium and long distance optical fiber communication.

中・長距離の光通信システムでは、光ファイバ1本あたりの伝送容量を増大させるために、波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing )技術を用いることが一般的である。その際、光源にはどの波長チャネルでも出力できるような波長可変特性が必要とされているため、波長可変レーザが使用される。伝送容量を増大させるためには、信号が占有する波長帯域をできるだけ密に詰め込んで、光周波数利用効率を上げることが有効である。 In medium- and long-distance optical communication systems, it is common to use wavelength division multiplexing (WDM) technology in order to increase the transmission capacity per optical fiber. At that time, since the light source is required to have a tunable characteristic that can output any wavelength channel, a tunable laser is used. In order to increase the transmission capacity, it is effective to pack the wavelength band occupied by the signal as closely as possible to improve the optical frequency utilization efficiency.

しかしながら、光周波数利用効率を上げるためには、光源の光周波数(波長)の精度を高める必要がある。例えば、光周波数間隔が50GHzで信号速度10Gbit/sのNRZ(Non Return to Zero)信号を光伝送するシステムの場合、光周波数間隔に対して占有光周波数帯域に余裕がある。よって、一般に市販されている光源の光周波数精度±2.5GHzがあれば十分である。ところが、光周波数利用効率を2倍にすべく、信号速度10Gbit/sで光周波数間隔を半分の25GHzとすると、光源の光周波数精度は±1GHz程度まで高精度化する必要がある。 However, in order to improve the optical frequency utilization efficiency, it is necessary to improve the accuracy of the optical frequency (wavelength) of the light source. For example, in the case of a system for optical transmission of an NRZ (Non Return to Zero) signal having an optical frequency interval of 50 GHz and a signal speed of 10 Gbit / s, there is a margin in the occupied optical frequency band with respect to the optical frequency interval. Therefore, it is sufficient that the optical frequency accuracy of a commercially available light source is ± 2.5 GHz. However, in order to double the optical frequency utilization efficiency, if the optical frequency interval is halved to 25 GHz at a signal speed of 10 Gbit / s, the optical frequency accuracy of the light source needs to be increased to about ± 1 GHz.

現在、主に用いられている波長可変レーザモジュールには、発振光周波数(波長)を安定化させるために、波長ロッカーが内蔵されている。波長ロッカーは、波長基準となるエタロン・フィルタやモニタ用のフォトダイオード(PD:Photodiode)などにより構成される光学部品である。エタロン・フィルタの透過率の光周波数依存性を利用し、半導体レーザの発振光周波数(波長)を基準となるエタロン・フィルタの光周波数に合致させる制御を施すことで、半導体レーザの発振光周波数(波長)を安定化させている。 Currently, tunable laser modules mainly used have a built-in wavelength rocker in order to stabilize the oscillation light frequency (wavelength). A wavelength rocker is an optical component composed of an etalon filter that serves as a wavelength reference, a photodiode (PD) for a monitor, and the like. By utilizing the optical frequency dependence of the transmittance of the etalon filter and controlling the oscillation optical frequency (wavelength) of the semiconductor laser to match the optical frequency of the etalon filter as a reference, the oscillation optical frequency (wavelength) of the semiconductor laser ( Wavelength) is stabilized.

波長可変レーザとして、分布帰還型レーザアレイを用いたタイプの例が、非特許文献1に開示されている。この例では、レーザモジュールは、波長可変レーザが搭載された光源ブロックと波長ロッカー・ブロックとから構成されており、各ブロックはペルチェ素子により温度の安定化が行われている。具体的には、レーザチップの温度をサーミスタを用いてモニタし、ペルチェ素子を用いて、温度を一定に保つように制御している。 Non-Patent Document 1 discloses an example of a type using a distributed feedback type laser array as a tunable laser. In this example, the laser module is composed of a light source block and a wavelength rocker block on which a tunable laser is mounted, and the temperature of each block is stabilized by a Peltier element. Specifically, the temperature of the laser chip is monitored by using a thermistor, and the temperature is controlled to be kept constant by using a Peltier element.

しかしながら、サーミスタによるモニタ温度とレーザチップの温度は完全には一致しておらず、若干の測定誤差が生じるため、レーザチップの温度変動を完全に零にすることは難しい。一般的なレーザモジュールでは、外気温が0℃から100℃まで100度程度変化した場合、レーザチップ温度は±0.1度程度変化する。その結果、レーザ材料の半導体の屈折率が変化し、発振周波数は±10GHz程度変化する。したがって、レーザの温度を制御するだけでは、±1GHzの精度を得ることはできない。 However, it is difficult to completely eliminate the temperature fluctuation of the laser chip because the monitor temperature by the thermistor and the temperature of the laser chip do not completely match and a slight measurement error occurs. In a general laser module, when the outside air temperature changes from 0 ° C. to 100 ° C. by about 100 ° C., the laser chip temperature changes by about ± 0.1 ° C. As a result, the refractive index of the semiconductor of the laser material changes, and the oscillation frequency changes by about ± 10 GHz. Therefore, it is not possible to obtain an accuracy of ± 1 GHz only by controlling the temperature of the laser.

そこで、波長多重(WDM)通信用のレーザ光源では、波長ロッカーが用いられる。前述したように、波長ロッカーには、波長基準となるエタロン・フィルタが搭載されており、エタロン・フィルタの透過率の光周波数依存性を利用して、レーザ光源の光周波数が安定化される。エタロン・フィルタの材料には、半導体よりも屈折率の温度依存性が小さい材料が用いられる。例えば、石英ガラスを用いた場合、屈折率の温度依存性は半導体材料の1/10以下となる。よって、前述したように±0.1度程度温度が変化したとしても、屈折率変動が1/10になり、基準光周波数(波長)の変化も±1GHz以下とすることができる。 Therefore, a wavelength rocker is used in a laser light source for wavelength division multiplexing (WDM) communication. As described above, the wavelength rocker is equipped with an etalon filter as a wavelength reference, and the optical frequency of the laser light source is stabilized by utilizing the optical frequency dependence of the transmittance of the etalon filter. As the material of the etalon filter, a material having a smaller temperature dependence of the refractive index than the semiconductor is used. For example, when quartz glass is used, the temperature dependence of the refractive index is 1/10 or less of that of the semiconductor material. Therefore, even if the temperature changes by about ± 0.1 degrees as described above, the refractive index fluctuation becomes 1/10, and the change in the reference light frequency (wavelength) can also be ± 1 GHz or less.

しかしながら、非特許文献1に開示された従来の波長可変レーザには、光出力を発生した直後に、光周波数の精度が十分でない時間が生じるという課題があった。この課題に関して、以下に詳しく説明する。波長ロッカーを動作させるためには、レーザ光が入力されている必要がある。レーザ光出力がない状態からレーザ光が出力された状態に遷移した直後の光周波数は精度が高くなく、その後、波長ロッカーからの信号を用いてレーザの光周波数のフィードバック制御を行うことにより、徐々に光周波数の精度が高くなる。 However, the conventional tunable laser disclosed in Non-Patent Document 1 has a problem that a time in which the accuracy of the optical frequency is not sufficient occurs immediately after the optical output is generated. This issue will be described in detail below. In order to operate the wavelength rocker, it is necessary that the laser beam is input. The optical frequency immediately after the transition from the state where there is no laser light output to the state where the laser light is output is not highly accurate, and then gradually by performing feedback control of the laser light frequency using the signal from the wavelength rocker. In addition, the accuracy of the optical frequency becomes high.

レーザ光の出力開始から十分な時間が経てば、光周波数の精度が高くなるので、光波長を全く切替えないようなシステムでは、従来の波長可変レーザでも十分使用可能である。しかし、光波長を切替えてネットワークの構成を変化させることができるようなシステムでは、光出力直後に光周波数の精度が十分でない時間が生じると、他の波長チャネルに影響を与えてしまうため、大きな課題となる。 Since the accuracy of the optical frequency becomes high after a sufficient time has passed from the start of the output of the laser beam, the conventional tunable laser can be sufficiently used in a system in which the optical wavelength is not switched at all. However, in a system that can change the network configuration by switching the optical wavelength, if the accuracy of the optical frequency is not sufficient immediately after the optical output, it will affect other wavelength channels, which is large. It becomes an issue.

石井他,「高機能波長可変光源技術」,NTT技術ジャーナル,pp.66−69,2007年11月号Ishii et al., "High-performance tunable light source technology", NTT Technology Journal, pp. 66-69, November 2007 issue

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、光出力発生直後から光周波数精度の高い小型の半導体レーザ光源を実現することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to realize a compact semiconductor laser light source having high optical frequency accuracy immediately after the generation of light output.

本発明の半導体レーザ光源は、単一モードで発振する半導体レーザを含む光源ブロックと、この光源ブロックの出力光が入力されるエタロン・フィルタを含む波長ロッカー・ブロックと、この波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックとを備え、前記アンプ・ブロックは、前記半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、前記所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを含み、前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第1の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第2の受光器とを含み、さらに、前記光源ブロックに設けられた第1の熱電素子と、前記第1、第2の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第1の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第1の温度制御部と、前記半導体レーザの光出力開始時に前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記半導体レーザの光周波数が安定したことを示す前記電気信号が得られたときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部と、前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第2の熱電素子と、前記アンプ・ブロックに設けられた第3の熱電素子と、前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第1の温度センサと、前記アンプ・ブロックに設けられた第2の温度センサと、前記第1の温度センサによって測定された温度が所望の波長ロッカー温度設定値と一致するように前記第2の熱電素子を通じて前記波長ロッカー・ブロックの温度を制御する第2の温度制御部と、前記第2の温度センサによって測定された温度が所望のアンプ温度設定値と一致するように前記第3の熱電素子を通じて前記アンプ・ブロックの温度を制御する第3の温度制御部とを備えることを特徴とするものである。 The semiconductor laser light source of the present invention includes a light source block including a semiconductor laser that oscillates in a single mode, a wavelength rocker block including an etalon filter into which the output light of the light source block is input, and an output of the wavelength rocker block. It includes an amplifier block that amplifies light and couples it to an optical fiber, and the amplifier block operates as an optical attenuator from the start of optical output of the semiconductor laser until a predetermined condition is satisfied, and the predetermined condition is satisfied. There saw including a semiconductor amplifier which operates as an amplifier when satisfied, the wavelength locker block includes a first photodetector for detecting said etalon filter, the intensity of the input to the wavelength locker block light, It includes a second receiver that is input to the wavelength rocker block and detects the intensity of light that has passed through the etalon filter, and further includes a first thermoelectric element provided in the light source block and the first. A first temperature control unit that controls the temperature of the light source block through the first thermoelectric element so that the optical frequency of the semiconductor laser becomes a desired value based on an electric signal obtained from the second receiver. It is determined that the predetermined condition is satisfied when the semiconductor amplifier is operated as an optical attenuator at the start of the optical output of the semiconductor laser and the electric signal indicating that the optical frequency of the semiconductor laser is stable is obtained. The semiconductor amplifier control unit that operates the semiconductor amplifier as an amplifier, the second thermoelectric element provided in the wavelength rocker block, the third thermoelectric element provided in the amplifier block, and the wavelength rocker. The temperature measured by the first temperature sensor provided on the block, the second temperature sensor provided on the amplifier block, and the first temperature sensor matches the desired wavelength rocker temperature set value. So that the temperature measured by the second temperature control unit that controls the temperature of the wavelength rocker block through the second thermoelectric element and the second temperature sensor matches the desired amplifier temperature set value. It is characterized by including a third temperature control unit that controls the temperature of the amplifier block through the third thermoelectric element.

また、本発明の半導体レーザ光源は、単一モードで発振する半導体レーザを含む光源ブロックと、この光源ブロックの出力光が入力されるエタロン・フィルタを含む波長ロッカー・ブロックと、この波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックとを備え、前記アンプ・ブロックは、前記半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、前記所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを含み、前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第1の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第2の受光器とを含み、さらに、前記光源ブロックに設けられた第1の熱電素子と、前記第1、第2の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第1の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第1の温度制御部と、前記半導体レーザの光出力開始時点から規定時間が経過するまで前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記規定時間が経過したときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部と、前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第2の熱電素子と、前記アンプ・ブロックに設けられた第3の熱電素子と、前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第1の温度センサと、前記アンプ・ブロックに設けられた第2の温度センサと、前記第1の温度センサによって測定された温度が所望の波長ロッカー温度設定値と一致するように前記第2の熱電素子を通じて前記波長ロッカー・ブロックの温度を制御する第2の温度制御部と、前記第2の温度センサによって測定された温度が所望のアンプ温度設定値と一致するように前記第3の熱電素子を通じて前記アンプ・ブロックの温度を制御する第3の温度制御部とを備えることを特徴とするものである。 Further, the semiconductor laser light source of the present invention includes a light source block including a semiconductor laser oscillating in a single mode, a wavelength rocker block including an etalon filter into which the output light of the light source block is input, and the wavelength rocker block. The amplifier block comprises an amplifier block that amplifies the output light of the semiconductor laser and couples the output light to the optical fiber, and the amplifier block operates as an optical attenuator from the start of optical output of the semiconductor laser until a predetermined condition is satisfied. The wavelength rocker block includes the semiconductor amplifier that operates as an amplifier when the conditions of the above conditions are satisfied, and the wavelength rocker block includes the etalon filter and a first receiver that detects the intensity of light input to the wavelength rocker block. A second thermoelectric element provided in the light source block and a first thermoelectric element provided in the light source block, including a second receiver which is input to the wavelength rocker block and detects the intensity of light transmitted through the etalon filter. With the first temperature control unit that controls the temperature of the light source block through the first thermoelectric element so that the optical frequency of the semiconductor laser becomes a desired value based on the electric signal obtained from the second receiver. The semiconductor amplifier is operated as an optical attenuator from the start of optical output of the semiconductor laser until a specified time elapses, and when the specified time elapses, it is determined that the predetermined condition is satisfied, and the semiconductor amplifier is determined. A semiconductor amplifier control unit that operates as an amplifier, a second thermoelectric element provided in the wavelength rocker block, a third thermoelectric element provided in the amplifier block, and a wavelength rocker block. The second temperature sensor, the second temperature sensor provided in the amplifier block, and the second temperature sensor so that the temperature measured by the first temperature sensor matches the desired wavelength rocker temperature setting value. The third thermoelectric unit so that the temperature measured by the second temperature control unit that controls the temperature of the wavelength rocker block through the thermoelectric element and the second temperature sensor matches the desired amplifier temperature set value. It is characterized by including a third temperature control unit that controls the temperature of the amplifier block through an element.

また、本発明の半導体レーザ光源の1構成例において、前記半導体レーザは、回折格子による波長選択機能を備えた分布帰還型レーザ、もしくは分布反射型レーザである。 Further , in one configuration example of the semiconductor laser light source of the present invention, the semiconductor laser is a distributed feedback type laser or a distributed reflection type laser having a wavelength selection function by a diffraction grating.

また、本発明の半導体レーザ光源の1構成例において、前記光源ブロックは、分布帰還型レーザアレイと、この分布帰還型レーザアレイのN個の光出力を合波するN対1光合波器と、このN対1光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、これら分布帰還型レーザアレイとN対1光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とするものである。
また、本発明の半導体レーザ光源の1構成例において、前記光源ブロックは、分布反射型レーザアレイと、この分布反射型レーザアレイのN個の光出力を合波するN対1光合波器と、このN対1光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、これら分布反射型レーザアレイとN対1光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the semiconductor laser light source of the present invention, the light source block includes a distributed feedback type laser array, an N to 1 optical combiner that combines the N light outputs of the distributed feedback type laser array, and an N to 1 optical combiner. A semiconductor laser that oscillates in a single mode is provided by the distributed feedback type laser array, the N: 1 optical combiner, and the semiconductor amplifier, including a semiconductor amplifier that amplifies the laser light output from the N: 1 optical combiner. It is characterized by being configured.
Further, in one configuration example of the semiconductor laser light source of the present invention, the light source block includes a distributed reflection type laser array, an N to 1 optical combiner that combines the N light outputs of the distributed reflection type laser array, and an N to 1 optical combiner. A semiconductor laser that oscillates in a single mode is provided by the distributed reflection type laser array, the N: 1 optical combiner, and the semiconductor amplifier, which includes a semiconductor amplifier that amplifies the laser light output from the N: 1 optical combiner. It is characterized by being configured.

本発明によれば、波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックを設け、アンプ・ブロックに、半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを設けることにより、光源ブロックから光出力が生じているときでも、アンプ・ブロック内の半導体アンプを光減衰器として作用させることにより、光ファイバへの光出力をオフにすることができる。この状態では、波長ロッカー・ブロックに光源ブロックの光が入力されているので、光周波数の安定化が可能である。光周波数が十分安定になってから、アンプ・ブロックの半導体アンプを本来の増幅器として動作させるようにすれば、光周波数精度の高い光を出力することができる。その結果、本発明では、光出力発生直後から光周波数精度の高い小型の半導体レーザ光源を実現することができる。 According to the present invention, an amplifier block that amplifies the output light of the wavelength rocker block and couples it to an optical fiber is provided, and the amplifier block is light-attenuated from the start of light output of the semiconductor laser until a predetermined condition is satisfied. By providing a semiconductor amplifier that operates as a device and operates as an amplifier when a predetermined condition is satisfied, the semiconductor amplifier in the amplifier block acts as an optical attenuator even when light output is generated from the light source block. Thereby, the optical output to the optical fiber can be turned off. In this state, since the light of the light source block is input to the wavelength rocker block, the light frequency can be stabilized. If the semiconductor amplifier of the amplifier block is operated as the original amplifier after the optical frequency becomes sufficiently stable, light with high optical frequency accuracy can be output. As a result, in the present invention, it is possible to realize a compact semiconductor laser light source having high optical frequency accuracy immediately after the generation of optical output.

図1は、本発明の実施例に係る半導体レーザ光源の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor laser light source according to an embodiment of the present invention. 図2は、従来の半導体レーザ光源の概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional semiconductor laser light source. 図3は、本発明の実施例におけるモニタ出力電流比の光周波数依存性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the optical frequency dependence of the monitor output current ratio in the embodiment of the present invention. 図4は、従来の半導体レーザ光源の光出力と光周波数の時間変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the time variation of the light output and the light frequency of the conventional semiconductor laser light source. 図5は、本発明の実施例における半導体レーザ光源の光出力と光周波数の時間変化を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the time variation of the light output and the light frequency of the semiconductor laser light source in the embodiment of the present invention.

以下に、図面を参照して本発明の実施例について説明する。図1は本発明の実施例に係る半導体レーザ光源の概略構成を示すブロック図である。図1中では、レーザ光の軌跡を点線で示している。本実施例に係る半導体レーザ光源は、パッケージ101の中に、光源ブロック200と、波長ロッカー・ブロック300と、アンプ・ブロック400の3つの機能ブロックが配置されている。なお、それぞれの機能ブロックは、ペルチェ素子201,301,401の上に実装されており、各々、独立に温度を調整することができるようになっている。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor laser light source according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the locus of the laser beam is shown by a dotted line. In the semiconductor laser light source according to this embodiment, three functional blocks of a light source block 200, a wavelength rocker block 300, and an amplifier block 400 are arranged in a package 101. Each functional block is mounted on the Peltier elements 201, 301, 401, and the temperature can be adjusted independently.

光源ブロック200においては、CuWなどからなる金属キャリア上に、波長可変機能を有する半導体レーザチップ203と、半導体レーザチップ203からの出射光を平行ビームに変換するためのレンズ204と、半導体レーザチップ203の温度をモニタするためのサーミスタ202とが実装されている。 In the light source block 200, a semiconductor laser chip 203 having a tunable function, a lens 204 for converting light emitted from the semiconductor laser chip 203 into a parallel beam, and a semiconductor laser chip 203 on a metal carrier made of CuW or the like. A thermistor 202 for monitoring the temperature of the

波長ロッカー・ブロック300には、半導体レーザチップ203への戻り光を遮断するための光アイソレータ308が設けられ、さらにキャリア上に、レーザ光の一部を反射させるための部分反射ミラー303と、光を波長モニタ用と強度モニタ用とに分岐するための部分反射ミラー304と、エタロン・フィルタ307と、強度モニタ用フォトダイオード305と、波長モニタ用フォトダイオード306と、温度モニタ用サーミスタ302とが実装されている。 The wavelength rocker block 300 is provided with an optical isolator 308 for blocking the return light to the semiconductor laser chip 203, a partial reflection mirror 303 for reflecting a part of the laser light on the carrier, and light. A partial reflection mirror 304, an etalon filter 307, a photodiode 305 for intensity monitoring, a photodiode 306 for wavelength monitoring, and a thermista 302 for temperature monitoring are mounted. Has been done.

波長ロッカー・ブロック300を透過した光は、アンプ・ブロック400上のレンズ404により半導体アンプ403に結合される。半導体アンプ403の出力光は、レンズ405により平行ビームに変換される。
アンプ・ブロック400を通過した光は、透明窓102を透過した後、レンズ103によって集光され、光ファイバ105に光学的に結合される。光ファイバ105の端部はファイバ・フェルール104によって固定されている。半導体レーザの信頼性向上のため、パッケージ101は気密封止されている。
The light transmitted through the wavelength rocker block 300 is coupled to the semiconductor amplifier 403 by the lens 404 on the amplifier block 400. The output light of the semiconductor amplifier 403 is converted into a parallel beam by the lens 405.
The light that has passed through the amplifier block 400 passes through the transparent window 102, is collected by the lens 103, and is optically coupled to the optical fiber 105. The end of the optical fiber 105 is fixed by a fiber ferrule 104. The package 101 is airtightly sealed in order to improve the reliability of the semiconductor laser.

なお、半導体レーザチップ203、フォトダイオード(受光器)305,306、ペルチェ素子(熱電素子)201,301,401、サーミスタ(温度センサ)202,302,402などの部品は、全てパッケージ101に備わる端子に電気的に配線、接続されており、外部の温度制御部500〜502とレーザドライバ503と半導体アンプ制御部504とによって半導体レーザ光源を動作させることができるようになっている。 Parts such as the semiconductor laser chip 203, photodiodes (receivers) 305, 306, Peltier elements (thermoelectric elements) 201, 301, 401, and thermistors (temperature sensors) 202, 302, 402 are all terminals provided in the package 101. The semiconductor laser light source can be operated by the external temperature control units 500 to 502, the laser driver 503, and the semiconductor amplifier control unit 504.

本実施例では、半導体レーザとして、分布帰還型(DFB:Distributed FeedBack)レーザアレイを用いている。半導体レーザチップ203内には、互いに発振波長が異なるN個の分布帰還型レーザを含む分布帰還型レーザアレイ205と、この分布帰還型レーザアレイ205のN個の光出力を合波するN対1光合波器206と、N対1光合波器206から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプ207とが集積化されている。 In this embodiment, a distributed feedback type (DFB: Distributed FeedBack) laser array is used as the semiconductor laser. In the semiconductor laser chip 203, a distributed feedback laser array 205 including N distributed feedback lasers having different oscillation wavelengths and an N to 1 light output of the distributed feedback laser array 205 are combined. The optical combiner 206 and the semiconductor amplifier 207 that amplifies the laser beam output from the N: 1 optical combiner 206 are integrated.

光源ブロック200は、外部のレーザドライバ503によって半導体レーザチップ203内の、分布帰還型レーザアレイ205のうちどれか一つの分布帰還型レーザを選択的に発振させ、さらに外部の温度制御部500によってペルチェ素子201を制御して分布帰還型レーザアレイ205の温度を変化させることにより、発振波長を広い範囲で変化させることができるようになっている。 The light source block 200 selectively oscillates one of the distributed feedback laser arrays 205 in the semiconductor laser chip 203 by the external laser driver 503, and further, the external temperature control unit 500 causes the Peltier block 200 to oscillate the distributed feedback laser. By controlling the element 201 to change the temperature of the distributed feedback type laser array 205, the oscillation wavelength can be changed in a wide range.

なお、本実施例では、分布帰還型レーザアレイ205を使用しているが、波長を選択するための回折格子が半導体利得領域とは別の部分に設けられた分布反射型(DBR:Distributed Bragg Reflector)レーザアレイを用いてもよい。
また、分布帰還型レーザアレイ205の代わりに、回折格子による波長選択機能を備えた単一の分布帰還型レーザ、もしくは単一の分布反射型レーザを用いてもよい。
In this embodiment, the distributed feedback type laser array 205 is used, but the distributed reflection type (DBR: Distributed Bragg Reflector) in which the diffraction grating for selecting the wavelength is provided in a portion different from the semiconductor gain region is used. ) A laser array may be used.
Further, instead of the distributed feedback type laser array 205, a single distributed feedback type laser having a wavelength selection function by a diffraction grating or a single distributed reflection type laser may be used.

比較のため、従来の半導体レーザ光源の構成を図2に示す。従来の半導体レーザ光源は、光源ブロック200と波長ロッカー・ブロック300のみで構成されていることが分かる。 For comparison, FIG. 2 shows the configuration of a conventional semiconductor laser light source. It can be seen that the conventional semiconductor laser light source is composed of only the light source block 200 and the wavelength rocker block 300.

以下に、本実施例の実際の動作例について、図1を用いて説明する。半導体レーザチップ203から出力された光は、レンズ204によって平行ビームに変換され、波長ロッカー・ブロック300へと進む。波長ロッカー・ブロック300内に導入されたレーザ光の一部は、部分反射ミラー303,304により、強度モニタ用フォトダイオード305と波長モニタ用フォトダイオード306とに導かれる。強度モニタ用フォトダイオード305と波長モニタ用フォトダイオード306の各々は、入射した光の強度を電流値に変換する。 Hereinafter, an actual operation example of this embodiment will be described with reference to FIG. The light output from the semiconductor laser chip 203 is converted into a parallel beam by the lens 204 and proceeds to the wavelength rocker block 300. A part of the laser beam introduced into the wavelength rocker block 300 is guided to the intensity monitoring photodiode 305 and the wavelength monitoring photodiode 306 by the partial reflection mirrors 303 and 304. Each of the intensity monitoring photodiode 305 and the wavelength monitoring photodiode 306 converts the intensity of the incident light into a current value.

部分反射ミラー304から波長モニタ用フォトダイオード306への光路には、エタロン・フィルタ307が挿入されている。エタロン・フィルタ307の透過率は、エタロン・フィルタ307に入射する光の波長(光周波数)の変化に応じて変化するため、この光の波長の変化に応じて波長モニタ用フォトダイオード306に入射する光の強度も変化する。したがって、波長モニタ用フォトダイオード306から出力される電流の値も、エタロン・フィルタ307に入射する光の波長(光周波数)に応じて変化することになる。 An etalon filter 307 is inserted in the optical path from the partial reflection mirror 304 to the wavelength monitor photodiode 306. Since the transmittance of the etalon filter 307 changes according to the change in the wavelength (optical frequency) of the light incident on the etalon filter 307, the transmittance is incident on the photodiode 306 for wavelength monitoring according to the change in the wavelength of the light. The intensity of light also changes. Therefore, the value of the current output from the wavelength monitor photodiode 306 also changes according to the wavelength (optical frequency) of the light incident on the etalon filter 307.

図3に、実際に光周波数を変化させた場合の、波長モニタ用フォトダイオード306の出力電流PD1を強度モニタ用フォトダイオード305の出力電流PD2で割った値PD1/PD2の特性を示す。この特性は、強度モニタ用フォトダイオード305の出力電流PD2で規格化しているため、エタロン・フィルタ307の特性と等価なものとなっている。本実施例では、外部の温度制御部501によってペルチェ素子301を制御して波長ロッカー・ブロック300の温度を適当な値に調整することにより、エタロン・フィルタ307に入射する光の周波数が193100GHzのときにエタロン・フィルタ307の透過特性の傾きが負の最大値となるようにしている。このときのモニタ電流の比PD1/PD2の値は、1.26である。 FIG. 3 shows the characteristics of PD1 / PD2, which is the value obtained by dividing the output current PD1 of the wavelength monitoring photodiode 306 by the output current PD2 of the intensity monitoring photodiode 305 when the optical frequency is actually changed. Since this characteristic is standardized by the output current PD2 of the intensity monitoring photodiode 305, it is equivalent to the characteristic of the etalon filter 307. In this embodiment, when the frequency of the light incident on the etalon filter 307 is 193100 GHz by controlling the Peltier element 301 by the external temperature control unit 501 to adjust the temperature of the wavelength rocker block 300 to an appropriate value. The slope of the transmission characteristic of the etalon filter 307 is set to a negative maximum value. The value of the monitor current ratio PD1 / PD2 at this time is 1.26.

そこで、外部の温度制御部500は、モニタ電流の比PD1/PD2を1.26に保つように、ペルチェ素子201を制御して分布帰還型レーザアレイ205の温度を調節することにより、分布帰還型レーザアレイ205の発振光周波数を制御する。こうして、波長ロッカー・ブロック300から出力される光の周波数を正確に193100GHzに保つことができる。 Therefore, the external temperature control unit 500 controls the Peltier element 201 so as to keep the monitor current ratio PD1 / PD2 at 1.26 to adjust the temperature of the distributed feedback type laser array 205, thereby causing the distributed feedback type. The oscillation light frequency of the laser array 205 is controlled. In this way, the frequency of the light output from the wavelength rocker block 300 can be accurately maintained at 193100 GHz.

なお、エタロン・フィルタ307の透過特性は周期的に変化し、その周期は、エタロン・フィルタ307の2枚のミラーの光学的距離に依存する。本実施例では、図3から明らかなように、エタロン・フィルタ307の透過特性の周期が50GHzとなるように設計・製作されたものを使用した。よって、50GHz間隔で並ぶ光周波数にレーザ波長を安定化させることができる。また、エタロン・フィルタ307の透過光周波数は、温度によって変化させることができるので、ペルチェ素子301を用いて波長ロッカー・ブロック300の温度を制御すれば、任意の光波長に安定化することも可能である。
以上の波長ロッカーの動作は、従来の半導体レーザ光源から行われている周知の動作である。
The transmission characteristics of the etalon filter 307 change periodically, and the period depends on the optical distance between the two mirrors of the etalon filter 307. In this embodiment, as is clear from FIG. 3, the etalon filter 307 designed and manufactured so that the period of the transmission characteristic is 50 GHz was used. Therefore, the laser wavelength can be stabilized to the optical frequencies arranged at intervals of 50 GHz. Further, since the transmitted light frequency of the etalon filter 307 can be changed depending on the temperature, it is possible to stabilize the transmitted light frequency to an arbitrary light wavelength by controlling the temperature of the wavelength rocker block 300 using the Peltier element 301. Is.
The above-mentioned operation of the wavelength rocker is a well-known operation performed from a conventional semiconductor laser light source.

次に、本実施例の特徴的構成について説明する。本実施例は、波長ロッカー・ブロック300の後段にアンプ・ブロック400を設け、このアンプ・ブロック400に搭載した半導体アンプ403(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)により、光の増幅と吸収の制御を可能としている点が、従来との相違点である。このアンプ・ブロック400による効果を以下に説明する。 Next, the characteristic configuration of this embodiment will be described. In this embodiment, an amplifier block 400 is provided after the wavelength rocker block 300, and a semiconductor amplifier 403 (SOA: Semiconductor Optical Amplifier) mounted on the amplifier block 400 enables control of light amplification and absorption. The point is that it is different from the conventional one. The effect of this amplifier block 400 will be described below.

図4は、従来の半導体レーザ光源における光出力と発振光周波数の時間推移を示す図である。この例では、時刻0で、ある任意の光周波数になるように、半導体レーザ光源への制御を開始している。具体的には、ある任意の光周波数にするためのチップ温度やレーザ電流などの制御パラメータが、予め半導体記憶装置に記録されている。時刻0において温度制御部は、サーミスタ202によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されているチップ温度の初期設定値と一致するようにペルチェ素子201を用いて光源ブロック200の温度を制御すると同時に、サーミスタ302によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されている波長ロッカー温度設定値と一致するようにペルチェ素子301を用いて波長ロッカー・ブロック300の温度を制御する。 FIG. 4 is a diagram showing a time transition of an optical output and an oscillating optical frequency in a conventional semiconductor laser light source. In this example, at time 0, the control to the semiconductor laser light source is started so as to have an arbitrary optical frequency. Specifically, control parameters such as a chip temperature and a laser current for setting an arbitrary optical frequency are recorded in advance in a semiconductor storage device. At time 0, the temperature control unit controls the temperature of the light source block 200 by using the Perche element 201 so that the temperature measured by the thermistor 202 matches the initial setting value of the chip temperature recorded in the semiconductor storage device. , The temperature of the wavelength rocker block 300 is controlled by using the Perche element 301 so that the temperature measured by the thermistor 302 matches the wavelength rocker temperature set value recorded in the semiconductor storage device.

サーミスタ202によって測定されるレーザの温度が所望の温度に近づいたときに、レーザドライバは、半導体記憶装置に記録されている値のレーザ電流を分布帰還型レーザアレイ205に供給し、光出力を発生させる。 When the temperature of the laser measured by the thermistor 202 approaches a desired temperature, the laser driver supplies the laser current of the value recorded in the semiconductor storage device to the distributed feedback laser array 205 to generate an optical output. Let me.

図4の例では、時刻0から4秒が経過した時点で光出力が発生している。このとき、レーザの温度は所望の温度(上記の初期設定値)と若干異なっているため、半導体レーザ光源から出力される光の周波数は所望の光周波数から数GHz程度のずれがある。分布帰還型レーザアレイ205からの光出力が発生した後、波長ロッカー・ブロック300からの電気信号(PD1,PD2)に基づいて、温度制御部は、光周波数が所望の値になるように光源ブロック200の温度を制御する。図4の例では、時刻0から6秒が経過したあたりで、半導体レーザ光源から出力される光の周波数が所望の値ftに対して±1GHz以内のずれに収まることが分かる。 In the example of FIG. 4, the light output is generated when 4 seconds have passed from the time 0. At this time, since the laser temperature is slightly different from the desired temperature (the above-mentioned initial setting value), the frequency of the light output from the semiconductor laser light source deviates from the desired optical frequency by about several GHz. After the light output from the distributed feedback laser array 205 is generated, the temperature control unit sets the light source block so that the light frequency becomes a desired value based on the electric signals (PD1, PD2) from the wavelength rocker block 300. Control the temperature of 200. In the example of FIG. 4, it can be seen that the frequency of the light output from the semiconductor laser light source falls within ± 1 GHz with respect to the desired value ft when the time 0 to 6 seconds has elapsed.

図5は、本実施例の半導体レーザ光源における光出力と発振光周波数の時間推移を示す図である。図4の場合と同様に、時刻0で、ある任意の光周波数になるように、半導体レーザ光源への制御を開始している。具体的には、ある任意の光周波数にするためのチップ温度(光源ブロック温度)の初期設定値、波長ロッカー温度設定値、アンプ温度設定値、レーザ電流設定値、モニタ電流設定値、および増幅器動作電流設定値などの制御パラメータが、図示しない半導体記憶装置に予め記録されている。 FIG. 5 is a diagram showing the time transition of the light output and the oscillation light frequency in the semiconductor laser light source of this embodiment. Similar to the case of FIG. 4, at time 0, the control to the semiconductor laser light source is started so as to have an arbitrary optical frequency. Specifically, the initial setting value of the chip temperature (light source block temperature) for setting an arbitrary optical frequency, the wavelength rocker temperature setting value, the amplifier temperature setting value, the laser current setting value, the monitor current setting value, and the amplifier operation. Control parameters such as current set values are pre-recorded in a semiconductor storage device (not shown).

時刻0において温度制御部500は、サーミスタ202によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されているチップ温度の初期設定値と一致するようにペルチェ素子201を用いて光源ブロック200の温度を制御する。また、時刻0において温度制御部501は、サーミスタ302によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されている波長ロッカー温度設定値と一致するようにペルチェ素子301を用いて波長ロッカー・ブロック300の温度を制御し、温度制御部502は、サーミスタ402によって測定された温度が半導体記憶装置に記録されているアンプ温度設定値と一致するようにペルチェ素子401を用いてアンプ・ブロック400の温度を制御する。 At time 0, the temperature control unit 500 controls the temperature of the light source block 200 by using the Peltier element 201 so that the temperature measured by the thermistor 202 matches the initial setting value of the chip temperature recorded in the semiconductor storage device. .. Further, at time 0, the temperature control unit 501 uses the Perche element 301 to match the temperature measured by the thermistor 302 with the wavelength rocker temperature set value recorded in the semiconductor storage device, and the temperature of the wavelength rocker block 300. The temperature control unit 502 controls the temperature of the amplifier block 400 by using the Perche element 401 so that the temperature measured by the thermistor 402 matches the amplifier temperature set value recorded in the semiconductor storage device. ..

また、本実施例では、このような温度制御と同時に、光源ブロック200を動作させてレーザ光出力を発生させている。具体的には、時刻0においてレーザドライバ503は、所望の光周波数に対応する分布帰還型レーザに対して、半導体記憶装置に記録されている設定値のレーザ電流を供給し、光源ブロック200から光出力を発生させる。よって、すぐに波長ロッカーを用いた光周波数安定化の制御を行うことができる。すなわち、温度制御部500は、波長ロッカー・ブロック300から得られるモニタ電流の比PD1/PD2が半導体記憶装置に記録されているモニタ電流設定値(上記の例では1.26)と一致するようにペルチェ素子201を用いて光源ブロック200の温度を制御する。 Further, in this embodiment, at the same time as such temperature control, the light source block 200 is operated to generate a laser beam output. Specifically, at time 0, the laser driver 503 supplies the laser current of the set value recorded in the semiconductor storage device to the distributed feedback type laser corresponding to the desired optical frequency, and emits light from the light source block 200. Produce output. Therefore, it is possible to immediately control the optical frequency stabilization using the wavelength rocker. That is, the temperature control unit 500 makes the ratio PD1 / PD2 of the monitor current obtained from the wavelength rocker block 300 match the monitor current set value (1.26 in the above example) recorded in the semiconductor storage device. The temperature of the light source block 200 is controlled by using the Peltier element 201.

半導体アンプ制御部504は、半導体アンプ403に供給する電流を調節することにより、半導体アンプ403の利得を制御することが可能である。具体的には、アンプ・ブロック400内の半導体アンプ403に電流を流すと、光が増幅されて出力されるが、半導体アンプ403のp側電極とn側電極を短絡すると、半導体アンプ403で光が吸収されるため、光の減衰器として作用し、光が出力されない。 The semiconductor amplifier control unit 504 can control the gain of the semiconductor amplifier 403 by adjusting the current supplied to the semiconductor amplifier 403. Specifically, when a current is passed through the semiconductor amplifier 403 in the amplifier block 400, the light is amplified and output, but when the p-side electrode and the n-side electrode of the semiconductor amplifier 403 are short-circuited, the semiconductor amplifier 403 emits light. Is absorbed, so it acts as a light attenuator and no light is output.

そこで、半導体アンプ制御部504は、時刻0(半導体レーザの光出力開始時点)から所定の条件が成立するまでは、半導体アンプ403のp側電極とn側電極とを短絡することにより、半導体アンプ403を光減衰器として動作させる。したがって、アンプ・ブロック400から光ファイバ105への光出力はほぼ零である。 Therefore, the semiconductor amplifier control unit 504 short-circuits the p-side electrode and the n-side electrode of the semiconductor amplifier 403 from time 0 (at the time when the optical output of the semiconductor laser starts) until a predetermined condition is satisfied. Operate the 403 as an optical attenuator. Therefore, the optical output from the amplifier block 400 to the optical fiber 105 is almost zero.

続いて、半導体アンプ制御部504は、モニタ電流の比PD1/PD2が所望の範囲内(上記の例では1.26を中心とする一定の範囲内)になったときに分布帰還型レーザアレイ205の光周波数が安定したと判断して所定の条件が成立したと判定し、半導体記憶装置に記録されている増幅器動作電流設定値の電流を半導体アンプ403に供給することにより、半導体アンプ403を増幅器として動作させる。これにより、アンプ・ブロック400から光ファイバ105へ光が出力される。こうして、アンプ・ブロック400の動作を減衰動作から増幅動作に切り替えることにより、アンプ・ブロック400の光出力発生直後から光周波数(光波長)精度を高くすることが可能である。 Subsequently, the semiconductor amplifier control unit 504 determines the distribution feedback type laser array 205 when the monitor current ratio PD1 / PD2 falls within a desired range (within a certain range centered on 1.26 in the above example). It is determined that the optical frequency of the semiconductor amplifier is stable, the predetermined condition is satisfied, and the current of the amplifier operating current set value recorded in the semiconductor storage device is supplied to the semiconductor amplifier 403 to amplify the semiconductor amplifier 403. Operate as. As a result, light is output from the amplifier block 400 to the optical fiber 105. In this way, by switching the operation of the amplifier block 400 from the attenuation operation to the amplification operation, it is possible to increase the accuracy of the optical frequency (optical wavelength) immediately after the optical output of the amplifier block 400 is generated.

図5の例では、時刻0から4秒が経過した時点で半導体レーザ光源から光出力が発生し、この発生直後に既に光周波数が所望の値ftに対して±1GHz以内のずれに収まっていることが分かる。
このように、本実施例の半導体レーザ光源では、アンプ・ブロック400の増幅/減衰切替を利用して、光周波数が安定な状態のときのみ光を出力するように制御することが可能であり、小型で光周波数精度の高い波長可変光源を得ることができる。
In the example of FIG. 5, light output is generated from the semiconductor laser light source when 4 seconds have passed from time 0, and immediately after this generation, the light frequency is already within ± 1 GHz with respect to the desired value ft. You can see that.
As described above, in the semiconductor laser light source of the present embodiment, it is possible to control to output light only when the optical frequency is stable by utilizing the amplification / attenuation switching of the amplifier block 400. A small, variable wavelength light source with high optical frequency accuracy can be obtained.

なお、半導体アンプ制御部504は、時刻0から規定時間tが経過した時点で、所定の条件が成立したと判定するようにしてもよい。規定時間tとしては、分布帰還型レーザアレイ205から出力される光の周波数が十分安定すると想定される時間を予め設定しておけばよい。 The semiconductor amplifier control unit 504 may determine that the predetermined condition is satisfied when the specified time t has elapsed from the time 0. As the specified time t, a time at which the frequency of the light output from the distributed feedback type laser array 205 is expected to be sufficiently stable may be set in advance.

本発明は、一般的に光通信システムに利用することができる。特に、光通信システムの送受信器に利用できる。 The present invention can generally be used in optical communication systems. In particular, it can be used as a transmitter / receiver for an optical communication system.

101…パッケージ、102…透明窓、103,204,404,405…レンズ、104…ファイバ・フェルール、105…光ファイバ、200…光源ブロック、201,301,401…ペルチェ素子、202,302,402…サーミスタ、203…半導体レーザチップ、205…分布帰還型レーザアレイ、206…N対1光合波器、207…半導体アンプ、300…波長ロッカー・ブロック、303,304…部分反射ミラー、305…強度モニタ用フォトダイオード、306…波長モニタ用フォトダイオード、307…エタロン・フィルタ、308…光アイソレータ、400…アンプ・ブロック、403…半導体アンプ、500〜502…温度制御部、503…レーザドライバ、504…半導体アンプ制御部。 101 ... Package, 102 ... Transparent window, 103, 204, 404, 405 ... Lens, 104 ... Fiber ferrule, 105 ... Optical fiber, 200 ... Light source block, 201, 301, 401 ... Perche element, 202, 302, 402 ... Thermistor, 203 ... Semiconductor laser chip, 205 ... Distributed feedback laser array, 206 ... N to 1 optical combiner, 207 ... Semiconductor amplifier, 300 ... Wavelength rocker block, 303, 304 ... Partial reflection mirror, 305 ... For intensity monitor Photodiode, 306 ... Photodiode for wavelength monitoring, 307 ... Etalon filter, 308 ... Optical isolator, 400 ... Amplifier block, 403 ... Semiconductor amplifier, 500-502 ... Temperature control unit, 503 ... Laser driver, 504 ... Semiconductor amplifier Control unit.

Claims (5)

単一モードで発振する半導体レーザを含む光源ブロックと、
この光源ブロックの出力光が入力されるエタロン・フィルタを含む波長ロッカー・ブロックと、
この波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックとを備え、
前記アンプ・ブロックは、前記半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、前記所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを含み、
前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第1の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第2の受光器とを含み、
さらに、前記光源ブロックに設けられた第1の熱電素子と、
前記第1、第2の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第1の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第1の温度制御部と、
前記半導体レーザの光出力開始時に前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記半導体レーザの光周波数が安定したことを示す前記電気信号が得られたときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部と、
前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第2の熱電素子と、
前記アンプ・ブロックに設けられた第3の熱電素子と、
前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第1の温度センサと、
前記アンプ・ブロックに設けられた第2の温度センサと、
前記第1の温度センサによって測定された温度が所望の波長ロッカー温度設定値と一致するように前記第2の熱電素子を通じて前記波長ロッカー・ブロックの温度を制御する第2の温度制御部と、
前記第2の温度センサによって測定された温度が所望のアンプ温度設定値と一致するように前記第3の熱電素子を通じて前記アンプ・ブロックの温度を制御する第3の温度制御部とを備えることを特徴とする半導体レーザ光源。
A light source block containing a semiconductor laser that oscillates in a single mode,
A wavelength rocker block containing an etalon filter to which the output light of this light source block is input,
It is equipped with an amplifier block that amplifies the output light of this wavelength rocker block and couples it to an optical fiber.
The amplifier block, the works from the light output start time of the semiconductor laser as a light attenuator until a predetermined condition is satisfied, saw including a semiconductor amplifier in which the predetermined condition is operated as an amplifier when satisfied,
The wavelength rocker block transmitted the etalon filter, the first receiver for detecting the intensity of light input to the wavelength rocker block, and the etalon filter input to the wavelength rocker block. Including a second receiver that detects the intensity of light
Further, a first thermoelectric element provided in the light source block and
A first temperature that controls the temperature of the light source block through the first thermoelectric element so that the optical frequency of the semiconductor laser becomes a desired value based on the electric signals obtained from the first and second receivers. Control unit and
When the semiconductor amplifier is operated as an optical attenuator at the start of the optical output of the semiconductor laser and the electric signal indicating that the optical frequency of the semiconductor laser is stable is obtained, it is determined that the predetermined condition is satisfied. The semiconductor amplifier control unit that operates the semiconductor amplifier as an amplifier,
A second thermoelectric element provided in the wavelength rocker block,
A third thermoelectric element provided in the amplifier block,
The first temperature sensor provided in the wavelength rocker block and
A second temperature sensor provided in the amplifier block and
A second temperature control unit that controls the temperature of the wavelength rocker block through the second thermoelectric element so that the temperature measured by the first temperature sensor matches the desired wavelength rocker temperature set value.
It is provided with a third temperature control unit that controls the temperature of the amplifier block through the third thermoelectric element so that the temperature measured by the second temperature sensor matches a desired amplifier temperature set value. A characteristic semiconductor laser light source.
単一モードで発振する半導体レーザを含む光源ブロックと、
この光源ブロックの出力光が入力されるエタロン・フィルタを含む波長ロッカー・ブロックと、
この波長ロッカー・ブロックの出力光を増幅して光ファイバに結合させるアンプ・ブロックとを備え、
前記アンプ・ブロックは、前記半導体レーザの光出力開始時点から所定の条件が成立するまで光減衰器として動作し、前記所定の条件が成立したときに増幅器として動作する半導体アンプを含み、
前記波長ロッカー・ブロックは、前記エタロン・フィルタと、前記波長ロッカー・ブロックに入力された光の強度を検出する第1の受光器と、前記波長ロッカー・ブロックに入力され前記エタロン・フィルタを透過した光の強度を検出する第2の受光器とを含み、
さらに、前記光源ブロックに設けられた第1の熱電素子と、
前記第1、第2の受光器から得られる電気信号に基づいて前記半導体レーザの光周波数が所望の値になるように前記第1の熱電素子を通じて前記光源ブロックの温度を制御する第1の温度制御部と、
前記半導体レーザの光出力開始時点から規定時間が経過するまで前記半導体アンプを光減衰器として動作させ、前記規定時間が経過したときに前記所定の条件が成立したと判定して、前記半導体アンプを増幅器として動作させる半導体アンプ制御部と、
前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第2の熱電素子と、
前記アンプ・ブロックに設けられた第3の熱電素子と、
前記波長ロッカー・ブロックに設けられた第1の温度センサと、
前記アンプ・ブロックに設けられた第2の温度センサと、
前記第1の温度センサによって測定された温度が所望の波長ロッカー温度設定値と一致するように前記第2の熱電素子を通じて前記波長ロッカー・ブロックの温度を制御する第2の温度制御部と、
前記第2の温度センサによって測定された温度が所望のアンプ温度設定値と一致するように前記第3の熱電素子を通じて前記アンプ・ブロックの温度を制御する第3の温度制御部とを備えることを特徴とする半導体レーザ光源。
A light source block containing a semiconductor laser that oscillates in a single mode,
A wavelength rocker block containing an etalon filter to which the output light of this light source block is input,
It is equipped with an amplifier block that amplifies the output light of this wavelength rocker block and couples it to an optical fiber.
The amplifier block includes a semiconductor amplifier that operates as an optical attenuator from the start of optical output of the semiconductor laser until a predetermined condition is satisfied, and operates as an amplifier when the predetermined condition is satisfied.
The wavelength rocker block transmitted the etalon filter, the first receiver for detecting the intensity of light input to the wavelength rocker block, and the etalon filter input to the wavelength rocker block. Including a second receiver that detects the intensity of light
Further, a first thermoelectric element provided in the light source block and
A first temperature that controls the temperature of the light source block through the first thermoelectric element so that the optical frequency of the semiconductor laser becomes a desired value based on the electric signals obtained from the first and second receivers. Control unit and
The semiconductor amplifier is operated as an optical attenuator from the start of optical output of the semiconductor laser until a specified time elapses, and when the specified time elapses, it is determined that the predetermined condition is satisfied, and the semiconductor amplifier is used. A semiconductor amplifier control unit that operates as an amplifier,
A second thermoelectric element provided in the wavelength rocker block,
A third thermoelectric element provided in the amplifier block,
The first temperature sensor provided in the wavelength rocker block and
A second temperature sensor provided in the amplifier block and
A second temperature control unit that controls the temperature of the wavelength rocker block through the second thermoelectric element so that the temperature measured by the first temperature sensor matches the desired wavelength rocker temperature set value.
It is provided with a third temperature control unit that controls the temperature of the amplifier block through the third thermoelectric element so that the temperature measured by the second temperature sensor matches a desired amplifier temperature set value. A characteristic semiconductor laser light source.
請求項1または2記載の半導体レーザ光源において、
前記半導体レーザは、回折格子による波長選択機能を備えた分布帰還型レーザ、もしくは分布反射型レーザであることを特徴とする半導体レーザ光源。
In the semiconductor laser light source according to claim 1 or 2.
The semiconductor laser is a distributed feedback type laser or a distributed reflection type laser having a wavelength selection function by a diffraction grating, and is a semiconductor laser light source.
請求項1または2記載の半導体レーザ光源において、
前記光源ブロックは、
分布帰還型レーザアレイと、
この分布帰還型レーザアレイのN個の光出力を合波するN対1光合波器と、
このN対1光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、
これら分布帰還型レーザアレイとN対1光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とする半導体レーザ光源。
In the semiconductor laser light source according to claim 1 or 2.
The light source block is
Distribution feedback laser array and
An N-to-1 optical combiner that combines the N optical outputs of this distributed feedback laser array,
Including a semiconductor amplifier that amplifies the laser light output from this N-to-1 optical combiner,
A semiconductor laser light source characterized in that a semiconductor laser oscillating in a single mode is configured by these distributed feedback type laser arrays, an N to 1 optical combiner, and a semiconductor amplifier.
請求項1または2記載の半導体レーザ光源において、
前記光源ブロックは、
分布反射型レーザアレイと、
この分布反射型レーザアレイのN個の光出力を合波するN対1光合波器と、
このN対1光合波器から出力されたレーザ光を増幅する半導体アンプとを含み、
これら分布反射型レーザアレイとN対1光合波器と半導体アンプとにより、単一モードで発振する半導体レーザを構成することを特徴とする半導体レーザ光源。
In the semiconductor laser light source according to claim 1 or 2.
The light source block is
Distributed reflection laser array and
An N-to-1 optical combiner that combines the N light outputs of this distributed reflection laser array,
Including a semiconductor amplifier that amplifies the laser light output from this N-to-1 optical combiner,
A semiconductor laser light source characterized in that a semiconductor laser oscillating in a single mode is configured by these distributed reflection type laser arrays, an N: 1 optical combiner, and a semiconductor amplifier.
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